專利名稱：洗衣機(jī)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及洗衣機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種洗衣機(jī)的控制方法。
現(xiàn)有技術(shù)動(dòng)力傳遞與制動(dòng)是洗衣機(jī)的核心部件，主要功能是實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的正反轉(zhuǎn)換向、制動(dòng)剎車、減速等，通常洗衣機(jī)中采用改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向來進(jìn)行電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，從而實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)洗滌，采用這種方式實(shí)現(xiàn)洗滌回路中電流較大，電機(jī)效率較低；制動(dòng)剎車通常采用機(jī)械石棉剎車帶，易磨損，且污染環(huán)境；減速通常采用皮帶傳動(dòng)和行星輪減速器減速，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易出故障，噪音較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)所采用的直流無刷電機(jī)實(shí)施控制實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的正反轉(zhuǎn)換向、制動(dòng)剎車、減速等洗滌動(dòng)作的控制方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是洗衣機(jī)的控制方法，其特征在于A、提供一個(gè)集中弱電的主控板與一個(gè)強(qiáng)電集中在其上的驅(qū)動(dòng)板；B、所述的主控板用于完成以下程序動(dòng)作，負(fù)責(zé)面板顯示、按扭狀態(tài)識(shí)別、檢測(cè)門開關(guān)及水位傳感器的信號(hào)；C、所述的主控板向驅(qū)動(dòng)板發(fā)出執(zhí)行命令，驅(qū)動(dòng)板完成控制電機(jī)運(yùn)行和進(jìn)水閥及排水牽引器動(dòng)作。
D、所述的主控板與驅(qū)動(dòng)板之間連有以串行通訊方式連接的通訊線。
所述的主控板經(jīng)通訊線路與驅(qū)動(dòng)板相連，驅(qū)動(dòng)板CPU微處理器經(jīng)控制信號(hào)處理部分接到功率器件上之后接到直流無刷電機(jī)，檢測(cè)電機(jī)位置所獲得的反饋信號(hào)經(jīng)整形后接至驅(qū)動(dòng)板CPU微處理器，進(jìn)排水控制部包括三極管驅(qū)動(dòng)光電藕合器，光電藕合器驅(qū)動(dòng)進(jìn)水閥及排水牽引器，所述的驅(qū)動(dòng)板的電源為開關(guān)電源，主動(dòng)板由驅(qū)動(dòng)板供電。
由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明采用了全電子控制方法，運(yùn)用直流無刷電機(jī)，通過電子電路和控制軟件實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的正反轉(zhuǎn)換向、制動(dòng)剎車、變速(變頻調(diào)速)等功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，可靠性高，噪聲很小，可實(shí)現(xiàn)靜音洗滌。
附圖概述

圖1是本發(fā)明的原理框圖；圖2是本發(fā)明中的驅(qū)動(dòng)板的原理框圖；圖3是本發(fā)明中的驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作的控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明所涉及的攪拌洗衣機(jī)的控制方法，它包括以下內(nèi)容A、提供一個(gè)集中弱電的主控板與一個(gè)強(qiáng)電集中在其上的驅(qū)動(dòng)板；B、所述的主控板用于完成以下程序動(dòng)作，負(fù)責(zé)面板顯示、按扭狀態(tài)識(shí)別、檢測(cè)門開關(guān)及水位傳感器的信號(hào)；C、所述的主控板向驅(qū)動(dòng)板發(fā)出執(zhí)行命令，驅(qū)動(dòng)板完成控制電機(jī)運(yùn)行和進(jìn)水閥及排水牽引器動(dòng)作。
D、所述的主控板與驅(qū)動(dòng)板之間連有以串行通訊方式連接的通訊線。
