CN104911867B - 一种制动装置、具有此装置的洗衣机及洗衣机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制动装置，包括控制器、变频器、弧形电机和感应部，弧形电机设于洗衣机外筒，洗衣机内筒设有感应部，感应部与弧形电机的高度相适应，弧形电机电连接变频器，变频器与控制器电连接。控制器控制变频器输出电流至弧形电机使弧形电机产生磁场，感应部受磁力进而制动内筒的转动。本发明提供一种洗衣机，包括上述制动装置。本发明提供洗衣机的控制方法，通过控制器控制变频器输出电流至弧形电机，使内筒的感应部在弧形电机产生的磁场中受磁力进而使内筒发生转动，当需要停止内筒转动时，通过改变输出至弧形电机的电流方向得到反向的磁力制动内筒的转动。可实现内筒制动而不会发生因制动装置磨损或疲劳而产生的制动失效的情况。

Description

一种制动装置、具有此装置的洗衣机及洗衣机的控制方法

技术领域

本发明涉及一种制动装置、一种洗衣机及洗衣机的控制方法，属于洗衣机装置和控制方法领域。

背景技术

目前波轮洗衣机的制动方式是在联轴器上设置刹车机构如图1、2，当甩干结束时，拉簧3拉动刹车动臂8靠近刹车盘1，通过刹车块7与刹车盘1间的摩擦力进行刹车，最终使电动机轴2停止转动。这种方式采用了机械式，时间久了刹车块会磨得越来越小，拉簧也会失效，导致刹车不灵敏甚至不能刹车。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种制动装置、具有此装置的洗衣机及洗衣机的控制方法，洗衣机安装此制动装置后，采取磁力制动的非接触式制动，防止因接触制动磨损造成的制动失效。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种制动装置，包括控制器、变频器、弧形电机和感应部，弧形电机设于洗衣机外筒，洗衣机内筒设有感应部，感应部与弧形电机的高度相适应，弧形电机电连接变频器，变频器与控制器电连接；控制器控制变频器输出电流至弧形电机使弧形电机产生磁场，感应部受磁力进而制动内筒的转动。弧形电机位于外筒的上部，感应部位于内筒的上部。

进一步的，还包括速度传感器，速度传感器与控制器电连接，速度传感器用于检测内筒速度。

进一步的，所述感应部为环形导磁板，环形导磁板套在内筒上并与内筒固定；或者内筒自身的一部分为感应部，感应部为导磁材料。

一种制动装置，包括控制器、变频器、弧形电机、电磁铁和感应部，弧形电机、电磁铁设于洗衣机外筒，洗衣机内筒设有感应部，感应部与弧形电机、电磁铁的高度相适应，弧形电机及电磁铁均电连接变频器，变频器与控制器电连接；控制器控制变频器对电磁铁通电，使感应部在电磁铁产生的磁场中受磁力进而制动洗衣机内筒的转动。弧形电机、电磁铁位于外筒的上部，感应部位于内筒的上部。

进一步的，还包括速度传感器，速度传感器与控制器电连接，速度传感器用于检测内筒速度，所述速度传感器安装于外筒内侧。

进一步的，电磁铁均匀设置于外筒上，电磁铁与弧形电机在同一高度的圆周上间隔设置，且与内筒上的感应部的高度相适应。

一种洗衣机，包括以上任一项所述的制动装置。

一种洗衣机的控制方法，通过控制器控制变频器输出电流至弧形电机，使内筒的感应部在弧形电机产生的磁场中受磁力进而使内筒发生转动，当需要停止内筒转动时，通过反向的磁力制动内筒的转动。

进一步的，通过改变电流来获得制动内筒转动的磁力。

进一步的，检测内筒的转速，根据所述转速改变电流。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明一种制动装置，弧形电机固定安装在洗衣机外筒上，感应部在洗衣机内筒上，弧形电机与感应部的高度相适应，弧形电机在通电时产生变化的磁场，感应部在此变化的磁场中产生感应电流，进而感应部受磁力作用，从而使内筒整体受力实现内筒绕其中心轴的旋转。在内筒需要制动时，控制器将信号传给变频器，控制变频器改变输出至弧形电机的电流方向，从而改变弧形电机的磁场，使感应部所受磁力与之前所受的磁力方向相反，实现洗衣机内筒的制动。采用非接触式制动，没有机械摩擦，可防止因接触制动磨损造成的制动失效。

