BR102012018537A2

BR102012018537A2 - determinaÇço de fluxo magnÉtico e temperatura de imÁs permanentes em motor de mÁquina de lavar

Info

Publication number: BR102012018537A2
Application number: BRBR102012018537-7A
Authority: BR
Inventors: Matheus A Bevilaqua; Luiz V Dokonal; Evandro J Meurer; Fernando P Silva; Marcelo C Silva; Rodrigo S Teixeira
Original assignee: Whirlpool Co
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2013-10-01
Also published as: US20130119905A1; US9000699B2; EP2592748A2; EP2592748A3

Abstract

DETERMINAÇçO DE FLUXO MAGNÉTICO E TEMPERATURA DE IMÁS PERMANENTES EM MOTOR DE MÁQUINA DE LAVAR. A invenção refere-se a uma máquina de lavar que compreende um motor que inclui uma pluralidade de bobinas e um ou mais imãs permanentes, um inversor configurado para fornecer corrente à pluralidade de bobinas e para medir uma forma de onda de força contraeletromotriz (BEMF) a partir da pluralidade de bobinas, e uma unidade de controle eletrônica (ECU) configurada para (i) integrar a forma de onda BEMF para gerar uma forma de onda BEMF integrada, (ii) determinar um fluxo magnético do um ou mais imãs permanentes ao usar uma amplitude da forma de onda BEMF integrada, e (iii) controlar a corrente fornecida pelo inversor com base, pelo menos em parte, no fluxo magnético determinado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DETERMINA- ÇÃO DE FLUXO MAGNÉTICO E TEMPERATURA DE ÍMÃS PERMANEN- TES EM MOTOR DE MÁQUINA DE LAVAR".

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se, geralmente, aos sistemas de a-

cionamento para máquinas de lavar e, mais particularmente, aos sistemas de acionamento capazes de determinar um fluxo magnético e uma tempera- tura de um ou mais ou ímãs permanentes em um motor de máquina de la- var.

ANTECEDENTES

Uma máquina de lavar é uma aparelhagem doméstica para lim- par roupas, forros, e outras roupas sujas. Uma máquina de lavar pode incluir uma cuba e um tambor que é posicionado na cuba e é dimensionado para receber a roupa suja para lavar. A máquina de lavar pode incluir um motor elétrico que faz com que o tambor gire com relação à cuba durante uma ope- ração de lavagem. Em algumas máquinas de lavar, o motor elétrico pode ser conectado ao tambor por meio de um sistema de transmissão que inclui, por exemplo, cabos e polias. O motor elétrico também pode ser conectado ao tambor por meio de uma haste de acionamento. As máquinas de lavar que incluem o último tipo de motor elétrico são freqüentemente referidas como máquinas de lavar de "acionamento direto".

Os motores elétricos tipicamente incluem um estator e um rotor configurado para girar com relação ao estator. O estator pode ser preso à cuba da máquina de lavar e pode incluir uma pluralidade de bobinas. O rotor pode incluir um ou mais ímãs permanentes que interagem com um campo magnético produzido por uma ou mais da pluralidade de bobinas. Durante a operação, a pluralidade de bobinas pode ser seqüencialmente energizada com eletricidade para fazer com que o rotor gire. Em uma máquina de lavar de acionamento direto, o rotor pode ser preso, de maneira relacionada à tor- ção, à haste de acionamento de modo que a força de acionamento possa ser transferida para o tambor por meio da haste de acionamento.

SUMÁRIO De acordo com um aspecto, uma máquina de lavar pode com- preender um motor que inclui uma pluralidade de bobinas e um ou mais í- mãs permanentes, um inversor configurado para fornecer corrente à plurali- dade de bobinas e para medir uma forma de onda de força contraeletromo- triz (BEMF) da pluralidade de bobinas, e uma unidade de controle eletrônica (ECU) configurada para (i) integrar a forma de onda BEMF para gerar uma forma de onda BEMF integrada, (ii) determinar um fluxo magnético de um ou mais ímãs permanentes que usam uma amplitude da forma de onda BEMF integrada, e (iii) controlar a corrente fornecida pelo inversor com base, pelo menos em parte, no fluxo magnético determinado.

Em algumas modalidades, a ECU pode ser adicionaimente con- figurada para controlar o inversor para medir a forma de onda BEMF en- quanto não fornece nenhuma corrente para a pluralidade de bobinas. Em outras modalidades, a ECU pode ser adicionalmente configurada para de- terminar uma temperatura de um ou mais ímãs permanentes ao comparar o fluxo magnético determinado a um fluxo magnético conhecido que corres- ponde a uma temperatura conhecida. Em tais modalidades, a ECU pode ser adicionalmente configurada para controlar a corrente fornecida pelo inversor com base pelo menos na temperatura determinada de um ou mais ímãs permanentes.

