洗衣機失衡檢測裝置及方法

2023-06-13 14:50:31

專利名稱：洗衣機失衡檢測裝置及方法
技術領域：
本發明涉及通過逆變電路控制三相感應電動機的滾筒洗衣機的失衡檢測裝置及方法，尤其涉及通過檢測因電流波動引起的輸入電壓變化來精確測定失衡量的一種洗衣機的失衡檢測裝置及方法。
如

圖1所示，傳統的滾筒洗衣機一般包括機身1，設置於機身1正面上部的洗滌劑盒3及操作單元5，以及連接於水龍頭(未標註)以提供熱水和冷水的供應閥7、8。
機身1內還設有桶體9，其中設有用來洗滌和甩乾衣服的旋轉滾筒11。桶體9正面裝有一層膜墊15，以用於在放入或取出洗滌物時與開閉的門13緊密結合在一起。桶體9正面還設有平衡塊19，以防止在洗滌或甩幹時由於滾筒11高速旋轉而產生出震動。
膜墊15上部設有一通氣口17，以使於在洗滌物的甩幹過程中吸入乾燥空氣。通氣口17內裝有烘乾器21，以用來乾燥由外部進入的空氣。
烘乾器21一側設有鼓風機23，用來將烘乾器21產生的高溫空氣通過膜墊15處吹進滾筒11。
桶體9外部聯有提供冷水的一冷卻管25，以用來冷卻由烘乾器21送入桶內的烘乾的氣體；桶體9下部設有提供旋轉力的三相感應電動機27(以下簡稱電動機)以用來正向、反向旋轉滾筒11。
機身1的後下方安裝有排水泵29，以用來通過排水管(未標)排出桶體9內的洗滌水。在其前下方設有一過濾器31，以防止排水泵被桶體9中流出的殘留物水、汙物等東西堵塞，而且萬一排水泵29不能工作時，還可用來排出洗滌水，例如停電時。
滾筒11表面設有許多貫通的網眼11a，以使桶體9中的洗滌水流入滾筒11內。滾筒11上設有水流調節構件11b，其作用猶如洗衣板，將滾筒11內的洗滌物攪開、摔打。每個水流調節構件11b間的間隔角度為120°。
在上述傳統的滾筒洗衣機中，用戶將洗滌物(衣服)放入滾筒11中，通過操縱單元5選擇洗滌條件(依據洗滌物種類、溫度、洗滌過程、脫水時間等)，並按下操作鍵，洗滌水則從水龍頭(未標)經熱水、冷水供應閥7、8進入桶體9。
洗滌水注入桶體9後，滾筒11受電動機27的控制，正向、逆向高速旋轉，在洗滌水中形成水流，並施力於洗滌物，將沾在其上的塵垢、異物等分離。然後經過洗滌、漂洗和脫水等程序。
旋轉脫水時，提供給電動機27的電流脈動寬度與滾筒高速旋轉時洗滌物離心導致的失衡量成比例。此電流脈動寬度通過電流傳感器檢測，並將所測定的電流脈動寬度與預定脈動寬度值進行比較。若所測定的電流脈動寬度大於預定值，則停止脫水程序或轉換至衣物分散程序。
然而，依照傳統的檢測方法，只檢測由失衡量導致的電流脈動寬度，而當施加的電壓不正常時，即低於(195伏)或高於(250伏)正常電壓時，取自電流脈動寬度的數據重疊，很難檢測到精確的失衡量。
本發明的目的在於解決上述傳統洗衣機所存在的問題，提供一種洗衣機失衡檢測方法，其適於在檢測失衡量時，利用電流傳感器測定的電流脈動寬度，並根據輸入電壓的變化更精確地測定洗衣機的失衡量。
本發明的目的之一是提供洗衣機失衡檢測裝置，以檢測由於電動機高速旋轉，洗滌物離心導致的失衡量。該裝置包括檢測交流輸入電壓的輸入電壓檢測裝置；檢測交流輸入電流的輸入電流檢測裝置；用於將由輸入電流檢測裝置測定的輸入電流的脈動寬度與預定脈動寬度值進行比較的控制裝置，當電流脈動寬度小於設定值時，根據由輸入電壓檢測裝置測定的輸入電壓值，計算失衡量，並輸出一控制信號，以控制電動機的脫水速度。
