IT201900016334A1 - Lavatrice con bilanciatore attivo e suo metodo di controllo - Google Patents

Description

L’ invenzione riguarda un sistema di bilanciamento per una elettrodomestico lavatrice o asciugatrice per compensare lo sbilanciamento creato da una non uniforme distribuzione dei panni nel cestello.

In generale una lavatrice comprende un cestello da caricare con panni ed un motore per far ruotare il cestello ed eseguire una serie di fasi in un ciclo di lavaggio come fasi di lavaggio, di risciacquo e centrifuga.

Quando i panni non sono distribuiti uniformemente nel cestello ed una certa massa e’ concentrata in una parte del cestello, durante la rotazione del cestello nella fase di centrifuga si presentano vibrazioni e rumore dovuti alla rotazione eccentrica del cestello. Se queste rotazioni eccentriche diventano rilevanti, alcune parti della lavatrice come il cestello, i cuscinetti che reggono il cestello o la vasca possono essere danneggiate.

Normalmente per prevenire i danni listati sopra viene fatta una misura di controllo dello sbilanciamento, che prima della centrifuga misura il livello di sbilanciamento. Nel caso di eccessivo sbilanciamento il controllo della lavatrice tenta di ridistribuire i panni nel cestello e, se dopo alcuni tentativi, lo sbilanciamento e’ ancora troppo grande, esegue la centrifuga ad un numero di giri ridotto.

Lo sbilanciamento ha diversi effetti negativi sulla soddisfazione del cliente a causa del rumore generato e delle vibrazioni, della maggior durata del ciclo di lavaggio/ asciugatura per i tentativi di bilanciamento e la scarsa qualita’ di asciugatura, quando in caso di sbilanciamento eccessivo la velocita’ di centrifuga e’ ridotta.

Inoltre le vibrazioni meccaniche generate causano uno stress significativo alle strutture meccaniche riducendo l’ affidabilità dell’ elettrodomestico che e’ in parte compensato nella progettazione della lavatrice grazie all’ uso di parti più grandi, più robuste e costose.

Quindi nella progettazione della lavatrice e’ di beneficio l’ uso di un bilanciatore, che compensa il carico sbilanciato generato nel cestello, per stabilizzare la rotazione del cestello.

I sistemi noti di bilanciatori fanno uso di un anello bilanciatore con uno spazio interno dove sono posizionate delle masse, tipicamente a forma sferica che sono libere di muoversi nell’ anello bilanciatore. Spesso l’ anello bilanciatore e’ riempito con un fluido per limitare la velocita’ di movimento delle masse di bilanciamento. Anche se questi noti sistemi di bilanciamento aiutano a ridurre il livello di sbilanciamento, essi soffrono di diversi svantaggi: -Nella fase di lavaggio le masse si muovono durante la rotazione creando sbilanciamento, rumore ed una forza resistente per il motore della lavatrice.

-In centrifuga il processo di bilanciamento e’ molto lento e complesso, puo richiedere diversi minuti finche’ le masse si muovano per controbilanciare lo sbilanciamento presente nel cestello.

Allo scopo di migliorare il processo di bilanciamento sono stati svelati bilanciatori attivi per esempio EP 3378 982 rivela un bilanciatore con una unità di bilanciamento che riceve potenza wireless da una bobina trasmittente fissata alla vasca.

Essendo la bobina trasmittente alimentata da un convertitore di trasmissione sotto il controllo di un controllore di trasmissione per trasmettere sufficiente potenza wireless alla unità di bilanciamento in un breve periodo di tempo.

Oggetto dell’invenzione e fornire una macchina di lavaggio capace di cambiare la posizione di unità di bilanciamento in contenitori fissati nel cestello ed un metodo per controllare la loro posizione per compensare lo sbilanciamento presente nel cestello.

Secondo l’invenzione ci sono due contenitori a forma di anello fissato fissati ai lati interni del cestello, centrati al suo asse e con un canale definito all ́interno. Unita ́di bilanciamento sono disposte nei contenitori a forma di anello. Le unita ́di bilanciamento ricevono potenza senza fili per mezzo delle loro bobine accoppiate elettromagneticamente a bobine di alimentazione, parallele al contenitore a forma di anello, avvolte attorno all ́asse del cestello, con la dimensione del loro avvolgimento in direzione radiale centrata rispetto alle dimensioni in direzione radiale del canale del contenitore.

Le bobine delle unita ́di bilanciamento sono avvolte intorno ad un asse che si estende in direzione radiale perpendicolare ai fili dell ́avvolgimento della bobina di alimentazione. Per aumentare la potenza trasferita piu ́di una bobina puo ́essere prevista nell ́unita ́di bilanciamento, ognuna che si estende in direzione radiale.