Em outras modalidades, a ECU pode ser adicionalmente confi- gurada para determinar uma temperatura Tdo um ou mais ímãs permanen- tes que usam a relação Φ = Φ0 [1 -k{T- T0)], onde Φ é o fluxo magnético determinado do um ou mais ímãs permanentes, Φ0 é um fluxo magnético conhecido do um ou mais ímãs permanentes que correspondem a uma tem- peratura conhecida T0, e k é uma constante para o motor. Ainda em outras modalidades, a ECU pode ser adicionalmente configurada para determinar, usando-se o fluxo magnético determinado, uma corrente otimizada para dar partida no motor a partir de um estado de repouso. De acordo com um outro aspecto, um método pode compreen-

der medir uma forma de onda de força contraeletromotriz (BEMF) de um mo- tor de uma máquina de lavar, integrar a forma de onda BEMF para gerar uma forma de onda BEMF integrada, determinar um fluxo magnético de um ou mais ímãs permanentes do motor usando-se uma amplitude da forma de onda BEMF integrada, e controlar uma corrente fornecida ao motor com ba- se, pelo menos em parte, no fluxo magnético determinado.

Em algumas modalidades, medir a forma de onda BEMF pode compreender medir a forma de onda BEMF usando-se um inversor da má- quina de lavar que fornece corrente ao motor. Em outras modalidades, medir a forma de onda BEMF pode compreender medir a forma de onda BEMF enquanto nenhuma corrente está sendo fornecida ao motor. Em tais modali- dades, medir a forma de onda BEMF pode compreender medir a forma de onda BEMF enquanto um tambor da máquina de lavar desacelera.

Em outras modalidades, o método pode compreender adicio- nalmente determinar uma temperatura do um ou mais ímãs permanentes ao comparar o fluxo magnético determinado com um fluxo magnético conhecido que corresponde a uma temperatura conhecida. Em tais modalidades, con- trolar a corrente fornecida ao motor pode compreender controlar a corrente fornecida ao motor com base pelo menos em parte tanto no fluxo magnético determinado quanto na temperatura determinada do um ou mais ímãs per- manentes.

Em outras modalidades, o método pode compreender adicio- nalmente determinar uma temperatura T do um ou mais ímãs permanentes usando a relação Φ = Φ0 [1 - k (Τ- T0)], onde Φ é o fluxo magnético deter- minado do um ou mais ímãs permanentes, Φ0 é um fluxo magnético conhe- cido do um ou mais ímãs permanentes que corresponde a uma temperatura conhecida T0, e ké uma constante para o motor. Ainda em outras modalida- des, o método pode compreender adicionalmente determinar, usando o fluxo magnético determinado, uma corrente otimizada para dar partida no motor a partir de um estado de repouso.

Ainda de acordo com um outro aspecto, um ou mais meios legí- veis por máquina não transitórios podem compreender uma pluralidade de instruções as quais, quando executadas, fazem com que uma unidade de controle eletrônica (ECU) de uma máquina de lavar receba uma forma de onda de força contraeletromotriz (BEMF) medida a partir de um motor da máquina de lavar, integre a forma de onda BEMF para gerar uma forma de onda BEMF integrada, determine um fluxo magnético de um ou mais ímãs permanentes do motor ao usar uma amplitude da forma de onda BEMF inte- grada, e controle uma corrente fornecida ao motor com base, pelo menos em parte, no fluxo magnético determinado.

Em algumas modalidades, a pluralidade de instruções pode, adi- cionalmente, fazer com que a ECU receba uma forma de onda BEMF que foi medida enquanto nenhuma corrente foi fornecida ao motor. Em outras mo- dalidades, a pluralidade de instruções pode adicionalmente fazer com que a ECU determine uma temperatura do um ou mais ímãs permanentes ao com- parar o fluxo magnético determinado com um fluxo magnético conhecido que corresponde a uma temperatura conhecida. Em tais modalidades, a plurali- dade de instruções pode, adicionalmente, fazer com que a ECU controle a corrente fornecida ao motor com base pelo menos em parte na temperatura determinada do um ou mais ímãs permanentes.

Em outras modalidades, a pluralidade de instruções pode, adi- cionalmente, fazer com que a ECU determine uma temperatura T do um ou mais ímãs permanentes ao usar a relação Φ = Φ0 [1 - k (Τ - T0)], onde Φ é o fluxo magnético determinado do um ou mais ímãs permanentes, Φ0 é um fluxo magnético conhecido do um ou mais ímãs permanentes que corres- ponde a uma temperatura conhecida T0, e k é uma constante para o motor. Ainda em outras modalidades, a pluralidade de instruções pode, adicional- mente, fazer com que a ECU determine, ao usar o fluxo magnético determi- nado, uma corrente otimizada para dar partida no motor a partir de um esta- do de repouso.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A descrição detalhada particularmente refere-se às figuras se- guintes, nas quais:

A figura 1 é um diagrama de bloco simplificado de uma modali-

dade ilustrativa de um sistema de acionamento de uma máquina de lavar;

a figura 2 é um fluxograma simplificado de um método de operar o sistema de acionamento da figura 1; e

a figura 3 é um gráfico que representa uma forma de onda de força contraeletromotriz (BEMF) ilustrativa e sua forma de onda BEMF inte- grada correspondente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

Muito embora os conceitos da presente revelação sejam susce- tíveis às várias modificações e formas alternativas, as modalidades exempli- ficativas específicas dela foram mostradas por meio de exemplo nos dese- nhos e serão descritas no presente em detalhes. Deve-se compreender, no entanto, que não se pretende limitar os conceitos da presente revelação às formas em particular reveladas, mas ao contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, os equivalentes e as alternativas que caem dentro do espí- rito e do escopo da invenção, conforme definido nas reivindicações em ane- xo.

