СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ОТЖИМА СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК D06F33/02 

Настоящее изобретение относится к электрическим стиральным машинам и более конкретно к способу управления скоростью отжима (водоотделения) стиральной машины.

В основном, когда моющее средство, вода и белье помещены в стиральную машину, особенно в стиральную машину барабанного типа, стиральная машина осуществляет стирку белья, используя силу трения между барабаном, вращаемым движущей силой встроенного электродвигателя, и бельем. В стиральной машине барабанного типа белье редко рвется и спутывается и результаты стирки лучше, чем когда белье было отбито и потерто.

Ниже описана конструкция стандартной стиральной машины барабанного типа согласно фиг.1.

Фиг.1 изображает поперечный разрез, иллюстрирующий стандартную стиральную машину барабанного типа.

Согласно фиг.1 стиральная машина барабанного типа содержит бак 3, установленный внутри корпуса 5, барабан 9, установленный внутри бака 3, вал 13 барабана, непосредственно соединенный с барабаном 9 для передачи движущей силы электродвигателя 6 барабану 9, подшипники 12, установленные на переднем и заднем концах вала 13 барабана, гнездо подшипника (не изображено) установлено в центре задней стенки бака 3 для поддержки подшипников 12, статор 7 установлен на задней стенке бака 3 для формирования электродвигателя 6, ротор 8 установлен на вале 13 барабана для формирования совместно со статором 7 электродвигателя 6, на передней стороне корпуса 5 установлена дверца 1, между дверцей 1 и баком 3 установлено уплотнение 2, для поддержки бака 3 установлена подвесная пружина 4 между внутренней верхней поверхностью корпуса 5 и верхней стороной внешней окружности бака 3, для гашения при отжиме вибраций бака 3 установлен фрикционный демпфер 10 между внутренней нижней поверхностью корпуса 5 и нижней стороной внешней окружности бака 3, и на одной стороне электродвигателя 6 установлен датчик 11 электродвигателя для обнаружения скорости вращения ротора 8. Здесь скорость вращения ротора 8 подразумевает скорость вращения электродвигателя 6.

Ниже описан стандартный способ управления скоростью отжима стиральной машины барабанного типа (DE 3741792 A1, 31.05.1990).

Когда режим стиральной машины изменяется в режим отжима и ротор 8 вращается, датчик 11 электродвигателя непрерывно обнаруживает скорость вращения ротора 8 и выводит обнаруженную скорость на контроллер (не изображен).

Контроллер сравнивает скорость вращения ротора 8, обнаруженную датчиком 11 электродвигателя, с предварительно заданной скоростью вращения и управляет скоростью вращения ротора 8 в соответствии со скоростью отжима, обеспечивающей режим отжима, выбранный пользователем.

Ниже более подробно описан режим отжима.

Белье стирается при скорости вращения (например, от 45 до 50 rpm (rpm: количество оборотов в минуту). Для отжима стиранного белья скорость вращения барабана 9, соединенного с ротором 8, увеличивается приблизительно до 100 rpm посредством увеличения скорости вращения ротора 8. Белье отжимается на (определенной) скорости вращения. То есть, контроллер (не изображен) отжимает белье, увеличивая скорость вращения ротора 8 до скорости отжима, установленной пользователем (800 или 1400 rpm).

Однако стандартные стиральные машины содержат бесщеточный электродвигатель постоянного тока BLDC (БЩПТ) для преобразования скорости отжима в соответствии с видом одежды или требованием пользователя, что увеличивает вибрации и шумы. Например, если управление скоростью вращения электродвигателя осуществляется для предварительно заданной скорости отжима вне зависимости от вида и количества белья, помещенного в стиральную машину, то даже при небольшом количестве белья электродвигатель эксплуатируется на предварительно заданной скорости отжима, вследствие этого увеличивая вибрации и шумы стиральной машины.

Дополнительно, стандартные стиральные машины имеют электродвигатель BLDC для преобразования скорости отжима в соответствии с видом одежды или требованием пользователя, что повышает расходы на производство.

Вследствие изложенного задачей настоящего изобретения является обеспечение способа управления скоростью отжима стиральной машины, который может уменьшить вибрации и шумы стиральной машины.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение способа управления скоростью отжима стиральной машины, который может уменьшить вибрации и шумы стиральной машины посредством установки скорости отжима на основе количества белья, помещенного в стиральную машину, и управления скоростью вращения электродвигателя в соответствии с установленной скоростью отжима.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение способа управления скоростью отжима стиральной машины, который может уменьшить вибрации и шумы стиральной машины, посредством изменения количества полюсовэлектродвигателя стиральной машины и регулировки напряжения, подаваемого на электродвигатель при изменении количества полюсов.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение способа управления скоростью отжима стиральной машины барабанного типа, который может уменьшить вибрации и шумы барабанной стиральной машины и сократить расходы на ее производство посредством изменения количества полюсов асинхронного электродвигателя стиральной машины барабанного типа и регулировки напряжения, подаваемого на асинхронный электродвигатель при изменении количества полюсов.

