專利名稱：一種使用排水電磁鐵的洗衣機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種使用排水電磁鐵的洗衣機，在國際專利分類表中，分類屬于D06F39/08或F16K31/06。
背景技術：
使用排水電磁鐵的洗衣機備有排水閥，牽引排水閥的排水電磁鐵(以下可簡稱電磁鐵)，向電磁鐵輸出電壓的控制電路；開通排水閥時，控制電路向電磁鐵輸出吸合電壓使之啟動吸合；在排水閥開通期間，向電磁鐵輸出保持電壓，使之保持吸合狀態(tài)。
早期的洗衣機使用交流電源直接供電的單繞組交流電磁鐵，由于存在較嚴重的電磁噪聲和安全問題，后來大多改為使用直流排水電磁鐵。其近況可見于2000年6月13日發(fā)布的中華人民共和國輕工行業(yè)標準QB/T2482-2000《直流排水電磁鐵》，和《全自動洗衣機原理與維修》(福建科學技術出版社2000年1月第1版 第27頁)對于如圖1所示機械結(jié)構的洗衣機，具有如圖2所示排水電磁鐵14及其控制電路；所述電磁鐵14的線圈包括二個繞組——少匝數(shù)粗線徑的吸合繞組L1和多匝數(shù)細線徑的保持繞組L2；電磁鐵14內(nèi)設由銜鐵吸合推動的動斷式微動位置開關S；開關S與保持繞組L2并聯(lián)，在電磁鐵14的銜鐵釋放時處于閉合狀態(tài)；洗衣機中對電磁鐵14的控制電路主要是由單片機12控制的雙向晶閘管V1和整流橋元件V2。在電磁鐵14吸合啟動時，開關S仍處于閉合狀態(tài)，來自電源裝置11的交流電壓經(jīng)雙向晶閘管V1導通和整流橋元件V2整流為直流電壓，全部施加在吸合繞組L1上形成足夠大的初吸電流；在吸合動作完成轉(zhuǎn)入保持狀態(tài)時，開關S被電磁鐵的銜鐵推動至斷開狀態(tài)，保持繞組L2被接入電路，同樣的直流電壓施加在吸合繞組L1和保持繞組L2的串聯(lián)電路上，使電流降低為保持電流。按照QB/T2482所列額定參數(shù)，額定電壓下的電磁鐵的額定保持電流Ib0遠小于額定初吸電流Ic0，約為后者的幾十分之一。所述洗衣機存在如下問題1、所述開關被推動至斷開時，吸合繞組的大電感直流電流的續(xù)流回路受到所串聯(lián)的保持繞組阻隔，以至在釋放達焦耳級的電磁能量時產(chǎn)生相當高的過電壓，明顯損害開關觸頭和繞組絕緣，需對開關和繞組的性能提出較高的要求。限于體積和成本，使該開關達到足夠的可靠性和壽命往往相當困難；如閉合不良，電磁鐵在吸合啟動時，保持繞組被接人電路，因而通過和保持電流一樣的較小的電流以至不能吸合；如斷開不良，電磁鐵在吸合動作完成轉(zhuǎn)入保持狀態(tài)時，電力電子驅(qū)動電路輸出的電壓仍全部施加在吸合繞組上，因而長時間通過和初吸電流一樣的較大的電流，導致電路過熱，如未設有保護電路或其失靈，將燒毀吸合繞組，甚至發(fā)生電氣火災。由于牽引負載變大或電源電壓偏低等電磁鐵之外的事故以至電磁鐵不能正常吸合并使開關斷開時，即使事故擴大，發(fā)生上述長時間較大的電流的情況。
2、電磁鐵使用二段繞組結(jié)構，其保持繞組為細線徑繞組，材料單價較高，且需較高的繞制和絕緣處理工藝要求。在電磁鐵處于保持狀態(tài)時，二段線徑差距頗大的繞組串聯(lián)流過相同的保持電流，對吸合繞組，其電流密度太低，材料明顯浪費；對保持繞組，其電流密度往往較高，以至溫升偏高，影響安全和壽命。
