Qorvo Gelişmiş Motor Kontrolü ile Kablosuz Süpürgeleri İyileştiriyor
Hiç kompakt, kablosuz bir elektrikli süpürgenin profesyonel ekipmanlarla karşılaştırılabilir bir emme gücü sağlayabileceğini hayal ettiniz mi?Eskiden basit olan elektrikli motorlar modern tasarım konseptleriyle canlanıyor.Elektrik motorları, buzdolaplarından bilgisayarlara, çamaşır makinelerine ve elektrikli süpürgelere kadar hayatımızın her alanına nüfuz ediyor.Garaj kapılarını ve bahçe aletlerini aynı şekilde güçlendiriyorlar..
20. yüzyılın başlarına bakıldığında, basit AC indüksiyon motorları ve fırçalı DC motorları temel ihtiyaçları karşılayabilir.Sadece tüketicilerin taleplerini karşılamakla kalmayıp, uzun ömürlü kablosuz cihazlar ancak aynı zamanda cihazları daha kompakt, güvenilir ve dayanıklı hale getirir.
Küresel elektrikli süpürge pazarı 2018 yılında 9.2 milyar dolara ulaştı ve güçlü bir şekilde büyümeye devam ediyor.Piyasanın yıllık artış oranının (CAGR) 9 olması bekleniyor.Bu büyüme, öncelikle çalışan kadın sayısının artması ve tüketicilerin yeni beklentileri yaratan artan yaşam standartlarının yol açtığından kaynaklanıyor.Kullanıcıların ev aletlerinde enerji verimliliğine ve çevresel bakış açılarına olan ilgisi önemli bir pazar itici gücü haline geldi.
Bu ortak projede, elektrikli süpürge tasarım ekibi ve Qorvo mühendisleri bir dizi zorlu gereksinimle karşı karşıya kaldılar.Çok yüksek dönme hızlarından güçlü bir emme ile hafif bir emmeyi birleştiren kablosuz bir elektrikli süpürge yaratmaları gerekiyordu., taşınabilir tasarım ve uzun ürün ömrü. Gerekli emme gücü piyasadaki geleneksel taşınabilir ürünlerin çoğundan önemli ölçüde daha fazlaydı.
Müşterinin özellikleri, değişken frekans sürücüsü (VFD) işlevselliğini elde etmek için alan odaklı kontrol (FOC) teknolojisiyle kalıcı mıknatıslı senkron motor (PMSM) için açıkça talep etti.Ürünün aşırı performans gereksinimlerini karşılamak.
Qorvo ve tasarım ekibi nihai ürünün yüksek performanslı kablosuz bir elektrikli süpürge olacağını fark etti.Performansı en üst düzeye çıkarmak için sinüs dalga komutasyon teknolojisi ile üç fazlı bir PMSM motoru seçtiler.Tasarımın özü, statörün dönen manyetik alanını kontrol etmek için sofistike bir algoritma kullanan FOC teknolojisinde yatıyor.iki ortogonal bileşen aracılığıyla akım üretimini ayarlamak ve motorun mevcut torkunu kesin bir şekilde belirlemek.
Modern el elektrikli süpürge makineleri tipik olarak içten olarak dönen manyetik alanlar üreten BLDC motorları kullanır.rotora kalıcı mıknatıslar monte edilirken, stator bobinleri tarafından üretilen periyodik manyetik alana göre dönen. Akım, stator bobinlerine harici bir elektronik motor denetleyicisi tarafından hassas bir şekilde aktarılır,Değişken hızları mümkün kılan.
Qorvo Power Application Controller (PAC) serisinin bir parçası olan Qorvo'nun PAC5225 çipi, bu elektrikli süpürge tasarımının çekirdeğidir.Bu son derece entegre sistem-çip (SoC) basit bir sistem oluşturmak için kapsamlı işlevsellik sağlar., kompakt ve uygun maliyetli motor kontrol kartı. Tasarım kartı bir güç yönetimi sistemi, 50MHz 32 bit ARM Cortex-M0 mikrodenselleyici birimi (MCU), kapı sürücüleri, operasyonel amplifikatörler,Karşılaştırıcılar ve diğer yardımcı bileşenler.
Olağanüstü motor hızlarına ulaşmak, standart elektrikli süpürge performans seviyelerini önemli ölçüde aşmak amacıyla bu projenin tasarımındaki önemli bir parametredir.150'ye kadar mekanik hız elde etmek için,000 rpm, ARM Cortex M0 MCU tarafından kontrol edilen analog-dijital dönüştürücü (ADC) ve nabız genişliği modülatörü (PWM) arasında hassas bir koordinasyon gerekiyordu.
Bir elektrikli süpürgenin emme gücü, farklı eklemlerin kanal hacmi, pil seviyesi, yabancı nesnelerden oluşan tıkanıklıklar ve filtre doyması da dahil olmak üzere birçok faktörden etkilenir.Bu değişken koşullar altında, sabit güç çıkışı sürdürmek emme gücünü en üst düzeye çıkarmak için çok önemlidir.
Motorun düzgün ve hızlı çalıştırılmasını sağlamak için motorun başlangıç algoritmasına rotor pozisyonu bilgisi gereklidir.Başlatma algoritmasının rotor pozisyonunu hesaplamak için kullandığı.
Tüm motor kontrol işlevlerinin tek bir Qorvo PAC motor kontrol çipi içine entegre edilmesi, maliyetli bir ürün tasarımı elde etmenin anahtarıydı.tasarım, bakım gereksinimlerini en aza indirirken ve ürün ömrünü uzatırken malzeme faturası (BOM) maliyetlerini düşürdü.
Qorvo tarafından geliştirilen gelişmiş algoritmalar, mevcut SoC donanımları aracılığıyla çok sayıda karmaşık motor kontrol işlevini sağlar.Tasarım, tek bir akım algılama direnci yöntemi kullanarak sensörsüz FOC kontrolünü uyguluyor, daha önceki birçok tasarımda gerekli olduğu gibi üç örnekleme direncinin gerekliliğini ortadan kaldırır.