Для достижения указанных, а также других преимуществ и согласно задачам настоящего изобретения, как здесь воплощено и подробно описано, обеспечивается способ управления скоростью отжима стиральной машины барабанного типа, включающий этапы: установки скорости отжима на основе количества белья, помещенного в стиральную машину, и управления скоростью вращения электродвигателя стиральной машины на основе установленной скорости отжима.

Описанные, а также другие задачи, свойства, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из последующего подробного описания настоящего изобретения с учетом приложенных чертежей.

Приложенные чертежи, способствующие пониманию изобретения и включенные в виде составляющей части этого описания, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и совместно с описанием служат для пояснения принципов изобретения.

Фиг.1 является вертикальным сечением, иллюстрирующим стандартную стиральную машину барабанного типа.

Фиг.2 является блок-схемой, иллюстрирующей способ управления скоростью отжима стиральной машины барабанного типа согласно настоящему изобретению.

Фиг.3 является возможной диаграммой, иллюстрирующей преобразование количества полюсов статора электродвигателя стиральной машины барабанного типа согласно настоящему изобретению.

Фиг.4 является графиком, иллюстрирующим кривые зависимости скорости от крутящего момента для электродвигателя при способе управления скоростью отжима стиральной машины барабанного типа согласно настоящему изобретению.

Ниже подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, возможные варианты которых проиллюстрированы приложенными чертежами.

Ниже, согласно фиг.2-4, описан способ управления скоростью отжима стиральной машины, который может уменьшить вибрации и шумы стиральной машины, посредством изменения количества полюсов электродвигателя стиральной машины и регулировки напряжения, подаваемого на электродвигатель при изменении количества полюсов.

Фиг.2 является блок-схемой, иллюстрирующей способ управления скоростью отжима стиральной машины барабанного типа согласно настоящему изобретению.

Согласно фиг.2 способ управления скоростью отжима стиральной машины барабанного типа включает этапы: ввода пользователем предварительно заданной скорости отжима (S11), подтверждения диапазона введенной скорости отжима (S12), изменения количества полюсов асинхронного электродвигателя, установленного в стиральной машине барабанного типа, в соответствии с диапазоном скорости отжима (S13 и S17), преобразования скорости отжима посредством регулировки фазы напряжения, подаваемого на асинхронный электродвигатель, установленный в стиральной машине барабанного типа, при изменении количества полюсов электродвигателя (S14 и S18), вычисления скорости отжима, преобразуемой посредством изменения количества полюсов электродвигателя и регулировки фазы, и крутящего момента и коэффициента полезного действия асинхронного электродвигателя (S15 и S19), и оценки удовлетворительности работы асинхронного электродвигателя на основе крутящего момента и коэффициента полезного действия (S16 и S20).

Ниже более подробно описан способ управления скоростью отжима стиральной машины барабанного типа согласно настоящему изобретению.

Пользователь вводит предварительно заданную скорость отжима в соответствии с программой отжима (S11). Здесь, когда пользователь помещает белье в стиральную машину барабанного типа, датчик Холла(не изображен), установленный внутри стиральной машины барабанного типа, обнаруживает вид и количество белья на основе скорости вращения электродвигателя и устанавливает скорость отжима в соответствии с видом и количеством белья (S12). Количество белья может быть обнаружено на основе скорости вращения электродвигателя, измеряемой при вращении электродвигателя на предварительно заданной скорости вращения.

Затем подтверждается диапазон скорости отжима, введенной пользователем. Когда введенная скорость отжима составляет 800 rpm, количество полюсов электродвигателя изменяется на 8 и затем осуществляется эксплуатация электродвигателя. То есть, когда электродвигатель имеет 8 полюсов, скорость вращения электродвигателя составляет 800 rpm. Здесь управление скоростью вращения электродвигателя может обеспечивать между 400 и 800 rpm посредством регулировки напряжения, подаваемого на электродвигатель, посредством регулировки фазы напряжения при изменении количества полюсов мотора до 8.

Напротив, когда введенная скорость отжима составляет 1400 rpm, количество полюсов электродвигателя изменяется до 4 и затем осуществляется эксплуатация электродвигателя. То есть, когда электродвигатель имеет 4 полюса, скорость вращения электродвигателя составляет 1400 rpm. Здесь управление скоростью вращения электродвигателя может обеспечивать между 1000 и 1400 rpm посредством регулировки напряжения, подаваемого на электродвигатель, посредством регулировки фазы напряжения при изменении количества полюсов статора электродвигателя до 4.

