EA023486B1

EA023486B1 - Household appliance having a rotary drive with controlled magnetic field distribution in a drive motor

Info

Publication number: EA023486B1
Application number: EA201291423A
Authority: EA
Inventors: Ханс Эгльмайер; Андреас Ханау; Вильфрид Вильдунг
Original assignee: Бсх Хаусгерете Гмбх
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2016-06-30
Also published as: DE102010030163A1; EP2582869A1; EP2582869B1; WO2011157589A1; CN102939415B; EA201291423A1; CN102939415A; PL2582869T3

Abstract

The invention relates to a household appliance (6) having a rotary drive of a component (17) with a drive motor (20), comprising a stator (21) having a first magnet arrangement (25) and a rotor (19) coupled to the component (17) and having a second magnet arrangement (24), wherein the rotor (19) is designed to be rotated relative to the stator (21) about a rotary axis (S) by the interaction of the magnetic fields generated by the magnet arrangements (24, 25), and having a control device (34) for actuating the drive motor (20). The magnet arrangements (24, 25) are spaced apart from each other along the rotary axis (S), so that an axial gap (22) is formed between the magnet arrangements (24, 25). Furthermore, for achieving a coaxial arrangement of the rotor (19) with respect to the stator (21) the control device (34) is designed to be able to control a distribution of the magnetic field generated by the first and/or the second magnet arrangement (24, 25), such that a constant component of said magnetic field greater than zero is generated, which enables the coaxial arrangement of the rotor (19) with respect to the stator (21). The invention further relates to a method for operating a household appliance (6).

Description

Изобретение относится к бытовому прибору, который содержит привод вращения компонента прибора с двигателем, а также управляющее устройство, предназначенное для управления двигателем привода. Двигатель привода имеет статор с первым магнитным устройством и соединенный с указанным компонентом ротор со вторым магнитным устройством. Ротор может вращаться относительно статора, в частности, за счет взаимодействия магнитных полей, генерируемых магнитными устройствами. Кроме того, изобретение относится к способу эксплуатации бытового прибора.The invention relates to a household appliance, which comprises a rotation drive of a component of the device with an engine, as well as a control device for controlling the drive motor. The drive motor has a stator with a first magnetic device and a rotor connected to the specified component with a second magnetic device. The rotor can rotate relative to the stator, in particular, due to the interaction of magnetic fields generated by magnetic devices. In addition, the invention relates to a method for operating a household appliance.

Уровень техникиState of the art

В данном случае, предпочтительно, речь идет о стиральной машине с баком для стирального раствора, который жестко соединен с корпусом. Такая стиральная машина описана, например, в патентной заявке ЕР 1433890 А2. В такую стиральную машину может устанавливаться бак для стирального раствора, имеющий увеличенные размеры по сравнению с традиционными стиральными машинами. Бак для стирального раствора жестко соединен с корпусом. В баке для стирального раствора установлен стиральный барабан, способный вращаться, в частности, при помощи вала. Ось вращения стирального барабана может располагаться в стиральной машине горизонтально или под небольшим наклоном. Вал соединен с ротором приводного двигателя, статор которого удерживается на опорном элементе. Опорный элемент закрывает бак для стирального раствора с задней стороны; он соединяется с баком для стирального раствора посредством эластичного уплотнения. Таким образом, стиральный барабан опирается на опорный элемент, в частности, посредством вала.In this case, preferably, we are talking about a washing machine with a tank for washing solution, which is rigidly connected to the housing. Such a washing machine is described, for example, in patent application EP 1 433 890 A2. In such a washing machine, a washing solution tank having larger dimensions than conventional washing machines can be installed. The tank for washing solution is rigidly connected to the housing. A washing drum is installed in the washing solution tank, which is able to rotate, in particular with a shaft. The axis of rotation of the washing drum may be located horizontally or at a slight angle in the washing machine. The shaft is connected to the rotor of the drive motor, the stator of which is held on the supporting element. The support element closes the tank for washing solution from the rear side; it connects to the washing solution tank through an elastic seal. Thus, the washing drum is supported on the support element, in particular by means of a shaft.

Недостаток предмета изобретения по ЕР 1433890 А2 заключается в том, что стиральный барабан, загруженный бельем, опускается относительно бака для стирального раствора, в результате чего уменьшается расстояние между стиральным барабаном и дном бака для стирального раствора. Одновременно увеличивается зазор между стиральным барабаном и верхней стенкой бака для стирального раствора, а также зазор между стиральным барабаном и манжетой дверцы. Кроме того, в начале процесса стирки в бак для стирального раствора подается моющая жидкость, предназначенная для увлажнения белья. Часть подаваемой жидкости впитывается бельем, в результате чего вес белья увеличивается за счет поглощения жидкости, а стиральный барабан опускается еще ниже. Вращающийся стиральный барабан, загруженный бельем, колеблется относительно своего среднего положения, которое определяется весом белья и поглощенной бельем жидкости. Эти колебания могут стать очень большими, в частности, при центрифугировании неравномерно распределенного белья, когда стиральный барабан вращается с частотой вращения, близкой к резонансной. Чтобы стиральный барабан при таких колебаниях не соприкасался с неподвижным баком для стирального раствора, необходимо увеличить расстояние между стиральным барабаном и баком для стирального раствора по сравнению с традиционной системой с так называемым резонирующим баком для стирального раствора. В результате нежелательным образом увеличивается количество так называемого мертвого раствора, под которым подразумевается количество стирального раствора, не соприкасающегося с бельем и заполняющего, в частности, промежуточное пространство стиральным барабаном и баком для стирального раствора. Это приводит к увеличению расхода воды и энергии. Кроме того, при таком опускании стирального барабана относительно бака для стирального раствора белью будет легче попасть в увеличившийся вследствие опускания зазор между стиральным барабаном и дверной манжетой, расположенной в области загрузочного отверстия стирального барабана, и вызвать механические нагрузки в этой области.The disadvantage of the subject invention according to EP 1433890 A2 is that the washing drum loaded with the laundry is lowered relative to the washing solution tank, thereby reducing the distance between the washing drum and the bottom of the washing solution tank. At the same time, the gap between the washing drum and the upper wall of the tank for the washing solution increases, as well as the gap between the washing drum and the door cuff. In addition, at the beginning of the washing process, a detergent liquid is supplied to the washing solution tank to moisten the laundry. Part of the supplied liquid is absorbed by the laundry, as a result of which the weight of the laundry increases due to absorption of the liquid, and the washing drum drops even lower. A rotating washing drum loaded with laundry fluctuates with respect to its middle position, which is determined by the weight of the laundry and the liquid absorbed by the laundry. These fluctuations can become very large, in particular, when centrifuging unevenly distributed laundry, when the washing drum rotates at a speed close to resonant. In order for the washing drum to not come into contact with the stationary tank for the washing solution during such vibrations, it is necessary to increase the distance between the washing drum and the washing solution tank in comparison with the traditional system with the so-called resonant washing solution tank. As a result, the amount of the so-called dead solution is undesirably increased, which means the amount of the washing solution not in contact with the laundry and filling, in particular, the intermediate space with a washing drum and a washing solution tank. This leads to an increase in water and energy consumption. In addition, with such a lowering of the washing drum relative to the washing solution tank, it will be easier to get into the increased gap due to lowering of the washing drum and the door cuff located in the area of the loading hole of the washing drum, and cause mechanical stress in this area.

Кроме того, в патентной заявке ИЕ 19961780 А1 описан бытовой прибор в виде стиральной машины с барабаном, установленным в баке для стирального раствора с возможностью вращения. Эта стиральная машина в целях привода барабана содержит приводной двигатель, который, предпочтительно, управляется преобразователем частоты и содержит статор с первым устройством генерации магнитного поля и опосредованно соединенный с барабаном ротор со вторым устройством генерации магнитного поля. В приводном двигателе, известном из патентной заявки ИЕ 19961780 А1, устройства генерации магнитного поля расположены вдоль оси вращения с осевым зазором между ними.In addition, patent application IE 19961780 A1 describes a household appliance in the form of a washing machine with a drum mounted rotatably in the washing solution tank. This washing machine for driving a drum comprises a drive motor, which is preferably controlled by a frequency converter and comprises a stator with a first magnetic field generating device and a rotor indirectly connected to the drum with a second magnetic field generating device. In a drive motor known from patent application IE 19961780 A1, magnetic field generating devices are arranged along the axis of rotation with an axial clearance between them.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей изобретения является усовершенствование подобного бытового прибора по сравнению с уровнем техники. В частности, необходимо разработать бытовой прибор, в котором можно будет максимально просто настраивать или регулировать пространственное положение вращающегося компонента бытового прибора, в частности в осевом и/или радиальном направлении.The objective of the invention is the improvement of such a household appliance in comparison with the prior art. In particular, it is necessary to develop a household appliance in which it will be as simple as possible to adjust or adjust the spatial position of the rotating component of the household appliance, in particular in the axial and / or radial direction.

Согласно изобретению, эта задача решается бытовым прибором с признаками, раскрывающимися в п.1 формулы изобретения, а также способом с признаками, раскрывающимися в п.13 формулы. Выгодные варианты исполнения изобретения раскрываются в зависимых пунктах формулы и в описании.According to the invention, this problem is solved by a household appliance with the features disclosed in claim 1 of the claims, as well as the method with the signs disclosed in claim 13 of the formula. Advantageous embodiments of the invention are disclosed in the dependent claims and in the description.

