Привод стиральной машины Советский патент 1990 года по МПК D06F37/38 

сл

00 00

сл о

Изобретение относится к бытовой электротехнике, в частности к приводу барабанных стиральных машин. Цель изобретения - экономия электроэнергии и сокращение времени обработки белья в стиральной машине за счет формирования максимально возможного по условиям нагрева пускового момента электродвигателя. Привод стиральной машины (СМ) содержит трехфазный асинхронный электродвигатель 7 с короткозамкнутым ротором, питание которого осуществляется от преобразователя 6 частоты. Изменение скорости, направления вращения барабаны при различных режимах работы СМ осуществляется путем изменения амплитуды и частоты питающего напряжения. Дополнительно введенная обратная связь между информационным выходом силовой части с отрицательным входом сумматора содержит нелинейный элемент 9 с регулируемыми зоной нечувствительности и коэффициентом усиления, который вступает в работу только по достижении контролируемым параметром (например, током) граничного значения, соответствующего допустимому перегреву двигателя, и уменьшает сигнал управления амплитудой напряжения. 4 ил.

Фие.1

Изобретение относится к бытовой электротехника, в частности к электроприводу стиральных машин, и может быть использовано при управлении барабаном стиральных машин для требуемых технологических операций стирки и отжима.

Цель изобретения - экономия электроэнергии и сокращение времени обработки белья в стиральной машине за счет формирования максимально возможного по успо- виям нагрева пускового момента электродвигателя.

На фиг.1 представлена блок-схема пои- вода стиральной машины; на фиг.2 - харак- теристика нелинейного звена с регулируемой зоной нечувствительности и регулируемым коэффициентом усиления, на фиг 3 и 4 - статические механические характеристики асинхронного электродвигателя и барабана для режимов стирки и отжима, где показаны естественная характеристика асинхронного двигателя (кривая 1), регулировочная (кривая 2) и механическая (кривая 3} характеристики барабана.

Привод стиральной машины (СМ) содержит блок 1 задания режимов работы стиральной машины (фиг.1), выход которого через задатчик 2 частоты и напряжения связан с входом регулятора 3 частоты и первым входом сумматора 4, выход которого подключен к регулятору 5 напряжения, выхо- дом соединенного с первым управляющим входом силовой части преобразователя 6 частоты, к второму управляющему входу которого подключен регулятор 3 частоты, входящий в канал управления частотой напряжения преобразователя 6 частоты К выходу его силовой части подключен трехфазный асинхронный электродвигатель (АД) 7, ротор которого механически связан с барабаном 8 стиральной машины.

Канал управления амплитудой напряжения преобразователя 6 частоты выполнен на регуляторе 5 напряжения, при этом в указанный канал введена отрицательная обратная связь по контролируемому параметру (например, току двигателя) с нелинейным элементом 9, вход которого связан с информационным выходом силовой части преобразователя 6 частоты, а выход подключен к второму входу сумматора 4.

Нелинейный элемент 9 выполнен с регулируемыми зоной нечувствительности lorp(Uorp) и коэффициентом усиления К (фиг.2), реализуя функцию

DOCI 0 при i iorp;

Uocr К (I - Iorp) при i iorp.

Введенный нелинейный элемент 9 позволяет формировать разгон барабанз 8 с

предельно возможным по условиям нагрева пусковым моментом, и пуск АД отличается от известного закона частотного управления (U/f const) с поддержанием постоянного критического момента тем, что кратковременно значительно увеличивается амплитуда подводимого к АД 7 напряжения.

Отрицательная обратная связь (инфор0 мационный выход силовой части преобразователя 6 частоты - нелинейный элемент 9 - отрицательный вход сумматора 4) осуществляет управление амплитудой напряжения так, что контролируемый параметр не пре5 пышает заданного значения, определяемо- ю из условия допустимого перегрева, параметроз силовых ключей преобразователя б, предельной загрузки барабана 8. Нелинейный элемент 9 может быть выполнен

O на операционном усилителе. Порог срабатывания определяется положением потенциометра на его входе.

