專利名稱：家用器具、特別是具有靜止的洗滌液桶的洗衣機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種家用器具，其具有可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件和用于驅(qū)動所述構(gòu)件的驅(qū)動電機以及還具有用于操控驅(qū)動電機的控制裝置。驅(qū)動電機包括具有第一磁體布置結(jié)構(gòu)的定子和連接到所述構(gòu)件并具有第二磁體布置結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子能夠特別是通過由所述磁體布置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場的相互作用相對于定子轉(zhuǎn)動。本發(fā)明還涉及一種用于操作家用器具的方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明優(yōu)選涉及一種具有固定地連接到殼體上的洗滌液桶的洗衣機。這種洗衣機例如從公開文獻EP I 433 890 A2獲知。在這種洗衣機中，與傳統(tǒng)的洗衣機相比，洗滌液桶 或缸可以增大的尺寸實施。洗滌液桶剛性地接合到殼體。衣物滾筒特別是借助于軸可轉(zhuǎn)動地安裝在洗滌液桶中。衣物滾筒的轉(zhuǎn)動軸線可在洗衣機中水平地或稍微傾斜一個角度地設(shè)置。軸連接到驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子，驅(qū)動電機的定子安裝在支撐板上。支撐板密封洗滌液桶或后側(cè)；所述支撐板借助于撓性密封墊連接到洗滌液桶。因此，衣物滾筒被支撐板支撐，即，軸充當中間媒介。在根據(jù)公開文獻EP I 433 890 A2的主題中，存在以下不足當衣物滾筒被裝載衣物時，衣物滾筒相對于洗滌液桶下降，從而降低衣物滾筒與洗滌液桶的底部之間的縫隙。同時，衣物滾筒與洗滌液桶的頂壁之間的間隙增大，衣物滾筒與門套圈之間的間隙也增大。而且，在洗滌過程開始時，洗滌液體被供給到洗滌液桶，以濕潤衣物。一些被供給的洗滌液體被衣物吸收，這樣，衣物滾筒由于吸收的液體而使得重量增大，因此衣物滾筒會進一步下降。裝載衣物的衣物滾筒的轉(zhuǎn)動由于衣物的重量和衣物吸收的液體而使得衣物滾筒繞著其中心位置振蕩。如果衣物滾筒以接近共振的速度轉(zhuǎn)動，這些振蕩可變得非常劇烈，特別是在衣物分布不均勻時離心脫水旋轉(zhuǎn)過程中。為了確保衣物滾筒在這種振蕩的情況下不會撞擊到靜止的洗滌液桶，與傳統(tǒng)的具有所謂的共振洗滌液桶的系統(tǒng)相比，在衣物滾筒與洗滌液桶之間必須選擇更大的縫隙。這不利地增大了所謂的“死液體”的量，所述“死液體”的量描述的是不與衣物接觸、特別是處于衣物滾筒與洗滌液桶之間的洗滌溶液的體積。這增大了水消耗量和能耗。而且，如果發(fā)生了衣物滾筒相對于洗滌液桶下降的這種情況，衣物可更容易進入衣物滾筒與設(shè)置在衣物滾筒的裝載開口附近的門套圈之間的由于滾筒下降而增大的間隙中，從而會遭受機械應(yīng)力。從DE 199 61 780 Al中還公知一種成洗衣機的形式的家用器具，其具有可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在洗滌液桶中的滾筒。為了驅(qū)動滾筒，所述洗衣機包括驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機優(yōu)選通過變頻器控制，且具有包括第一磁場布置結(jié)構(gòu)的定子以及間接連接到滾筒的包括第二磁場布置結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子。在從DE 199 61 780 Al公知的驅(qū)動電機中，磁場布置結(jié)構(gòu)沿著轉(zhuǎn)動軸線彼此間隔開地設(shè)置而具有軸向間隙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種如背景技術(shù)部分所述類型的家用器具，其相對于現(xiàn)有技術(shù)被改進。特別地，目的是提供一種家用器具，其中，家用器具的可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的空間位置、特別是軸向和/或徑向位置可盡可能容易地被調(diào)節(jié)或控制。根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過一種具有權(quán)利要求I中所記載的特征的家用器具以及通過一種 具有權(quán)利要求13的特征的方法實現(xiàn)。本發(fā)明的有利實施例是從屬權(quán)利要求和說明書的主題。根據(jù)本發(fā)明的家用器具包括可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件、用于驅(qū)動所述構(gòu)件的驅(qū)動電機以及用于操控驅(qū)動電機的控制裝置。所述驅(qū)動電機包括具有第一磁體布置結(jié)構(gòu)的定子和連接到所述構(gòu)件并具有第二磁體布置結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子能夠通過由所述磁體布置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場的相互作用繞著轉(zhuǎn)動軸線相對于定子轉(zhuǎn)動。根據(jù)本發(fā)明，所述磁體布置結(jié)構(gòu)沿著轉(zhuǎn)動軸線彼此間隔開地設(shè)置，使得在所述磁體布置結(jié)構(gòu)之間形成軸向間隙。