RU2098531C1

RU2098531C1 - Double-tank washing machine with inductor motor

Info

Publication number: RU2098531C1
Application number: RU9494011787A
Authority: RU
Inventors: С.А. Пахомин; Л.Ф. Коломейцев; У.М. Сулейманов; Д.В. Крайнов; И.А. Прокопец; В.Л. Коломейцев; Д.А. Звездунов
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Эметрон"
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: household washing machines. SUBSTANCE: washing machine body has tank for washing the clothes and centrifuge drum. Activator and drum are rotated by inductor motors connected to one electronic switch which provides alternate operation of motors. Each motor has toothed stator with poles and windings, and windingless toothed rotor, and rotor position pickup. Electronic switch is controlled by microcontroller. Switch has brake resistor for damping kinetic energy of braking of centrifuge drum. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к бытовым двухбаковым стиральным машинам. The invention relates to household two-tank washing machines.

Известна двухбаковая стиральная машина "Аурика" типа СМП-2, в корпусе которой размещены бак для стирки и барабан центрифуги для отжима белья. Активатор бака и барабан центрифуги приводятся во вращение однофазными асинхронными двигателями и работают друг от друга независимо. Машина "Аурика" снабжена двумя реле времени: для стирки и отжима (1). Known two-tank washing machine "Aurika" type SMP-2, in the housing of which there is a washing tub and a centrifuge drum for spinning clothes. The activator of the tank and the centrifuge drum are driven by single-phase asynchronous motors and operate independently of each other. The Aurika machine is equipped with two time relays: for washing and spinning (1).

Недостатками данной двухбаковой стиральной машины являются отсутствие реверсивного вращения активатора и возможности изменять частоту вращения активатора для обеспечения разных режимов стирки: мягкого, нормального, грубого и т.д. The disadvantages of this two-tank washing machine are the lack of reverse rotation of the activator and the ability to change the frequency of rotation of the activator to provide different washing modes: soft, normal, rough, etc.

Известна двухбаковая стиральная машина "Золушка" типа СМП-2, в цельносварном каркасе которой размещены стиральный бак с активатором и барабан центрифуги для отжима белья, приводимые во вращение однофазными асинхронными двигателями. Режимы стирки и отжима могут проводиться независимо друг от друга. Машина "Золушка" также снабжена двумя реле времени. Кроме того, она позволяет осуществлять реверсивное вращение активатора (1). Known two-tank washing machine "Cinderella" type SMP-2, in an all-welded frame which contains a washing tank with an activator and a centrifuge drum for spinning clothes, driven by single-phase asynchronous motors. The washing and spin modes can be carried out independently of each other. The Cinderella machine is also equipped with two timers. In addition, it allows the reverse rotation of the activator (1).

Недостатками данной двухбаковой стиральной машины являются отсутствие возможности изменять частоту вращения активатора для обеспечения разных режимов стирки, а также слишком длительные по времени паузы (15 с) при изменении направления вращения активатора, что вызвано неспособностью асинхронных двигателей эффективно работать в режиме частых реверсов и в целом увеличивает время стирки. The disadvantages of this two-tank washing machine are the inability to change the frequency of rotation of the activator to provide different washing modes, as well as pauses (15 s) that are too long in time when the direction of rotation of the activator changes, which is caused by the inability of asynchronous motors to work effectively in the frequent reverse mode and generally increases washing time.

Изобретение направлено на увеличение числа частот вращения активатора, уменьшение времени стирки и отжима белья. The invention is aimed at increasing the number of rotational speeds of the activator, reducing the time of washing and spin laundry.