Na descrição a seguir, os inúmeros detalhes específicos, tais

como os tipos e as inter-relações dos componentes do sistema podem ser estabelecidos a fim de fornecer uma compreensão mais completa da presen- te revelação. Será observado, no entanto, por um versado na técnica que as modalidades da revelação podem ser praticadas sem tais detalhes específi- cos. Em outras situações, as estruturas de controle, circuitos de nível de por- tal, e seqüências de instrução de software total não foram mostrados em detalhes a fim de não obscurecer a invenção. Aqueles de habilidade comum na técnica, com as descrições incluídas, serão capazes de implementar a funcionalidade apropriada sem a experimentação indevida. As modalidades dos sistemas e métodos revelados podem ser

implementadas em hardware, firmware, software, ou qualquer combinação deles. As modalidades dos sistemas e métodos revelados implementados em uma máquina de lavar podem incluir uma ou mais interconexões de pon- to a ponto entre os componentes e/ou uma ou mais interconexões baseadas em barramento entre os componentes. As modalidades dos sistemas e mé- todos também podem ser implementadas como instruções armazenadas em um ou mais meios legíveis por máquina não transitórios, que podem ser Ii- das e executadas por uma unidade de controle eletrônica. Um meio legível por máquina não transitório pode incluir qualquer mecanismo para armaze- nar ou transmitir informação em uma forma legível por uma máquina (por exemplo, um processador). Por exemplo, os meios legíveis por máquina não transitórios podem incluir memória apenas de leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM), armazenamento em disco magnético, armazena- mento óptico, memória rápida, e/ou outros tipos de dispositivos de memória.

Referindo-se, agora, à figura 1, alguns dos componentes de um sistema de acionamento 10 de uma máquina de lavar, de acordo com uma modalidade ilustrativa, são mostrados em um diagrama de bloco simplifica- do. O sistema de acionamento 10 inclui, de maneira ilustrativa, um motor elétrico 12, um inversor 14, uma fonte de energia 16, e uma unidade de con- trole eletrônica 18. Em algumas modalidades, o sistema de acionamento 10 pode incluir componentes adicionais e/ou diferentes daqueles mostrados na figura 1 e descritos no presente. O sistema de acionamento 10 da máquina de lavar geralmente controla a rotação de um tambor com relação à cuba para lavar roupas, forros, e outros itens de roupa suja durante uma operação de lavagem da máquina de lavar.

O sistema de acionamento 10 inclui um motor elétrico 12, que pode ser conectado ao tambor da máquina de lavar indiretamente por meio de um sistema de transmissão ou diretamente por meio de uma haste de acionamento, conforme descrito acima. Na modalidade ilustrativa da figura 1, o motor 12 compreende um motor de corrente alternante sem escova (CA) (também conhecido como um motor síncrono magnético permanente). Será observado que, em outras modalidades, outros tipos de motores elétricos podem ser usados como o motor elétrico 12. Conforme descrito acima, o motor 12 inclui um estator e um rotor configurado para girar com relação ao estator (não mostrado). Contempla-se que tanto a configuração do rotor in- terno quanto a do externo possam ser usadas com a presente revelação. O motor 12 inclui uma pluralidade de bobinas (tipicamente, posicionadas no estator) e um ou mais ímãs permanentes (tipicamente, posicionados no ro- tor). Durante a operação, a pluralidade de bobinas pode ser sequencialmen- te fornecida com corrente para gerar campos magnéticos que interagem com o um ou mais ímãs permanentes e, então, fazem com que o rotor gire.

A operação do motor 12 pode ser realçada pela determinação precisa do fluxo magnético e/ou da temperatura do um ou mais ímãs perma- nentes do motor 12 (essas características dos ímãs permanentes tipicamen- te variam durante a operação do motor 12). Por exemplo, onde o fluxo mag- nético do um ou mais ímãs permanentes é precisamente conhecido, as cor- rentes fornecidas à pluralidade de bobinas do motor 12 podem ser minimiza- das ou maximizadas dentro de !imites seguros, dependendo do desempenho desejado. As correntes inferiores do motor podem resultar em temperaturas inferiores nos componentes do motor 12 (por exemplo, os ímãs permanen- tes), que podem melhorar o desempenho e aumentar o custo de produção do motor 12. Ademais, para determinados tipos de ímãs permanentes que podem ser usados no motor 12 (por exemplo, ímãs de terra rara, tais como os ímãs de NdFeB), determinar com precisão a temperatura pode minimizar o risco de desmagnetização irreversível.

