專(zhuān)利名稱(chēng)：使用直流排水電磁鐵的電子控制的洗衣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一和使用直流排水電磁鐵的洗衣機(jī)，尤其是使用直流排水電磁鐵的電子控制的洗衣機(jī)。使用直流排水電磁鐵的電子控制的洗衣機(jī)備有排水閥，牽引排水閥的直流排水電磁鐵(以下可簡(jiǎn)稱(chēng)電磁鐵)，向電磁鐵輸出電壓的電力電子驅(qū)動(dòng)電路和控制該電力電子驅(qū)動(dòng)電路的控制電路；開(kāi)通排水閥時(shí)，控制電路使電力電子驅(qū)動(dòng)電路向電磁鐵輸出電壓使之啟動(dòng)吸合，并在排水閥開(kāi)通期間，繼續(xù)向電磁鐵輸出電壓，使之保持吸合狀態(tài)。
2、電磁鐵使用二段繞組結(jié)構(gòu)，其保持繞組為細(xì)線(xiàn)徑繞組，材料單價(jià)較高，且需較高的繞制和絕緣處理工藝要求。在電磁鐵處于保持狀態(tài)時(shí)，二段線(xiàn)徑差距頗大的繞組串聯(lián)流過(guò)相同的保持電流，對(duì)吸合繞組，其電流密度太低，材料明顯浪費(fèi)；對(duì)保持繞組，其電流密度往往較高，以至溫升偏高，影響安全和壽命。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種使用直流排水電磁鐵的電子控制的洗衣機(jī)，備有排水閥和牽引所述排水閥的直流排水電磁鐵，還包括電源裝置；電力電子驅(qū)動(dòng)電路，電源裝置連接在其輸入端，直流排水電磁鐵連接在其輸出端；控制電路，電力電子驅(qū)動(dòng)電路的控制端連接在其輸出端；其特征在于a)直流排水電磁鐵的線(xiàn)圈為一個(gè)繞組——其吸合電路和保持電路均為同一繞組；b)所述控制電路包括設(shè)定控制電力電子驅(qū)動(dòng)電路的輸出首先為額定初吸電壓，然后降低為額定保持電壓的設(shè)定單元；按照設(shè)定單元的設(shè)定輸出控制的脈沖發(fā)生單元，設(shè)定單元連接在其輸入端，電力電子驅(qū)動(dòng)電路的控制端連接在其輸出端。
直流排水電磁鐵因此在吸合啟動(dòng)時(shí)接受額定初吸電壓，吸合后接受降低的額定保持電壓。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電力電子驅(qū)動(dòng)電路向電磁鐵輸出的電壓控制為在設(shè)定的電磁鐵銜鐵吸合過(guò)程，從額定初吸電壓逐步降低為額定保持電壓；又在設(shè)定的電磁鐵釋放過(guò)程逐步降低為零。該控制綜合負(fù)載和電磁鐵吸力特性，設(shè)計(jì)為一定的電壓時(shí)間函數(shù)，達(dá)到“緩慢吸合和緩慢釋放”，減輕機(jī)械動(dòng)作引起的振動(dòng)和噪聲等損害。
作為本實(shí)用新型的另一進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制電路包括檢測(cè)電源電壓的檢測(cè)單元，電源裝置連接在其輸入端；檢測(cè)單元的輸出端連接在設(shè)定單元的輸入端。設(shè)定單元就可以根據(jù)檢測(cè)單元對(duì)電源電壓的檢測(cè)結(jié)果控制脈沖發(fā)生單元，使電力電子驅(qū)動(dòng)電路輸出的電壓穩(wěn)定于固有的設(shè)定，使電磁鐵適應(yīng)電源電壓的波動(dòng)，保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，避免以往電源電壓過(guò)低以致吸力不足，或過(guò)高以至過(guò)電流和吸力過(guò)大的機(jī)械沖擊。
