CN102704239B - 一种滚筒洗衣机的不平衡量的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种洗衣机波轮，包括底座和设置底座上的多个叶片，叶片具有叶脉和两侧的具有坡度的拨水面；其特征在于：底座中间设有锥形台，锥形台的外立面上设有凸起的搅拌筋，数量和叶片数量相同，且平滑连接到对应的叶脉上；每个叶片的拨水面具有不同的坡度斜率，拨水面上设有凹集面和凸鼓面，叶脉也对应拨水面的凹集面和凸鼓面的曲面变化呈S形；并且，叶脉的侧视线条以底座中心向外是先凹后凸的连续曲线。本发明叶片呈现螺旋桨的流线形，拨水面平滑温和，但动力强劲、洗涤能力出众；同时，能产生中间上升的水流，将旋转到洗涤桶中心位置的衣物打散，有效的避免缠绕；还有，反转对水流趋势的少破坏，进一步提高防缠绕能力。

Description

一种滚筒洗衣机的不平衡量的检测方法
技术领域
本发明涉及滚筒洗衣机的控制方法，尤其是一种高精度的滚筒洗衣机检测不平衡性的方法。
背景技术
滚筒洗衣机由于其节能、环保、对衣物损坏小等优点，越来越受到消费者的喜爱。但滚筒洗衣机由于其负载情况复杂，所以导致其负载放置不平衡问题的发生很频繁，由此带来的问题是，洗衣机在高速脱水导致噪音高、震动大、能耗高，这些不仅影响了机器的寿命，而且严重时会损坏到人身和财产安全。所以不平衡性检测在滚筒洗衣机上是非常重要的功能，高精度的不平衡测量是提高洗衣机整体性能的重要的手段之一。
现有技术中，是利用检测电机转速，然后和设定转速进行积分运算，得到的值作为“不平衡量”，然后将这个“不平衡量”与洗衣机的设定平衡临界数字进行比较，得到当前的滚筒运行平衡状态。
但是这种检测方法精度不高，所测量的不平衡值是没有剔除掉惯量的影响的，也就是说只是相对的不平衡量。以此为依据的控制程序，对洗衣机的保护不够可靠，比如实际不平衡过大还进入高速脱水，这样不仅增加了洗衣机的震动、噪音和能耗，而且还使脱水性能变差。
发明内容
本发明就是为了克服背景技术所述的现有的不平衡检测方法的不足，发明一种精度更高的滚筒洗衣机的不平衡性的检测方法。
本发明的方法，步骤如下：
第一步，控制主电机达到设定速度 
Figure 88637DEST_PATH_IMAGE001
，并使主电机在速度
Figure 347580DEST_PATH_IMAGE001
稳定运行；
第二步，在速度
Figure 774013DEST_PATH_IMAGE001
状态下滚筒转n圈过程中，根据公式
Figure 776604DEST_PATH_IMAGE002
计算出实际电机速度和设定速度差的积分，把该积分值作为相对不平衡量
Figure 237673DEST_PATH_IMAGE003
；
其特征在于，还包含以下步骤：
第三步，根据公式
Figure 401938DEST_PATH_IMAGE004
计算出电机在转速时，滚筒转每圈过程中所消耗的功
Figure 121949DEST_PATH_IMAGE005
； 
第四步，控制电机加速至设定转速，这个过程要求筒转过圈数位整数
Figure 100587DEST_PATH_IMAGE007
，同时根据公式计算出从速度
Figure 860654DEST_PATH_IMAGE001
到速度电机所消耗掉的功
Figure 802382DEST_PATH_IMAGE009
；
其中，U为电压，I为电流，由于本申请所涉的滚筒洗衣机的电机具有电机控制器控制，所以选用控制器的输出电压和电流参数，即Udcbus为电机控制器的输出电压，Idcbus为电机控制器的输出电流；
第五步，根据上述第三步和第四步测出的数据根据运动学原理                                               
Figure 857963DEST_PATH_IMAGE001
计算出相应的负载惯量
Figure 838789DEST_PATH_IMAGE011
；
第六步，将第二步获得的相对不平衡量
Figure 191272DEST_PATH_IMAGE003
和第五步获得的惯量值
Figure 868241DEST_PATH_IMAGE011
按照确定的公式
Figure 243859DEST_PATH_IMAGE012
计算出绝对不平衡量
Figure 930055DEST_PATH_IMAGE013
