TW425445B - Motor control method for automatic clothes washer - Google Patents

Description

425445 Α7 Β7 娌濟部中央橾準局員工消費合作社印«. 五、發明説明（!) 1 _發明領域 本發明偁鼷於一種洗衣檐霣動檐控制方法，且尤指一 種自_洗衣嫌之直流無刷«動櫬控制方法·Μ有效地控制 於操作期間之該《動镄。 2 ·前技之脫明 如第一β所示，於一習用之自動洗衣»1中設有一外 桶2 ·在該外桶2之内設有一内捅3 ·而於内捅3之底部 具有一攪拌器4。在該内桶3之上部設有一供水«(未被 顯示）及一水位感劂器（未被顯示）*水位感測器係用Μ 感拥於該内桶3中之水位。 內桶3係薄著一直流無刷«酏嫌 5、一離合器6、 及一皮箝，拖曳器7所驅動Μ轉左輿轉右，該直流無明電 動櫬 5係作為一腰動動力源，該《合器6係用Μ於一洗 衣模式與一乾衣祺式之間轉換》該皮帶/拖曳器7偽用Μ 自鼋動檐5傳送驅動力至離合器6 · W使得洗衣物可於水 中被濟洙，因而移去該洙衣物上之汚物。 II用設置在鄰近於霣動櫬5與皮箝7之一行星齒輪（ 未被顯示）•該《合器6用來在洗衣機操作期間Μ升髙戒 降低洙衣桶之旋轉速率至一癱於洗衣與乾衣的位準。 一延伸自該離合器6頂嫌的輪袖包括了一洗衣《8與 一乾衣_9，該洗衣軸8係連接至一用Κ播動洗衣物的攢 動器，該乾衣袖9偽埋接至内捅3。該洗衣軸8傜於洗衣 I-------- .裝-- {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，tr % 本紙張尺度適用t國國家揉率（CNS > A4規格（210X297公釐） 經濟部中央揉準局員工消費合作衽印製 425445 A7 ____B7_五、發明説明（？） 棋式Μ低速高轉矩而轉動•該乾衣轴9以高速低轉矩而轉 動•藉以》施洗衣與乾衣》 如第二圖所示，一用Μ控制霣動櫬5之霣動襪控制装 置包括：一二極鱷霣棰1 2，用Μ整流一交流電壓1 1 ; 一«波«容器1 3 *用波該二極驩霣撟1 2所整流後 的直流«壓；一變流器14·用以將該濾波霣容器13所 灞波後的直流霣懕轉換為一交流霣S·此交流霣臞具有可 瀛用於該直流無颺電勤嫌 15之一平均霣壓值與頻率； Μ及一變流器控制器2 1 ·用Μ控制該變流器1 4。 该變潦器控制器2 1包括有：一參考訊號瘇生器1 9 •用來產生一參考訊號MS揮性地使該燹潦器14之禊數 個電源切捵元件P S 1 — PS6等通輿否，其係根據自一 位置感測器2 2所鎗出之一位置檢澜訊號以及一输人方向 命令訊號；一速度控制器20 ·用來感測該霣動櫬1 5之 一旋轉速率，其箱蕾處理自該位置感拥器2 2所輸出之訊 息、將该感测得之值與一經程式所得之速度命令作一比較 、及根據該方向命令訊號與一甯壓命令訊KM控制該霣動 播1 5之旋轉速宰；一脈衡寬度調變器1 8，用來鼷變一 魘衡寬度*其係根據自該速度控制器2 0所輪出之霣壓命 令訊《以及自該參考訊號產生器19所輪出之參考訊號； Μ及* 一Μ極致動器1 7 *用來根據脈衝寬度綢變訊號而 作為變流器14之介面。 參照第三画，該變淀器1 4包括有：禊數钃霣源切換 ---------i---;---tT------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度遑用中國《家橾率（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央揉窣局員工消费合作社印袈 -425445 ^ A7 _ B7_五、發明説明（3 ) 元件PS1— PS6 ;M及激個飛輪二極》D1— D6 · 每一飛輪二極艚係反向並《至該等霣源切換元件P S 1 — P S 6之對應的一届轚瀟切換元件。 該等霣涯切換元件PS 1 — PS6之前三個霣源切換 元件PS1—PS3係連接至該《波«容器13之离«應 HV供·且後三個元件PS4 — PS6係達接至該濉波霣 容器1 3之接地霣JKGRN俩。相A、B、C係產生在介 於連接至接地霣壓的«源切換元件P S4_P S6與*接 至高霣壓的«源切捵元件P S 1 — PS3之藺的中間建接 點•其等連接黏係連接至該直淀無刷鬣動隳 15。 