本實(shí)用新型的洗衣機(jī)，其電磁鐵取消了現(xiàn)有技術(shù)中的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，把粗細(xì)線(xiàn)徑各一段的繞組結(jié)構(gòu)改為僅一段粗線(xiàn)徑繞組結(jié)構(gòu)，工藝性、可靠性以及電流密度的經(jīng)濟(jì)性和安全性明顯改善，成本因而顯著降低；其中，實(shí)施定時(shí)降低電壓控制，還可以避免現(xiàn)有技術(shù)的電磁鐵由于牽引負(fù)載變大或電源電壓偏低等電磁鐵之外的原因未能正常吸合到位而長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)較大的電流，使故障擴(kuò)大，導(dǎo)致保護(hù)電路動(dòng)作，甚至燒毀繞組的情況。本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有技術(shù)電磁鐵結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的電力電子驅(qū)動(dòng)電路固有的功率連續(xù)調(diào)節(jié)功能加以利用實(shí)現(xiàn)的，未因此增加成本，并且可進(jìn)一步改善其它性能。


以下附圖用于說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例圖1為現(xiàn)有技術(shù)和本實(shí)用新型各實(shí)施例洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)略圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)洗衣機(jī)的電磁鐵及其控制的電路圖。
圖3為本實(shí)用新型第1實(shí)施例的洗衣機(jī)的電磁鐵及其控制的電路圖。
圖4為本實(shí)用新型第2實(shí)施例的洗衣機(jī)的電磁鐵及其控制的電路圖。
如圖3所示本實(shí)用新型第1實(shí)施例的洗衣機(jī)的電磁鐵及其控制的電路，所述洗衣機(jī)的電磁鐵14的線(xiàn)圈只有一個(gè)繞組L，是以現(xiàn)有技術(shù)符合QB/T2482要求的產(chǎn)品(以下簡(jiǎn)稱(chēng)原產(chǎn)品)去除保持繞組和位置開(kāi)關(guān)構(gòu)成，L即原來(lái)的吸合繞組L1；電力電子驅(qū)動(dòng)電路13包括雙向晶閘管V1和整流橋元件V2，在控制電路12控制下，按照現(xiàn)有技術(shù)雙向晶閘管典型的移相觸發(fā)調(diào)壓方法工作?？刂齐娐泛性O(shè)定單元16和脈沖發(fā)生單元17，脈沖發(fā)生單元17按照設(shè)定單元16內(nèi)固有的設(shè)定，發(fā)生與交流電源同步的設(shè)定移相角α0的脈沖，在每一個(gè)交流半波過(guò)零后的設(shè)定時(shí)刻，觸發(fā)雙向晶閘管V1導(dǎo)通，使來(lái)自電源裝置11的正弦交流電壓U轉(zhuǎn)換為相應(yīng)導(dǎo)通角θ0(θ0＝π-α0)的非正弦交流電壓，再經(jīng)整流橋元件V2整流，向電磁鐵14的繞組L輸出全波整流的直流電壓Ed。當(dāng)U為額定值U0時(shí)，Ed為與α0對(duì)應(yīng)的設(shè)定直流電壓Ed0。
