CN105099292A - 变频波轮洗衣机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种变频波轮洗衣机，包括永磁电机；检测单元，用于检测所述永磁电机的相电流与端电压，以获得永磁电机的转子位置信息；和控制系统，根据所述检测单元获得的所述永磁电机的转子位置信息，控制洗衣机快速启停或正反转快速切换，通过检测永磁电机的相电流和端电压来判断转子位置，可有效解决波轮洗衣机快速启停、正反转快速切换的技术难题。

Description

变频波轮洗衣机及其控制方法

技术领域

本发明涉及变频波轮洗衣机，更具体地说是一种采用永磁电机进行驱动的变频波轮洗衣机。

背景技术

现有技术中，如图4所示的采用永磁电机驱动的变频洗衣机，是采用有转子位置反馈信息的控制方式，采用三个霍尔传感器反馈转子位置信息，这种转子位置反馈信息的控制方式成本较低，但其位置信息即电角度每60°才能反馈一次电机转子位置，无法提供在采用磁场定向控制过程中所需的连续角度信息。在其它控制方式中，如编码器反馈方式，虽然能够提供精确的位置信息，但成本较高，不宜被市场接受。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。

为此，本发明的一个目的在于提供一种变频波轮洗衣机，通过检测永磁电机的相电流和端电压来判断转子位置，可有效解决波轮洗衣机快速启停、正反转快速切换的技术难题。

为达到上述目的，本发明的一方面实施例提出一种变频波轮洗衣机，包括永磁电机；检测单元，用于检测所述永磁电机的相电流与端电压，以获得永磁电机的转子位置信息；和控制系统，根据所述检测单元获得的所述永磁电机的转子位置信息，控制洗衣机快速启停或正反转快速切换。

在本发明的一些具体实施例中，所述检测单元进一步包括永磁电机控制器的转子位置观测器。

在本发明的一些具体实施例中，所述检测单元还用于检测永磁电机驱动器的直流母线电压。

为达到上述目的，本发明的另一方面实施例提出一种变频波轮洗衣机的控制方法，所述变频波轮洗衣机包括永磁电机，所述控制方法包括检测所述永磁电机的相电流与端电压，以获得所述永磁电机的转子位置信息；根据所述检测获得的所述永磁电机的转子位置信息，控制变频波轮洗衣机快速启停或正反转快速切换。

在本发明的一些具体实施例中，所述控制方法还包括检测永磁电机驱动器的直流母线电压。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明通过对永磁电机的相电流检测、端电压检测，摈弃了现有波轮变频洗衣机采用转子位置反馈装置如霍尔传感器检测电机转子位置，提高了产品品质，降低成本，提高制造效率。

2、本发明由于通过永磁电机的相电流检测、端电压检测，可采集到磁场定向控制过程中需要的连续角度信息，可实现±2°的角度控制，远高于现有永磁电机采用转子位置反馈装置如霍尔传感器60°的控制精度，实现了电机的高效控制，并达到节能降耗和降低噪音的控制效果。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明变频波轮洗衣机控制原理方框图；

图2为本发明之一个实施例端电压与直流母线电压检测电路原理图；

图3为本发明之一个实施例相电流检测电路原理图；

图4为现有技术中采用霍尔传感器的波轮洗衣机控制原理方框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的变频波轮洗衣机。

在本发明的实施例中，所述变频波轮洗衣机包括永磁电机；检测单元，用于检测所述永磁电机的相电流与端电压，以获得永磁电机的转子位置信息；和控制系统，根据所述检测系统获得的所述永磁电机的转子位置信息，控制系统控制洗衣机快速启停或正反转快速切换。需要注意的是，这里的“永磁电机”可以为带有转子位置反馈装置如霍尔传感器的电机，也可以为不带有转子位置反馈装置的永磁电机。

在本发明一些具体实施例中，所述检测系统包括永磁电机控制器的转子位置观测器。

在本发明的一些具体实施例中，所述检测系统还用于检测永磁电机驱动器的直流母线电压。

在本发明至少一些实施例中，通过相电流、相电压检测和电机控制器的转子位置观测器实现电子转子位置检测，剔除了现有技术永磁电机自带转子位置反馈装置如霍尔传感器等硬件进行转子位置检测。

