制動洗衣機脫水桶的方法
2023-07-05 22:28:36 1
專利名稱：制動洗衣機脫水桶的方法
技術領域：
本發明涉及制動洗衣機脫水桶的方法，所述洗衣機使用轉換磁阻(SR)馬達作為脫水桶轉動動力，在制動SR馬達時能將噪聲減至最小。
洗衣機一般是一種電器設備，將水和洗滌劑連同衣物放入洗滌桶後通過產生水流來清洗衣物，再接著對溼衣服脫水，通過放入脫水桶內溼衣物的旋轉利用離心分離來完成洗滌。
上述洗衣機利用馬達作旋轉動力源來旋轉脫水桶。最近發展的洗衣機，將洗滌桶和脫水桶集成一體，且其中整個洗滌過程都用微計算機控制。因此，優選的是使用微計算機來控制自僅為旋轉脫水桶提供旋轉電源的電平的中斷，並控制正轉/反轉和制動操作的馬達，使得通過有效建立水流來增強洗滌性能。
有各種各樣的馬達可滿足這種要求，其中出於設備製造成本的經濟性考慮，近來採用滿足上述要求並相對便宜的轉換磁阻(SR)馬達。
圖1是一種實施方案的視圖，說明常規SR馬達的內部結構。如圖所示，在SR馬達10中，一個電樞線圈10b纏繞定子10a的磁心，定子環繞位於旋轉軸上的轉子10c配置。因此，在給電樞線圈10b通電情況下，通過在轉子10c和磁化的定子10a的磁心之間起作用的磁引力產生轉矩。通過使每個A、B和C相上的電樞線圈順序通電，可使轉子10c旋轉。附圖中公開一種三相SR馬達有六個定子和四個轉子。這種SR馬達可製造成多電極和多相。
圖2視圖說明一種操作控制電路，控制三相SR馬達的操作。該操作控制電路包括具有Q1和Q2、Q3和Q4以及Q5和Q6三極體對的轉換器20，它將電流按照施加到基極端的給電信號從電源施加到SR馬達10的每個電樞線圈La、Lb和Lc；和電流反饋二極體D1-D6。當將給電信號施加到其基極端時，配對三極體Q1-Q6被通電，並通過施加與給電信號的相位相同的電流使電樞線圈LA、LB和LC通電，並且改變A、B和C相的磁心激勵狀態，從而控制SR馬達的操作。
這時檢測轉子的位置十分重要，因為當通過給每相的電樞線圈La、Lb和Lc供電而磁化定子10a的磁心時，可根據定子10a和轉子10c的位置決定旋轉方向，並且轉子10c可以旋轉和停止。如圖3所示，通常在SR馬達內部，有多個通孔11a的傳感器底板11連接到轉子10c，由光發射元件和光接收元件構成的光傳感器(未畫出)面對通孔11a定位。當從光發射元件發射的光通過傳感器底板11的通孔11a落入光接收元件時，可產生預定檢測信號，從而可檢測轉子10c的位置和速度。
待施加到操作控制電路上的供電信號按照檢測到轉子10c的位置來決定，這樣，就能夠決定SR馬達10的旋轉方向或旋轉或停止轉子10c。
圖4A的視圖根據在SR馬達中定子和轉子的相對位置示意出電感波形；圖4B的視圖說明旋轉SR馬達時施加到電樞線圈的給電信號的波形；和圖4C的視圖說明停止SR馬達時施加到電樞線圈的給電信號的波形。
如圖4A所示，當轉子10c接近A相磁心時電感增大。當轉子10c與A相磁心重合時電感最大。當轉子10c離開A相磁心時電感減小。
如上所述，大約當轉子10c和A相磁心彼此重合時，能夠按照給A相電樞線圈供電的時間點來旋轉或停止SR馬達10。如圖4B所示，當轉子10c接近定子10a的A相磁心時，在給A相電樞線圈通電且A相磁心磁化的情況下，轉子10c處，因A相磁化磁心的磁引力起作用在旋轉方向產生轉矩。
與此相反，如圖4C所示，當轉子10c離開定子10a的A相磁心時，在給A相電樞線圈通電且A相磁心磁化的情況下，轉子10c處因A相磁化磁心的磁引力起作用在反向旋轉方向產生轉矩。而且可以推測，改變施加到電樞線圈的電流的負載比，可控制轉子處產生的轉矩強度。
如上所述，洗衣機的微計算機控制SR馬達的操作，可通過控制為操作控制電路所施加的給電信號的相位或者改變負載比來進行，從而可讓轉子正向/反向旋轉或停止。
