CN104158465A - 马达控制方法、洗衣机马达皮带异常的检知方法及洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种马达控制方法，属于电控领域，解决了现有技术中输出电压和输出频率的组合控制马达的工作效率无法最大化的问题，解决该问题的技术方案主要是先固定马达的工作电压V1，调整马达的工作频率，固定在频率f2，然后在频率f2固定的条件下，调整马达的工作电压并固定在电压V2，此时马达的转速稳定在目标转速。在此基础上，本发明还提供了洗衣机马达皮带异常的检知方法，采用上述马达控制方法来控制洗衣机马达，并采用上述洗衣机马达皮带异常的检知方法来判断洗衣机马达的皮带是否打滑或脱落。本发明主要用于马达的控制及皮带异常状态的检知。

Description

马达控制方法、洗衣机马达皮带异常的检知方法及洗衣机

技术领域

本发明涉及马达，特别是一种马达控制方法、洗衣机马达皮带异常的检知方法及洗衣机。

背景技术

马达和皮带组成的动力系统，被广泛运用于各个设备。在马达控制中，输出电压和输出频率的组合控制(VF控制)是一种最常见、最易实现的方式。但是在VF控制过程中，电压和频率的组合都通过VF曲线来调整，一旦需要调整，两者同时变化，很难保证马达在每个状态下的电压和频率的控制组合是最优的。马达在运转中，会受到各种各样的因素影响(负荷、单体偏差、工作电压等等)，从而导致其需求力矩不同。要使VF控制的效率最大化，对VF曲线的设计要求很高，需要在各个状态下，马达都运行在最佳效率点，但显然无法通过一条VF曲线来完成，而采用多条VF曲线，软件的复杂性都会大大增加。因此，一条VF曲线的控制，电压和频率的可变范围小，不可避免的会出现部分效率不好的情况。

采用VF控制方式，只能依靠转速来对马达运转状态进行检知。在马达运转过程中，由于负荷不定以及皮带本身的松紧和损耗，在传动过程中会出现各种异常运转状态，比如马达在皮带上打滑、皮带脱落等，从而导致整个动力系统的性能下降，甚至无法提供输出动力，而系统却很难根据马达的转速针对马达运转是否出现异常做出准确的判断。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种马达控制方法，使马达在各个正常的运转状态的效率都比较好，提升了整个系统的性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：马达控制方法，包括如下步骤：

1)启动马达，并采用电压和频率组合控制马达运转；

2)判断马达是否正常启动，如果是，则进入下一步骤，如果否，则控制马达停止运转并返回上一步骤；

3)固定马达的工作电压V1，调整马达的工作频率，固定在频率f2；

4)在频率f2固定的条件下，调整马达的工作电压，固定在电压V2，此时马达的转速稳定在目标转速；

5)马达运转时间到，结束运转。

本发明提供了洗衣机马达皮带异常的检知方法，洗衣机马达采用上述马达控制方法来控制，洗衣机马达在频率f2固定的条件下运转，若洗衣机马达的运转时间未到，实时检测洗衣机马达的工作电压V，并将电压V与洗衣机马达在正常运转下的最大电压值Vmax和最小电压值Vmin进行比较；若在t1时间内，V持续大于Vmax，则判定洗衣机马达上的皮带打滑，控制洗衣机马达停止运转，返回步骤1)；若在t2时间内，V持续小于Vmin，则判定洗衣机马达上的皮带脱落，控制洗衣机马达停止运转，发出提醒。

另外，本发明还提供了洗衣机，具有洗衣机马达，所述洗衣机马达采用上述马达控制方法来控制运转，并采用上述检知方法来判断洗衣机马达的皮带是否打滑或脱落。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：在马达起动后，进入转速反馈控制时，先定压调频，将频率调整到一个效率较好的固定频率，效率较好是指将马达的输出频率稳定在一个固定频率后，马达在不同的负荷条件下的工作效率都处于较高的状态，能够充分发挥马达的设计性能，然后再定频调压，根据需求力矩调整电压，使洗衣机马达的转速稳定在目标转速。在固定的输出频率下，洗衣机马达的力矩与电压成线性关系，因此通过检知电压的变化来确认马达的状态；而应用到洗衣机中，整个洗衣过程中马达的用电量下降了13％～26％，特别是空负荷(仅有水时)的洗涤电流下降了62％，控制板的温度余量增加60％，其余各个状态的马达电流也有下降，节能效果明显。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例一的马达控制曲线示意图；

图2为在固定频率下马达力矩与电压关系曲线图；

图3为在固定频率下皮带异常时的马达电压示意图。

具体实施方式

实施例一：

本发明第一种实施例提供了马达控制方法，包括如下步骤：

1)启动马达，并采用电压和频率组合控制马达运转；

2)判断马达是否正常启动，如果是，则进入下一步骤，如果否，则控制马达停止运转并返回上一步骤；

3)固定马达的工作电压V1，调整马达的工作频率，固定在频率f2；

4)在频率f2固定的条件下，调整马达的工作电压，固定在电压V2，此时马达的转速稳定在目标转速；

5)马达运转时间到，结束运转。

上述步骤1)中，采用电压和频率组合控制马达运转是通过控制系统采用马达的输出电压V和输出频率f的关系曲线对马达的电压和频率进行组合调整控制。步骤2)中，判断马达正常启动的标准是马达从停止到转动，并且进入转速反馈控制阶段。