Бытовой прибор, описываемый изобретением, содержит привод вращения компонента прибора с двигателем и управляющее устройство для управления двигателем привода. Двигатель имеет статор с первым магнитным устройством и соединенный с указанным компонентом ротор со вторым магнитным устройством. За счет взаимодействия магнитных полей, генерируемых магнитными устройствами, ротор может вращаться относительно статора вокруг оси вращения. Согласно изобретению, магнитные устройства расположены вдоль оси вращения на некотором расстоянии друг от друга, в результате чего междуThe household appliance described by the invention comprises a rotational drive of a component of the appliance with an engine and a control device for controlling the drive motor. The engine has a stator with a first magnetic device and a rotor connected to the specified component with a second magnetic device. Due to the interaction of magnetic fields generated by magnetic devices, the rotor can rotate relative to the stator around the axis of rotation. According to the invention, the magnetic devices are located along the axis of rotation at a certain distance from each other, resulting in between

- 1 023486 магнитными устройствами образуется осевой зазор.- 1,023,486 axial clearance is formed by magnetic devices.

Кроме того, управляющее устройство выполнено с возможностью управлять распределением магнитного поля, создаваемого первым и/или вторым магнитным устройством, в частности, магнитным устройством статора, таким образом, что образуется постоянная большая нуля составляющая этого магнитного поля. Таким образом, при работе бытового прибора можно обеспечить соосное расположение ротора относительно статора или магнитного устройства. Таким образом, соосное расположение достигается исключительно с помощью магнитных полей магнитных устройств. Это может выглядеть, например, следующим образом: на заданный шаблон для питания обмотки статора, т.е. на созданное вращающееся поле, накладывается дополнительное постоянное магнитное поле для всех фазных ветвей (смещение).In addition, the control device is configured to control the distribution of the magnetic field generated by the first and / or second magnetic device, in particular, the stator magnetic device, so that a constant major zero component of this magnetic field is formed. Thus, when operating a household appliance, it is possible to provide a coaxial arrangement of the rotor relative to the stator or magnetic device. Thus, the coaxial arrangement is achieved solely by the magnetic fields of magnetic devices. This may look, for example, as follows: on a given pattern to power the stator winding, i.e. on the created rotating field, an additional constant magnetic field is applied for all phase branches (displacement).

Таким образом, описываемый изобретением эффект достигается за счет того, что первое и второе магнитное устройство расположены друг напротив друга и рядом друг с другом в осевом направлении, в результате чего между ними образуется зазор. В отличие от обычных электрических машин, в которых электромагнитные поля или, соответственно, силы действуют в радиальном направлении, электромагнитные поля и силы в приводном двигателе бытового прибора, описываемого изобретением, развиваются, по существу, в осевом направлении. Подобный приводной двигатель позволяет гибко и точно настраиваться на крутящий момент, необходимый для бытового прибора, соответствующей величины или мощности. В частности, подобный приводной двигатель выгоден тем, что крутящий момент или удельная мощность приводного двигателя может гибко регулироваться без особых затрат. Так, например, ширина зазора между магнитными устройствами может быть различной; если этот зазор очень мал, то может передаваться более высокий крутящий момент по сравнению с зазором большей величины. Кроме того, такое исполнение приводного двигателя позволяет легко подстроиться под доступное монтажное пространство. Такой приводной двигатель занимает меньше места по сравнению с обычными приводными двигателями и может быть оптимально согласован с доступным для установки пространством в самых разнообразных бытовых приборах. Важное преимущество бытового прибора, описываемого изобретением, заключается в возможности радиального перемещения ротора или статора без риска повреждения приводного двигателя вследствие столкновения. В частности, выгодным образом, возможны различные варианты исполнения осевого зазора. Кроме того, удельная мощность приводного двигателя или переменный крутящий момент может влиять на положение ротора двигателя в пространстве. Кроме того, подобное осевое расположение обоих магнитных устройств друг относительно друга обеспечивает активное радиальное смещение оси вращения ротора относительно статора, что оказывается особенно выгодным, в частности, в стиральной машине. А именно, путем соответствующего управления распределением магнитного поля по меньшей мере одного из магнитных устройств может быть достигнуто соосное положение ротора относительно статора. Таким образом, можно настроить положение ротора и/или активно компенсировать колебания или дисбаланс вращающихся компонентов, в частности, путем управления распределением магнитного поля. В частности, в стиральной машине это позволит максимально или даже полностью компенсировать опускание стирального барабана относительно бака для стирального раствора.Thus, the effect described by the invention is achieved due to the fact that the first and second magnetic device are located opposite each other and next to each other in the axial direction, as a result of which a gap is formed between them. Unlike conventional electric machines, in which electromagnetic fields or, accordingly, forces act in the radial direction, electromagnetic fields and forces in the drive motor of the household appliance described by the invention develop essentially in the axial direction. Such a drive motor allows you to flexibly and accurately adjust to the torque required for a household appliance of the appropriate size or power. In particular, such a drive motor is advantageous in that the torque or power density of the drive motor can be flexibly adjusted without any particular expense. So, for example, the width of the gap between the magnetic devices may be different; if this gap is very small, a higher torque can be transmitted compared to a larger gap. In addition, this design of the drive motor makes it easy to adapt to the available mounting space. Such a drive motor takes up less space than conventional drive motors and can be optimally matched to the space available for installation in a wide variety of household appliances. An important advantage of the household appliance described by the invention is the possibility of radial movement of the rotor or stator without the risk of damage to the drive motor due to a collision. In a particularly advantageous manner, various axial clearance variants are possible. In addition, the specific power of the drive motor or alternating torque can affect the position of the motor rotor in space. In addition, a similar axial arrangement of both magnetic devices relative to each other provides an active radial displacement of the axis of rotation of the rotor relative to the stator, which is especially advantageous, in particular, in a washing machine. Namely, by appropriately controlling the distribution of the magnetic field of at least one of the magnetic devices, the coaxial position of the rotor relative to the stator can be achieved. Thus, it is possible to adjust the position of the rotor and / or actively compensate for the oscillations or imbalance of the rotating components, in particular by controlling the distribution of the magnetic field. In particular, in the washing machine this will allow to maximize or even completely compensate for the lowering of the washing drum relative to the tank for washing solution.

Статор и ротор могут быть полностью механически развязаны, т.е. может быть возможно боковое смещение (т.е. смещение в радиальном направлении) этих узлов друг относительно друга. Таким образом, статор и ротор, предпочтительно, имеют одну степень свободы или зазор в радиальном направлении.The stator and rotor can be completely mechanically decoupled, i.e. it may be possible lateral displacement (i.e. radial displacement) of these nodes relative to each other. Thus, the stator and rotor preferably have the same degree of freedom or radial clearance.

Предпочтительно, бытовой прибор представляет собой прибор по уходу за бельем, например стиральную, сушильную или стирально-сушильную машину.Preferably, the household appliance is a laundry care appliance, such as a washing machine, tumble dryer or washer-dryer.

Предпочтительно, в бытовом приборе предусмотрен барабан для белья, который в качестве указанного компонента прибора приводится двигателем привода. Именно в таком бытовом приборе по уходу за бельем (в частности, в стиральной машине) применение двигателя привода, выполненного согласно изобретению, оказывается особенно выгодным: статор может быть установлен на корпусе бытового прибора или на баке стирального раствора жестко соединенном с корпусом, в то время как ротор может быть установлен на стиральном барабане или может соединяться с ним. В этом случае при опускании стирального барабана относительно бака для стирального раствора (под влиянием загрузки стирального барабана) может быть восстановлено соосное расположение ротора относительно статора, в частности, за счет управления распределением магнитного поля, например, путем подачи соответствующего питания на обмотку статора. Кроме того, удается компенсировать дисбаланс стирального барабана (в частности, в режиме центрифугирования) путем управления магнитным полем статора. Таким образом, механическая нагрузка на подшипники стирального барабана сводится к минимуму.Preferably, a laundry drum is provided in the household appliance, which is driven by a drive motor as the indicated component of the appliance. It is in such a household laundry care appliance (in particular, in a washing machine) that the use of a drive motor made according to the invention is particularly advantageous: a stator can be installed on the housing of the household appliance or on the washing solution tank rigidly connected to the housing, at that time how the rotor can be mounted on the washing drum or can be connected to it. In this case, when the washing drum is lowered relative to the washing solution tank (under the influence of the washing drum loading), the coaxial position of the rotor relative to the stator can be restored, in particular, by controlling the distribution of the magnetic field, for example, by supplying the appropriate power to the stator winding. In addition, it is possible to compensate for the imbalance of the washing drum (in particular, in the centrifugation mode) by controlling the magnetic field of the stator. Thus, the mechanical load on the bearings of the washing drum is minimized.