O sistema de acionamento 10 também inclui um inversor 14 que extrai energia elétrica de uma fonte de energia 16 e fornece corrente à plura- lidade de bobinas do motor 12. Em algumas modalidades, a fonte de energia 16 pode ser um fornecimento de energia de rede de CA (por exemplo, 120 V, 60 Hz) ao qual a máquina de lavar é conectada. Na modalidade ilustrati- va, a fonte de energia 16 compreende adicionalmente um circuito de regula- ção de energia que também transforma a força de rede de CA em força de corrente direta (CC) e fornece esta força CC para a unidade de controle ele- trônica 18. O inversor 14 é configurado para seqüencialmente fornecer cor- rente à pluralidade de bobinas do motor 12 por meio das conexões elétricas 20, 22, 24. Na modalidade ilustrativa da figura 1, o motor 12 compreende três bobinas e, assim, inclui três conexões elétricas 20, 22, 24 com o inver- sor 14 (isto é, uma para cada bobina). Contempla-se que, em outras modali- dades, o motor 12 possa compreender menos bobinas ou bobinas adicionais e ter menos conexões elétricas ou conexões elétricas adicionais com o in- versor 14. O inversor 14 do sistema de acionamento 10 é adicionalmente configurado para medir uma forma de onda de força contraeletromotriz (BEMF) a partir do motor 12 e fornecer a forma de onda BEMF (ou informa- ção referente à forma de onda BEMF) para a unidade de controle eletrônica 18. Quando nenhuma corrente é fornecida ao motor 12 pelo inversor 14, mas o rotor do motor 12 continua a girar (devido ao impulso da operação anterior do motor 12), o motor 12 essencialmente opera como um gerador elétrico. Sob tais condições, o um ou mais ímãs permanentes do motor 12 irá induzir voltagens na pluralidade de bobinas do motor 12. Essas voltagens são comumente referidas como "força contraeletromotriz." A BEMF produzi- da pelo motor 12 será proporcional ao tempo derivado do fluxo magnético do um ou mais ímãs permanentes do motor 12.

Na modalidade ilustrativa, o inversor 14 mede a forma de onda BEMF produzida pelo motor 12 enquanto não fornece nenhuma corrente para a pluralidade de bobinas (isto é, nenhuma corrente é fornecida ao longo de quaisquer das conexões elétricas 20, 22, 24). Em outras modalidades, no entanto, o inversor 14 pode ser capaz de medir uma forma de onda BEMF enquanto fornece correntes para uma ou mais da pluralidade de bobinas do motor 12. Ademais, muito embora o inversor 14 seja capaz de medir a forma de onda BEMF na modalidade ilustrativa, contempla-se também que um ou mais sensores de voltagem (separados do inversor 14) possam ser posicio- nados ao longo de uma ou mais das conexões elétricas 20, 22, 24 para me- dir uma forma de onda BEMF.

O sistema de acionamento 10 também inclui uma unidade de controle eletrônica (ECU) 18. A ECU 18 pode ser um controlador dedicado para o sistema de acionamento 10, ou a ECU 18 também pode controlar as funções adicionais da máquina de lavar. A ECU 18 é, em essência, o com- putador mestre responsável por interpretar os sinais elétricos enviados pelos controles e sensores associados ao sistema de acionamento 10 (e outros componentes da máquina de lavar, em algumas modalidades) e para ativar ou energizar os componentes eletricamente controlados associados ao sis- tema de acionamento 10 (e outros componentes da máquina de lavar, em algumas modalidades). Por exemplo, a ECU 18 é configurada para controlar o inversor 14 para fornecer corrente à pluralidade de bobinas do motor 12, para receber vários sinais do inversor 14 (por exemplo, uma forma de onda BEMF, ou informação relacionada a ela), e para determinar quando as várias operações do sistema de acionamento 10 devem ser desempenhadas, den- tre muitas outras coisas. Em particular, conforme será descrito em mais de- talhes abaixo com referência à figura 2, a ECU 18 é operável para determi- nar um fluxo magnético do um ou mais ímãs permanentes do motor 12, uma temperatura do um ou mais ímãs permanentes do motor 12, e/ou uma cor- rente otimizada para dar partida no motor 12 a partir de um estado de repou- so, conforme necessário.

Para fazer isso, a ECU 18 inclui inúmeros componentes eletrôni- cos comumente associados às unidades eletrônicas utilizadas no controle de sistemas eletromecânicos. Por exemplo, a ECU 18 pode incluir, dentre ou- tros componentes comumente incluídos em tais dispositivos, um processa- dor tal como um microprocessador 26 e um dispositivo de memória 28. O dispositivo de memória 28 pode ser incorporado como um ou mais meios legíveis por máquina não transitórios. O dispositivo de memória 28 é forneci- do para armazenar, dentre outras coisas, instruções na forma de, por exem- pio, uma rotina (ou rotinas) de software que, quando executadas pelo micro- processador 26, permitem que a ECU 18 controle a operação do sistema de acionamento 10.

