CN114123342A - 共享滚筒洗衣机系统及其节能控制方法 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供一种共享滚筒洗衣机系统及其节能控制方法，系统包括：一个总整流桥、总母线电容、一个集中控制器以及n个洗衣机，每一个洗衣机内设置有一个逆变器和一个与逆变器连接的洗衣机电机；总整流桥用于与市电连接，将交流电整流为直流电；总母线电容与总整流桥连接；总母线电容和总整流桥安装在洗衣机外部；集中控制器分别连接至n个洗衣机的逆变器和总母线电容，集中控制器用于：根据n个洗衣机的工作状态，对正在运行的多个洗衣机的工作过程进行协调，以减少同时处于发电状态的洗衣机的数量。本发明避免母线电容受到剧烈震动、高温、高湿的影响，减少因母线电压升高而带来的不利影响。

Description

共享滚筒洗衣机系统及其节能控制方法

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及滚筒洗衣机技术领域，尤其涉及一种共享滚筒洗衣机系统及其节能控制方法。

背景技术

滚筒洗衣机以其洗净度高、对衣物磨损小、节水等优点，占比逐年提高。其洗衣过程包括注水、洗涤、脱水等，在脱水之后洗衣机电机工作在发电状态，向母线回馈电能，将导致直流母线电压升高，母线电容和逆变器承受较大的电应力，不得不采取一些措施来消耗这部分电能。同时，母线电容安装在洗衣机内部，长期承受高温、剧烈振动等恶劣环境，严重影响其可靠性。还有，这几年随着互联网的发展，共享洗衣机正在高校、公寓楼等地兴起，但目前的共享洗衣只是将多个滚筒洗衣机集中安装在一起，具体参见图1和图2，然后加入互联网元素实现共享，所以单台洗衣机存在的上述缺点，在共享洗衣机中依然存在。

发明内容

本说明书一个或多个实施例描述了一种共享滚筒洗衣机系统及其节能控制方法。

第一方面，本说明书提供了一种共享滚筒洗衣机系统，包括：一个总整流桥、至少一个总母线电容、一个集中控制器以及n个洗衣机，所述每一个洗衣机内设置有一个逆变器和一个与所述逆变器连接的洗衣机电机；其中：所述总整流桥用于与市电连接，且将交流电整流为直流电；所述总母线电容与所述总整流桥连接，所述总母线电容用于对所述直流电进行滤波处理；所述总母线电容和所述总整流桥安装在洗衣机外部；所述集中控制器分别连接至n个洗衣机的逆变器和所述总母线电容，所述集中控制器用于：根据所述n个洗衣机的工作状态，对正在运行的多个洗衣机的工作过程进行协调，以减少同时处于发电状态的洗衣机的数量。

第二方面，本说明书提供了一种共享滚筒洗衣机系统的节能控制方法，所述洗衣机系统包括：一个总整流桥、至少一个总母线电容、一个集中控制器以及n个洗衣机，所述每一个洗衣机内设置有一个逆变器和一个与所述逆变器连接的洗衣机电机；其中：所述总整流桥用于与市电连接，且将交流电整流为直流电；所述总母线电容与所述总整流桥连接，所述总母线电容用于对所述直流电进行滤波处理；所述总母线电容和所述总整流桥安装在洗衣机外部；所述集中控制器分别连接至n个洗衣机的逆变器和所述总母线电容；所述方法包括：根据所述n个洗衣机的工作状态，对正在运行的多个洗衣机的工作过程进行协调，以减少同时处于发电状态的洗衣机的数量。

本说明书实施例提供的共享滚筒洗衣机系统及其节能控制方法，将总母线电容和总整流桥移到洗衣机之外，这样可以避免母线电容受到剧烈震动、高温、高湿等环境缺点，延长母线电容的使用寿命，提高母线电容的可靠性。而且，本发明还对多个正在运行的多个洗衣机的工作过程进行协调，减少进入脱水阶段的洗衣机的数量，由于脱水结束后会进入发电阶段，这样可以减少进入发电阶段的洗衣机的数量，从而可以减少直流母线接收到的反馈电能，从而降低母线电压的升高幅度，降低母线回路中逆变器等功率器件受到的电应力，提高洗衣机系统的可靠性，即减少因母线电压升高而带来的一系列不利影响。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中单台变频滚筒洗衣机的拓扑结构示意图；