同其他馬達相比，SR馬達相對便宜。但是在該馬達停止時會產生噪聲。
特別是在脫水桶旋轉期間打開洗衣機門時，必須在有限短的時間內(可表示為「安全時限」)停止脫水桶以確保用戶安全。這個安全時限規定為大約10秒。在這種情況下，微計算機通過讓定子10a的磁心在向電樞線圈施加具有大負載比的電流後產生大磁引力的方式可在安全時限內停止脫水桶。此刻，當高速旋轉的脫水桶在短時間內停止時，噪聲自SR馬達產生。
還有，在脫水桶低速旋轉情況下，通過施加負載比和脫水桶高速旋轉時的負載比一樣的電流到電樞線圈，微計算機停止脫水桶。此刻，停止低速旋轉脫水桶的時間比高速旋轉脫水桶的時間更短。但是噪聲的程度和停止高速旋轉脫水桶的噪聲是一樣的。
因此，本發明的目的是將安全時限內製動脫水桶的噪聲減至最小，並讓制動時間接近安全時限，其方法是根據脫水桶旋轉速度改變電流負載比，然後向電樞線圈施加電流。
為達到上述目的，在洗衣機內使用本發明的SR馬達，首先判定洗衣機門是否打開。根據判定結果，在洗衣機門打開的情況下，檢測脫水桶旋轉速度，然後根據脫水桶的旋轉速度改變電流的負載比，之後向馬達的電樞線圈施加電流來停止脫水桶。
電流負載比最好與旋轉速度成正比。
結合附圖參照下面的發明詳述顯然能更加了解本發明的全貌和許多優點，附圖中同樣符號表示同樣或類似元部件，其中圖1的剖面圖說明常規轉換磁阻(SR)馬達的內部結構；圖2的視圖說明控制常規SR馬達操作的運行控制電路；圖3的視圖說明連接到SR馬達轉子上的傳感器底板；圖4A的視圖說明根據SR馬達內定子和轉子相對位置的電感形狀；圖4B的視圖說明施加到電樞線圈旋轉SR馬達的給電信號的波形；圖4C的視圖說明施加到電樞線圈停止SR馬達的給電信號的波形；圖5的流程圖說明本發明制動洗衣機脫水桶方法的順序；圖6是電路方框設計圖，其中使用本發明制動脫水桶的方法來控制洗衣機SR馬達操作。
參照附圖通過優選實施方案將更加清楚理解本發明上述目的、特徵和優點。
圖5流程圖說明本發明制動洗衣機脫水桶方法的順序；圖6是電路方框設計圖，其中使用本發明制動脫水桶的方法來控制洗衣機SR馬達操作。
參看圖5，本發明制動脫水桶的方法包括以下步驟在脫水桶旋轉期間判定洗衣機門是否打開(步驟10)；在判定結果是門處於打開情況下檢測脫水桶旋轉速度(步驟20)；和在將檢測的脫水桶旋轉速度與預定參考值進行比較之後將脫水桶以適當的制動模式停止(步驟30)。
現在參看圖6，門是開還是關的實際情況是由門開關50傳感，它是受洗衣機門打開/關閉操作所控制的。從設置在SR馬達內部用以檢測轉子位置的光傳感器輸出信號，通過該信號檢測脫水桶旋轉速度。
而且，參考值包括第一和第二邊界值以將低速、中速和高速分類。當對第一和第二邊界值進行比較時，在旋轉速度低於第一邊界值情況下，脫水桶以低電流制動模式停止。在旋轉速度超過第一邊界值並且低於第二邊界值情況下，脫水桶以參考電流制動模式停止。另外在旋轉速度超過第二邊界值情況下，脫水桶以高電流制動模式停止。
此後，以設定不同的電流負載比來控制停止脫水桶的時間。其中按照各自的制動模式將電流施加到SR馬達10電樞線圈，然後控制施加到線圈的能量大小。此刻，將根據制動模式的電流負載比設定成與在每個制動模式下定義的旋轉速度成正比。而且，最好設定一個值，使脫水桶在安全時限內停止，並且使制動脫水桶的時間最大值接近安全時限。
現參照
用上述制動脫水桶方法的洗衣機操作。當脫水桶旋轉使清洗完畢的衣物脫水時，微計算機40通過門開關50的開/關狀態傳感洗衣機門是打開還是關閉。此時，在洗衣機門是打開的情況下，門開關50接通，從而產生至微計算機40的傳感信號(步驟11和12)。
當門開關50產生傳感信號時，微計算機40確認洗衣機門在打開狀態，並且通過位於SR馬達10內部的光傳感器產生的信號檢測脫水桶旋轉速度(步驟20)。