所述控制裝置還被配置成它在控制由第一和/或第二磁場布置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的、特別是由定子的磁體布置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場分布時產(chǎn)生所述磁場的大于零的恒定分量。通過這種方式，可在家用器具的操作過程中使轉(zhuǎn)子相對于定子同軸布置或使磁體布置結(jié)構(gòu)相對彼此同軸布置。因此，所述同軸布置僅基于磁體布置結(jié)構(gòu)的磁場建立。例如，這可出現(xiàn)以下情況對于所有相腳，用于向定子的繞組施加電流的預(yù)定分布圖型、即產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場均會被疊加有附加的恒定磁場(偏置量)。因此，實現(xiàn)了本發(fā)明的效果第一和第二磁體布置結(jié)構(gòu)在軸向上彼此鄰近地相對設(shè)置，因此在它們之間形成有間隙。與電磁場或電磁力沿徑向作用的傳統(tǒng)的電機不同，根據(jù)本發(fā)明的家用器具的驅(qū)動電機中的電磁場和電磁力基本上沿軸向產(chǎn)生。所述類型的驅(qū)動電機允許可變地和精確地適配家用器具的各種尺寸或功率級別所需的轉(zhuǎn)矩。而且，這種驅(qū)動電機提供了以下優(yōu)點驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩或功率密度可不費力地進行可變地調(diào)節(jié)。因此，例如，磁體布置結(jié)構(gòu)之間的間隙可以不同的寬度實施；如果所述間隙非常小，則可比較大的間隙時傳遞更大的轉(zhuǎn)矩。而且，驅(qū)動電機的這種實施例使得它能夠容易地適應(yīng)可用的安裝空間。這種驅(qū)動電機也比傳統(tǒng)的驅(qū)動電機占用更小的安裝空間，且可最佳地適應(yīng)各種家用器具的空間安裝條件。根據(jù)本發(fā)明的家用器具的一個明顯的優(yōu)點在于，可允許轉(zhuǎn)子或定子的徑向運動而不存在由于沖擊而損壞驅(qū)動電機的危險。特別有利的是，不僅可變化軸向間隙的寬度，而且還可借助于驅(qū)動電機的功率密度或可變轉(zhuǎn)矩影響電機的轉(zhuǎn)子在其其它空間方向上的方位。因此，兩個磁體布置結(jié)構(gòu)相對彼此的這種軸向布置還另外允許轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動軸線相對于定子的主動徑向移位，這特別是在洗衣機的情況下被證明是尤其有利的。而且，還可通過合適地控制至少一個磁體布置結(jié)構(gòu)的磁場分布實現(xiàn)轉(zhuǎn)子相對于定子的同軸布置。這意味著，轉(zhuǎn)子的位置可被調(diào)節(jié)，和/或可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的振蕩或失衡可主動地被補償，具體地講通過合適地控制磁場的分布。特別地，在洗衣機的情況下，這意味著，衣物滾筒相對于洗滌液桶的下降可在大的程度上或甚至完全被補償。定子和轉(zhuǎn)子在機械方面可彼此完全脫開，使得所述構(gòu)件相對彼此的側(cè)向運動、SP徑向上的運動是可能的。換言之，定子和轉(zhuǎn)子優(yōu)選在徑向上具有運動自由或活動量。家用器具優(yōu)選是用于處理衣物的裝置，換言之例如為洗衣機、衣物干燥機或洗滌干燥組合機。優(yōu)選地，家用器具的衣物滾筒作為可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件借助于驅(qū)動電機被驅(qū)動。尤其是在這種用于處理衣物的家用器具的情況下，特別是在洗衣機的情況下，驅(qū)動電機的本發(fā)明的實施方式被證明是特別有利的定子可安裝在家用器具的殼體上或安裝在固定地連接到殼體的洗滌液桶上，而轉(zhuǎn)子可安裝在衣物滾筒上或連接到衣物滾筒上。此時，當衣物滾筒由于被裝載衣物而相對于洗滌液桶下降時，轉(zhuǎn)子相對于定子的同軸布置可再次實現(xiàn)，即通過合適地控制磁場的分布，例如通過相應(yīng)地向定子的繞組施加電流。此外，特別是在離心旋轉(zhuǎn)脫水過程中，衣物滾筒的失衡通過合適地控制定子的磁場被成功地補償。通過這種方式，衣物滾筒的軸承所經(jīng)受的機械負荷也被降到最小。如上所述，家用器具可具有固定地連接到殼體的洗滌液桶。這意味著，洗滌液桶以運動學意義上的剛性或不可移動的方式連接到殼體，因此不可相對于殼體移動。定子此時可設(shè)置在洗滌液桶上或殼體上。通過這種方式，衣物滾筒可主動地相對于洗滌液桶移位；衣物滾筒相對于洗滌液桶的期望位置可被實現(xiàn)。有利地，衣物滾筒的位置從而可被調(diào)節(jié)到洗滌液桶內(nèi)的中心位置，不管衣物的重量如何。這使得衣物滾筒與洗滌液桶之間的間隙能夠被降低。因此，可將“死液體”的體積、即不與衣物接觸的洗滌溶液的體積降到最小。
關(guān)于在安裝空間方面經(jīng)濟且重量減輕的驅(qū)動電機，證明特別有利的是，定子和轉(zhuǎn)子可具有彼此平行地設(shè)置的相應(yīng)的板或環(huán)形盤，相應(yīng)的磁體布置結(jié)構(gòu)通過所述相應(yīng)的板或環(huán)形盤被保持。特別是當使用環(huán)形盤時，驅(qū)動電機的重量可降到最小。所述板或環(huán)形盤在可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件未被加載的狀態(tài)下優(yōu)選彼此同心地設(shè)置。它們優(yōu)選彼此機械脫開，且具有相對彼此的側(cè)向運動自由。磁體布置結(jié)構(gòu)優(yōu)選在面向彼此的側(cè)面上具有多個極靴。磁體布置結(jié)構(gòu)的軸向間隙例如可處于Imm-IOOmm的范圍內(nèi)。驅(qū)動電機例如可以為無刷直流電機或永磁激勵同步電機。