一种洗衣机的电动装置和含有该装置的洗衣机的制作方法_4

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时需综合把握材料的刚性和机械加工精度。
[0077]本说明书所述的优选例仅为推荐,若干技术方案可组合并用或部分使用,也可加入其他成熟技术。只要根据电动装置的磁流特点对电源调制器设计可精确控制的时序电流,即可实现本实用新型方案的基本技术目标。
[0078]对洗衣机以及电动机技术较深入了解的专业人士,都不难在本实用新型所述的方案基础上,举一反三地变形实施本【实用新型内容】。本实用新型所述洗衣机的电动装置基础结构及其衍生的技术变形实施,均应被列入本实用新型的保护范围。
[0079]实施例1、
[0080]一种节电型波轮式洗衣机,机架4水平截面为边长450mm的正方形,高度为550mm,选用周长为1000mm、高度为400mm的转桶5,转桶底部凸起筋条与常规波轮式洗衣机的设计类同;电动装置设计为12个转子单元3b与4个定子单元3a的组合,其结构示意如图9简示;洗衣机外接家用220V交流电源,通过常规变压/整流装置改变为48V的直流电源,首先满足家用电器安全第一的设计要求。
[0081]转子单元选用优质磁钢,加工成厚度2mm、长度和宽度均为28mm的小单元,并且将该12个永磁体转子单元加工为与转桶外缘相应的弧形,紧密安装在不锈钢合金材料制成的转桶的外缘,12个转子单元的S极均设置为逆时针方向,环绕转桶安装在所设计最高水位至底部的0.618黄金分割处,间隔平均设置;定子单元3a的绕芯选择凹形铁磁体,绕芯下部外加一 V形配件,配件两边呈垂直,定子单元绕组由一根直径0.90mm的铜线环绕凹形磁芯68圈而成,4个绕组电串联,安装要点:外加紧固件将4个定子单元固定在正对转桶上转子单元的机架四个边角部位,绕芯上部两端正对转桶5的外缘(如图3c所示),与转桶外缘的转子单元形成18mm的周期性相对气隙,绕芯两端对应转桶占位30度角。
[0082]该洗衣机4个定子单元在转桶一个旋转周期中,分别与转桶上8个转子单元发生磁作用,对应电源调制器输出的时序电流分8个(WTtl)周期,设定每周期的(T1=T2iTtl)时域比例为(3.25:8:11.25),以此参数确定电源调制器在洗衣机各段工作程序输出的不同时序频率,并间接定义出相应的时序电流幅值。
[0083]脱水程序对应的转桶最大转速设计为1200转/分即20转/s,其(!^+T2+!;)时序频率为160次/s,即时序周期时间为6.25ms ;转桶在漂洗、清洗程序的转速(包括转动方向)、转动时间、静置时间等,均依据现有市场洗衣机的成熟经验参数而设定;电源调制器对应转桶最大转速时输出的电流强度在额定电压48V时为26A,该最大电流值是一个根据转桶满载水重量、额定洗涤重量结合电动装置设计并经实验校准的值,以实验值为准。
[0084]电源调制器的核心模块包括常规CPU和一个设计功率1500W的驱动模块(其逻辑结构如图5b所示),脉冲变换调理电路主要完成将脉冲信号转换为阶梯波信号,脉冲信号发生器主要产生所需的脉冲信号,其次经微分电路输出尖峰脉冲,然后经过限幅电路将尖峰脉冲的负半周滤除,剩下正半轴尖峰脉冲,用集成运放组成的积分电路进行积分累加,加上电压比较器和控制电路组成了完整的阶梯脉冲信号,对电路的各个元件进行参数调整,从而得到满足工作逻辑要求的阶梯波信号。电源调制器在T1通电时序内,通过控制芯片使驱动模块产生一系列幅值随时序递减的脉冲电流,脉冲频率30KHz,其电源输入端Ia电连接电源10的正负极,时序驱动电流输出端Ib电连接定子单元3a的绕组(绕组通电方向对应4个定子单元的N极均为顺时针方向),逻辑信号输入端Id电连接控制面板2,感应信号输入端Ic电连接传感单元3c。传感单元由一个磁电感应绕组构成,通过外加螺丝将传感单元固连在靠近转桶5外缘、与其上转子单元运动相对的机架4部位。
[0085]洗衣机控制面板2包括外置的若干按按式开关和内置CPU系统的组合,通过控制面板上若干开关的状态组合,可得出洗衣机的常规工作逻辑程序,其标准程序以及接口编程方式可专门设计,也可以采购数据接口方式共通的市场产品配套;通过工作逻辑程序的配套设计,可实时控制电源调制器输出的电流强度,从而控制洗衣机转桶在不同工作阶段的运行状态。洗衣机常规使用的配件均采用市购。