；其中K1和K2为常数，根据洗衣机的结构、系统的实际情况产生的拟合曲线选择。
优选的方案：上述步骤中所述的设定转速为80~95rpm；设定转速为120~150rpm。
本发明方法，考虑到了滚筒洗衣机运转的复杂变化，引入了转动惯量，可以减少正常的平衡负载对检测的影响，提高所测定的不平衡量的准确性，以此数据作为依据，结合滚筒洗衣机本身的机械强度、结构设计极限，可以更好的对洗衣机实现精确控制，从而提高洗衣机的使用效果：振动小、噪音低、能耗低、使用寿命长。
附图说明
图1，本发明过程的速度和功率的时序图；
图2，本发明的流程图；
图3，本发明实施例一的负载分布图；
图4，本发明实施例二的负载分布图。
具体实施方式
以滚筒洗衣机为例，滚筒洗衣机包括机箱、机门、盛水筒、衣物筒和控制系统，机门位于箱体的正面或者顶面以进行打开和关闭，盛水筒通过支撑机构和悬挂机构固定在箱体内，衣物筒安装在盛水筒内部，电机和衣物筒通过皮带和皮带轮传动，电机驱动器用来驱动主电机，主控制器系统用来控制洗衣机的整个工作过程。本发明的方法是通过对主电机的转速控制和检测得到需要的运行参数。
如图1，整个检测过程，设定的滚筒洗衣机的主电机速度从
Figure 113409DEST_PATH_IMAGE001
上升到
Figure 337717DEST_PATH_IMAGE006
，对应的功W1和W2有一个变化过程，这个过程以本发明方法进行积分运算，可以获得一个能够精确反映滚筒运转不平衡、产生位移的状态参数。
如图2的流程，具体步骤是这样的：
 1，函数初始化，整个检测过程开始；
2，判断是否需要进行不平衡（OOB）检测，如果是，进入步骤3，如果不是，回到步骤1；
3，初始化所有设定变量；
4，控制主电机达到设定速度
Figure 602476DEST_PATH_IMAGE001
，并使主电机在速度
Figure 886827DEST_PATH_IMAGE001
稳定运行；其间对是否达到
Figure 33775DEST_PATH_IMAGE001
进行检测，达到了才进入步骤5；
5，在速度
Figure 999457DEST_PATH_IMAGE001
状态下滚筒转n圈过程中，根据实际电机速度和设定速度差，按照公式计算出相对不平衡量
Figure 636291DEST_PATH_IMAGE003
；
6，根据公式计算出电机在转速
Figure 39908DEST_PATH_IMAGE001
时，滚筒转每圈过程中所消耗的功；
7，控制电机加速至设定转速
Figure 636904DEST_PATH_IMAGE006
，这个过程要求筒转过圈数位整数
Figure 758444DEST_PATH_IMAGE007
，根据公式
Figure 128245DEST_PATH_IMAGE016
计算出从速度
Figure 222103DEST_PATH_IMAGE001
到速度电机所消耗掉的功
Figure 627994DEST_PATH_IMAGE009
；
8，根据运动学原理
Figure 428228DEST_PATH_IMAGE002
计算出相应的负载惯量
Figure 484271DEST_PATH_IMAGE011
；
9，按照公式
Figure 452227DEST_PATH_IMAGE012
计算出绝对不平衡量
Figure 486042DEST_PATH_IMAGE013
;
10，检测结束。
检测得到的
Figure 197646DEST_PATH_IMAGE013
是一个考虑了惯量的更为精确的不平衡量，称为绝对不平衡量，较之相对不平衡量，更加可靠真实的反映当前洗衣机的运行状态。将
Figure 328413DEST_PATH_IMAGE013
结合着洗衣机的结构、系统来判断是否已经需要采取保护措施。
实施例一，空桶（无平衡负载）+1000g的纯偏心负载2的情况，具体负载分布如图3： 
设定
Figure 404954DEST_PATH_IMAGE018
，设定
Figure 722803DEST_PATH_IMAGE019
，按照本发明方法计算得到
Figure 238098DEST_PATH_IMAGE003
 = 101，w1 = 401617， w2 = 2318315，测得圈数m = 4， 负载转动惯量J = 62，最后得到的  = 93；假设一台洗衣机的设计
