STM32在變頻波輪洗衣機(jī)上的應(yīng)用

隨著國家節(jié)能減排政策的引導(dǎo)和人們對(duì)節(jié)能環(huán)保意識(shí)提高，變頻技術(shù)已廣泛應(yīng)用于空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等白色家電領(lǐng)域，使用變頻技術(shù)的家電產(chǎn)品逐漸受到消費(fèi)者認(rèn)可。變頻波輪洗衣機(jī)使用永磁同步電機(jī)(PMSM)直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)波輪，采用變頻技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制后，在噪音、轉(zhuǎn)矩和調(diào)速性能等方面相對(duì)于傳統(tǒng)波輪洗衣機(jī)改善效果明顯。

方案介紹

波輪洗衣機(jī)的洗滌原理是依靠電機(jī)帶動(dòng)裝在洗衣桶底部的波輪正、反旋轉(zhuǎn)，衣物在波輪的帶動(dòng)下上、下、左、右不停地翻轉(zhuǎn)，同時(shí)在洗滌劑的作用下實(shí)現(xiàn)去污清洗。因波輪洗衣機(jī)的工作原理，洗衣機(jī)電機(jī)需要不停的正、反轉(zhuǎn)切換，且電機(jī)啟動(dòng)時(shí)要具備足夠大的力矩。

針對(duì)上述應(yīng)用，方案選用ST公司Cortex-M3內(nèi)核的STM32F103C6T6A 微處理器和ST公司的智能功率模塊(IPM)STGIPL14K60為平臺(tái)，采用3電阻電流檢測和帶霍爾傳感器方法實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)永磁同步電機(jī)(PMSM)的矢量控制(FOC)。

STM32F系列為ST發(fā)布的基于ARM公司Cortex-M3內(nèi)核的微處理器，其擁有最高72MHz的運(yùn)行頻率，并內(nèi)部集成了一個(gè)專門用于馬達(dá)控制的 Advanced Timer，足以滿足電機(jī)控制FOC運(yùn)算的需求。同時(shí)ST提供了完整的電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案，通過免費(fèi)提供的電機(jī)固件庫及PC端的用戶配置界面MotorControl WorkBench，用戶可以快速實(shí)現(xiàn)馬達(dá)應(yīng)用評(píng)估。

STGIPL14K60為ST公司推出的智能功率模塊(IPM)，功率模塊內(nèi)集成600V 15A IGBT、半橋驅(qū)動(dòng)、運(yùn)算放大器、比較器、NTC等器件，能夠簡化電機(jī)控制逆變電路，僅需用一個(gè)功率模塊即可替代幾十個(gè)分立器件，有效提高控制系統(tǒng)的可靠性，并減小PCB尺寸和降低系統(tǒng)成本。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