一種洗衣機(jī)的電動裝置以及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)的設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種洗衣機(jī)的電動裝置結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 洗衣機(jī)是涉及千家萬戶的家用電器，節(jié)能減排意義重大，據(jù)估計我國至少有2億 臺洗衣機(jī)，如果平均每臺每月少用1度電，每年可節(jié)省24億度電。目前我國市場的洗衣機(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，利用電動機(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，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，工作原理由電動機(jī)帶 動波輪轉(zhuǎn)動，依靠裝在洗衣桶底部的波輪正反旋轉(zhuǎn)，帶動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)比較簡單、洗凈率高的優(yōu)點(diǎn)，但對衣 物磨損率大，用水多。
[0004] 市場普遍認(rèn)為滾筒洗衣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于衣物無纏繞、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 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)具有耗時和耗電的缺點(diǎn)，耗時一般消費(fèi)者可接受（洗衣過程一般超過 一小時，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，但滾筒洗衣機(jī)比其他類型洗衣機(jī)更消耗電量是不爭的事實(shí)。滾筒洗衣機(jī)雖然號稱 一般正常洗滌的功耗在200-400瓦，因多次脫水時功耗數(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 配置的電動機(jī)上；近年以來，技術(shù)開發(fā)商普遍試圖應(yīng)用PWQ技術(shù)來控制電機(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)電動機(jī)、對電動機(jī)供電方式 局限于逆變電流方向和相角位控制的設(shè)計缺陷，提供一種通過電源調(diào)制器將外部電源改變 為時序供電方式的設(shè)計方案，同時電動裝置不再采用單元結(jié)構(gòu)電動機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡 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)的電動裝置，所述電動裝置包括電源調(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上設(shè)置至少一個轉(zhuǎn)子單元組，每個轉(zhuǎn)子 單元組包括至少4個間隔設(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 成的周期性相對氣隙3d不大于60mm;
[0009] 所述電源調(diào)制器1包括電源輸入端la、邏輯信號輸入端Id和時序電流輸出端lb， 其電源輸入端電連接電源10，時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1對定子單元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)動相向的極性相反；所述電源調(diào)制器對定子單元的內(nèi)部繞組相應(yīng)輸出時序電流，實(shí) 現(xiàn)所述電動裝置的驅(qū)動/制動。
[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 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，或通過不同繞組之間引出中間抽頭組成多線外接回路；對外電連接的方 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25度角；
[0015]更優(yōu)選的，若干個定子單元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)架相對部位對稱安裝；多個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)動相向磁極相反的原則。
[0016]優(yōu)選的，所述電動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)的傳感信號輸入 端Ic電連接；所述電動裝置至少在機(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1將外部的電源10轉(zhuǎn)換為時序電流，使電動裝置 中的定子單元被限定在電源調(diào)制器設(shè)定的時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窗的盒狀，所述的 密封活動窗設(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)的電動裝置驅(qū)動方法，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，通過電源調(diào)制器輸出時序電流控制轉(zhuǎn)桶轉(zhuǎn)動；
[0022] 所述時序根據(jù)轉(zhuǎn)桶旋轉(zhuǎn)方向而定義，所述時序電流根據(jù)定子單元電磁場在轉(zhuǎn)桶上 的有效作用區(qū)間結(jié)合轉(zhuǎn)桶上的轉(zhuǎn)子單元個數(shù)而設(shè)置若干個通斷周期，每個通斷周期包括供 電時域和斷電時域；所述供電時域位于CPT/3<(p<(p_「相應(yīng)的時間段，所述q>為轉(zhuǎn)子單元繞 軸并與軸確定的法線與定子單元和軸所確定法線所形成的動態(tài)夾角，所述cPt為轉(zhuǎn)子單元 繞軸切線方向與其所受電磁力方向重合狀態(tài)所確定的9值；所述斷電時域內(nèi)電源調(diào)制器1 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)制器輸出的時序電流強(qiáng)度結(jié)合時序頻率/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)制器在供電時域內(nèi)至少包括兩段不同電流幅值不同的子時 域，且順時序呈幅度依次變小，供電時域或其子時域的幅值隨時序呈線性遞減關(guān)系；或呈2K 遞減關(guān)系，所述的指數(shù)K取值0.65至0.9;或?yàn)槿缦玛P(guān)系：It/A= (Itl-Ig)Sin(^90/(pT，其 中Itl為通電起始的電流強(qiáng)度，I8為通電終止時刻的電流強(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、處于同一法線的狀態(tài)（cP為〇)作為基準(zhǔn)座標(biāo)和基準(zhǔn)時間，當(dāng)轉(zhuǎn)子單元每次 前轉(zhuǎn)至基準(zhǔn)座標(biāo)時，電源調(diào)制器進(jìn)行一次時間歸0校準(zhǔn)并記錄本次周期時間，通過與上次 轉(zhuǎn)子單元前轉(zhuǎn)至基準(zhǔn)座標(biāo)的周期時間比較，從而獲知電動裝置的旋轉(zhuǎn)周期時間和轉(zhuǎn)速，并 控制輸出電流。