優(yōu)選地，它是承載有永磁體的電機，此時，轉(zhuǎn)子的磁體布置結(jié)構(gòu)包括永磁體。不同的是，定子的磁體布置結(jié)構(gòu)可具有繞組。所述繞組可具有至少兩個相腳、優(yōu)選三個相腳。所述相腳可借助于例如換流器被供給電流；在這種情況下，換流器為每個相腳相應(yīng)地提供交流電壓。換流器可電連接到中間電路，且從中間電路直流電壓提供相應(yīng)的交流電壓。這種中間電路直流電壓可例如在中間電路電容器處提供。它可借助于整流器由交流供給電壓、例如AC線路電壓產(chǎn)生。換流器、更精確地講是換流器的電開關(guān)可借助于控制裝置操控。因此，控制裝置可控制交流電壓的頻率和/或幅度。驅(qū)動電機也可被不同地構(gòu)造。例如，也可使驅(qū)動電機的兩個磁場布置結(jié)構(gòu)均具有繞組，或使定子的磁場布置結(jié)構(gòu)包含永磁體、而轉(zhuǎn)子的磁場布置結(jié)構(gòu)包含繞組。下面僅進一步討論優(yōu)選的驅(qū)動電機，本發(fā)明的實施例也類似地適用于其他結(jié)構(gòu)的優(yōu)選驅(qū)動電機?？刂蒲b置可記錄驅(qū)動電機的至少一個電測量變量。優(yōu)選地，控制裝置記錄描述在定子的至少一個相腳中產(chǎn)生的感應(yīng)的這種電測量變量。因此，優(yōu)選地，與由于轉(zhuǎn)子的磁通量的變化而在定子的至少一個相腳中感應(yīng)的電壓關(guān)聯(lián)的這種測量變量被記錄。例如，控制裝置可記錄以下電壓作為測量變量，所述電壓在當前時刻未被主動供給電流的相腳中感應(yīng)出。附加性地或替代性地，控制裝置可測量至少一個相腳、優(yōu)選所有相腳中的相腳電流。測量這種測量變量具有以下優(yōu)點控制裝置可推導(dǎo)出可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的動態(tài)運動特性。例如，通過這種方式，可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的失衡可被探測，且如果需要可通過控制裝置、具體地講通過合適地控制定子的磁場的分布被補償?？刂蒲b置例如可根據(jù)記錄的測量變量的測量值計算當前時刻的轉(zhuǎn)子相對于定子的徑向和/或軸向位置。在該實施例變型中，驅(qū)動電機的磁體布置結(jié)構(gòu)用作用于確定轉(zhuǎn)子的位置的傳感器；驅(qū)動電機可省去另外的位置傳感器來確定轉(zhuǎn)子的徑向和/或軸向位置。如果在當前時刻轉(zhuǎn)子相對于定子的位置是已知的，則控制裝置可通過合適地控制磁場的分布、特別是通過合適地控制定子的繞組中的三相電流而補償轉(zhuǎn)子相對于參考位置的任何偏移。通過這種方式，可實現(xiàn)可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的穩(wěn)定的運動特性?？刂蒲b置還可根據(jù)記錄的測量變量的測量值推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動軸線相對于參考軸線偏移的幅度和/或頻率和/或相位。參考軸線優(yōu)選是指當可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件處于未工作狀態(tài)時或當構(gòu)件未經(jīng)受載荷時與實際的轉(zhuǎn)動軸線一致的軸線。因此，參考軸線優(yōu)選由定子的位置限定。如果定子包括承載有定子的磁體布置結(jié)構(gòu)的板或環(huán)形盤，參考軸線可垂直地穿過所述板或環(huán)形盤的中心或中心點。如果控制裝置確定了可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的轉(zhuǎn)動軸線偏移的幅度和/或頻率和/或相位，則所述控制裝置可抵制所述偏移，即通過合適地調(diào)節(jié)定子的旋轉(zhuǎn)磁場的幅度和/或頻率和/或相位。因此，在該實施例變型中，可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的失衡被確定；這在用于處理衣物的家用器具的衣物滾筒的情況下再次被證明是特別有利的?？刂蒲b置可補償失衡，使得總體上可實現(xiàn)衣物滾筒的穩(wěn)定的運動特性、進而也可實現(xiàn)家用器具的可靠的操作。因此，有利地，衣物滾筒中所包含的衣物也經(jīng)受小的機械應(yīng)力，而且家用器具·的使用壽命和耐用性得以延長。已經(jīng)證明特別有利的是，控制裝置特別是根據(jù)記錄的測量變量的測量值、即例如根據(jù)感應(yīng)電壓的測量值和/或相腳電流的測量值基于預(yù)定的規(guī)則調(diào)節(jié)由定子的磁體布置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場分布。總體上，可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的穩(wěn)定運動特性可通過這種調(diào)節(jié)實現(xiàn)。所述調(diào)節(jié)可以這種方式執(zhí)行或預(yù)定規(guī)則可包括轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動軸線相對于參考軸線偏移的幅度低于預(yù)定極限值。通過這種方式，在振蕩系統(tǒng)、例如在衣物滾筒的情況下，可抑制振蕩幅度的一部分。這樣，該系統(tǒng)被沖擊的危險可被降低到最小。特別優(yōu)選地，預(yù)定的調(diào)節(jié)規(guī)則包括轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動軸線要與參考軸線一致。