如第四B所示•該直流無刷霣動櫬 15包括有：一 定子30*係由一定子镄30'輿一線H30"所姐成· 該定子槽30’用來容纳瑁換其之一嬢圈，該鑲圈30" 用來產生一磁動努·Μ根據該變流器14所輪出之霣流而 產生一磁通，«Κ產生一空間旋轉磁場；一轉子35 *其 相對於該定子35而轉動·· Μ及* 一想测器22 ·用來感 澜介於該轉子與定子之»的相對位置。 此外•如第五鼷所示*於習用之使用了該直流無刷《 動嫌 1 5的洙衣機中*洗衣及乾衣循瓌匾域係簠ft的* 其係依照一«動供旋轉速度與轉矩*使得一供輪比椹據該 雕合器6之搡作係於洗衣或乾衣棋式而被控制，鞴以調整 一洙衣及一乾衣特性◊ 該直流無刷霣動櫬 15之一般特性可被纳人下列等 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中困國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐）

娌濟部中央標準局員工消费合作杜印I A7 ____B7__ 五、發明説明（4 ) 式（1) 、 （2> 及（3> 。 T = ki cos β ............ (1) i :霣動櫬霣滾； k :霣動嫌之轉矩常數；及 /3 :瞬問角。 w = emf/k cos β ........(2) w:霣檐旎轉速率；及 emf :電動镛之反向霄動势。 v=i R + Ld \ / dt+emf........(3)

v ： fll JK 欲控制具有此等特性之該直流無刷霄動镅 1 5 *該 瞬間角/3須被持續地維持於零度•且該霣動檐之轉矩常數 k須具有一小的值· K增加一無載旋轉速率，其作為該霣 動櫬於一無載棋式期間之最大轉速。 甚者|欲產生一於小轉矩之不變轉矩·須施加至該霣 動機較於一大轉矩時更多的霣流。 因此，習用之使用該直流無刷霣動循 15的洗衣櫬 係表現出一滅低的霣動機效率•其係鼸因於用到大量的霣 流，Μ及一增离的成本，諸如用於整滾器之二檯鱷、一濾 波«容器、用於變流器之霣源切換元件等等元件的成本。 再者* β因於使用來自家用電源之遇量的«流，於一 電氣洗衣檄之搡作時其係難Μ得到穩定度*且當與其他的 霣氣器具共同使用時該供應霣壓可能係不穩定的，因而影 (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- ,ΐτ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4规格（2Ι0Χ257公釐） 經濟部争央樣準局員工消费合作社印製 五、發明説明（5 ) 響了其他器具之搡作° 發明概要 是以，本發明之一個目的係提供一種用於—自動洙衣 機之霣動機控制方法，蕕著直接地傳送一負栽轉矩至—s 動櫬，且檄底地將一洗衣負載匾域與一乾衣負載匾域分開 ，而用以降低於搡作期藺之霣動機霣流。 為了達成上述目的•係提供有一捶自動洗衣機之霣動 檐控制方法，該洗衣櫬具有一直潦無躕霣動镞以作為一動 力滙*該直流無刷霣動拥係串》埋接至一洗衣«與一乾衣 袖，而不會減低該直流無刷《動懺之一旋轉速率•該方法 包括步驟有：當直流無刷《動慵之一位置係由一霍爾感澜 器输入所感拥到時*判別該自動洗衣機是否係設定於一洗 衣横式或於一乾衣横式；若自動洗衣機係設定於洗衣棋式 ，則判定一旋轉方向命令訊號；計算在一特定瞬間角度之 一驅動邏輯，其*用至該於旋轉方向命令訊號之洗衣棋式 :計算於該直流嫵刷櫬之一速度命令訊號.與於一實 際速度值之霣壓命令訊號；調變於該驅動埋_之霣壓命令 訊號的一脓衡寬度；以及__出該脈衡宽度調變後之霣壓 命令值。 醒式簡軍說明 第一圈係一習用洗衣櫬之结構圈； -8 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國理家梂率（CNS ) A4規潘（21〇Χ297公釐） 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 42544 5 a? B7 五、發明説明（6 ) 第二圔係根據習用技術之一霣動槲控制装置的方塊睡 * 第三B係一變流器之詳细霣路麵，其並结合了第二圔 之直流無刷霣動櫬的霣路圓； 第四醒係第二麵中之直流無刷電動機的一结構匾，其 顬示出係提供有一定子、一轉子及一位置感拥器； 第五圓係一座檷匾•其顯示出第二臞中之直流無刷W 動_的旋轉速率之栢對縛矩； 第六鼷係根據本發明之一洗衣機的结溝圈； 第七匾係根據本發明之一用於洗衣櫬的霣動櫬控制流 