CN101358420A - 降低洗衣机脱水震动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低洗衣机脱水震动的方法，是通过以下步骤实现的：利用加速度传感器，检测脱水时整机振动幅度，感知衣物甩干程度，并输出到电机转速调节控制器中(1)；通过电机转速控制器，调节电机的阶跃转速(2)；在脱水转速阶跃过程中，控制器要越过振动明显增大的区域，直到振动幅度降到谷点后为止(3)；通过转速调节使电机稳定在此转速运行(4)；本发明的有益效果是：不但实现了减振，而且成本较低。

Description

降低洗衣机脱水震动的方法

技术领域

本发明涉及一种洗衣机，尤其涉及一种降低洗衣机脱水振动的方法。

背景技术

众所周知，洗衣机脱水时由于衣服中水未排除干净，衣服不可能均匀的散布在桶内四周，内桶旋转时，由于内桶不平衡产生很大的振动，如果与整机固有振动频率相同，就会产生强烈的共振，形成较大的噪音。

现有技术中针对不同洗衣机采用不同的方法以达到降低振动的目的：

在波轮洗衣机中，定频洗衣机在脱水起动时，转速由零直接提升到某一高转速，转速跨度大，造成振动大、噪音大。而变频调速技术的应用可使洗衣机进行软起动，电机转速可以由零到最高转速逐渐提升，使脱水筒平稳地旋转起来，振动极小。

定频洗衣机由于振动大，其脱水转速受到限制，不能设计很高的脱水转速。而利用变频调速技术可以使洗衣机达到较高的脱水转速，不但能缩短洗衣时间，而且脱水率更高。

但利用变频调速技术方法需要通过物理模型和大量的实验综合确定各种负载状况下、需要抑制振动的频率；根据隔振系统理论和洗衣机的负载状况，确定合适的洗衣值及频率灵敏度，并据此确定系统固有频率的变化范围；在考虑电机特性情况下，计算出各种负载下的最佳升速率；编写电机控制软件。这样必然延长了开发周期，增加了系统复杂程度，降低了整机可靠性，也提高了生产成本。

在滚筒洗衣机中，在滚筒上方压着大质量的水泥块，降低整机固有振动频率，使内桶旋转不平衡振动频率远大于整机固有振动频率，避免产生共振。

但此方法需要加大整机的支撑强度，整机显得笨重，费料，生产成本较高。不方便搬运，也增加了运输成本。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种降低洗衣机脱水震动的方法，旨在解决上述的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步骤实现的：

利用加速度传感器，检测脱水时整机振动幅度，感知衣物甩干程度，并输出到电机转速调节控制器中；

通过电机转速控制器，调节电机的阶跃转速；

在脱水转速阶跃过程中，控制器要越过振动明显增大的区域，直到振动幅度降到谷点后为止；

通过转速调节使电机稳定在此转速运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：不但实现了减振，而且成本较低。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是本发明中采用的加速度传感器模块图；

图3是本发明中采用的电机转速控制器模块图；

图4是在转速阶跃幅度过大时将产生共振现象示意图；

图5是当衣物严重缠绕，脱水内桶旋转不平衡时，内桶与机壳相碰时的波形图；

图6是脱水转速随时间变化时与振动幅度之间关系图；

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

由图1可见：本发明是通过以下步骤实现的：

利用加速度传感器，检测脱水时整机振动幅度，感知衣物甩干程度，并输出到电机转速调节控制器中1；

通过电机转速控制器，调节电机的阶跃转速2；

在脱水转速阶跃过程中，控制器要越过振动明显增大的区域，直到振动幅度降到谷点后为止3；

通过转速调节使电机稳定在此转速运行4。

本发明中加速度传感器的要求是窄频带加速度传感器；利用现有的技术使用压电陶瓷片，通过50HZ陷波放大，滤除工频电磁干扰，再经过带通滤波器，滤掉无用的干扰杂波，提取洗衣机脱水时的振动模拟信号，输出到电机转速调节控制器中。

本发明中电机转速控制器的作用是调节电机的阶跃转速：在脱水转速阶跃过程中，控制器要越过振动明显增大的区域，直到振动幅度降到谷点后为止，然后存储此转速数值。

电机转速控制器的功能可利用洗衣机单片机来实现(如图3所示)。

单片机控制电机加速时，整机振动强度通过加速度传感器转变为电压，送单片机A/D口，判别振动幅度变化率极性；当振动幅度变化率极性为正，振幅变大，电机需要快速加速；当振动幅度变化率极性为负，振幅变小，电机需要继续加速。当振动幅度变化率基本为零时，振幅最小，电机加速停止；然后存储此转速数值，作为转速调节器的输入设定值。

