ES1065745U - Dispositivo de control de una lavadora. - Google Patents
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Abstract
1.- Dispositivo de control de una lavadora, comprendiendo dicha lavadora un tambor que se hace girar mediante un motor principal (2) en función de una consigna de velocidad correspondiente a las distintas fases de un programa de lavado seleccionado por un usuario, y una bomba de desagüe con un motor de vaciado (3) para evacuar un caudal de agua acumulado en dicho tambor, siendo dicho motor de vaciado (3a) un motor síncrono de imanes permanentes, controlando el dispositivo de control (1) dicho motor principal (2) y dicho motor de vaciado (3) por medio de conmutadores respectivos (4, 5) a través de los cuales se puede aplicar una tensión de red (Vr) a dichos motores (1, 3), caracterizado porque, en determinadas fases del programa, el dispositivo de control (1) actúa sobre el conmutador (4) del motor de vaciado (3) aplicando, en cada semiciclo de la tensión de red (Vr), un tiempo de retardo (Tr) constante a partir del paso por cero de dicha tensión de red (Vr).
Description
Dispositivo de control de una lavadora.
La presente invención se relaciona con un
dispositivo para el control de una lavadora doméstica, y más
concretamente con el control de una bomba de desagüe de dicha
lavadora.
Son conocidas lavadoras que comprenden un tambor
que se hace girar mediante un motor principal en función de una
consigna de velocidad correspondiente a las distintas fases de un
programa de lavado seleccionado por un usuario, y una bomba de
desagüe con un motor de vaciado para evacuar el caudal de agua
acumulado en dicho tambor. El motor principal suele ser del tipo
motor universal con regulación de velocidad basado en control de
fase y realimentación por tacómetro. El control de dicho motor
principal se realiza mediante un dispositivo de control que actúa
sobre un conmutador, normalmente un triac. La referencia de tiempos
que se suele utilizar para realizar el control de fase del motor
principal es el paso por cero de la tensión de red.
El dispositivo de control también controla el
motor de vaciado de la bomba de desagüe, empleando para ello un
conmutador respectivo, que normalmente suele ser un triac. Dicho
motor de vaciado suele ser habitualmente un motor síncrono de
imanes permanentes y se suele gobernar, a través del triac, con un
control del tipo todo-nada.
GB 2274343 A describe un dispositivo de control
de una lavadora que controla el motor de vaciado de la bomba de
desagüe. Dicho dispositivo de control gobierna dicho motor de
vaciado con un control todo-nada, es decir,
alimentando el motor de vaciado en las fases en las que hay que
evacuar una cantidad de agua del tambor y dejando de alimentar
dicho motor de vaciado en las fases en las que no hay agua.
El objeto de la invención es el de proporcionar
un dispositivo de control de una lavadora según se define en las
reivindicaciones.
El dispositivo de control de la invención se
aplica en lavadoras que comprenden un tambor que se hace girar
mediante un motor principal en función de una consigna de velocidad
correspondiente a las distintas fases de un programa de lavado
seleccionado por un usuario, y una bomba de desagüe con un motor de
vaciado para evacuar un caudal de agua acumulado en dicho tambor,
siendo dicho motor de vaciado un motor síncrono de imanes
permanentes.
El dispositivo de control de la invención
controla el motor principal y el motor de vaciado por medio de
conmutadores respectivos a través de los cuales se puede aplicar
una tensión de red a dichos motores. En determinadas fases del
programa global de lavado, el dispositivo de control actúa sobre el
conmutador del motor de vaciado aplicando, en cada semiciclo de la
tensión de red, un tiempo de retardo constante a partir del paso
por cero de dicha tensión de red.