Привод работает следующим образом Блок 1 задания режимов работы маши5 ны (фиг 1) вырабатывает сигналы управления всей стиральной машиной и в том числе сигналы, поступающие на вход задатчика 2 частоты и напряжения, соответствующие различным режимам работы и определяю0 щие скорость, направление вращения и продолжительность работы. В задатчике 2 частоты и напряжения осуществляется преобразование сигналов Стирка вперед, Стирка назад, Отжим в независимые

5 сигналы управления Стирка, Отжим, Вперед, Назад. Регулятор 3 частоты осуществляет формирование сигнала управления частотой переменного напряжения по линейно нарастающему закону, вырабаты0 вая последовательность импульсов по шести входам управления, сдвинутых один относительно другого на 120 эл. град., частота которых пропорциональна сформированному сигналу задания по частоте (в

5 данном случае линейно нарастающему и ограниченному значением частоты,соответст- вующей установившейся скорости вращения АД), также в зависимости от требуемого направления вращения барабана 8

0 происходит изменение фазового сдвига следования импульсов на четырех входах управления

Сигнал с выхода сумматора 4 поступает на вход регулятора 5 напряжения, который

5 осуществляет регулирование амплитуды напряжения питающего АД 7 по следующему закону, в режиме Отжима в первоначальный момент пуска сигнал задания по амплитудному значению равен максимально возможному значению (для получения предельно достигаемого пускового момента), далее сигнал формируется цепью обратной связи так, чтобы АД 7 находился в диапазоне допустимых рабочих температур. В режиме стирки значения амплитуды напряжения в,установившемся режиме уменьшено пропорционально требуемой скорости.

Отрицательная обратная связь, содержащая нелинейный элемент 9, вступает в действие при достижении контролируемым параметром граничного значения (существует зона нечувствительности) так, что при увеличении сигнала на информационном выходе силовой части преобразователя 6 частоты выше граничного на второй отрицательный вход сумматора 4 поступает сигнал, пропорциональный превышению действительного значения над граничным, что приводит к соответствующему уменьшению амплитуды напряжения. Зона нечувствительности характеристики нелинейного элемента 9 (фиг 2) Dorp определяется предельным значением контролируемого параметра, удерживающего АД в режиме с допустимым перегревом, а коэффициент усиления К (угол наклона пускового участка характеристики) определяет быстродействие обратной связи и ошибку поддержания на заданном предельном значении контролируемого параметра.

Информационными сигналами силовой части преобразователя 6 частоты, по которым возможно осуществлять контроль допустимого перегрева электродвигателя, являются суммарный ток, потребляемый АД 7, ток фазы статора и коэффициент мощности. Силовая часть преобразователя 6 частоты может быть выполнена по двум основным схемам: с неуправляемым выпрямителем и преобразованием постоянного нерегулируемого напряжения в переменное с регулируемой частотой и амплитудой непосредственно в инверторе; с выправляемым выпрямителем для регулирования амплитуды напряжения и регулированием частоты в инверторе.

В предлагаемом приводе достигается значение пускового момента, в 2-2,5 раза превышающего пусковой момент по естественной характеристике, что вполне достаточно для разгона барабана СМ, при стирке имеющего пусковой момент больше, чем пусковой момент двигателя по естественной характеристике (фиг.З). При отжиме (фиг.4) пуск с увеличенным моментом позволяет

выйти двигателю на скорость отжима, значительно превышающую номинальную, и пуск осуществляется с максимальным моментом, что значительно повышает cos р двигателя и уменьшает время отжима, т.е.

приводит к экономии электроэнергии и сокращению времени обработки белья в стиральной машине. При этом улучшаются массогабаритные показатели привода. Формула изобретения

Привод стиральной машины, содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель, ротор которого механически соединен с барабаном стиральной машины, подключенный к силовой части преобразователя частоты с каналами управления амплитудой и частотой напряжения, блок задания режимов работы стиральной машины, выход которого через задатчик частоты и напряжения связан с входом регулятора

частоты и первым входом сумматора, выход которого подключен к входу регулятора напряжения, выходом соединенного с первым управляющим входом силовой части преобразователя частоты, к второму управляющему входу которого подключен регулятор частоты, отличающийся тем, что, с целью экономии электроэнергии и сокращения времени обработки белья в стиральной машине за счет формирования максимально

возможного по условиям нагрева пускового момента электродвигателя, в канал управления амплитудой напряжения введено нелинейное звено с регулируемыми зоной нечувствительности и коэффициентом усиления, вход которого связан с информационным выходом силовой части преобразователя частоты, а выход подключен к второму входу сумматора.

VozpVfo

Фигг

,

VCS.

да#ra лр

Фигз

Mif Hn