為克服上述問題，本申請人的在先中國專利申請CN1393592《使用直流排水電磁鐵的洗衣機》提出使用單繞組的直流電磁鐵，控制向其供電的雙向晶閘管電路的導通角，使之輸出首先為額定初吸電壓，然后降低為額定保持電壓。該方法可克服傳統(tǒng)直流排水電磁鐵的繞組結(jié)構和位置開關的弊病，因而提高可靠性和降低成本，但雙向晶閘管移相調(diào)壓電路會對電源產(chǎn)生一些電磁干擾，對來自外部的干擾也較為敏感。為貫徹2003年8月開始實施的3C認證涉及的電磁兼容(EMC)標準，該方法需補充適當?shù)碾姶鸥蓴_抑制電路。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種使用排水電磁鐵的洗衣機，在克服傳統(tǒng)直流排水電磁鐵的繞組結(jié)構和位置開關的弊病的同時，可免除晶閘管移相調(diào)壓電路的電磁兼容(EMC)問題，其電路結(jié)構、功能和成本也較佳。
本實用新型的技術方案是一種使用排水電磁鐵的洗衣機，備有排水機構及對其牽引的電磁鐵，所述電磁鐵的吸合電路和保持電路為同一繞組；其特征在于所述電磁鐵經(jīng)一電路單元接往電源；該電路單元由一于電磁鐵吸合后保持接通的開關和一阻抗串聯(lián)后與另一僅于電磁鐵吸合過程接通的開關并聯(lián)組成。
該技術方案巧妙地通過把限制電磁鐵吸合后的阻抗和開關從電磁鐵內(nèi)移至外，雖然仍采用阻抗和開關的電路結(jié)構控制電磁鐵的吸合過程，但既消除電磁鐵內(nèi)設阻抗和開關的種種弊病，又免于使用晶閘管移相調(diào)壓方法，故不存在電磁兼容(EMC)問題，并具有相同功能，電路結(jié)構仍然比較簡單經(jīng)濟。
該技術方案的第1種典型設計是開關所述電磁鐵的繞組連接于一整流橋元件的直流輸出端，第1雙向晶閘管的主電極與一電容器串聯(lián)后與第2雙向晶閘管的主電極并聯(lián)，整流橋元件的交流輸入端經(jīng)該并聯(lián)電路接往電源；還具有控制器，其一于電磁鐵吸合過程輸出觸發(fā)電壓的接口連接第1雙向晶閘管的控制極，另一僅于電磁鐵吸合后輸出觸發(fā)電壓的接口連接第2雙向晶閘管的控制極。
該技術方案的第2種典型設計是第1晶閘管的主電極與一電感器串聯(lián)后與第2晶閘管的主電極同極性并聯(lián)，該電磁鐵經(jīng)該并聯(lián)電路單元接往電源；還具有控制器，其一于電磁鐵吸合過程輸出觸發(fā)電壓的接口連接第1晶閘管的控制極，另一僅于電磁鐵吸合后輸出觸發(fā)電壓的接口連接第2晶閘管的控制極。該電路中各電感由于需要續(xù)流，所述電磁鐵的繞組并聯(lián)一二極管，且其導通方向與繞組電流方向相反；電感器的繞組也并聯(lián)一二極管，其導通方向與繞組電流方向相反。
該技術方案的第3種典型設計是所述電磁鐵的繞組連接于一整流橋元件的直流輸出端，還包括具有于電磁鐵吸合過程接通的第1觸點和于電磁鐵吸合后接通的第2觸點的控制器；第2觸點與一電容器串聯(lián)后與第1觸點并聯(lián)，整流橋元件的交流輸入端經(jīng)該并聯(lián)電路接往電源。
該技術方案的第4種典型設計是還包括具有于電磁鐵吸合過程接通的第1觸點和于電磁鐵吸合后接通的第2觸點的控制器；第2觸點與一電感器串聯(lián)后與第1觸點并聯(lián)，整流橋元件的交流輸入端經(jīng)該并聯(lián)電路接往電源。對于直流工作的電磁鐵，所述并聯(lián)的二支路同向地各串聯(lián)入一二極管；各電感由于需要續(xù)流，所述電磁鐵的繞組并聯(lián)一二極管，且其導通方向與該繞組電流方向相反；電感器的繞組也并聯(lián)一二極管，其導通方向與該繞組電流方向相反。


以下附圖用于說明本實用新型的實施例圖1為現(xiàn)有技術和本實用新型各實施例洗衣機結(jié)構略圖。