La configurazione della posizione tra la bobina di alimentazione e le bobine delle unita ́di bilanciamento assicura un accoppiamento elettromagnetico costante quando l ́ unita di bilanciamento si muove nel canale difronte all ́avvolgimento della bobina di alimentazione.

Poiche ́le unita ́di bilanciamento sono posizionate nel cestello, le due bobine di alimentazione che alimentano le bobine dell ́unita ́di bilanciamento sono connesse ad una bobina intermedia sul lato esterno del cestello che e ́accoppiata elettromagneticamente con una bobina trasmittente posta di fronte su una parte stazionaria della lavatrice.

Nelle unita ́di bilanciamento c ́e ́un sensore che valuta la direzione della forza gravitazionale rispetto la posizione della unita ́di bilanciamento. Quando la posizione dell ́unita ́di bilanciamento e ́allineata in direzione radiale alla forza gravitazionale, con lo stesso verso, nella unita ́di bilanciamento un circuito dedicato genera un impulso a banda stretto che e ́applicato alle bobine dell ́unita ́di bilanciamento. La tensione indotta e ́trasferita indietro alla bobina trasmittente dalla bobina di alimentazione attraverso la bobina intermedia. L ́impulso a banda stretta fornisce un ́informazione temporale associata alla posizione della unita ́di bilanciamento che genera l ́impulso. Le unita ́di bilanciamento hanno un motore elettrico per cambiare le loro posizioni nel canale del contenitore.

Il posizionamento delle unità di bilanciamento è gestito da una unità di controllo del bilanciamento. Essa pilota la bobina trasmittente fissata ad una parte stazionaria della lavatrice, accoppiata magneticamente alla bobina intermedia ed ha circuiti dedicati che rilevano gli impulsi a banda stretta generati dalle unità di bilanciamento.

L ́unita ́di controllo del bilanciamento e ́fissata alla vasca in una posizione vicina all ́apertura del cestello sul piano formato dall ́asse del cestello e la direzione della forza gravitazionale. Essa ha un accelerometro usato durante il processo di bilanciamento per valutare l ́ampiezza del movimento dell ́unita ́di lavaggio e la posizione dello sbilanciamento nel cestello rispetto le posizioni delle unita ́ di sbilanciamento.

All ́inizio del processo di bilanciamento, l ́unita ́di controllo del bilanciamento combinando la tempificazione degli impulsi a banda stretta ricevuti dalle unita ́di bilanciamento con l ́informazione dell ́accelerometro puo ́valutare la posizione delle unita ́di bilanciamento rispetto lo sbilanciamento presente nel cestello. Sulla base delle informazioni di posizione e ́fatto un primo passo di compensazione che stima la massa dello sbilanciamento seguito dal posizionamento delle unita ́di bilanciamento in modo da compensarlo. Il movimento della unita ́di lavaggio e ́usato per un aggiustamento di calibrazione delle posizioni delle unita ́di bilanciamento per cancellare completamente lo sbilanciamento risultante nel cestello.

Per realizzare il processo di bilanciamento del cestello l ́unita ́di controllo del bilanciamento opera sotto il controllo dell’unità di controllo dell elettrodomestico che gestisce il funzionamento completo della lavatrice.

L’unità di controllo del bilanciamento quando esegue il processo di bilanciamento opera con due livelli di trasferimento di potenza; un livello basso, sufficiente ad attivare l’elettronica presente nelle unità di bilanciamento e un livello alto, per fornire abbastanza potenza per anche muovere l’unità di bilanciamento nel canale. L’unità di controllo del bilanciamento per selezionare l ́unita ́di bilanciamento che deve essere spostata e la direzione dello spostamento usa un semplice protocollo di comunicazione, basato sulla codifica dei due livelli di potenza.

In una seconda realizzazione l ́unita ́di controllo dello sbilanciamento usa il segnale di una piccola bobina di rilevazione come posizione di riferimento del cestello per valutare le posizioni delle unita ́di bilanciamento e dello sbilanciamento nel cestello. La bobina di rilevazione e ́ posizionata nella perimetro della vasca vicina alla bobina trasmittente. Sul lato del cestello, connessa in serie alla bobina intermedia, c ́e ́una piccola bobina delle stesse dimensioni. La corrente che fluisce in questa bobina, in serie alla bobina intermedia, genera un campo magnetico inducendo un picco di tensione nella bobina di rilevazione ogni volta che sono allineate.

Altri vantaggi e caratteristiche di un sistema di bilanciamento per un apparato di trattamento della biancheria, secondo questa invenzione, saranno chiari dalla seguente descrizione dettagliata, fornita come esempio non limitativo in cui:

Fig. 1 e ́una vista in sezione di una prima possibile realizzazione di una macchina lavatrice ad asse orizzontale con un sistema di bilanciamento oggetto di questa invenzione.

Fig 2 e ́ una vista frontale che mostra le unità di bilanciamento nel contenitore senza lato di copertura.

