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本刊记者 雀衣
2014 年5 月,随着国家新的洗衣机能效标准正式实施,更为节能的变频洗衣机成为打破市场沉寂的亮点.市场发生变化,专注开发洗衣机直流无刷电机的宁波普尔机电制造有限公司（以下简称普尔机电）变得十分忙碌.在普尔机电产品匹配整机测试室里,《电器》记者看到,几十台直流变频洗衣机正在测试台上进行模拟测试,其中,美的、小天鹅、海信、海尔等知名品牌的洗衣机正在进行变频电机、驱动器和减速离合器的寿命测试.
据普尔机电制造有限公司董事长计佰强介绍,普尔机电博得知名洗衣机企业的青睐,一个重要法宝就是能够提供“变频电机+ 减速离合器+ 变频控制器”的一体化方案,并以此保证系统的可靠性、方便的售后服务、最佳性价比以及全面的适配机型.
资深的“外行”
在很多人眼中,普尔机电在家电用电机领域是个“外行”——名声远没有威灵电机、三江电机、章丘海尔等企业响亮,并且不生产目前市场主流的洗衣机用异步电机,更多人是通过全自动洗衣机减速离合器了解普尔机电的.
事实上,经过多年的投入,普尔机电已经成为为数不多的洗衣机用直流无刷电机量产企业之一.“早在2006 年,中国变频洗衣机用电机行业还是一片空白的时候,我们就开始研发洗衣机用变频电机.目前,已经可以为企业供应多款波轮洗衣机用直流无刷电机,在与不同的减速离合器匹配后,全面覆盖6.5k g ～ 20k g洗涤容量的洗衣机.目前,全自动洗衣机直流无刷电机年产能达到50 万台.”普尔机电电机技术与研发负责人左宜告诉《电器》记者.
当问及普尔机电当初为何进入变频洗衣机用电机领域时,计佰强立刻打开了话匣子.他说：“2006年以前,生产洗衣机减速离合器的经历让普尔机电经常和洗衣机整机企业打交道,不少整机企业提出,未来全球洗衣机市场的发展趋势将是节能降耗、降噪.当时,在日本和韩国,直流变频洗衣机的市场占有率高达80%,但中国变频洗衣机市场却仍处空白状态.看到市场的巨大潜力,我们决定开发洗衣机直流变频电机.”
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“经过前期准备,我们发现直流无刷电机与传统的感应电机有很大区别.即使有传统电机制造经验的企业,也需要重新开始.这对我们而言,并不是坏事.”计佰强说,“普尔机电具有多年生产洗衣机减速离合器的经验,这让我们非常了解洗衣机的驱动环节,开发出更适合整机企业的变频电机.”
然而,作为第一个吃螃蟹的人,普尔机电最初遇到了不小的阻碍.计佰强认为,早期,国内企业并未全面掌握洗衣机直流无刷电机的技术.他回忆说：“2007年,在与多家知名高校合作后,普尔机电的洗衣机用变频电机样品面世.但当我们给海尔、小天鹅送样后却‘碰了一鼻子灰’.一方面,企业不信任我们的产品,另一方面,与国外同类产品相比,我们的产品本身也存在一些问题,比如电磁噪声较大.”
“经过前后8 次改进,如今,我们的变频洗衣机电机技术已经十分成熟.”左宜表示,“2011 年,经过样机测试后,小天鹅开始批量采用普尔机电的变频电机.我们给海尔新提供的10 台样机进行测试,测试已进行了2 个多月,运行2000 多个周期无故障.”
DDM电机更适合波轮洗衣机
据左宜介绍,目前直流变频全自动洗衣机的开发有两种方案,一种是变频电机+ 减速离合器（又称为D D M）；一种是变频电机直接驱动（又称为D D）.“全自动直流变频洗衣机的工作原理决定了在洗涤时波轮输入转速为每分钟80 ～ 150 转,在脱水时输入转速为每分钟200 ～ 1100 转.在直接驱动方案中电机既要满足低转速洗涤的效率要求,又要满足高转速脱水的要求,同时,还必须满足低成本要求,这在当前的技术条件下是非常困难的.”