本发明一种制动装置，弧形电机在通电时产生变化的磁场，感应部在此变化的磁场中产生感应电流，进而感应部受磁力作用，从而使内筒整体受力实现内筒绕其中心轴的旋转。在内筒需要制动时，控制器将信号传给变频器，变频器对弧形电机断电、对电磁铁通电，且变频器输出至电磁铁的电流方向与之前输出至弧形电机的电流方向相反，感应部在电磁铁产生的变化磁场中受磁力，且此磁力与之前在弧形电机所产生的磁场中所受磁力方向相反，因此，内筒原来在弧形电机产生的磁场中朝一个方向转动，现在电磁铁产生的磁场中受磁力阻力从而实现洗衣机内筒的制动。采用非接触式制动，没有机械摩擦，可防止因接触制动磨损造成的制动失效。

本发明一种洗衣机，包括采用磁力进行制动的制动装置，通过控制器控制变频器输出至弧形电机或电磁铁的电流方向，使洗衣机内筒的感应部受到的磁力与之前所受磁力方向相反，进而实现内筒制动。通过磁力的非接触式制动，克服了机械式接触制动的磨损引发制动失效的弊端。

本发明一种洗衣机的控制方法，采用改变电流方向的方式来改变洗衣机内筒感应部所受磁力的方向，使内筒的感应部受反向的磁力阻力，从而实现内筒的制动。通过磁力的非接触式制动，克服了机械式接触制动的磨损引发制动失效的弊端。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1是背景技术中提供的刹车机构不工作时的结构示意图。

图2是背景技术中提供的刹车机构工作时的结构示意图。

图3是本发明实施例一中弧形电机在洗衣机外筒上的安装示意图。

图4是本发明实施例二中弧形电机及电磁铁在洗衣机外筒上的安装示意图。

1、刹车盘 2、电动机轴 3、拉簧 4、刹车块 5、刹车动臂 6、外筒 7、内筒 8、弧形电机 9、电磁铁。

具体实施方式

实施例一

一种制动装置，包括控制器、弧形电机、变频器、感应部和速度传感器。

弧形电机固定安装在洗衣机外筒上，洗衣机内筒设有感应部，感应部与弧形电机的高度相适应，弧形电机在通电时，感应部受感应而生的磁力从而使内筒旋转，弧形电机电连接变频器，变频器与安装在洗衣机的控制器电连接；速度传感器与控制器电连接，速度传感器用于检测内筒速度。控制器采用PLC。

洗衣机内筒底部与外筒底部通过轴连接，弧形电机8位于外筒6的上部，感应部位于内筒7的上部。

需要洗衣机工作时，PLC将信号传给变频器，使变频器输出电流至弧形电机。弧形电机通电产生变化的磁场，感应部在此变化的磁场中产生感应电流，进而感应部受磁力作用，因为感应部在洗衣机内筒上，从而使内筒整体受力，实现内筒绕其中心轴的旋转。

速度传感器安装于外筒内侧，对准内筒。由于内筒中衣物可能放置不均衡导致内筒偏心，故内筒转动时可能会偏移其正常位置而与外筒发生碰撞。而洗衣机内筒与外筒的底部通过轴连接，故内筒旋转时其上端偏移的量大，因此，速度传感器安装于外筒内侧的中部或下部，以防内筒撞击。

感应部为环形导磁板，环形导磁板套在内筒上并与内筒固定。在其他实施例中，感应部也可以与洗衣机内筒一体成型，内筒自身的一部分为感应部，感应部为导磁材料。

弧形电机成对设置，对称固定安装在洗衣机外筒壁上。

当正常洗衣时，由于洗衣机的内筒需要不断的顺时针转和逆时针转，利用内筒的正反转使内筒内部的水和衣物摩擦进行洗涤，因此就需要变频器不断的改变对弧形电机输出电流的方向。