[0086]电源调制器的驱动逻辑为:以某定子单元与转子单元周期性隔气隙相对、处于同一法线7(θ为O)的状态记为基准座标和基准时间,当控制面板2的内置CPU程序给出驱动信号,电源调制器依设定的T1时序(转子单元逆时针对应Θ为90度位置的时刻)输出20Α电流使转桶沿逆时针方向启动,执行(Τ1:Τ2:Τ0)为(3.25:8:11.25)的时序,并对应转桶每个旋转周期自动加大5%电流强度;当转子单元每次绕轴至基准座标时,电源调制器进行一次时间归O校准并记录本次周期时间,通过与上次周期时间比较,获知本次周期时间的实时值,并对下一步工作逻辑进行判定:如果转桶已达到程序设定的转速,电源调制器自动降低5%电流强度;如果转桶未达到程序设定的转速,则电源调制器在下一周期对应转子单元逆时针绕轴至Θ为90度位置的时刻,执行对应转桶每个旋转周期自动加大10%电流强度的程序,实时通电强度由电源调制器通过传感单元3c给出的信号数据判定并自动调整。当时序通电频率对应转桶转速连续4s高于某阶段程序的设定值,或电源调制器连续4s输出26A电流的状态时,电源调制器进入暂时休眠而达到节电设计目标。
[0087]转桶在洗衣机浸渍或工作程序变换的中间阶段,表现为静置,对应电源调制器休目民,不输出电流;转桶的顺时针方向旋转,对应电源调制器启动T1时序变换至Θ为一 90度位置的时刻(Θ为一值以转子单元逆时针方向相对定子单元的位置定义),执行(T1=T2iTtl)为(3.25:8:11.25)的时序,供电电流方向相反。
[0088]电源调制器设定的减速制动逻辑为:当洗衣机从转桶高速旋转状态变换下一工作程序时(如漂洗后完成脱水程序,变换为转桶静置、自动重新加水),切断T1对应的时序电流,同时启动!^时域通电,通电时域设定在传感单元3c感知转子单元3b绕轴7前转至Θ为30度到Θ为O度位置的时间段;该制动通电时域可对应周期时序设定为:在(?\+Τ2)时序中,起始2/3时域断电,之后1/3时域通电。
[0089]电源调制器相应制动时序输出的电流强度为25A。
[0090]本实施例通过对控制面板2和电源调制器I的编程,可有效实现洗衣机完成对注水、浸渍、漂洗、清洗、脱水及其间设置静置的全自动控制过程。
[0091]实施例2、
[0092]在实施例1的基础上优化电源调制器的通电程序:将!\通电时域设置为5段通电时间相同但电流强度规律递减的电流,5段通电强度按KW1A的线性关系分级递减,递减系数K为0.8,即T1通电时域内设置的5段电流强度分别为26Α、20.8Α、16.64Α、13.31Α、
10.65Αο转子单元3b的材料改用常规钕铁硼。
[0093]其余与实施例1类同,本实施例可降低电动装置积热,节电效果相对好。
[0094]实施例3、
[0095]将实施例2的脉冲子集幅值改设置为连续递减,即电源调制器对应T1启动电流为26A时,通电时域的幅值包络趋势呈(26 — 10.65) Sin Θ的规律递减,其中Z Θ为转子单元所受电磁力F方向与其法向分力Fltl方向形成的动态夹角。
[0096]为提高位置信号传感的工作可靠性,本实施例将传感单元设置为两个。
[0097]本实施例因电源调制器I所输出的脉冲子集包络选择了更优化的时序递减关系,洗衣机的节电效果比实施例2好。
[0098]实施例4、
[0099]将实施例1洗衣机的制动逻辑进一步优化为:电源调制器启动T2时域通电的同时,将Ttl部分时域的工作逻辑同步变换为通电,所述该TC1部分时域的时间值与(T !+T2)相等,Ttl通电启动时刻以Z Θ为O开始计时;电源调制器在该T C1部分时域所输出的制动电流强度同为25A。
[0100]本实施例对定子单元绕组的制动通电增加了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时域;该制动通电时域可对应周期时序设定为:在(TJT2+!;)时序中,起始1/3的!\时域断电,
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