一種洗衣機(jī)的電動(dòng)裝置和含有該裝置的洗衣機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及洗衣機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種洗衣機(jī)的電動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]洗衣機(jī)是涉及千家萬(wàn)戶的家用電器，節(jié)能減排意義重大，據(jù)估計(jì)我國(guó)至少有2億臺(tái)洗衣機(jī)，如果平均每臺(tái)每月少用I度電，每年可節(jié)省24億度電。目前我國(guó)市場(chǎng)的洗衣機(jī)主要有滾筒洗衣機(jī)和波輪洗衣機(jī)，兩大類洗衣機(jī)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。
[0003]滾筒洗衣機(jī)發(fā)源于歐洲，洗衣方法是模仿棒錘擊打衣物原理設(shè)計(jì)，利用電動(dòng)機(jī)的機(jī)械做功使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)，衣物在滾筒中不斷地被提升摔下，再提升再摔下，做重復(fù)運(yùn)動(dòng)，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。波輪式洗衣機(jī)發(fā)源于日本，工作原理由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)波輪轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠裝在洗衣桶底部的波輪正反旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)衣物上下左右不停地翻轉(zhuǎn)，使衣物之間、衣物與桶壁之間，在水中進(jìn)行柔和地摩擦，在洗滌劑的作用下實(shí)現(xiàn)去污清洗。波輪式洗衣機(jī)有單桶、套桶、雙桶多種形式，一般認(rèn)為具有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、洗凈率高的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)衣物磨損率大，用水多。
[0004]市場(chǎng)普遍認(rèn)為滾筒洗衣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于衣物無(wú)纏繞、洗滌均勻、磨損率要比波輪洗衣機(jī)小10%，可洗滌羊絨、羊毛、真絲等衣物，做到全面洗滌，也可以加熱，使洗衣粉充分溶解，充分發(fā)揮出洗衣粉的去污效能；也可以在桶內(nèi)形成高濃度洗衣液，在節(jié)水的情況下帶來(lái)理想的洗衣效果。一些滾筒洗衣機(jī)較之波輪洗衣機(jī)，除了洗衣、脫水外，還有消毒除菌、烘干、上排水等功能，滿足了不同地域和生活環(huán)境消費(fèi)者的需求。滾筒式洗衣機(jī)最突出的優(yōu)點(diǎn)是采用了控制水量大小的節(jié)水技術(shù)，一般滾筒式洗衣機(jī)洗滌5KG衣物的標(biāo)準(zhǔn)用水為50L，僅為波輪式洗衣機(jī)的1/3。
[0005]滾筒洗衣機(jī)具有耗時(shí)和耗電的缺點(diǎn)，耗時(shí)一般消費(fèi)者可接受(洗衣過(guò)程一般超過(guò)一小時(shí)，波輪式洗衣機(jī)40分鐘左右)，但耗電是明顯缺陷，雖然采用變頻技術(shù)可緩解其耗電的劣勢(shì)，但滾筒洗衣機(jī)比其他類型洗衣機(jī)更消耗電量是不爭(zhēng)的事實(shí)。滾筒洗衣機(jī)雖然號(hào)稱一般正常洗滌的功耗在200-400瓦，因多次脫水時(shí)功耗數(shù)倍增加(與轉(zhuǎn)速成正比)，如果水溫加到60度，洗一次要100分鐘以上，耗電1.5度左右(不計(jì)入烘干所耗電量)。相比之下，波輪洗衣機(jī)的耗電量小得多。