内筒在顺时针转动一定时间后，PLC将信号传给变频器，控制变频器改变其对弧形电机输出电流的方向，从而改变弧形电机产生的磁场，使感应部所受磁力改变方向，从而使内筒实现反向的逆时针转动。

内筒逆时针转动一定时间后，PLC将信号传给变频器，控制变频器再次改变其对弧形电机输出电流的方向，从而改变弧形电机产生的磁场，使感应部所受磁力改变方向，内筒顺时针转动。循环进行，以进行洗衣。

在内筒顺时针转动需要完全制动不再转动洗衣时，PLC将信号传给变频器，控制变频器改变输出至弧形电机的输出电流方向，从而改变弧形电机产生的磁场，使感应部所受磁力改变方向，此时感应部所受磁力与感应部之前所受的磁力方向相反。感应部受到反向力，从而使内筒原顺时针方向的旋转受阻，速度逐渐降低直至变为零，实现洗衣机内筒的制动。

同理，在内筒逆时针转动需要完全制动不再转动洗衣时，PLC使变频器改变输出至弧形电机的输出电流方向，从而改变弧形电机产生的磁场，使感应部所受磁力改变方向，使内筒原逆时针方向的旋转受阻，速度逐渐降低直至变为零，从而使内筒实现制动，在内筒速度为零实现制动时，停止变频器的电流输出，使弧形电机不产生磁场，因此内筒上的感应部不再受磁力作用，内筒不会继续转动。

内筒的转速通过速度传感器检测，在速度传感器检测内筒速度的过程中，PLC会根据速度传感器检测到的速度信息来改变变频器提供到弧形电机的电流，从而实现内筒制动。设置速度传感器检测内筒的速度，将信号传至PLC，在内筒转速为零实现制动时，PLC控制变频器停止对弧形电机的电流输出，使弧形电机不产生磁场，内筒上的感应部不再受磁力作用，内筒不会继续转动。

弧形电机可以直接固定在外筒壁上，也可以通过弧形电机固定支架和连杆固定连接在外筒上。

在本实施例中，弧形电机通过弧形电机固定支架和连杆固定连接在外筒上。弧形电机固定支架为弧形，其一侧与洗衣机外筒形状相配合，弧形电机固定支架位于外筒外侧并与外筒贴合但不固定，弧形电机固定在弧形电机固定支架上并与外筒贴合。连杆一端连接弧形电机固定支架，另一端连接外筒顶端。连杆将弧形电机固定支架吊接在外筒的外侧。

为了使连杆与外筒连接方便，且使弧形电机固定支架与外筒能更方便的同轴安装，本实施例中，洗衣机的电机固定装置还包括上固定支架。上固定支架固定于外筒的顶端，且其外缘超出外筒的外缘，连杆两端分别连接弧形电机固定支架和上固定支架。

弧形电机固定支架的纵截面为[形,由上板、下板和竖板组成，竖板与外筒贴合。由于竖板与外筒的接触面积较大，因此能更好的防止内筒撞击外筒所造成的外筒变形。

由于弧形电机固定支架位于外筒的外侧，因此连杆的一端连接上固定支架超出外筒外缘的部分并通过螺母固定，另一端连接弧形电机固定支架的上板和下板并通过螺母固定，使连杆保持竖直状态，连杆竖直连接上固定支架和弧形电机固定支架。这样，弧形电机固定支架能更方便的与外筒同轴安装。

弧形电机固定支架在高度上位于靠近内筒1上端口的位置，设置于外筒外侧。由于内筒撞击外筒时是通过其上端撞击，因此，弧形电机固定支架安装在此位置能有效地保护外筒在内筒撞击时不变形。

弧形电机固定支架有四个，均匀的设置在外筒外侧。

与每个弧形电机固定支架连接的连杆有多根，优选为三根刚性连杆。三根连杆可以使弧形电机固定支架与外筒上端的上固定支架连接更稳固，使弧形电机固定支架与外筒上端的上固定支架之间的相对位置不容易发生变化，从而使弧形电机固定支架与外筒之间相对位置不容易发生变化。