上述技術(shù)方案中，整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)行強(qiáng)電、弱電分開，圖1中主控板上僅有弱電，強(qiáng)電全部集中在驅(qū)動(dòng)板上，主控板上的電源(+15V)由驅(qū)動(dòng)板提供，主控板運(yùn)行整機(jī)的主控程序，即負(fù)責(zé)面板顯示、按扭狀態(tài)識(shí)別、檢測(cè)門開關(guān)及水位傳感器的信號(hào)；主控板只負(fù)責(zé)給驅(qū)動(dòng)板發(fā)出電機(jī)的目標(biāo)控制參數(shù)，具體執(zhí)行過程如升降速過程、如何換向、如何剎車等則由驅(qū)動(dòng)板自行完成。
參見圖2，所述的主控板經(jīng)通訊線路與驅(qū)動(dòng)板相連，通訊部分以RS232作為電平轉(zhuǎn)換，以串行通訊協(xié)議進(jìn)行通訊；驅(qū)動(dòng)板CPU微處理器經(jīng)控制信號(hào)處理部接到功率器件上之后接到直流無刷電機(jī)，以IGBT或IPM為功率驅(qū)動(dòng)器件，由CPU控制IGBT的開關(guān)通斷順序和頻率，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)特性，控制信號(hào)處理部分主要是通過邏輯電路實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT回路的上下橋臂的互鎖控制；檢測(cè)電機(jī)位置所獲得的反饋信號(hào)接至CPU微處理器，所述的作為電機(jī)位置檢測(cè)信號(hào)的反饋信號(hào)是通過采用霍耳開關(guān)經(jīng)光電隔離和波形整理后，輸入CPU微處理器進(jìn)行閉環(huán)控制；進(jìn)排水控制部包括三極管驅(qū)動(dòng)光電藕合器，光電藕合器驅(qū)動(dòng)進(jìn)水閥及排水牽引器，實(shí)現(xiàn)進(jìn)排水控制；所述的驅(qū)動(dòng)板上的電源為開關(guān)電源，主控板由驅(qū)動(dòng)板供電，這樣可以提高整機(jī)的抗干擾能力和電壓波動(dòng)適應(yīng)能力。
直接驅(qū)動(dòng)攪拌洗衣機(jī)由于需要克服的驅(qū)動(dòng)力矩較大，達(dá)20N.M，瞬時(shí)需克服的堵轉(zhuǎn)力矩達(dá)40N.M，因此本發(fā)明中采用了直流無刷電機(jī)；由于外轉(zhuǎn)子電機(jī)需要在洗衣機(jī)裝配線上轉(zhuǎn)子、定子等部件，一方面裝配復(fù)雜，另一方面質(zhì)量、性能指標(biāo)等無法進(jìn)行事先把握與確定，同時(shí)考慮電機(jī)噪音等指標(biāo)，本發(fā)明選用內(nèi)轉(zhuǎn)子直流無刷電機(jī)；攪拌洗衣機(jī)在洗滌時(shí)，要求電機(jī)轉(zhuǎn)速低、加速快、力矩大，而脫水時(shí)又要求電機(jī)轉(zhuǎn)速高、力矩小，為提高電機(jī)效率并能有效減少、抑制噪音，本發(fā)明選用的電機(jī)為雙繞組結(jié)構(gòu)，洗滌、脫水分別使用不同繞組組合，使其分別工作在最佳工作點(diǎn)上。
所述的直流無刷電機(jī)通過變頻加以控制，變頻是通過電源AC(交流)-DC(直流)-AC(調(diào)頻)變換過程實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)過程在上述交流轉(zhuǎn)變直流后，由于DC-AC是變頻核心所在，DC經(jīng)過CPU微處理器控制功率器件進(jìn)行脈寬調(diào)制(即PWM)，由三相波形在空間綜合成各種電機(jī)波形，如正弦波、矩形波、梯形波，這樣就能在有效電壓范圍內(nèi)變換出許多的有效電壓，從而達(dá)到控制電機(jī)運(yùn)行效果的目的。在洗衣機(jī)的應(yīng)用上表現(xiàn)為能產(chǎn)生不同的水流來滿足人們對(duì)各種質(zhì)地、各種外形衣物的洗滌的目的。同樣通過改變電機(jī)A、B、C三相的波形，在空間綜合出電機(jī)內(nèi)部不同的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向，也可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)換向。
所述的直流無刷電機(jī)剎車制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)板首先對(duì)電機(jī)作運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別，確定當(dāng)前狀態(tài)下的頻率值，再由CPU微處理器按所設(shè)定的算法進(jìn)行軟件和硬件協(xié)調(diào)一致的制動(dòng)。電機(jī)剎車制動(dòng)時(shí)將電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)能量暫存在蓄能電容器中，加以利用，減少了無效功率的消耗，通常對(duì)電路有很大沖擊作用的反電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)被轉(zhuǎn)換為克服負(fù)載動(dòng)能的能量源，同現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的耗能電阻絲發(fā)熱嚴(yán)重、機(jī)械制動(dòng)噪音大的缺點(diǎn)相比，本發(fā)明具有節(jié)省能源、噪音低的優(yōu)點(diǎn)，是一種綠色環(huán)保剎車方式。