Fig. 3 e ́una vista in sezione del lato frontale del cestello presa secondo le linee I I di Fig. 1.

Fig. 4 mostra lo schema completo di trasferimento di potenza senza fili nella prima realizzazione.

Fig. 5 e ́ una vista frontale della bobina trasmittente.

Fig. 6 e ́ una vista in dettaglio di Fig. 2.

Fig. 7 e ́ una vista in sezione secondo le linee I I di Fig. 6.

Fig. 8 e ́ una vista in sezione secondo le linee I I di Fig. 7.

Fig. 9 mostra un diagramma blocchi dell’unità di controllo del bilanciamento.

Fig. 10 mostra il diagramma a blocchi delle funzioni della unità di bilanciamento.

Fig. 11 comprende quattro diagramma temporali che mostrano la rilevazione delle posizioni delle unita ́di bilanciamento e dello sbilanciamento ed un comando di cambiamento di posizione di una unita ́di bilanciamento.

Fig. 12 e ́ una vista frontale della bobina trasmittente con la bobina di rilevazione.

Fig. 13 mostra lo schema completo di trasferimento di potenza senza fili nella seconda realizzazione.

Fig. 14 e ́ una vista frontale della bobina intermedia con la piccola bobina collegata in serie.

Nelle figure le stesse parti sono indicate con le stesse indicazioni di riferimento.

In Fig. 1 è mostrata una vista in sezione delle principali parti strutturali di una lavatrice 10 ad asse orizzontale. In particolare è mostrata la unità di lavaggio che comprende la vasca 30 nella quale è montato libero di ruotare il cestello 50. L’unità di lavaggio che supporta il cestello 50 e ́ sospesa al cabinet 20 per mezzo di molle 40 e ammortizzatori 80.

Sui perimetri interni del cestello 50 sono fissati due contenitori 500a e 500b, a forma di anello, avente un canale anellare, con bobine di alimentazione 631a e 631b fissate sulle pareti dei contenitori 500a e e 500b. Una unita ́di controllo del bilanciamento 700 con un accelerometro e ́ fissata alla vasca 30 in una posizione vicino all ́apertura del cestello 50 ed allineata in direzione verticale all ́asse del cestello 50.

Fig. 2 mostra una vista frontale di uno dei contenitori 500 senza coperchio. Esso ha pareti interne in direzione assiale 331 e 341 dove sono disposte due unità di bilanciamento 400.

Fig. 3, una vista in sezione presa lungo la linea I I di Fig. 1 include il contenitore 500a nel lato frontale del cestello 50. E ́possibile vedere il contenitore 500a che ha nel suo canale l ́unita ́di bilanciamento 400. Sul lato del coperchio del contenitore e ́fissa la bobina piatta di alimentazione 631a con uno schermo magnetico 501. Il contenitore 500a e ́adattato al lato interno del cestello. Sul lato esterno del cestello e ́ fissata la bobina intermedia 621 difronte alla bobina trasmittente 620 fissata sulla vasca 30 con l ́elemento di supporto 62.

Lo schema completo di trasferimento senza fili e ́mostrato in Fig. 4. La bobina trasmittente 620, fissata alla vasca 30 con un elemento di supporto 62, mostrata nella vista frontale di Fig. 5, trasferisce potenza elettrica senza fili alla bobina intermedia 621. La bobina intermedia 621 e ́connessa elettricamente in serie con le due bobine 631a e 631b che sono nei contenitori 500a, 500b, fissate alle loro pareti interne. Le bobine di alimentazione 631a e 631b trasferiscono potenza senza fili rispettivamente alle bobine 630 delle due unita ́di bilanciamento nel contenitore 500a adattato nella parte frontale del cestello 50 sulla parete interna ed alle bobine 630 delle due unita ́di bilanciamento nel contenitore 500b adattato nella parte posteriore del cestello 50 sulla parete interna.

L ́unita ́di bilanciamento 400, come mostrato in Fig. 6, una vista in dettaglio di Fig. 2, ha ruote 430 che le permettono di muoversi sulla parete 331 interna del canale ed ha tre bobine 630 connesse elettricamente in serie e disposte in modo parallelo alla direzione radiale, di fronte alla bobina di alimentazione 631a.

Le bobine 630 dell’unità di bilanciamento sono avvolte intorno ad un nucleo di ferite cilindrico, che si estende in direzione radiale, perpendicolare alla tangente dei fili dell’avvolgimento della bobina di alimentazione.

La configurazione della posizione tra le bobine di alimentazione 631a e 631b e le bobine 630 dell’unità di bilanciamento assicura un accoppiamento magnetico costante quando le unità di bilanciamento 400 si muovono nel canale del contenitore avendo di fronte l’avvolgimento della bobina di alimentazione.

