CN1217051C - 洗衣机失衡检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

洗衣机失衡检测装置和方法。当测定电流脉动宽度发现失衡时，按输入电压变化精确测定洗衣机失衡量并分类以防止旋转脱水过程出现错误。其包括步骤：将电动机提至预定转数；输入电压检测装置测定交流输入电压的变化；输入电流检测装置测定交流输入电流中的脉动电流；找出测定的脉动电流最大和最小值的差值，判定电流脉动宽度是否大于预定值；若小于预定值，按测定的输入电压值计算失衡量；按得出的失衡量控制电动机速度，进行旋转脱水程序。

Description

洗衣机失衡检测装置及方法
技术领域
本发明涉及通过逆变电路控制三相感应电动机的滚筒洗衣机的失衡检测装置及方法，尤其涉及通过检测因电流波动引起的输入电压变化来精确测定失衡量的一种洗衣机的失衡检测装置及方法。
背景技术
如图1所示，传统的滚筒洗衣机一般包括：机身1，设置于机身1正面上部的洗涤剂盒3及操作单元5，以及连接于水龙头(未标注)以提供热水和冷水的供应阀7、8。
机身1内还设有桶体9，其中设有用来洗涤和甩干衣服的旋转滚筒11。桶体9正面装有一层膜垫15，以用于与放入或取出洗涤物时开闭的门13紧密结合在一起。桶体9正面还设有平衡块19，以防止在洗涤或甩干时由于滚筒11高速旋转而产生出震动。
膜垫15上部设有一通气口17，以使于在洗涤物的甩干过程中吸入干燥空气。通气口17内装有烘干器21，以用来烘干由外部进入的空气。
烘干器21一侧设有鼓风机23，用来将烘干器21产生的高温空气通过膜垫15处吹进滚筒11。
桶体9外部联有提供冷水的一冷却管25，以用来冷却由烘干器21送入桶内的烘干的气体；桶体9下部设有提供旋转力的三相感应电动机27(以下简称电动机)以用来正向、反向旋转滚筒11。
机身1的后下方安装有排水泵29，以用来通过排水管(未标)排出桶体9内的洗涤水。在其前下方设有一过滤器31，以防止排水泵被桶体9中流出的残渣水、污物等东西堵塞，而且万一排水泵29不能工作时，还可用来排出洗涤水，例如停电时。
滚筒11表面设有许多贯通的网眼11a，以使桶体9中的洗涤水流入滚筒11内。滚筒11上设有水流调节构件11b，其作用犹如洗衣板，将滚筒11内的洗涤物搅开、摔打。每个水流调节构件11b间的间隔角度为120°。
在上述传统的滚筒洗衣机中，用户将洗涤物(衣服)放入滚筒11中，通过操纵单元5选择洗涤条件(依据洗涤物种类、温度、洗涤过程、脱水时间等)，并按下操作键，洗涤水则从水龙头(未标)经热水、冷水供应阀7、8进入桶体9。
洗涤水注入桶体9后，滚筒11受电动机27的控制，正向、逆向高速旋转，在洗涤水中形成水流，并施力于洗涤物，将沾在其上的尘垢、异物等分离。然后经过洗涤、漂洗和脱水等程序。
旋转脱水时，提供给电动机27的电流脉宽与滚筒高速旋转时洗涤物离心导致的失衡量成比例。此电流脉宽通过电流传感器检测，并将所测定的电流脉宽与既定脉宽值进行比较。若所测定的电流脉宽大于既定值，则停止脱水程序或转换至衣物分散程序。
然而，依照传统的检测方法，只检测由失衡量导致的电流脉宽，而当电压不正常时，即低于(195伏)或高于(250伏)正常电压时，电流脉动波形交迭，很难检测到精确的失衡量。
发明内容
本发明的目的在于解决上述传统洗衣机所存在的问题，提供一种洗衣机失衡检测方法，在检测失衡量时，利用电流传感器测定的电流脉宽，并根据输入电压的变化更精确地测定洗衣机的失衡量。
本发明的目的之一是：提供洗衣机失衡检测装置，以检测由于电动机高速旋转，洗涤物离心导致的失衡量。该装置包括：检测交流输入电压的输入电压检测电路，它的输入端与交流电源相连；检测交流输入电流的输入电流检测电路，它的输入端与交流电源相连；将由输入电流检测电路测定的输入电流的脉宽与既定脉宽值进行比较的控制装置，它的一个输入端与输入电压检测电路的输出端相连，它的另一个输入端与输入电流检测电路的输出端相连，当电流脉宽小于既定值时，根据由输入电压检测电路测定的输入电压值，计算失衡量，并输出交流控制信号提供给电动机，用于控制电动机的脱水速度。
本发明的另一目的是：提供一种由于洗涤物离心导致的洗衣机及其电动机失衡的检测方法。该方法包括如下步骤：将电动机提速至既定转速(转数/分)；输入电压检测电路测定输入电压的变化；输入电流检测电路测定输入电流的脉动；找出输入电流检测步骤中测定的脉动电流最大值和最小值的差值，并将此电流脉宽与既定值进行比较，判定是否大于既定值；当所测定的脉动电流的脉宽小于既定值时，根据输入电压检测步骤中测定的输入电压的变化来计算失衡量；根据上述失衡量计算步骤中得出的失衡量来控制电动机速度，完成脱水程序。