Поставленная цель достигается тем, что двухбаковая стиральная машина, содержащая расположенные в одном корпусе бак для стирки с приводом от первого двигателя и барабан центрифуги с приводом от второго двигателя, панель управления режимами работы стиральной машины, согласно изобретению, снабжена электронным коммутатором, вырабатывающим однополярные импульсы тока для питания двигателей, а каждый из двигателей выполнен содержащим статор с явновыраженными зубчатыми полюсами с расположенными на них обмотками, ротор с зубчатым безобмоточным магнитопроводом и датчик положения ротора относительно статора, причем обмотки обоих двигателей подсоединены к электронному коммутатору, обеспечивающему поочередную работу двигателей с учетом сигналов от датчиков положения роторов. Электронный коммутатор ограничивает ток в обмотках двигателей в процессе пуска и этим обеспечивает возможность их работы в режиме частых пусков. Управление режимами работы двигателей и стиральной машины в целом осуществляется микроконтроллером. The goal is achieved in that a two-tank washing machine containing a washing tank with a drive from a first engine and a centrifuge drum driven by a second engine located in one housing, the control panel of the washing machine operating modes, according to the invention, is equipped with an electronic switch generating unipolar current pulses for powering the engines, and each of the engines is made up of a stator with distinct gear poles with windings located on them, a rotor with gear winding a magnetic core and a rotor position sensor relative to the stator, and the windings of both motors are connected to an electronic switch that provides alternate operation of the motors taking into account the signals from the rotor position sensors. The electronic switch limits the current in the motor windings during the start-up process and this ensures the possibility of their operation in the frequent start mode. The operation modes of engines and the washing machine as a whole are controlled by a microcontroller.

На фиг. 1 показан общий вид двухбаковой стиральной машины с электроприводом; на фиг.2 функциональная схема двухбаковой стиральной машины с индукторным электроприводом; на фиг.3 поперечное сечение индукторного двигателя. In FIG. 1 shows a general view of a two-tank electric washing machine; figure 2 is a functional diagram of a two-tank washing machine with an inductor electric drive; figure 3 is a cross section of an induction motor.

Стиральная машина (фиг.1) состоит из корпуса К, в котором размещены бак БС с активатором А для стирки и барабан БЦ центрифуги для отжима белья. Активатор А посредством клиноременной передачи КП связан с индукторным двигателем Д1. Барабан БЦ механически связан с соосно расположенным индукторным двигателем Д2. В корпусе К также размещены электронный коммутатор ЭК и пульт управления работой стиральной машины ПУ. The washing machine (Fig. 1) consists of a housing K, in which a BS tank with activator A for washing and a BC centrifuge drum for spinning laundry are placed. Activator A through a V-belt transmission of the gearbox is connected to the induction motor D1. The drum of the BC is mechanically connected with the coaxially located induction motor D2. The case K also houses an electronic switchboard EC and a control panel for the operation of the PU washing machine.

Функциональная схема (фиг. 2) состоит из электронного коммутатора ЭК, индукторных двигателей Д1 и Д2, датчиков положения ротора для каждого двигателя, соответственно ДПР1 и ДПР2, источника питания ИП электронного коммутатора, панели управления режимами работы стиральной машины ПУ. Functional diagram (Fig. 2) consists of an electronic switchboard EC, induction motors D1 and D2, rotor position sensors for each motor, respectively, ДПР1 and ДПР2, power supply IP electronic switch, control panel operating modes of the washing machine PU.

Индукторный двигатель Д1 или Д2 (фиг.3) состоит из статора 1 с зубцами 2 и пазами 3 и полюсами 4, 5, 6, 7. Диаметрально расположенные полюса 4, 6 и 5, 7 охвачены катушками соответственно 8, 10 и 9, 11. На диаметрально расположенных полюсах 4, 6 и 5, 7 расположены соответственно зубцы 2 и 12. Катушки объединены в обмотки ab и cd. Ротор 13 выполнен с зубцами 14, угловой шаг которых равен t₂. Ось полюсов 4, 6 смещена относительно оси полюсов 5, 7 на угол α 85 геометрических градусов. Расстояние между осями зубцов на каждом полюсе равно t₂. Угловое расстояние между осями диаметрально расположенных полюсов кратно, а между осями соседних полюсов не кратно шагу t₂.The induction motor D1 or D2 (figure 3) consists of a stator 1 with teeth 2 and grooves 3 and poles 4, 5, 6, 7. Diametrically located poles 4, 6 and 5, 7 are covered by coils, respectively 8, 10 and 9, 11 On the diametrically located poles 4, 6 and 5, 7, teeth 2 and 12 are located, respectively. Coils are combined into windings ab and cd. The rotor 13 is made with teeth 14, the angular pitch of which is t ₂ . The axis of the poles 4, 6 is offset relative to the axis of the poles 5, 7 by an angle α of 85 geometric degrees. The distance between the axes of the teeth at each pole is t ₂ . The angular distance between the axes of the diametrically located poles is a multiple, and between the axes of the adjacent poles is not a multiple of the step t ₂ .

