专利名称：在洗衣机中降低能耗的方法
技术领域：
本发明涉及在洗衣机的至少一个操作阶段通过根据在其一个或多个操作阶段期间施加于电动机的操作方式来调节施加于所述电动机的有效电压从而降低能耗的方法，所述洗衣机可以是顶装型或前装型。
背景技术：
如同现有技术中已知的，用于洗衣机中的电动机被规定和设计为具有使全部质量运动的能力，所述全部质量由洗衣机的机构和设置在滚筒中待洗涤的衣物负荷组成，洗衣机的机构包括洗涤装置，该洗涤装置在某些情况下由滚筒以及被电动机旋转驱动的叶轮构成。在搅动和旋转阶段期间，洗衣机的整个可动组件，包括装有衣物负荷的洗涤装置，从完全不动的状态开始达到以确定的速度进行旋转运动的状态，所述确定的速度是在洗衣机设计中确立的并且足以产生理想的洗涤效果或者使残留在已洗涤的衣物负荷中的水排出达到一定程度。在旋转阶段开始时，例如电动机必须产生巨大的动力以克服由洗衣机的可动部件和装在滚筒中的衣物负荷所形成的全部质量的静止惯性，但是在进入已经确立转速的标定操作方式之后，电动机便产生很小的动力来维持具有衣物负荷的滚筒的旋转运动(或者旋转)。随着接收的能量超出维持其为旋转已经确立的标定旋转方式下工作所需的能量，施加于电动机的所有能量的主要部分转化为热量，因为供应到电动机的能量大小被设定为克服开始旋转时的静止惯性。在浸入洗液的衣物负荷的搅动阶段中，在滚筒开始旋转或者洗衣机叶轮朝一个和/或另一方向开始每一旋转循环时，会出现类似的情况。
还应当理解到，当电动机在洗衣机的搅动阶段启动时，完成电动机激励(energization)，以产生快速启动，致使电动机绕组的电流显著增大，这会降低所述电动机的寿命并且带来不必要的能耗增加。
启动期间电流增加通常会导致与将能量供应到洗衣机的电路相连接的灯闪烁，这主要是洗衣机在搅动阶段可能快速反转搅动器的情况下发生。
因而，在常规的洗衣机中，搅动和旋转阶段由供应有电源100％有效电压的电动机来完成，并因此接收高于将其操作维持在洗衣机设计的标定模式内所需的能量，这导致不必要的能量消耗，部分能量被转化成散失到大气中的热量并且势必降低电动机的寿命。
尽管已知现有技术的解决方案是控制电动机的能量供应，但这种系统具有复杂的结构，要在洗衣机的不同操作阶段期间改变从电源接收和供应到电动机的能量的特性，而需要复杂且成本高的电子装置，这对于洗衣机的某些构造来说在经济上是不可行的。在这些现有技术的解决方案中，用电子装置改变供应到洗衣机电动机的电能的参数由电子控制模块连续地控制，还通过控制供应到洗衣机的电能的频率来改变电动机的速度。
专利US 6,633,149中描述了一种控制洗衣机中电动机操作的已知解决方案。在这种现有技术的方法中，电动机的控制通过测量电动机的转速、确定测量速度与设定速度之间的差值以及根据所述差值通过控制三极管交流开关的触发角度而控制电动机的操作来实现。
尽管通过洗衣机的控制装置利用三极管交流开关的电子切换来控制电动机的操作(旋转)，但是所述现有技术解决方案仍需要设置与电子控制装置操作相关联的电动机旋转检测装置，并在电子控制装置上设置比较装置，用来比较测出的旋转速度与所需的速度，并在洗衣机的不同操作阶段调节电动机转速，用电子装置控制用作电子开关以激励电动机的三极管交流开关的触发角度。上述专利中公开的发明的目的是通过设置旋转检测装置、比较装置和控制装置以在洗衣机的所有操作阶段控制电动机的操作，该控制装置必须构造成处理从旋转检测装置接收的数据并指令三极管交流开关操作以将维持洗衣机每个操作阶段期望旋转所需的有效电压供应给电动机。所述现有技术的方法需要更加复杂的控制装置以及电动机的至少一个旋转检测装置，这增大了终端产品的成本。
发明内容
由于上述的不便操作，而且与洗衣机电动机的一个或多个操作步骤期间过度的能耗相关，本发明的目的是通过设置一种非常简单且成本低的电子控制装置而提供一种在洗衣机的操作期间降低能耗的方法，所述电子控制装置布置为由在所述洗衣机中已经设置的控制装置来驱动，以便降低在其操作阶段的某些状况下施加于所述电动机的有效电压值。
本发明一个补充且更加具体的目的是通过在搅动和旋转阶段的至少一个中的某些情况下降低施加于所述电动机的有效电压值以及通过控制在电动机的电能供应中用作电子开关的三极管交流开关的触发角度提供一种如上所述在洗衣机的操作期间降低能耗的方法。
本发明的这些和其它目的通过一种用于在自动型洗衣机的操作期间降低能耗的方法来实现，该洗衣机包括洗涤装置，其被选择性和旋转地驱动，以洗涤所述洗衣机中放置的衣物负荷；电动机，其选择性和操作地结合至洗涤装置，以使其在搅动和旋转阶段期间至少朝一个方向旋转；和控制装置，其与电动机操作地相关联，以在所述搅动和旋转阶段期间指令电动机由电源激励。