程圓； 第八圈係一霣動櫬控制埋輯之《念•係於根據本發 明之一洗衣《的洗衣棋式； 第九圄係一圓表，其顯示出用Μ控制一霣動機之動作 麵輯的實施例，係於根據本發明之一洗衣機的洙衣横式； 第十係一向量麵，其用以控制一霣動懺，係於根據 本發明之一洗衣播的洗衣棋式； 第十一圔係一«動拥控制邏輯之概念· •係於根據本 發明之~洗衣檐的乾衣撗式； 第十二係一圏表•其顯示出用Κ控制一霣動播之動 作的實腌例•係於根據本發明之一洗衣檐的乾衣携式 9 第十三_保一向最 I其用以控制一轚動機*係於根 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4#l格（210Χ297公釐） ----.-----'，裝------訂^------‘ {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消费合作社印裝 425445 A? B7五、發明説明（7 ) 據本發明之一洗衣檐的乾衣撗式；Μ及 第十四醒係一座檷酾*其顯示出根據本發明之直流無 刷霣動拥的旋轉速寒之相對轉矩。 發明詳畑說明 如第六鼸中所示》於根據本發明之洗衣櫬中·係設有 —其提供共通的一洗农_與一乾衣輪5〇之袖，並設有一 直淀無隳霣ft機 55·該直流無禰霣動櫬 55係串職 連接至該洗衣軸與乾农《5 0，而不會降低該霣動機之旋 轉速率。 參考第七圔•當該洗衣循之操作開始時，自一§爾想 測器感澜得一訊號（ST 1) *接著判蹰其欲執行一洙 衣或乾携式（ST 2)。 若邦鼴為一洗衣横式·一旋轉方向命令訊號係被檢测 (ST 3)。接着，若其欲產生一正旋_(CW> ，一 具有一瞬間角J9 1之正旋轉軀動理輯係被計算（ST 4 );而若其欲產生一逆旋轉（CCW) •則一具有一瞬間 角/3 1之逆嫌轉軀動埋輯係被計算（ST 5 );播此， 用以得到根據一驅動理輯之一霣壓命令訊虢（ST 6 ) 0 接著* 一脈街寬度瘺费係根據該驅動埋輯而執行（S T 7)，藉K輪出一依照該調變脈衡寬度之竃壓命令值 (s T 8)，因而完成該搡作（ST 9)。 當該瞬間角点1结果為"時•如同於一般悄形中 —1 0 — I τ ί 裳 I! 訂 l_r'^ (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度通用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210X29?公釐） 經濟部中央橾牟局負工消費合作杜印製 4 25445 a7 B7五、發明説明（各） ，即當介於―霣動《之霣動勢與該驅動霣®間的一相位差 係控制為零時，其係由於該霣動櫬之位置係被檢测得，該 廉加至直流無刷霣動楢每一相之霣壓（a)及該反霣勡勢 (b)係如第八A至八C圃中所示，且該霄動勢係調整於 一梯形中。 第九說明了一閛極_動參考訊號，其根據第八膽中 之直滾無躕《動镄的毎一相。 如第十画中所示，係說明了介於施加至霣動櫬之一定 子綫匾的«KV、一罨動機霣流I s、一霣動勢EMF及 較該EMF落後90β的一轉子磁通之間的闞係，當該_ 間角變為零度時•該《動镄產生於讀相同®流之一最大轉 矩。 另一方面，於一乾衣撗式中，該霣動櫬之一埔高的旋 轉速率將専致一降低的轉矩，係鑤因於一蝤大的瞬間角。 即，於該横式決定步«(ST 2) •若判断為一乾衣棋 式（ST 10) •則計算一軀動*輯（ST 11) 其具有一適用於乾衣棋式之瞬間角/? 2 · «Μ得到一霣* 命令訊號（S T 12)。 其後•一脈街寬度調變偁根據一具有瞬間角/3 2之轚 動邐轘而實行（ST 13)，且因而輸出該調變之霣® 命令值（ST 14) ，«以完成該乾衣操作（ST 9 )0 為使得瞬間角/3 2比洗衣镆式之瞬間角超前6 O'1 ， * 11- ---------^-----1#.------· d. J V. (請先閲讀背面之注^>項再填寫本頁) 本纸張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部t央樣準局貝工消費合作杜印裝 4-25445 a7 ___B7 五、發明説明（？） 該胨加至直流無刷霣動檐每一相之霣靨（a)及EMF ( b)係如第十一鼷中所示。第十二提供一麵表*其顧示 了W於第十一圃之間極鼴動參考訊號。 