專利名稱：制動洗衣機脫水桶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制動洗衣機脫水桶的方法，所述洗衣機使用轉(zhuǎn)換磁阻(SR)馬達作為脫水桶轉(zhuǎn)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(shè)備，將水和洗滌劑連同衣物放入洗滌桶后通過產(chǎn)生水流來清洗衣物，再接著對濕衣服脫水，通過放入脫水桶內(nèi)濕衣物的旋轉(zhuǎn)利用離心分離來完成洗滌。
上述洗衣機利用馬達作旋轉(zhuǎn)動力源來旋轉(zhuǎn)脫水桶。最近發(fā)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(yōu)選的是使用微計算機來控制自僅為旋轉(zhuǎn)脫水桶提供旋轉(zhuǎn)電源的電平的中斷，并控制正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)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，其中出于設(shè)備制造成本的經(jīng)濟性考慮，近來采用滿足上述要求并相對便宜的轉(zhuǎn)換磁阻(SR)馬達。
圖1是一種實施方案的視圖，說明常規(guī)SR馬達的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。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(huán)繞位于旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子10c配置。因此，在給電樞線圈10b通電情況下，通過在轉(zhuǎn)子10c和磁化的定子10a的磁心之間起作用的磁引力產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。通過使每個A、B和C相上的電樞線圈順序通電，可使轉(zhuǎn)子10c旋轉(zhuǎn)。附圖中公開一種三相SR馬達有六個定子和四個轉(zhuǎn)子。這種SR馬達可制造成多電極和多相。
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Q6三極管對的轉(zhuǎn)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；和電流反饋二極管D1-D6。當將給電信號施加到其基極端時，配對三極管Q1-Q6被通電，并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，并且改變A、B和C相的磁心激勵狀態(tài)，從而控制SR馬達的操作。
這時檢測轉(zhuǎn)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(jù)定子10a和轉(zhuǎn)子10c的位置決定旋轉(zhuǎn)方向，并且轉(zhuǎn)子10c可以旋轉(zhuǎn)和停止。如圖3所示，通常在SR馬達內(nèi)部，有多個通孔11a的傳感器底板11連接到轉(zhuǎn)子10c，由光發(fā)射元件和光接收元件構(gòu)成的光傳感器(未畫出)面對通孔11a定位。當從光發(fā)射元件發(fā)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(chǎn)生預定檢測信號，從而可檢測轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子10c的位置來決定，這樣，就能夠決定SR馬達10的旋轉(zhuǎn)方向或旋轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)子10c。
圖4A的視圖根據(jù)在SR馬達中定子和轉(zhuǎn)子的相對位置示意出電感波形；圖4B的視圖說明旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子10c接近A相磁心時電感增大。當轉(zhuǎn)子10c與A相磁心重合時電感最大。當轉(zhuǎn)子10c離開A相磁心時電感減小。
如上所述，大約當轉(zhuǎn)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(zhuǎn)或停止SR馬達10。如圖4B所示，當轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子10c處，因A相磁化磁心的磁引力起作用在旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
與此相反，如圖4C所示，當轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子10c處因A相磁化磁心的磁引力起作用在反向旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子處產(chǎn)生的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子正向/反向旋轉(zhuǎn)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(chǎn)生噪聲。
特別是在脫水桶旋轉(zhuǎn)期間打開洗衣機門時，必須在有限短的時間內(nèi)(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(guī)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后產(chǎn)生大磁引力的方式可在安全時限內(nèi)停止脫水桶。此刻，當高速旋轉(zhuǎn)的脫水桶在短時間內(nèi)停止時，噪聲自SR馬達產(chǎn)生。
還有，在脫水桶低速旋轉(zhuǎn)情況下，通過施加負載比和脫水桶高速旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)脫水桶的時間比高速旋轉(zhuǎn)脫水桶的時間更短。但是噪聲的程度和停止高速旋轉(zhuǎn)脫水桶的噪聲是一樣的。
因此，本發(fā)明的目的是將安全時限內(nèi)制動脫水桶的噪聲減至最小，并讓制動時間接近安全時限，其方法是根據(jù)脫水桶旋轉(zhuǎn)速度改變電流負載比，然后向電樞線圈施加電流。
為達到上述目的，在洗衣機內(nèi)使用本發(fā)明的SR馬達，首先判定洗衣機門是否打開。根據(jù)判定結(jié)果，在洗衣機門打開的情況下，檢測脫水桶旋轉(zhuǎn)速度，然后根據(jù)脫水桶的旋轉(zhuǎn)速度改變電流的負載比，之后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(zhuǎn)速度成正比。