根据本发明，该方法包括步骤在搅动和旋转阶段的至少一个中，在启动洗涤装置在一方向上的每个旋转时，通过足以启动电动机的电源的某一百分比有效电压来达到激励电动机；在预定时间期间，通过至少一个有效电压值维持电动机的激励，该有效电压最小等于电源的某一百分比，由控制装置限定并且足以使电动机和洗涤装置能达到为在洗衣机中正在进行相应操作阶段所确立的旋转方式；以及在相应的预定时间过去之后，将施加于电动机的有效电压调节到足以维持正在进行相应操作阶段中所需旋转方式的至少一个数值。
从上述说明中可以注意到，本发明使在搅动和旋转阶段期间通过一个非常简单且成本低的解决方案能降低供给洗衣机电动机的能量消耗，所述解决方案能易于结合到洗衣机的设计且不会给最终用户带来成本的任何相关增加。
采用本文建议的方法，在搅动和旋转阶段操作期间减少了电动机的热量，这使所述电动机除了如上所述能降低洗衣机的能耗外，还能在更加有利的温度条件下操作，从而延长其寿命。
下面将参照附图描述本发明，附图作为示例给出，以示出实施本发明的一种方式，并且其中图1是方框图，示出根据本发明和根据不同顺序的处理步骤所完成的不同操作步骤；和图2是设在洗衣机中的实施本发明所必须的控制装置的简化方框图。
具体实施例方式
如上所述，本方法应用于自动型洗衣机，该型洗衣机包括桶1，桶内装有用于装衣物负荷的旋转式圆柱形滚筒2。应当理解的是，圆柱形滚筒2可以装成其轴线水平或垂直地布置。
该洗衣机还包括电动机3，其操作地结合到圆柱形滚筒2上，以便在洗衣机的不同操作阶段期间使圆柱形滚筒2在桶1内绕着其轴线旋转。
设置控制装置4以根据不同的操作条件(包括水位和时间)控制洗衣机的工序、驱动电动机3和系统的其它部件(未示出)，比如进水电磁阀。
在表现为具有水平轴线的圆柱形滚筒2(未示出)和从前面开口的洗衣机中，所述圆柱形滚筒2限定了洗涤装置L，其被选择性和旋转地驱动来洗涤送入洗衣机中的衣物负荷。在这些结构中，搅动和旋转阶段在圆柱形滚筒2朝单方向被旋转驱动的情况下实现，而旋转阶段以较高的速度完成。
另一方面，在表现为具有垂直轴线的圆柱形滚筒2和从顶面开口的洗衣机中(参见附图2)，除了圆柱形滚筒2外，洗涤装置L还包括装在圆柱形滚筒2内的叶轮6，叶轮6同样选择性和操作地结合到电动机3上。
在其圆柱形滚筒2设有垂直轴线且装有叶轮6的洗衣机中，搅动阶段通常在叶轮6朝一个和另一个方向被旋转驱动时进行，而圆柱形滚筒2通常仍然保持静态。
在搅动和旋转阶段期间，电动机3由来自控制装置4的指令激励，以从停止状态开始旋转，加速到所需旋转操作的通常持久的状态，这时电动机3的旋转稳定在设计额定值。
控制装置4操作地与三极管交流开关5相关联，由此电动机3由电源激励。因此，控制装置4作用在三极管交流开关5上，改变其触发角度，以修正激励电动机3时所施加的有效电压值。控制装置4表示有其电子结构，该电子结构编程为按照切换模式来操纵三极管交流开关5，用来向电动机提供适于洗衣机相应操作条件的有效电压。
在实施本发明的一个方式中，在上述两种洗衣机中任何一种的旋转阶段，其启动可以限定为用100％的电源有效电压来全激励电动机3，以便通过从停止状态增加其旋转来启动电动机3，直到取得持久的旋转条件为止，同时圆柱形滚筒2和最终叶轮6朝一个方向旋转而且还处于为旋转阶段所需设计和设定的持久旋转条件。
用100％的电源电压全激励电动机3要持续由控制装置4限定的预定时间，这个预定时间对于电动机和与其结合的洗衣装置L足以达到为旋转阶段所限定的持久旋转条件。该预定时间将根据电动机受到的最恶劣的启动条件来确定和限定，以确保当电动机3在最大负荷下加速时，向其施加的有效电压不会降低。
在预定的时间过去之后，控制装置4执行逐渐改变三极管交流开关5的触发角度，以将施加于电动机3的有效电压降低到维持剩余旋转阶段的持久旋转条件所必需和足够的数值。
计算维持持久旋转条件的降低的有效电压值，以确保足以在最大负荷下维持所述持久旋转条件的激励水平施加于电动机。还可以理解到，降低的有效电压值对于剩余旋转阶段可以是恒定的或者可以经受定期变化，这时所述数值可以瞬间增加以确保维持洗涤装置L的最小所需旋转，所述洗涤装置L可包括圆柱形滚筒2和叶轮6或者如是前装型洗衣机则仅包括前者。
用于旋转阶段的上述操作阶段也可以适用于提高搅动作业，尤其是对于前装型洗衣机，其中搅动阶段由具有朝单方向旋转的水平轴线的圆柱形滚筒完成。
还应当理解的是，电动机3在上述搅动和旋转阶段中初始激励没有必要以电源的100％有效电压来进行，而且启动有效电压可以显著低于电源中获得的全有效电压，所述电压充分满足使装有衣物负荷的洗衣机的旋转组件旋转就足够了。
在图2的右部可以观察到，本方法可包括一系列的阶段，这些阶段从用相对于电源中获得的全有效电压降低的有效电压值来激励电动机3开始，然后升高所述降低的有效电压，在预定时间内，以获得至少一个足够数值来维持洗涤装置L正在进行剩余操作阶段所需的旋转方式，所述旋转可以是洗涤装置L在搅动或旋转操作中朝一个方向的旋转。