图2是现有技术中共享变频滚筒洗衣机系统的拓扑结构示意图；

图3是本发明实施例中共享滚筒洗衣机系统的拓扑结构示意图；

图4是本发明实施例中洗衣机电机的转速随着时间的变化示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本说明书提供的方案进行描述。

第一方面，本发明提供一种共享滚筒洗衣机系统。

如图3所示，该系统包括：一个总整流桥、至少一个总母线电容、一个集中控制器以及n个洗衣机，所述每一个洗衣机内设置有一个逆变器和一个与所述逆变器连接的洗衣机电机；其中：

所述总整流桥用于与市电连接，且将交流电整流为直流电；所述总母线电容与所述总整流桥连接，所述总母线电容用于对所述直流电进行滤波处理；所述总母线电容和所述总整流桥安装在洗衣机外部；

所述集中控制器分别连接至n个洗衣机的逆变器和所述总母线电容，所述集中控制器用于：根据所述n个洗衣机的工作状态，对正在运行的多个洗衣机的工作过程进行协调，以减少同时处于发电状态的洗衣机的数量。

可理解的是，本发明提供了一种新的洗衣机系统拓扑结构，在该结构中，将母线电容和整流桥移到洗衣机之外，这样可以避免母线电容受到剧烈震动、高温、高湿等环境缺点，延长母线电容的使用寿命，提高母线电容的可靠性。而且，本发明还对多个正在运行的多个洗衣机的工作过程进行协调，例如，将某些快要进入脱水阶段的洗衣机进行暂停，这样可以减少进入脱水阶段的洗衣机的数量，由于脱水结束后会进入发电阶段，这样可以减少进入发电阶段的洗衣机的数量，从而可以减少直流母线接收到的反馈电能，从而降低母线电压的升高幅度，降低母线回路中逆变器等功率器件受到的电应力，提高洗衣机系统的可靠性，即解决因母线电压升高而带来的一系列不利影响。

参见图4，为一台洗衣机的工作流程：洗净阶段、第一平衡阶段、第一脱水阶段、第一发电阶段、清洗阶段、第二平衡阶段、第二脱水阶段和第二发电阶段。在不同模式下，各个阶段的时长和转速有所不同。

在具体实施时，本发明一个实施例中，所述集中控制器具体可以用于：

S1、若当前有多台洗衣机正在运行，则获取正在运行的每一台洗衣机的当前状态，所述当前状态包括当前阶段以及在所述当前阶段中的已运行时长；

S2、根据所述每一台洗衣机的当前状态，确定所述每一台洗衣机对应的最近脱水剩余时长，所述最近脱水剩余时长为从该台洗衣机的当前状态到最近脱水阶段完成所需的时长；

S3、按照最近脱水剩余时长从小到大的顺序，将所述多台洗衣机进行排序，得到第一序列；

S4、按照预设时间间隔确定所述多台洗衣机中处于洗净阶段和清洗阶段的洗衣机总台数，将所述洗衣机总台数作为第一台数；

S5、若所述第一台数大于预设台数，则将所述第一序列中靠前的第一数量的洗衣机中选择第二数量的洗衣机，控制所述第二数量的洗衣机在最近平衡阶段后停止，直到所述第一台数小于等于所述预设台数后继续工作。

在S1中，实例1：一台洗衣机a当前处于洗净阶段，且在洗净阶段运行了3分钟，而洗净阶段的总时长t1为5分钟，这样这台洗衣机a的当前状态为洗衣机a处于洗净阶段且在洗净阶段运行了3分钟(记为t1’)。

在S2中，针对上述实例1，洗衣机a的最近脱水剩余时长为从当前时刻到第一脱水阶段完成所需的时长，例如，洗衣机a的第一平衡阶段t2为4分钟，第一脱水阶段t3为5分钟，则洗衣机a对应的最近脱水剩余时长为t1-t1’+t2+t3＝2+4+5＝11分钟。

