CN203270317U - 一种洗衣机动力驱动系统以及应用的洗衣机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种洗衣机动力驱动系统，包括电动机、传动机构20，所述的电动机通过传动机构20将其产生的动力传递到洗衣机的洗涤执行部件和脱水执行部件，其中：所述的电动机为双值电容电动机10，在洗涤工况时，所述的双值电容电动机10通过反复起动运行不断为洗衣机的洗涤执行部件提供正转动力和反转动力；本实用新型还涉及了该洗衣机动力驱动系统应用的洗衣机包括洗衣机动力驱动系统、洗涤执行部件和脱水执行部件，所述的双值电容电动机10通过传动机构20将其产生的动力传递到所述的洗涤执行部件和脱水执行部件；本实用新型在确保低成本的前提下，起动力矩大，运行效率高，进而大大降低了洗衣机的能耗，符合洗衣机领域对于能耗的发展需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种洗衣机动力驱动系统，本实用新型还涉及了该洗衣机动力驱动系统应用的洗衣机。
背景技术
洗衣机的能耗是洗衣机的关键考核指标，更要符合相关能耗标准。因此尽大程度降低洗衣机的能耗一直是洗衣机领域致力解决的长期命题，而决定洗衣机能耗的最大核心因素取决于洗衣机动力系统。洗衣机动力驱动系统包括电动机和传动机构，电动机通过传动机构将其产生的动力传递到洗衣机的洗涤执行部件和脱水执行部件。现有技术中的洗衣机动力驱动系统一般采用常规的PSC电动机（即为电容运转电动机），这是由于PSC电动机相对于其他变频电动机成本低。洗衣机工作时电机频繁起动，这就要求电机起动力矩高，缩短起动期间，从而减小能耗，但PSC电机起动力矩和运行效率是一对矛盾体，起动力矩高，效率就会降低，能耗增大；电机效率提高后，电机起动转矩低，洗衣机容易发生堵转。随着洗衣机领域对于能耗的进一步提高要求，现有采用PSC电动机作为洗衣机动力系统的核心部件显得较为落后了，因此寻求一种成本低、起动力矩大、可靠性高以及运行效率高的洗衣机动力系统是非常必要的。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种洗衣机动力驱动系统以及应用的洗衣机，其采用的技术方案为：
一种洗衣机动力驱动系统，包括电动机、传动机构，所述的电动机通过传动机构将其产生的动力传递到洗衣机的洗涤执行部件和脱水执行部件，其中：所述的电动机为双值电容电动机，在洗涤工况时，所述的双值电容电动机通过反复起动运行不断为洗衣机的洗涤执行部件提供正转动力和反转动力。
优选地，所述的双值电容电动机在起动状态时的起动力矩是其额定转矩的1~3倍，在运行状态时的运行效率范围在70-80%，相对于现有技术采用的PSC电动机，大大降低了洗衣机的能耗，应用本实用新型提供的洗衣机动力驱动系统的洗衣机，可在低制造成本的前提下，实现洗衣机领域所述的一级能耗标准。
优选地，所述的双值电容电动机包括：
具有定子槽的定子；
位于定子外或定子内的转子；
位于定子槽内、且并联连接接入电源的起动绕组和运行绕组；
并联连接的起动电容和运行电容；
所述的运行电容与起动绕组或运行绕组串联连接；
所述的起动电容与开关串联连接后与运行电容并联连接，所述的开关在起动状态时闭合，在运行状态时断开。
本实用新型提供的双值电容电动机由于在起动状态时，起动电容与运行电容处于并联连接的工作状态，可有效提高双值电容电动机在起动状态时的起动力矩；而在运行状态时，起动电容通过开关从电路上断开，不再参与工作，又确保了双值电容电动机在运行状态时的运行效率，解决了现有技术中的PSC电机存在的核心技术问题；当本实用新型应用于洗衣机后，可在满足低成本的前提下，最大程度地降低洗衣机的能耗。
优选地，所述的起动电容容量是运行电容容量的1-3倍，最大程度地提高双值电容电动机在起动状态时的起动力矩。