Следовательно, скорость отжима может преобразовываться по-разному посредством изменения количества полюсов статора электродвигателя и преобразования напряжения, подаваемого на электродвигатель при изменении количества полюсов. В соответствующих областях техники управление скоростью вращения электродвигателя осуществляется в соответствии с предварительно заданной скоростью отжима вне зависимости от вида и количества белья, помещенного в стиральную машину. Соответственно, даже при малом количестве белья электродвигатель эксплуатируется на предварительно заданной скорости отжима, увеличивая вибрации и шумы стиральной машины. Однако согласно настоящему изобретению скорость отжима устанавливается на основе количества белья, помещенного в стиральную машину, и управление скоростью вращения электродвигателя осуществляется в соответствии со скоростью отжима, что уменьшает вибрации и шумы стиральной машины.

Ниже, согласно фиг.4, описана регулировка фазы. Фиг.4 является графиком, изображающим кривые зависимости скорости от крутящего момента для электродвигателя согласно настоящему изобретению. Согласно фиг.4 отжим белья осуществляется посредством вращения барабана на скорости отжима N₁, N₂ и N₃, где крутящий момент нагрузки T_L удовлетворяет входному напряжению V₁, V₂ и V₃, подаваемому на электродвигатель, посредством регулировки входного напряжения V₁, V₂ и V₃ посредством регулировки фазы. Здесь крутящий момент нагрузки T_L является крутящим моментом, подаваемым на барабан.

Ниже более подробно описана регулировка фазы согласно настоящему изобретению.

Для изменения скорости асинхронного электродвигателя при подаче кривой синусоидальной формы входного напряжения, то есть однофазной мощности (например, 220V/60Hz), используется симистор, являющийся запираемым полупроводниковым тринистором для мощности переменного тока, включенным в схему регулировки фазы. То есть скорость работы электродвигателя преобразуется посредством регулировки входного напряжения V₁, V₂ и V₃ посредством корректировки угла возбуждения в соответствии с входным импульсом симистора.

В управлении скоростью отжима, когда выбранная пользователем скорость отжима составляет 400 prm, количество полюсов обмотокстатора изменяется до 8 и на электродвигатель подается входное напряжение V₃, как изображено кривыми фиг.4, зависимости скорости от крутящего момента, а когда выбранная пользователем скорость отжима составляет 600 prm, количество полюсов электродвигателя изменяется до 8 и на электродвигатель подается входное напряжение V₂. Дополнительно, когда выбранная пользователем скорость отжима составляет 800 prm, количество полюсов обмоток статора изменяется до 8 и на электродвигатель подается входное напряжение V₁. То есть скорость отжима в 800 prm, ориентировочно получаемая при 8 полюсах статора, может варьироваться в несколько операций посредством изменения входного напряжения, подаваемого на электродвигатель, посредством регулировки фазы.

С другой стороны, когда выбранная пользователем скорость отжима составляет 1000 prm, количество полюсов электродвигателя изменяется до 4 и на электродвигатель подается входное напряжение V₃, а когда выбранная пользователем скорость отжима составляет 1200 prm, количество полюсов электродвигателя изменяется до 4 и на электродвигатель подается входное напряжение V₂. Дополнительно, когда выбранная пользователем скорость отжима составляет 1400 prm, количество полюсов электродвигателя изменяется до 4 и на электродвигатель подается входное напряжение V₁. То есть скорость отжима в 1400 prm, ориентировочно получаемая при 4 полюсах электродвигателя, может варьироваться в несколько операций посредством изменения входного напряжения, подаваемого на электродвигатель, посредством регулировки фазы.

Согласно фиг.2 на этапах вычисления характеристик электродвигателя (S15 и S19) вычисляется скорость отжима, обнаруживаемая датчиком электродвигателя, сцепленным с электродвигателем, и крутящий момент и коэффициент полезного действия электродвигателя, и этапы (S16 и S20) оценки удовлетворительности работы оценивают удовлетворительность работы на основе значений, вычисленных на этапах вычисления характеристик электродвигателя. Здесь процедура подходит к завершающим этапам, или этапам принятия решения относительно схем регулировки фазы, соответствующим удовлетворительным результатам работы.

Как описано выше, согласно настоящему изобретению способ управления скоростью отжима стиральной машины преобразует скорость отжима в двухступенчатую скорость (800 и 1400 rpm) посредством изменения количества полюсов электродвигателя и регулировки входного напряжения, подаваемого на электродвигатель, посредством регулировки фазы, вследствие этого преобразуя скорость отжима в несколько операций.