用于启动电动机3的升高有效电压的预定时间过去之后，将施加于所述电动机的有效电压调节到一个恒定值，或者调节到可定期变化的较低或较高值，该值足以维持洗涤装置L正在进行的相应操作阶段中所需的旋转方式，所述操作阶段可以是搅动或旋转操作。
权利要求
1.一种用于在自动型洗衣机中降低能耗的方法，该洗衣机包括洗涤装置(L)，其被选择性和旋转地驱动，以洗涤送至洗衣机的衣物；电动机(3)，其选择性和操作地联结至洗涤装置(L)，以使后者在搅动和旋转阶段期间至少朝一个方向旋转；和控制装置(4)，其与电动机(3)操作地相关联，以在所述搅动和旋转阶段期间指令电动机(3)从电源激励，其中，所述方法包括以下步骤在搅动和旋转阶段中的至少一个中，当在一方向启动洗涤装置(L)的每个旋转时，通过足以启动电动机(3)的电源的某一百分比有效电压来激励电动机(3)；在预定时间期间，通过至少一个有效电压值维持电动机(3)的激励，该有效电压值最小等于电源的某一百分比有效电压，且由控制装置(4)限定并且足以使电动机(3)和洗涤装置(L)能达到为在洗衣机中正在进行相应操作阶段所确立的旋转方式；以及在相应的预定时间过去之后，将施加于电动机(3)的有效电压调节到足以维持正在进行相应操作阶段中所需旋转方式的至少一个数值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，电动机(3)的激励通过与控制装置(4)操作地相关联的三极管交流开关(5)来实现，施加于电动机(3)的有效电压值通过由控制装置(4)改变三极管交流开关(5)的触发角度来实现。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在启动洗涤装置(L)朝一个方向上的每个旋转时，电动机(3)的激励通过电源的小于100％的百分比的有效电压来进行。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，在启动洗涤装置(L)朝一个方向上的每个旋转时，电动机(3)的激励通过电源的100％的有效电压来进行。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在从启动电动机(3)的激励预定时间过去之后，调节施加于电动机(3)的有效电压的步骤包括将施加于电动机(3)的有效电压逐渐降低到为正在进行的剩余操作阶段维持所需旋转方式所必需的且足够的数值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述预定时间过去之后，施加于电动机(3)的降低的有效电压是恒定的。
7.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在从电动机(3)激励的所述预定时间期间，施加于电动机(3)的有效电压保持恒定。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述预定时间期间，将施加于电动机(3)的有效电压升高达到至少一个数值，该数值足以维持用于正在进行的剩余操作阶段的洗涤装置(L)所需旋转方式的数值。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在从电动机(3)的激励预定时间过去之后，施加于电动机(3)的有效电压值小于电源的100％的有效电压。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，洗涤装置(L)包括具有水平轴线的圆柱形滚筒(2)。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，洗涤装置(L)包括具有垂直轴线的圆柱形滚筒(2)和安装在圆柱形滚筒(2)内的搅动器(6)。
全文摘要
一种用于在洗衣机中降低能耗的方法，该洗衣机为自动型并包括在搅动和旋转阶段期间由电动机(3)旋转驱动的洗涤装置(L)和与电动机(3)操作地相关联以指令其激励的控制装置(4)。所述方法包括步骤在洗涤装置(L)在一方向上每次旋转的启动时，通过电源的某一百分比有效电压来达到激励电动机(3)；在预定时间期间，通过有效电压维持电动机(3)的全激励，该有效电压至少等于电源的某一百分比有效电压，以使电动机(3)和洗涤装置(L)能达到所需的旋转方式；以及将施加于电动机(3)的有效电压调节到足以维持洗涤装置(L)所需旋转方式的数值。
文档编号D06F37/30GK1985043SQ200580023060
公开日2007年6月20日 申请日期2005年7月7日 优先权日2004年7月8日
发明者安德烈·路易斯·马丁斯 申请人:惠而浦股份有限公司