Come mostrato nella vista in sezione di Fig. 7, presa lungo la linea I I indicata in Fig. 6, le ruote 430 hanno una forma appuntita per sedere sulla parete 331 del contenitore. Esse sono fissate con cuscinetti 432 supportati ad un asse 431. L’asse 431 è sospeso con molle 442 alla struttura 450 della unità di bilanciamento. Quando il cestello ruota ad alta velocità la struttura 450 siede direttamente sulla parete del contenitore 331 evitando di caricare le ruote 430 con le grosse forze centrifughe che agiscono sulla massa della unità di bilanciamento 400.

Quando il cestello ruota a basso numero di giri (90-100) la forza gravitazionale che agisce sulla massa 450 sospesa con molle 442, la forza ad oscillare durante la rotazione del cestello 50. Rilevando il suo cambiamento di posizione con un sensore hall 410 ed un magnete 411 e ́possibile stimare la posizione della unita ́di bilanciamento definita dall ́angolo formato con il centro del cestello rispetto la direzione della forza gravitazionale.

In generale e ́sufficiente avere nella unita di bilanciamento 400 un accelerometro ad un asse o un inclinometro per stimare la sua posizione. L ́accelerometro o l ́inclinometro sono posizionati per misurare rispettivamente l ́accelerazione in direzione radiale o l ́inclinazione rispetto la perpendicolare alla direzione radiale. Durante la rotazione del cestello 50 quando la forza gravitazionale e ́ allineata alla forza accelerazione somma o sottrae la sua ampiezza alla forza di accelerazione, a bassi numero di giri, intorno 100rpm la loro ampiezza e ́confrontabile. Questo significa the il valore massimo o minimo del segnale in uscita da questi sensori fornisce un ́ informazione relativa alla posizione angolare della unita ́di bilanciamento 400. Anche il contributo dell ́accelerazione dovuta alle oscillazioni del cestello, effetto dello sbilanciamento, a questo basso numero di giri puo ́ essere trascurato in una prima approssimazione. Inoltre l ́uso di accelerometri a tre assi di misura nella unita ́di bilanciamento permette di avere informazioni relative alla posizione dello sbilanciamento statico e dinamico del cestello.

La ruota 430 può essere accoppiata con una cinghia (non mostrata) ad un motore 432, come mostrato in Fig. 8, una vista in sezione in direzione radiale presa lungo la linea I I di Fig. 7. Altri accoppiamenti meccanici tra il motore 432 e la ruota 430 dell’unità di bilanciamento sono possibili, compreso un piccolo motore ad accoppiamento diretto fissato alla ruota 430.

La figura nove mostra un diagramma semplificato a blocchi della unità di controllo del bilanciamento 700 che interfaccia la bobina di trasmissione 620. Essa include una funzione di calcolo 710, un accelerometro 25 un generatore a frequenza e tensione controllata 725 e condensatori 723 di aggiustamento della frequenza di risonanza selezionati da interrutori. La funzione di calcolo 710 valuta e cambia le posizioni delle unità di bilanciamento 400 Per compensare lo sbilanciamento presente nel cestello 50. La funzione di calcolo 710 opera sotto la supervisione dell’unità di controllo dell’elettrodomestico (non mostrato), che comunica attraverso una una interfaccia 730.

Essa pilota il circuito risonante della bobina trasmittente 620 con il generatore di tensione 725 che fornisce potenza alle unità di bilanciamento 400. La funzione di calcolo 710 può rilevare impulsi a banda stretta associati a posizione, ricevuti al suo ingresso 726, di ritorno dalle unità di bilanciamento 400 sulla bobina 620 del circuito di risonanza. I tempi di rilevazione degli impulsi a banda stretta sono usati per stimare le loro posizioni che combinati con il segnale dell’accelerometro 25 permette di valutare le posizioni delle unita ́ di bilanciamento rispetto la posizione dello sbilanciamento nel cestello 50.

Il circuito risonante della bobina trasmittente 620 ha una capacità di risonanza formata da un condensatore fisso 722 e condensatori di compensazione 723 che sono selezionabili attraverso interruttori 721. La funzione di calcolo 710 può cambiare la potenza trasferita alle bobine delle unità di bilanciamento 630 cambiando la tensione e la frequenza 725 che pilotano la bobina trasmittente 620 e o sintonizzando la frequenza di risonanza del circuito della bobina trasmittente 620 per risuonare con la bobina formata dalla serie della bobina intermedia 621 e dalle bobine di alimentazione 631a e 631b.

L’unità di controllo del bilanciamento 700 normalmente assicura un basso livello di potenza di trasferimento, può essere meno di 1 W, abbastanza per alimentare i circuiti elettronici delle quattro unità di bilanciamento 400 che realizzano le funzioni di rilevazione della posizione e comunicazione; un più alto livello di potenza di trasferimento e ́ attivato per spostare una unità di bilanciamento 400. Esso può essere fino a 5 W ho più, abbastanza per alimentare uno dei motori delle unità di bilanciamento 432. Quando opera al più alto livello di potenza di trasferimento essa monitora la corrente e tensione della bobina 620 regolando la frequenza e tensione del generatore 725 per assicurare il desiderato livello di potenza di trasferimento.

