如何判断变频抽油烟机在实际应用中是否达到了要求

抽油烟机的变频升级

上周北方沙尘暴频上热搜，外部空气污染越来越严重，所以空气净化器市场逐渐发展。而与之呼应的还有一类家电——抽油烟机，看似早已成熟，实际上发展空间仍大。空气净化器和抽油烟机是保护肺部的两大利器，今天我们来看看抽油烟机是如何工作的，主要从抽油烟机的质量评价和未来发展展开讨论。

 

我国商务部在德国慕尼黑商品博览会上引进由帅康公司生产的抽油烟机是我国第一台抽油烟机，直到1984年，我国生产了第一台自产的外排式抽油烟机。抽油烟机可以将炉灶燃烧的废气和烹饪过程中产生的对人体有害的油烟迅速捕走,减少污染,净化空气,并有M毒、防爆的安全保障作用。

抽油烟机帮助亿万家庭排除厨房的油烟危害，其使用效果一直是消费者的关注点。消费者关注比较高的是吸油烟机的空气性能、噪声、气味降低度、油脂分离度等产品性能。此外，对于目前多为小高层的居住环境，公共烟道的风压变化对油烟机的使用性能产生显著性能，因此，还要讲究有效风量（由海尔智家提出, 在测试油烟机的风量时，模拟居民住宅公共烟道的风压变化对油烟机工作风量的影响）。

以上标准是抽油烟机的基本标准，传统产品在整体设计和电机设计下功夫，追求精益求精也可达到。

电动机是吸油烟机的主要部件，是吸油烟机的动力装置。其功率一般为180 - 220W,通常釆用单相电容运转异步电动机（能防止机壳内、外之间的空气循环的全封闭式电动机），绕组为铜芯高强度漆包线，转子为铸铝，定子为矽钢片。它具有不易腐蚀、运行平稳，使用寿命长等特点。电机作为抽油烟机的核心，在对抽油烟机进行升级设计时，需要尤其注意电机部分的应用。所以，在选择电机驱动芯片时要注意要求。上海数明的SLM2101S 和 SLM2136S 成功地在油烟机中导入应用。

针对高压MOSFET/IGBT驱动，SLM推出600V及200V两个系列HVIC产品。该系列产品适用于电机驱动、伺服驱动器。伺服驱动器主要应用于高精度的定位系统，一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。伺服驱动在高端家电中多有应用。在高端家电中，目前已经出现了变频抽油烟机。

虽然目前市场上抽油烟机产品的结构和造型渐趋完善,但普遍智能化水平低、耗能严重且适度差,抽油烟机转速无法随着油烟量的多少实时调节,工作时电机以一恒定功率运转,造成大量电能浪费。随着对家用电器消费观念的不断变化，消费者对抽油烟机的要求也越来越高。通常吸抽油烟机转速靠人工调节，因此为了达到最佳排油效果及节能目的，往往需要使用者多次人工干预。因此，为了使抽油烟机可实现自动调速、降低噪音、解放人力并最大限度地节能，变频油烟机应运而生。

抽油烟机变频的目的是为了通过调整抽油烟机上的带动风扇的电机转速，进而根据油烟量的大小调整油烟抽吸的快慢。优良的调速和节能效果使得变频抽油烟机在性能上明显优越于传统的抽油烟机，而变频抽油烟机根据具体的变频技术有不同的分类和性能特点。

变频抽油烟机在实际应用中需要达到的要求：

1.能根据传感器识别有无油烟，智能启动和停止抽油烟机的抽吸而无需手动操作；

2.在炒、煎、炸时可根据油烟量的大小自动调节风量；

3.在炖、煲、蒸、煮时，自动调小抽吸速度以降低耗电量；

4.静音特点让用户感觉不到电机运转的噪音；f.较小体积的电机使得抽油烟机体积更小，同时降低成本。

变频抽油烟机对电机采用矢量控制以实现变频，控制中要用到各种数学变换；此外，如图2还根据采集传感器的数据，设计转速控制器，通过采集水蒸气、油烟量的浓度对厨房烹饪环境进行分析，确定所需排风量，进而以一介最适宜的转速进行排烟，迟到节能降耗的目的。从这个过程中，可以看到变频抽油烟机对于MCU性能和伺服精确性要求较高。MCU性能要求主要来源于对矢量控制方面数学变换的处理和对基于传感器采集数据后的算法处理。

变频抽油烟机对于电机驱动的要求是精准。那么我们来看看伺服电机的精确性体现在哪些方面呢？伺服是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制。

位置和速度是依靠输出波形控制电机。首先功率驱动单元通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动交流伺服电机。（功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程，整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。）

伺服电机使用SLM2101具有过压保护、欠压保护、直通防止及死区保护等功能。出于精度和效率的考虑，高端和低端驱动器需要具备高度匹配的时序特性，以便减少在半桥的第一个开关关闭，第二个开关开启前的停滞时间。转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

所以，在高端变频抽油烟机领域，电机伺服方式可以达到其要求的精确度。如图3所示是变频抽油烟机的硬件框图。电机伺服两大硬件重点：MCU和驱动器。

前面我们提到数明的SLM2101S在抽油烟机的电机驱动方面已经有所建树，其实，SLM2136也同样被应用在高端抽油烟机当中。SLM2136是一种高压、高速功率MOSFET和IGBT驱动器，具有三个独立的高、低压侧参考输出通道，适用于三相应用。专有的HVIC和闩锁免疫CMOS技术使加固单片结构成为可能。逻辑输入与标准CMOS或LSTTL输出兼容，低至3.3V逻辑。可从外部电流检测电阻器导出终止所有六个输出的电流跳闸功能。启用功能可同时终止所有六个输出。开路漏极故障信号用于 指示发生过电流或欠压停机。通过连接到RCIN的RC网络在外部编程的延迟后，过电流故障条件自动清除输入输出驱动器具有一个高脉冲电流缓冲级，设计用于最小驱动器交叉传导。传输延迟被匹配以简化高频应用中的使用。浮动通道可用于驱动高侧配置的N沟道功率MOSFET或IGBT，其工作电压高达600V。

在越来越重视居住环境健康的时代，变频抽油烟机的市场还大有可为，因此，高性能的MCU和驱动器件市场前景较好。在驱动器件方面，数明提供高可靠性的门级驱动，产品系列覆盖200V及600V工作电压范围，可供客户选择各种驱动电流以及半桥、全桥设计。无论低压还是高压，上海数明的电机驱动芯片都能提供合适的创新解决方案，并且拥有可靠的工程质量。

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