其中，最近脱水阶段为洗衣机还未运行到的、与当前阶段距离最近的脱水阶段。例如，洗衣机b当前为清洗阶段，则最近脱水阶段为第二脱水阶段。

在S4中，例如，在当前时刻，有3台洗衣机处于洗净阶段，有5台洗衣机处于清洗阶段，则第一台数为3+5＝8台。由于各台洗衣机的工作阶段是不断变化的，因此需要每隔一段时间就计算一次第一台数。

在S5中，例如，如果预设台数为7台，而此时第一台数为8台，由于第一台数大于预设台数，说明在未来某个时间段内可能有较多的洗衣机会同时处于发电阶段，为了减少这种情况的发生，这里将第一序列中靠前的第一数量的洗衣机中选择出第二数量的洗衣机，将选择出来的洗衣机在其最近平衡阶段后暂停，不进入最近脱水阶段。可理解的是，选择出来的第二数量的洗衣机是处于清洗阶段或洗净阶段的，而非脱水阶段的。由于按照预设时间间隔计算第一台数，当第一台数小于预设台数后，则使之前暂停的第二数量的洗衣机继续工作，进入最近脱水阶段。

可理解的是，如果处于洗净或清洗阶段的洗衣机过多，则将其中一部分洗衣机暂停，使洗衣机分批或逐次进入脱水阶段，避免大量的洗衣机同时处于脱水阶段，从而减少在脱水结束后自动进入发电阶段的洗衣机的数量，从而减少发电阶段的洗衣机的反馈电能。

在具体实施时，本发明实施例提供的洗衣机系统中的集中控制器还可以用于：所述集中控制器具体还用于：若所述第一台数小于等于预设台数，则判断是否满足第一条件；若满足，则不干预各个洗衣机的工作过程；所述第一条件包括：处于洗净阶段的洗衣机的剩余洗净时长大于等于第一发电阶段对应的预设第一发电时长或第二发电阶段对应的预设第二发电时长，或者，处于清洗阶段的洗衣机的剩余清洗时长大于等于所述预设第一发电时长或者所述预设第二发电时长。

可理解的是，如果第一台数小于预设台数且满足第一条件，则说明当前处于洗净或清洗阶段的洗衣机的数量比较少，而且距离进入对应脱水阶段的时间也比较长，所以此时不需要对各个洗衣机进行干预，使其按照工作流程进行工作即可。

在具体实施时，本发明提供的洗衣机系统中，集中控制器具体还可以用于：若不满足所述第一条件，则控制处于洗净阶段的洗衣机和处于清洗阶段的洗衣机停止，直到满足所述第一条件后继续工作。

也就是说，如果不满足第一条件，则说明洗衣机距离进入对应脱水阶段的时长比较短，尽管此时处于洗净阶段和清洗阶段的洗衣机的台数比较少，为了进一步降低对直流母线的压力，可以将处于洗净阶段和清洗阶段的洗衣机暂停，直到满足第一条件后，暂停的洗衣机可以继续工作。这样可以推后进入发电阶段，减少同时进入发电阶段的洗衣机的数量。

在具体实施时，所述集中控制器具体还可以用于：在控制所述第二数量的洗衣机在最近平衡阶段后停止，直到所述第一台数小于等于所述预设台数后继续工作后，判断是否满足所述第一条件。

也就是说，上文中，当第一台数大于预设台数时，控制所述第二数量的洗衣机在最近平衡阶段后停止，在第一台数小于等于预设台数后才继续工作，在继续工作之后，此时由于处于第一台数小于预设台数的状态下，因此判断是否满足上述第一条件，然后根据判断条件进行相应的处理，从而形成控制闭环。

在具体实施时，所述集中控制器具体还可以用于：若正在运行的洗衣机只有一台，则不干预正在运行的洗衣机的工作过程；若正在运行的洗衣机有多台且存在处于快速流程模式的洗衣机，则不干预所述存在处于快速流程模式的洗衣机的工作过程。

也就是说，如果只有一台洗衣机正在运行，此时集中控制器对这台洗衣机不进行干预，使其按照正常的工作流程执行即可。如果正在运行的洗衣机有多台，此时判断是否存在处于快速流程模式的洗衣机，针对快速流程模式的洗衣机不参与干预过程，只有处于快速流程模式之外的洗衣机才进行协调处理。