Fig.10 Mostra un diagramma blocchi funzionale della elettronica presente nella unità di bilanciamento 400, che riceve potenza delle bobine 630 e pilota il motore 432. Essa ha una funzione di controllo 468 che monitora la potenza in ingresso 464 che è usata per codificare semplici comandi dalla unità di controllo del bilanciamento 700, e sintonizza la frequenza di risonanza delle sue bobine 630 selezionando condensatori di compensazione 463 con interruttori 461.

Inoltre la funzione di controllo 468 riceve informazioni dal sensore 410 riguardo la posizione della unità di bilanciamento 400 e genera un impulso a banda stretta quando la posizione dell’unità di bilanciamento in direzione radiale e ́ allineata alla forza gravitazionale con lo stesso verso della forza centrifuga. La logica di controllo delle unità di bilanciamento 468 pilota con interruttori 465,466 il motore della unità di bilanciamento 430 in seguito ad un comando di attivazione dalla unità di controllo del bilanciamento 700.

Il processo di bilanciamento e attivato dalla unità di controllo dell’elettrodomestico una volta che la velocità del cestello è stata regolata intorno a 90-100rpm per assicurare la satellizzazione della biancheria. In questa condizione essa misura il livello di sbilanciamento usando metodi noti ad esempio algoritmi di rilevazione della coppia del motore o per mezzo di accelerometri posizionati sulla unità di lavaggio 30. Se il livello di sbilanciamento e ́ troppo alto, essa attiva il processo di bilanciamento, gestito dalla unità di controllo del bilanciamento 700, per cambiare le posizioni delle unità di bilanciamento 400 nei contenitori 500 per compensare lo sbilanciamento nel cestello 50.

In Fig. 11 sono mostrati su quattro diagramma temporali come la unità di controllo del bilanciamento 700 rileva le posizioni delle unità di bilanciamento rispetto allo sbilanciamento e sposta una di loro.

Il primo diagramma temporale mostra il segnale periodico del del sensore 410 presente nella unità di bilanciamento 400 che presenta un massimo 210 e un minimo 211, correlate alle posizioni dell’unità di bilanciamento durante la rotazione del cestello, dove la forza di accelerazione allineata alla forza di gravitazione. Nella unita ́di bilanciamento in corrispondenza al massimo 210 è generato un impulso a banda stretta 220, in modo similare impulsi a banda stretta di tensione 221,222,223 vengono generati nelle altre unità di bilanciamento in corrispondenza al massimo del segnale di uscita del loro sensore 410. Gli impulsi di tensione a banda stretta sono generati a frequenze differenti per essere filtrati e rilevati anche quando si sovrappongono. Una possibile sequenza dei quattro impulsi di tensione generati dalle unità di bilanciamento è mostrata nel secondo diagramma temporale di Fig.11. In un giro di rotazione del cestello ci saranno quindi quattro impulsi tensione 220, 221, 222, e 223, che corrispondono alle posizioni delle unità di bilanciamento dove la forza di accelerazione e ́ allineata alla forza gravitazionale con lo stesso verso.

Gli impulsi 222..223 generati nelle unità di bilanciamento 400 attraverso le loro bobine 630 sono trasferiti indietro alla bobina trasmittente 620 via lo stesso link risonante che realizza il trasferimento di potenza senza fili alle unità di bilanciamento.

Nella unità di controllo del bilanciamento 700, rilevatori basati su filtri passa banda, recuperano gli impulsi generati fornendo un’informazione temporale per stimare le posizioni delle unità di bilanciamento. I rilevatori passa banda possono essere una funzione software realizzata nella funzione di calcolo 710. Chiaramente gli impulsi hanno la stessa frequenza di ripetizione della frequenza di rotazione del cestello 50.

Il terzo diagramma temporale è il segnale di uscita Ay dall ́ accelerometro 25 nella unità di controllo del bilanciamento 700 fissata all’unità di lavaggio 30 in una posizione allineata in direzione radiale alla forza gravitazionale.

L’accelerometro 25 misura le componenti dell’accelerazione x, y e z dove l’asse z e ́ allineato alla direzione assiale del cestello e x e y sono assi ortogonali in direzione radiale, dove l’asse y è allineato alla forza gravitazionale.

L’accelerazione secondo l’asse y Ay ha un massimo 251, ed un minimo 250 ed è periodica con la stessa periodicità del periodo di rotazione del cestello.

Se le unità di bilanciamento 400 sono posizionate bilanciate nei loro contenitori 500 esse non contribuiscono al movimento della unità di lavaggio 30.