由于洗衣机在洗涤工况时，需要通过电动机不断为洗衣机的洗涤执行部件提供正转动力和反转动力，这就使得双值电容电动机中与起动电容串联连接的开关需要不断地进行闭合和断开，若采用现有技术的机械式离心开关无法满足工作使用寿命要求，本实用新型优选地，所述的开关为电子开关，在双值电容电动机的反复起动运行时，所述的电子开关通过改变电路阻抗值实现反复进行闭合和断开，同时提高双值电容电动机的起动转矩；进一步优选地，所述的电子开关包括控制电路，电子开关依据通过控制电路检测得到的电动机转速大小情况来改变电路阻抗值；具体方案可采用，所述的控制电路与双值电容电动机本体进行电连接，以实现对电动机转速大小的检测；所述的控制电路还可与洗衣机的上位机进行电连接，洗衣机的上位机对控制电路进行电源供给；本实用新型提供的电子开关的工作使用寿命长，进而进一步有利于本实用新型所述的双值电容电动机在洗衣机领域的良好应用。
本实用新型所述的电子开关由于没有可运动的触头部件，闭合（导通）和断开时不出现电弧或火花，工作使用寿命长，具体优选地，所述的电子开关采用半导体无触点式开关；具体地，所述的半导体无触点式开关是通过半导体器件的可控导通性来实现电路闭合和断开的开关电器，半导体器件可由晶体管或晶闸管组成，电流较大，耐反压值高，控制门极功耗小，导通和关断时间短，工作使用寿命长，环境适应性好，工作效率高等；相对于对有触点式开关的闭合或断开的频率一般不能高于40-50次/小时，否则工作性能无法得到保证，而半导体式无触点开关的闭合或断开的频率可每小时可达数万次至数十万次以上。
但半导体无触点开关的缺点是，当电流大时，功耗较大，存在散热问题，因此再进一步优选地，本实用新型所述的开关还可以采用混合式半导体无触点开关，采用有触点式开关与无触点式开关并联连接组成的，电路的断开由无触点式开关的半导体器件完成，闭合后的电流主要是从有触点开关流过，用来避免无触点式开关存在的缺点。
所述的电子开关还可以采用电子管、离子管式无触点开关，其利用栅极可控特性使阳极与阴极间导通或截止实现改变电路阻抗值的变化，进而实现阶跃地改变负荷电流。
优选地，所述的双值电容电动机的起动运行周期为0.5~5s，本实用新型所述的双值电容电动机的起动运行周期即为所述开关的闭合或断开周期，即要求开关的闭合或断开的频率在720-7200次/小时，本实用新型提供的电子开关完全可以满足此要求。
优选地，所述的双值电容电动机为二极电动机；所述二极电动机包括定子和转子，进一步优选地，所述的定子由若干个具有定子梨形槽的定子冲片叠压而成，所述的定子冲片在定子内圆孔圆周上径向均布有24个定子齿，各相邻定子齿之间形成24个定子槽；所述的定子冲片外径范围在111-122mm，所述的定子冲片内径范围在55-70mm。
优选地，所述的定子齿宽范围在3-5.4mm，定子槽底与定子冲片外圆周的等效轭高范围在7.2-18mm，定子槽口范围在2~3mm。
优选地，所述的转子包括转子铁芯和一体位于转子铁芯两端的铸铝端环，所述的转子铁芯由若干个具有转子内圆孔或梨形孔的圆形状转子冲片通过扭角叠压而成，其中：所述的转子冲片外周均布若干个闭口梨形槽，所述的转子冲片外径范围在54-69mm。
优选地，所述的闭口梨形槽的数量为30个。
优选地，所述的闭口梨形槽齿宽范围在2.5-3.5mm，闭口梨形槽顶宽度范围在2.2-3.2mm，闭口梨形槽底宽度范围在1.2~2.4mm，闭口梨形槽内深度范围在5-10mm。
优选地，所述的铸铝端环厚度范围在5-8mm，铸铝端环高度范围在10-15mm。
一种如应用了上述的洗衣机动力驱动系统的洗衣机，其中：所述的洗衣机包括洗衣机动力驱动系统、洗涤执行部件和脱水执行部件，所述的洗衣机动力驱动系统包括双值电容电动机、传动机构，所述的双值电容电动机通过传动机构将其产生的动力传递到所述的洗涤执行部件和脱水执行部件。
优选地，当洗衣机为波轮式洗衣机时，所述的洗涤执行部件为波轮，所述的脱水执行部件为内桶；当洗衣机为搅拌式洗衣机时，所述的洗涤执行部件为搅拌器，所述的脱水执行部件为内桶；当洗衣机为滚筒式洗衣机时，所述的洗涤执行部件和脱水执行部件均为滚筒。