需要注意的是，在本发明中，通过检测所述永磁电机的相电流及端电压来获得永磁电机的转子位置信息，这样的方法可采集到磁场定向控制过程中需要的连续角度信息，可实现±2°的角度控制，而现有技术中永磁电机采用的是霍尔传感器，采用霍尔传感器这种转子位置反馈信息的控制方式，其位置信息即电角度每60°才能反馈一次电机转子位置。

同时，本发明通过对永磁电机的相电流检测、端电压检测，摒弃了现有技术变频波轮洗衣机采用电机转子位置反馈装置如霍尔传感器等进行检测电机转子位置，大大降低了成本与硬件资源消耗，同时也大大提高了控制精确，实现了电机的高效控制，达到了节能降耗、降成本、降低噪音的控制效果。

本发明的另外一些实施例提出一种变频波轮洗衣机的控制方法。所述变频波轮洗衣机的控制方法包括检测永磁电机的相电流与端电压，以获得永磁电机的转子位置信息；根据所述检测获得的永磁电机的转子位置信息，控制变频波轮洗衣机快速启停或正反转快速切换。

在本发明的一些具体实施例中，所述控制方法还包括检测永磁电机驱动器的直流母线电压。

请参考图2和图3，图2为本发明之一个具体实施例端电压与直流母线电压检测电路原理图；图3为本发明之一个实施例相电流检测电路原理图。

具体而言，见图2，通过对永磁电机相线注入高频脉冲电流，通过相电流检测,，发现转子初始位置；

见图1和图2，通过电机运转过程中检测相电流，和相电压连续检测转子位置；

见图1，通过相电压,信号实现电机应该给与的最恰当控制波形。控制转矩脉动，降低噪音；

通过相电流信号实现电机的dq轴控制电流解耦控制，d轴电流＝0，实现最高效率控制，实现电机节能。

在现有一些电机驱动设计方案中也有采用相电流采样和直流母线电压采用的方法，但这些多应用在长时间单方向运行，或者电机正反转切换的时间比较长的应用场合。本发明中，由于波轮洗衣机正反转频繁切换，且正反转切换的时间很短，转停比最短达到0.3S，仅采用相电流和母线电压采样方式很难满足波轮洗衣机正反转高速切换的特点。本发明中与普通相电流和母线电压控制方式的主要差异，在于增加了电机各相线的端电压的检测，并且端电压是被动方式观测，通过电压相位的差异信息与电流采样信息，相结合可以较为精确的观测到转子位置，并能够在静止状态下通过特别的高频注入法，精确定位转子初始位置。运行过程中可以多频次修正电流模型的转子位置误差。

可以理解的是，通过实时测量相电流、端电压、及母线电压这些实时信息，通过电机模型算法，短时停机特别算法，实现转子角度全过程实时监控，实现正负2度的转子角度误差，实现电机正反转高速切换，低噪高效控制。

根据本发明实施例的变频波轮洗衣机及其控制方法，由于通过永磁电机的相电流检测、端电压检测，可采集到磁场定向控制过程中需要的连续角度信息，可实现±2°的角度控制，远高于现有永磁电机中采用或自带的霍尔传感器60°的控制精度，实现了电机的高效控制，并达到节能降耗和降低噪音的控制效果；摒弃了现有波轮变频洗衣机用电机转子位置反馈装置如霍尔传感器等检测电机转子位置，提高了产品品质，降低成本，提高制造效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种变频波轮洗衣机，其特征在于，包括：

永磁电机；

检测单元，用于检测所述永磁电机的相电流与端电压，以获得永磁电机的转子位置信息；

控制系统，根据所述检测单元获得的所述永磁电机的转子位置信息，控制洗衣机快速启停或正反转快速切换。

2.如权利要求1所述的变频波轮洗衣机，其特征在于，所述检测单元进一步包括永磁电机控制器的转子位置观测器。

3.如权利要求1所述的变频波轮洗衣机，其特征在于，所述检测单元还用于检测永磁电机驱动器的直流母线电压。

4.一种应用于权利要求1的变频波轮洗衣机的控制方法，所述变频波轮洗衣机包括永磁电机，其特征在于，所述控制方法包括：

检测所述永磁电机的相电流与端电压，以获得所述永磁电机的转子位置信息；

根据所述检测获得的所述永磁电机的转子位置信息，控制变频波轮洗衣机快速启停或正反转快速切换。

5.如权利要求4所述的变频波轮洗衣机的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括检测永磁电机驱动器的直流母线电压。