許多家用電器都包括一個或多個對其功能至關(guān)重要的電機。在不斷提高市場份額的斗爭中，新產(chǎn)品設(shè)計力求使其產(chǎn)品在競爭中脫穎而出。本文電池線路板小編將探討五個主要趨勢，這些趨勢塑造了電器電機控制的未來，電器電機控制適用于從HVAC系統(tǒng)到食品加工的所有領(lǐng)域。

能效

最大限度地降低電機和壓縮機的功耗仍然是電器設(shè)計的大趨勢之一。在很大程度上，美國環(huán)境保護局（EPA）家用電器能源之星計劃推動著這一進程。這項計劃會對產(chǎn)品進行評級并提供相應(yīng)的標(biāo)簽，顯示運行該設(shè)備所需的全年電量（kWh）。更高效的產(chǎn)品將獲得能源之星評級，而這是許多消費者眼中的必備家電屬性。許多其他國家/地區(qū)的政府提供類似的評級系統(tǒng)。

低端設(shè)備通常使用交流感應(yīng)電機（ACIM）。使用變頻驅(qū)動器（VFD）可以相對簡單地控制這些電機。在這種技術(shù)中，三相正弦波形為電動機的繞組供電。電機的控制通過改變脈寬調(diào)制（PWM）占空比來實現(xiàn)，PWM占空比通過其變化率來設(shè)置電壓和頻率。

對于VFD，只要負(fù)載不變，即可通過使電壓與頻率之比保持恒定來提供恒定的轉(zhuǎn)矩。遺憾的是，裝備有VFD的ACIM對變化的負(fù)載或速度請求的反應(yīng)緩慢，這降低了它的效率。例如，洗衣機通常使用ACIM，并且ACIM對可變負(fù)載的變化反應(yīng)不佳。當(dāng)濕衣服在滾筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，或者在攪拌期間滾筒旋轉(zhuǎn)發(fā)生變化時，就會發(fā)生這種情況。

提高效率的最直接方法是改變運行設(shè)備的電機類型。高端設(shè)備已經(jīng)開始采用一種新型電機，稱為永磁同步電機（PMSM）。由于設(shè)計原因，這種電機提供了更好的控制，但制造成本也更高。

PMSM的效率更高，因為它們在轉(zhuǎn)子中使用永磁體，而感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子使用的繞線線圈需要額外的能量來維持磁場。PMSM設(shè)計的優(yōu)點是可以使用一種稱為磁場定向控制（FOC）的改進控制算法，這種算法可以在更寬的負(fù)載或速度范圍內(nèi)非常精確地控制電機使用的能量。使用數(shù)字信號控制器（DSC）來控制PMSM（例如Microchip的dsPIC33EV系列），可以幫助提高這些電機的能效并實現(xiàn)無噪聲運行。

此外，使用具有FOC的PMSM可以節(jié)省大量能源，電路板廠舉個例子，冰箱的壓縮機是一種專門設(shè)計的電機，通過將控制范圍擴展到非常低的速度（如800 rpm），在冷卻系統(tǒng)中泵送冷卻液。因此，使用的功率降低了約30%。這可以顯著提高設(shè)備的能源星級。其他研究表明，PMSM在將電能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩方面可以達(dá)到90%的效率。

更高速

反過來看，諸如電鉆、HVAC和排氣扇等電器需要非常高的速度。磁場削弱（也稱磁通削弱）是一種控制技術(shù)，能夠以快于FOC技術(shù)的速度旋轉(zhuǎn)電機。為此，轉(zhuǎn)子磁體之后遇到的定子繞組中的電壓場以抵消轉(zhuǎn)子磁體中某些磁場（稱為磁通）的方式進行充電。當(dāng)轉(zhuǎn)子的磁鐵與繞組對齊時，這會降低電機轉(zhuǎn)動的阻力效果。這種阻力稱為反向電磁力（BEMF）。通過磁場削弱降低BEMF，可以將電機的最高速度從25%提高到100%，只要該時間點所需的轉(zhuǎn)矩較低即可。由于大多數(shù)電器在較高運轉(zhuǎn)速度下不需要滿載轉(zhuǎn)矩，因此磁場削弱可以有效地提高它們的最高速度，從而提高運行效率。

最大程度降低噪聲