优选地，所述的洗衣机的上位机包括切换运行的正转开关和反转开关，所述的正转开关和反转开关分别与双值电容电动机电连接，在洗涤工况时，所述的双值电容电动机通过正转开关和反转开关实现反复起动运行，进而不断为洗衣机的洗涤执行部件提供正转动力和反转动力。
优选地，所述的正转开关串联连接在所述的起动绕组和电源之间或所述的运行绕组和电源之间，且所述的反转开关串联连接在所述的运行绕组和电源之间或所述的起动绕组和电源之间。
本实用新型的工作原理和优点：
1、本实用新型采用双值电容电动机取代现有技术的PSC电动机，在确保低成本的前提下，起动力矩大，运行效率高，进而大大降低了洗衣机的能耗，符合洗衣机领域对于能耗的发展需求。
2、本实用新型提出采用电子开关取代现有技术中的机械式离心开关，有效保证了开关的工作使用寿命，同时提高了工作效率，进而进一步有利于本实用新型所述的双值电容电动机在洗衣机领域的良好应用。
3、本实用新型提出将双值电容电动机设置为二极电动机，二极电动机具有效率高、电流小、绕组连接方案多等优点，并且传动比大，与洗衣机传动比配合有利于进一步提高系统的起动转矩。
附图说明
附图1是本实用新型一种实施例所述的结构示意图；
附图2是本实用新型一种实施例与现有技术中PSC电动机的T-N曲线比较图；
附图3是本实用新型所述的洗衣机一种实施例的结构示意图；
附图标记说明：起动绕组1、运行绕组2、起动电容3、运行电容4、开关5、正转开关 6、反转开关7、双值电容电动机10、传动机构20、波轮30、内桶40、PSC电动机T-N曲线a、双值电容电动机T-N曲线b。
具体实施方式
实施例1、一种洗衣机动力驱动系统，包括电动机、传动机构20，所述的电动机通过传动机构20将其产生的动力传递到洗衣机的洗涤执行部件和脱水执行部件，其中：所述的电动机为双值电容电动机10，在洗涤工况时，所述的双值电容电动机10通过反复起动运行不断为洗衣机的洗涤执行部件提供正转动力和反转动力。
实施例2、一种洗衣机动力驱动系统，其中：所述的双值电容电动机10在起动状态时的起动力矩是其额定转矩的1~3倍，在运行状态时的运行效率范围在70-80%，其余同实施例1。
实施例3、一种洗衣机动力驱动系统，其中：所述的双值电容电动机10包括：
具有定子槽的定子；
位于定子外或定子内的转子；
位于定子槽内、且并联连接接入电源的起动绕组1和运行绕组2；
并联连接的起动电容3和运行电容4；
所述的运行电容4与起动绕组1或运行绕组2串联连接；
所述的起动电容3与开关5串联连接后与运行电容4并联连接，所述的开关5在起动状态时闭合，在运行状态时断开；其余同实施例1或实施例2。
实施例4、一种洗衣机动力驱动系统，其中：所述的起动电容3容量是运行电容4容量的1-3倍，其余同实施例3。
实施例5、一种洗衣机动力驱动系统，其中：所述的开关5为电子开关，在双值电容电动机10的反复起动运行时，所述的电子开关通过改变电路阻抗值实现反复进行闭合和断开，同时提高双值电容电动机10的起动转矩，其余同实施例3或实施例4。
实施例6、一种洗衣机动力驱动系统，其中：所述的电子开关包括控制电路，电子开关依据通过控制电路检测得到的电动机转速大小情况来改变电路阻抗值，其余同实施例5。
实施例7、一种洗衣机动力驱动系统，其中：所述的双值电容电动机10的起动运行周期为0.5~5s，其余同实施例1-6中的任意一种实施例。
实施例8、一种洗衣机动力驱动系统，其中：所述的双值电容电动机10为二极电动机，其余同实施例1-7中的任意一种实施例。
实施例9、参见图1、2所示内容，一种洗衣机动力驱动系统，其中：所述的双值电容电动机10包括：
具有定子槽的定子；
位于定子外或定子内的转子；
位于定子槽内、且并联连接接入电源（图1已标记）的起动绕组1和运行绕组2；
并联连接的起动电容3和运行电容4；
所述的运行电容4与起动绕组1或运行绕组2串联连接；
