专利名称：洗衣机失衡检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及通过逆变电路控制三相感应电动机的滚筒洗衣机的失衡检测装置及方法，尤其涉及通过检测因电流波动引起的输入电压变化来精确测定失衡量的一种洗衣机的失衡检测装置及方法。
如
图1所示，传统的滚筒洗衣机一般包括机身1，设置于机身1正面上部的洗涤剂盒3及操作单元5，以及连接于水龙头(未标注)以提供热水和冷水的供应阀7、8。
机身1内还设有桶体9，其中设有用来洗涤和甩干衣服的旋转滚筒11。桶体9正面装有一层膜垫15，以用于在放入或取出洗涤物时与开闭的门13紧密结合在一起。桶体9正面还设有平衡块19，以防止在洗涤或甩干时由于滚筒11高速旋转而产生出震动。
膜垫15上部设有一通气口17，以使于在洗涤物的甩干过程中吸入干燥空气。通气口17内装有烘干器21，以用来干燥由外部进入的空气。
烘干器21一侧设有鼓风机23，用来将烘干器21产生的高温空气通过膜垫15处吹进滚筒11。
桶体9外部联有提供冷水的一冷却管25，以用来冷却由烘干器21送入桶内的烘干的气体；桶体9下部设有提供旋转力的三相感应电动机27(以下简称电动机)以用来正向、反向旋转滚筒11。
机身1的后下方安装有排水泵29，以用来通过排水管(未标)排出桶体9内的洗涤水。在其前下方设有一过滤器31，以防止排水泵被桶体9中流出的残留物水、污物等东西堵塞，而且万一排水泵29不能工作时，还可用来排出洗涤水，例如停电时。
滚筒11表面设有许多贯通的网眼11a，以使桶体9中的洗涤水流入滚筒11内。滚筒11上设有水流调节构件11b，其作用犹如洗衣板，将滚筒11内的洗涤物搅开、摔打。每个水流调节构件11b间的间隔角度为120°。
在上述传统的滚筒洗衣机中，用户将洗涤物(衣服)放入滚筒11中，通过操纵单元5选择洗涤条件(依据洗涤物种类、温度、洗涤过程、脱水时间等)，并按下操作键，洗涤水则从水龙头(未标)经热水、冷水供应阀7、8进入桶体9。
洗涤水注入桶体9后，滚筒11受电动机27的控制，正向、逆向高速旋转，在洗涤水中形成水流，并施力于洗涤物，将沾在其上的尘垢、异物等分离。然后经过洗涤、漂洗和脱水等程序。
旋转脱水时，提供给电动机27的电流脉动宽度与滚筒高速旋转时洗涤物离心导致的失衡量成比例。此电流脉动宽度通过电流传感器检测，并将所测定的电流脉动宽度与预定脉动宽度值进行比较。若所测定的电流脉动宽度大于预定值，则停止脱水程序或转换至衣物分散程序。
然而，依照传统的检测方法，只检测由失衡量导致的电流脉动宽度，而当施加的电压不正常时，即低于(195伏)或高于(250伏)正常电压时，取自电流脉动宽度的数据重叠，很难检测到精确的失衡量。
本发明的目的在于解决上述传统洗衣机所存在的问题，提供一种洗衣机失衡检测方法，其适于在检测失衡量时，利用电流传感器测定的电流脉动宽度，并根据输入电压的变化更精确地测定洗衣机的失衡量。
本发明的目的之一是提供洗衣机失衡检测装置，以检测由于电动机高速旋转，洗涤物离心导致的失衡量。该装置包括检测交流输入电压的输入电压检测装置；检测交流输入电流的输入电流检测装置；用于将由输入电流检测装置测定的输入电流的脉动宽度与预定脉动宽度值进行比较的控制装置，当电流脉动宽度小于设定值时，根据由输入电压检测装置测定的输入电压值，计算失衡量，并输出一控制信号，以控制电动机的脱水速度。