当加速度传感器输出电压＞4V时，判断为脱水内桶旋转严重不平衡，内桶与机壳相碰，作脱水不平衡处理。

本发明中转速调节器的作用是调节电机的转速，以恒定的速度旋转。对于定频洗衣机的电机，可以通过调节电机通电/断电的比例，即位式调节方式，控制电机的转速；转速调节器的输入设定值与转速传感器测量的转速相比较，差值为正，加大电机通电/断电的比例；反之，减小电机通电/断电的比例；差值基本为零，电机通电/断电的比例维持不变。

此时通过较长时间的恒速旋转，在离心力的作用下，甩干衣物中部分水分，振动幅度进一步减小。

当振动幅度不能进一步减小时，说明衣物中剩余水分无法继续甩干，需要调节电机到下个阶跃转速，重复步骤2，直到脱水规定的转速为止。

本发明由于在普通洗衣机上只要增加加速度传感器、转速传感器，费用约人民币30元，比变频调速成本低得多。

本发明的设计原理是基于这样的实验事实：

洗衣机脱水时由于衣服中水未排除干净，衣服不可能均匀的散布在桶内四周，造成内桶周边质量不均匀，内桶旋转时，转动不平衡产生很大的振动，如果与整机固有振动频率相同，就会产生强烈的共振，形成较大的噪音。在衣物较多、转速与整机固有振动频率相同时，脱水产生共振。整机固有振动频率除了在制造时确定外，还与衣物的重量、含水率、衣服在桶内散布的均匀度有关。因此，整机固有振动频率是个变量，在转速阶跃幅度过大时将产生共振(如图4所示)。图中A处表示共振。

当衣物严重缠绕，脱水内桶旋转不平衡时，图中B处是内桶与机壳相碰时的波形(如图5所示)。

实验证明，在衣物最多时，脱水时转速从100r/min上升到220r/min，内桶旋转振动较小。通过较长时间的低速旋转，在离心力的作用下，甩干衣物中部分水分，振动幅度进一步减小(如图6所示中的C处)。然后脱水转速阶跃到下一个较高的转速(例如300r/min)。在脱水转速阶跃过程中，有一个振动明显增大的区域(图6中220r/min到300r/min的过渡区域)，此时需要将脱水转速进一步提高，直到振动幅度降到谷点后为止。

本发明不但可应用到滚筒洗衣机，可以减轻或取消滚筒上方压着的大质量水泥块，降低整机的支撑强度，方便搬运，降低运输成本；还可应用到烟道式热水器中，可以排除排风机偶然引起的共振。

Claims (2)

1.一种降低洗衣机脱水震动的方法，是通过以下步骤实现的：

利用加速度传感器，检测脱水时整机振动幅度，感知衣物甩干程度，并输出到电机转速调节控制器中(1)；

通过电机转速控制器，调节电机的阶跃转速(2)；

在脱水转速阶跃过程中，控制器要越过振动明显增大的区域，直到振动幅度降到谷点后为止(3)；

通过转速调节使电机稳定在此转速运行(4)。

2.根据权利要求2所述的降低洗衣机脱水震动的方法，其中在步骤(1)中：可以通过调节电机通电/断电的比例，即位式调节方式，控制电机的转速；转速调节器的输入设定值与转速传感器测量的转速相比较，差值为正，加大电机通电/断电的比例；反之，减小电机通电/断电的比例；差值基本为零，电机通电/断电的比例维持不变；

此时通过较长时间的恒速旋转，在离心力的作用下，甩干衣物中部分水分，振动幅度进一步减小；

在步骤(2)中：单片机控制电机加速时，整机振动强度通过加速度传感器转变为电压，送单片机A/D口，判别振动幅度变化率极性；当振动幅度变化率极性为正，振幅变大，电机需要快速加速；当振动幅度变化率极性为负，振幅变小，电机需要继续加速。当振动幅度变化率基本为零时，振幅最小，电机加速停止；然后存储此转速数值，作为转速调节器的输入设定值。

当加速度传感器输出电压＞4V时，判断为脱水内桶旋转严重不平衡，内桶与机壳相碰，作脱水不平衡处理；

在步骤(4)中：当振动幅度不能进一步减小时，说明衣物中剩余水分无法继续甩干，需要调节电机到下个阶跃转速，重复步骤(2)，直到脱水规定的转速为止。

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