圖2為現(xiàn)有技術洗衣機的電磁鐵及其控制電路圖。
圖3為本實用新型第1實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路圖。
圖4為本實用新型第2實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路圖。
圖5為本實用新型第3實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路圖。
圖6為本實用新型第4實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路圖。
具體實施方式
如圖1所示現(xiàn)有技術一種洗衣機的機械基本結(jié)構，盛水桶1旋轉(zhuǎn)自如地設有在內(nèi)底部旋轉(zhuǎn)自如地設有波輪2的洗滌桶兼脫水桶3，靠懸掛件4吊掛在洗衣機主體5中；電動機及其傳動機構7設在盛水桶1的底部，把動力傳遞到波輪2和洗滌桶兼脫水桶3；供水系統(tǒng)8向洗滌桶兼脫水桶3內(nèi)供水，排水閥9受電磁鐵14牽引，把洗滌兼脫水桶3內(nèi)的洗滌水等排出；控制電氣控制器13控制上述過程。此是一種波輪式自動洗衣機的典型構成。但是并不限定是波輪式洗衣機，也可以是攪拌式洗衣機或滾筒式洗衣機。此外，電氣控制器13可以是按照國家行業(yè)標準主要由單片機及晶閘管組成的洗衣機電腦控制板或電動機式程序控制器；電磁鐵14也可連動牽引減速離合器，使洗衣機同時進行排水和脫水，或單獨牽引減速離合器，使洗衣機傳動系統(tǒng)進入脫水運轉(zhuǎn)，同時啟動電動排水泵排水。
本實用新型各實施例的洗衣機，是在如圖1所示洗衣機的機械結(jié)構和圖2所示的排水電磁鐵14的控制電路基礎上，把電磁鐵14改為本實用新型各實施例的電磁鐵14’或14”，以及對圖2控制電路作如圖3或圖4或圖5或圖6所示改進。
本實用新型第1實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路如圖3所示，其相對于圖2的改進主要是——電磁鐵14’的線圈只有一個繞組L，是以現(xiàn)有技術符合QB/T2482要求的產(chǎn)品(以下簡稱原產(chǎn)品)去除保持繞組和位置開關構成，L即如圖2所示原產(chǎn)品的吸合繞組L1；
——在現(xiàn)有技術使用直流電磁鐵的洗衣機電腦控制板上，增加雙向晶閘管V3的主電極與電容器C的串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路并聯(lián)于原有控制電磁鐵的雙向晶閘管V1的主電極；——單片機控制電路12’相對于原電路增加了連接雙向晶閘管V3控制極的接口，并且單片機原有僅對連接雙向晶閘管V3控制極的接口控制的內(nèi)設程序修改為這樣的對該二接口的控制過程連接雙向晶閘管V1控制極的接口僅于電磁鐵吸合過程輸出觸發(fā)電壓，連接雙向晶閘管V3控制極的接口于電磁鐵吸合后輸出觸發(fā)電壓；當然也可以是該二接口均于電磁鐵吸合過程輸出觸發(fā)電壓，僅連接雙向晶閘管V3控制極的接口于電磁鐵吸合后輸出觸發(fā)電壓。
由于該設計，在電磁鐵14’吸合啟動時，雙向晶閘管V1導通，來自電源裝置11的交流電壓全部經(jīng)雙向晶閘管V1和整流橋元件V2整流為直流電壓，施加在繞組L上形成足夠大的初吸電流；在吸合動作完成轉(zhuǎn)入保持狀態(tài)時，雙向晶閘管V1關斷，僅雙向晶閘管V3導通，電容器C被串入電磁鐵14’的供電電路，被電容器C降低的交流電壓經(jīng)整流橋元件V2整流為直流電壓，施加在繞組L上，使電流降低為保持電流。