Как уже говорилось, бытовой прибор может содержать бак для стирального раствора, жестко соединенный с корпусом. Это означает, что бак для стирального раствора соединен с корпусом без возможности перемещения или неподвижно, т.е. не может перемещаться относительно корпуса. В этом случае статор может быть расположен на баке для стирального раствора или корпусе. Это позволяет активно перемещать стиральный барабан относительно бака для стирального раствора; можно установить стиральный барабан в нужное положение относительно бака для стирального раствора. Т.е. стиральный барабан, выгодным образом, может устанавливаться в среднее положение внутри бака для стирального раствора независимо от веса белья. В результате может быть уменьшено расстояние между стиральнымAs already mentioned, a household appliance may contain a washing solution tank rigidly connected to the housing. This means that the washing solution tank is connected to the housing without being movable or stationary, i.e. cannot move relative to the body. In this case, the stator may be located on the tank for washing solution or the housing. This allows you to actively move the washing drum relative to the tank for washing solution; you can set the washing drum in the desired position relative to the tank for washing solution. Those. the washing drum, advantageously, can be installed in the middle position inside the tank for washing solution, regardless of the weight of the laundry. As a result, the distance between the washing

- 2 023486 барабаном и баком для стирального раствора. Это позволяет свести к минимуму количество мертвого раствора, т.е. количество стирального раствора, не соприкасающегося с бельем.- 2 023486 drum and tank for washing solution. This minimizes the amount of dead solution, i.e. the amount of washing solution that is not in contact with the laundry.

В варианте, особенно выгодном для обеспечения компактности и малого веса приводного двигателя, статор и ротор содержат параллельные друг другу кольца или диски, удерживающие соответствующие магнитные устройства. В частности, при использовании дисков вес приводного двигателя может быть сведен к минимуму. При отсутствии нагрузки на вращающийся компонент кольца или диски, предпочтительно, располагаются концентрически друг относительно друга. Предпочтительно, они механически развязаны друг относительно друга и имеют возможность бокового смещения друг относительно друга. Предпочтительно, на обращенных друг к другу сторонах магнитных устройств расположено по несколько полюсных наконечников. Осевое расстояние между магнитными устройствами может составлять, например, от 1 до 100 мм.In an embodiment particularly advantageous for providing compactness and low weight of the drive motor, the stator and rotor comprise rings or disks parallel to each other that hold the corresponding magnetic devices. In particular, when using discs, the weight of the drive motor can be minimized. When there is no load on the rotating component, the rings or discs are preferably arranged concentrically relative to each other. Preferably, they are mechanically decoupled relative to each other and have the possibility of lateral displacement relative to each other. Preferably, several pole pieces are arranged on the sides of the magnetic devices facing each other. The axial distance between the magnetic devices can be, for example, from 1 to 100 mm.

Например, двигатель привода может представлять собой бесщеточный двигатель постоянного тока или синхронный электродвигатель с возбуждением от постоянных магнитов. Предпочтителен ротор с постоянными магнитами - в этом случае магнитное устройство ротора содержит постоянные магниты. Магнитное устройство статора, напротив, может содержать обмотку. Эта обмотка может содержать по меньшей мере две фазные ветви, предпочтительно три фазные ветви. Эти фазные ветви могут питаться, например, от инвертора; в этом случае инвертор генерирует для каждой фазной ветви свое переменное напряжение. Инвертор может быть электрически соединен с промежуточным контуром постоянного тока и генерировать соответствующие переменные напряжения из напряжения промежуточного контура постоянного тока. Такое напряжение промежуточного контура постоянного тока может иметь место, например, на конденсаторе промежуточного контура постоянного тока. Оно может быть получено, например, из питающего переменного напряжения (например, напряжения сети) при помощи выпрямителя. Инвертор, точнее говоря, электрический переключатель инвертора может управляться управляющим устройством. Таким образом, управляющее устройство может управлять частотой и/или амплитудой переменных напряжений. Впрочем, приводной двигатель может иметь и другую конструкцию. Например, оба устройства генерации магнитного поля приводного двигателя могут содержать обмотки, или же устройство генерации магнитного поля статора содержит постоянный магнит, а устройство генерации магнитного поля ротора - обмотки. Ниже будет рассматриваться только предпочтительный вариант двигателя привода, причем варианты исполнения, предусмотренные изобретением, могут аналогичным образом применяться и для других конструкций предпочтительного варианта двигателя привода.For example, the drive motor may be a brushless DC motor or a permanent magnet driven permanent magnet motor. Preferred rotor with permanent magnets - in this case, the magnetic device of the rotor contains permanent magnets. The stator magnetic device, in contrast, may comprise a winding. This winding may comprise at least two phase branches, preferably three phase branches. These phase branches can be powered, for example, from an inverter; in this case, the inverter generates its alternating voltage for each phase branch. The inverter can be electrically connected to the intermediate DC circuit and generate the corresponding alternating voltages from the voltage of the intermediate DC circuit. Such a voltage of the DC link circuit can take place, for example, on a capacitor of the DC link circuit. It can be obtained, for example, from a supplying alternating voltage (for example, mains voltage) using a rectifier. The inverter, more precisely, the electric switch of the inverter can be controlled by a control device. Thus, the control device can control the frequency and / or amplitude of the alternating voltages. However, the drive motor may have a different design. For example, both devices for generating a magnetic field of a drive motor may include windings, or the device for generating a magnetic field of a stator contains a permanent magnet, and a device for generating a magnetic field of a rotor can include windings. Only the preferred embodiment of the drive motor will be considered below, wherein the embodiments provided by the invention can likewise be applied to other designs of the preferred embodiment of the drive motor.

Управляющее устройство может определять по меньшей мере один электрический измеряемый параметр двигателя привода. Предпочтительно, управляющее устройство определяет тот электрический измеряемый параметр, который описывает индукцию, имеющую место по меньшей мере в одной фазной ветви статора. Т.е. предпочтительно, определяется тот измеряемый параметр, который коррелирует с электрическим напряжением, наведенным по меньшей мере в одной фазной ветви статора в результате изменения магнитного потока ротора. Например, управляющее устройство может определять в качестве измеряемого параметра электрическое напряжение, которое наводится в фазной ветви, в которую в данный момент целенаправленно не подается ток. В качестве дополнения или альтернативы управляющее устройство может определять электрический фазный ток по меньшей мере в одной фазной ветви, предпочтительно во всех фазных ветвях. Измерение такого измеряемого параметра выгодно тем, что оно позволяет управляющему устройству сделать вывод о динамическом поведении вращающегося компонента. Например, это позволяет распознавать дисбаланс вращающегося компонента и, при необходимости, компенсировать его при помощи управляющего устройства, в частности, путем соответствующего управления распределением магнитного поля статора.The control device may determine at least one electrical measurable parameter of the drive motor. Preferably, the control device determines that electric measured parameter that describes the induction taking place in at least one phase branch of the stator. Those. preferably, the measured parameter is determined that correlates with the voltage induced in at least one phase branch of the stator as a result of a change in the magnetic flux of the rotor. For example, the control device can determine as a measured parameter the electric voltage that is induced in the phase branch, into which no current is purposefully supplied. As a complement or alternative, the control device can determine the electrical phase current in at least one phase branch, preferably in all phase branches. The measurement of such a measured parameter is advantageous in that it allows the control device to make a conclusion about the dynamic behavior of the rotating component. For example, this allows you to recognize the imbalance of the rotating component and, if necessary, to compensate for it using a control device, in particular, by appropriate control of the distribution of the stator magnetic field.

Управляющее устройство, в зависимости от значений измеряемого параметра, может апостериорно определять, например, текущее радиальное и/или осевое положение ротора относительно статора. В этом варианте исполнения магнитные устройства приводного двигателя используются в качестве датчиков для определения положения ротора; приводной двигатель может обходиться без дополнительных датчиков положения, предназначенных для определения радиального и/или осевого положения ротора. Если известно текущее положение ротора относительно статора, то управляющее устройство может компенсировать возможные отклонения ротора от заданного положения путем соответствующего управления распределением магнитного поля, в частности соответствующего управления трехфазным током в обмотке статора. Таким образом, можно обеспечить стабильное динамическое поведение вращающегося компонента.The control device, depending on the values of the measured parameter, can a posteriori determine, for example, the current radial and / or axial position of the rotor relative to the stator. In this embodiment, the magnetic devices of the drive motor are used as sensors to determine the position of the rotor; the drive motor can do without additional position sensors designed to determine the radial and / or axial position of the rotor. If the current position of the rotor relative to the stator is known, then the control device can compensate for possible deviations of the rotor from the set position by appropriate control of the distribution of the magnetic field, in particular, appropriate control of the three-phase current in the stator winding. Thus, it is possible to ensure stable dynamic behavior of the rotating component.

