專利名稱：用于直驅式洗衣機的無刷直流電機轉子的精確定位方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于直驅式洗衣機的無刷直流電機轉子的精確定位方法，屬于電機轉子定位方法技術領域。
背景技術：
全自動洗衣機中洗滌轉速和脫水轉速數值相差數倍。對于普通的非直驅式全自動洗衣機，有ー個一體化的減速離合器，可以完成在洗滌-脫水兩個狀態(tài)下電機驅動狀態(tài)的切換。而對于新型的直驅式全自動洗衣機，需要配備ー個新型的離合器來完成這個狀態(tài)切換任務。這種新型的離合器沒有減速齒輪等結構，不需要完成減速功能，而只是通過ー些特 殊設計的嚙合結構來實現(xiàn)洗滌-脫水狀態(tài)的切換。完成這個切換，需要對電機轉子在圓周方向進行精確定位，而這是以前的洗衣機中沒有遇到的新問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決直驅式洗衣機中無刷直流電機轉子的精確定位的問題，進而提供一種用于直驅式洗衣機的無刷直流電機轉子的精確定位方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的
一、將電機的定子部分與機殼相連接，然后裝配在洗衣機上，確定電機定子繞組的空間位置；ニ、給電機定子的A、B兩相繞組通直流電，A相和B相繞組產生的合成磁勢在定子中形成ー個方向固定的磁場；三、根據電機學原理，按60度相帶法對繞組進行分相，將定子按圓周方向展開。A、B相繞組通電后,定子中形成的磁場沿圓周方向姆間隔180度電角度方向交變一次；四、ー線通直流電，電機中產生靜轉矩；五、轉子在電磁轉矩作用下會停止在穩(wěn)定平衡點Q的位置，從而實現(xiàn)了電機轉子的定位。本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明無需任何位置傳感器，采用開環(huán)控制方式，通過在無刷直流電機ー線繞組中通直流電并控制通電電流大小的方式，實現(xiàn)了電機轉子在圓周方向上的精確定位控制。本發(fā)明方法簡單，控制方便，精度可以滿足直驅式全自動洗衣機系統(tǒng)的使用要求。


圖I是本發(fā)明電機繞組ー線通電后的磁勢合成圖2是通電后的磁場對應關系不意圖3是通電后的靜轉矩特性曲線圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發(fā)明做進ー步的詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述實施例。如圖f圖3所示，本實施例所涉及的一種用于直驅式洗衣機的無刷直流電機轉子的精確定位方法，一、將電機的定子部分與機殼相連接，然后裝配在洗衣機上，確定電機定子繞組的空間位置；ニ、給電機定子的A、B兩相繞組通直流電，A相和B相繞組產生的合成磁勢在定子中形成ー個方向固定的磁場；三、根據電機學原理，按60度相帶法對繞組進行分相，將定子按圓周方向展開。A、B相繞組通電后，定子中形成的磁場沿圓周方向每間隔180度電角度方向交變一次；四、ー線通直流電，電機中產生靜轉矩；五、轉子在電磁轉矩作用下會停止在穩(wěn)定平衡點Q的位置，從而實現(xiàn)了電機轉子的定位。所述給電機定子A、B兩相繞組通的直流電的電流值為1A。I、本發(fā)明適用于無刷直流電機驅動的直驅式全自動洗衣機，目的是用于電機轉子在圓周方向的精確定位。2、本發(fā)明的技術要點之一，是電機繞組采用ー線通直流電的方式，利用通電產生的定位力來實現(xiàn)轉子沿圓周方向的精確定位。3、本發(fā)明的技術要點之ニ，是控制系統(tǒng)運行于開環(huán)控制方式，不需要任何的位置 傳感器。4、本發(fā)明的技術要點之三，是無刷直流電機定子的安裝位置與洗衣機專用離合器的定子齒位置互相配合，完成狀態(tài)切換。5、本發(fā)明的基本原理具體說明如下