A ECU 18 também inclui um circuito de interface analógica 30. O circuito de interface analógica 30 converte os sinais de saída (por exemplo, do inversor 14) em sinais que são adequados para a apresentação para uma entrada do microprocessador 26. Em particular, o circuito de interface analó- gica 30, através do uso de um conversor de analógico para digital (A/D) (não mostrado) ou semelhantes, converte os sinais analógicos em sinais digitais para o uso pelo microprocessador 26. Deve-se observar que o conversor A/D pode ser incorporado como um dispositivo discreto ou inúmeros disposi- tivos, ou pode ser integrado no microprocessador 26. Além dos sinais de recebimento do inversor 14, contempla-se também que a ECU 18 possa re- ceber os sinais de saída do um ou mais sensores de corrente, sensores de temperatura, sensores de velocidade do rotor, e/ou os sensores de posição do rotor associados ao motor 12. De acordo com a presente revelação, no entanto, esses sensores adicionais não são necessariamente componentes do sistema de acionamento 10. Deve-se observar que se o inversor 14 (ou qualquer outro sensor associado ao sistema de acionamento 10) gerar um sinal de saída digital, o circuito de interface analógica 30 pode ser desviado.

Semelhantemente, o circuito de interface analógica 30 converte os sinais do microprocessador 26 em sinais de saída que são adequados para a apresentação para os componentes eletricamente controlados asso- ciados ao sistema de acionamento 10 (por exemplo, o inversor 14). Em par- ticular, o circuito de interface analógica 30, através do uso de um conversor de digital para analógico (D/A) (não mostrado) ou semelhantes, converte os sinais digitais gerados pelo microprocessador 26 em sinais analógicos para o uso através dos componentes eletricamente controlados associados ao sistema de acionamento 10. Deve-se observar que, semelhante ao conver- sor A/D descrito acima, o conversor D/A pode ser incorporado como um dis- positivo discreto ou inúmeros dispositivos, ou pode ser integrado no micro- processador 26. Deve-se observar que se o inversor 14 (ou qualquer outro componente eletronicamente controlado associado ao sistema de aciona- mento 10) operar em um sinal de entrada digital, o circuito de interface ana- lógica 30 pode ser desviado.

Assim, a ECU 18 pode controlar e/ou monitorar a operação do motor 12 através do inversor 14. Em particular, a ECU 18 executa uma rotina que inclui, dentre outras coisas, um esquema de controle no qual a ECU 18 monitora um ou mais sinais do inversor 14 (por exemplo, uma forma de onda BEMF) e quaisquer outros sensores associados ao sistema de acionamento para controlar a corrente fornecida pelo inversor 14 para a pluralidade de bobinas do motor 12. Como parte deste esquema de controle, a ECU 18 po- de desempenhar inúmeros cálculos, ou contínua ou intermitentemente, que inclui os valores de procura em tabelas pré-programadas, a fim de executar os algoritmos para desempenhar tais funções como integrar uma forma de onda BEMF recebida do inversor 14, determinar uma amplitude da forma de onda BEMF integrada, determinar um fluxo magnético do um ou mais ímãs permanentes do motor 12, determinar uma temperatura do um ou mais ímãs permanentes, determinar uma corrente otimizada para dar partida no motor 12 a partir de um estado de repouso, etc.

Referindo-se agora à figura 2, uma modalidade ilustrativa de um método de operar o sistema de acionamento 10 da figura 1 é ilustrado como um diagrama de fluxo simplificado. O processo de operação 100 pode ser executado pela ECU 18 (em conjunto com o inversor 14) para controlar a corrente fornecida ao motor 12 com base, pelo menos em parte, no fluxo magnético do um ou mais ímãs permanentes do motor 12, determinado u- sando-se uma forma de onda BEMF do motor 12. O processo de operação 100 inclui inúmeras etapas de processo 102 a 116, conforme mostradas na figura 2. As etapas do processo 110, 112 podem ser opcionalmente empre- gadas no processo de operação 100 e são, portanto, indicadas no efeito fan- tasma na figura 2.

O processo de operação 100 começa com a etapa do processo 102, na qual a ECU 18 instrui o inversor 14 a desenergizar o motor 12. Antes da etapa do processo 102, o inversor 14 terá energizado o motor 12 ao for- necer corrente ao longo das conexões elétricas 20, 22, 24. Na etapa do pro- cesso 102, o inversor 14 irá cessar o fornecimento de corrente para a plura- lidade de bobinas do motor 12 em resposta a receber um sinal apropriado (ou a ausência de um sinal apropriado) da ECU 18. Devido ao impulso ante- rior, no entanto, o rotor do motor 12 irá continuar a girar na etapa do proces- so 102. Sob estas condições (conforme descrito acima), o motor 12 irá gerar uma forma de onda BEMF que pode ser medida através de inúmeras cone- xões elétricas 20, 22, 24.