In questa condizione si può assumere in una prima approssimazione che il massimo 251 e minimo 250 sono associati agli istanti quando le posizioni dello sbilanciamento, durante la rotazione del cestello, sono allineate alla direzione forza gravitazionale. Correzioni per questa assunzione possono essere fatte attraverso una caratterizzazione della risposta del sistema di sospensione.

La funzione di calcolo 710 può calcolare la differenza temporale 265, per esempio tra la rilevazione di un impulso a banda stretta 220 di una unità di bilanciamento rispetto al tempo 261, quando Ay ha il suo massimo 251. Da questa differenza temporale 265, associata a una posizione definita dello sbilanciamento e ad una posizione definita dell’unità di bilanciamento, conoscendo il periodo di rotazione 266 del cestello 50, è possibile stimare le posizioni relative nel cestello tra la unita ́ di bilanciamento che ha generato quell’impulso 220 rispetto allo sbilanciamento generato dalla biancheria nel cestello 50.

In un modo similare possono essere stimate tutte le posizioni relative tra le unità di bilanciamento e lo sbilanciamento del cestello 50.

Si puo ́osservare che le scelte del posizionamento della unita ́ di controllo del bilanciamento 700 e della scelta dell ́ orientamento degli assi di misurazione dell ́accelerometro 25 sono stati fatti per semplificare il calcolo delle posizioni relative tra unita di bilanciamento e sbilanciamento nel cestello.

Inoltre e ́stato trascurato il contributo dell ́accelerazione dovuta al movimento eccentrico del cestello per effetto dello sbilanciamento questo contributo puo ́essere trascurato in una prima approssimazione per un primo passo di bilanciamento the riducendo lo sbilanciamento risultante nel cestello minimizzando ulteriormente il contributo.

La funzione di calcolo 710 dell’unità di controllo del bilanciamento per stimare la massa dello sbilanciamento nel cestello può cambiare le posizioni delle unità di bilanciamento per creare una massa bilanciante in una posizione definita, per esempio ortogonale rispetto alla posizione dello sbilanciamento. Basato sulla base della nuova posizione del bilanciamento risultante si può facilmente calcolare la massa sbilanciante nel cestello e definire le nuove posizioni per le unita ́ di bilanciamento che compensano lo sbilanciamento statico nel cestello. In una prima approssimazione estate trascurato lo sbilanciamento di coppia.

Tuttavia la misura dell’accelerometro 25 nella direzione assiale 703 fornisce informazioni riguardo il contributo dello sbilanciamento dinamico al movimento delle unità di lavaggio 30, se necessario, in un modo simile, si può eseguire la compensazione della sbilanciamento dinamico. Avendo fatto un primo livello di compensazione dello sbilanciamento per ridurre ulteriormente lo sbilanciamento risultante si può usare il livello di movimento dell’unità di lavaggio come segnale di reazione per, in modo interattivo, affinare le posizioni delle unità di bilanciamento fino a quando lo sbilanciamento risultante è cancellato.

Il quarto grafico temporale mostra la sequenza del livello di potenza di trasferimento definito dalla unità di controllo di bilanciamento 700 sulla bobina 620 per eseguire un cambiamento di posizione di una unità di bilanciamento 400.

Il livello di trasferimento di potenza basso 270 è sufficiente soltanto ad alimentare i circuiti elettronici delle quattro unità di bilanciamento 400. Il livello più alto di potenza di trasferimento 275 è attivato per codificare messaggi e fornire potenza per pilotare il motore 432 quando la posizione di una unità di bilanciamento deve essere cambiata.

L’unità di controllo dello sbilanciamento 700 per cambiare la posizione di una unità di sbilanciamento 400 deve selezionare una delle quattro unità di bilanciamento e decidere se il movimento deve essere in avanti o indietro rispetto alla direzione di rotazione del cestello. Queste otto opzioni sono codificate da impulsi di tensione piu ́alta indotte nelle bobine delle unita ́di bilanciamento seguite da un ulteriore impulso di tensione piu ́alta più lungo per dare potenza al motore 432.

Lo spostamento delle unità di bilanciamento puo ́essere fatto vantaggiosamente quando durante la rotazione del cestello, la forza gravitazionale supporta la direzione desiderata del movimento per ridurre la potenza necessaria al motore 432.

Assumendo una velocità del cestello di 100 rpm, questo significa un periodo di rotazione di 600 ms, l ́impulso che fornisce potenza al motore 432 ha una durata di circa mezzo periodo di rotazione del cestello cioè 300 ms, approssimativamente il tempo quando la forza gravitazionale supporta il movimento desiderato. Mentre sei intervalli temporali ognuno che ha una durata di 5 ms sono dedicati per codificare con impulsi di piu ́alta tensione unipolar return to zero i tre bits associati alle 8 opzioni. Per esempio in figura 11 è mostrata la sequenza di due impulsi 271, 272 (che codifica 011) che seleziona una unita di bilanciamento 400 e la direzione del movimento, seguita dall’impulso più lungo 273 di alimentazione del motore. Solo la unità di bilanciamento selezionata preleverà l’ aumentata potenza disponibile con le sue bobine 630 che alimentano il suo motore 432.