參見圖3，驅(qū)動(dòng)板接收到主控板的指令后，根據(jù)約定的指令集判斷指令內(nèi)容，若為脫水指令，則進(jìn)行脫水參數(shù)的判斷與分析，并依此選擇脫水工作模式，接著驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行升速過程的預(yù)處理以及電機(jī)位置傳感器進(jìn)行電機(jī)狀態(tài)判斷，然后，驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行在線占空比的計(jì)算，據(jù)此發(fā)出電機(jī)控制信號(hào)，進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)，進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)試，直到電機(jī)達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速為止；脫水結(jié)束時(shí)，根據(jù)不同運(yùn)行狀況，可以選擇“急?！薄ⅰ皶和！被颉皯T性停”的剎車制動(dòng)程序。
驅(qū)動(dòng)板接收到主控板的指令后，根據(jù)約定的指令集判斷指令內(nèi)容，若為洗滌指令，則進(jìn)行洗滌參數(shù)的判斷與分析，并依此選擇洗衣機(jī)的洗滌工作模式，驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行電機(jī)每相占空比的實(shí)時(shí)在線計(jì)算，并輸出控制信號(hào)至直流無刷電機(jī)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)，確定是否改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度是否達(dá)到預(yù)定要求。
本發(fā)明適于攪拌洗衣機(jī)、波輪洗衣機(jī)和滾筒洗衣機(jī)采用。
權(quán)利要求
1.一種洗衣機(jī)的控制方法，其特征在于A、提供一個(gè)集中弱電的主控板與一個(gè)強(qiáng)電集中在其上的驅(qū)動(dòng)板；B、所述的主控板用于完成以下程序動(dòng)作，負(fù)責(zé)面板顯示、按扭狀態(tài)識(shí)別、檢測(cè)門開關(guān)及水位傳感器的信號(hào)；C、所述的主控板向驅(qū)動(dòng)板發(fā)出執(zhí)行命令，驅(qū)動(dòng)板完成控制電機(jī)運(yùn)行和進(jìn)水閥及排水牽引器動(dòng)作。D、所述的主控板與驅(qū)動(dòng)板之間連有以串行通訊方式連接的通訊線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗衣機(jī)的控制方法，其特征在于所述的主控板經(jīng)通訊線路與驅(qū)動(dòng)板相連，驅(qū)動(dòng)板上CPU微處理器經(jīng)控制信號(hào)處理部分接到功率器件上之后接到直流無刷電機(jī)，檢測(cè)電機(jī)位置所獲得的反饋信號(hào)經(jīng)整形后接至驅(qū)動(dòng)板CPU微處理器，進(jìn)排水控制部分包括三極管驅(qū)動(dòng)光電藕合器，光電藕合器驅(qū)動(dòng)進(jìn)水閥及排水牽引器，所述的驅(qū)動(dòng)板上的電源為開關(guān)電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的洗衣機(jī)的控制方法，其特征在于驅(qū)動(dòng)板接收到主控板的指令后，根據(jù)約定的指令集判斷指令內(nèi)容，若為脫水指令，則進(jìn)行脫水參數(shù)的判斷與分析，并依此選擇脫水工作模式，接著驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行升速過程的預(yù)處理以及電機(jī)位置傳感器進(jìn)行電機(jī)狀態(tài)判斷，然后，驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行在線占空比的計(jì)算，據(jù)此發(fā)出電機(jī)控制信號(hào)，進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)，進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)試，直到電機(jī)達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速為止；脫水結(jié)束時(shí)，根據(jù)運(yùn)行狀況選擇“急?！?