无刷电机功率器件助力洗衣机节能
http://www.chinaccm.com 2007-12-25 10:30
[关键词]
无刷电机 洗衣机
中华商务网讯:
洗衣机的能效一直为政府、企业和消费者所关注，尤其是自今年3 月1日实施
了洗衣机能效标识制度后，更加促进了企业研发高能效洗衣机的步伐。从近期各厂
家发布的洗衣机新品来看，无不把能效作为卖点。洗衣机的耗能主要集中在电机上
，使用无刷电机可大大降低洗衣机的能耗。而半导体厂家的功率模块和MCU产品可
以实现对洗衣机电机的精确控制，从而达到节能的效果。
企业竞推高效洗衣机
洗衣机的能效包括耗电量、用水量和洗净比这三个重要指标。随着国家节能减
排步伐的推进，以及消费者节能意识的提高，高能效洗衣机越来越备受欢迎，企业
也逐渐将高能效洗衣机作为主推的重点。
海尔日前推出了净界和Luxurii洗衣机，这两款洗衣机都具有“洗净即停”技
术，可以有效地为用户实现节水、节电、降低衣物磨损，在磨损率方面降低约25%
，省水约30%，省电约30%。此外，海尔还推出了不用洗衣粉的洗衣机，由于不用洗
衣粉，它可以一次漂净，节水约50%。小天鹅在今年9月份也推出了衣诺系列的滚筒
洗衣机，在洗净比上该系列洗衣机最高可达1.185，远远超过国家一级标准，并且
具有环保节能的特点。
“高能效洗衣机无疑是未来的发展趋势，美的荣事达也一直将高能效作为主推
重点。为了提高洗衣机能效，我们采用直流变频洗衣机实现节能节水。过去的洗衣
机电机效率仅为40%～50%，而直流变频洗衣机的效率可达80% 以上。此外，我们还
采用一桶洗及循环水洗涤技术，充分提高了水的利用率。”美的荣事达洗衣机技术
研发中心高级工程师卜进军告诉《中国电子报》记者。
无刷电机可大大降低能耗
“洗衣机耗能的核心在电机。对于波轮洗衣机来说，95%的能耗都集中在电机
上；新近兴起的滚筒洗衣机，由于采用了电热管辅助加热，电机耗能约占1/3，电
热管耗能约占2/3。”国家家用电器质量监督检验中心综合检验部部长鲁建国告诉
《中国电子报》记者。
虽然滚筒洗衣机异军突起，但是目前市场上波轮洗衣机仍占据着绝对优势，提
高电机的效率对于实现洗衣机的节能举足轻重。中国电子元件行业协会微特电机与
组件分会秘书长陈宝告诉《中国电子报》记者，洗衣机中半导体器件的效率一般在
95%以上，而电机效率一般只有60%～ 70%。电机是洗衣机的耗能大户，功率损耗可
达上百瓦，远远超过半导体芯片不到一瓦的损耗。如果采用无刷电机来替代传统的
异步电机，电机效率可提高十几个百分点。
传统的单相异步电动机驱动，通过机械传动机构调节洗涤和脱水时的转速，效
率低，噪音和振动大。洗衣机驱动无刷化和采用直接驱动技术已成为当今国际上的
发展趋势和方向。直接驱动变频洗衣机的无刷直流电动机及驱动控制系统，由于实
现了无刷直流电机的无级调速，洗涤转速从30转/分钟到180转/分钟任意可调，脱
水转速从300转/分钟到900 转/分钟可调，加上采用模糊控制技术，使洗涤更加科
学，减少了衣物的磨损和缠绕。
不过由于目前异步电机技术比较成熟，而且价格比较低廉，因此无刷电机一般
在高端洗衣机上采用。“虽然，单就电机本身来说，无刷电机比异步电机成本要高
1/3左右，但是无刷电机对控制系统的要求比较简单，因此整个系统的成本并不会
增加多少。”陈宝告诉《中国电子报》记者，“就目前来说，提高能效最有效的办
法是采用无刷电机。”
功率模块实现电机驱动
变频电机的控制技术，主要来自于两类半导体供应商。DSP/MCU供应商能够支
持先进的控制单元；而半导体等IPM/SPM供应商则提供最新开发的智能功率模块，
实现电机驱动的功率部分。 MCU实现对电机的驱动，必须要通过功率模块来实现。
通过MCU的电流很小，一般只有几毫安，而通过电机的电流一般都是几安，甚至几
十安，通过功率模块的控制，可以实现“弱电”控制“强电”，达到驱动电机的目
的。
“功率模块根据频率变化来控制电机的转速，从而实现节能，一般可以节能3
0%左右。此外，功率模块可以改变电流的频率，将不符合机器需求的‘粗电’变成
满足要求的‘精电’。”中国电器协会电力电子分会秘书长肖向峰如是说。
“半导体厂商提供先进的电机控制技术，例如支持永磁电机等新型电机工作的
变频控制技术，可将效率从30 %～40%(传统感应电机)提高至 60%～80%(永磁电机
)。此外，提供负载感应和水位感应功能，有助于减少电力和水的消耗。”飞兆半
导体公司技术及应用支持中心亚太区副总裁王瑞兴告诉《中国电子报》记者。据悉
，飞兆半导体提供了一系列SPM 模块，用于控制变频电机。
IR提供了应用于洗衣机的IRAMS06UP60B和IRAMS10UP60B变频器功率模块，它具
有三相变频控制所需的先进高压栅极驱动IC。该模块包括用于电机电流测量和功率
模块保护的DC链接分流器，有助于实现高效的保护和自动防故障操作功能。据悉，
不少国内厂家比如吉林华微、无锡华润华晶都在生产功率模块，并且占据了不少的
市场份额。
MCU程序优化提高能效
“洗衣机的能效是由洗衣机结构、电机效率、控制器性能等因素决定的。半导
体作为洗衣机控制器的核心器件，直接影响了洗衣机的能效。通过MCU程序的优化
，可以提高电机效率，降低耗电量；MCU还可以控制水流，提高洗净比，降低用水
量。”东芝半导体佛山区经理伍晓峰告诉《中国电子报》记者。东芝半导体生产了
一系列MCU产品，并且与海尔，荣士达，合肥三洋等进行了广泛的合作。
IR还推出了一种面向洗衣机直驱永磁同步电机(PMSM)的无传感器控制平台。新
平台采用嵌入式磁场定向控制(FOC)算法，具有很好的转矩控制特性，有助于在洗
涤过程中减少热水用量，从而节省70%的能耗。
“利用MCU程序控制电机，相比较专用芯片来说，通用性好，功能全，可以实
现多种功能。但其价格比较高，大概比专用芯片贵1/3。目前有厂家开始用DSP来控
制电机。”陈宝表示。MCU主要在产品的开发阶段使用，一旦达到量产之后，各种
程序固定下来，便开始采用专用芯片来控制电机。
来源：中国电子报
(.00376W03.)
制作:中华商务网
相关链接
免费试用
入网指南
资费查询