Дополнительно, предлагаемый способ управления скоростью отжима стиральной машины существенно уменьшает шумы и вибрации стиральной машины.

Так как, не удаляясь от сути и основных свойств настоящего изобретения, его можно реализовать в нескольких видах, следует также иметь в виду, что описанные выше варианты осуществления не ограничены какими-либо подробностями приведенного описания, если не определено иначе, а предназначены для широкого использования в рамках объема, определенного приложенной формулой изобретения, и следовательно, формула изобретения предназначена для охвата всех изменений и модификаций или их эквивалентов.

Изобретение относится к способу управления скоростью отжима стиральной машины, техническим результатом при реализации которого является уменьшение вибрации и шума при работе стиральной машины. Способ управления скоростью отжима стиральной машины включает этапы: установки скорости отжима на основе количества белья, помещенного в стиральную машину, и управления скоростью вращения электродвигателя стиральной машины на основе установленной скорости отжима. Этап управления скоростью вращения электродвигателя включает этапы: изменения количества полюсов электродвигателя стиральной машины и регулировки напряжения, подаваемого на электродвигатель при изменении количества полюсов. 3 н. и 12 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ управления скоростью отжима стиральной машины, включающий этапы установки скорости отжима на основе количества белья, помещенного в стиральную машину, и управления скоростью вращения электродвигателя стиральной машины на основе установленной скорости отжима, при этом этап управления скоростью вращения электродвигателя включает этапы изменения количества полюсов электродвигателя стиральной машины и регулировки напряжения, подаваемого на электродвигатель при изменении количества полюсов.2. Способ по п. 1, по которому электродвигатель является асинхронным электродвигателем.3. Способ по п. 1, по которому стиральная машина является стиральной машиной барабанного типа.4. Способ по п. 1, по которому на этапе изменения количества полюсов электродвигателя количество полюсов изменяется до 4 или 8.5. Способ по п. 1, по которому этап изменения количества полюсов электродвигателя включает этапы обнаружения скорости отжима, выбранной пользователем, и изменения количества полюсов электродвигателя на основе обнаруженной скорости отжима.6. Способ по п. 1, по которому этап регулировки напряжения, подаваемого на электродвигатель, включает этап управления скоростью отжима стиральной машины посредством регулировки напряжения, подаваемого на электродвигатель, посредством изменения фазы напряжения при изменении количества полюсов электродвигателя.7. Способ по п. 1, по которому на этапе установки скорости отжима на основе обнаруженного количества белья скорость отжима преобразуется на основе обнаруженного количества белья.8. Способ по п. 1, по которому на этапе управления скоростью вращения электродвигателя стиральной машины на основе установленной скорости отжима управление скоростью отжима осуществляется посредством изменения количества полюсов электродвигателя и регулировки фазы напряжения, подаваемого на электродвигатель.9. Способ по п. 1, по которому на этапе регулировки напряжения, подаваемого на электродвигатель при изменении количества полюсов, осуществляется регулировка фазы напряжения, подаваемого на электродвигатель.10. Способ управления скоростью отжима стиральной машины барабанного типа, включающий этапы обнаружения скорости отжима, требуемой пользователем, изменения количества полюсов асинхронного электродвигателя с использованием обнаруженной скорости отжима и изменения скорости отжима посредством регулировки фазы асинхронного электродвигателя в соответствии с измененным количеством полюсов.11. Способ по п. 10, по которому количество полюсов асинхронного электродвигателя изменяется до 4 или 8 полюсов.12. Способ по п. 10, по которому этап изменения скорости отжима посредством регулировки фазы асинхронного электродвигателя включает этап изменения напряжения в соответствии с обнаруженным углом возбуждения и подачи напряжения на асинхронный электродвигатель.13. Способ управления скоростью отжима стиральной машины барабанного типа, включающий этапы обнаружения количества и качества белья, определения скорости отжима в соответствии с обнаруженными данными, изменения количества полюсов асинхронного электродвигателя в соответствии с определенной скоростью отжима и изменения скорости отжима посредством регулировки фазы напряжения, подаваемого на асинхронный электродвигатель, в соответствии с измененным количеством полюсов.14. Способ по п. 13, по которому количество полюсов асинхронного электродвигателя изменяется до 4 или 8 полюсов.15. Способ по п. 13, по которому этап изменения скорости отжима посредством регулировки фазы напряжения включает этапы обнаружения угла возбуждения, соответствующего скорости отжима, и изменения напряжения, подаваемого на асинхронный электродвигатель, в соответствии с обнаруженным углом возбуждения.