专利名称：洗衣机及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种洗衣机和控制该洗衣机的方法。更确切地说，根据衣物(1aundry)脏的程度或衣物量的多少，利用一个相对简单的电路，通过准确地改变驱动电机的转速从而可提供最佳的洗涤效率的一种洗衣机和一种控制该洗衣机的方法。
一般来说，洗衣机都有一个外壳并由此形成外表面。一个用于洗涤衣物的洗衣系统，它悬吊于外壳内。洗衣系统一般都有一个外筒，一个在外筒内的脱水筒，一个叶轮(pulsator)可旋转地安装在脱水筒内，以及一个使脱水筒和/或叶轮旋转的驱动电机。洗衣机依次要完成的洗衣过程包括洗衣、冲洗和脱水。
在每个操作过程中，最好是依据衣物的种类，脏的程度或衣物量的多少准确地调整驱动电机的转速从而实现洗衣过程的高效率。为此目的，曾提出过使用具有一种无刷电机或一种逆变器(inverter)电机和一个逆变电路(inverting circuit)的洗衣机来控制电机的转速。
可是，具有这样一种逆变电路的洗衣机存在如下的问题第一，需要一个相对复杂的保护电路用于克服当洗衣水流入或排出时负载突然变化造成的交流电流的峰值或过压的出现。
第二，由于驱动电机在起动时需要一个相对大的驱动转矩，所以应当使用一个三相逆变电路。三相逆变电路需要功率晶体管、六个驱动器和至少三个电源。
第三，需要一个PWM(脉冲宽度调制)或一个可变电压源以使驱动频率与驱动电压成比例，同时也需要一个噪音抑制电路。
如上所述，为了获得驱动电机的可变速度，许多的组成部分和元件是不可缺少的，这样就导致了制造成本的上升。因此，实际上用逆变电路来控制驱动电机速度的常规方法还没有在洗衣机中应用，而仅在于评价和展示该项技术。
本发明的目的是为了解决现有技术中的上述问题，因此，提供了一种洗衣机和一种控制该洗衣机的方法，该洗衣机具有一个相对简单的、便宜的电路构成部分，并且可供给驱动电机充足的电力以用于起动，并根据衣物种类或脏的程度获得可变的转速。
为了实现上述目的，本发明提供了一种具有用于驱动脱水筒的驱动电机的洗衣机，该洗衣机包括一个供给市电交流电的电源；一个用于对来自电源部件的市电交流电进行整流的具有一个整流电路的逆变(inverting)部件；一个用于把整流器电路所输出的直流电变成 转换的交流电的逆变电路；一个可选择地将来自电源部件的市电交流电和来自逆变部件的转换的交流电中的一种供给驱动电机的开关装置；以及一个用于控制该开关装置的控制部件。
最好是用控制部件来控制开关装置，这样在驱动电机开始工作时，来自电源部件的市电交流电在预定的时间内供给到驱动电机上，而来自逆变部件的转换的交流电在预定的时间之后供给到驱动电机上。
同时，根据本发明提供了一种控制具有驱动电机(用于驱动脱水筒)的洗衣机的方法。该方法包括如下步骤在预定的时间内，将市电交流电供给驱动电机；通过对市电交流电进行整流产生一直流电；通过使直流电逆变产生一转换的交流电；在预定的时间后，将转换的交流电供给驱动电机。
下面将结合附图进行说明，以使更好的理解本发明的各种目的和优点，其中
图1是根据本发明的洗衣机的一个纵向断面图；图2是根据本发明的洗衣机的控制装置的电路图；图3是根据本发明洗衣机的脱水控制过程的一个流程图；图4是根据本发明的洗衣机驱动电机的转速与驱动转矩和负载特性的关系曲线图。
图1是依据本发明洗衣机的一个纵向断面图。如图所示，根据本发明，洗衣机1有一个外壳3并由此形成外表，以及悬吊在外壳3内用于洗涤衣物的洗衣系统11。该洗衣系统11包括一个通过悬挂支撑16悬吊的外筒14和一个安装在外筒14下面的驱动部件21。该悬挂支撑16具有一个悬挂条17和一个安装在外筒14的外表面上的减振器18。悬挂条17的上端与外壳3相连，其下端与减振器18相连。
脱水筒15可旋转地安装在外筒14内，并在其壁上形成许多孔12。叶轮19可旋转地安装在脱水筒15内。
驱动部件21包括一个驱动电机23和一个轴组件25用于选择性地将驱动电机23的驱动力传递给脱水筒15和叶轮19。轴组件25通过控制部件(未示出)控制在洗衣操作过程中使叶轮19旋转，在脱水操作过程中使叶轮19和脱水筒15同时旋转。轴组件25和驱动电机23彼此通过皮带轮26和皮带27有效地连接在一起。
根据本发明，具有这样一种结构的洗衣机1有一个控制设备，它包括如图2所示电路。该电路一般主要包括一个用于供给市电交流电的电源部件30，一个逆变部件50，一个可选择性地将来自电源部件30的市电交流电和来自逆变部件50的转换的交流电之一供给驱动电机23的开关60，一个用于控制驱动电机23的电机控制部件70，以及一个用于控制开关60的开关控制部件80。
