一种洗衣机的电动装置以及含有该装置的洗衣机的制作方法_2

文档序号:8817969阅读:来源:国知局
[0026] 本实用新型还公开了所述洗衣机的电动装置制动方法,该方法在所述转子单元趋 近定子单元、转子单元和定子单元处同轴法线相对以及处于远离状态的至少一个时域中, 通过电源调制器1设定的程序输出时序电流控制转桶5制动;
[0027] 所述时序根据转桶旋转方向而定义;所述转子单元趋近定子单元的时域为 <q)T/3状态的相应时间段,所述CP为转子单元绕轴并与轴确定的法线与定子单元和轴所确 定法线所形成的动态夹角,所述9T为转子单元绕轴切线方向与其所受电磁力方向重合状 态所确定的cP值。
[0028] 优选的,所述方法还包括校正步骤,所述校正步骤将9为0作为基准座标和基准 时间,通过传感装置获知转子单元趋近/相对/远离定子单元的位置状态。
[0029] 优选的,所述输出电流控制步骤包括当转桶的转速在预设时间未达到设定值时, 所述电源调制器自动加大所输出电流的强度;以及当转桶转速或通电频率达到设定的阈值 时,所述的电源调制器自动减少所输出的电流强度或自动断电。
[0030] 本实用新型针对洗衣机的应用特点,对电源植入优化的数控编程技术,明确了电 动装置的时序供电周期及工作逻辑构成,实现高效节电。本实用新型洗衣机的电动装置在 机械结构上并不象传统电动机那样设计为单元结构形式,所述定子单元在机架上固连可类 比于电动机的定子,所述转子单元与转桶组合可类比于电动机的转子;伴随转桶周期性旋 转,转子单元与定子单元会形成周期性的磁相互作用,由于传感装置总是被周期性感应,电 源调制器从其获得的信号可判知转子单元与定子单元的相对位置,从而相应发出具有规律 性的时序电流实现洗衣机的工作逻辑。
[0031] 本实用新型的优点在于:所述电动装置具有时序供电控制带来的明显节能效果, 以此方案进行匹配设计的洗衣机结构简单,电动装置可在转桶多样化组合、成本低,有效适 应高端节能洗衣机的设计要求。
【附图说明】
[0032] 图1是本实用新型电动装置的一种机械本体结构示意图。
[0033] 图2a是转子单元在转桶的一种磁极设置示意图。
[0034] 图2b是转子单元在转桶的另一种磁极设置示意图。
[0035] 图3a是定子单元绕组两端连线设置为与转桶法线垂直的示意图。
[0036]图3b是定子单元绕组两端连线设置为与转桶法线重合的示意图。
[0037] 图3c是定子单元凹型绕芯上部正对转桶内缘的结构示意图。
[0038] 图4a是转子单元所受电磁力的方向分解及绕轴动态夹角9示意图。
[0039] 图4b是转子单元与定子单元处于同一法线的状态示意图。
[0040] 图5a是电源调制器的基本工作逻辑示意图。
[0041] 图5b是一种实现电源调制器的数字技术逻辑的模块组合示意图。
[0042] 图5c是电源调制器的另一种工作逻辑示意图。
[0043] 图6a是电源调制器输出电流呈周期性通断的时序示意图。
[0044] 图6b是一种两阶恒流呈递减关系的电流时序示意图。
[0045] 图6c是一种首阶电流恒定、二阶电流呈曲线递减关系的时序示意图。
[0046] 图6d是一种多阶电流呈连续递减关系的时序示意图。
[0047] 图6e是一种幅值呈曲线递减关系的脉冲子集包络示意图。
[0048] 图7a是一个定子单元组合8个转子单元的一种局部结构示意图。
[0049] 图7b是转桶逆时针方向旋转对应的一种周期通断电时域示意图。
[0050] 图7c是一个定子单元组合8个转子单元的一种通电逻辑示意图。
[0051] 图8是转桶顺时针方向旋转对应的一种周期通断电时域示意图。
[0052] 图9是4个定子单元组合12个转子单元的一种局部结构示意图。
[0053] 图IOa是转桶上设置一个转子单元组的结构示意图。
[0054] 图IOb是转桶上设置两个转子单元组的结构示意图。
[0055] 附图标识:
[0056] 1、电源调制器;la、直流电源输入端;lb、时序电流输出端;lc、感应信号输入端; Id、逻辑信号输入端;2、控制面板;3a、定子单元;3b、转子单元;3c、传感单元;3d、气隙;4、 机架;5、转桶;6、转桶轴心;7、同轴法线;8、转桶切线;9、绕组两极连线;10、电源;9、转子 单元绕轴法线夹角。