Depois da etapa do processo 102, o processo de operação 100 prossegue para a etapa do processo 104, na qual o inversor 14 mede a for- ma de onda BEMF que é gerada pelo motor 12. Uma forma de onda BEMF ilustrativa 200 que pode ser medida na etapa do processo 104 é graficamen- te mostrada na figura 3. Conforme pode ser visto na figura 3, a amplitude e a freqüência da forma de onda BEMF 200 diminuem com o tempo à medida que o rotor do motor 12 desacelera (o motor 12 é desenergizado). Conforme discutido acima, nas modalidades alternativas, a forma de onda BEMF 200 pode ser medida por um ou mais sensores de voltagem (separados do in- versor 14) posicionados ao longo de uma ou mais conexões elétricas 20, 22, 24. Em qualquer caso, o inversor 14 ou o um ou mais sensores de voltagem transmitem a forma de onda BEMF 200 (ou a informação referente à forma de onda BEMF 200) para a ECU 18 na etapa do processo 104.

Depois da etapa do processo 104, o processo de operação 100 prossegue para a etapa do processo 106, na qual a ECU 18 integra a forma de onda BEMF 200 para gerar uma forma de onda BEMF integrada 202. Uma forma de onda BEMF integrada ilustrativa 202 (que corresponde à for- ma de onda BEMF 200) que pode ser gerada na etapa do processo 106 também é graficamente mostrada na figura 3. A ECU 18 pode integrar a for- ma de onda BEMF 200 em tempo real, à medida que é recebida do inversor 14, ou depois de toda a forma de onda BEMF 200 ter sido recebida. Confor- me mostrado na figura 3, a amplitude de pico a pico da forma de onda BEMF integrada 202 geralmente permanece constante, apesar da amplitude e fre- qüência decrescentes da forma de onda BEMF 200. Depois da etapa do processo 106, o processo de operação 100

prossegue para a etapa do processo 108, na qual a ECU 18 determina um fluxo magnético do um ou mais ímãs permanentes do motor 12 que usa a amplitude da forma de onda BEMF integrada 202. Esta determinação é pos- sível porque a amplitude de pico a pico da forma de onda BEMF integrada 202 é proporcional ao fluxo magnético do um ou mais ímãs permanentes do motor 12. Usar a amplitude da forma de onda BEMF integrada 202 como uma entrada, a ECU 18 pode determinar o fluxo magnético matematicamen- te ou por meio de uma tabela de procura. Depois de determinar o fluxo mag- nético do um ou mais ímãs permanentes do motor 12, o processo de opera- ção 100 pode prosseguir para a etapa do processo 114. Em algumas moda- lidades, no entanto, o processo de operação 100 pode primeiro determinar as características adicionais do motor 12 e seus um ou mais ímãs perma- nentes nas etapas do processo 110 e 112.

Depois da etapa do processo 108, o processo de operação 100 opcionalmente prossegue para a etapa do processo 110, na qual a ECU 18 determina uma temperatura do um ou mais ímãs permanentes do motor 12.

Esta determinação é possível porque o fluxo magnético do um ou mais ímãs permanentes é previsivelmente relacionado à temperatura do um ou mais ímãs permanentes. Assim, a ECU 18 pode determinar a temperatura do um ou mais ímãs permanentes do motor 12 ao comparar o fluxo magnético de- terminado com um fluxo magnético conhecido que corresponde a uma tem- peratura conhecida. Este fluxo magnético conhecido que corresponde a uma temperatura conhecida pode ser pré-programado no dispositivo de memória 28 da ECU 18 pelos projetores do motor 12. Adicional ou alternativamente, o fluxo magnético conhecido que corresponde a uma temperatura conhecida pode ter sido determinado pela ECU 18 em um momento mais cedo e arma- zenado no dispositivo de memória 28 para a recuperação e a comparação mais tarde.

Em algumas modalidades da etapa do processo 110, a ECU 18 pode determinar uma temperatura T do um ou mais ímãs permanentes do motor 12 ao usar a relação matemática a seguir: Φ= φ0[1 -Zf(T-T0)] (1).

Na Equação 1, Φ é o fluxo magnético do um ou mais ímãs per- manentes do motor 12 que foi determinado na etapa do processo 108, Φ0 é um fluxo magnético conhecido do um ou mais ímãs permanentes que cor- responde a uma temperatura conhecida T0, e k é uma constante para o mo- tor 12. Usando-se esta relação, a ECU 18 pode determinar a temperatura T do um ou mais ímãs permanentes do motor 12 ou matematicamente ou atra- vés de uma tabela de procura.