因此，所述分布可被調(diào)節(jié)以確保轉(zhuǎn)子的磁體布置結(jié)構(gòu)和定子的磁體布置結(jié)構(gòu)彼此同軸地設(shè)置。家用器具中的可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的最佳位置借助于這種調(diào)節(jié)總能得到保證。優(yōu)選地，用于可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的數(shù)字化的彈簧和/或阻尼器特性可預(yù)定在控制裝置中?？刂蒲b置此時可被構(gòu)造成通過合適地控制由定子的磁體布置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場分布來調(diào)節(jié)為所述構(gòu)件預(yù)定的彈簧和/或阻尼器特性。該實施例變型基于以下認識定子的磁體布置結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子的磁體布置結(jié)構(gòu)形成總的彈簧和/或阻尼器系統(tǒng)，該系統(tǒng)的彈性可通過控制裝置任意地調(diào)節(jié)。即，這可通過合適地設(shè)定旋轉(zhuǎn)磁場的分布實現(xiàn)，即例如通過合適地向定子的繞組施加電流實現(xiàn)。通過這種措施，家用器具的彈簧-阻尼器布置結(jié)構(gòu)的實際的物理彈簧-阻尼器特性可有利地通過由驅(qū)動電機產(chǎn)生的虛擬的彈簧和/或阻尼器特性補充。這樣，實際的彈簧-阻尼器特性可根據(jù)情形以及根據(jù)需要、即根據(jù)當前的操作條件調(diào)節(jié)。例如，對于可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件，與轉(zhuǎn)動軸線相對于參考軸線偏移的幅度有關(guān)、即與行程有關(guān)的彈簧和/或阻尼器特性、和/或與可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的負載情況有關(guān)的彈簧和/或阻尼器特性和、和/或與所述構(gòu)件的轉(zhuǎn)動速度有關(guān)的彈簧和/或阻尼器特性可預(yù)定在控制裝置中。與行程有關(guān)的彈簧和/或阻尼器特性例如可以為漸進特征曲線。與負載有關(guān)的彈簧和/或阻尼器特性確保了可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的運動的始終最佳的彈動和/或衰減，與當前時刻的負載情況或構(gòu)件上的應(yīng)力無關(guān)。對于所述構(gòu)件的不同的轉(zhuǎn)動速度值，與速度有關(guān)的彈簧和/或阻尼器特性可用于設(shè)定期望的彈簧常數(shù)和/或阻尼器常數(shù)；尤其是在洗衣機以離心旋轉(zhuǎn)脫水的模式操作時，這是特別有利的。通過使用與行程有關(guān)的、特別是與漸進特征曲線可避免振蕩峰值，且系統(tǒng)受到?jīng)_擊的危險可降到最低。因此，總體上，獲得了這樣一種家用器具，其中，可使可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件實現(xiàn)始終穩(wěn)定的運動特性，不管它所承受的負載如何。特別地，在用于處理衣物的家用器具的情況下，例如在洗衣機、特別是具有靜止的洗滌液桶的洗衣機的情況下，可通過使定子和轉(zhuǎn)子相對彼此軸向布置實現(xiàn)與當前負載有關(guān)的同軸運行的系統(tǒng)。具體地講，控制裝置可主動地影響家用器具的動態(tài)特性，特別是當家用器具經(jīng)受失衡和變化負載的影響時。在本發(fā)明的用于操作家用器具的方法中，家用器具的可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件借助于驅(qū)動電機驅(qū)動。控制裝置操控驅(qū)動電機。驅(qū)動電機包括具有第一磁體布置結(jié)構(gòu)的定子和連接到所述構(gòu)件并具有第二磁體布置結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子能夠通過由磁體布置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁場的相互作用相對于定子繞著轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動。磁體布置結(jié)構(gòu)沿著轉(zhuǎn)動軸線彼此間隔開地設(shè)置，使得在磁體布置結(jié)構(gòu)之間形成有軸向間隙。而且，為了在由第一和/或第二磁體布置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生 的磁場分布被控制時實現(xiàn)轉(zhuǎn)子相對于定子的同軸布置，產(chǎn)生所述磁場大于零的恒定分量。針對根據(jù)本發(fā)明的家用器具提供的優(yōu)選實施例變型及其優(yōu)點類似地適用于根據(jù)本發(fā)明的方法。從權(quán)利要求書、附圖和與附圖有關(guān)的描述將顯見本發(fā)明的其他特征。上面的描述中所述的所有特征和特征組合以及下面的附圖描述中和/或附圖所示的特征和特征組合不僅可以所述的組合方式使用，而且也可以其他組合方式或單獨地使用。