在直接驱动方案中,直流变频电机的最有效设定转速一般在每分钟400 ～ 500 转,这样的直流无刷电机在滚筒洗衣机上已经有很多实例.但是,该方案放在波轮洗衣机上却出现了问题,波轮洗衣机的用水量比滚筒洗衣机多.在目前国内全自动洗衣机容量标示的情况下,洗涤时的电机负载非常大,直驱电机在成本和高低转速的效率上难以全部满足洗衣机的要求.因此,目前在日本,全自动波轮洗衣机基本上都采用DDM 方案.”
据了解,D D M 方案的原理是在洗衣机洗涤的时候通过减速离合器,让洗涤波轮的转速降到每分钟80 ～ 150 转.在洗衣机脱水时,电机通过减速离合器进行减速分离,电机直接驱动内桶进行脱水加速,从每分钟200 转至800 ～ 1000 转.这种方案的优势在于,虽然增加了减速离合器,但是在满足洗涤和脱水转速要求的前提下,电机成本得到有效控制.左宜说：“不包括变频控制器,目前我们每台直流无刷电机的成本与异步电机相差无几.”
“直流无刷电机的优势非常明显.传统异步电机的效率一般最高为45% ～ 50%,而直流无刷电机效率可达75% ～ 85%,因此采用D D M 方案的直流变频洗衣机,很容易就能达到国家能效1 级水平.”左宜表示,采用D D M 方案的洗衣机,由于调速方便,无论洗涤和脱水都能调控转速,在功能上更丰富.“采用DDM方案的直流变频洗衣机洗涤转速和脱水转速均有四档.传统洗衣机的‘羊毛洗’功能是通过电机‘转和停’的比例来实现轻柔洗涤.采用了D D M 方案后,就可以将洗涤转速设定为每分钟80 转,甚至更低,以此实现更精确的控制和洗涤.同时,D D M 方案在洗衣机的模糊控制上,也比传统电机更胜一筹.”
模块化方案的优势
左宜表示,目前普尔机电为洗衣机整机企业提供了模块化D D M 动力系统方案,包括直流变频电机、减速离合器、变频控制器.
当《电器》记者问及为什么要提供模块化方案时,左宜解释,以前洗衣机很简单,电机是标准件,尺寸基本都一样,只要整机企业提供电机功率和离合器的减速比,企业就能够配套电机和减速离合器.如今直流变频电机结构多样,而且直流电机的参数各不相同,这就造成不同品牌的电机性能差异较大,进而对减速离合器的配套也有较大影响.
据了解,普尔机电将变频电机、减速离合器和变频控制器一起配套,能够加快洗衣机企业新机型研发进度,提升部件质量与稳定性,有效解决售后服务难题.普尔机电总经理熊春阳说：“普尔机电的减速离合器已经为惠而浦、伊莱克斯等企业配套,质量稳定可靠.”
另外,如果洗衣机企业配套不同厂家的减速离合器、电机和变频控制器,一旦出现问题,就需要聚齐三家企业的技术人员协商,有些责任不明确的问题,容易被互相推诿,增加售后服务的难度和企业质量管理成本.
“洗衣机电机的运行比其他家电复杂,需要启动、加速、停止、反方向启动、加速等多种状态.”左宜进一步介绍说,“因此直流电机和变频控制器、离合器的安装和匹配是非常重要的,如果匹配不好,各部件在使用中都容易出现问题.”
据左宜介绍,普尔机电有较强的研发实力,目前正与惠而浦北美洗衣机全球技术中心进行直流变频产品联合研发合作,并从中学习和掌握先进的技术和经验.普尔机电还一直与浙江大学、宁波大学等进行校企合作,不断了解当前先进的技术和应用.普尔机电的变频洗衣机用无刷直流电机离合器项目被国家科技部列入2011 年国家火炬计划.通过多年努力,普尔机电已经掌握了洗衣机变频技术,目前在波轮洗衣机上,正在实现国际先进的无霍尔传感器的变频控制技术,这种技术可以让每台变频电机成本降低约10 元.
洗衣机市场的变化让普尔机电的一体化方案优势凸显,左宜表示,市场对节能大容量洗衣机的需求热情越来越高,洗衣机整机企业都希望在内桶容量不变时,提高电机驱动力量,实现提高大容量洗衣机洗净比的目的.“在不同电机与减速离合器的配合下,普尔机电具备优势, 可以快速为整机企业配套各种驱动力的直流电机+ 电机驱动器+ 离合器的整体方案,因此洗衣机企业的这种需求,普尔机电能很容易去满足.”左宜介绍说.目前,普尔的D D M 模块化产品已在海信的洗衣机上得到大量应用.
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