一种电动装置、含该装置的洗衣机及其驱动和制动方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电动装置、含该装置的洗衣机，所述电动装置包括电源调制器、定子单元和永磁体转子单元；所述洗衣机的转桶上至少设置一个转子单元组，每个转子单元组包括至少4个间隔设置的转子单元，且所有转子单元环绕转桶的磁极方向相同；定子单元至少安装一个在机架固定部位，其与转子单元的周期性相对气隙不大于60mm；所述电源调制器对定子单元绕组供电形成的电磁极方向与转子单元运动相向的磁极相反；电源调制器对定子单元的绕组相应输出时序电流，实现所述电动装置的驱动/制动。所述洗衣机至少设置一套该电动装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及洗衣机的电动设计领域，具体涉及一种洗衣机的电动装置结构、电源调制方法以及对洗衣机电动装置的驱动和制动方法。
技术介绍
洗衣机是涉及千家万户的家用电器，节能减排意义重大，据估计我国至少有2亿台洗衣机，如果平均每台每月少用1度电，每年可节省24亿度电。目前我国市场的洗衣机主要有滚筒洗衣机和波轮洗衣机，两大类洗衣机各有其优缺点。滚筒洗衣机发源于欧洲，洗衣方法是模仿棒锤击打衣物原理设计，利用电动机的机械做功使滚筒旋转，衣物在滚筒中不断地被提升摔下，再提升再摔下，做重复运动，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗涤干净。波轮式洗衣机发源于日本，工作原理由电动机带动波轮转动，依靠装在洗衣桶底部的波轮正反旋转，带动衣物上下左右不停地翻转，使衣物之间、衣物与桶壁之间，在水中进行柔和地摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污清洗。波轮式洗衣机有单桶、套桶、双桶多种形式，一般认为具有结构比较简单、洗净率高的优点，但对衣物磨损率大，用水多。市场普遍认为滚筒洗衣机的优点在于衣物无缠绕、洗涤均匀、磨损率要比波轮洗衣机小10％，可洗涤羊绒、羊毛、真丝等衣物，做到全面洗涤，也可以加热，使洗衣粉充分溶解，充分发挥出洗衣粉的去污效能；也可以在桶内形成高浓度洗衣液，在节水的情况下带来理想的洗衣效果。一些滚筒洗衣机较之波轮洗衣机，除了洗衣、脱水外，还有消毒除菌、烘干、上排水等功能，满足了不同地域和生活环境消费者的需求。滚筒式洗衣机最突出的优点是采用了控制水量大小的节水技术，一般滚筒式洗衣机洗涤5KG衣物的标准用水为50L，仅为波轮式洗衣机的1/3。滚筒洗衣机具有耗时和耗电的缺点，耗时一般消费者可接受(洗衣过程一般超过一小时，波轮式洗衣机40分钟左右)，但耗电是明显缺陷，虽然采用变频技术可缓解其耗电的劣势，但滚筒洗衣机比其他类型洗衣机更消耗电量是不争的事实。滚筒洗衣机虽然号称一般正常洗涤的功耗在200-400瓦，因多次脱水时功耗数倍增加(与转速成正比)，如果水温加到60度，洗一次要100分钟以上，耗电1.5度左右(不计入烘干所耗电量)。相比之下，波轮洗衣机的耗电量小得多。但是，无论是滚筒洗衣机还是波轮洗衣机，耗电量都是很可观的，其耗电主要
在所配置的电动机上；近年以来，技术开发商普遍试图应用PWQ技术来控制电机转速，以图达到降低洗衣机耗电量的目的，但控制的基本思路通常建立在现有电动机的结构基础上，研发主流集中在电机内部旋转的相角位控制思想范畴。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有洗衣机配用单元结构电动机、对电动机供电方式局限于逆变电流方向和相角位控制的设计缺陷，提供一种通过电源调制器将外部电源改变为时序供电方式的设计方案，同时电动装置不再采用单元结构电动机的传统设计，结构简单，转矩大，工艺容易实现。