下面，將參看附圖借助于各個優(yōu)選示例性實施例更詳細地描述本發(fā)明，附圖包括圖IA以示意圖示出了通過現(xiàn)有技術(shù)中公知的洗衣機的驅(qū)動電機的橫截面；圖IB以示意圖示出了通過根據(jù)圖IA的驅(qū)動電機的長度方向或軸向的截面；圖2以示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例變型的家用器具的側(cè)視圖；圖3A以示意圖示出了通過根據(jù)本發(fā)明的一個實施例變型的家用器具的驅(qū)動電機的長度方向或軸向截面；圖3B以示意圖示出了通過根據(jù)圖3A的驅(qū)動電機的橫截面；圖4A以示意圖示出了通過根據(jù)圖3A的驅(qū)動電機的軸向截面，其中，轉(zhuǎn)子由于衣物滾筒的負載而相對于定子徑向偏移地設(shè)置；圖4B以示意圖示出了根據(jù)圖4A的驅(qū)動電機的前面；以及圖5以示意性的高度概括的圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例變型的家用器具。
具體實施例方式圖IA和IB均示出了現(xiàn)有技術(shù)中公知的驅(qū)動電機I。驅(qū)動電機I是無刷直流電機或永磁激勵同步電機。驅(qū)動電機I包括定子2以及轉(zhuǎn)子3。定子2和轉(zhuǎn)子3彼此共軸地設(shè)置，且轉(zhuǎn)子3位于定子2內(nèi)，即定子2環(huán)繞著轉(zhuǎn)子3。轉(zhuǎn)子3具有永磁體4，所述永磁體4在轉(zhuǎn)子3的徑向外面上在圓周方向上以交替極性布置。定子2在其徑向內(nèi)面上具有電磁體5，所述電磁鐵5通過具有多個相腳、例如具有三個相腳的繞組形成。如果這種驅(qū)動電機I此時用于洗衣機中，如從公開文獻EP I 433 890 A2所知的那樣，則會在一定程度上存在以下問題洗衣機的衣物滾筒可相對于靜止的洗滌液桶下降。這會產(chǎn)生以下不足“死液體”的體積增大，待處理的織物存在危險。而且，衣物滾筒的軸承會遭受可導(dǎo)致洗衣機的使用壽命和耐久性降低的機械應(yīng)力。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例變型的家用器具6。家用器具6是用于處理衣物的裝置。在該示例性實施例中，家用器具6是洗衣機。該洗衣機包括平行六面體形狀的殼體7，取放開口 8形成在所述殼體7中，衣物可通過該取放開口 8放入家用器具6中。取放開口 8可借助于門以傳統(tǒng)方式關(guān)閉。家用器具6還包括洗滌液桶9，所述洗滌液桶固定地或剛性地連接到殼體7。因此，洗滌液桶9不能相對于殼體7移動。在后面10處，洗滌液桶9借助于支撐部件11密封，所述支撐部件11通過撓性密封墊12結(jié)合到洗滌液桶9。支撐部件11借助于彈簧裝置13連接到殼體7的頂壁14 ;支撐部件11借助于阻尼器裝置15支撐在殼體7的底座16上。彈簧裝置13原則上可具有任意數(shù)目的彈簧；阻尼器裝置15可包括任意數(shù)目的阻尼器和不同類型的阻尼器。根據(jù)具體實施方式
，彈簧和阻尼器裝置13、15的位置可不同。彈簧也可集成到阻尼器裝置中。
衣物滾筒17安裝在洗滌液桶9中而可繞著水平轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動；在替代性實施例中，該轉(zhuǎn)動軸線也可傾斜一個角度。固定地連接到衣物滾筒17的軸18將衣物滾筒17連接到驅(qū)動電機20的轉(zhuǎn)子19。驅(qū)動電機20還包括定子21。因此，在該示例性實施例中，家用器具6具有用于衣物滾筒17的直接驅(qū)動裝置。軸18延伸穿過支撐部件11的貫穿開口，且例如特別是借助于滾珠軸承支撐在所述支撐部件11上。衣物滾筒17以及轉(zhuǎn)子19可繞著轉(zhuǎn)動軸線S轉(zhuǎn)動。給衣物滾筒17裝載衣物時會由于衣物的重量而產(chǎn)生作用于衣物滾筒17的力。所述力使衣物滾筒17與轉(zhuǎn)子19以及支撐部件11 一起下沉。衣物滾筒17相對于洗滌液桶9下降，且轉(zhuǎn)子19相對于定子21徑向移位。即，轉(zhuǎn)子19和定子21彼此機械分離，因此不能實現(xiàn)機械對中。轉(zhuǎn)動軸線S此時向下移位，即相對于圖2所示的轉(zhuǎn)動軸線S向下移位。在衣物滾筒17未被加載的圖2所示的衣物滾筒17的初始位置，轉(zhuǎn)動軸線S同時表示參考軸線S’。給衣物滾筒17裝載衣物時會使轉(zhuǎn)動軸線S的方位相對于參考軸線S’變化。替代性地，彈簧和阻尼器裝置13、15可被調(diào)整成僅在衣物滾筒裝載了中等量的衣物或家庭中常使用的平均衣物量時才達到圖2所示的初始位置，即轉(zhuǎn)子19和定子21的同軸位置。在這種情形下有利的是，用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)子19和定子21的同軸位置的主動控制僅在衣物量偏離家庭中的平均或常見的衣物量的情況下才需要。這樣，可降低構(gòu)件所經(jīng)受的負載。驅(qū)動電機20被設(shè)計成使轉(zhuǎn)子19和定子21沿著轉(zhuǎn)動軸線S彼此間隔開地設(shè)置。這意味著，在轉(zhuǎn)子19與定子21之間形成有軸向氣隙22。所述氣隙22中沒有構(gòu)件。在圖2所示的衣物滾筒17的初始位置處，定子21與轉(zhuǎn)子19平行地設(shè)置，且允許轉(zhuǎn)子19相對于定子21側(cè)向移動。在轉(zhuǎn)子19和定子21相對彼此的這種軸向布置中，由于側(cè)向運動自由度，消除了在衣物滾筒17偏斜的情況下使轉(zhuǎn)子19沖擊或撞擊定子21的危險。在圖2中僅示例性地示出了轉(zhuǎn)子19和定子21的布置。同樣地，定子21可設(shè)置在靜止的洗滌液桶9上，即特別是設(shè)置在洗滌液桶9的徑向突出部23上。換言之，定子21可設(shè)置在殼體7上，或設(shè)置在洗滌液桶9上。轉(zhuǎn)子19也例如可直接設(shè)置在衣物滾筒17上，SP直接設(shè)置在衣物滾筒17的后壁上。轉(zhuǎn)子19具有磁體布置結(jié)構(gòu)24,定子21同樣具有磁體布置結(jié)構(gòu)25。磁體布置結(jié)構(gòu)24,25均具有軸向?qū)R的極靴，所述極靴彼此相對布置。