Quando un produttore OEM dovrebbe utilizzare un motore a trasmissione diretta in una lavatrice? 7 verifiche di progettazione
Un produttore di apparecchiature originali (OEM) dovrebbe utilizzare un motore a trasmissione diretta quando la piattaforma della lavatrice è progettata per beneficiare della coppia diretta del cestello, di un minor numero di componenti di trasmissione, di un movimento preciso a bassa velocità e di un controllo elettronico accurato. È una scelta inadeguata quando il progetto mira semplicemente a sostituire un motore a cinghia senza riprogettare la struttura posteriore, i cuscinetti, il controller, il percorso termico e la procedura di manutenzione. La decisione dovrebbe essere presa a livello di piattaforma, non basandosi solo sull'etichetta del motore.
Questo articolo si concentra intenzionalmente sui controlli di progettazione OEM piuttosto che ripetere domande generiche rivolte ai consumatori come "Le lavatrici a trasmissione diretta sono migliori?" o "Quali sono gli svantaggi?". Nanyang ha già pagine ben posizionate per questi intenti di ricerca specifici. Qui, l'obiettivo è aiutare i team di ingegneria e approvvigionamento a decidere se la trasmissione diretta è adatta al design di una nuova lavatrice.
Nanyang Motore Sviluppa soluzioni di motori a trasmissione diretta (DD), a doppio motore (DDM), a doppio motore a corrente continua (BLDC), a corrente alternata (AC) e per asciugatrici, destinate agli elettrodomestici. I dati relativi ai suoi prodotti a trasmissione diretta e alla loro produzione forniscono un utile riferimento per la valutazione delle piattaforme a trasmissione diretta.
Quando è adatta la piattaforma per lavatrice a trasmissione diretta?
Una piattaforma progettata attorno alla trasmissione diretta del tamburo
La trasmissione diretta funziona al meglio quando la vasca, l'albero, i cuscinetti, lo spazio libero posteriore, il diametro del motore, il controller e l'accesso per la manutenzione sono progettati fin dall'inizio tenendo conto di questo sistema. La rimozione della cinghia non modifica solo la trasmissione. Cambia il modo in cui la coppia raggiunge il tamburo e il modo in cui il sistema di trasmissione posteriore è integrato e supportato.
Necessità di un movimento preciso della batteria
Il controllo diretto del cestello può essere utile quando il programma di lavaggio richiede una retromarcia fluida a bassa velocità, un'accelerazione controllata, una frenata efficace e transizioni di velocità stabili. Il motore e il controller agiscono più direttamente sul comportamento del cestello perché non vi è alcun rapporto di trasmissione o elasticità della cinghia tra di loro.
Un motivo valido per rimuovere la fase della cinghia
Se la domanda principale è semplicemente come la trasmissione diretta si confronta con un'architettura a cinghia, usa quella consolidata lavatrice a trasmissione diretta vs lavatrice a trasmissione a cinghia guida. Per una nuova piattaforma OEM, la questione più importante è se i vantaggi derivanti dalla rimozione della cinghia giustifichino le modifiche meccaniche e di controllo necessarie altrove.
Quanta coppia deve erogare il motore alla velocità del tamburo?
Controllo 1: Coppia di avviamento e a bassi regimi
Un motore a trasmissione diretta non può fare affidamento sul rapporto di trasmissione della puleggia per moltiplicare la coppia sul cestello. Definire la coppia di avviamento, la coppia di lavaggio a bassa velocità, la coppia di inversione ripetuta, il carico di acqua e tessuti, il diametro del cestello e le condizioni di carico umido peggiori. La sola potenza nominale non è sufficiente per dimensionare il motore.
Verifica 2: Inerzia e accelerazione
Il motore deve accelerare il cestello, il bucato bagnato, l'acqua e la struttura rotante. È necessario creare un profilo di accelerazione dalla velocità di lavaggio a quella di centrifuga e verificare i valori massimi di corrente e coppia in corrispondenza di ogni transizione. Un motore che raggiunge la velocità di regime può comunque risultare sottodimensionato in fase di accelerazione.