将外筒通过四个吊杆安装到洗衣机框架上，使内筒和外筒悬置在洗衣机框架的内部。在内筒高速旋转过程中由于偏心力而撞击外筒时，弧形电机固定支架可以起到支撑作用，保护外筒不变形。弧形电机固定支架作为弧形电机的安装固定支架，将弧形电机安装于其上，这样弧形电机通过电机固定装置安装到了外筒上，随外筒的轻微动作而一同动作，这样就有效的保证了内筒与外筒弧形电机之间的间隙，可以防止外筒因为变形导致内筒与外筒弧形电机间隙过大，从而导致安装在外筒上的弧形电机与安装在内筒的感应装置之间电磁感应较差的情况。

本实施例中，弧形电机固定支架位于外筒外侧并与外筒贴合但不固定，弧形电机固定在弧形电机固定支架上并与外筒贴合。

本发明实施例的一种制动装置，通过弧形电机产生的变化磁场使内筒上的感应部受感应而生的磁力进而带动内筒转动进行洗衣，并利用PLC控制变频器改变对弧形电机的输出电流方向，实现内筒的正反转，也可以实现对内筒的制动。本发明利用电磁感应原理使内筒转动和对内筒制动，不再进行传统的机械式制动，能够很好的实现制动而不会发生因制动装置磨损或疲劳而产生的制动失效的情况。而且弧形电机固定支架还可以对外筒进行保护，减少内筒失衡时碰撞造成的外筒变形。

实施例二

与实施例一不同的是，如图4所示，在本实施例中，洗衣机制动装置还包括电磁铁9，电磁铁9有多个且均与变频器电连接，电磁铁9均匀设置于洗衣机外筒6的外壁上。弧形电机8为两个，对称安装在外筒上，弧形电机与变频器电连接。在本实施例中，电磁铁为4个，与弧形电机在同一高度的圆周上间隔设置，且与内筒上的感应部的高度相适应。

在其他实施例中，电磁铁与弧形电机在高度上相错，且弧形电机、电磁铁均与内筒上的感应部的高度相适应。

采用弧形电机来控制内筒的旋转，而电磁铁则负责内筒的制动。控制器控制变频器对弧形电机和电磁铁轮流通电。

需要内筒转动进行洗衣时，PLC控制变频器输出电流至弧形电机，弧形电机通电而电磁铁不通电。弧形电机通电产生变化的磁场，感应部在此变化的磁场中产生感应电流，进而感应部受磁力作用，因为感应部在洗衣机内筒上，从而使内筒受力，实现内筒绕其中心轴的旋转。

当正常洗衣时，由于洗衣机的内筒需要不断的顺时针转动和逆时针转动，使内筒内部的水和衣物摩擦进行洗涤，因此就需要变频器不断的改变对弧形电机输出电流的方向和对电磁铁输出电流的方向，并且弧形电机和电磁铁不同时通电，且变频器对弧形电机相邻两次输出电流的方向不同，变频器对电磁铁相邻两次输出电流的方向不同，变频器对电磁铁输出电流的方向与之前相邻的变频器对弧形电机输出电流的方向也不同。

因此，洗衣机正常工作洗衣时，变频器第一次对弧形电机输出电流，弧形电机通电，使内筒顺时针转动，转动一定时间后，控制器将信号传给变频器，变频器对弧形电机断电、对电磁铁通电，对电磁铁第一次输出电流，且对电磁铁第一次输出电流的方向与对弧形电机第一次输出电流的方向相反。电磁铁通电产生变化的磁场，感应部在此变化的磁场中产生感应电流，进而感应部受磁力作用，且此磁力与感应部在弧形电机第一次通电时所产生的磁场中所受磁力相反，因为感应部在洗衣机内筒上，从而使内筒受力，实现对内筒的制动。

当速度传感器检测到内筒速度为零时，控制器控制变频器对电磁铁断电并对弧形电机第二次输出电流，且变频器对弧形电机第二次输出电流的电流方向与其对弧形电机第一次输出电流的电流方向相反，使内筒逆时针转动，转动一定时间后，变频器对弧形电机断电，对电磁铁第二次输出电流，且对电磁铁第二次输出电流的电流方向与变频器对弧形电机第二次输出电流的电流方向相反。变频器对电磁铁第二次输出电流的电流方向与对电磁铁第一次输出电流的电流方向也相反。电磁铁通电后，内筒的感应部在电磁铁形成的变化磁场中受到磁力，此磁力的方向与感应部在弧形电机第二次通电形成的变化磁场中受到的磁力方向相反，从而实现内筒制动。

