一种洗衣机的电动装置和洗衣机的制作方法_2

文档序号:8820832阅读:来源:国知局
根据转桶旋转方向而定义;所述转子单元趋近定子单元为O < Θ < 30度相应的时间段,所述Θ为转子单元在转桶上绕轴所受定子单元电磁场吸引力与其法向分力的方向所形成的动态夹角。
[0030]优选的,所述方法还包括校正步骤,所述校正步骤将Θ为O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。
[0031]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。
[0032]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。
[0033]本实用新型的优点在于: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】
[0034]图1是本实用新型电动装置的一种机械本体结构示意图。
[0035]图2a是永磁体转子单元在转桶的一种磁极设置示意图。
[0036]图2b是永磁体转子单元在转桶的另一种磁极设置示意图。
[0037]图2c是导磁体转子单元在转桶的一种设置示意图。
[0038]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。
[0039]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。
[0040]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。
[0041]图4a是电动装置的基础结构及电磁力方向分解示意图。
[0042]图4b是转子单元与定子单元处于同一法线的状态示意图。
[0043]图5a是电源调制器的基本工作逻辑示意图。
[0044]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。
[0045]图5c是电源调制器的另一种工作逻辑示意图。
[0046]图6a是电源调制器输出电流呈周期性通断的时序示意图。
[0047]图6b是一种两阶恒流呈递减关系的电流时序不意图。
[0048]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。
[0049]图6d是一种多阶电流呈连续递减关系的时序示意图。
[0050]图6e是一种幅值呈曲线递减关系的脉冲子集包络示意图。
[0051]图6f是一个定子单元组合两个转子单元的通电逻辑示意图。
[0052]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。
[0053]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。
[0054]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。
[0055]图7d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。
[0056]图8是两个定子单元组合8个转子单元的一种局部结构示意图。
[0057]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。
[0058]图1Oa是转桶上设置一个转子单元组的结构示意图。
[0059]图1Ob是转桶上设置两个转子单元组的结构示意图。
[0060]附图标识:
[0061]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;3bl、永磁体转子单元;3b2、导磁体转子单元;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;Θ、转子单元所受电磁力与其法向分力的夹角。
【具体实施方式】
[0062]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。
[0063]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。
[0064]如图4a所示,当转桶5外缘设置一个转子单元3b,一个定子单元3a设置在靠近转桶外缘的机架上,两者运动相对的气隙3d足够小,则转子单元趋近通电的定子单元时,会受到其电磁力作用;在一个实施例中,永磁体转子单元3bl的S极面向转桶内设置,定子单元绕组通电的N极面向转桶内缘,两者磁作用为相吸而使转桶加速运动,如图2a所示;在另一个实施例中,永磁体转子单元3b I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;如果转桶上设置的是导磁体转子单元3b2,因其载磁为被定子单元电磁场感应所至,无论定子单元绕组的通电方向如何设置,两者磁作用均为相吸,如图2c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,转桶上设置的转子单元的材料可以是导磁体,也可以是永磁体,优选两种不同基材组合设置;优选两种基材组合设置是因为永磁体和导磁体具有主动载磁和被动载磁的两种不同特性,可根据其不同特性多样化组合,以适应洗衣机驱动、制动多种实时状态的技术及控制要求。
[0065]上述转子单元所受电磁力F可分解为同轴法线7方向Fltl与切线8方向F n,其中对转子单元绕轴6有贡献的是切向作用力Fn,F与Fltl的方向形成了动态夹角Θ。转子单元所受电磁力与定子单元的电磁作用区间相关,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,对应于电磁极两极连线9与其在转桶所处的法线7垂直,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两极连线9与其在转桶所处的法线7重合,如图3b所示,该设置方式通常为多个定子单元组合排布时选用;对于凹型绕芯的定子单元,其电磁力对转子单元的有效作用区间,位于凹型绕芯上部两端正对转桶5内缘的两端范围内,如图3c所示。
[0066]转子单元绕轴趋近定子单元时,存在一个F与F11重合的状态,该特殊状态表现为F与转子单元绕轴切线8方向重合,以电磁力作用状态描述转子单元的有效受力区间,对应于转子单元与定子单元处于同轴法线7隔气隙相对为基准(Θ为O状态)、Θ为±90度的位置区间内(所述土根据转桶的旋转方向而定义);当Θ为O时,Fltl为最大值,F11SO,该状态对转子单元绕轴无贡献,如图4b所示T1JP F 1(|为一对此消彼长的运动变量,其理论强弱变换以Θ为45度为分界点,在Θ > 45度的状态表现为以绕轴驱动力F11为主,在Θ< 45度的状态表现为以制动力Fltl为主。
[0067]本实用新型洗衣机的电动装置的驱动技术方案为:电源调制器对应30度(Θ <90度的时域通电,其余时域断电;在该通电时域,以节电为主的设计应选择在60度(θ <90度甚至75度< θ < 90度的时域通电;需要充分利用转桶转动惯量的设计,可选择在45度< Θ <90度甚至30度< Θ <90度的时域通电;由于Θ在<45度状态相伴有可观的Fltl,在Θ <30度状态通电已失去节电优化设计意义;该优选驱动的电流通断时域如图6a所示,其中T1为通电时间,T 2和T C1均为断电时间,(T !+T^T0)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的制动技术方案为:电源调制器对应TjP T ^的部分时域或全部时域设置为通电,所述T2为转子单元绕轴趋近定子单元对应O度< Θ <30度的时域,所述Ttl为转子单元绕轴远离定子单元的相应时域;同理,由于Θ >30度状态存在可观的切向电磁力Fn,对制动设计无益。
[0068]上述电源调制器对应根据Z Θ状态对通、断电的控制,可近似变换为相对时间控制,因电源调制器通过时序校准可判知Θ从90度到O度、8卩(?\+Τ2)的时间段,只要设定T1与T2的相对时间,即近似于对Θ相应状态的通、断电控制;例如控制Θ对应90度至45度的时域通电,可简要设定在(?\+Τ2)的时间段起始1/2时域通电,之后
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