Управляющее устройство, в зависимости от значений измеряемого параметра, может также апостериорно определять амплитуду, и/или частоту, и/или фазу отклонения оси вращения ротора относительно базовой оси. Базовой осью, предпочтительно, является та ось, которая в состоянии покоя вращающегося компонента или при отсутствии нагрузки на компонент совпадает с фактической осью вращения. Таким образом, предпочтительно, базовая ось определяется положением статора. Если статор содержит кольцо или диск, на котором расположено магнитное устройство статора, то базовая ось может проходить через центр или центральную точку кольца или диска и перпендикулярно им. Если управляющее устройство определяет амплитуду, и/или частоту, и/или фазу отклонения оси вращения вращающегося компонента,The control device, depending on the values of the measured parameter, can also a posteriori determine the amplitude and / or frequency and / or phase of the deviation of the axis of rotation of the rotor relative to the base axis. The reference axis is preferably that axis which at rest of the rotating component or in the absence of load on the component coincides with the actual axis of rotation. Thus, preferably, the base axis is determined by the position of the stator. If the stator contains a ring or disk on which the stator magnetic device is located, then the base axis can pass through the center or central point of the ring or disk and perpendicular to them. If the control device determines the amplitude and / or frequency and / or phase of the deviation of the axis of rotation of the rotating component,

- 3 023486 то оно может противодействовать этому отклонению, в частности путем соответствующего регулирования амплитуды, и/или частоты, и/или фазы вращающегося поля статора. В этом варианте исполнения осуществляется также определение дисбаланса вращающегося компонента; это особенно выгодно для стирального барабана бытового прибора по уходу за бельем. В частности, управляющее устройство может компенсировать дисбаланс, что позволит обеспечить, в целом, стабильное динамическое поведение стирального барабана и, тем самым, эксплуатационную надежность бытового прибора. Выгодным образом, это позволяет снизить механическую нагрузку на белье, находящееся в стиральном барабане, и увеличить срок службы и долговечность бытового прибора.- 3 023486 then it can counteract this deviation, in particular by appropriately adjusting the amplitude and / or frequency and / or phase of the stator rotating field. In this embodiment, the imbalance of the rotating component is also determined; this is especially advantageous for a washing drum of a household appliance. In particular, the control device can compensate for the imbalance, which will ensure, in General, stable dynamic behavior of the washing drum and, thereby, the operational reliability of the household appliance. Advantageously, this allows to reduce the mechanical load on the laundry located in the washing drum, and to increase the service life and durability of the household appliance.

В особенно выгодном варианте управляющее устройство регулирует распределение магнитного поля, генерируемого магнитным устройством статора, по шаблону, в частности, в зависимости от значений измеряемого параметра, например в зависимости от измеренных значений наведенного напряжения и/или фазного тока. Такое регулирование, в целом, позволяет добиться стабильного динамического поведения вращающегося компонента. В частности, регулирование может осуществляться таким образом, или шаблон может быть составлен таким образом, чтобы амплитуда отклонения оси вращения ротора от базовой оси статора оставалась ниже заданного предельного значения. Это позволяет отсечь часть амплитуды колебаний в колебательной системе - например, в стиральном барабане. В результате можно свести к минимуму риск столкновения системы с препятствием. В особенно предпочтительном варианте правило регулирования предусматривает совпадение оси вращения ротора с базовой осью статора. Т.е. регулирование может выполняться с учетом того, что магнитные устройства ротора и статора расположены соосно друг другу. Такое регулирование в любой момент времени обеспечивает оптимальное положение вращающегося компонента в бытовом приборе.In a particularly advantageous embodiment, the control device controls the distribution of the magnetic field generated by the stator magnetic device according to the pattern, in particular, depending on the values of the measured parameter, for example, depending on the measured values of the induced voltage and / or phase current. Such regulation, in General, allows you to achieve stable dynamic behavior of the rotating component. In particular, the regulation can be carried out in such a way, or the template can be designed so that the amplitude of the deviation of the axis of rotation of the rotor from the base axis of the stator remains below a predetermined limit value. This allows you to cut off part of the amplitude of the oscillations in the oscillatory system - for example, in the washing drum. As a result, the risk of collision of the system with an obstacle can be minimized. In a particularly preferred embodiment, the regulation rule provides for the coincidence of the axis of rotation of the rotor with the base axis of the stator. Those. the regulation can be performed taking into account the fact that the magnetic devices of the rotor and stator are aligned with each other. Such regulation at any time ensures the optimal position of the rotating component in the household appliance.

Предпочтительно, в управляющее устройство может быть заложена цифровая характеристика упругости и/или амортизации указанного компонента. В этом случае управляющее устройство может быть устроено таким образом, чтобы оно путем управления распределением магнитного поля, генерируемого магнитным устройством статора, устанавливало (настраивало) заданную характеристику упругости и/или амортизации компонента. Этот вариант исполнения основывается на знании того факта, что магнитные устройства статора, с одной стороны, и ротора, с другой стороны, образуют, в целом, упругую или амортизирующую систему, эластичность которой может произвольно регулироваться управляющим устройством. Это может осуществляться, в частности, путем настройки распределения вращающегося поля, т.е., например, путем соответствующей подачи питания на обмотку статора. В результате, выгодным образом, реальная физическая характеристика упругости и/или амортизации бытового прибора может быть дополнена виртуальной характеристикой упругости и/или амортизации, созданной двигателем привода. Таким образом, реальная характеристика упругости и/или амортизации может изменяться в зависимости от ситуации и необходимости, а именно, в зависимости от преобладающих в настоящий момент условий эксплуатации.Preferably, a digital characteristic of elasticity and / or cushioning of said component can be incorporated into the control device. In this case, the control device can be arranged so that by controlling the distribution of the magnetic field generated by the magnetic device of the stator, it sets (sets) the specified characteristic of elasticity and / or damping of the component. This embodiment is based on knowledge of the fact that the magnetic devices of the stator, on the one hand, and the rotor, on the other hand, form, in general, an elastic or shock-absorbing system, the elasticity of which can be arbitrarily controlled by the control device. This can be done, in particular, by adjusting the distribution of the rotating field, i.e., for example, by appropriately supplying power to the stator winding. As a result, in an advantageous manner, the actual physical characteristic of elasticity and / or depreciation of the household appliance can be supplemented by a virtual characteristic of elasticity and / or depreciation created by the drive motor. Thus, the actual characteristic of elasticity and / or depreciation may vary depending on the situation and the need, namely, depending on the prevailing current operating conditions.

Например, в управляющее устройство для указанного компонента может быть заложена характеристика упругости и/или амортизации, зависящая от амплитуды отклонения оси вращения от базовой оси статора, т.е. зависящая от рабочего хода, и/или характеристика упругости и/или амортизации, зависящая от загрузки вращающегося компонента, и/или характеристика упругости и/или амортизации, зависящая от частоты вращения компонента. Характеристика упругости и/или амортизации, зависящая от рабочего хода, может представлять собой, в частности, прогрессивную характеристику. Характеристика упругости и/или амортизации, зависящая от загрузки, в любой момент времени обеспечивает оптимальное подрессоривание и/или амортизацию перемещения вращающегося компонента независимо от текущей загрузки компонента или нагрузки на компонент. Характеристика упругости и/или амортизации, зависящая от частоты вращения, позволяет устанавливать необходимый коэффициент жесткости пружины и/или амортизатора для различных значений частоты вращения компонента; это особенно выгодно, в частности, в режиме центрифугирования в стиральных машинах. За счет применения зависящей от рабочего хода, т.е. прогрессивной характеристики можно избежать пиков колебаний и свести к минимуму риск столкновения системы с препятствием.For example, in the control device for the indicated component, a characteristic of elasticity and / or depreciation, depending on the amplitude of the deviation of the axis of rotation from the base axis of the stator, can be incorporated, i.e. depending on the stroke, and / or the characteristic of elasticity and / or shock absorption, depending on the load of the rotating component, and / or the characteristic of elasticity and / or shock absorption, depending on the speed of the component. The characteristic of elasticity and / or depreciation, depending on the stroke, can be, in particular, a progressive characteristic. The load-dependent characteristic of elasticity and / or depreciation at any time provides optimal suspension and / or shock absorption of the movement of the rotating component regardless of the current load of the component or the load on the component. The characteristic of elasticity and / or depreciation, depending on the frequency of rotation, allows you to set the necessary coefficient of stiffness of the spring and / or shock absorber for various values of the frequency of rotation of the component; this is particularly advantageous, in particular in the centrifugation mode in washing machines. Through the use of a stroke-dependent, i.e. progressive performance can avoid peak fluctuations and minimize the risk of collision of the system with an obstacle.

Таким образом, по существу, создан бытовой прибор, в котором может быть достигнуто постоянно стабильное динамическое поведение компонента прибора независимо от его загрузки. В частности, в бытовом приборе по уходу за бельем, например в стиральной машине (в частности, с неподвижным баком для стирального раствора), осевое расположение статора и ротора друг относительно друга позволяет получить соосно работающую систему независимо от текущей загрузки. Т.е. управляющее устройство может активно воздействовать на динамическое поведение бытового прибора, в частности, под влиянием дисбаланса и меняющейся нагрузки.Thus, in essence, a domestic appliance has been created in which a constantly stable dynamic behavior of the appliance component can be achieved regardless of its loading. In particular, in a household appliance for the care of linen, for example in a washing machine (in particular, with a fixed tank for washing solution), the axial location of the stator and rotor relative to each other allows you to get a coaxially working system regardless of the current load. Those. the control device can actively influence the dynamic behavior of a household appliance, in particular, under the influence of an imbalance and a changing load.

Способ эксплуатации бытового прибора, описываемый изобретением, предусматривает привод компонента бытового прибора при помощи двигателя. Управляющее устройство управляет двигателем привода. Двигатель содержит статор с первым магнитным устройством и соединенный с указанным компонентом ротор со вторым магнитным устройством. За счет взаимодействия магнитных полей, генерируемых магнитными устройствами, ротор может вращаться относительно статора вокруг оси вращения. Магнитные устройства расположены вдоль оси вращения на некотором расстоянии друг от друга, в ре- 4 023486 зультате чего между магнитными устройствами образуется осевой зазор. Согласно способу, посредством управляющего устройства управляют распределением магнитного поля, создаваемого первым и/или вторым магнитным устройством, таким образом, что образуется постоянная большая нуля составляющая этого магнитного поля, обеспечивающая соосность расположения ротора относительно статора.The method of operating a household appliance, described by the invention, involves the drive component of a household appliance using an engine. The control device controls the drive motor. The motor comprises a stator with a first magnetic device and a rotor connected to the specified component with a second magnetic device. Due to the interaction of magnetic fields generated by magnetic devices, the rotor can rotate relative to the stator around the axis of rotation. Magnetic devices are located along the axis of rotation at a certain distance from each other, as a result of which an axial clearance is formed between the magnetic devices. According to the method, by means of a control device, the distribution of the magnetic field generated by the first and / or second magnetic device is controlled in such a way that a constant zero component of this magnetic field is formed, ensuring that the rotor is aligned with respect to the stator.