Работа индукторных двигателей Д1 и Д2 (фиг.1) от одного электронного коммутатора ЭК осуществляется путем их поочередного включения. Поэтому стиральная машина может работать либо в режиме стирки, когда двигатель Д1 вращает активатор А, либо в режиме центрифуги, когда двигатель Д2 вращает барабан БЦ. Выбор режима работы осуществляется на ПУ. В качестве источника питания ИП может быть использован, например, источник постоянного тока либо сеть промышленной частоты с выпрямителем. The work of induction motors D1 and D2 (figure 1) from one electronic switchboard EC is carried out by turning them on alternately. Therefore, the washing machine can operate either in the washing mode, when the D1 engine rotates the activator A, or in the centrifuge mode, when the D2 engine rotates the BC drum. The choice of operating mode is carried out on the control panel. As an IP power source, for example, a direct current source or an industrial frequency network with a rectifier can be used.

Рассмотрим работу двигателя, например Д1. Для обеспечения вращения ротора в направлении по часовой стрелке (фиг.3) сначала подается стартовый импульс тока обмотки cd, и ротор под действием магнитного поля полюсов 5 и 7 занимает стартовое положение (фиг.3), в котором оси зубцов ротора и зубцов возбужденных полюсов 5 и 7 совпадают. В дальнейшем обмотку cd обесточивают и одновременно в обмотку ab подают ток. Сдвиг полюсов 4 и 6 относительно полюсов 5 и 7 на угол a (фиг.3) обеспечивает создание вращающего момента, действующего на ротор при возбуждении полюсов 4 и 6 в направлении часовой стрелки. То есть ротор из положения, показанного на фиг.3, начинает вращаться в направлении ближайших зубцов полюсов 4 и 6, а именно к зубцам 2. Когда ротор достигает положения, в котором ось зубцов ротора совпадает с осью зубцов 2 полюсов 4 и 6, обмотка ab обесточивается. В это время включается обмотка cd и на ротор действует вращающий момент со стороны возбужденных полюсов 5 и 7 также по направлению часовой стрелки. Когда ротор достигнет положения, в котором оси зубцов ротора и зубцов 12 возбужденных полюсов 5 и 7 совпадают, обмотка cd обесточивается и ток подается в обмотку ab и т.д. Последовательная подача токовых импульсов в обмотки ab и cd обеспечивает создание однонаправленного вращающего момента на валу двигателя. Своевременность подачи токовых импульсов в обмотки ab и cd обеспечивается электронным коммутатором ЭК (фиг.2) и датчиком положения зубцов ротора относительно зубцов полюсов статора ДПР1. Consider the operation of the engine, for example D1. To ensure the rotation of the rotor in a clockwise direction (Fig. 3), the starting current pulse of the winding current cd is first supplied, and the rotor, under the action of the magnetic field of poles 5 and 7, takes the starting position (Fig. 3), in which the axes of the rotor teeth and the teeth of the excited poles 5 and 7 are the same. Subsequently, the cd winding is de-energized and, at the same time, a current is supplied to the ab winding ab. The shift of the poles 4 and 6 relative to the poles 5 and 7 by an angle a (Fig. 3) provides the creation of a torque acting on the rotor when the poles 4 and 6 are excited in a clockwise direction. That is, the rotor from the position shown in Fig. 3 starts to rotate in the direction of the nearest teeth of the poles 4 and 6, namely, to teeth 2. When the rotor reaches a position in which the axis of the teeth of the rotor coincides with the axis of the teeth of 2 poles 4 and 6, the winding ab is de-energized. At this time, the cd winding is turned on and the rotor is acted upon by the torque from the side of the excited poles 5 and 7 also in a clockwise direction. When the rotor reaches a position in which the axes of the teeth of the rotor and the teeth 12 of the excited poles 5 and 7 coincide, the winding cd is de-energized and the current is supplied to the winding ab, etc. The sequential supply of current pulses to the windings ab and cd ensures the creation of unidirectional torque on the motor shaft. The timeliness of the supply of current pulses to the windings ab and cd is provided by the electronic switch EC (Fig.2) and the position sensor of the teeth of the rotor relative to the teeth of the poles of the stator DPR1.