因此，磁體布置結(jié)構(gòu)24、25彼此相對地設(shè)置。轉(zhuǎn)子19的磁體布置結(jié)構(gòu)24包括多個永磁體，所述多個永磁體以交替極性分布地設(shè)置在轉(zhuǎn)子19的面向定子21的前面26上，即例如沿環(huán)設(shè)置。不同的是，定子21的磁體布置結(jié)構(gòu)25包括多個電磁鐵，所述多個電磁體由例如具有三個相腳的繞組形成。電磁鐵同樣設(shè)置在定子21的面向轉(zhuǎn)子19的前面27上。所述電磁鐵也可沿環(huán)設(shè)置。圖3A和3B示出了包括轉(zhuǎn)子19和定子21的驅(qū)動電機20的一個示例性實施例。從圖3A和3B清楚地看出，轉(zhuǎn)子19和定子21分別具有相應(yīng)的環(huán)形盤28和29，相關(guān)的磁體布置結(jié)構(gòu)24和25分別相應(yīng)地設(shè)置在所述環(huán)形盤28和29上。在衣物滾筒17的未裝載的狀態(tài)，環(huán)形盤28、29彼此同軸地設(shè)置，使得環(huán)形盤28、29的各中心位于參考軸線S’上。如果衣物滾筒17此時被裝載衣物，則衣物滾筒17相對于洗滌液桶9下降，且轉(zhuǎn)動軸線S相對于參考軸線S’移位。這種情況示于圖4A和4B中。轉(zhuǎn)子19和定子21不再相對彼此同軸定位且轉(zhuǎn)動軸線S不再與參考軸線S’一致。然而，轉(zhuǎn)子19和定子21相對彼此的軸向布置使得能夠主動地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子19的位置，進而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動軸線S的位置。轉(zhuǎn)子21的 相腳可同時被供給電流，具體地將被同時供給直流，使得產(chǎn)生如箭頭PU P2所示的對中力。所述力使得轉(zhuǎn)子19移回到其初始位置，使得轉(zhuǎn)動軸線S與參考軸線S’一致。轉(zhuǎn)子19相對于定子21的這種同軸布置也可在家用器具6的整個運行期間上得到保持；為此，定子21的磁體布置結(jié)構(gòu)25的旋轉(zhuǎn)磁場可疊加有實現(xiàn)同軸布置的恒定分量(偏置量)。參看圖5，將更詳細地解釋驅(qū)動電機20被致動和控制的方式。圖5示出了家用器具6以及與其關(guān)聯(lián)的衣物滾筒17和轉(zhuǎn)子19。在該示例性實施例中，定子21的磁體布置結(jié)構(gòu)25包括三個相腳30、31、32，所述三個相腳電連接到變流器33。變流器33為每個相腳30、31、32提供交流電壓。變流器33借助于合適的開關(guān)、即特別是借助于晶體管產(chǎn)生所述交流電壓。變流器33被控制裝置34操控，在該示例性實施例中，該控制裝置34是微控制器。變流器33連接到中間電路35，所述中間電路35具有中間電路電容器36。中間電路直流電壓Uz在中間電路電容器36處提供。變流器33由所述中間電路直流電壓Uz產(chǎn)生用于相腳30、31、32的交流電壓。家用器具6具有兩個電端子37、38，具體地講為相端子和零線端子。端子37、38電連接到整流器和線路濾波器39。整流器39由存在于端子37、38之間的交流供給電壓隊產(chǎn)生中間電路直流電壓Uz。中間電路直流電壓Uz提供在電路節(jié)點40與參考電勢41之間。中間電路電容器36還連接在電路節(jié)點40與參考電勢41之間的電路中。還具有與中間電路電容器36并聯(lián)的分壓器42，所述分壓器42包括第一和第二歐姆電阻器43、44。位于電阻器43、44之間的分流節(jié)點45連接到控制裝置34的供電端子。因此，分壓器42對中間電路直流電壓Uz進行分壓，且控制裝置34被供給被分壓的直流電壓。換流器33、更具體地講是其晶體管在一側(cè)連接到電路節(jié)點40，在另一側(cè)借助于三個測量電阻器46、47、48連接到參考電勢41?？刂蒲b置34測量流過相腳30、31、32的腳電流I3o、I31、I32。為此，控制裝置34連接到三個節(jié)點49、50、51，所述三個節(jié)點49、50、51分別位于相應(yīng)的測量電阻器46、47、48與換流器33之間?？刂蒲b置34還可測量由于轉(zhuǎn)子19的磁體布置結(jié)構(gòu)24的磁通量而在相腳30、31、32中感應(yīng)的相應(yīng)的電壓。腳電流13。、131、132和測量出的感應(yīng)電壓構(gòu)成驅(qū)動電機20的測量的電變量，該變量由控制裝置34記錄。如已經(jīng)所解釋的那樣，控制裝置34可控制流過相腳30、31、32的電流和/或由定子21的磁體布置結(jié)構(gòu)25產(chǎn)生的磁場分布，使得實現(xiàn)轉(zhuǎn)子19相對于定子21的同軸布置。這可例如使得在由相腳30、31、32產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場中，控制裝置34產(chǎn)生恒定分量，此時借助于該恒定分量可產(chǎn)生對中力。根據(jù)腳電流13(|、131、I32的測量值和/或根據(jù)感應(yīng)電壓的測量值、特別是根據(jù)在當前時刻未被供給電流的相腳30、31、32中感應(yīng)的電壓，控制裝置34確定轉(zhuǎn)子19相對于定子21的當前徑向和/或軸向位置，即確定轉(zhuǎn)動軸線S相對于參考軸線S’的位置?？刂蒲b置34可基于測量值確定這一點，因為所述的電測量變量與由轉(zhuǎn)子19的磁體布置結(jié)構(gòu)24的磁通量產(chǎn)生的感應(yīng)的幅度直接相關(guān)。因此，控制裝置34可計算任何給定時刻的轉(zhuǎn)子19相對于定子21的位置。因此，控制裝置34可探測出衣物滾筒17的失衡?？