Предпочтительные варианты исполнения бытового прибора, описываемого изобретением, и их преимущества в равной степени относятся к способу, описываемому изобретением.Preferred embodiments of the household appliance described by the invention, and their advantages equally apply to the method described by the invention.

Прочие признаки изобретения следуют из пунктов формулы изобретения, фигур и описания фигур. Все признаки и комбинации признаков, упомянутые в описании, а также признаки и комбинации признаков, перечисленные ниже в описании фигур и/или указанные только на фигурах, могут применяться не только в указанных сочетаниях, но и в других сочетаниях, а также по отдельности.Other features of the invention follow from the claims, figures and description of figures. All signs and combinations of signs mentioned in the description, as well as signs and combinations of signs listed below in the description of the figures and / or indicated only in the figures, can be used not only in these combinations, but also in other combinations, as well as individually.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение описываются ниже на основании отдельных предпочтительных вариантов исполнения, которые поясняются на основании прилагаемых фигур, на которых изображено фиг. 1А - схематичное сечение приводного двигателя стиральной машины, известного на уровне техники;The invention is described below on the basis of individual preferred embodiments, which are explained on the basis of the attached figures, which depict FIG. 1A is a schematic sectional view of a drive motor of a washing machine known in the art;

фиг. 1В - схематичный продольный или осевой разрез приводного двигателя согласно фиг. 1А; фиг. 2 - схематичный боковой вид бытового прибора согласно одному из вариантов исполнения; фиг. 3А - схематичный продольный или осевой разрез приводного двигателя бытового прибора согласно одному из вариантов исполнения;FIG. 1B is a schematic longitudinal or axial section of a drive motor according to FIG. 1A; FIG. 2 is a schematic side view of a household appliance according to one embodiment; FIG. 3A is a schematic longitudinal or axial section of a drive motor of a household appliance according to one embodiment;

фиг. 3В - схематичное сечение приводного двигателя согласно фиг. 3А;FIG. 3B is a schematic sectional view of the drive motor of FIG. 3A;

фиг. 4А - схематичный продольный или осевой разрез приводного двигателя согласно фиг. 3А, причем ротор установлен с радиальным смещением относительно статора вследствие загрузки стирального барабана;FIG. 4A is a schematic longitudinal or axial section of a drive motor according to FIG. 3A, wherein the rotor is mounted radially offset relative to the stator due to loading of the washing drum;

фиг. 4В - схематичный вид торцевой стороны приводного двигателя согласно фиг. 4А;FIG. 4B is a schematic end view of a drive motor according to FIG. 4A;

фиг. 5 - схематичный и в высшей степени абстрактный вид бытового прибора согласно одному из вариантов исполнения.FIG. 5 is a schematic and highly abstract view of a household appliance according to one embodiment.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг. 1А и 1В показан приводной двигатель 1, известный на уровне техники. Приводной двигатель 1 представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока или синхронный электродвигатель с возбуждением от постоянных магнитов. Приводной двигатель 1 содержит статор 2 и ротор 3. Статор 2 и ротор 3 расположены соосно друг другу, причем ротор 3 расположен внутри статора 2 или статор 2 охватывает ротор 3. Ротор 3 содержит постоянные магниты, которые распределены по периметру радиальной наружной стороны ротора 3 и имеют переменную полярность. На радиальной внутренней стороне статора 2 находятся электромагниты 5, образованные обмоткой с несколькими фазными ветвями, например тремя фазными ветвями.In FIG. 1A and 1B show a drive motor 1 known in the art. The drive motor 1 is a brushless DC motor or a permanent magnet driven permanent magnet motor. The drive motor 1 comprises a stator 2 and a rotor 3. The stator 2 and the rotor 3 are aligned with each other, the rotor 3 being located inside the stator 2 or the stator 2 covering the rotor 3. The rotor 3 contains permanent magnets that are distributed around the perimeter of the radial outer side of the rotor 3 and have a variable polarity. On the radial inner side of the stator 2 there are electromagnets 5 formed by a winding with several phase branches, for example three phase branches.

Если поставить в стиральную машину подобный приводной двигатель 1, известный из патентной заявки ЕР 1433890 А2, то возникнет проблема, заключающаяся в том, что стиральный барабан стиральной машины может опускаться относительно неподвижного бака для стирального раствора. Это связано со следующими недостатками: увеличивается количество мертвого раствора, и возникает опасность для обрабатываемых текстильных изделий. Кроме того, возникают механические нагрузки на подшипники стирального барабана, что может привести к уменьшению срока службы и долговечности стиральной машины.If you put in a washing machine a similar drive motor 1, known from patent application EP 1433890 A2, there will be a problem in that the washing drum of the washing machine may fall relative to the stationary tank for the washing solution. This is due to the following disadvantages: the amount of dead mortar increases, and there is a danger to processed textiles. In addition, there are mechanical loads on the bearings of the washing drum, which can lead to a decrease in the service life and durability of the washing machine.

На фиг. 2 представлен бытовой прибор 6 согласно одному из вариантов исполнения изобретения. Бытовой прибор 6 представляет собой прибор по уходу за бельем. В данном варианте исполнения под бытовым прибором 6 понимается стиральная машина. Она содержит прямоугольный корпус 7, в котором выполнено сквозное отверстие 8, через которое в бытовой прибор 6 может помещаться белье. Сквозное отверстие 8 может обычным порядком закрываться дверью. Кроме того, бытовой прибор 6 содержит бак 9 для стирального раствора, который жестко или неподвижно соединен с корпусом 7. Таким образом, бак 9 для стирального раствора не может перемещаться относительно корпуса 7. На задней стороне 10 бак 9 для стирального раствора закрыт опорной деталью 11, которая соединена с баком 9 для стирального раствора посредством эластичного уплотнения 12. Опорная деталь 11 соединена с верхней стенкой 14 корпуса 7 посредством пружинного устройства 13 и опирается на дно 16 корпуса 7 посредством амортизирующего устройства 15. Пружинное устройство 13 может содержать, в принципе, любое количество пружин; амортизирующее устройство 15 может содержать любое количество амортизаторов, равно как и амортизаторы различных видов. Положение пружинного устройства 13 и амортизирующего устройства 15 может различаться в зависимости от исполнения. Кроме того, пружины могут быть встроены в амортизирующее устройство.In FIG. 2 shows a household appliance 6 according to one embodiment of the invention. Household appliance 6 is a laundry care appliance. In this embodiment, household appliance 6 is understood as a washing machine. It contains a rectangular housing 7, in which a through hole 8 is made, through which linen can be placed in the household appliance 6. The through hole 8 may normally be closed by a door. In addition, the household appliance 6 comprises a washing solution tank 9, which is rigidly or fixedly connected to the housing 7. Thus, the washing solution tank 9 cannot move relative to the housing 7. On the rear side 10, the washing solution tank 9 is closed by the supporting part 11 which is connected to the washing solution tank 9 by means of an elastic seal 12. The supporting part 11 is connected to the upper wall 14 of the housing 7 by means of a spring device 13 and rests on the bottom 16 of the housing 7 by means of a shock-absorbing device 15. ruzyne device 13 may comprise, in principle, any number of springs; the shock-absorbing device 15 may contain any number of shock absorbers, as well as shock absorbers of various kinds. The position of the spring device 13 and the shock absorbing device 15 may vary depending on the design. In addition, the springs can be integrated into the shock absorber.

В баке 7 для стирального раствора установлен стиральный барабан 17 с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси вращения, причем в альтернативных вариантах исполнения ось вращения может располагаться под наклоном. Вал 18, жестко соединенный со стиральным барабаном 17, соединяет стиральный барабан 17 с ротором 19 приводного двигателя 20. Кроме того, приводной двигатель 20 содержит статор 21. В данном варианте исполнения бытовой прибор 6 оснащен прямым приводом сти- 5 023486 рального барабана 17. Вал 18 проходит через сквозное отверстие опорной детали 11 и опирается на эту опорную деталь 11, в частности, например, посредством шарикоподшипника.In the tank 7 for the washing solution, a washing drum 17 is mounted with the possibility of rotation around a horizontal axis of rotation, and in alternative embodiments, the axis of rotation may be inclined. A shaft 18, rigidly connected to the washing drum 17, connects the washing drum 17 with the rotor 19 of the drive motor 20. In addition, the drive motor 20 includes a stator 21. In this embodiment, the household appliance 6 is equipped with a direct drive of a steel drum 17. The shaft 17 18 passes through the through hole of the support part 11 and rests on this support part 11, in particular, for example, by means of a ball bearing.