De esta forma, en lugar de aplicar un control
todo-nada, como ocurre en el estado de la técnica,
se incluye un tercer modo de funcionamiento, que se podría
denominar modo de onda recortada, en el que se aplica el tiempo de
retardo citado en cada semiciclo de la tensión de red, de tal
manera que se reduce la tensión eficaz aplicada al motor de
vaciado. Así, en las fases del programa de lavado en las que el
motor de vaciado trabaja casi sin carga, es decir, evacuando un
caudal mínimo de agua mezclado con aire, se puede optar por hacer
funcionar el motor de vaciado en este modo de onda recortada, en
lugar de hacer que siga alimentado a la tensión de red (es decir,
en modo de onda completa), con la consiguiente pérdida de energía,
o hacer que se pare, lo cual implica la necesidad de rearrancar el
motor cuando vuelva a ser necesaria la evacuación de agua.
Aplicando una tensión eficaz menor al motor de
vaciado durante determinadas fases, se consigue que la potencia
consumida por el motor de vaciado sea menor y que se prolongue la
vida útil de dicho motor de vaciado. Además, evitando que el motor
de vaciado siga alimentado a la tensión de red en las fases en las
que no hay apenas carga, se reducen las vibraciones y el rizado de
la velocidad inherentes a las aceleraciones y deceleraciones del
rotor en dichas fases. Por otro lado, como se evitan arranques del
motor de vaciado manteniendo dicho motor de vaciado en modo de onda
recortada en lugar de pararlo, se evitan los esfuerzos mecánicos
bruscos propios de los arranques de dicho tipo de motores.
Dado que la referencia de tiempos que se suele
utilizar para realizar el control de fase del motor principal es
el paso por cero de la tensión de red, el dispositivo de control ya
conoce los instantes de paso por cero de dicha tensión de red. Esto
hace que sea muy sencillo implementar la invención en los
dispositivos de control del estado de la técnica, ya que lo único
que hay que hacer es fijar el valor del tiempo de retardo a
aplicar, establecer las fases correspondientes a cada programa de
lavado en las que se va a pasar al modo de onda recortada, y
aplicar dicho tiempo de retardo a partir de los pasos por cero de
la tensión de red (ya conocidos) en dichas fases. En la práctica,
esto supone simplemente utilizar un temporizador para establecer el
retardo y añadir una programación adicional al algoritmo de control
de la bomba de desagüe.
Como el tiempo de retardo es una constante
predeterminada y como dicho tiempo de retardo se aplica en función
de la carga prevista (que dependerá de la fase del programa de
lavado), no es necesario incluir ningún sensor adicional.
Estas y otras ventajas y características de la
invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la
descripción detallada de la invención.
La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques de una
realización del dispositivo de control de la invención.
La Fig. 2 muestra una gráfica que ilustra la
tensión de red y la corriente con la que se alimenta el motor de
vaciado cuando éste funciona en modo de onda completa.
La Fig. 3 muestra una gráfica que ilustra la
tensión de red y la corriente con la que se alimenta el motor de
vaciado cuando éste funciona en modo de onda recortada.
La Fig. 4 muestra un ejemplo de las distintas
fases de un programa de lavado, indicándose las fases en las que el
motor de vaciado funciona en modo de onda completa y las fases en
las que funciona en modo de onda recortada.
El dispositivo de control 1 de la invención
controla un motor principal 2 que hace girar un tambor (no mostrado
en las figuras) en función de una consigna de velocidad
correspondiente a las distintas fases de un programa de lavado
seleccionado por un usuario, y controla también un motor de vaciado
3 de una bomba de desagüe (no mostrada en las figuras) con la que
se evacúa un caudal de agua acumulado en dicho tambor, siendo dicho
motor de vaciado 3 un motor síncrono de imanes permanentes.
Tal como se muestra esquemáticamente en la
figura 1, el dispositivo de control 1 controla el motor principal
por medio de un conmutador 4 y controla el motor de vaciado 3 por
medio de un conmutador 5. A través de dichos conmutadores 4 y 5 se
puede aplicar una tensión de red Vr respectivamente al motor
principal 1 y al motor de vaciado 3. Dichos conmutadores 4 y 5 son,
en una realización preferente, triacs.