本實施例洗衣機電源額定電壓220伏，電磁鐵14’的繞組L的電阻約90歐姆，選用的電容器C可采用常見的交流電動機用金屬化薄膜電容器，價格較低廉且可靠，電容量為3微法，額定電壓250伏。單片機對連接二雙向晶閘管控制極的接口控制的內(nèi)設程序中，電磁鐵吸合過程的時間設定為0.2～1秒。雙向晶閘管V3僅提供電磁鐵吸合后的相當小的保持電流，故可以選擇額定電流較低的元件；經(jīng)分析和實驗，額定電流1A的元件已充分滿足要求。
本實用新型第2實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路如圖4所示，其與圖3所示第1實施例的差異在僅在于——圖3中的雙向晶閘管V1和V3改為圖4中的單向晶閘管V1’和V3’；——圖3中的整流橋元件V2在圖4中取消；——圖3中的電容器C改為圖4中的電感器L1’。
按照該電路，來自電源裝置11的交流電壓經(jīng)單向晶閘管V1’和V3’控制兼半波整流，在電磁鐵14”吸合啟動時，晶閘管V1’導通，來自電源裝置11的交流電壓全部經(jīng)晶閘管V1整流為直流電壓，施加在繞組L上形成足夠大的初吸電流；在吸合動作完成轉(zhuǎn)入保持狀態(tài)時，晶閘管V1’關斷，僅晶閘管V3’導通，電感器L1’被串入電磁鐵14”的供電電路，被電感器L1’降低的直流電壓，施加電磁鐵14”上，使電流降低為保持電流。在該電路中，電磁鐵14”的繞組L并聯(lián)續(xù)流二極管V4，其導通方向與繞組電流方向相反；電感器L1’也并聯(lián)續(xù)流二極管V5，其導通方向與繞組電流方向相反。續(xù)流二極管有利于半波整流供電的電感性負載形成比較連續(xù)的電流，并可改善電路切換時的過電壓。由于為半波整流比圖3中的全波整流的輸出電壓低一半，電磁鐵14”的繞組L的匝數(shù)需比圖3中的電磁鐵14’的繞組L的匝數(shù)減少一半，線截面則增大一倍。
本實用新型第3實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路如圖5所示，其與圖3所示第1實施例的差異在僅在于，圖3中電腦控制板的單片機控制電路12’驅(qū)動雙向晶閘管V1和V3，改為圖4中電動機式程序控制器13的程序凸輪驅(qū)動觸點K1和K2，并在電路中有相應的功功能和程序。
本實用新型第4實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路如圖6所示，其與圖4所示第2實施例的差異在僅在于，圖4中電腦控制板的單片機控制電路12”驅(qū)動晶閘管V1’和V3’，改為圖6中電動機式程序控制器13的程序凸輪驅(qū)動觸點K1和K2，并在電路中有相應的功能和程序。
本實用新型第3和第4實施例中的電動機式程序控制器13的要求，見國家行業(yè)標準JB/T8968-1999《家用和類似用途的電動機式程序控制器》。
以上實施例和本申請人的在先中國專利申請所提出的以晶閘管調(diào)壓電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流電磁鐵中的保持繞組L2和動斷式微動位置開關S的作用一樣，所使用的以原產(chǎn)品為基礎改造而成的單繞組的直流電磁鐵，還存在磁路、線圈體積和線徑可以縮減的可行性，通過電磁優(yōu)化設計，可達到縮小體積和進一步降低成本。