Depois da etapa do processo 110 (ou etapa do processo 108, se a etapa do processo opcional 110 for desnecessária ou não empregada), o processo de operação 100 prossegue para a etapa do processo 112. Na e- tapa do processo 112, a ECU 18 determina uma corrente otimizada para dar partida no motor 12 a partir de um estado de repouso (isto é, um motor de- senergizado e/ou um rotor estacionário). Esta "corrente otimizada" pode ser uma corrente mínima exigida para dar partida no motor 12 com a aceleração mínima do tambor para uma carga em particular ou uma corrente máxima que irá preservar a desmagnetização do um ou mais ímãs permanentes do motor 12 enquanto fornece a aceleração máxima do tambor. Usando-se o fluxo magnético do um ou mais ímãs permanentes do motor 12 que foi de- terminado na etapa do processo 108, a ECU 18 pode determinar a corrente otimizada que deveria ser fornecida pelo inversor 14. A corrente otimizada irá mudar com o fluxo magnético do um ou mais ímãs permanentes do motor 12, que, sucessivamente, irá mudar com a temperatura do um ou mais ímãs permanentes.

Na prática, a corrente otimizada para dar partida no motor 12 a partir de um estado de repouso irá mudar com o tempo, dependendo do ciclo de trabalho da máquina de lavar. Por exemplo, no começo de um ciclo de trabalho pesado (por exemplo, diversas partidas por hora), o motor 12 estará mais frio, e uma corrente de partida mínima será inferior. À medida que o um ou mais ímãs permanentes do motor 12 aumenta em temperatura (em dire- ção a um estado constante térmico), o fluxo magnético será inferior, e a cor- rente de partida mínima será, então, maior. Ao calcular a corrente de partida mínima para cada partida do motor 12, o sistema de acionamento 10 pode evitar fornecer a corrente em excesso desnecessária e fazer com que o um ou mais ímãs permanentes cheguem à sua temperatura de pico mais rapi- damente do que o necessário, resultando em maior eficiência para o motor 12.

Depois da etapa do processo 112 (ou uma das etapas do pro-

cesso 108, 110, se uma ou ambas as etapas do processo opcionais 110, 112 forem desnecessárias ou não empregadas), o processo de operação 100 prossegue para a etapa do processo 114. Na etapa do processo 114, a ECU 18 controla a corrente fornecida para o motor 12 usando a informação determinada em uma ou mais das etapas do processo 108, 110, 112. Por exemplo, a ECU 18 pode controlar a corrente fornecida ao motor 12 com base, pelo menos em parte, no fluxo magnético determinado e/ou a tempera- tura determinada do um ou mais ímãs permanentes (determinadas nas eta- pas do processo 108, 110, respectivamente). Adicional ou alternativamente, a ECU 18 pode controlar a corrente fornecida ao motor 12 usando a corrente de partida mínima determinada na etapa do processo 112. Na modalidade ilustrativa, a ECU 18 controla a corrente fornecida ao motor 12 ao fornecer os sinais de controle apropriados para o inversor 14.

Muito embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em de- talhes nos desenhos e na descrição anterior, tal ilustração e descrição de- vem ser consideradas como exemplificativas e não restritivas em caráter, sendo que fica compreendido que apenas as modalidades ilustrativas foram mostradas e descritas e que todas as alterações e modificações que estão dentro do espírito da invenção deseja-se que sejam protegidas.

Existe uma pluralidade de vantagens da presente invenção que surgem das várias características do aparelho, dos sistemas e métodos des- critos no presente. Será notado que as modalidades alternativas do apare- lho, dos sistemas e métodos da presente invenção podem não incluir todas as características descritas e ainda assim se beneficiam de pelo menos al- gumas das vantagens de tais características. Aqueles de habilidade comum na técnica podem prontamente planejar suas próprias implementações do aparelho, dos sistemas e métodos que incorporam uma ou mais das caracte- rísticas da presente invenção e caem no espírito e escopo da presente in- venção conforme definida pelas reivindicações em anexo.

Claims

1. Máquina de lavar que compreende: um motor que inclui uma pluralidade de bobinas e um ou mais ímãs permanentes; um inversor configurado para fornecer a corrente à pluralidade de bobinas e para medir uma forma de onda de força contraeletromotriz (BEMF) da pluralidade de bobinas; e uma unidade de controle eletrônica (ECU) configurada para (i) integrar a forma de onda BEMF para gerar uma forma de onda BEMF inte- grada, (ii) determinar um fluxo magnético do um ou mais ímãs permanentes ao usar uma amplitude da forma de onda BEMF integrada, e (iii) controlar a corrente fornecida pelo inversor com base, pelo menos em parte, no fluxo magnético determinado.

2. Máquina de lavar, de acordo com a reivindicação 1, em que a ECU é adicionalmente configurada para controlar o inversor para medir a forma de onda BEMF enquanto não fornece nenhuma corrente para a plura- lidade de bobinas.

3. Máquina de lavar, de acordo com a reivindicação 1, em que a ECU é adicionalmente configurada para determinar uma temperatura do um ou mais ímãs permanentes ao comparar o fluxo magnético determinado com um fluxo magnético conhecido que corresponde a uma temperatura conhe- cida.

4. Máquina de lavar, de acordo com a reivindicação 3, em que a ECU é adicionalmente configurada para controlar a corrente fornecida pelo inversor com base pelo menos em parte na temperatura determinada do um ou mais ímãs permanentes.