Normalmente, el motor de vaciado 3 se suele
gobernar con un control todo-nada, es decir, se le
aplica la tensión de red, funcionando así en modo de onda completa,
o no se le aplica tensión alguna, con lo cual se para dicho motor
de vaciado 3. El dispositivo de control 1 de la invención, en
determinadas fases del programa de lavado, en concreto en las fases
en las que no se evacúa agua o la cantidad que se evacúa es mínima,
actúa sobre el conmutador 5 del motor de vaciado 3 aplicando, en
cada semiciclo de la tensión de red Vr, un tiempo de retardo Tr
constante a partir del paso por cero de dicha tensión de red Vr,
haciendo que el motor de vaciado 3 trabaje en un modo de onda
recortada.
Cuando el dispositivo de control 1 hace que el
motor de vaciado 3 funcione en modo de onda completa, el
conmutador 5 permite el paso de corriente ininterrumpidamente y la
corriente que se le aplica a dicho motor de vaciado 3 es la
corriente mostrada en la figura 2, que es una corriente sinusoidal
con un retraso determinado con respecto a la tensión de red debido
a la impedancia del motor de vaciado 3, a su rotor y su carga
mecánica, al punto de trabajo en la aplicación, y al valor de la
propia frecuencia y valor de la tensión.
Cuando el dispositivo de control 1 hace que el
motor de vaciado 3 funcione en modo de onda recortada, incluye los
tiempos de retardo Tr, con lo cual la corriente que se le aplica al
motor de vaciado 3 es la corriente que se muestra en la figura 3.
Se observa que aplicándose dicho tiempo de retardo Tr la amplitud
de onda \DeltaI de la corriente en el motor de vaciado 3 es menor
que la amplitud de onda \DeltaI_{o} en modo de onda completa,
con lo cual la potencia consumida por dicho motor 3 en este modo
de onda recortada es menor que la potencia consumida en modo de
onda completa. Además, dado que las pérdidas en el cobre del motor
de vaciado 3 son proporcionales al cuadrado de la corriente, dichas
pérdidas también disminuyen, así como las pérdidas en el hierro.
Esto hace que se prolongue la vida útil del motor de vaciado 3.
Para el tiempo de retardo Tr se elige un valor
inferior a un tiempo crítico, que es el tiempo de retardo a partir
del cual la tensión proporcionada al motor de vaciado 3 no es
suficiente para que éste mantenga el sincronismo. Dicha tensión de
pérdida de sincronismo depende fundamentalmente de las
características constructivas del motor de vaciado, de la carga
hidráulica, de la frecuencia de la tensión de red y del valor de
dicha tensión de red. Para asegurar que el motor de vaciado 3 no
se pare al trabajar en modo de onda recortada, se establece un
margen de seguridad entre el tiempo crítico y el tiempo de retardo
Tr elegido.
El dispositivo de control 1 conoce en todo
momento cuál es la fase en la que se encuentra el programa de
lavado y puede por tanto hacer trabajar al motor de vaciado 3 en
el modo que sea más adecuado en cada fase. El funcionamiento de
dicho motor de vaciado 3 se optimizará haciendo que pase al modo de
onda recortada en las fases en las que el caudal de agua exigido a
la bomba sea mínimo.
Así, durante la etapa de centrifugado, en las
fases en las que se prevé que el caudal de agua sea mínimo, el
motor de vaciado 3 funcionará en modo de onda recortada. Las fases
en las que el caudal sea mínimo serán aquéllas que sigan a las
fases en las que hay un incremento continuo de la consigna de
velocidad de giro del tambor. Cuando dicha consigna de velocidad va
aumentando, es necesario evacuar agua y por tanto se funciona en
modo de onda completa, pero una vez que deja de incrementarse
dicha consigna de velocidad, ya se ha evacuado la mayoría del agua,
con lo cual el dispositivo de control 1 podría comandar el motor de
vaciado 3 en modo de onda recortada y empezaría a aplicar por tanto
el tiempo de retardo Tr.