權利要求1.一種使用排水電磁鐵的洗衣機，備有排水機構(9)及對其牽引的電磁鐵(14，14’，14”)，所述電磁鐵的吸合電路和保持電路為同一繞組；其特征在于所述電磁鐵經(jīng)一電路單元接往電源(11)；該電路單元由一于電磁鐵吸合后保持接通的開關和一阻抗串聯(lián)后與另一僅于電磁鐵吸合過程接通的開關并聯(lián)組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的洗衣機，其特征在于所述電磁鐵的繞組連接于一整流橋元件(V2)的直流輸出端，第1雙向晶閘管(V3)的主電極與一電容器串聯(lián)后與第2雙向晶閘管(V1)的主電極并聯(lián)，整流橋元件的交流輸入端經(jīng)該并聯(lián)電路接往電源(11)；還具有控制器(12’)，其一于電磁鐵吸合過程輸出觸發(fā)電壓的接口連接第2雙向晶閘管(V1)的控制極，另一僅于電磁鐵吸合后輸出觸發(fā)電壓的接口連接第1雙向晶閘管(V3)的控制極。
3.根據(jù)權利要求1所述的洗衣機，其特征在于第1晶閘管(V3’)的主電極與一電感器串聯(lián)后與第2晶閘管(V1’)的主電極同極性并聯(lián)，該電磁鐵(14”)經(jīng)該并聯(lián)電路單元接往電源(11)；還具有控制器(12”)，其一于電磁鐵吸合過程輸出觸發(fā)電壓的接口連接第2晶閘管(V1’)的控制極，另一僅于電磁鐵吸合后輸出觸發(fā)電壓的接口連接第1晶閘管(V3’)的控制極。
4.根據(jù)權利要求3所述的洗衣機，其特征在于所述電磁鐵的繞組(L)并聯(lián)一二極管(V4)，且其導通方向與繞組電流方向相反；電感器的繞組(L1’)也并聯(lián)一二極管(V5)，其導通方向與繞組電流方向相反。
5.根據(jù)權利要求1所述的洗衣機，其特征在于所述電磁鐵的繞組連接于一整流橋元件(V2)的直流輸出端，還包括具有于電磁鐵吸合過程接通的第2觸點(K1)和于電磁鐵吸合后接通的第1觸點(K2)的控制器(13)；第1觸點(K2)與一電容器串聯(lián)后與第2觸點(K1)并聯(lián)，整流橋元件的交流輸入端經(jīng)該并聯(lián)電路接往電源(11)。
6.根據(jù)權利要求1所述的洗衣機，其特征在于還包括具有于電磁鐵吸合過程接通的第2觸點(K1)和于電磁鐵吸合后接通的第1觸點(K2)的控制器(13)第1觸點(K2)與一電感器(L1’)串聯(lián)后與第2觸點(K1)并聯(lián)，整流橋元件的交流輸入端經(jīng)該并聯(lián)電路接往電源(11)。
7.根據(jù)權利要求6所述的洗衣機，其特征在于所述并聯(lián)的二支路同向地各串聯(lián)入一二極管(V6，V7)，并且所述電磁鐵的繞組(L)并聯(lián)一二極管(V5)，且其導通方向與該繞組電流方向相反；電感器的繞組(L1’)也并聯(lián)一二極管(V4)，其導通方向與該繞組電流方向相反。
專利摘要一種使用排水電磁鐵的洗衣機，備有排水機構及對其牽引的電磁鐵，所述電磁鐵的吸合電路和保持電路為同一繞組；其特征在于所述電磁鐵經(jīng)一電路單元接往電源；該電路單元由一于電磁鐵吸合后保持接通的開關和一阻抗串聯(lián)后與另一僅于電磁鐵吸合過程接通的開關并聯(lián)組成。該技術方案把限制電磁鐵吸合后的阻抗和開關從電磁鐵內(nèi)移至外，既消除電磁鐵內(nèi)設阻抗和開關的種種弊病，又免于電磁兼容(EMC)問題，并具有相同功能，電路結(jié)構仍然比較簡單經(jīng)濟。
文檔編號D06F39/08GK2734806SQ20042008281
公開日2005年10月19日 申請日期2004年8月13日 優(yōu)先權日2004年8月13日
發(fā)明者區(qū)長釗, 伍卓銓 申請人:金羚電器有限公司