在具体实施时，所述集中控制器具体还可以用于：将处于所述第一发电阶段或所述第二发电阶段的洗衣机对应的洗衣机电机的反馈电能供给至正在运行的其它洗衣机。

也就是说，集中控制器会将处于发电阶段的洗衣机的反馈电能提供给处于其它阶段的洗衣机，从而使得反馈电能得到利用，减少电能的浪费。即将脱水阶段之后洗衣机电机反馈的电能利用起来，实现节能。

其中，所述预设台数可以为所述n台洗衣机中最大功率洗衣机在第二发电阶段时对应的反馈电能能够供给的洗衣机台数，且保证母线电压不超过对应的耐压值。

可理解的是，第二发电阶段的转速高于第一发电阶段的转速，而且采用的是最大功率的洗衣机的反馈电能，因此得到的预设台数为保证母线电压不超过对应的耐压值的最大台数。

在具体实施时，总整流桥和总母线电容的选择可以参考如下方式：

所述总整流桥的型号依据直流母线的额定总电流确定，所述直流母线的额定总电流由n台洗衣机的额定总电流确定，所述n台洗衣机的额定总电流由n台洗衣机的额定总功率确定；所述总母线电容的容量由所述额定总功率确定。

也就是说，首先将n台洗衣机的额定功率相加，得到额定总功率，然后依据额定总功率确定n台洗衣机的额定总电流，然后依据n台洗衣机的额定总电流计算流过直流母线的额定总电流，然后依据流过直流母线的额定总电流可以选择总整流桥的型号，同时还能根据流过直流母线的额定总电流确定直流母线的线径。而且，还可以依据额定总功率和洗衣机的负载特点选择母线电容的容量，同时还能确定母线电容的电压等级。最后将选择的总整流桥、总母线电容、集中控制器集中安装。

可理解的是，220V/50Hz交流电经过总整流桥后变为直流电，直流电经过各个洗衣机各自的变频器后输出频率可控的交流电，从而驱动对应的电机按照需要转速运行。

可理解的是，当洗衣机在脱水阶段之后，会将转速下降为0，转速下降为0的过程为发电阶段。

其中，预设第一发电时长为预先通过试验得到，例如，针对每一台洗衣机，将其带满载，然后记录洗衣机在第一脱水阶段结束时对应的转速下降至0的时间，即为预设第一发电时长。类似的，预设发电时长也是预先通过试验得到，例如，针对每一台洗衣机，将其带满载，然后记录洗衣机在第二脱水阶段结束时对应的转速下降至0的时间，即为预设第二发电时长。

其中，预设台数也可以通过试验确定，找到系统中功率最大的洗衣机，然后记录这台洗衣机在第二发电阶段结束后反馈的电能能够供给处于洗净或清洗阶段的洗衣机的台数，而且保证直流母线的电压不超过耐压值。

其中，预设台数也可以成为能量系数。

其中，集中控制器和每一台洗衣机可以进行双向通信，可以实时监控每台洗衣机的运行状态，每台洗衣机的工作模式等，实现协调。

第二方面，本发明还提供一种共享滚筒洗衣机系统的节能控制方法，所述洗衣机系统包括：一个总整流桥、至少一个总母线电容、一个集中控制器以及n个洗衣机，所述每一个洗衣机内设置有一个逆变器和一个与所述逆变器连接的洗衣机电机；其中：所述总整流桥用于与市电连接，且将交流电整流为直流电；所述总母线电容与所述总整流桥连接，所述总母线电容用于对所述直流电进行滤波处理；所述总母线电容和所述总整流桥安装在洗衣机外部；所述集中控制器分别连接至n个洗衣机的逆变器和所述总母线电容；

所述方法包括：根据所述n个洗衣机的工作状态，对正在运行的多个洗衣机的工作过程进行协调，以减少同时处于发电状态的洗衣机的数量。

可理解的是，第二方面提供的方法中的有关内容的解释、举例、具体实施方式、有益效果等内容可以参见第一方面中的相应部分，此处不再赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、挂件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种共享滚筒洗衣机系统，其特征在于，包括：一个总整流桥、至少一个总母线电容、一个集中控制器以及n个洗衣机，所述每一个洗衣机内设置有一个逆变器和一个与所述逆变器连接的洗衣机电机；其中：