以下是本實(shí)施例以U的一個(gè)半波為一個(gè)計(jì)時(shí)單位，各狀態(tài)設(shè)定時(shí)間段T的α0和Ed0設(shè)定情況的2個(gè)方案。其中—U以有效值計(jì)量；Ed0以平均值計(jì)量，并以U0的倍數(shù)表示；——對(duì)于以前述原產(chǎn)品去除保持繞組和位置開(kāi)關(guān)構(gòu)成的電磁鐵，額定初吸電壓取原產(chǎn)品的直流額定工作電壓值；額定保持電壓按以下現(xiàn)有技術(shù)等安匝數(shù)吸力原理公式，以原產(chǎn)品額定參數(shù)代入右式計(jì)算額定保持電壓＝Ib0×L1的電阻×(L1的匝數(shù)+L2的匝數(shù))÷L1的匝數(shù)按此，額定保持電壓約為額定初吸電壓的1/7～1/10，即可形成所需額定保持電流和額定初吸電流，保持原產(chǎn)品的牽引特性。所述2個(gè)方案因此的額定初吸電壓取值為0.9U0，額定保持電壓取值為0.132U0。
——原產(chǎn)品的銜鐵吸合運(yùn)動(dòng)過(guò)程的時(shí)間，QB/T2482規(guī)定為0.5S以?xún)?nèi)，通常約0.2～0.5S；所述2個(gè)方案因此的額定時(shí)間取值0.25S，當(dāng)U的頻率為50Hz時(shí)，即相當(dāng)于10個(gè)半波。
第1方案

此是電磁鐵“瞬時(shí)吸合和瞬時(shí)釋放”的一個(gè)控制方案。電力電子驅(qū)動(dòng)電路13按照設(shè)定的α0工作，在電磁鐵吸合啟動(dòng)時(shí)，首先向電磁鐵14的繞組L輸出為0.9U0的Ed0，并在10個(gè)半波的額定時(shí)間內(nèi)維持該數(shù)值；又從第11個(gè)半波開(kāi)始，把Ed0降低為0.132U0，并把該數(shù)值維持至吸合結(jié)束；至電磁鐵釋放時(shí)，斷電或按設(shè)定α0＝π，使Ed0為零。
第2方案

此是電磁鐵“緩慢吸合和緩慢釋放”的一個(gè)控制方案。電力電子驅(qū)動(dòng)電路13按照設(shè)定的α0工作，在電磁鐵吸合啟動(dòng)時(shí)，首先向電磁鐵14的繞組L輸出為0.9U0的Ed0，然后在表中序號(hào)1～6共10個(gè)半波的額定時(shí)間中，把Ed0逐步降低為0.132U0，之后把該數(shù)值維持至吸合結(jié)束；電磁鐵開(kāi)始釋放時(shí)，首先把Ed0降低為0.086U0，然后在表中序號(hào)7～12共10個(gè)半波的的時(shí)間內(nèi)，把該數(shù)值逐步降低為零。
按照具體洗衣機(jī)及其電磁鐵的額定電壓、電磁結(jié)構(gòu)和牽引負(fù)載的情況，還可以有其它設(shè)定數(shù)值的T和Ed0的方案。與Ed0對(duì)應(yīng)的α0，按照以下現(xiàn)有技術(shù)全波橋式可控整流移相角計(jì)算公式計(jì)算α0＝arccos(2.22Ed0/U0-1)有關(guān)設(shè)定，可在設(shè)定單元16以現(xiàn)有技術(shù)各種典型延時(shí)電路設(shè)置適當(dāng)?shù)脑?shù)獲得，對(duì)于兼有其它功能并通常包括微計(jì)算機(jī)的控制電路12，通常固化在微計(jì)算機(jī)的ROM中。
本實(shí)施例的電力電子驅(qū)動(dòng)電路13也并不限于由雙向晶閘管和整流橋元件組成，也可以是現(xiàn)有技術(shù)由1～4個(gè)單向晶閘管和整流二極管組成的單相全控橋、半控橋或半波可控整流電路；對(duì)于洗衣機(jī)的電子電路中已有適合的直流電源的情況下，還可以是多種其它電力晶體管的開(kāi)關(guān)電路。