結(jié)合附圖參照下面的發(fā)明詳述顯然能更加了解本發(fā)明的全貌和許多優(yōu)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(guī)轉(zhuǎn)換磁阻(SR)馬達的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖2的視圖說明控制常規(guī)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(zhuǎn)子上的傳感器底板；圖4A的視圖說明根據(jù)SR馬達內(nèi)定子和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)明制動洗衣機脫水桶方法的順序；圖6是電路方框設(shè)計圖，其中使用本發(fā)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(yōu)選實施方案將更加清楚理解本發(fā)明上述目的、特征和優(yōu)點。
圖5流程圖說明本發(fā)明制動洗衣機脫水桶方法的順序；圖6是電路方框設(shè)計圖，其中使用本發(fā)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(fā)明制動脫水桶的方法包括以下步驟在脫水桶旋轉(zhuǎn)期間判定洗衣機門是否打開(步驟10)；在判定結(jié)果是門處于打開情況下檢測脫水桶旋轉(zhuǎn)速度(步驟20)；和在將檢測的脫水桶旋轉(zhuǎn)速度與預定參考值進行比較之后將脫水桶以適當?shù)闹苿幽Ｊ酵Ｖ?步驟30)。
現(xiàn)在參看圖6，門是開還是關(guān)的實際情況是由門開關(guān)50傳感，它是受洗衣機門打開/關(guān)閉操作所控制的。從設(shè)置在SR馬達內(nèi)部用以檢測轉(zhuǎn)子位置的光傳感器輸出信號，通過該信號檢測脫水桶旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速度低于第一邊界值情況下，脫水桶以低電流制動模式停止。在旋轉(zhuǎn)速度超過第一邊界值并且低于第二邊界值情況下，脫水桶以參考電流制動模式停止。另外在旋轉(zhuǎn)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。
此后，以設(shè)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，然后控制施加到線圈的能量大小。此刻，將根據(jù)制動模式的電流負載比設(shè)定成與在每個制動模式下定義的旋轉(zhuǎn)速度成正比。而且，最好設(shè)定一個值，使脫水桶在安全時限內(nèi)停止，并且使制動脫水桶的時間最大值接近安全時限。
現(xiàn)參照


用上述制動脫水桶方法的洗衣機操作。當脫水桶旋轉(zhuǎn)使清洗完畢的衣物脫水時，微計算機40通過門開關(guān)50的開/關(guān)狀態(tài)傳感洗衣機門是打開還是關(guān)閉。此時，在洗衣機門是打開的情況下，門開關(guān)50接通，從而產(chǎn)生至微計算機40的傳感信號(步驟11和12)。
當門開關(guān)50產(chǎn)生傳感信號時，微計算機40確認洗衣機門在打開狀態(tài)，并且通過位于SR馬達10內(nèi)部的光傳感器產(chǎn)生的信號檢測脫水桶旋轉(zhuǎn)速度(步驟20)。
檢測旋轉(zhuǎn)速度之后，通過旋轉(zhuǎn)速度與第一邊界值比較檢驗旋轉(zhuǎn)速度是否屬于低速區(qū)域。在結(jié)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(zhuǎn)速度大于第一邊界值時，將該速度與預置的第二邊界值比較并檢驗其是否屬于中速區(qū)域。在結(jié)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(zhuǎn)速度大于第二邊界值，判定旋轉(zhuǎn)速度屬于高速區(qū)域并以高電流制動模式停止脫水桶(步驟35)。
微計算機40將旋轉(zhuǎn)速度與第一和第二邊界值進行比較，并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(zhuǎn)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?jīng)Q定的預定負載比。操作控制電路30中由配對晶體管(未畫出)形成的轉(zhuǎn)換器20按照給電信號接通。之后，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(zhuǎn)子被磁引力停止。
這里，微計算機40基于由SR馬達10內(nèi)部光傳感器產(chǎn)生的檢測信號檢測轉(zhuǎn)子位置，并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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jù)本發(fā)明，通過按照脫水桶旋轉(zhuǎn)速度改變電流負載比，然后將電流施加到電樞線圈的方式，使得即使在不同旋轉(zhuǎn)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(fā)明優(yōu)選實施方案所作敘述和說明的同時，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當了解，可作許多變化和改進以及許多等效替代因素，而并不超出本發(fā)明的實際范圍。另外，可作許多改進適應(yīng)本發(fā)明教導的特殊情況同樣并不背離其核心范圍。因此，宗旨是本發(fā)明絕非局限于作為實施本發(fā)明最佳模式而公開的特別實施方案，本發(fā)明包括的所有實施方案皆落入所附權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種使用轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速度；和通過按照所述檢測的旋轉(zhuǎn)速度改變電流的負載比，然后向所述馬達的電樞線圈施加電流來制動脫水桶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述電流的負載比以同所述旋轉(zhuǎn)速度成正比方式改變。
3.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)速度與預定的參考值進行比較；和施加具有按照比較結(jié)果而改變負載比的電流。
4.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求4的方法，包括步驟在所述檢測的旋轉(zhuǎn)速度低于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(zhuǎn)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(zhuǎn)速度高于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(nèi)脫水桶的方法,洗衣機使用轉(zhuǎn)換磁阻(SR)馬達作為脫水桶旋轉(zhuǎn)動力源,能夠?qū)⑼Ｖ筍R馬達時所產(chǎn)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(jù)判定結(jié)果,在洗衣機門打開的情況下,檢測脫水桶旋轉(zhuǎn)速度,然后根據(jù)脫水桶的旋轉(zhuǎn)速度改變電流的負載比,之后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(yōu)先權(quán)日1997年3月20日
發(fā)明者金坻顯 申請人:三星電子株式會社