Controllo 3: Velocità di rotazione e margine di frenata
La rotazione ad alta velocità introduce forza controelettromotrice, limiti di velocità del rotore, carichi sui cuscinetti, forze di squilibrio e requisiti di frenatura. Verificare che il sistema motore-azionamento possa raggiungere e superare la velocità di rotazione senza superare i limiti di corrente, tensione, termici o meccanici.
Quali modifiche meccaniche richiede la trasmissione diretta?
Controllo 4: Involucro posteriore, albero e cuscinetti
La trasmissione diretta utilizza spesso un motore di diametro maggiore posizionato sull'asse del cestello. Verificare lo spazio libero sul retro del mobile, lo spessore del motore, la geometria dell'albero, la spaziatura dei cuscinetti, la rigidità della vasca, l'accesso ai dispositivi di fissaggio, la tenuta e la sequenza di montaggio. La conversione di una lavatrice esistente con trasmissione a cinghia potrebbe richiedere una nuova progettazione strutturale posteriore anziché una nuova staffa.
Controllo 5: Bilanciamento del rotore e vibrazioni strutturali
Eliminare il rumore della cinghia non elimina tutte le fonti di vibrazione. L'equilibrio del rotore, l'equilibrio del cestello, le condizioni dei cuscinetti, la rigidità del mobile, le sospensioni, la forza elettromagnetica e la taratura del controller rimangono fattori importanti. È fondamentale validare le vibrazioni nell'intera lavatrice, poiché i test del motore al banco non possono riprodurre la risonanza del mobile o i carichi umidi non bilanciati.
Accesso al servizio e sostituzione modulare
L'articolo di punta del sito su svantaggi delle lavatrici a trasmissione diretta copre già in dettaglio i compromessi relativi alla riparazione e al ciclo di vita. Per la progettazione OEM, utilizzare queste informazioni per decidere se il motore, il sensore, il controller, il cuscinetto e il gruppo posteriore rimangono accessibili e diagnosticabili dopo l'integrazione.
Come si deve abbinare il controller all'azionamento diretto?
Verifica 6: Commutazione, feedback e limiti di corrente
Il controllo diretto del tamburo dipende da una commutazione accurata, dalla regolazione della corrente, dal feedback della posizione del rotore e dal software. Verificare la tensione del bus CC, la corrente di fase di picco, la resistenza e l'induttanza del motore, il metodo di feedback, la gamma di velocità, il comportamento all'avvio, la strategia di frenatura, la comunicazione e i limiti di protezione.
Inversione a bassa velocità e ondulazione di coppia
Il movimento di lavaggio attraversa ripetutamente lo zero. Una stima errata della posizione o una regolazione errata della corrente possono causare avviamenti instabili, ondulazioni di coppia udibili, inversioni a scatti o corrente eccessiva. Testare queste condizioni con l'inerzia reale del cestello e il carico di liquidi, non solo con un motore scarico.
Interazione termica tra motore ed elettronica
Misurare la temperatura dell'avvolgimento del motore e la temperatura del driver durante cicli ripetuti di lavaggio e centrifuga. Un motore a trasmissione diretta può funzionare per lunghi periodi a bassa velocità e coppia elevata, mentre il driver subisce perdite di commutazione e di conduzione. Il margine di raffreddamento deve essere verificato ad alta temperatura ambiente e bassa tensione di rete.
Come dovrebbero i produttori OEM validare la trasmissione diretta prima della produzione di massa?
Controllo 7: Validazione completa della lavatrice
Eseguire test di avviamento a freddo, avviamento a caldo, bassa tensione, carico pesante e umido, inversione ripetuta, carico sbilanciato, accelerazione, rotazione ad alta velocità, frenata, riavvio, aumento di temperatura, umidità, suono, vibrazioni e protezione da carico anomalo. Registrare corrente, velocità, temperatura e vibrazioni in modo che i guasti del prototipo possano essere ricondotti al motore, al controller, alla struttura meccanica o alle condizioni di carico.