当速度传感器检测到内筒速度为零时，变频器对电磁铁断电并对弧形电机第三次输出电流，且变频器对弧形电机第三次输出电流的电流方向与其对弧形电机第二次输出电流的电流方向相反，使内筒感应部受磁力，内筒顺时针转动。重复上述动作，循环进行。

当需要对内筒完全制动不再转动洗衣时，PLC将信号传给变频器，变频器停止对弧形电机的电流输出，而开始对电磁铁进行电流输出，且对电磁铁输出电流的电流方向与之前其对弧形电机输出电流的电流方向相反。变频器对电磁铁输出的电流使电磁铁通电并产生变化的磁场，电磁铁产生的磁场与弧形电机产生的磁场不同，使感应部在电磁铁产生的磁场中所受的磁力与感应部在弧形电机产生的磁场中所受的磁力的方向相反，从而实现内筒的制动。当速度传感器检测到内筒的速度为零时，变频器停止对电磁铁输出电流，实现内筒的完全制动。

本发明的其他实施例中，也可以在洗衣机正常洗衣工作时，仅通过改变变频器提供给弧形电机的电流的方向来控制内筒进行顺时针转动或逆时针转动。只有需要对内筒进行完全制动不再进行内筒转动时，PLC控制变频器对弧形电机断电，对电磁铁通电使其产生磁场，通过改变内筒感应部受到磁力的方向，使之与原来驱动内筒转动的磁力方向相反来达到对内筒制动的目的。

本发明实施例的一种制动装置，通过弧形电机通电产生的变化磁场使内筒上的感应部受感应而生的磁力进而带动洗衣机内筒转动进行洗衣，并利用PLC控制变频器改变对弧形电机的输出电流方向，实现内筒的正反转，利用电磁铁通电产生的变化磁场实现内筒的制动。本发明利用电磁感应原理使内筒转动和对内筒制动，不再进行传统的机械式制动，能够很好的实现制动效果而不会发生因制动装置磨损或疲劳而产生的制动失效的情况。而且弧形电机固定支架还可以对外筒进行保护，减少内筒失衡时碰撞造成的外筒变形。

实施例三

洗衣机，包括外壳、外筒、内筒、排水装置及实施例一中所述的制动装置。

洗衣机在洗衣过程中，弧形电机通电产生变化磁场，内筒的感应部在此磁场中受磁力，磁力驱使内筒转动。在需要内筒停止转动时，PLC作为控制器控制变频器改变对弧形电机的输出电流的方向，使内筒的感应部受到的磁力方向与之前受到的磁力方向相反，内筒的感应部受到磁力阻力，从而停止转动，实现内筒的制动。当速度传感器检测到内筒的速度为零时，变频器停止对弧形电机输出电流，实现内筒的完全制动。

本发明洗衣机，利用电磁感应原理使内筒转动和对内筒制动，采用通过磁力进行制动的制动装置，通过控制器控制变频器输出至弧形电机的电流方向，使洗衣机内筒的感应部受到的磁力与之前所受磁力相反，进而实现内筒制动。通过磁力的非接触式制动，克服了机械式接触制动的磨损引发制动失效的弊端。

实施例四

洗衣机，包括外壳、外筒、内筒、排水装置及实施例二中所述的制动装置。

洗衣机在洗衣过程中，弧形电机通电产生变化的磁场，内筒的感应部在此磁场中受磁力，磁力驱使内筒转动。需要对内筒制动时，PLC作为控制器控制变频器停止对弧形电机输出电流，而开始对电磁铁输出电流，且对电磁铁输出电流的电流方向与之前其对弧形电机输出电流的电流方向相反，感应部在电磁铁产生的磁场中所受的磁力与感应部在弧形电机产生的磁场中所受的磁力的方向相反，内筒感应部受磁力这一阻力，由于感应部设在内筒上，从而实现内筒的制动。当速度传感器检测到内筒的速度为零时，变频器停止对电磁铁输出电流，实现内筒的完全制动。