本发明的另一目的是提供一种由于洗涤物离心导致的包括有一个电动机的洗衣机失衡的检测方法。该方法包括如下步骤将该电动机提速至一预定转速(转数/分)；输入电压检测装置测定输入电压的变化；输入电流检测装置测定输入电流的脉动电流；获得输入电流检测步骤中测定的脉动电流最大值和最小值的差值，从而确定电流脉动宽度是否大于预定值；当确定所测定的脉动电流的脉动宽度小于预定值时，根据输入电压检测步骤中测定的输入电压值来计算失衡量；根据上述失衡量计算步骤中得出的失衡量来控制电动机速度，完成脱水程序。
图1为传统滚筒洗衣机的结构示意图；图2为本发明实施例的洗衣机失衡检测装置的方框图；图3为本发明实施例的洗衣机失衡检测装置的电路图；图4为本发明实施例与洗衣机失衡量相对应的电流脉动波形图；图5为本发明实施例相应于电压变化的电流脉动的数据表；图6为本发明的洗衣机失衡检测方法的流程图。
以下结合实施例并参照附图对本发明进行详细说明。
所有附图中，为介绍简洁起见使用了与图1中的参考数字和符号表示其中的相同或等同部件，因此，删掉了冗余的批注。
如图2、3所示，变换器100将由电源输入端90输入的交流电经过整流、滤波后转化成直流电。变换器100包括整流器102和滤波电容C1，整流器102将电源输入端90提供的交流电整流得到预定的直流电，滤波电容器C1连接于滤波器102的输出端，用于滤去包含在滤波后的直流中的脉动成分，并充有该被滤波的直流电。
输入电压检测装置110检测由电源输入端90输入的交流输入电压，它包括分压电阻R1、R2以及电容C2和电阻R3，分压电阻R1、R2检测由电源输入端90输入的交流输入电压的变化，电容C2和电阻R3用于滤波由电阻R1、R2分压后的电压。被滤波和分压的交流输入电压被输至控制装置130(后文介绍)。
输入电流检测装置120检测电源输入端90输入的交流输入电流，它包括电流传感器122、整流器124、电容C3及电阻R4、R5。电流传感器122将输入端90输入的电源中的脉动电流部分转化成电压；再由整流器124对电流传感器122转化的电压信号进行整流；再经电容C3和电阻R4、R5将整流器124整流的电压滤波。滤波并整流的电压信号被输至控制装置130。
控制装置130根据输入电压检测装置110测定的输入电压的变化，并根据一预定单位将洗衣机失衡量进行分类。然后，控制单元130再将输入电流检测装置120测定的输入电流脉动宽度与预定脉动宽度值进行比较。控制单元130根据旋转脱水程序中滚筒高速旋转时，洗涤物离心产生的失衡量的检测结果，控制离心调整和旋转脱水过程。控制单元130根据电动机27的转速和运转状态控制三相交流输出的工作时间及频率。
逆变器140根据控制单元130发出的驱动控制信号交替开闭六个功率晶体管，将变换器100提供的直流电转化成具有可变频率及电压值的三相交流电(U相、V相和W相)，以设定电动机27的特定速度和转矩。
以下结合本发明实施例详细介绍洗衣机失衡检测装置及方法的工作过程。
图6为本发明实施例的洗衣机失衡检测方法的流程图。其中S表示步骤。
首先，在步骤S1中进行洗涤物离心调整，然后，执行步骤S2，将电动机27提速至90转/分，此时，洗衣机滚筒内洗涤物堆积于滚筒11内壁某处，因而导致失衡。
如图4所示，当电动机27提速至90转/分时，由于洗涤物的离心导致失衡，输入电流中产生一定量的脉动。输至电动机27的电流脉动宽度与失衡量成正比。
在步骤S3中，由输入电压检测装置110测定电源输入端90输入的交流输入电压的变化；在步骤S4中，参见图4，电动机27提速1.5秒，并在2秒内每隔20毫秒由输入电流检测装置120测定输至电动机27的电流脉动。