本發明的另一目的是提供一種由於洗滌物離心導致的包括有一個電動機的洗衣機失衡的檢測方法。該方法包括如下步驟將該電動機提速至一預定轉速(轉數/分)；輸入電壓檢測裝置測定輸入電壓的變化；輸入電流檢測裝置測定輸入電流的脈動電流；獲得輸入電流檢測步驟中測定的脈動電流最大值和最小值的差值，從而確定電流脈動寬度是否大於預定值；當確定所測定的脈動電流的脈動寬度小於預定值時，根據輸入電壓檢測步驟中測定的輸入電壓值來計算失衡量；根據上述失衡量計算步驟中得出的失衡量來控制電動機速度，完成脫水程序。
圖1為傳統滾筒洗衣機的結構示意圖；圖2為本發明實施例的洗衣機失衡檢測裝置的方框圖；圖3為本發明實施例的洗衣機失衡檢測裝置的電路圖；圖4為本發明實施例與洗衣機失衡量相對應的電流脈動波形圖；圖5為本發明實施例相應於電壓變化的電流脈動的數據表；圖6為本發明的洗衣機失衡檢測方法的流程圖。
以下結合實施例並參照附圖對本發明進行詳細說明。
所有附圖中，為介紹簡潔起見使用了與圖1中的參考數字和符號表示其中的相同或等同部件，因此，刪掉了冗餘的批註。
如圖2、3所示，變換器100將由電源輸入端90輸入的交流電經過整流、濾波後轉化成直流電。變換器100包括整流器102和濾波電容C1，整流器102將電源輸入端90提供的交流電整流得到預定的直流電，濾波電容器C1連接於濾波器102的輸出端，用於濾去包含在濾波後的直流中的脈動成分，並充有該被濾波的直流電。
輸入電壓檢測裝置110檢測由電源輸入端90輸入的交流輸入電壓，它包括分壓電阻R1、R2以及電容C2和電阻R3，分壓電阻R1、R2檢測由電源輸入端90輸入的交流輸入電壓的變化，電容C2和電阻R3用於濾波由電阻R1、R2分壓後的電壓。被濾波和分壓的交流輸入電壓被輸至控制裝置130(後文介紹)。
輸入電流檢測裝置120檢測電源輸入端90輸入的交流輸入電流，它包括電流傳感器122、整流器124、電容C3及電阻R4、R5。電流傳感器122將輸入端90輸入的電源中的脈動電流部分轉化成電壓；再由整流器124對電流傳感器122轉化的電壓信號進行整流；再經電容C3和電阻R4、R5將整流器124整流的電壓濾波。濾波並整流的電壓信號被輸至控制裝置130。
控制裝置130根據輸入電壓檢測裝置110測定的輸入電壓的變化，並根據一預定單位將洗衣機失衡量進行分類。然後，控制單元130再將輸入電流檢測裝置120測定的輸入電流脈動寬度與預定脈動寬度值進行比較。控制單元130根據旋轉脫水程序中滾筒高速旋轉時，洗滌物離心產生的失衡量的檢測結果，控制離心調整和旋轉脫水過程。控制單元130根據電動機27的轉速和運轉狀態控制三相交流輸出的工作時間及頻率。
逆變器140根據控制單元130發出的驅動控制信號交替開閉六個功率電晶體，將變換器100提供的直流電轉化成具有可變頻率及電壓值的三相交流電(U相、V相和W相)，以設定電動機27的特定速度和轉矩。
以下結合本發明實施例詳細介紹洗衣機失衡檢測裝置及方法的工作過程。
圖6為本發明實施例的洗衣機失衡檢測方法的流程圖。其中S表示步驟。
首先，在步驟S1中進行洗滌物離心調整，然後，執行步驟S2，將電動機27提速至90轉/分，此時，洗衣機滾筒內洗滌物堆積於滾筒11內壁某處，因而導致失衡。
如圖4所示，當電動機27提速至90轉/分時，由於洗滌物的離心導致失衡，輸入電流中產生一定量的脈動。輸至電動機27的電流脈動寬度與失衡量成正比。
在步驟S3中，由輸入電壓檢測裝置110測定電源輸入端90輸入的交流輸入電壓的變化；在步驟S4中，參見圖4，電動機27提速1.5秒，並在2秒內每隔20毫秒由輸入電流檢測裝置120測定輸至電動機27的電流脈動。