实施例五

洗衣机的控制方法，在洗衣的时候，控制器控制变频器使变频器输出电流至弧形电机，弧形电机通电后产生变化的磁场，内筒的感应部在此磁场中受感应而生的磁力，由于感应部在内筒上，故内筒受力，内筒整体绕其中心轴旋转。通过改变变频器输出至弧形电机的电流方向，使弧形电机产生的磁场改变，进而使内筒的感应部所受的磁力方向改变，与之前所受磁力方向相反，从而使内筒反向转动。通过多次改变变频器输出至弧形电机的电流方向，使内筒反复的正反转，以实现洗衣。

当需要内筒停止转动时，控制器将信号传给变频器，控制变频器改变输出至弧形电机的电流方向，从而改变弧形电机的磁场，使内筒的感应部所受磁力改变方向，此时感应部所受磁力与感应部之前所受的磁力方向相反，通过反向的磁力制动内筒的转动。

在对内筒制动时，需要检测内筒转速，根据转速来改变电流。当检测到内筒转速为零时，变频器不再对弧形电机输出电流。

本发明洗衣机的控制方法，通过对输出至弧形电机的电流方向的改变，使得弧形电机所产生的磁场改变，进而使得内筒感应部在磁场中所受的磁力改变，通过磁力实现内筒的制动，克服了现有的机械式接触制动因磨损造成的制动失效的弊端。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种制动装置，其特征在于：包括控制器、变频器、弧形电机、速度传感器和感应部，弧形电机设于洗衣机外筒，洗衣机内筒设有感应部，感应部与弧形电机的高度相适应，弧形电机电连接变频器，变频器与控制器电连接，所述的速度传感器与控制器电连接，安装于外筒内侧的中部或下部；

控制器控制变频器输出电流至弧形电机使弧形电机产生磁场，感应部受磁力进而制动内筒的转动，所述的速度传感器用于检测内筒速度，并将检测的结果发送至控制器，控制器在制动过程中，接收到速度传感器检测的内筒的转速为零时，控制变频器停止对弧形电机的电流输出，所述的弧形电机位于外筒的上部，感应部位于内筒的上部。

2.根据权利要求1所述的一种制动装置，其特征在于：感应部为以下任意一种：所述感应部为环形导磁板，环形导磁板套在内筒上并与内筒固定；或者内筒自身的一部分为感应部，感应部为导磁材料。

3.一种制动装置，其特征在于：包括控制器、变频器、弧形电机、速度传感器、电磁铁和感应部，弧形电机、电磁铁设于洗衣机外筒，洗衣机内筒设有感应部，感应部与弧形电机、电磁铁的高度相适应，弧形电机及电磁铁均电连接变频器，变频器与控制器电连接；

控制器控制变频器对电磁铁通电，使感应部在电磁铁产生的磁场中受磁力进而制动洗衣机内筒的转动，弧形电机、电磁铁位于外筒的上部，感应部位于内筒的上部，所述的速度传感器与控制器电连接，安装于外筒内侧的中部或下部，所述的速度传感器用于检测内筒速度，并将检测的结果发送至控制器，控制器在制动过程中，接收到速度传感器检测的内筒的转速为零时，控制变频器停止对电磁铁输出电流。

4.根据权利要求3所述的一种制动装置，其特征在于：电磁铁均匀设置于外筒上，电磁铁与弧形电机在同一高度的圆周上间隔设置，且与内筒上的感应部的高度相适应。

5.一种洗衣机，其特征在于：包括权利要求1-4任一项所述的制动装置。

6.一种洗衣机的控制方法，其特征在于：通过控制器控制变频器输出电流至弧形电机，使内筒的感应部在弧形电机产生的磁场中受磁力进而使内筒发生转动，当需要停止内筒转动时，通过反向的磁力制动内筒的转动，并在检测到内筒的转速为零时，控制变频器停止向弧形电机输出电流。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：通过改变电流来获得制动内筒转动的磁力。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：检测内筒的转速，根据所述转速改变电流。