附图说明
图1为传统滚筒洗衣机的结构示意图；
图2为本发明实施例的洗衣机失衡检测装置的方框图；
图3为本发明实施例的洗衣机失衡检测装置的电路图；
图4为本发明实施例与洗衣机失衡量相对应的电流脉动波形图；
图5为本发明实施例相应于电压变化的电流脉动的数据表；
图6为本发明的洗衣机失衡检测方法的流程图。
具体实施方式
以下结合实施例并参照附图对本发明进行详细说明。
所有附图中，为介绍简洁起见使用了参考数字和符号来表示其名称或对应部件，如图1，因此，删掉了冗余的批注。
如图2、3所示，变换器100将由电源输入端90输入的交流电经过整流、滤波后转化成直流电。变换器100包括整流器102和滤波电容C1。整流器102将电源输入端90提供的交流电整流后，得到既定值的直流电，再经与整流器102的输出端相连的滤波电容C1，滤去其中的交流成分，得到滤波后的直流电。
输入电压检测电路110检测由交流电源输入端90输入的交流输入电压，它包括：分压电阻R1、R2以及电容C2和电阻R3，分压电阻R1、R2检测由电源输入端90输入的交流输入电压的变化，由电阻R1、R2分压后的电压经电容C2滤波后再经电阻R3后输至控制单元130(后文介绍)。
输入电流检测电路120检测电源输入端90输入的交流输入电流。它包括：电流传感器122、整流器124、电容C3及电阻R4、R5。电流传感器122将输入端90输入的电源中的脉动电流部分转化成电压信号；再由整流器124对电流传感器122转化的电压信号进行整流；再经电容C3和电阻R4、R5滤波后的电压信号被输至控制单元130。
控制单元130根据输入电压检测电路110测定的输入电压的变化，并通过一设置单元将洗衣机失衡量进行分类。然后，控制单元130再将输入电流检测电路120测定的输入电流脉宽与既定脉宽值进行比较。控制单元130根据旋转脱水程序中，滚筒高速旋转时，洗涤物离心产生的失衡量的检测结果，控制离心调整和旋转脱水过程。控制单元130根据电动机27的转速和运转状态决定三相交流输出电流的工作时间及频率。
逆变器140根据控制单元130发出的驱动控制信号交替开闭六个功率晶体管，将变换器100提供的直流电转化成具有变化频率及电压值的三相交流电(U相、V相和W相)，以设定电动机27的特定速度和转矩。
以下结合本发明实施例详细介绍洗衣机失衡检测装置及方法的工作过程。
图6为本发明实施例的洗衣机失衡检测方法的流程图。其中S表示一个步骤。S1为离心调整步骤，S2为电动机提速步骤，S3为输入电压变化的检测步骤，S4为输入电流脉动检测步骤，S5为所测输入电流脉宽与既定值进行比较并判定是否大于既定值的步骤，S6为失衡量的测定步骤，S7为完成脱水程序的步骤。
首先，在步骤S1中进行洗涤物离心调整，然后，执行步骤S2，将电动机27提速至90转/分，此时，洗衣机滚筒内洗涤物堆积于滚筒11内壁某处，因而导致失衡。
如图4所示，当电动机27提速至90转/分时，由于洗涤物的离心导致失衡，输入电流中产生一定量的脉动。输至电动机27的电流脉宽与失衡量成正比。
在步骤S3中，由输入电压检测电路110测定电源输入端90输入的交流输入电压的变化；在步骤S4中，参见图4，电动机27提速1.5秒，并在2秒内每隔20毫秒由输入电流检测电路120测定输至电动机27的电流脉动。
步骤S5中，控制装置130根据由输入电流检测电路120测定的脉动电流得出脉动电流最大值与最小值的差值，并判定此脉动电流的脉宽是否大于既定值。
根据步骤S5中的判定结果，执行下一步骤。若电流脉宽大于既定值(即判定结果为“是”时)，控制装置130判定为过度失衡，则返回执行步骤S1，完成洗涤物离心调整程序后，再重复步骤S1至S5；若电流脉宽小于既定值(即判定结果为：“否”时)，则执行步骤S6，控制装置130根据输入电压检测电路110测定的输入电压值通过设定单元对洗涤物的失衡量进行分类，由此测定失衡量，参见图5。
接着执行步骤S7，以根据步骤S6中测定的失衡量控制洗衣机以相应速度进行脱水。
根据上述说明，本发明的洗衣机失衡检测装置及方法与现有技术相比具有明显优势。通过电流传感器测定电流脉宽，发现失衡时，根据输入电压的变化进行精确分类和测定洗衣机的失衡量，并对电动机转速进行调整，从而杜绝了旋转脱水程序中的故障发生。

