专利名称：洗衣机的运转控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及洗衣机的运转控制装置。更具体地说，本发明检测洗衣机电动机产生的反电动势，借此控制电动机的转速。
以往的洗衣机，为了消除脱水旋转时电源频率(50Hz，60Hz)引起的旋转数的差异，就要变更电动机与洗涤兼脱水槽的传动部件(电动机皮带轮)。且，作为脱水过程中控制电动机转速的控制手段，有逆变器控制和采用编码器来控制旋转数的控制方式。但是，逆变器控制，技术上及构造上都不容易，而且若使用编码器，则控制部件多，成本增加。
本发明的目的在于提供一种不采用电动机皮带轮更换、逆变器控制及编码器控制，即使电源频率(50Hz，60Hz)变化，脱水运转旋转数差异也小的运转控制。
本发明的洗衣机运转控制装置包括含洗涤兼脱水槽的脱水槽、旋转驱动所述脱水槽且使用交流电源的电动机、连接在所述电动机绕组间的驱动电容器、控制电动机旋转的控制部；所述控制部备有检测在电动机通电切断后惯性旋转时，在所述驱动用电容器端子间产生的反电动势的电压波形宽度的电压波形宽度检测手段，并根据电压波形宽度检测手段检测的电压波形宽度，控制电动机的通、断电时间。
图1是表示本发明一实施例的全自动洗衣机的剖面图。
图2是洗衣机整体概略框图。
图3是检测洗涤数量(布料数量)的一个实施例的电路图。
图4是全自动过程的框图。
图5表示脱水过程的时间与洗涤兼脱水槽的旋转数的关系。
图6表示本发明的衰减波形宽度和测定位置。
图7表示洗涤兼脱水槽的转数与衰减波形宽度的关系。
图8表示相位控制的电压波形与定时时间。
图9表示本发明一实施例的流程图。
下文，参照附图，说明本发明的实施例。
采用本发明实施例的全自动洗衣机，如图1所示，在钢板外壳1内设置4个吊棒2及防振装置3，其构成是，由吊棒2及螺旋弹簧和弹性橡胶构成的防振装置3吊架合成树脂制的外槽4。
金属或合成树脂制的洗涤兼脱水槽5旋转自如地设置在存贮洗涤用水的外槽4中。在洗涤兼脱水槽5中设置许多脱水孔5a，在其中央底部可旋转地设置由激振器或搅拌器构成的搅拌翼6。在洗涤过程和漂洗过程，使洗涤兼脱水槽5静止，搅拌翼6顺时针及反时针方向旋转。又，脱水旋转时，使洗涤兼脱水槽5一个方向旋转。由驱动装置7驱动搅拌翼6及洗涤兼脱水槽5旋转。
驱动装置7包括电动机8，由用于把该电动机8的转动传至搅拌翼6或洗涤兼脱水槽5的皮带轮9a、9b及皮带9c组成的传动手段9，洗涤及漂清时仅使搅拌翼6旋转或脱水时使洗涤兼脱水槽5旋转的离合器装置10，以及进行上述切换的螺线管11，管理排水的排水装置15。
驱动装置7用钢板制的支持板12固定在外槽4的底面。
外槽4上设置导入口4a，该导入口连接用于把外槽4内的水压传递至水位传感器13的管子14。
在外壳1的上部设置合成树脂制作的顶盖17，在其上形成投入洗涤物的投入口17a和容纳控制器等电气部件的操作箱17b。在投入口17a上设置合成树脂制的盖18。
在操作箱17b的上面安装操作面板21，而在操作箱17b内设置供水电磁阀24。
配置在操作箱17b内的水位传感器13检测外槽4内的水压，由此判定是否已积贮至规定水位。水位传感器13由铁芯、线圈、弹簧等构成。
控制洗涤、漂清、脱水运转等的控制部设置在收容箱31中。
电源开关按钮29及外部操作开关30配置在操作面板21上。
图2概略表示洗衣机整体电路框图。中央处理电路32、驱动电路33组合成控制部，配置在洗衣机主体的收容部31。电动机8、螺线管11、作为供水装置24的供水阀、作为排水装置15的排水阀等连接至驱动电路33；启、停开关35，水位传感器13，洗涤物数量(布料数量)判定用的布料数量传感器36连接至中央处理装置32。