所述的起动电容3与开关5串联连接后与运行电容4并联连接，所述的开关5在起动状态时闭合，在运行状态时断开；所述的起动电容3容量是运行电容4容量的1.5倍；
所述的开关5为电子开关，所述的电子开关还包括控制电路，所述的控制电路与双值电容电动机本体10进行电连接，以实现对电动机转速大小的检测，所述的控制电路还与洗衣机的上位机进行电连接，洗衣机的上位机对控制电路（图1已标记）进行电源供给；电子开关依据通过控制电路检测得到的电动机转速大小情况来改变电路阻抗值；在双值电容电动机10的反复起动运行时，所述的电子开关通过改变电路阻抗值实现反复进行闭合和断开，同时提高双值电容电动机10的起动转矩；
所述的双值电容电动机10的起动运行周期为2s；
所述的双值电容电动机10为二极电动机，所述的定子由若干个具有定子梨形槽的定子冲片叠压而成，所述的定子冲片在定子内圆孔圆周上径向均布有24个定子齿，各相邻定子齿之间形成24个定子槽；所述的定子冲片外径范围在111-122mm，所述的定子冲片内径范围在55-70mm；所述的定子齿宽范围在3-5.4mm，定子槽底与定子冲片外圆周的等效轭高范围在7.2-18mm，定子槽口范围在2~3mm；所述的转子包括转子铁芯和一体位于转子铁芯两端的铸铝端环，所述的转子铁芯由若干个具有转子内圆孔或梨形孔的圆形状转子冲片通过扭角叠压而成，其中：所述的转子冲片外周均布若干个闭口梨形槽，所述的转子冲片外径范围在54-69mm；所述的闭口梨形槽的数量为30个；所述的闭口梨形槽齿宽范围在2.5-3.5mm，闭口梨形槽顶宽度范围在2.2-3.2mm，闭口梨形槽底宽度范围在1.2~2.4mm，闭口梨形槽内深度范围在5-10mm；所述的铸铝端环厚度范围在5-8mm，铸铝端环高度范围在10-15mm；其余同实施例1或实施例2。
实施例10、参见图1、2所示内容，一种洗衣机动力驱动系统，其中：所述的双值电容电动机10在起动状态时的起动力矩是其额定转矩的1.5倍，在运行状态时的运行效率范围在78%；所述的起动电容3容量是运行电容4容量的1.8倍；所述的双值电容电动机10的起动运行周期为1.5s；
所述的双值电容电动机10为二极电动机，所述的定子由若干个具有定子梨形槽的定子冲片叠压而成，所述的定子冲片在定子内圆孔圆周上径向均布有24个定子齿，各相邻定子齿之间形成24个定子槽；所述的定子冲片外径范围在118mm，所述的定子冲片内径范围在61mm；所述的定子齿宽范围在4.1mm，定子槽底与定子冲片外圆周的等效轭高范围在11mm，定子槽口范围在2.5mm；所述的转子包括转子铁芯和一体位于转子铁芯两端的铸铝端环，所述的转子铁芯由若干个具有转子内圆孔或梨形孔的圆形状转子冲片通过扭角叠压而成，其中：所述的转子冲片外周均布若干个闭口梨形槽，所述的转子冲片外径范围在60.5mm；所述的闭口梨形槽的数量为30个；所述的闭口梨形槽齿宽范围在3mm，闭口梨形槽顶宽度范围在2.7mm，闭口梨形槽底宽度范围在1.8mm，闭口梨形槽内深度范围在7mm；所述的铸铝端环厚度范围在6.4mm，铸铝端环高度范围在12.8mm；其余同实施例9。
实施例11、参见图3所示，一种应用了洗衣机动力驱动系统的洗衣机，其中：所述的洗衣机包括洗衣机动力驱动系统、洗涤执行部件和脱水执行部件，所述的洗衣机动力驱动系统包括双值电容电动机10、传动机构20，所述的双值电容电动机10通过传动机构20将其产生的动力传递到所述的洗涤执行部件和脱水执行部件，其余同实施例1-10中的任意一种实施例。
实施例12、参见图1所示，一种应用了洗衣机动力驱动系统的洗衣机，其中：所述的洗衣机的上位机包括切换运行的正转开关6和反转开关7，所述的正转开关6和反转开关7分别与双值电容电动机10电连接，在洗涤工况时，所述的双值电容电动机10通过正转开关6和反转开关7实现反复起动运行，进而不断为洗衣机的洗涤执行部件提供正转动力和反转动力，其余同实施例11。