Claims (5)

1.一种由于洗涤物离心导致失衡的洗衣机失衡检测方法，包括以下步骤：
将电动机提速至既定转速，即每分钟转数；
输入电压检测电路测定交流输入电压的变化；
输入电流检测电路测定交流输入电流中的脉动电流；
找出输入电流检测步骤中测定的脉动电流最大值和最小值的差值，并将此电流脉宽与既定值进行比较，判定是否大于既定值；
当所测定的电流脉宽小于既定值时，根据输入电压检测步骤中测得的输入电压值来计算失衡量；
根据失衡量计算步骤得出的失衡量来控制电动机速度，完成旋转脱水程序。
2.根据权利要求1所述的洗衣机失衡检测方法，其特征在于电动机提速步骤中将电动机速度增至至少90转/分。
3.根据权利要求1所述的洗衣机失衡检测方法，其特征在于输入电流检测步骤中在既定时间段内电动机速度增至既定每分钟转数后，对交流输入电流的脉动进行抽样测定，得出脉动数据。
4.根据权利要求1所述的洗衣机失衡检测方法，其特征在于当所测定的电流脉宽大于既定值时，在电流脉宽测定步骤中包括进行离心调整的操作程序。
5.一种洗衣机失衡检测装置，用来检测电动机高速旋转时，洗涤物离心导致的失衡量，它包括：
检测交流输入电压的输入电压检测电路，它的输入端与交流电源相连；
检测交流输入电流的输入电流检测电路，它的输入端与交流电源相连；
控制装置，它的一个输入端与输入电压检测电路的输出端相连，它的另一个输入端与输入电流检测电路的输出端相连，用于将输入电流检测电路测定的输入电流脉宽与既定值进行比较，若电流脉宽小于既定值，再根据输入电压检测电路测定的输入电压值来计算失衡量，并由输出端输出交流控制信号以提供给电动机，用于限制电动机的旋转脱水速度。
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