Для обеспечения реверсивного вращения первый стартовый импульс тока подается в обмотку ab. В остальном характер подачи импульсов тока в обмотки ab и cd аналогичен описанному. To provide reverse rotation, the first starting current pulse is supplied to the winding ab. Otherwise, the nature of the supply of current pulses to the windings ab and cd is similar to that described.

Двигатель Д1 имеет такое же конструктивное исполнение, что и Д2, поэтому питание его обмоток осуществляется аналогично, с учетом сигналов от ДПР2. The D1 engine has the same design as the D2, so the power of its windings is carried out similarly, taking into account the signals from DPR2.

Электронный коммутатор ЭК обеспечивает работу двигателей Д1 и Д2 при разных частотах вращения. Это дает возможность осуществлять стирку в разных режимах: мягком, нормальном, грубом и т. д. Использование предлагаемого технического решения существенно расширяет возможности двухбаковой стиральной машины за счет частого реверсирования вращения активатора А (фиг.1). Частое реверсирование Д1 с малыми временными паузами возможно вследствие того, что пусковой ток Д1 лишь в 1,1-1,5 раза превышает номинальное значение тока в обмотке. Поэтому частые пуски Д1 лишь в незначительной степени влияют на его тепловое состояние. EC electronic switch provides the operation of D1 and D2 engines at different speeds. This makes it possible to carry out washing in different modes: soft, normal, rough, etc. Using the proposed technical solution significantly expands the capabilities of a two-tank washing machine due to the frequent reversal of rotation of activator A (Fig. 1). Frequent reversal of D1 with small time pauses is possible due to the fact that the starting current D1 is only 1.1-1.5 times higher than the nominal value of the current in the winding. Therefore, frequent starts of D1 only slightly affect its thermal state.

Для обеспечения стирки в различных режимах с разными частотами вращения активатора и временными интервалами стирки и пауз, реверсированием, управление работой двигателями и стиральной машины в целом осуществляется от микроконтроллера. To ensure washing in various modes with different speeds of the activator and time intervals of washing and pauses, reversing, the operation of the engines and the washing machine as a whole is carried out from the microcontroller.

Для улучшения потребительских качеств двухбаковой стиральной машины за счет обеспечения форсированного торможения барабана центрифуги электронный коммутатор снабжается тормозным резистором. При ускоренном торможении барабана электронный коммутатор переводит двигатель Д2 в генераторный режим. При этом кинетическая энергия вращающегося барабана и ротора Д2 выделяется на тормозном резисторе. Использование предлагаемого технического решения позволяет тормозить барабан до полного останова. To improve the consumer qualities of a two-tank washing machine by providing forced braking of the centrifuge drum, the electronic switch is equipped with a braking resistor. With accelerated braking of the drum, the electronic switch puts the D2 engine into generator mode. In this case, the kinetic energy of the rotating drum and rotor D2 is released on the braking resistor. Using the proposed technical solution allows you to brake the drum to a complete stop.

Claims

A two-tank induction-driven washing machine containing a washing tank located in the same housing with an activator drive from the first engine and a centrifuge drum driven by the second engine, a control panel for the washing machine's operating modes, characterized in that the washing machine is equipped with an electronic switch generating unipolar pulses current for powering the motors, and each of the motors is made up of a stator with distinct gear poles with windings located on them, a rotor with a gearless winding magnetic circuit and a rotor position sensor relative to the stator, and the windings of both motors are connected to an electronic switch that provides alternating operation of the engines taking into account signals from the rotor position sensors, the operation of the engines and the washing machine as a whole is controlled by a microcontroller, while the electronic switch is equipped with a brake a resistor with the ability to quench on it the kinetic energy of the centrifuge drum during accelerated braking.