5. Máquina de lavar, de acordo com a reivindicação 1, em que a ECU é adicionalmente configurada para determinar uma temperatura T do um ou mais ímãs permanentes usando a relação: Φ = Φ0[1-k (T-T0)], onde Φ é o fluxo magnético determinado do um ou mais ímãs permanentes, Φ0 é um fluxo magnético conhecido do um ou mais ímãs per- manentes que corresponde a uma temperatura conhecida T0, e k é uma constante para o motor.

6. Máquina de lavar, de acordo com a reivindicação 1, em que a ECU é adicionalmente configurada para determinar, usando o fluxo magnéti- co determinado, uma corrente otimizada para dar partida no motor a partir de um estado de repouso.

7. Método que compreende: medir uma forma de onda de força contraeietromotriz (BEMF) de um motor de uma máquina de lavar; integrar a forma de onda BEMF para gerar uma forma de onda BEMF integrada; determinar um fluxo magnético de um ou mais ímãs permanen- tes do motor ao usar uma amplitude da forma de onda BEMF integrada; e controlar uma corrente fornecida ao motor com base, pelo me- nos em parte, no fluxo magnético determinado.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, em que medir a forma de onda BEMF compreende medir a forma de onda BEMF ao usar um inversor da máquina de lavar que fornece corrente ao motor.

9. Método, de acordo com a reivindicação 7, em que medir a forma de onda BEMF compreende medir a forma de onda BEMF enquanto nenhuma corrente está sendo fornecida ao motor.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, em que medir a forma de onda BEMF compreende medir a forma de onda BEMF enquanto um tambor da máquina de lavar desacelera.

11. Método, de acordo com a reivindicação 7, que compreende adicionalmente determinar uma temperatura do um ou mais ímãs permanen- tes ao comparar o fluxo magnético determinado com um fluxo magnético conhecido que corresponde a uma temperatura conhecida.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que controlar a corrente fornecida ao motor compreende controlar a corrente fornecida ao motor com base pelo menos em parte tanto no fluxo magnético determinado quanto na temperatura determinada do um ou mais ímãs permanentes.

13. Método, de acordo com a reivindicação 7, que compreende adicionalmente determinar uma temperatura Tdo um ou mais ímãs perma- nentes usando a relação: Φ = Φ0[1-Κ (T-T0)], onde Φ é o fluxo magnético determinado do um ou mais ímãs permanentes, Φ0 é um fluxo magnético conhecido do um ou mais ímãs per- manentes que corresponde a uma temperatura conhecida T0, e k é uma constante para o motor.

14. Método, de acordo com a reivindicação 7, que compreende adicionalmente determinar, usando o fluxo magnético determinado, uma cor- rente otimizada para dar partida no motor a partir de um estado de repouso.

15. Um ou mais meios legíveis por máquina não transitórios que compreende uma pluralidade de instruções as quais, quando executadas, fazem com que uma unidade de controle eletrônica (ECU) de uma máquina de lavar: receba uma forma de onda de força contraeletromotriz (BEMF) medida a partir de um motor da máquina de lavar; integre a forma de onda BEMF para gerar uma forma de onda BEMF integrada; determine um fluxo magnético de um ou mais ímãs permanentes do motor usando uma amplitude da forma de onda BEMF integrada; e controle uma corrente fornecida ao motor com base, pelo menos em parte, no fluxo magnético determinado.

16. Um ou mais meios legíveis por máquina não transitórios, de acordo com a reivindicação 15, em que a pluralidade de instruções, adicio- nalmente, faz com que a ECU receba uma forma de onda BEMF que foi me- dida enquanto nenhuma corrente foi fornecida ao motor.

17. Um ou mais meios legíveis por máquina não transitórios, de acordo com a reivindicação 15, em que a pluralidade de instruções, adicio- nalmente, faz com que a ECU determine uma temperatura do um ou mais ímãs permanentes ao comparar o fluxo magnético determinado com um flu- xo magnético conhecido que corresponde a uma temperatura conhecida.

18. Um ou mais meios legíveis por máquina não transitórios, de acordo com a reivindicação 17, em que a pluralidade de instruções, adicio- nalmente, faz com que a ECU controle a corrente fornecida ao motor com base pelo menos em parte na temperatura determinada do um ou mais ímãs permanentes.

19. Um ou mais meios legíveis por máquina não transitórios, de acordo com a reivindicação 15, em que a pluralidade de instruções, adicio- nalmente, faz com que a ECU determine uma temperatura Tdo um ou mais ímãs permanentes usando a relação: Φ = Φ0[1 -k (T-T0)], onde Φ é o fluxo magnético determinado do um ou mais ímãs permanentes, Φ0 é um fluxo magnético conhecido do um ou mais ímãs per- manentes que corresponde a uma temperatura conhecida T0, e k é uma constante para o motor.

20. Um ou mais meios legíveis por máquina não transitórios, de acordo com a reivindicação 14, em que a pluralidade de instruções, adicio- nalmente, faz com que a ECU determine, usando o fluxo magnético determi- nado, uma corrente otimizada para dar partida no motor a partir de um esta- do de repouso.