本专利技术提供的一种洗衣机的电动装置，所述电动装置包括电源调制器1、定子单元3a和永磁体转子单元3b；所述洗衣机的转桶5上至少设置一个转子单元组，每个转子单元组包括至少4个间隔设置的转子单元3b，且所有转子单元环绕转桶设置的磁极方向相同；所述定子单元3a至少安装一个在靠近转桶外缘的机架4固定部位，与转子单元3b所形成的周期性相对气隙3d不大于60mm；所述电源调制器1包括电源输入端1a、逻辑信号输入端1d和时序电流输出端1b，其电源输入端电连接电源10，时序电流输出端电连接定子单元3a的内部绕组；所述电源调制器1对定子单元3a内部绕组供电使定子单元形成电磁极的方向，设置为与永磁体转子单元3b运动相向的极性相反；所述电源调制器对定子单元的内部绕组相应输出时序电流，实现所述电动装置的驱动/制动。优选的，所述电源10包括常规交流电及其经整流的直流电，以及任意蓄电装置。优选的，所述至少4个转子单元3b环绕转桶5同极向设置，包括N/S两极连线9与转桶同轴法线7重合/垂直的4种典型组合状态，以及在4种典型组合状态基础上N/S两极连线偏转不超过25度角；所述永磁体为常规磁钢、钕铁硼等一类带有固定磁极、并且磁极方向不因外磁场而改变的物质。优选的，所述转子单元3b设置于转桶上的位置包括嵌合在转桶外缘、内缘或内部以及与转桶实行一体化设计制造；转子单元在不影响安装于转桶的前提下不限形状，多个组合优选均匀排布。优选的，所述定子单元3a由至少一组良导线环绕磁芯而成，其内部线圈绕组可任意串联、并联连接，或通过不同绕组之间引出中间抽头组成多线外接回路；对外电连接的方式可以为两线或多线构成的回路；优选的，所述定子单元3a内部绕组或若干定子单元组合通电形成的电磁极两极连线9与转桶5的法线7垂直或重合，包括偏转不超过25度角；更优选的，若干个定子单元3a可在靠近转桶5的机架4固定部位任意组合排布，包括若干所述定子单元3a环绕转桶的机架相对部位对称安装；多个定子单元排布组合的电磁极方向设置，遵循与转子单元3b运动相向磁极相反的原则。优选的，所述电动装置还包括传感装置，所述传感装置包括若干能感应所述转子单元3b与定子单元3a相对位置的传感单元3c，其与所述电源调制器专设的传感信号输入端1c电连接；所述电动装置至少在机架4内部设置一传感单元；更优选的，所述传感装置还包括定子单元的内部绕组，所述内部绕组包括环绕定子单元磁芯的绕组以及若干定子单元绕组之间串联而成的多线外接回路。优选的，所述电动装置还包括若干选择开关和内置控制程序的CPU逻辑系统组合的控制面板2，其电连接所述电源调制器的逻辑信号输入端1d；控制面板2的逻辑功能独立设置，亦可将电源调制器的部分逻辑功能或全部逻辑功能集成于控制面板内。本专利技术中，所述电源调制器1将外部的电源10转换为时序电流，使电动装置中的定子单元被限定在电源调制器设定的时域周期性地通电和断电。本专利技术中，所述含有上述任一电动装置的洗衣机包括转桶5、机架4、电源10和至少设置一套的电动装置，所述的转桶5包括在机架4内部卧放的滚筒式、竖放的波轮式以及斜放的结构；所述的机架4为任意固体成形材料制成的带密封活动窗的盒状，所述的密封活动窗设置在机架的上部或侧面；所述机架4的水平截面为正方形、矩形、三角形、圆形以及其他任意形状。本专利技术还公开了一种前述洗衣机的电动装置驱动方法，该方法根据所述转子单元3a和所述定子单元3b的位置关系，通过电源调制器输出时序电流控制转桶转动；所述时序根据转桶旋转方向而定义，所述时序电流根据定子单元电磁场在转桶上的有效作用区间结合转桶上的转子单元个数而设置若干个通断周期，每个通断周期包括供电时域和断电时域；所述供电时域位于相应的时间段，所述为转子单元绕轴并与轴确定的法线与定子单元和轴所确定法线所形成的动态夹角，所述为转子单元绕轴切线方向与其所受电磁力方向重合状态所确定的值；所述断电时域内电源调制器1不输出电流。优选的，所述转桶的转速根据电源调制器输出的时序电流强度结合时序频率/周期而定义；所述电源调制器的供电电流不限波形、频率及占空比。