En una realización preferente, el dispositivo de
control 1 introduce un tiempo de espera antes de empezar a aplicar
el tiempo de retardo Tr, desde el momento en que la consigna de
velocidad de giro del tambor deja de incrementarse.
Por otra parte, en la etapa de lavado, previa a
la etapa de centrifugado, se intercalan etapas de vaciado en las
que el motor de vaciado 3 ha de trabajar en modo de onda completa.
Cuando dichas etapas de vaciado están próximas a concluir, más
concretamente después de que el nivel de agua acumulado en el
tambor llega a un nivel H predeterminado, el dispositivo de control
1 puede empezar a aplicar el tiempo de retardo Tr.
En una realización preferente, el dispositivo de
control 1 introduce un tiempo de espera antes de empezar a aplicar
el tiempo de retardo Tr desde el momento en que el nivel de agua
del tambor llega al nivel H durante la etapa de lavado.
Durante la etapa de lavado, se puede optar
también por hacer funcionar el motor de vaciado 3 con control tipo
todo-nada, reservando el uso del modo de onda
recortada exclusivamente para la etapa de centrifugado. En tal
caso, el motor de vaciado 3 empezaría la etapa de centrifugado
trabajando en modo de onda completa, para asegurar el arranque de
dicho motor de vaciado 3.
La figura 4 muestra un ejemplo de un programa de
lavado en donde se indica el caudal de agua Q desalojado por el
motor de vaciado 3 durante dicho programa. Con una línea continua
se indican las fases en las que se trabaja en modo de onda completa
y con una línea discontinua se indican las fases en las que se
trabaja en modo de onda recortada. Se observa que se trabaja en
modo de onda recortada en las fases en las que el caudal de agua
acumulado es mínimo.
Claims (5)
1. Dispositivo de control de una lavadora,
comprendiendo dicha lavadora un tambor que se hace girar mediante
un motor principal (2) en función de una consigna de velocidad
correspondiente a las distintas fases de un programa de lavado
seleccionado por un usuario, y una bomba de desagüe con un motor de
vaciado (3) para evacuar un caudal de agua acumulado en dicho
tambor, siendo dicho motor de vaciado (3a) un motor síncrono de
imanes permanentes, controlando el dispositivo de control (1)
dicho motor principal (2) y dicho motor de vaciado (3) por medio de
conmutadores respectivos (4,5) a través de los cuales se puede
aplicar una tensión de red (Vr) a dichos motores (1,3),
caracterizado porque, en determinadas fases del programa, el
dispositivo de control (1) actúa sobre el conmutador (4) del motor
de vaciado (3) aplicando, en cada semiciclo de la tensión de red
(Vr), un tiempo de retardo (Tr) constante a partir del paso por
cero de dicha tensión de red (Vr).
2. Dispositivo de control según la
reivindicación anterior, caracterizado porque, durante la
etapa de centrifugado, empieza a aplicar el tiempo de retardo (Tr)
después de que la consigna de velocidad de giro del tambor deja de
incrementarse, dejando de aplicar dicho tiempo de retardo (Tr) si
dicha consigna de velocidad vuelve a incrementarse.
3. Dispositivo de control según la
reivindicación anterior, caracterizado porque introduce un
tiempo de espera antes de empezar a aplicar el tiempo de retardo
(Tr) desde el momento en que la consigna de velocidad de giro del
tambor deja de incrementarse.
4. Dispositivo de control según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque,
durante las etapas de vaciado, empieza a aplicar el tiempo de
retardo (Tr) después de que el nivel de agua acumulado en el tambor
llega a un nivel (H) predeterminado.
5. Dispositivo de control según la
reivindicación anterior, caracterizado porque introduce un
tiempo de espera, antes de empezar a aplicar el tiempo de retardo
(Tr), desde el momento en que el nivel de agua acumulada en el
tambor llega al nivel (H) predeterminado.
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