所述总整流桥用于与市电连接，且将交流电整流为直流电；所述总母线电容与所述总整流桥连接，所述总母线电容用于对所述直流电进行滤波处理；所述总母线电容和所述总整流桥安装在洗衣机外部；

所述集中控制器分别连接至n个洗衣机的逆变器和所述总母线电容，所述集中控制器用于：根据所述n个洗衣机的工作状态，对正在运行的多个洗衣机的工作过程进行协调，以减少同时处于发电状态的洗衣机的数量。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集中控制器具体用于：

若当前有多台洗衣机正在运行，则获取正在运行的每一台洗衣机的当前状态，所述当前状态包括当前阶段以及在所述当前阶段中的已运行时长；根据所述每一台洗衣机的当前状态，确定所述每一台洗衣机对应的最近脱水剩余时长，所述最近脱水剩余时长为从该台洗衣机的当前状态到最近脱水阶段完成所需的时长；按照最近脱水剩余时长从小到大的顺序，将所述多台洗衣机进行排序，得到第一序列；按照预设时间间隔确定所述多台洗衣机中处于洗净阶段和清洗阶段的洗衣机总台数，将所述洗衣机总台数作为第一台数；若所述第一台数大于预设台数，则将所述第一序列中靠前的第一数量的洗衣机中选择第二数量的洗衣机，控制所述第二数量的洗衣机在最近平衡阶段后停止，直到所述第一台数小于等于所述预设台数后继续工作；

其中，每一台洗衣机的工作流程包括：洗净阶段、第一平衡阶段、第一脱水阶段、第一发电阶段、清洗阶段、第二平衡阶段、第二脱水阶段和第二发电阶段。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述集中控制器具体还用于：若所述第一台数小于等于预设台数，则判断是否满足第一条件；若满足，则不干预各个洗衣机的工作过程；所述第一条件包括：处于洗净阶段的洗衣机的剩余洗净时长大于等于第一发电阶段对应的预设第一发电时长或第二发电阶段对应的预设第二发电时长，或者，处于清洗阶段的洗衣机的剩余清洗时长大于等于所述预设第一发电时长或者所述预设第二发电时长。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述集中控制器具体还用于：若不满足所述第一条件，则控制处于洗净阶段的洗衣机和处于清洗阶段的洗衣机停止，直到满足所述第一条件后继续工作。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述集中控制器具体还用于：在控制所述第二数量的洗衣机在最近平衡阶段后停止，直到所述第一台数小于等于所述预设台数后继续工作后，判断是否满足所述第一条件。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述集中控制器具体还用于：若正在运行的洗衣机只有一台，则不干预正在运行的洗衣机的工作过程；若正在运行的洗衣机有多台且存在处于快速流程模式的洗衣机，则不干预所述存在处于快速流程模式的洗衣机的工作过程。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述集中控制器具体还用于：将处于所述第一发电阶段或所述第二发电阶段的洗衣机对应的洗衣机电机的反馈电能供给至正在运行的其它洗衣机。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述预设台数为所述n台洗衣机中最大功率洗衣机在第二发电阶段时对应的反馈电能能够供给的洗衣机台数，且保证母线电压不超过对应的耐压值。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述总整流桥的型号依据直流母线的额定总电流确定，所述直流母线的额定总电流由n台洗衣机的额定总电流确定，所述n台洗衣机的额定总电流由n台洗衣机的额定总功率确定；所述总母线电容的容量由所述额定总功率确定。

10.一种共享滚筒洗衣机系统的节能控制方法，其特征在于，所述洗衣机系统包括：一个总整流桥、至少一个总母线电容、一个集中控制器以及n个洗衣机，所述每一个洗衣机内设置有一个逆变器和一个与所述逆变器连接的洗衣机电机；其中：所述总整流桥用于与市电连接，且将交流电整流为直流电；所述总母线电容与所述总整流桥连接，所述总母线电容用于对所述直流电进行滤波处理；所述总母线电容和所述总整流桥安装在洗衣机外部；所述集中控制器分别连接至n个洗衣机的逆变器和所述总母线电容；

所述方法包括：根据所述n个洗衣机的工作状态，对正在运行的多个洗衣机的工作过程进行协调，以减少同时处于发电状态的洗衣机的数量。

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