[发明专利]测量负荷大小的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量容器所支承的负荷的特征。更确切来说，本发明 涉及测量经受旋转加速的洗涤桶或洗涤篮中的负荷大小。

背景技术

也称为顶部装载式洗衣机的立轴式洗衣机代表了美国整个洗衣 机消费市场中的大部分。横轴式洗衣机代表了美国市场中的较小部 分，而在国外通常代表了整个洗衣机消费市场的较大部分。

大多数立轴式洗衣机包括旋转循环，其用于使用离心力从衣物中 去除水和/或洗涤剂并旋转洗衣负荷桶(也称洗涤桶(“桶”)或洗涤篮)。 在典型的旋转循环期间，洗衣机的电动机(通常是感应电动机)以较高 的速度来旋转洗涤桶。

在过去，洗衣机中使用的感应电动机是单向感应电动机或PSC感 应电动机。最近，某些市面有售的洗衣机中使用了三相感应电动机。 家用洗衣机中的三相电动机通常由标准的单相交流家用电力来供电。 作为三相感应电动机式洗衣机的一部分，与电动机相关的电路将单相 交流家用电力转换成三相电力；三相电力更有益于电动机的启动并且 比单相电力更有效地操作。

关于感应电动机的简单解释(忽略损失)如下：感应电动机具有带 有短路线圈的转子，该短路线圈位于带有旋转磁场的定子的内侧。来 自旋转磁场的磁通量在转子内感应出电流。电流的频率等于定子磁场 转速与转子转速之间的差。定子磁场与转子磁场的速度或频率的差称 为转差。

转子电流导致了转子磁场，该转子磁场以转差频率相对于转子旋 转并以同一转差频率相对于定子磁场旋转。转子磁场与定子磁场之间 的交互作用在转子中产生扭矩。

洗衣机洗衣循环具有多种模式，例如，注水、放水及旋转、搅动 和旋转。负荷感测可发生在洗衣循环的各个分段之前、期间或之后。 知道洗衣循环中所使用的水和洗涤剂的量可有助于使洗衣机有效地 运行。

装载到用于洗涤的洗衣机中的衣物负荷重量是决定洗衣循环所 用的水和洗涤剂的适当数量的重要参数。大的衣物负荷比小的负荷需 要更多的水量。当针对给定的衣物负荷将适量的水注入洗涤桶时，可 实现更好的衣物洗涤性并可节省大量的水和能量。太多的水或洗涤剂 会造成浪费，而水或洗涤剂太少通常会不利地影响洗涤的效果，并且 可能因衣物不能在水中自由地移动而使电动机的负荷较高，从而导致 能量消耗升高。另外，负荷的大小可帮助确定最大转速和负荷不均衡 性的程度。例如，具有0.5磅不均衡性的1磅负荷可能比具有0.5磅 不均衡性的10磅负荷要严重。

人们需要对装载到洗衣机内的衣物负荷进行估计的技术或方法， 这是因为这种技术或方法消除了可导致注入不适当的水或使用不适 量的洗涤剂的洗衣机操作者的任何猜测。知道负荷的大小还可通过限 制最大速度来防止洗衣机被损坏。现有技术包括：安装在洗涤桶弹簧 处的位移传感器；感测洗涤桶相对于底盘的相对位移的磁体和感应传 感器；及超声波换能器。使用感测硬件的现有技术洗衣机由于需要专 用的感测硬件而成本昂贵。

因此，需要一种克服、减缓和/或减轻现有技术洗衣机的一个或多 个上述和其他有害的影响的洗衣机。

发明内容

本发明提供一种包括测量带有电动机的洗衣机内的负荷的洗衣 机。本发明的示例性方法提供一种洗衣机。测量带有电动机的洗衣机 内的负荷的方法包括：a)使洗衣机内的负荷加速，直到负荷速度大致 等于假定该负荷发生粘贴(plaste)的预定粘贴速度；b)提供第一输入电 压，该第一输入电压包括传输至电动机的幅值和频率的电压信号，并 运行该电动机，直到电动机的第一速度稳定；c)提供第二输入电压， 该第二输入电压包括幅值和频率的电压信号，d)在提供第二输入电压 时，启动定时器，并获得第一时间测量值；e)操作该电动机，直到负 荷速度响应于传输至电动机的第二输入电压，以便负荷速度大致等于 第二预定速度并稳定；f)停止该定时器并获得第二时间测量值；g)计 算第一时间测量值与第二时间测量值之间的时间差；以及h)使用负荷 大小方程和时间差来确定负荷大小。