优选的，所述电源调制器在供电时域内至少包括两段不同电流幅值不同的子时域，且顺时序呈幅度依次变小，供电时域或其子时域的幅值随时序呈线性递减关系；或呈2K递减关系，所述的指数K取值0.65至0.9；或为如下关系：其中I0为通电起始的电流强度，Ig为通电终止时刻的电流强度。优选的，所述方法还包括校正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种洗衣机的电动装置，其特征在于，所述电动装置包括电源调制器(1)、定子单元(3a)和永磁体转子单元(3b)；所述洗衣机的转桶(5)上至少设置一个转子单元组，每个转子单元组包括至少4个间隔设置的转子单元(3b)，且所有转子单元环绕转桶设置的磁极方向相同；所述定子单元至少安装一个在靠近转桶外缘的机架(4)固定部位，与转子单元所形成的周期性相对气隙(3d)不大于60mm；所述电源调制器(1)包括电源输入端(1a)、逻辑信号输入端(1d)和时序电流输出端(1b)，其电源输入端电连接电源(10)，时序电流输出端电连接定子单元(3a)的内部绕组；所述电源调制器对定子单元(3a)内部绕组供电使定子单元形成电磁极的方向，设置为与转子单元(3b)运动相向的极性相反；所述电源调制器对定子单元的内部绕组相应输出时序电流，实现所述电动装置的驱动/制动。

【技术特征摘要】
1.一种洗衣机的电动装置，其特征在于，所述电动装置包括电源调制器(1)、定子单元(3a)和永磁体转子单元(3b)；所述洗衣机的转桶(5)上至少设置一个转子单元组，每个转子单元组包括至少4个间隔设置的转子单元(3b)，且所有转子单元环绕转桶设置的磁极方向相同；所述定子单元至少安装一个在靠近转桶外缘的机架(4)固定部位，与转子单元所形成的周期性相对气隙(3d)不大于60mm；所述电源调制器(1)包括电源输入端(1a)、逻辑信号输入端(1d)和时序电流输出端(1b)，其电源输入端电连接电源(10)，时序电流输出端电连接定子单元(3a)的内部绕组；所述电源调制器对定子单元(3a)内部绕组供电使定子单元形成电磁极的方向，设置为与转子单元(3b)运动相向的极性相反；所述电源调制器对定子单元的内部绕组相应输出时序电流，实现所述电动装置的驱动/制动。2.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述定子单元(3a)由至少一组良导线环绕磁芯而成，其在机架(4)上组合排布得到的绕组之间通过串联或并联连接，或通过不同绕组之间引出中间抽头组成多线外接回路。3.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述电动装置还包括传感装置，所述传感装置包括若干能感应所述转子单元(3b)与定子单元(3a)相对位置的传感单元(3c)，其与所述电源调制器的传感信号输入端(1c)电连接；所述电动装置至少在机架(4)内部设置一传感单元。4.根据权利要求3所述的电动装置，其特征在于，所述电动装置的传感装置还包括定子单元(3a)的内部绕组，所述内部绕组包括环绕定子单元磁芯的绕组以及若干定子单元绕组之间串联而成的多线外接回路。5.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述电动装置还包括若干选择开关和内置控制程序的CPU逻辑系统组合的控制面板(2)，其电连接所述电源调制器的逻辑信号输入端(1d)；控制面板(2)的逻辑功能独立设置，亦可将电源调制器的部分逻辑功能或全部逻辑功能集成于控制面板内。6.一种洗衣机，其特征在于，所述洗衣机含有如权利要求1～4任一的电动装置，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘粤荣，李德伦，
申请(专利权)人：刘粤荣，
类型：发明
国别省市：浙江;33