於第十三中，係說明了介於施加至«動《之一定子 錢圈的霣壓7、霣動捆霣流1 s、EMF以及較該EMF 落後9 O'1的一轉子磁通之間的鼷係。 根據本發明之洗衣櫬驅動控制方法*於一洗衣棋式時 可提供一低速度輿高轉矩的負載特性*其中旋轉速率範圍 自30 rpm至130 rpm*轉矩具有大的為30 0 ks * F · cm的值。反之，於一乾衣棋式時，根據 本發明之所控制的洗衣機則具有一高建度與低_矩的負載 特性•此時該旋轉速率範園自850 r Dm至1000 r pm*且轉矩具有大約為10kg * F · cm的值。 «用此一方法•一«的霣潦係通用Μ增加鹿於洙衣模 式之霣動櫬的轉矩，且壜加的瞬間角使得霣動機於乾衣横 式時Κ一«於乾衣之旋轉速宰而驅動•薄此使得能夠如於 第十四_中所示之一洙衣區域興一乾衣厘域中而操作*其 藉著將該洗衣區域與乾衣區域彼此完全地分開。 如前所述*該增加的瞬間角使得霣動《之r pm增离 且使得_矩減小·K使孩乾衣®域係完全地被分開|因此 該直流無刷電動馕可被控制Μ於一洗农棋式時提供一低速 度與高轉矩，且於一乾衣横式時提供一高速度與低轉矩。 甚者•本發明藉由Μ成本較為實際的替代品而取代螯 -12- ---------裝-----ΓΤΓ-------，妹 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本萸) 本紙張尺度速用t國S家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4^0 -v \ A7 B7五、發明説明（β ) 流二極體、》波電容器與變流器*而用以埔進其價格競爭 性。此外，該降低的輸入《流能避免諸如將由遇量霣流所 引起的可能損埭，因此可增強該洗衣慵的g定度，且由於 該霣動櫪之降低的鋦損，因而可坩高該霣動播的效率。 I---------1^.------ΐτ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬標準局貝工消費合作社印製 13 本紙張尺度適用中國國家橾隼（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 425445 Α8 Β8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 六、申請專利範圍 1 * —種用於自動洗衣拥之霄動播控制方法·該自動 洗衣機具有作為動力源之一直流無刷霣動櫬•該直滾無刷 轚動«係串職達接至一洗衣聃與一乾衣袖，而不會降低該 直流無刷電動櫬之一旋轉埋率，該方法包括步驟有·* 當直流無刷電動檐之一位置係自一«爾感測器輸入所 感澜到時•判新該自動洗衣機是否保設定於一洗衣棋式或 於一乾衣模式； 當自動洗衣機係設定於一洗衣棋式時，判定一旋轉方 向命令訊號； 於該旋轉方向命令訊號中*計算在其遘用至一洗衣棋 式之一持定的酹間角之一驅動«輯； 計算於該直流無刷霣動櫬之一速度命令訊號►及在一 實際速度值之一«懕命令訊號； 根據該驅動理輯，調變該霄壓命令訊號之一魘衡寬度 ;Μ及 輪出該脈銜寬度調變後之霣壓命令值。 2 _如申請専利範臞第1項之方法，其更包含步味有 當自動洙衣機係設定於一乾衣棋式時，計算在一施加 之特定的瞬間角之一鼷動邏轜： 計算於該直滾無刷霣動櫬之一理度命令訊號，及在— «際速度值之一霣壓命令訊號； 調變於該驅動_植之該霣®命令訊號的一鼯衝寬度； 本紙張尺渡逋用_國國家樑率（仁邮>戍4規<格（210><297公釐） ---------袭------r #1------J (請先《讀背面之注f項再填寫本萸) 4 2 5 4 4 5 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 Μ及 輸出该計算後之驅動颺輯。 3 *如申謫專利範麵第1項之方法，其中該在乾衣横 式中所指定之瞬間角係大於在洗衣模式中之瞬間角。 4 ·如申讅専利範画第3項之方法，其中該瞬間角在 洗衣横式中係設定為零度，且在乾衣棋式中係設定為6 0 度0 ---------裝------^—訂------^ !〈請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼扃負工消費合作社印策 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4规格（210X297公釐）