、“暫停”或“慣性?！钡膭x車制動(dòng)程序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的洗衣機(jī)的控制方法，其特征在于驅(qū)動(dòng)板接收到主控板的指令后，根據(jù)約定的指令集判斷指令內(nèi)容，若為洗滌指令，則進(jìn)行洗滌參數(shù)的判斷與分析，并依此選擇洗衣機(jī)的洗滌工作模式，驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行電機(jī)每相占空比的實(shí)時(shí)在線計(jì)算，并輸出控制信號(hào)至直流無刷電機(jī)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)，確定是否改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度是否達(dá)到預(yù)定要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的洗衣機(jī)的控制方法，其特征在于所述的直流無刷電機(jī)為內(nèi)轉(zhuǎn)子直流無刷電機(jī)，該電機(jī)為雙繞組結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的洗衣機(jī)的控制方法，其特征在于所述的直流無刷電機(jī)通過變頻加以控制，過程是通過電源AC(交流)-DC(直流)-AC(調(diào)頻)，在上述交流轉(zhuǎn)變直流后，DC經(jīng)過CPU微處理器控制功率器件進(jìn)行脈寬調(diào)制(即PWM)，由三相波形在空間綜合成各種電機(jī)波形。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的洗衣機(jī)的控制方法，其特征在于所述的直流無刷電機(jī)剎車制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)板首先對(duì)電機(jī)作運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別，確定當(dāng)前狀態(tài)下的頻率值，再由CPU微處理器按所設(shè)定的算法進(jìn)行軟件和硬件協(xié)調(diào)一致的制動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的洗衣機(jī)的控制方法，其特征在于電機(jī)剎車制動(dòng)時(shí)將電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)能量暫存在蓄能電容器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的洗衣機(jī)的控制方法，其特征在于所述的作為電機(jī)位置檢測(cè)信號(hào)的反饋信號(hào)是通過采用霍耳開關(guān)經(jīng)光電隔離和波形整理后，輸入CPU微處理器進(jìn)行閉環(huán)控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及洗衣機(jī)的控制方法,提供一個(gè)集中弱電的主控板與一個(gè)強(qiáng)電集中在其上的驅(qū)動(dòng)板;所述的主控板用于完成以下程序動(dòng)作,負(fù)責(zé)面板顯示、按鈕狀態(tài)識(shí)別、檢測(cè)門開關(guān)及水位傳感器的信號(hào);所述的主控板向驅(qū)動(dòng)板發(fā)出執(zhí)行命令,驅(qū)動(dòng)板完成控制電機(jī)運(yùn)行和進(jìn)水閥及排水牽引器動(dòng)作,本發(fā)明采用了全電子控制方法,運(yùn)用直流無刷電機(jī),通過電子電路和控制軟件實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的正反轉(zhuǎn)換向、制動(dòng)剎車、變速等功能,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,故障率低,可靠性高。
文檔編號(hào)D06F33/02GK1389621SQ02126609
公開日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2002年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月19日
發(fā)明者顧乾坤, 李才友 申請(qǐng)人:合肥榮事達(dá)集團(tuán)有限責(zé)任公司