Стиральный барабан 17, как и ротор 19, может вращаться вокруг оси δ вращения. Если в стиральный барабан 17 загружено белье, то на стиральный барабан 17 воздействует сила, обусловленная весом белья. Эта сила вызывает опускание стирального барабана 17 вместе с ротором 19 и опорной деталью 11. Стиральный барабан 17 опускается относительно бака 7 для стирального раствора, а ротор 19 смещается в радиальном направлении относительно статора 21. Ротор 19 и статор 21 механически развязаны друг относительно друга и, тем самым, не центрированы механически. Ось δ вращения в этом случае сдвигается вниз, в частности, относительно оси δ вращения, показанной на фиг. 2. В исходном положении стирального барабана 17 (см. фиг. 2), в котором стиральный барабан 17 не нагружен, ось δ вращения одновременно является базовой осью δ' статора. Когда в стиральный барабан 17 загружено белье, положение оси δ вращения изменяется относительно базовой оси δ' статора. В альтернативном варианте пружинное устройство 13 и амортизирующее устройство 15 могут быть согласованы таким образом, чтобы исходное положение, показанное на фиг. 2, т.е. соосное положение ротора 19 и статора 21, достигалось только при загрузке в стиральный барабан среднего количества или обычного для домохозяйств среднего количества белья. При этом выгодно то, что активное вмешательство с целью достижения соосного положения ротора 19 и статора 21 требуется только тогда, когда количество белья отличается от среднего количества или обычного для домохозяйств среднего количества белья. В результате можно снизить нагрузку на узлы.The washing drum 17, like the rotor 19, can rotate around the axis of rotation δ. If laundry is loaded into the washing drum 17, then a force due to the weight of the laundry acts on the washing drum 17. This force causes the washing drum 17 to lower together with the rotor 19 and the supporting part 11. The washing drum 17 is lowered relative to the washing solution tank 7, and the rotor 19 is radially displaced relative to the stator 21. The rotor 19 and the stator 21 are mechanically decoupled from each other and, thereby not mechanically centered. The rotation axis δ in this case is shifted downward, in particular with respect to the rotation axis δ shown in FIG. 2. In the initial position of the washing drum 17 (see Fig. 2), in which the washing drum 17 is not loaded, the axis of rotation δ is simultaneously the base axis δ 'of the stator. When laundry is loaded into the washing drum 17, the position of the rotation axis δ changes relative to the stator base axis δ '. Alternatively, the spring device 13 and the shock absorber 15 can be matched so that the starting position shown in FIG. 2, i.e. the coaxial position of the rotor 19 and the stator 21, was achieved only when loading in the washing drum an average amount or average for households average amount of laundry. In this case, it is advantageous that active intervention in order to achieve the coaxial position of the rotor 19 and stator 21 is required only when the amount of linen differs from the average amount or the average amount of linen usual for households. As a result, the load on the nodes can be reduced.

Приводной двигатель 20 сконструирован таким образом, чтобы ротор 19 и статор 21 располагались на некотором удалении друг от друга вдоль оси δ вращения. Это означает, что между ротором 19 и статором 21 образован осевой воздушный зазор 22. В этом воздушном зазоре 22 не установлено деталей. В исходном положении стирального барабана 17, показанном на фиг. 2, статор 21 расположен параллельно ротору 19, и допускается боковое перемещение ротора 19 относительно статора 21. При таком осевом расположении ротора 19 и статора 21 друг относительно друга свобода бокового перемещения исключает риск удара или столкновения ротора 19 со статором 21 при отклонении стирального барабана 17.The drive motor 20 is designed so that the rotor 19 and the stator 21 are located at some distance from each other along the axis of rotation δ. This means that between the rotor 19 and the stator 21, an axial air gap 22 is formed. No parts are installed in this air gap 22. In the initial position of the washing drum 17 shown in FIG. 2, the stator 21 is parallel to the rotor 19, and lateral movement of the rotor 19 relative to the stator 21 is allowed. With this axial arrangement of the rotor 19 and the stator 21 relative to each other, the freedom of lateral movement eliminates the risk of impact or collision of the rotor 19 with the stator 21 when the washing drum 17 is deflected.

Расположение ротора 19, с одной стороны, и статора 21, с другой стороны, показано на фиг. 2 лишь примерно. Равным образом статор 21 может быть расположен на неподвижном баке 9 для стирального раствора, в частности, на радиальном выступе 23 бака 9 для стирального раствора. Т.е. статор 21 может быть расположен либо на корпусе 7, либо на баке 9 для стирального раствора. Ротор 19 может быть расположен непосредственно на стиральном барабане 17, а именно, на задней стенке стирального барабана 17.The location of the rotor 19, on the one hand, and the stator 21, on the other hand, is shown in FIG. 2 only approximately. Similarly, the stator 21 can be located on a stationary tank 9 for washing solution, in particular, on the radial protrusion 23 of the tank 9 for washing solution. Those. the stator 21 can be located either on the housing 7, or on the tank 9 for washing solution. The rotor 19 may be located directly on the washing drum 17, namely, on the rear wall of the washing drum 17.

Ротор 19 имеет магнитное устройство 24, а статор 21 также имеет магнитное устройство 25. Каждое из магнитных устройств 24, 25 содержит ориентированные в осевом направлении полюсные наконечники, противостоящие друг другу. Т.е. магнитные устройства 24, 25 расположены напротив друг друга. Магнитное устройство 24 ротора 19 содержит несколько постоянных магнитов, которые с переменной полярностью распределены по торцевой стороне 26 ротора 19, обращенной к статору 21, в частности, например, по кольцу. Магнитное устройство 25 статора 21, напротив, содержит несколько электромагнитов, которые образованы обмоткой, например, с тремя фазными ветвями. Электромагниты также расположены на торцевой стороне 27 статора 21, обращенной к ротору 19. Они также могут быть расположены вдоль кольца.The rotor 19 has a magnetic device 24, and the stator 21 also has a magnetic device 25. Each of the magnetic devices 24, 25 contains axially oriented pole pieces opposed to each other. Those. magnetic devices 24, 25 are located opposite each other. The magnetic device 24 of the rotor 19 contains several permanent magnets that are distributed with alternating polarity along the end face 26 of the rotor 19 facing the stator 21, in particular, for example, in a ring. The magnetic device 25 of the stator 21, in contrast, contains several electromagnets, which are formed by a winding, for example, with three phase branches. Electromagnets are also located on the end face 27 of the stator 21 facing the rotor 19. They can also be located along the ring.

На фиг. ЗА и 3В показан примерный вариант исполнения приводного двигателя 20, включающего ротор 19 и статор 21. Как следует из фиг. ЗА и ЗВ, ротор 19 и статор 21 содержат, соответственно, кольцо 28 и 29, на котором расположено соответствующее магнитное устройство 24, 25. Когда стиральный барабан 17 не загружен, кольца 28, 29 располагаются соосно друг другу, т.е. соответствующие центры колец 28, 29 располагаются на базовой оси δ' статора.In FIG. 3A and 3B show an exemplary embodiment of a drive motor 20 including a rotor 19 and a stator 21. As follows from FIG. 3A and 3B, the rotor 19 and the stator 21 respectively comprise a ring 28 and 29 on which the corresponding magnetic device 24, 25 is located. When the washing drum 17 is not loaded, the rings 28, 29 are aligned with each other, i.e. the corresponding centers of the rings 28, 29 are located on the base axis δ 'of the stator.

Если теперь стиральный барабан 17 будет загружен бельем, он опустится относительно бака 9 для стирального раствора, и ось δ вращения сместится относительно базовой оси δ' статора. Такой сценарий показан на фиг. 4А и 4В. Ротор 19 и статор 21 более не соосны друг другу, а ось δ вращения более не совпадает с базовой осью δ' статора. Однако осевое расположение ротора 19 и статора 21 друг относительно друга допускает активную регулировку положения ротора 19 и, тем самым, оси δ вращения. В частности, питание на фазные ветви статора 21 может подаваться одновременно, в частности, в виде постоянного тока. В результате возникают центрирующие силы, действующие в направлении стрелок Р1, Р2. Эти силы возвращают ротор 19 в его исходное положение, благодаря чему ось δ вращения совпадает с базовой осью δ' статора. Такое соосное расположение ротора 19 и статора 21 может поддерживаться во время всего периода работы бытового прибора 6; для этого на вращающееся поле магнитного устройства 25 статора 21 может накладываться постоянная составляющая (смещение), которая впоследствии обеспечивает соосное расположение.If now the washing drum 17 is loaded with laundry, it will lower relative to the washing solution tank 9, and the axis of rotation δ will shift relative to the base axis δ ′ of the stator. Such a scenario is shown in FIG. 4A and 4B. The rotor 19 and the stator 21 are no longer aligned with each other, and the rotation axis δ no longer coincides with the base axis δ 'of the stator. However, the axial location of the rotor 19 and the stator 21 relative to each other allows active adjustment of the position of the rotor 19 and, thus, the axis of rotation δ. In particular, the power to the phase branches of the stator 21 can be supplied simultaneously, in particular in the form of a direct current. As a result, centering forces arise, acting in the direction of the arrows P1, P2. These forces return the rotor 19 to its original position, due to which the axis of rotation δ coincides with the base axis δ 'of the stator. Such a coaxial arrangement of the rotor 19 and the stator 21 can be maintained during the entire period of operation of the household appliance 6; for this, a constant component (bias) can be superimposed on the rotating field of the magnetic device 25 of the stator 21, which subsequently provides a coaxial arrangement.