具体控制曲线如图1所示。该马达控制方法可以应用到洗衣机马达上，经过实验测出，通常的洗衣机洗涤时，将洗衣机马达运转频率控制在10～15hz间，不管输出电压多少，洗衣机马达的效率都比较好，所以控制所述频率f2优选为10～15hz，本发明中的马达控制方案在马达起动后，进入转速反馈控制阶段，先定压调频，将频率调整到一个效率较好的固定频率，然后再定频调压，根据需求力矩调整电压，使洗衣机马达的转速稳定在目标转速。

如图2所示为在10～15hz范围内将频率调整到一个效率较好的固定频率时马达输出力矩与电压关系图，输出力矩与电压成呈线性关系。通常，洗衣机马达的正常工作电压V2为10～43V，而在固定频率下，皮带打滑和皮带脱落/断裂后的洗衣机马达运转的电压，会在洗衣机马达运转的正常工作电压范围之外，如图3所示，皮带打滑时，洗衣机马达电压会达到48V以上，而皮带脱落或断裂后，洗衣机马达电压只有8V。可以得到的结论是，洗衣机马达在皮带上打滑时，需求力矩很大；洗衣机马达皮带脱落后，由于仅有洗衣机马达单体运转，洗衣机马达的需求力矩很小。因此根据这个特性，可以利用检测力矩的的变化来判定马达的运转状态。而本发明在马达定频调压的控制方法中，马达力矩的变化可以转化为电压的变化。系统实时检知洗衣机电压的变化，根据当前洗衣机电压是否在洗衣机马达正常工作电压范围内变化，从而判定当前洗衣机马达是否运转在正常状态。如果当前电压持续高于正常工作电压范围，则认为此时皮带在打滑，甚至堵转；反之，如果当前持续低于正常工作电压范围，则认为洗衣机马达仅有单体运转，皮带已脱落/断裂。

具体检知方法见实施例二。

实施例二：

本实施例提供了洗衣机马达皮带异常的检知方法，洗衣机马达采用实施例一所述的马达控制方法来控制，洗衣机马达在频率f2固定的条件下运转，若洗衣机马达的运转时间未到，实时检测洗衣机马达的工作电压V，并将电压V与洗衣机马达在正常运转下的最大电压值Vmax和最小电压值Vmin进行比较；若在t1时间内，V持续大于Vmax，则判定洗衣机马达上的皮带打滑，控制洗衣机马达停止运转，返回步骤1)，即重新尝试启动洗衣机马达，并采用电压和频率组合控制洗衣机马达运转；若在t2时间内，V持续小于Vmin，则判定洗衣机马达上的皮带脱落，控制洗衣机马达停止运转，发出提醒。洗衣机马达正常运转的判断标准是转速在允许范围内波动，符合理论设计要求。如果出现偶然性的波动比较大，但是持续时间很短，比如V在一瞬间大于Vmax，持续时间小于t1，或者，V在一瞬间小于Vmin，持续时间小于t2，则都不会被认为是洗衣机马达皮带异常，会重新检知，避免误检知。

具体到洗衣机马达的产品中，t1为1～2S，例如1S、1.5S或2S等等，所述Vmax为43V，t2为1～2S，例如1S、1.5S或2S等等，所述Vmin为10V。无论是皮带打滑或脱落或断裂，检知时间都很短，效率很高，而且可靠，不会影响用户的操作体验。

实施例三：

本实施例是将实施例一和实施例二结合应用到洗衣机中。本实施例提供洗衣机，具有洗衣机马达，洗衣机马达采用实施例一的马达控制方法来控制运转，并采用实施例二所述的检知方法来判断洗衣机马达的皮带是否打滑或脱落。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (3)

1.马达控制方法，其特征在于包括如下步骤：

1)启动马达，并采用电压和频率组合控制马达运转；

2)判断马达是否正常启动，如果是，则进入下一步骤，如果否，则控制马达停止运转并返回上一步骤；

3)固定马达的工作电压V1，调整马达的工作频率，固定在频率f2；

4)在频率f2固定的条件下，调整马达的工作电压，固定在电压V2，此时马达的转速稳定在目标转速；

5)马达运转时间到，结束运转。

2.洗衣机马达皮带异常的检知方法，其特征在于：洗衣机马达采用权利要求2所述的马达控制方法来控制，洗衣机马达在频率f2固定的条件下运转，若洗衣机马达的运转时间未到，实时检测洗衣机马达的工作电压V，并将电压V与洗衣机马达在正常运转下的最大电压值Vmax和最小电压值Vmin进行比较；若在t1时间内，V持续大于Vmax，则判定洗衣机马达上的皮带打滑，控制洗衣机马达停止运转，返回步骤1)；若在t2时间内，V持续小于Vmin，则判定洗衣机马达上的皮带脱落，控制洗衣机马达停止运转，发出提醒。

3.洗衣机，具有洗衣机马达，其特征在于：所述洗衣机马达采用权利要求2所述的马达控制方法来控制运转，并采用权利要求4所述的检知方法来判断洗衣机马达的皮带是否打滑或脱落。