逆变部件50包括一个用于对来自电源部件30的市电交流电进行整流的整流器电路30和一个用于将整流电路40所输出的直流电转化成交流电的逆变电路45。整流器电路40把电源部件30输出的市电交流电通过使用二极管D1和D2以及电容器C1和C2变成高压直流电。来自开关控制部件80的频率控制信号的输出通过变压器T1和T2交替地打开和关闭晶体管Q1和Q2，于是，整流器电路40所输出的直流电就在逆变电路45中转化成交流电。
在本发明的实施方案中，这样一种逆变电路45是由一个单相逆变电路完成的。因此，单相逆变电路的好处在于与三相逆变电路相比其组成部件的数量减少了三分之一，而且保护电路也大大的简化了。
驱动电机控制部件70通过可控硅Q3和Q4控制驱动电机23旋转或反向旋转和停止转动。
开关控制部件80控制开关60，这样当驱动电机23开始运转时，来自电源部件30的市电交流电在预定的时间内供给到驱动电机23上。在预定的时间之后，开关60换挡把来自逆变部件50的转换的交流电供给到驱动电机23上。
图3是一个流程图，所示为根据本发明的洗衣机的脱水控制过程。
当按照预定的程序(S1)连续地完成洗衣操作和冲洗操作时，脱水步骤(S2)开始。这时开关控制部件80使开关60转换到位置b从而将来自电源部件30的市电交流电连接到驱动电机23上(S3)。
在预定的时间(S4)内用市电交流电进行脱水操作完成后，控制部件80将开关60转换到位置a以便向驱动电机23供给自逆变部件50输出的转换的交流电(S5)。
如果使用转换的交流电的脱水操作结束(S6)，那么驱动电机23停止转动，整个洗衣过程就结束了。
图4所示为在脱水操作期间，驱动转矩和负载特征与驱动电机23的转速的特性关系曲线图。在图中，曲线A所示为当驱动电机23由电源部件30供给的市电交流电驱动时驱动转矩随驱动电机23转速变化而变化的情况，曲线B所示为驱动电机23由来自逆变部件50的转换的交流电驱动时的驱动电机23的驱动转矩的变化情况。曲线E所示为当衣物中含有大量的洗衣水时开始进行脱水的情况下，负载相对转速的变化。曲线F所示为在脱水过程后期水的含量不多时负载的变化。
当脱水操作开始时，开关控制部件80将开关60转换到位置b从而使驱动电机23得到来自电源部件30的市电交流电。因此，驱动电机23的驱动转矩相对转速按曲线A变化。在一定时间之后，曲线A与曲线E相交在点P。在点P之后的转速区域内，由于负载超过驱动扭矩，驱动电机23的转速再不能提高。
于是，在驱动电机的速度达到对应点P时的速度之前，开关控制部件80将开关60转换到位置a。因此，电机就得到来自逆变部件的转换的交流电。现在驱动电机23的转矩按照曲线B变化，曲线B优于曲线A。这样就可以把电机的转速提高到曲线A和B之间的交点Q处。
同时，在脱水操作持续了一段时间之后，由于洗衣水的减少，负载特性就变成了曲线F。然后，驱动电机23的转速就能提高到曲线B和曲线F之间的交点R处。驱动电机23的驱动转矩通过皮带轮26和皮带27传送到脱水筒15上。
正如上面所述，根据本发明的洗衣机和控制该洗衣机的方法，由于市电交流电用于起动驱动电机23，而转换的交流电在其之后使用，这样驱动电机就能在起动时得到充足的电力并能依据衣物的种类或脏的程度获得各种转速。而且，由于逆变电路是由具有较少组成部件的单相逆变器完成的，因此降低了制造成本。
同时，即使上述实施方案作为例子是用以描述和说明脱水操作控制过程的，本发明也可应用在洗衣或冲洗操作过程中。
权利要求
1.一种具有用于驱动脱水筒的驱动电机的洗衣机，该洗衣机包括一个供给市电交流电的电源部件；一个用于对来自所述电源部件的市电交流电进行整流具有一个整流器电路的逆变部件，和一个用于将所述整流器电路所输出的直流电变成转换的交流电的逆变电路；一个可选择的把来自所述电源部件的市电交流电和来自所述逆变部件转换的交流电之一供给到所述驱动电机上的开关装置；和一个控制所述开关装置的控制部件。
2.根据权利要求1的洗衣机，其中，所述控制部件控制所述开关装置，这样当所述驱动电机开始运转时可以将来自所述电源部件的市电交流电在预定的时间内供给到所述驱动电机上，并可将来自所述逆变部件的转换交流电在所述预定时间之后供给到所述驱动电机上。
3一种控制具有用于驱动脱水筒的驱动电机的洗衣机的方法，所述方法包括如下步骤在预定的时间内把市电交流电供给到所述驱动电机上；由对所述市电交流电整流产生一直流电；把所述直流电进行逆变产生一转换的交流电；和在所述预定时间之后把所述转换的交流电供给到所述驱动电机上。
全文摘要
本发明是一种洗衣机和控制该洗衣机的方法,在驱动电机开始起动时供给市电交流电,从开始操作的一个预定时间之后,将市电经整流和逆变所产生的转换的交流电供给驱动电机。因此,用一个相对简单和便宜的电路即可使驱动电机在起动时获得足够的电力并能在需要时得到各种转速。
文档编号H02P27/04GK1191909SQ9810417
公开日1998年9月2日 申请日期1998年1月27日 优先权日1997年1月31日
发明者张凤安, 砂田正义 申请人:三星电子株式会社