刂蒲b置34可根據(jù)上述測量變量的測量值確定轉(zhuǎn)動軸線S相對于參考軸線S’偏移的幅度和/或相位和/或頻率，這種偏移例如示于圖4A和4B中?？刂蒲b置34此時可通過合適操控換流器33消除所述偏移。 根據(jù)記錄的測量值，控制裝置34也可調(diào)節(jié)衣物滾筒17的運動特性，使得轉(zhuǎn)動軸線S與參考軸線S’ 一致。衣物滾筒17此時在所有時刻均保持在最佳位置處，這樣，可最小化家用器具6的機械構(gòu)件、特別是安裝裝置軸承上的應(yīng)力。轉(zhuǎn)子19的磁體布置結(jié)構(gòu)24和定子21的磁體布置結(jié)構(gòu)共同形成彈簧和/或阻尼器系統(tǒng)。在該示例性實施例中，控制裝置34可附加性地改變這種彈簧和阻尼器系統(tǒng)的彈性?？刂蒲b置34可通過改變磁體布置結(jié)構(gòu)25的旋轉(zhuǎn)磁場或通過改變電流13(|、131、132調(diào)節(jié)該彈性。在這點上，特征曲線可存儲或預(yù)定在控制裝置34中，具體地講存儲或預(yù)定在存儲器中，使得能夠設(shè)定由轉(zhuǎn)子19和定子21形成的彈簧系統(tǒng)的不同的彈性度。所述彈性度可根據(jù)驅(qū)動電機20的當前轉(zhuǎn)速和/或根據(jù)衣物滾筒17的當前負載情況和/或根據(jù)轉(zhuǎn)動軸線S相對于參考軸線S’偏移的幅度變化。因此，與負載有關(guān)的和/或與速度有關(guān)的和/或與行程有關(guān)的彈簧和阻尼器特性可預(yù)定在控制裝置34中，控制裝置34根據(jù)該彈簧和阻尼器特性控制磁體布置結(jié)構(gòu)25的旋轉(zhuǎn)磁場。由轉(zhuǎn)子19和定子21組成的這種彈簧和阻尼器系統(tǒng)在任何時刻的彈性也可根據(jù)記錄的測量值通過控制裝置34調(diào)節(jié)。附圖標記列表I驅(qū)動電機2定子3轉(zhuǎn)子4永磁體5電磁體6家用器具7殼體8取放開口9洗滌液桶10后面11支撐部件12密封墊13彈簧裝置
14頂壁15阻尼器裝置16底座17衣物滾筒18軸19轉(zhuǎn)子20驅(qū)動電機21定子 22氣隙23突出部24，25磁體布置結(jié)構(gòu)26，27前面28，29環(huán)形盤30，31，32相腳33換流器34控制裝置35中間電路36中間電路電容器37，38端子39整流器40電路節(jié)點41參考電勢42分壓器43,44歐姆電阻器45分流節(jié)點46，47，48測量電阻器49，50，51節(jié)點S轉(zhuǎn)動軸線S’參考軸線Uz中間電路直流電壓Uv交流供給電壓I30, I3I, I32腳電流
權(quán)利要求
1.一種家用器具(6)，具有可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件(17)和用于驅(qū)動所述構(gòu)件(17)的驅(qū)動電機(20)，所述電機包括具有第一磁體布置結(jié)構(gòu)(25)的定子(21)和連接到所述構(gòu)件(17)并具有第二磁體布置結(jié)構(gòu)(24 )的轉(zhuǎn)子(19 );以及具有用于操控驅(qū)動電機(20 )的控制裝置(34 )，其中，轉(zhuǎn)子(19)能夠通過由所述磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25)產(chǎn)生的磁場的相互作用繞著轉(zhuǎn)動軸線(S)相對于定子(21)轉(zhuǎn)動，且所述磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25)沿著轉(zhuǎn)動軸線(S)彼此間隔開地設(shè)置，使得在所述磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25)之間形成軸向間隙(22)，其特征在于，為了使轉(zhuǎn)子(19)相對于定子(21)同軸布置，所述控制裝置(34)被配置成它在控制由第一和/或第二磁體布置結(jié)構(gòu)(24, 25)產(chǎn)生的磁場分布時產(chǎn)生所述磁場的大于零的恒定分量。
2.如權(quán)利要求I所述的家用器具(6)，其特征在于，所述家用器具是用于處理衣物的家用器具(6)，且所述構(gòu)件(17)是用于接收物品的滾筒(17)。
3.如權(quán)利要求2所述的家用器具(6)，其特征在于，所述家用器具具有固定地連接到家用器具(6)的殼體(7)上的洗滌液桶(9)，且所述定子(21)設(shè)置在洗滌液桶(9)或殼體(7)上。
4.如前面權(quán)利要求中任一所述的家用器具(6)，其特征在于，定子(21)和轉(zhuǎn)子(19)具有相應(yīng)的板或環(huán)形盤(28，29)，所述相應(yīng)的板或環(huán)形盤(28，29)彼此平行地設(shè)置，且相應(yīng)的磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25 )借助于所述相應(yīng)的板或環(huán)形盤(28，29 )保持。
5.如前面權(quán)利要求中任一所述的家用器具(6)，其特征在于，轉(zhuǎn)子(19)的磁體布置結(jié)構(gòu)(24)具有永磁體，和/或定子(21)的磁體布置結(jié)構(gòu)(25 )具有繞組，所述繞組特別是具有三個相腳(30，31，32)。
6.如前面權(quán)利要求中任一所述的家用器具(6)，其特征在于，控制裝置(34)被配置成記錄驅(qū)動電機(20)的電測量變量(13(|，I31，I32)，特別是流過定子(21)的至少一個相腳(30，31,32)的相腳電流(I3CI，I31，I32)和/或在定子(21)的至少一個相腳(30，31，32)中感應(yīng)的電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的家用器具(6)，其特征在于，控制裝置(34)被配置成根據(jù)測量變量(13。，131，I32)的測量值推導(dǎo)出當前時刻的轉(zhuǎn)子(19)相對于定子(21)的徑向和/或軸向位置。