【具体实施方式】
[0057] 下面结合附图和实施例进一步对本实用新型进行详细说明。
[0058] 本实用新型所述洗衣机的一种电动装置的本体机械结构如图1所示,该洗衣机没 有单元结构电机,电动装置的基础结构包括定子单元3a和转子单元3b,定子单元由至少一 组良导线环绕磁芯而成,良导线通常使用铜线或镀铜铝芯线,磁芯材料为本领域技术人员 公知的一种在磁场作用下内部状态发生变化、并产生更强附加磁场的物质;定子单元绕组 越多,磁芯的磁导率越高,对转子单元的电磁作用越强。
[0059] 当转桶5外缘设置一个永磁体转子单元3b,其S极面向转桶内设置;一个定子单 元3a设置在靠近转桶外缘的机架上,其绕组通电的N极面向转桶内缘;转子单元与定子单 元运动相对的气隙3d足够小,则转子单元趋近通电的定子单元时,会受到其电磁力吸引作 用而使转桶加速运动,如图2a所示;在另一个实施例中,转子单元3b的S极运动相向定子 单元,定子单元绕组通电的N极逆转桶旋转方向与其相对,两者磁作用同样为相吸,如图2b 所示;该定子单元电磁极与转子单元相吸关系设置是本实用新型洗衣机的电动装置的基础 模型。
[0060] 上述运动模型中,转子单元3b隔气隙受到的电磁力F可分解为法线10方向Fltl与 切线11方向Fn,其中对转子单元绕轴有贡献的是Fn,转子单元绕轴并和轴所确定的法线与 定子单元和轴所确定的法线为一个动态夹角中,如图4a所示;转子单元所受电磁力的作用 区间与定子单元的设置方案相关,例如单个柱状或工字形绕芯的定子单元电磁力线穿越气 隙的最大值,对应于电磁极的两极连线12与其在转桶所处的法线10垂直(与相应切线11 平行),如图3a所示;柱状或工字形绕芯的定子单元亦可设置为电磁极的两极连线12与其 所处法线10重合,如图3b所示,该设置方式通常为多个定子单元组合时选用;凹型绕芯定 子单元的电磁力对转子单元的有效作用区间,位于绕芯上部正对转桶内缘的两端范围内, 如图3c所示。
[0061] 转子单元在转桶上绕轴时,其绕轴切线方向与隔气隙所受到电磁力F作用方向重 合为一特殊状态,此时夹角为定值<PT;转子单元所受电磁力的有效作用区间,位于以(P为 〇状态为基准的±q>T位置区间内(所述土根据转桶的旋转方向而定义)。当q>为〇时,Fltl 为最大值,F11为0,此时转子单元对绕轴无贡献,如图4b所示。Fn和F1(|为一对此消彼长的 运动变量,其理论强弱变换以CPT/2为分界点,在cp>cpT/2的状态表现为以驱动力F11为主, 而在cp<q)T/2的状态表现为以制动力Fltl为主。
[0062] 本实用新型洗衣机的电动装置驱动技术方案为:电源调制器对应q>T/3<q)<(pT的 时域供电,其余时域断电;当设计目标为节电时,优选2cpT/3<(p彡(pT甚至5(pi/6 ^pScpT的 时域供电;当需要充分利用转桶的转动惯量时,优选cpT/2<cp<(pT甚至q)T/3<cp<cpT的时 域供电;因Icp<q>T/2的状态以制动力Fltl为主,在cp<q)T/3状态通电对驱动已失去优化设 计意义;该驱动电流的通断时域如图6a所示,其中T1为供电时间,T2和T^均为断电时间, (TfT2+!;)构成了时序驱动电流周期T。本实用新型洗衣机的电动装置制动技术方案为: 电源调制器对应TjPT^的部分时域或全部时域设置为供电,所述T2为转子单元绕轴对应 OScp彡(pT/3的时域,所述Ttl为转子单元远离定子单元的相应时域;同理,9在〉(Pt/3状态 存在可观的切向力Fn,对制动无益。
[0063] 上述根据9对应状态的通、断电控制,可近似变换为相对时间控制,因为电源调制 器通过时序校准可判知9从q>T到0、即(T1+T2)的时间段,只要设定!^与!^的相对时间,即 近似于对9相应状态的通、断电时域控制;
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