如圖4所示本實(shí)用新型第2實(shí)施例的洗衣機(jī)的電磁鐵及其控制的電路，是在第1實(shí)施例的基礎(chǔ)上，增設(shè)檢測(cè)單元10，用以檢測(cè)電源裝置11的交流電壓的有效值U；控制電路12的設(shè)定單元16，按照其內(nèi)部固有的設(shè)定如第1實(shí)施例中的U0以及對(duì)應(yīng)于各組T和Ed0的α0，和檢測(cè)單元10檢測(cè)到的U，按照以下現(xiàn)有技術(shù)等電壓波包絡(luò)面積原理的公式，計(jì)算得到修正后的脈沖移相角αα＝arccos[(1+cosα0)U0/U-1]當(dāng)U偏離額定值時(shí)，控制電路12在對(duì)應(yīng)于各組的T，按照所述修正后的α控制電力電子驅(qū)動(dòng)電路13得到的Ed，即可以穩(wěn)定在所對(duì)應(yīng)設(shè)定的Ed0上，使其向電磁鐵的輸出電壓不受電源電壓波動(dòng)的影響。上述計(jì)算，通常按照現(xiàn)有技術(shù)以程序固化在設(shè)定單元16所在微計(jì)算機(jī)的ROM中；也可以在設(shè)定單元16形成現(xiàn)有技術(shù)典型的自動(dòng)調(diào)節(jié)的模擬或數(shù)字電子電路，按照差值Δ＝U-U0修正α，也能在指定時(shí)間段T使Ed穩(wěn)定于Ed0，改善電源電壓波動(dòng)對(duì)電磁鐵的影響。
實(shí)施例中以原產(chǎn)品去除保持繞組和位置開(kāi)關(guān)構(gòu)成的電磁鐵，還存在磁路、線(xiàn)圈體積和線(xiàn)徑可以縮減的可行性，通過(guò)電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)，可達(dá)到縮小體積和進(jìn)一步降低成本。
權(quán)利要求1.一種使用直流排水電磁鐵的電子控制的洗衣機(jī)，備有排水閥(9)和牽引所述排水閥的直流排水電磁鐵(14)，還包括——電源裝置(11)；——電力電子驅(qū)動(dòng)電路(13)；電源裝置(11)連接在其輸入端，直流排水電磁鐵(14)連接在其輸出端；——控制電路(12)，電力電子驅(qū)動(dòng)電路(13)的控制端連接在其輸出端；其特征在于a)直流排水電磁鐵(14)的線(xiàn)圈為一個(gè)繞組一其吸合電路和保持電路均為同一繞組(L)；b)所述控制電路(12)包括——設(shè)定控制電力電子驅(qū)動(dòng)電路(13)的輸出首先為額定初吸電壓，然后降低為額定保持電壓的設(shè)定單元(16)；——按照設(shè)定單元(16)的設(shè)定輸出控制的脈沖發(fā)生單元(17)；設(shè)定單元(16)連接在其輸入端，電力電子驅(qū)動(dòng)電路(13)的控制端連接在其輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗衣機(jī)，其特征在于——所述控制電路(12)包括檢測(cè)電源電壓的檢測(cè)單元(15)，電源裝置(11)連接在其輸入端；檢測(cè)單元(15)的輸出端連接在設(shè)定單元(16)的輸入端。
專(zhuān)利摘要使用直流排水電磁鐵的電子控制的洗衣機(jī)。所述電磁鐵的線(xiàn)圈只設(shè)一個(gè)繞組，即其吸合電路和保持電路均為同一繞組。所述電子控制的電路向電磁鐵輸出的電壓按照設(shè)定在電磁鐵吸合啟動(dòng)時(shí)，為電磁鐵的額定初吸電壓；在經(jīng)歷一個(gè)相當(dāng)于電磁鐵銜鐵吸合運(yùn)動(dòng)過(guò)程的額定時(shí)間后，降低為額定保持電壓。本實(shí)用新型簡(jiǎn)化了現(xiàn)有技術(shù)電磁鐵的繞組結(jié)構(gòu)和位置開(kāi)關(guān)，提高可靠性和降低成本。
文檔編號(hào)D06F39/08GK2556235SQ0127133
公開(kāi)日2003年6月18日 申請(qǐng)日期2001年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月25日
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