檢測旋轉速度之後，通過旋轉速度與第一邊界值比較檢驗旋轉速度是否屬於低速區域。在結果滿足該條件的情況下，以低電流制動模式停止脫水桶(步驟31和33)。
此外，當旋轉速度大於第一邊界值時，將該速度與預置的第二邊界值比較並檢驗其是否屬於中速區域。在結果滿足該條件的情況下，以參考電流制動模式停止脫水桶(步驟32和34)。另外，旋轉速度大於第二邊界值，判定旋轉速度屬於高速區域並以高電流制動模式停止脫水桶(步驟35)。
微計算機40將旋轉速度與第一和第二邊界值進行比較，並按照所決定的制動模式向SR馬達10的電樞線圈施加各自具有不同負載比的電流，從而停止旋轉的脫水桶。
此時，微計算機40向操作控制電路30施加給電信號，該給電信具有按照制動模式決定的預定負載比。操作控制電路30中由配對電晶體(未畫出)形成的轉換器20按照給電信號接通。之後，與給電信號同相位的電流施加到SR馬達10的電樞線圈，從而使SR馬達10的轉子被磁引力停止。
這裡，微計算機40基於由SR馬達10內部光傳感器產生的檢測信號檢測轉子位置，並控制給電信號的相位來控制供給SR馬達10每個電樞線圈的電源，從而停止脫水桶。
即使在不同旋轉速度停止脫水桶也要使制動脫水桶的時間接近安全時限，當旋轉速度高時也將具有相同負載比的電流施加到電樞線圈，從而噪聲程度可比在停止脫水桶時降低。
如上所述，根據本發明，通過按照脫水桶旋轉速度改變電流負載比，然後將電流施加到電樞線圈的方式，使得即使在不同旋轉速度停止脫水桶時，制動時間最大值接近安全時限。
在考慮本發明優選實施方案所作敘述和說明的同時，本領域技術人員應當了解，可作許多變化和改進以及許多等效替代因素，而並不超出本發明的實際範圍。另外，可作許多改進適應本發明教導的特殊情況同樣並不背離其核心範圍。因此，宗旨是本發明絕非局限於作為實施本發明最佳模式而公開的特別實施方案，本發明包括的所有實施方案皆落入所附權利要求中。
權利要求
1.一種使用轉換磁阻(SR)馬達制動洗衣機脫水桶的方法，包括步驟判定洗衣機門在脫水桶旋轉期間是否打開；在所述洗衣機門打開情況下，檢測所述脫水桶旋轉速度；和通過按照所述檢測的旋轉速度改變電流的負載比，然後向所述馬達的電樞線圈施加電流來制動脫水桶。
2.根據權利要求1的方法，其中所述電流的負載比以同所述旋轉速度成正比方式改變。
3.根據權利要求1的方法，其中制動所述脫水桶的步驟包括以下步驟將所述檢測的旋轉速度與預定的參考值進行比較；和施加具有按照比較結果而改變負載比的電流。
4.根據權利要求3的方法，其中所述參考值包括定義低速和中速之間邊界的第一邊界值；和定義所述中速和高速之間邊界的第二邊界值。
5.根據權利要求4的方法，包括步驟在所述檢測的旋轉速度低於所述第一邊界值情況下，通過向所述馬達電樞線圈施加低電流來制動所述脫水桶；在所述檢測的旋轉速度處在所述第一邊界值和所述第二邊界值之間的情況下，通過向所述馬達電樞線圈施加參考電流來制動所述脫水桶；在所述檢測的旋轉速度高於所述第二邊界值情況下，通過向所述馬達電樞線圈施加高電流來制動所述脫水桶。
全文摘要
公開一種制動洗衣機內脫水桶的方法,洗衣機使用轉換磁阻(SR)馬達作為脫水桶旋轉動力源,能夠將停止SR馬達時所產生的噪聲減至最小。在使用SR馬達的洗衣機中,首先判定洗衣機門是否打開。根據判定結果,在洗衣機門打開的情況下,檢測脫水桶旋轉速度,然後根據脫水桶的旋轉速度改變電流的負載比,之後向馬達的電樞線圈施加電流來停止脫水桶。
文檔編號D06F49/00GK1195726SQ98108228
公開日1998年10月14日 申請日期1998年3月20日 優先權日1997年3月20日
發明者金坻顯 申請人:三星電子株式會社