图3表示进行布料数量判定的布料数量传感器36的电路。在洗涤兼脱水槽5内投入适当数量洗涤物，按电源开关按钮29，再按启/停开关35，则电动机8运转。电动机8的运转，通过中央处理电路32的指令，根据需要，向双向可控硅37a和37b的栅极交互传送信号，从而电动机8进行正反向旋转。通过电动机8的正反向旋转，以示于图1的旋转传动方式使搅拌翼6正反向旋转，从而转动洗涤物。这时，电动机8断电时产生的反电动势在驱动用电容器8a的端子间形成的电压，经光电三极管耦合器38变换成直流矩形波脉冲，用反相器39使直流矩形波反相后，将该信号传送至中央处理电路32。通过这些控制，由于洗涤物的多少，加至搅拌翼6的阻力变化，检测该变化的程度即可进行洗涤物数量判定。
图4表示全自动洗衣机一系列洗涤过程。按电源开关按钮29，再按启动/停止开关34，由此供水电磁阀24通电，供水过程41开始。所谓供水过程是指向洗涤兼脱水槽5提供洗涤水直至达到预先规定的水位，一旦到达规定水位的信息由水位传感器13传递至中央处理电路32，则停止供水。供水过程41后，开始洗涤过程42。洗涤过程42进行一定时间后，排水装置15通电，进行排水过程43。洗涤水的排水状况由水位传感器13检测，一旦洗涤水完全排净，则螺线管11和电动机8通电，开始脱水过程44。脱水过程44包括电动机8反复通、断电的间歇脱水过程44a和电动机8连续通电的连续脱水过程44b。通过该脱水过程44，由于离心力，从洗涤兼脱水槽5内的衣物中脱去含洗涤剂的洗涤水。以同样的方式进行一次或几次以下的供水，漂清、脱水过程。
图5表示脱水过程4的时间与洗涤兼脱水槽5的旋转数的关系。若不变更向洗涤兼脱水槽5传动的皮带轮9b进行脱水过程44，与50Hz的加速特性45相比，60Hz的加速特性46，在连续脱水过程44时，洗涤兼脱水槽5的旋转数变高。由此会产生洗衣机强度结构方面的故障及频率不同引起的基本性能的差异。
现以曲线47表示另一种旋转数控制，即不根据频率变更传动至洗涤兼脱水槽5的皮带轮，而以利用历来进行的洗涤物数量判定的控制方式，切换电动机8的通断电。这时，为了使连续脱水过程44b时的加速特性与通常的连续脱水相同，控制使达到设定旋转数前，电动机8的通电时间长(T1秒)、断电时间短(T2秒)，达到设定旋转数后，电动机8的通、断电时间在T4-T3秒之间变化，让转数稳定，而且重复上述T1、T2、T3、T4的动作。
图6是脱水过程中，电动机8断电时产生的反电动势在驱动用电容器8a的端子间形成的电压及把该电压变换成直流矩形波脉冲的情况。一旦脱水过程中停止向电动机8供电，驱动用电容器8a端子间的电压即如图中48所示衰减。
把该电压变换成直流矩形波脉冲49并测量脉冲间的时间。该时间的测量是测定电动机8断电起，其后的第1脉冲(A)与第2脉冲(B)下降沿的时间宽度t(衰减波形宽度t)。这时的衰减波形宽度t与洗涤兼脱水槽5的关系示于图7。由该图可知，洗涤兼脱水槽5的旋转数与衰减波形宽度t大致成比例关系，因而由衰减波形宽度可检测洗涤兼脱水槽5的旋转数。
图8表示自相位控制的过零点起的定时时间与电压波形的关系。自电动机8断电(OFF)状态起读取过零点，进行定时，从而电动机8的通电电压波形渐渐恢复成正弦波形，使电动机8通电(ON)。由此，电动机8通电时的启动转矩会渐渐上升，可减少电动机8通电时工作的离合器装置10产生异常误动。
参照图9，对采用图6的衰减波形宽度检测方法及图8的相位控制方法的本发明的旋转数控制方法，加以说明。脱水过程44，首先由间歇脱水过程44a使电动机通断重复预定次数，然后进行相位控制(步骤50)。相位控制方法如图8所示，自过零点起进行定时，渐渐恢复至正弦波形，上述过程进行一定时间。然后电动机通电T1秒(步骤51)，断电T2秒(步骤52)。在电动机8断电后立即测定衰减波形宽度t(步骤53)。在步骤54，与预先设定的衰减波形宽度X(设定旋转数的基准值)比较。这时，在检测的衰减波形宽度t比预定的衰减波形宽度X大时，判断为洗涤兼脱水槽5的旋转数比设定的旋转数低，并再次进行50～53的步骤。当在步骤54检测的衰减波形宽度t比预定的衰减波形宽度X小时，判断为洗涤兼脱水槽5的旋转数比设定旋转数高，因而使电动机8断电T3秒以降低洗涤兼脱水槽5的旋转数(步骤55)。然后进行相位控制(步骤56)，使电动机8通电T4秒(步骤57)后，再返回步骤52，在电动机8断电后即测定衰减波形宽度t(步骤53)，并在步骤54，与预先设定的衰减波形宽度X比较。