L’unità di controllo del bilanciamento 700 può selezionare il tempo di attivazione del motore cambiando la durata dell’impulso di trasferimento di potenza alta 273.

Quando l ́unita ́di controllo del bilanciamento 700 trasferisce il piu ́alto livello di potenza attraverso la bobina 620, le unita ́di bilanciamento che non sono selezionate continueranno a prelevare dalle bobine di alimentazione 631a, 631b, solo la potenza necessaria per alimentare i loro circuiti elettronici nonostante la tensione piu ́alta indotta nelle loro bobine 630.

Il cambiamento di posizione delle unità di bilanciamento può essere fatto a passi di spostamenti ogni periodo di rotazione del cestello.

In una seconda realizzazione e ́ fornita una posizione di riferimento assoluta del cestello, questo è ottenuto attraverso una piccola bobina di rilevazione 625, posizionata vicino alla bobina trasmittente 620, come mostrato in Fig. 13 insieme a una seconda piccola bobina 621 a, connessa in serie alla bobina intermedia 621. Lo schema di accoppiamento è mostrato in Fig.13. Fig.14 Mostra la bobina intermedia 621 con la piccola bobina addizionale 621a.

La corrente che fluisce nella bobina intermedia 621 con in serie la piccola bobina 621a, è indotta dalla bobina trasmittente 620. Questa corrente quando le due piccole bobine 621a, 625 Sono allineate induce un picco di tensione nella bobina di rilevazione 625, che è rilevato nell’unità di controllo del bilanciamento.

Il tempo di rilevazione del picco di tensione è usato come tempo di riferimento 261 per la stima delle posizioni delle unità di bilanciamento 400 e della posizione dello sbilanciamento nel cestello.

Il tempo comune di riferimento 261 correla misure relative a sbilanciamento ad esempio variazione della coppia del motore, segnali di sensori di accelerazione e segnali di posizione delle unita ́di bilanciamento rispetto una posizione assoluta del cestello 50.

Si può notare che il sensore 410 nell’unità di bilanciamento potrebbe anche essere un sensore di accelerazione che misura la componente dell’accelerazione in direzione radiale allineata alla forza gravitazionale. Nel caso di un sensore di accelerazione a tre assi, la sua misura delle componenti dell’ accelerazione rispetto i tre assi può essere usata per stimare la posizione dello sbilanciamento nel cestello.

Claims (10)