步骤S5中，控制装置130根据由输入电流检测装置120测定的脉动电流得出该电流的脉动数据的最大值与最小值的差值，以判定此电流的脉动宽度是否大于预定值。
根据步骤S5中的判定结果，若电流脉动宽度大于预定值(即判定结果为“是”时)，控制装置130判定为过度失衡，则返回执行步骤S1，以进行洗涤物离心调整程序并重复执行步骤S1至S5。
同时，根据步骤S5中的判定结果，若电流脉动宽度小于预定值(即判定结果为“否”时)，则控制进行到步骤S6，控制装置130根据输入电压检测装置110测定的输入电压值按照一个预定单位对洗涤物的失衡量进行分类，以便由此测定失衡量，参见图5。
接着在步骤S7中，以与在步骤S6中由输入电压值确定的失衡量对应的以速度进行洗衣机离心脱水处理。
根据上述说明，本发明的洗衣机失衡检测装置及方法与现有技术相比具有明显优势。即，当使用由电流传感器检测的电流脉动宽度测定失衡时，根据输入电压的变化精确的分类和测定了洗衣机的失衡量，从而杜绝了旋转脱水程序出现错误。
权利要求
1.一种洗衣机的失衡检测方法，该洗衣机包括一电动机，该失衡是由洗涤物离心产生的，其中该方法包括以下步骤将电动机提速至预定的转速，即每分钟转数；输入电压检测装置测定交流输入电压的变化；输入电流检测装置测定交流输入电流中的脉动电流；找出输入电流检测步骤中测定的脉动电流最大值和最小值的差值，从而判定该电流脉动宽度是否大于预定值；当确定该电流脉动宽度小于预定值时，根据在输入电压检测步骤中测得的输入电压值来计算失衡量；根据在失衡量计算步骤得出的失衡量来控制电动机速度，以进行离心转脱水程序。
2.根据权利要求1所述的洗衣机失衡检测方法，其特征在于电动机提速步骤中包括将电动机速度增至至少90转/分的一步骤。
3.根据权利要求1所述的洗衣机失衡检测方法，其特征在于输入电流检测步骤中包括在电动机速度增至预定每分钟转数后，在一预定时间段内对交流输入电流的脉动进行抽样以获得脉动数据的步骤。
4.根据权利要求1所述的洗衣机失衡检测方法，其特征在于在电流脉动宽度测定步骤中包括当所测定的电流脉动宽度大于预定值时，进行离心调整的操作处理的步骤。
5.一种洗衣机失衡检测装置，用来检测电动机高速旋转时，洗涤物离心导致的失衡量，其中该装置包括检测交流输入电压的输入电压检测装置；检测交流输入电流的输入电流检测装置；控制装置，其用于将输入电流检测装置测定的输入电流脉动宽度与设定值进行比较，若电流脉动宽度小于设定脉动宽度，则根据输入电压检测装置测定的输入电压值来计算失衡量，并输出用于控制电动机的离心旋转脱水速度的一控制信号。
6.根据权利要求5所述的洗衣机失衡检测装置，其特征在于控制装置输出一控制信号，用于在电流脉动宽度大于预定脉动宽度时将电动机控制为脱离离心失衡的速度。
全文摘要
洗衣机失衡检测装置和方法。当测定电流脉动宽度发现失衡时,按输入电压变化精确测定洗衣机失衡量并分类以防止旋转脱水过程出现错误。其包括步骤:将电动机提至预定转数;输入电压检测装置测定交流输入电压的变化;输入电流检测装置测定交流输入电流中的脉动电流;找出测定的脉动电流最大和最小值的差值,判定电流脉动宽度是否大于预定值;若小于预定值,按测定的输入电压值计算失衡量;按得出的失衡量控制电动机速度,进行旋转脱水程序。
文档编号D06F37/30GK1268597SQ0010077
公开日2000年10月4日 申请日期2000年2月12日 优先权日1999年3月26日
发明者朱起勋 申请人:三星电子株式会社