(I)電機的定子部分與機殼相連裝配在洗衣機上，定子繞組空間位置是確定的。無刷直流電機定子繞組結構示意圖如圖I所示。當A、B兩相繞組通直流電時，A相和B相繞組產生的合成磁勢方向如圖2所示。相當于在定子中形成了ー個方向固定的磁場。(2)無刷直流電機定子為多槽結構，根據電機學原理，按60度相帶法對繞組進行分相。將定子按圓周方向展開，當A、B相繞組通電時，定子中形成如圖2所示的磁場，磁場沿圓周方向每間隔180度電角度方向交變一次。電機轉子是多極結構，如圖2所示。當電機定子N極和轉子S極位置存在ー個夾角時，轉子必然受到電磁轉矩的作用。ー線通直流電，電機產生的靜轉矩曲線，即電磁轉矩與定轉子磁極位置夾角的關系如圖3所示。(3)理想空載情況下，轉子在電磁轉矩作用下會停止在穩(wěn)定平衡點Q的位置，從而實現(xiàn)了電機轉子的定位。由于實際軸系中存在摩擦阻力，電機轉子最終會定位在電磁轉矩與負載阻カ矩相平衡的電角度ΔΘ處，該角度稱為失調角。與Q點相似的P點和S點，理論上電磁轉矩也為零，只是對應定子和轉子的N極和N極重合，S極和S極重合，是不穩(wěn)定平衡點，不能用做定位點。(4)對于特定的洗衣機，電機負載阻カ矩一定吋，電磁轉矩越大，對應的失調角越小，定位精度就越高，而電磁轉矩大小取決于AB相繞組所通直流定位電流的大小，可根據實際精度需要確定所需定位電流的大小。如圖I所示，對某ー款應用于5. Okg衣物的全自動波輪式洗衣機直接驅動無刷直流電機系統(tǒng)，在AB線通IA的直流電流，空載情況下定位精度優(yōu)于2°，負載情況下定位精度優(yōu)于5°，實現(xiàn)了轉子的精確定位要求。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，這些具體實施方式
都是基于本發(fā)明整體構思下的不同實現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準 。
權利要求
1.ー種用于直驅式洗衣機的無刷直流電機轉子的精確定位方法，其特征在于，一、將電機的定子部分與機殼相連接，然后裝配在洗衣機上，確定電機定子繞組的空間位置；ニ、給電機定子的A、B兩相繞組通直流電，A相和B相繞組產生的合成磁勢在定子中形成ー個方向固定的磁場；三、根據電機學原理，按60度相帶法對繞組進行分相，將定子按圓周方向展開。
2.A、B相繞組通電后,定子中形 成的磁場沿圓周方向姆間隔180度電角度磁場方向交變一次；四、ー線通直流電，電機中產生靜轉矩；五、轉子在電磁轉矩作用下會停止在多個穩(wěn)定平衡位置中的ー個，從而實現(xiàn)了電機轉子的定位。
3.根據權利要求I所述的用于直驅式洗衣機的無刷直流電機轉子的精確定位方法，其特征在于，所述給電機定子的A、B兩相繞組通直流電的電流為電機的額定電流1A。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于直驅式洗衣機的無刷直流電機轉子的精確定位方法。根據電機學原理，按60度相帶法對電機繞組進行分相，并將定子按圓周方向展開。給電機定子的A、B兩相繞組通直流電后，定子中形成磁場，磁場沿圓周方向每間隔180度電角度方向交變一次。一線通直流電，電機中會產生靜轉矩，轉子在電磁轉矩作用下會停止在穩(wěn)定平衡點的位置，從而實現(xiàn)了電機轉子的定位。本發(fā)明無需任何位置傳感器，采用開環(huán)控制方式，通過在無刷直流電機一線繞組中通直流電并控制通電電流大小的方式，實現(xiàn)了電機轉子在圓周方向上的精確定位控制。本發(fā)明方法的精度可以滿足直驅式全自動洗衣機系統(tǒng)的使用要求。
文檔編號D06F37/36GK102832859SQ20121033943
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權日2012年9月14日
發(fā)明者李勇, 陸永平, 鄒繼斌, 徐永向, 劉彥彬, 寧劍建 申請人:哈爾濱工業(yè)大學