[0006]但是，無(wú)論是滾筒洗衣機(jī)還是波輪洗衣機(jī)，耗電量都是很可觀的，其耗電主要在所配置的電動(dòng)機(jī)上；近年以來(lái)，技術(shù)開發(fā)商普遍試圖應(yīng)用PWQ技術(shù)來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，以圖達(dá)到降低洗衣機(jī)耗電量的目的，但控制的基本思路通常建立在現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，研發(fā)主流集中在電機(jī)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的相角位控制思想范疇。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有洗衣機(jī)配用單元結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)、對(duì)電動(dòng)機(jī)供電方式局限于逆變電流方向和相角位控制的設(shè)計(jì)缺陷，提供一種通過(guò)電源調(diào)制器將外部電源改變?yōu)闀r(shí)序供電方式的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)電動(dòng)裝置不再采用單元結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)矩大，工藝容易實(shí)現(xiàn)。
[0008]本實(shí)用新型提供的一種洗衣機(jī)的電動(dòng)裝置，所述電動(dòng)裝置包括電源調(diào)制器1、定子單元3a和永磁體轉(zhuǎn)子單元3b ;所述洗衣機(jī)的轉(zhuǎn)桶5上至少設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)子單元組，每個(gè)轉(zhuǎn)子單元組包括至少4個(gè)間隔設(shè)置的轉(zhuǎn)子單元3b，且所有轉(zhuǎn)子單元環(huán)繞轉(zhuǎn)桶設(shè)置的磁極方向相同；所述定子單元3a至少安裝一個(gè)在靠近轉(zhuǎn)桶外緣的機(jī)架4固定部位，與轉(zhuǎn)子單元3b所形成的周期性相對(duì)氣隙3d不大于70mm ；
[0009]所述電源調(diào)制器I包括電源輸入端la、邏輯信號(hào)輸入端Id和時(shí)序電流輸出端lb，其電源輸入端電連接電源10，時(shí)序電流輸出端電連接定子單元3a的內(nèi)部繞組；所述電源調(diào)制器I對(duì)定子單元3a內(nèi)部繞組供電使定子單元形成電磁極的方向，設(shè)置為與永磁體轉(zhuǎn)子單元3b運(yùn)動(dòng)相向的極性相反；所述電源調(diào)制器對(duì)定子單元的內(nèi)部繞組相應(yīng)輸出時(shí)序電流，實(shí)現(xiàn)所述電動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)。
[0010]優(yōu)選的，所述電源10包括常規(guī)交流電及其經(jīng)整流的直流電，以及任意蓄電裝置。[0011 ] 優(yōu)選的，所述至少4個(gè)轉(zhuǎn)子單元3b環(huán)繞轉(zhuǎn)桶5同極向設(shè)置，包括N/S兩極連線9與轉(zhuǎn)桶同軸法線7重合/垂直的4種典型組合狀態(tài)，以及在4種典型組合狀態(tài)基礎(chǔ)上N/S兩極連線偏轉(zhuǎn)不超過(guò)25度角；所述永磁體為常規(guī)磁鋼、釹鐵硼等一類帶有固定磁極、并且磁極方向不因外磁場(chǎng)而改變的物質(zhì)。
[0012]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)子單元3b設(shè)置于轉(zhuǎn)桶上的位置包括嵌合在轉(zhuǎn)桶外緣、內(nèi)緣或內(nèi)部以及與轉(zhuǎn)桶實(shí)行一體化設(shè)計(jì)制造；轉(zhuǎn)子單元在不影響安裝于轉(zhuǎn)桶的前提下不限形狀，多個(gè)組合優(yōu)選均勻排布。
[0013]優(yōu)選的，所述定子單元3a由至少一組良導(dǎo)線環(huán)繞磁芯而成，其內(nèi)部線圈繞組可任意串聯(lián)、并聯(lián)連接，或通過(guò)不同繞組之間引出中間抽頭組成多線外接回路；對(duì)外電連接的方式可以為兩線或多線構(gòu)成的回路；
[0014]優(yōu)選的，所述定子單元3a內(nèi)部繞組或若干定子單元組合通電形成的電磁極兩極連線9與轉(zhuǎn)桶5的法線7垂直或重合，包括偏轉(zhuǎn)不超過(guò)25度角；
[0015]更優(yōu)選的，若干個(gè)定子單元3a可在靠近轉(zhuǎn)桶5的機(jī)架4固定部位任意組合排布，包括若干所述定子單元3a環(huán)繞轉(zhuǎn)桶的機(jī)架相對(duì)部位對(duì)稱安裝；多個(gè)定子單元排布組合的電磁極方向設(shè)置，遵循與轉(zhuǎn)子單元3b運(yùn)動(dòng)相向磁極相反的原則。
[0016]優(yōu)選的，所述電動(dòng)裝置還包括傳感裝置，所述傳感裝置包括若干能感應(yīng)所述轉(zhuǎn)子單元3b與定子單元3a相對(duì)位置的傳感單元3c，其與所述電源調(diào)制器專設(shè)的傳感信號(hào)輸入端Ic電連接；所述電動(dòng)裝置至少在機(jī)架4內(nèi)部設(shè)置一傳感單元；