На фиг. 5 детально поясняется принцип и способ управления приводным двигателем 20. На фиг. 5 представлен бытовой прибор 6 со стиральным барабаном 17 и соединенным с ним ротором 19. В данном варианте исполнения магнитное устройство 25 статора 21 содержит три фазные ветви 30, 31, 32, которые электрически соединены с инвертором 33. Инвертор 33 вырабатывает для каждой фазной ветви 30, 31, 32 электрическое переменное напряжение. Инвертор 33 вырабатывает эти переменные напряжения при по- 6 023486 мощи подходящих переключателей, в частности при помощи транзисторов. Инвертор 33 управляется управляющим устройством 34, которое в данном варианте исполнения представляет собой микроконтроллер. Инвертор 33 соединен с электрическим промежуточным контуром 35 постоянного тока, который содержит конденсатор 36 промежуточного контура постоянного тока. На конденсаторе 36 промежуточного контура постоянного тока имеет место постоянное напряжение υ_ζ промежуточного контура постоянного тока. Из этого постоянного напряжения υ_ζ промежуточного контура постоянного тока инвертор 33 производит переменное напряжение для фазных ветвей 30, 31, 32.In FIG. 5 illustrates in detail the principle and method of controlling the drive motor 20. FIG. 5 shows a household appliance 6 with a washing drum 17 and a rotor 19 connected to it. In this embodiment, the magnetic device 25 of the stator 21 contains three phase branches 30, 31, 32, which are electrically connected to the inverter 33. The inverter 33 generates for each phase branch 30 , 31, 32 electrical alternating voltage. The inverter 33 generates these alternating voltages with the aid of suitable switches, in particular using transistors. The inverter 33 is controlled by a control device 34, which in this embodiment is a microcontroller. The inverter 33 is connected to an electrical intermediate DC circuit 35, which contains a capacitor 36 of the intermediate DC circuit. On the capacitor 36 of the intermediate DC circuit, a constant voltage υ _{ζ of the} intermediate DC circuit takes place. From this constant voltage υ _{ζ of the} intermediate DC circuit, the inverter 33 produces an alternating voltage for the phase branches 30, 31, 32.

Бытовой прибор 6 содержит два электрических подключающих контакта 37, 38, в частности контакты фазы и нуля. Контакты 37, 38 электрически соединены с выпрямителем и сетевым фильтром 39. Выпрямитель 39 производит постоянное напряжение υ_ζ промежуточного контура постоянного тока из переменного напряжения υ_ν электрической сети, имеющего место между контактами 37, 38. Постоянное напряжение υζ промежуточного контура постоянного тока производится между схемным узлом 40 и опорным потенциалом 41. Между схемным узлом 40 и опорным потенциалом 41 включен конденсатор 36 промежуточного контура постоянного тока. Параллельно конденсатору 36 промежуточного контура постоянного тока включен делитель 42 напряжения с первым и вторым омическим сопротивлением 43, 44. Узел 45 съема напряжения, расположенный между сопротивлениями 43, 44, соединен с питающим контактом управляющего устройства 34. Таким образом, делитель 42 напряжения делит постоянное напряжение υ_ζ промежуточного контура постоянного тока, а управляющее устройство 34 питается разделенным постоянным напряжением.The household appliance 6 contains two electrical connecting contacts 37, 38, in particular phase and zero contacts. The contacts 37, 38 are electrically connected to the rectifier and the line filter 39. The rectifier 39 produces a constant voltage υ _{ζ of the} intermediate DC circuit from the alternating voltage υ _{ν of the} electric network, which takes place between the contacts 37, 38. A constant voltage υζ of the intermediate DC circuit is made between the circuit node 40 and the reference potential 41. Between the circuit node 40 and the reference potential 41 is connected to the capacitor 36 of the intermediate DC circuit. A voltage divider 42 with a first and second ohmic resistance 43, 44 is connected in parallel with the intermediate circuit DC capacitor 36. A voltage pickup unit 45 located between the resistances 43, 44 is connected to the supply terminal of the control device 34. Thus, the voltage divider 42 divides the constant voltage υ _{ζ of the} intermediate DC circuit, and the control device 34 is powered by a divided constant voltage.

Инвертор 33, точнее говоря, его транзисторы, соединены, с одной стороны, с схемным узлом 40, а с другой стороны, через три измерительных резистора 46, 47, 48 - с опорным потенциалом 41. Управляющее устройство 34 измеряет фазные токи 1₃₀, 1₃₁, 1₃₂, протекающие через фазные ветви 30, 31, 32. Для этого управляющее устройство 34 соединено с тремя узлами 49, 50, 51, которые расположены, соответственно, между одним из измерительных резисторов 46, 47, 48 и инвертором 33.The inverter 33, more precisely, its transistors, is connected, on the one hand, with the circuit node 40, and on the other hand, through three measuring resistors 46, 47, 48 with the reference potential 41. The control device 34 measures the phase currents 1 ₃₀ , 1 ₃₁ , 1 ₃₂ flowing through the phase branches 30, 31, 32. For this, the control device 34 is connected to three nodes 49, 50, 51, which are located, respectively, between one of the measuring resistors 46, 47, 48 and the inverter 33.

Кроме того, управляющее устройство 34 может определять соответствующие электрические напряжения, которые наводятся в фазных ветвях 30, 31, 32 магнитным потоком магнитного устройства 24 ротора 19. Как фазные токи 1₃₀, 1₃₁, 1₃₂, так и измеренные наведенные напряжения представляют собой электрические измеряемые параметры приводного двигателя 20, определяемые управляющим устройством 34.In addition, the control device 34 can determine the corresponding electrical voltages that are induced in the phase branches 30, 31, 32 by the magnetic flux of the magnetic device 24 of the rotor 19. Both the phase currents 1 ₃₀ , 1 ₃₁ , 1 ₃₂ and the measured induced voltages are electric the measured parameters of the drive motor 20, determined by the control device 34.

Как уже говорилось, управляющее устройство 34 может управлять прохождением тока через фазные ветви 30, 31, 32 или распределением магнитного поля, генерируемого магнитным устройством 25 статора 21, таким образом, чтобы обеспечивалась соосность ротора 19 и статора 21. Это может выглядеть, например, так: управляющее устройство 34 создает во вращающемся поле, генерируемом фазными ветвями 30, 31, 32, постоянную составляющую, которая впоследствии создает центрирующие силы.As already mentioned, the control device 34 can control the passage of current through the phase branches 30, 31, 32 or the distribution of the magnetic field generated by the magnetic device 25 of the stator 21, so that the rotor 19 and the stator 21 are aligned. This may look, for example, like this : the control device 34 creates in the rotating field generated by the phase branches 30, 31, 32, a constant component, which subsequently creates centering forces.

В зависимости от измеренных значений фазных токов 1₃₀, 1₃₁, 1₃₂ и/или наведенных напряжений (в частности, в зависимости от электрического напряжения, наведенного в фазной ветви 30, 31, 32, в которую в настоящий момент не подается ток) управляющее устройство 34 определяет текущее радиальное и/или осевое положение ротора 19 относительно статора 21 или положение оси δ вращения относительно базовой оси δ' статора. Управляющее устройство 34 может определить это на основании измеренных значений, так как указанные электрические измеряемые параметры зависят непосредственно от величины индукции, обусловленной магнитным потоком магнитного устройства 24 ротора 19.Depending on the measured values of the phase currents 1 ₃₀ , 1 ₃₁ , 1 ₃₂ and / or induced voltages (in particular, depending on the electric voltage induced in the phase branch 30, 31, 32, to which no current is currently supplied), the control the device 34 determines the current radial and / or axial position of the rotor 19 relative to the stator 21 or the position of the axis of rotation δ relative to the base axis δ 'of the stator. The control device 34 can determine this on the basis of the measured values, since these electrical measured parameters depend directly on the magnitude of the induction due to the magnetic flux of the magnetic device 24 of the rotor 19.

Таким образом, управляющее устройство 34 может определять текущее положение ротора 19 относительно статора 21. Т.е. управляющее устройство 34 может распознавать дисбаланс стирального барабана 17. Может быть предусмотрена функция, согласно которой управляющее устройство 34 в зависимости от измеренных значений вышеупомянутого измеряемого параметра определяет амплитуду и/или фазу и/или частоту отклонения оси δ вращения от базовой оси δ' статора. Такое отклонение показано, например, на фиг. 4А и 4В. Затем управляющее устройство 34 может противодействовать этому отклонению, в частности, путем соответствующего управления инвертором 33.Thus, the control device 34 can determine the current position of the rotor 19 relative to the stator 21. That is, the control device 34 can recognize the imbalance of the washing drum 17. A function can be provided according to which the control device 34 determines, depending on the measured values of the aforementioned measured parameter, the amplitude and / or phase and / or frequency of the deviation of the rotation axis δ from the base axis δ ′ of the stator. Such a deviation is shown, for example, in FIG. 4A and 4B. Then, the control device 34 can counteract this deviation, in particular by appropriately controlling the inverter 33.

Управляющее устройство 34 в зависимости от измеренных значений может регулировать динамическое поведение стирального барабана 17 таким образом, чтобы ось δ вращения совпадала с базовой осью δ' статора. В этом случае стиральный барабан 17 всегда остается в оптимальном положении, что позволяет снизить нагрузку на механические компоненты бытового прибора 6, в частности, на подшипники.The control device 34, depending on the measured values, can regulate the dynamic behavior of the washing drum 17 so that the axis of rotation δ coincides with the base axis δ 'of the stator. In this case, the washing drum 17 always remains in the optimal position, which reduces the load on the mechanical components of the household appliance 6, in particular, the bearings.