步驟S5中，控制裝置130根據由輸入電流檢測裝置120測定的脈動電流得出該電流的脈動數據的最大值與最小值的差值，以判定此電流的脈動寬度是否大於預定值。
根據步驟S5中的判定結果，若電流脈動寬度大於預定值(即判定結果為「是」時)，控制裝置130判定為過度失衡，則返回執行步驟S1，以進行洗滌物離心調整程序並重複執行步驟S1至S5。
同時，根據步驟S5中的判定結果，若電流脈動寬度小於預定值(即判定結果為「否」時)，則控制進行到步驟S6，控制裝置130根據輸入電壓檢測裝置110測定的輸入電壓值按照一個預定單位對洗滌物的失衡量進行分類，以便由此測定失衡量，參見圖5。
接著在步驟S7中，以與在步驟S6中由輸入電壓值確定的失衡量對應的以速度進行洗衣機離心脫水處理。
根據上述說明，本發明的洗衣機失衡檢測裝置及方法與現有技術相比具有明顯優勢。即，當使用由電流傳感器檢測的電流脈動寬度測定失衡時，根據輸入電壓的變化精確的分類和測定了洗衣機的失衡量，從而杜絕了旋轉脫水程序出現錯誤。
權利要求
1.一種洗衣機的失衡檢測方法，該洗衣機包括一電動機，該失衡是由洗滌物離心產生的，其中該方法包括以下步驟將電動機提速至預定的轉速，即每分鐘轉數；輸入電壓檢測裝置測定交流輸入電壓的變化；輸入電流檢測裝置測定交流輸入電流中的脈動電流；找出輸入電流檢測步驟中測定的脈動電流最大值和最小值的差值，從而判定該電流脈動寬度是否大於預定值；當確定該電流脈動寬度小於預定值時，根據在輸入電壓檢測步驟中測得的輸入電壓值來計算失衡量；根據在失衡量計算步驟得出的失衡量來控制電動機速度，以進行離心轉脫水程序。
2.根據權利要求1所述的洗衣機失衡檢測方法，其特徵在於電動機提速步驟中包括將電動機速度增至至少90轉/分的一步驟。
3.根據權利要求1所述的洗衣機失衡檢測方法，其特徵在於輸入電流檢測步驟中包括在電動機速度增至預定每分鐘轉數後，在一預定時間段內對交流輸入電流的脈動進行抽樣以獲得脈動數據的步驟。
4.根據權利要求1所述的洗衣機失衡檢測方法，其特徵在於在電流脈動寬度測定步驟中包括當所測定的電流脈動寬度大於預定值時，進行離心調整的操作處理的步驟。
5.一種洗衣機失衡檢測裝置，用來檢測電動機高速旋轉時，洗滌物離心導致的失衡量，其中該裝置包括檢測交流輸入電壓的輸入電壓檢測裝置；檢測交流輸入電流的輸入電流檢測裝置；控制裝置，其用於將輸入電流檢測裝置測定的輸入電流脈動寬度與設定值進行比較，若電流脈動寬度小於設定脈動寬度，則根據輸入電壓檢測裝置測定的輸入電壓值來計算失衡量，並輸出用於控制電動機的離心旋轉脫水速度的一控制信號。
6.根據權利要求5所述的洗衣機失衡檢測裝置，其特徵在於控制裝置輸出一控制信號，用於在電流脈動寬度大於預定脈動寬度時將電動機控制為脫離離心失衡的速度。
全文摘要
洗衣機失衡檢測裝置和方法。當測定電流脈動寬度發現失衡時,按輸入電壓變化精確測定洗衣機失衡量並分類以防止旋轉脫水過程出現錯誤。其包括步驟:將電動機提至預定轉數;輸入電壓檢測裝置測定交流輸入電壓的變化;輸入電流檢測裝置測定交流輸入電流中的脈動電流;找出測定的脈動電流最大和最小值的差值,判定電流脈動寬度是否大於預定值;若小於預定值,按測定的輸入電壓值計算失衡量;按得出的失衡量控制電動機速度,進行旋轉脫水程序。
文檔編號D06F37/30GK1268597SQ0010077
公開日2000年10月4日 申請日期2000年2月12日 優先權日1999年3月26日
發明者朱起勳 申請人:三星電子株式會社