[0017]更優(yōu)選的，所述傳感裝置還包括定子單元的內(nèi)部繞組，所述內(nèi)部繞組包括環(huán)繞定子單元磁芯的繞組以及若干定子單元繞組之間串聯(lián)而成的多線外接回路。
[0018]優(yōu)選的，所述電動(dòng)裝置還包括若干選擇開關(guān)和內(nèi)置控制程序的CPU邏輯系統(tǒng)組合的控制面板2，其電連接所述電源調(diào)制器的邏輯信號(hào)輸入端Id ;控制面板2的邏輯功能獨(dú)立設(shè)置，亦可將電源調(diào)制器的部分邏輯功能或全部邏輯功能集成于控制面板內(nèi)。
[0019]本實(shí)用新型中，所述電源調(diào)制器I將外部的電源10轉(zhuǎn)換為時(shí)序電流，使電動(dòng)裝置中的定子單元被限定在電源調(diào)制器設(shè)定的時(shí)域周期性地通電和斷電。
[0020]本實(shí)用新型中，所述含有上述任一電動(dòng)裝置的洗衣機(jī)包括轉(zhuǎn)桶5、機(jī)架4、電源10和至少設(shè)置一套的電動(dòng)裝置，所述的轉(zhuǎn)桶5包括在機(jī)架4內(nèi)部臥放的滾筒式、豎放的波輪式以及斜放的結(jié)構(gòu)；所述的機(jī)架4為任意固體成形材料制成的帶密封活動(dòng)窗的盒狀，所述的密封活動(dòng)窗設(shè)置在機(jī)架的上部或側(cè)面；所述機(jī)架4的水平截面為正方形、矩形、三角形、圓形以及其他任意形狀。
[0021]本實(shí)用新型還公開了一種前述洗衣機(jī)的電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)方法，該方法根據(jù)所述轉(zhuǎn)子單元3a和所述定子單元3b的位置關(guān)系，通過(guò)電源調(diào)制器輸出時(shí)序電流控制轉(zhuǎn)桶轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0022]所述時(shí)序根據(jù)轉(zhuǎn)桶旋轉(zhuǎn)方向而定義，所述時(shí)序電流根據(jù)定子單元電磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)桶上的有效作用區(qū)間結(jié)合轉(zhuǎn)桶上的轉(zhuǎn)子單元個(gè)數(shù)而設(shè)置若干個(gè)通斷周期T，每個(gè)通斷周期T包括供電時(shí)域和斷電時(shí)域；所述供電時(shí)域位于30度< Θ < 90度相應(yīng)的時(shí)間段，所述Θ為轉(zhuǎn)子單元在轉(zhuǎn)桶上繞軸所受定子單元電磁場(chǎng)吸引力與其法向分力的方向所形成的動(dòng)態(tài)夾角。所述斷電時(shí)域內(nèi)電源調(diào)制器I不輸出電流。
[0023]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)桶的轉(zhuǎn)速根據(jù)電源調(diào)制器輸出的時(shí)序電流強(qiáng)度結(jié)合時(shí)序頻率/周期而定義；所述電源調(diào)制器的供電電流不限波形、頻率及占空比。
[0024]優(yōu)選的，所述電源調(diào)制器在供電時(shí)域內(nèi)至少包括兩段不同電流幅值不同的子時(shí)域，且順時(shí)序呈幅度依次變小，供電時(shí)域或其子時(shí)域的幅值隨時(shí)序呈線性遞減關(guān)系；或呈2K遞減關(guān)系，所述的指數(shù)K取值0.6至0.9 ;或?yàn)槿缦玛P(guān)系:It/A = (10-1g)Sine，其中I。為通電起始的電流強(qiáng)度，Ig為通電終止時(shí)刻的電流強(qiáng)度。
[0025]優(yōu)選的，所述方法還包括校正步驟；所述校正步驟為將定子單元與轉(zhuǎn)子單元周期性隔氣隙相對(duì)、處于同一法線的狀態(tài)(Θ為O)作為基準(zhǔn)座標(biāo)和基準(zhǔn)時(shí)間，當(dāng)轉(zhuǎn)子單元每次前轉(zhuǎn)至基準(zhǔn)座標(biāo)時(shí)，電源調(diào)制器進(jìn)行一次時(shí)間歸O校準(zhǔn)并記錄本次周期時(shí)間，通過(guò)與上次轉(zhuǎn)子單元前轉(zhuǎn)至基準(zhǔn)座標(biāo)的周期時(shí)間比較，從而獲知電動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)周期時(shí)間和轉(zhuǎn)速，并控制輸出電流。
[0026]本實(shí)用新型還公開了所述洗衣機(jī)的電動(dòng)裝