8.如權(quán)利要求6或7所述的家用器具(6)，其特征在于，控制裝置(34)被配置成根據(jù)測量變量(13(1，131，I32)的測量值推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子(19)的轉(zhuǎn)動軸線(S)相對于參考軸線(S’)偏移的幅度和/或頻率和/或相位。
9.如權(quán)利要求6-8中任一所述的家用器具(6)，其特征在于，控制裝置(34)被配置成基于預(yù)定規(guī)則根據(jù)測量變量(13(1，131，I32)的測量值調(diào)節(jié)由定子(21)的磁體布置結(jié)構(gòu)(25)產(chǎn)生的磁場分布。
10.如權(quán)利要求9所述的家用器具(6)，其特征在于，所述預(yù)定規(guī)則包括轉(zhuǎn)子(19)的轉(zhuǎn)動軸線(S)相對于參考軸線(S’)偏移的幅度低于預(yù)定極限值，特別是轉(zhuǎn)子(19)的轉(zhuǎn)動軸線(S)與參考軸線(S’)一致。
11.如前面權(quán)利要求中任一所述的家用器具(6)，其特征在于，可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件(17)的數(shù)字化的彈簧和/或阻尼器特性可預(yù)定在控制裝置(34)中，且控制裝置(34)被配置成通過合適地控制由定子(21)的磁體布置結(jié)構(gòu)(25)產(chǎn)生的磁場分布調(diào)節(jié)構(gòu)件的預(yù)定的彈簧和/或阻尼器特性。
12.如權(quán)利要求11所述的家用器具(6)，其特征在于，與轉(zhuǎn)動軸線(S)相對于參考軸線(S’)偏移的幅度有關(guān)和/或與可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件(17)的負載有關(guān)和/或與構(gòu)件(17)的轉(zhuǎn)動速度有關(guān)的可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件(17)的彈簧和/或阻尼器特性可預(yù)定在控制裝置(34)中。
13.一種用于操作家用器具(6)的方法，在所述家用器具中，可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件(17)借助于驅(qū)動電機(20)驅(qū)動，所述驅(qū)動電機包括具有第一磁體布置結(jié)構(gòu)(25)的定子(21)和連接到所述構(gòu)件(17)并具有第二磁體布置結(jié)構(gòu)(24)的轉(zhuǎn)子(19)，其中，驅(qū)動電機(20)通過控制裝置(34)操控，且轉(zhuǎn)子(19)通過由所述磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25)產(chǎn)生的磁場的相互作用而繞著轉(zhuǎn)動軸線(S)相對于定子(21)轉(zhuǎn)動，而且所述磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25)沿著轉(zhuǎn)動軸線(S)彼此間隔開地設(shè)置，使得在所述磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25)之間形成軸向間隙(22)，其特征在于，為了使轉(zhuǎn)子(19)相對于定子(21)同軸布置，當控制由第一和/或第二磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25)產(chǎn)生的磁場分布時,產(chǎn)生所述磁場的大于零的恒定分量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種家用器具(6)，具有可轉(zhuǎn)動的構(gòu)件(17)和用于驅(qū)動所述構(gòu)件(17)的驅(qū)動電機(20)，所述電機包括具有第一磁體布置結(jié)構(gòu)(25)的定子(21)和連接到所述構(gòu)件(17)并具有第二磁體布置結(jié)構(gòu)(24)的轉(zhuǎn)子(19)；以及具有用于操控驅(qū)動電機(20)的控制裝置(34)，其中，轉(zhuǎn)子(19)能夠通過由所述磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25)產(chǎn)生的磁場的相互作用繞著轉(zhuǎn)動軸線(S)相對于定子(21)轉(zhuǎn)動。根據(jù)本發(fā)明，所述磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25)沿著轉(zhuǎn)動軸線(S)彼此間隔開地設(shè)置，使得在所述磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25)之間形成軸向間隙(22)。為了使轉(zhuǎn)子(19)相對于定子(21)同軸布置，所述控制裝置(34)被配置成它在控制由第一和/或第二磁體布置結(jié)構(gòu)(24，25)產(chǎn)生的磁場分布時產(chǎn)生所述磁場的大于零的恒定分量。本發(fā)明還涉及一種用于操作家用器具(6)的方法。
文檔編號D06F37/30GK102939415SQ201180029318
公開日2013年2月20日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月16日
發(fā)明者H·埃格邁爾, A·哈瑙, W·維爾敦 申請人:Bsh博世和西門子家用電器有限公司