[发明专利]全自动洗衣机的驱动装置

说明书

本发明涉及全自动洗衣机的驱动装置，具体地说是一种采用永磁无刷直流电机直接驱动变频洗衣机的驱动装置。

传统的全自动洗衣机的驱动装置(如图1所示)，驱动电机5采用普通的XD系列交流异步电机，由于异步电机无法在有洗涤负载时直接驱动，故需要由机械的减速机构进行减速和变速，减速机构包括皮带轮4和齿轮箱3。由于洗衣机在洗涤时，要求的转速在200rpm左右，而脱水时要求转速为900～1,000rpm，故这种机械减速机构一般为多级齿轮箱，并需要离合器配合。这种变速箱由于是纯机械构成，结构复杂，同时由于减速的需要，使得驱动电机和洗衣机的波轮或滚筒的轴无法同心，使洗涤筒的平衡性很难保证，这在高速脱水时，会引入较大的噪声和振动，甚至引起洗衣机的倾覆，故在滚筒洗衣机中，需在放置异步电机的对称位置放置一与电机具有相同重量的水泥块，以保证洗涤筒平衡，增加了洗衣机的重量。

本发明目的是要克服现有技术的不足，提供一种直接驱动的全自动洗衣机的驱动装置。

本发明的另一个目的是要提供一种变频无级调速的全自动洗衣机的驱动装置。

本发明的再一个目的是要提供一种低噪声的全自动洗衣机的驱动装置。

本发明的目的是这样实现的：全自动洗衣机的驱动装置，包括电机、控制器和电磁离合器，所述电机采用永磁无刷直流电机；所述控制器用于控制所述永磁无刷直流电机、电磁离合器以及洗衣机的工作程序；所述永磁无刷直流电机通过所述电磁离合器与洗衣机的波轮和内桶同心设置。

所述的控制器包括有源功率因数校正电路、上位机、下位机和电机控制线路。

所述的下位机采用纯数字电路控制，通过串行接口与所述上位机通讯。

所述的有源功率因数校正器采用PFC及Coolset电路；所述的上位机和下位机采用嵌入式单片机；所述的电机控制线路采用三相逆变桥电路。

所述的电磁离合器包括上、下两个线圈，所述两线圈分别与洗衣机的内桶和波轮相连；每个线圈通过滑环与所述控制器电连接。

所述的电机采用外转子结构。

本发明采用了永磁无刷直流电机后，可以完全抛弃皮带轮及齿轮减速箱，使得洗衣机的结构简单，安装容易，这与传统洗衣机相比具有以下优点：

一、实现了电机直接驱动洗衣机工作。

二、采用直接驱动技术后，可以实现洗衣机速度的无级调速，摆脱传统洗衣机的三级调速，容易实现对洗涤过程的智能控制，如模糊控制、角度控制和位置控制，变换洗衣机洗涤水流的形式以达到用最少量的水，取得最佳的洗涤效果。这些在传统洗衣机是根本无法实现的。

三、正因为采用电机直接驱动方式，电机的轴和波轮或内桶在同一轴线上，这样可以保证在高速脱水时的平衡，减低脱水时的噪声。降低了由于齿轮机构带来的噪音，实现了真正的低噪声设计。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是现有技术的结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明的控制器的电路图。

参照图2，全自动洗衣机的驱动装置，包括电机1、控制器和电磁离合器8，所述电机1采用永磁无刷直流电机；所述控制器用于控制所述永磁无刷直流电机、电磁离合器以及洗衣机的工作程序；所述永磁无刷直流电机通过所述电磁离合器与洗衣机的波轮1和内桶2同心设置。

所述的电磁离合器包括上、下两个线圈，上线圈7与洗衣机的内桶2相连，下线圈9与洗衣机的波轮1相连；上、下线圈分别通过滑环6、10与所述控制器电连接。当洗衣机工作在洗涤状态时，洗衣机的内桶2起到洗涤桶的作用，此时，电磁离合器断电，上、下线圈7、9脱离，电机5带动波轮1运转，进行洗涤程序；当洗衣机处在脱水工作状态时，洗衣机的内桶实际上起着脱水桶的作用，电磁离合器通电，上、下线圈7、9吸合，下线圈9带动上线圈7和脱水桶2一起转动，进行脱水程序。

洗衣机在洗涤时，需要低速大扭矩，一般是起动时大于15Nm，转速是在0～200rpm，如果采用直接驱动技术，必须把电机设计成低速、大扭矩永磁无刷直流电机，因此选用中国专利ZL982440588公开的三相永磁无刷直流电机，并采用外转子结构，同时采用了高性能的NdFeB作为永磁材料；而洗衣机在脱水时，洗衣机厂提出转速要大于850rpm，以满足把衣服脱干的要求，而扭矩相对要小些，所以直接驱动要求电机的调速比很大，大于100左右，在电机设计时有相应的“漏磁回路”，便于进行弱磁控制。