实施例13、参见图1所示，一种应用了洗衣机动力驱动系统的洗衣机，其中：所述的正转开关6串联连接在所述的起动绕组1和电源之间或所述的运行绕组2和电源之间，且所述的反转开关7串联连接在所述的运行绕组2和电源之间或所述的起动绕组1和电源之间，其余同实施例11或实施例12。
实施例14、参见图1和图3所示，一种应用了洗衣机动力驱动系统的洗衣机，其中：所述的洗衣机为波轮式洗衣机，所述的洗涤执行部件为波轮，所述的脱水执行部件为内桶；所述的洗衣机的上位机包括切换运行的正转开关6和反转开关7，所述的正转开关6串联连接在所述的运行绕组2和电源之间，且所述的反转开关7串联连接在所述的起动绕组1和电源之间；在洗涤工况时，所述的双值电容电动机10通过正转开关6和反转开关7实现反复起动运行，进而不断为洗衣机的洗涤执行部件提供正转动力和反转动力；其余同实施例11。
Claims (11)
1.一种洗衣机动力驱动系统，包括电动机、传动机构（20），所述的电动机通过传动机构（20）将其产生的动力传递到洗衣机的洗涤执行部件和脱水执行部件，其特征在于：所述的电动机为双值电容电动机（10），在洗涤工况时，所述的双值电容电动机（10）通过反复起动运行不断为洗衣机的洗涤执行部件提供正转动力和反转动力。
2.如权利要求1所述的洗衣机动力驱动系统，其特征在于：所述的双值电容电动机（10）在起动状态时的起动力矩是其额定转矩的1~3倍，在运行状态时的运行效率范围在70-80%。
3.如权利要求1或2所述的洗衣机动力驱动系统，其特征在于：所述的双值电容电动机（10）包括：
具有定子槽的定子；
位于定子外或定子内的转子；
位于定子槽内、且并联连接接入电源的起动绕组（1）和运行绕组（2）；
并联连接的起动电容（3）和运行电容（4）；
所述的运行电容（4）与起动绕组（1）或运行绕组（2）串联连接；
所述的起动电容（3）与开关（5）串联连接后与运行电容（4）并联连接，所述的开关（5）在起动状态时闭合，在运行状态时断开。
4.如权利要求3所述的洗衣机动力驱动系统，其特征在于：所述的起动电容（3）容量是运行电容（4）容量的1-3倍。
5.如权利要求3所述的洗衣机动力驱动系统，其特征在于：所述的开关（5）为电子开关，在双值电容电动机（10）的反复起动运行时，所述的电子开关（5）通过改变电路阻抗值实现反复进行闭合和断开，同时提高双值电容电动机（10）的起动转矩。
6.如权利要求5所述的洗衣机动力驱动系统，其特征在于：所述的电子开关包括控制电路，电子开关依据通过控制电路检测得到的电动机转速大小情况来改变电路阻抗值。
7.如权利要求5所述的洗衣机动力驱动系统，其特征在于：所述的双值电容电动机（10）的起动运行周期为0.5~5s。
8.如权利要求3所述的洗衣机动力驱动系统，其特征在于：所述的双值电容电动机（10）为二极电动机。
9.一种如应用了权利要求1-8之一所述的洗衣机动力驱动系统的洗衣机，其特征在于：所述的洗衣机包括洗衣机动力驱动系统、洗涤执行部件和脱水执行部件，所述的洗衣机动力驱动系统包括双值电容电动机（10）、传动机构（20），所述的双值电容电动机（10）通过传动机构（20）将其产生的动力传递到所述的洗涤执行部件和脱水执行部件。
10.如权利要求9所述的洗衣机，其特征在于：所述的洗衣机的上位机包括切换运行的正转开关（6）和反转开关（7），所述的正转开关（6）和反转开关（7）分别与双值电容电动机（10）电连接，在洗涤工况时，所述的双值电容电动机（10）通过正转开关（6）和反转开关（7）实现反复起动运行，进而不断为洗衣机的洗涤执行部件提供正转动力和反转动力。
11.如权利要求10所述的洗衣机，其特征在于：所述的正转开关（6）串联连接在所述的起动绕组（1）和电源之间或所述的运行绕组（2）和电源之间，且所述的反转开关（7）串联连接在所述的运行绕组（2）和电源之间或所述的起动绕组（1）和电源之间。
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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