Магнитное устройство 24 ротора 19 и магнитное устройство статора 21 образуют совместно пружинную или амортизирующую систему. Кроме того, в данном варианте исполнения управляющее устройство 34 может изменять эластичность такой пружинно-амортизирующей системы. Управляющее устройство 34 может регулировать эластичность путем изменения вращающегося поля магнитного устройства 25 или изменения токов 1₃₀, 1₃₁, 1₃₂. В управляющем устройстве 34, в частности в памяти, могут быть заложены или заданы соответствующие характеристики, которые позволяют устанавливать различные степени эластичности пружинной системы, образованной ротором 19 и статором 21. Эти степени эластичности могут варьироваться в зависимости от текущей частоты вращения приводного двигателя 20 и/или в зависимости от текущей загрузки стирального барабана 17 и/или в зависимости от амплитуды отклонения оси δ вращения от базовой оси δ' статора. Т.е. в управляющее устройство 34 могут быть за- 7 023486 ложены характеристики упругости и амортизации, зависящие от загрузки и/или частоты вращения и/или рабочего хода. Согласно этим характеристикам управляющее устройство 34 управляет вращающимся полем магнитного устройства 25. Текущая эластичность подобной пружинно-амортизирующей системы, состоящей из ротора 19 и статора 21, также может регулироваться управляющим устройством 34, в частности, в зависимости от измеренных значений.The magnetic device 24 of the rotor 19 and the magnetic device of the stator 21 together form a spring or shock-absorbing system. In addition, in this embodiment, the control device 34 can change the elasticity of such a spring-cushioning system. The control device 34 can adjust the elasticity by changing the rotating field of the magnetic device 25 or changing the currents 1 ₃₀ , 1 ₃₁ , 1 ₃₂ . In the control device 34, in particular in the memory, corresponding characteristics can be stored or set, which allow you to set different degrees of elasticity of the spring system formed by the rotor 19 and the stator 21. These degrees of elasticity can vary depending on the current speed of the drive motor 20 and / or depending on the current load of the washing drum 17 and / or depending on the amplitude of the deviation of the axis of rotation δ from the base axis δ 'of the stator. Those. elasticity and damping characteristics depending on load and / or speed and / or stroke can be loaded into control device 34. According to these characteristics, the control device 34 controls the rotating field of the magnetic device 25. The current elasticity of such a spring-cushioning system consisting of a rotor 19 and a stator 21 can also be controlled by the control device 34, in particular depending on the measured values.

Список ссылочных обозначенийReference List

- Приводной двигатель;- Drive engine;

- статор;- stator;

- ротор;- rotor;

- постоянный магнит;- permanent magnet;

- электромагнит;- electromagnet;

- бытовой прибор;- household appliance;

- корпус;- housing;

- сквозное отверстие;- through hole;

- бак для стирального раствора;- tank for washing solution;

- задняя сторона;- backside;

- опорная деталь;- supporting part;

- уплотнение;- seal;

- пружинное устройство;- spring device;

- верхняя стенка;- top wall;

- амортизирующее устройство;- shock absorbing device;

- дно;- bottom;

- стиральный барабан;- washing drum;

- вал;- shaft;

- ротор;- rotor;

- приводной двигатель;- drive motor;

- статор;- stator;

- воздушный зазор;- air gap;

- выступ;- ledge;

24, 25 - магнитное устройство;24, 25 - a magnetic device;

26, 27 - торцевая сторона;26, 27 - end face;

28, 29 - кольца;28, 29 - rings;

30, 31, 32 - фазные ветви;30, 31, 32 - phase branches;

- инвертор;- inverter;

- управляющее устройство;- control device;

- промежуточный контур постоянного тока;- DC intermediate circuit;

- конденсатор промежуточного контура постоянного тока;- capacitor of an intermediate circuit of direct current;

37, 38 - контакт;37, 38 - contact;

- выпрямитель;- rectifier;

- схемный узел;- circuit node;

- опорный потенциал;- reference potential;

- делитель напряжения;- voltage divider;

43, 44 - омическое сопротивление;43, 44 - ohmic resistance;

- узел съема напряжения;- voltage removal unit;

46, 47, 48 - измерительный резистор;46, 47, 48 - measuring resistor;

49, 50, 51 - узел;49, 50, 51 - node;

- ось вращения;- axis of rotation;

8' - базовая ось статора;8 '- the base axis of the stator;

υ_ζ - постоянное напряжение промежуточного контура постоянного тока; υ_ν - переменное напряжение электрической сети;υ _ζ is the constant voltage of the intermediate DC circuit; υ _ν - alternating voltage of the electric network;

1₃₀, 1₃₁, 1₃₂ - фазный ток.1 ₃₀ , 1 ₃₁ , 1 ₃₂ - phase current.

Claims

CLAIM

1. A household appliance (6) comprising a rotational drive of a component (17) of an appliance (6) with an engine (20) having a stator (21) with a first magnetic device (25) and a rotor (19) connected to said component (17) with the second magnetic device (24), configured to rotate relative to the stator (21) around the axis (8) of rotation due to the interaction of magnetic fields generated by magnetic devices (24, 25), and the magnetic device (24, 25) are located along the axis (8 ) with an axial clearance (22) between them, and a control device (34) designed to control drive engine (20), characterized in that the control device (34) is configured to control the distribution of the magnetic field generated by the first and / or second magnetic device (24, 25), so that a constant component greater than zero is formed this magnetic field, ensuring the alignment of the location of the rotor (19) relative to the stator (21).

2. A household appliance (6) according to claim 1, characterized in that it is a household appliance (6) for the care of linen, such as a washing and / or drying machine, and said component (17) is a drum for laundry.

3. A household appliance (6) according to claim 2, characterized in that it comprises a washing solution tank (9) rigidly connected to the housing (7) of the household appliance (6), and the stator (21) is located on the tank (9) for washing solution or on the housing (7).

4. A household appliance (6) according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the stator (21) and rotor (19) contain rings or disks (28, 29) located parallel to each other and holding respective magnetic devices (24, 25).

5. A household appliance (6) according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the magnetic device (24) of the rotor (19) contains permanent magnets, and the magnetic device (25) of the stator (21) contains electromagnets.

6. A household appliance (6) according to claim 5, characterized in that the magnetic device (25) of the stator (21) contains a winding with three phase branches (30, 31, 32).

7. A household appliance (6) according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the control device (34) is configured to measure electrical parameters (Σ ₃₀ , Σ ₃₁ , Σ ₃₂ ) of the drive motor (20).

8. A household appliance (6) according to claim 6, characterized in that the control device (34) is configured to measure an electric phase current (Σ ₃₀ , Σ ₃₁ , Σ ₃₂ ) flowing through at least one phase branch (30, 31, 32) of the stator (21), and / or the voltage induced in at least one phase branch (30, 31, 32) of the stator (21).

9. A household appliance (6) according to claim 7, characterized in that the control device (34) is configured to posteriorly determine the current radial and / or axial position of the rotor (19) relative to the stator (21) based on the measured parameter values (Σ ₃₀ , Σ ₃₁ , Σ32).

10. A household appliance (6) according to claim 8 or 9, characterized in that the control device (34) is configured to a posteriori determine the amplitude and / or frequency and / or phase of the deviation of the axis (8) of rotation of the rotor (19) relative to the base axis (8 ') of the stator (21) based on the measured values of the parameters (Σ30, Σ31, Σ32).

11. A household appliance (6) according to one of claims 7 to 10, characterized in that the control device (34) is configured to adjust, based on the measured values of the parameters (Σ30, Σ31, Σ32), the distribution of the magnetic field generated by the magnetic device (25 ) stator (21), in accordance with a given pattern of parameters (Σ ₁ ).

12. A household appliance (6) according to claim 11, characterized in that it is made in such a way that the deviation amplitude of the axis (8) of rotation of the rotor (19) relative to the base axis (8 ') of the stator (21) according to the parameter template (Σ ₁ ) does not exceed its predetermined limit value at which the axis (8) of rotation of the specified component (17) coincides with the base axis (8 ') of the stator (21).

13. A household appliance (6) according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the control device (34) is configured to store digital elasticity and / or damping characteristics for the specified component (17) and adjust the elasticity of the system formed by the rotor (19) and stator (21), by controlling the distribution of the magnetic field generated by the magnetic device (25) of the stator (21).

14. A household appliance (6) according to claim 13, characterized in that the control device (34) is configured to specify, for said component (17), elasticity and / or damping characteristics, depending on the amplitude of the deviation of the axis (8) of rotation from the base axis (8 ') of the stator (21), and / or from loading the specified component (17), and / or from the speed of the component (17).

15. The method of operating the household appliance (6) according to any one of claims 1-14, according to which the component (17) of the appliance (6) is driven by a motor (20), which is controlled by a control device (34), and the rotor (19) ) rotate relative to the stator (21) of the engine (20) around the axis (8) due to the interaction of magnetic fields generated by magnetic devices (24, 25), characterized in that by means of a control device (34) the distribution of the magnetic field generated by the first and / or a second magnetic device (24, 25), so that the image etsya constant greater than zero component of magnetic field, providing the alignment of the rotor arrangement (19) relative to the stator (21).