Capacità produttiva e tracciabilità
Per l'approvvigionamento di volumi, rivedere la coerenza dell'avvolgimento, il bilanciamento del rotore, i controlli dei cuscinetti, la programmazione del controllore, il test di fine linea, la gestione delle modifiche e la tracciabilità. La knowledge base di Nanyang elenca 13 linee di produzione DD e 7 linee DDM all'interno della sua capacità di motori a frequenza variabile. DD Categoria motore è il riferimento di prodotto pertinente per una piattaforma a trasmissione diretta del tamburo.
Distinguiamo la terminologia Direct Drive da quella BLDC.
La trasmissione diretta descrive la configurazione della trasmissione, mentre BLDC descrive la costruzione del motore. L'attuale BLDC contro trasmissione diretta L'articolo è utile quando un team di progetto sta ancora separando queste due etichette prima che la progettazione meccanica sia definitiva.
Conclusione
Un motore a trasmissione diretta è un'ottima scelta per i produttori di apparecchiature originali (OEM) quando la lavatrice è progettata specificamente per la trasmissione diretta della coppia del cestello e il controllo elettronico. I sette controlli da effettuare sono: coppia di avviamento, inerzia e accelerazione, margine di centrifuga e frenata, ingombro meccanico e cuscinetti, vibrazioni del rotore e strutturali, corrispondenza tra corrente e controller e validazione completa della lavatrice. Se queste interfacce non sono progettate insieme, la trasmissione diretta può comportare più lavoro di riprogettazione che vantaggi.
Prima dell'approvazione della piattaforma, fornire al fornitore il tipo di lavatrice, la capacità del cestello, il profilo coppia-velocità, i disegni meccanici, lo stato del controller, il livello di rumorosità target, il ciclo di lavoro, i requisiti di certificazione e il volume annuo. Ricerca e sviluppo Nanyang è possibile rivedere i requisiti dell'unità e gli acquirenti possono contattare Nanyang per l'abbinamento dei progetti.
Domande frequenti
D1: Quando un produttore OEM dovrebbe utilizzare un motore a trasmissione diretta in una lavatrice?
A1: Utilizzarlo quando la piattaforma è progettata per una coppia diretta del tamburo, un controllo elettronico preciso e un numero ridotto di componenti della trasmissione, e quando la struttura posteriore e la strategia di manutenzione supportano l'integrazione.
D2: È possibile convertire una lavatrice con trasmissione a cinghia in una con trasmissione diretta sostituendo solo il motore?
A2: Di solito no. La conversione può influire sullo spazio libero posteriore, sull'albero e sui cuscinetti, sulla struttura della vasca, sul controller, sul feedback, sul raffreddamento, sull'assemblaggio e sull'accesso per la manutenzione.
D3: Perché la coppia a bassa velocità è importante per una lavatrice a trasmissione diretta?
A3: Il motore aziona il cestello senza trasmissione a cinghia, quindi deve produrre una coppia utile direttamente a basse velocità di lavaggio e durante le ripetute inversioni di marcia.
D4: Cosa bisogna testare prima di approvare un motore a trasmissione diretta?
A4: Testare l'avviamento, la retromarcia, l'accelerazione, lo slittamento, la frenata, lo squilibrio, l'aumento di temperatura, il rumore, le vibrazioni, il carico anomalo e il comportamento di riavvio con carico reale.
D5: La trasmissione diretta significa BLDC?
A5: No. La trasmissione diretta descrive come la coppia raggiunge il tamburo; BLDC descrive la costruzione del motore. Un sistema a trasmissione diretta può utilizzare un motore brushless a controllo elettronico, ma i termini non sono identici.