Figure 470813DEST_PATH_IMAGE013
不大于100的话，那现在的不平衡量是处在可控和合理范围。
实施例二，5.1kg平衡负载1+1000g的纯偏心负载2，负载分布如图4：
设定
Figure 275958DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure 267048DEST_PATH_IMAGE021
，计算得到
Figure 106828DEST_PATH_IMAGE003
= 52，w1 = 641276， w2 = 4038294，测得圈数m = 4， 负载转动惯量J = 128， 
Figure 587488DEST_PATH_IMAGE013
 = 99。
由上述两个实施例可以看出，同样存在1000g的偏心的情况下，空桶和5.1kg的负载（5.1负载是常用的正常洗涤负载量）情况下，得到的不平衡量数据相差很小，所以可以更加精确的反映出洗衣机的不平衡量，受到正常平衡负载的影响较小。较之现有的“相对不平衡量”有明显的进步。
轻易可知，以上的检测步骤和计算方法，可以编译成主控制器内的程序实现；这个最终数据可以与事先根据洗衣机设计指标设定的不平衡性极限参数比较，以判断当前的运行状态是否超出许可范围。然后主控制器可以对应的控制洗衣机做出精确和有益的动作。最大可能的减少因为不平衡造成的噪音大、振动大、能耗高等问题，提高洗衣机的使用寿命和使用效果。

Claims (3)

1.一种滚筒洗衣机的不平衡量的检测方法，步骤如下：
第一步，控制主电机达到设定速度                                                
Figure 796519DEST_PATH_IMAGE001
，并使主电机在速度
Figure 995419DEST_PATH_IMAGE001
稳定运行；
第二步，在速度
Figure 664298DEST_PATH_IMAGE001
状态下滚筒转n圈过程中，根据公式
Figure DEST_PATH_IMAGE002
计算出实际电机速度和设定速度差的积分，把该积分值作为相对不平衡量
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
其特征在于，还包含以下步骤：
第三步，根据公式
Figure DEST_PATH_IMAGE004
计算出电机在转速
Figure 405464DEST_PATH_IMAGE001
时，滚筒转每圈过程中所消耗的功
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
第四步，控制电机加速至设定转速
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，这个过程要求筒转过圈数位整数
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，同时根据公式
Figure DEST_PATH_IMAGE008
计算出从速度到速度
Figure 910526DEST_PATH_IMAGE006
电机所消耗掉的功
Figure DEST_PATH_IMAGE009
；
其中， Udcbus为电机控制器的输出电压，Idcbus为电机控制器的输出电流；
第五步，根据上述第三步和第四步测出的数据根据运动学原理
Figure 2012101780887100001DEST_PATH_IMAGE010
计算出相应的负载惯量
Figure DEST_PATH_IMAGE011
；
第六步，将第二步获得的相对不平衡量
Figure 585221DEST_PATH_IMAGE003
和第五步获得的惯量值按照确定的公式
Figure DEST_PATH_IMAGE012
计算出绝对不平衡量
Figure DEST_PATH_IMAGE013
。
2.根据权利要求1所述的滚筒洗衣机的不平衡量的检测方法，其特征是：所述的设定转速
Figure 223936DEST_PATH_IMAGE001
为80~95rpm。
3.根据权利要求1所述的滚筒洗衣机的不平衡量的检测方法，其特征是：所述的设定转速为120~150rpm。
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