连续脱水过程44b进行上述一系列动作某一定时间后，进至下一过程。这时，T1、T2、T3、T4的时间关系在达到设定旋转数前，进行与历来连续脱水过程同样的加速，而在旋转数控制时，为了保持一定的旋转数，使T1＞T3＞T2、T4。
再者，在电源频率50Hz时，不进行上述通断电控制，而专门在电源频率60Hz时作通断电控制。该控制的设定旋转数希望尽可能与50Hz的最高脱水旋转数一致，而且，使通断电时间细密，由此可抑制旋转数变动使之变小。
由上所述，本发明检测电动机断电后的惯性旋转时在驱动电容器端子间产生的反电动势的电压波形宽度，以控制电动机通断电时间，由此保持预定的旋转数。
因而，即使电源频率变化，也不必改变电动机的皮带轮，与逆变器控制及采用编码器的控制相比，控制装置简单。
权利要求
1.一种洗衣机的运转控制装置包括含洗涤兼脱水槽的脱水槽、驱动该脱水槽且使用交流电源的电动机、连接至所述电动机绕组间的驱动电容器、控制电动机旋转的控制部；其特征在于，所述控制部备有检测电动机断电后的惯性旋转中所述驱动用电容器端子间产生的反电动势的电压波形宽度的电压波形宽度检测手段，并根据电压波形宽度检测手段检测的电压波形宽度，控制电动机通断电时间。
2.如权利要求1所述的洗衣机的运转控制装置，其特征在于，在所述电压波形宽度比设定的旋转数基准值大时，控制使电动机的通电时间长、断电时间短。
3.如权利要求1所述的洗衣机的运转控制装置，其特征在于，在所述电压波形宽度比设定的旋转数基准值小时，控制使电动机通电时间短，断电时间长。
4.如权利要求1、2或3所述的洗衣机的运转控制装置，其特征在于，在交流电源的交流波形整个宽度内向电动机供电前，进行相位控制使供电的交流波形宽度部分切断。
5.如权利要求4所述的洗衣机的运转控制装置，其特征在于，在所述相位控制的通电切断宽度变小后，转移至全部交流波形宽度内供电。
6.一种洗衣机的运转控制装置包括洗涤兼脱水槽、旋转自如地设置在所述洗涤兼脱水槽内的搅拌翼、旋转驱动所述搅拌翼及洗涤兼脱水槽且使用交流电源的电动机、连接在所述电动机绕组间的驱动用电容器、控制电动机旋转的控制部；其特征在于，所述控制部备有连接至所述驱动用电容器两端子的驱动用双向可控硅，检测脱水运转时电动机断电后的惯性旋转中所述驱动用电容器端子间产生的反电动势的电压波形宽度的电压波形宽度检测手段，诊断双向可控硅故障的故障诊断手段，在脱水运转前的洗涤运转初始阶段，由故障诊断手段进行诊断。
7.如权利要求6所述的洗衣机运转控制装置，其特征在于，设置显示运转状态的显示部，在显示部显示双向可控硅的故障。
全文摘要
本发明揭示一种洗衣机的运转控制装置,它不变更电动机和洗涤兼脱水槽的传动部件,也不追加控制旋转数的部件,而能用传统的构造,与电源频率无关地控制洗涤兼脱水槽的旋转数。在脱水过程的连续脱水时,使电动机断电,测定电容器端子间电压的衰减波形宽度,由该测定值判定洗涤兼脱水槽的旋转数。在衰减波形宽度比规定的值大时,使电动机通电时间长,而在比规定值小时,使电动机断电时间长,从而保持旋转数为稳定状态。
文档编号D06F33/02GK1184867SQ97122989
公开日1998年6月17日 申请日期1997年11月27日 优先权日1996年12月10日
发明者庭濑好夫, 佐野壮一, 桧山功, 渡边雅生 申请人:株式会社日立制作所