1. Rivendicazioni 1. Un apparato per il trattamento di biancheria (10) comprendente una vasca (30), un cestello (50) libero di ruotare montato nella vasca (30), almeno un contenitore (500) a forma di anello montato centrato al cestello (50) sul suo perimetro, avente un canale anellare definito all’interno; almeno una unità di bilanciamento (400) disposta libera di muoversi nel suddetto canale, detta unità di bilanciamento (400) ha almeno una bobina (630) per ricevere potenza elettrica senza fili; almeno una bobina (631a,631b) che trasmette potenza elettrica senza fili alla bobina (630)della unità di bilanciamento, caratterizzato dal fatto nell’unità di bilanciamento (400) c ́e ́un elemento di misura (410) che rileva la direzione della forza gravitazionale.
2. 2. Apparato per il trattamento di biancheria (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l ́elemento di misura (410) e ́un accelerometro.
3. 3. Apparato per il trattamento di biancheria (10) secondo la rivendicazione da 1 a 2, caratterizzato dal fatto un elemento trasmettitore senza fili nell ́unita di bilanciamento (440), trasmette senza fili dati di misurazione(220,221,222,223) del detto elemento di misura (410) ad una funzione di calcolo (710), posizionata su una parte stazionaria (30) della lavatrice.
4. 4. Apparato per il trattamento di biancheria (10) secondo la rivendicazione da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che la funzione di calcolo (710) con un accelerometro (25) posizionato sul sistema di sospensione (30) del cestello (50) stima quando la forza gravitazionale e la forza di accelerazione che agiscono sullo sbilanciamento presente nel cestello (50) sono allineate con lo stesso verso.
5. 5. Apparato per il trattamento di biancheria (10) secondo la rivendicazione da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che un segnale senza fili (220,221,222,223) e ́trasmesso dall ́unita ́ di bilanciamento (400), quando il suo elemento di misura (410), durante la rotazione del cestello (50) rileva una definita direzione della forza di gravita ́.
6. 6. Apparato per il trattamento di biancheria (10) secondo la rivendicazione da 1 a 5 caratterizzato dal fatto il link senza fili (630,631a, 631b) che fornisce potenza alle unita ́di bilanciamento (400)supporta anche trasferimento di informazioni wireless (220, 221, 222, 223, 271, 272).
7. 7. Apparato per il trattamento di biancheria (10) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la bobina (631a,631b) che trasferisce potenza senza fili alla unita ́di bilanciamento (400) e ́avvolta centrata all ́asse del cestello (50) con il suo avvolgimento (631a,631b) che in dimensione radiale centrato rispetto alle dimensioni radiali del canale del contenitore (500) e c ́e ́almeno una bobina (630) dell ́unita ́di bilanciamento, che trasferisce informazioni attraverso il link di trasferimento di potenza senza fili (631a,631b), e che e ́avvolta intorno ad un asse che si estende in direzione radiale, perpendicolare alla tangente dei fili della bobina (631a,631b) che trasferisce potenza senza fili.
8. 8. Apparato per il trattamento di biancheria (10) secondo la rivendicazione da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che la tensione indotta in una bobina di rilevazione (625), posizionata in una parte stazionaria (30) della lavatrice, rileva il il passaggio di una bobina di riferimento di posizione (621a) fissata al cestello (50) e connessa elettricamente in serie con una bobina (621) che e ́ accoppiata magneticamente ad una bobina trasmittente (620) posizionata su una parte stazionaria (30) della lavatrice.
9. 9 Metodo di controllo di un apparato per il trattamento di biancheria (10) che comprende una vasca (30), un cestello (50) montato libero di ruotare dentro la vasca (30), un contenitore (500) fissato alla circonferenza del cestello (50) che ha un canale anelare definito all’interno, almeno due unità di bilanciamento (400) posizionate nel detto canale che hanno almeno una bobina (630) per ricevere potenza elettrica da una bobina di alimentazione (631a,631b), un collegamenti di trasferimento dati senza fili, un elemento di misura (410), che rileva la posizione della unita ́di bilanciamento (400) rispetto la direzione della forza gravitazionale, un motore (432) alimentato senza fili attraverso la detta bobine (630) e controllato via comandi senza fili per cambiare la posizione della unita ́di bilanciamento nel canale del contenitore (500); un rilevatore di segnale wireless (710) ed un sensore (25) che rileva quando la posizione dello sbilanciamento nel cestello (50) assume una direzione definita rispetto la forza gravitazionale e che misura l ́ampiezza del movimento del sistema di sospensione (30) del cestello (50), un sensore (625) che fornisce un tempo di riferimento della posizione del cestello (261) ed il periodo (266) di rotazione del cestello (50) Td, il metodo comprendente: la misurazione del tempo di rilevazione t1 associato alla ricezione del segnale senza fili (220) generato in una prima unita ́di bilanciamento (400) dal suo trasmettitore senza fili quando il suo elemento di misura (410) durante la rotazione del cestello (50), rileva la direzione definita (210) della direzione della forza di gravita; e la misurazione del tempo di rilevazione t2 associato alla ricezione del segnale senza fili (222) generato in una seconda unita ́di bilanciamento (400) dal suo trasmettitore senza fili quando il suo elemento di misura (410) durante la rotazione del cestello (50), rileva la direzione definita della direzione della forza di gravita; e misurazione del tempo t3 quando il sensore (25) rileva che la posizione dello sbilanciamento nel cestello (50) assume una direzione definita rispetto la forza gravitazionale; e calcolo delle posizioni delle unita ́di bilanciamento relative rispetto lo sbilanciamento (t3-t2)/Td, (t3-t1)/Td; e cambio delle posizioni delle unita ́di bilanciamento (400) attraverso un appropriato insieme di comandi wireless (271,272,273); e calcolo delle nuove posizioni relative delle unita ́di bilanciamento (400) rispetto lo sbilanciamento; e calcolo dei vettori bilancianti creati dalle unita ́di bilanciamento nel cestello prima e dopo il cambio delle posizioni; e calcolo della massa sbilanciante dovuta alla biancheria conoscendo il cambiamento della posizione dello sbilanciamento ed il cambiamento dei vettori di bilanciamento; e calcolo delle nuove posizioni delle unita ́di bilanciamento che compensano lo sbilanciamento della biancheria; e spostamento delle unita ́di bilanciamento in accordo al calcolo.
10. 10.Metodo di controllo di un apparato per il trattamento di biancheria (10) secondo la rivendicazione 9, che comprende inoltre i passi: calcolo delle posizioni delle unita ́di bilanciamento relative rispetto lo sbilanciamento; e valutazione dell ́ampiezza del movimento del sistema di sospensione del cestello (50) attraverso il sensore (25); e cambio delle posizioni delle unita ́di bilanciamento (400) attraverso un appropriato insieme di comandi wireless (271,272,273); e valutazione della variazione dell ́ampiezza del movimento del sistema di sospensione del cestello (50).