[发明专利]由逆变器驱动的洗衣机的转速控制装置

说明书

本发明涉及各种洗衣机，更确切地说，涉及用于调节洗衣机可旋转洗涤桶转速的速度控制电路。

在诸如各种普通家用洗衣机中，洗涤的质量取决于：即使在客观条件变化很大的情况下，洗衣机洗涤桶的转速仍然能保持相对恒定（即在它的额定值的百分之三右左以内）。例如，在洗衣机洗涤桶内的各次洗涤以及甚至在某一洗涤周期中的衣量和水量都会变化。尽管有这些变化条件，但如果洗涤桶的转速不能保持相对恒定，则随着洗涤桶内水和衣服量的不同而使洗涤桶速度变化的同时，或当在该洗涤周期中洗涤桶内水量和衣量的分布变化时，洗涤质量就会降低。因此，问题是要在整个洗涤周期内或在各次洗涤过程中都要使洗涤桶保持所需旋转速度。

目前所采用的调节洗涤桶速度的方法或采用通过检测电动机电流而直接检测速度的方法，或采用开环补偿法。一般不希望使用检测器，因为它们将大大增加洗衣机内控制电路的成本，和/或降低系统的可靠性。简单地上下移动电压-频率曲线的开环补偿法的精确度不够，特别在要考虑到洗衣机工作参数变化时是这样的。

可以指出，本发明的目的之一是提供一种改进的速度控制系统用于调节洗衣机洗涤桶旋转速度。

另一个目的是提供这样一种速度控制系统把洗涤桶转速调节到某一预先选择的旋转速度范围内。

第三个目的是提供这样一种速度控制系统，它仅需利用预先装在洗衣机的驱动逆变器内的检测和控制电路，就使洗涤桶转速获得高质量控制。

第四个目的是提供这样一种速度控制系统，为了，特别是在轻载洗涤时，使洗涤桶的驱动感应电动机内的磁通量减少。

第五个目的是提供这样一种速度控制装置，使该感应电动机减低损耗和机械噪声。

其它目的和特点，部分将是显而易见的，而部分将在下面指出。

在本发明的洗衣机速度控制系统中，洗衣机有一个可旋转的洗涤桶，后者用于容纳要洗的物品和洗这些物品所需的水。由逆变器供电的感应电动机可旋转地驱动该洗涤桶。在每次洗涤时，洗涤桶的旋转速度都与要洗涤的物品数量和当时洗涤桶中的水量有关。该速度控制系统可在某一预先选择的速度范围内调节洗涤桶的速度，它包括检测逆变器电压的电路，检测逆变器电流的电路以及为了使洗涤桶转速保持该选择范围内而可单独响应于该逆变器电流和电压的速度保持电路。

本发明的方法在任何一次洗涤的时候都可使洗衣机洗涤桶的旋转速度控制在某一选择好的速度范围内而与洗涤桶的负荷或所容水量无关。此方法包括检测与可旋转地驱动该洗涤桶的感应电动机连用的逆变器的电流，和将检测得的电流值供到具有存贮器的微处理机上，该存贮器容有与该检测电流成某一函数关系的负荷信息。根据存贮在该存贮器中的负荷信息和所检测得的电流就可确定所要加到该逆变器上的电源的至少一个所需特征值和/或逆变器的输出频率。把向逆变器供电的前端变换器的输入和/或逆变器输出的频率调节到使该特征值接近它的所需值，以使感应电动机以某一选定范围内的转速驱动洗涤桶。

在附图中，图1是表示本发明的速度控制系统的方块图。

现在参照附图，洗衣机W有一个可旋转的容纳所要洗的衣物C和洗涤这些衣物用水H的洗涤桶D。感应电动机IM通过驱动设备（图中未画出）连结到洗涤桶上，以便旋转该洗涤桶。洗涤桶D的旋转速度在任何一次洗涤的时候都会是变化的;如果没有速度控制，则该转速取决于当时所要洗的物品数目和洗涤桶中的水量。

本发明的改进措施包含用于把洗涤桶的旋转速度调节到某一预先选择的速度范围内的速度控制装置1。如图所示，使电动机IM连接到逆变器3，电动机IM和逆变器3二者都是常用的结构。以某一固定电压和某一固定频率的线电压加到常用的前端变换器5，把该变换器的输出加到逆变器的输入。该逆变器本身又产生某一驱动感应电动机的电压。加到该感应电动机上的电源电压和频率特性决定了该电动机的工作转速，从而洗涤桶D也以此速度旋转。

速度控制装置1包括微处理机7，后者有模/数转换器9，该转换器9的模拟输入是从前端变换器5加到逆变器3上的母线电流。类似地，微处理机的模/数转换器11使变换器5的电压输出数字化。

把转换器9的数字输出（逆变器的电流信号）加到微处理机内的滤波器13。滤波器13对瞬时的数字化的逆变器电流进行采样，并根据这些采样求出平均的逆变器电流值。这是一种对例如电源波形的一个或几个周期的较少时间周期的连续观测值进行平均的数值。然后，将该平均电流值作为输入加到微处理机内的存贮器15上。存贮器15包含一张以平均逆变器电流作为函数的变换器输出电压值（或任选为频率值）的表。在这张表内的值都是根据洗衣机系统先验的知识和经验得到的。