專利名稱：具有電制動的家用波輪式全自動洗衣機的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有電制動電路的家用波輪式全自動洗衣機，在國際專利分類表中，應用分類可屬于D06F33/02，功能分類可屬于H02P3/18。
背景技術：
對于家用波輪式全自動洗衣機，為防止機械危險，在其脫水桶運轉時若機門被意外開啟，需要對旋轉著的脫水桶進行制動，并且傳統上是在把來自電動機的驅動力傳送至脫水桶的傳動裝置(減速離合器等)中結合一個機械制動機構。該機械制動機構使傳動裝置變得復雜，存在體積大、安裝調整麻煩、欠穩定、有磨損、有噪聲和造價偏高等缺點。現有技術提出以電制動代替機械制動，可見于中國發明專利申請CN1296095A《電動洗衣機》和CN1195042A《洗衣機的制動方法及裝置》。但是，現有技術基本上沿用工業電動設備上一些傳統的電制動設計，增加了較復雜的控制電路，在克服機械制動的缺點的同時，產生新的可靠性和成本問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提出一種具有電制動的家用波輪式全自動洗衣機，與現有技術比較，使控制電路簡化，以提高可靠性和降低成本。
本發明解決所述技術問題的技術方案是，一種具有電制動的家用波輪式全自動洗衣機，包括——向波輪或/和脫水桶輸出旋轉驅動力的傳動機構；——向所述傳動機構輸出旋轉驅動力的單相電容運轉電動機；——供給電網電源的電源裝置；——對所述電源進行控制的第1雙向晶閘管和第2雙向晶閘管，連接于所述電源裝置的輸出端，所述電動機的第1相輸入端連接于第1雙向晶閘管的輸出端，所述電動機的第2相輸入端連接于第2雙向晶閘管的輸出端；——具有制動控制程序的控制電路，第1雙向晶閘管的控制極和第2雙向晶閘管的控制極分別連接于其各一輸出端；其特征在于——所述傳動機構是其輸出端的力矩可反饋至輸入端的傳動機構；
——所述制動控制程序包括把所述第1雙向晶閘管或/和第2雙向晶閘管控制為單向導通的步驟。
該設計主要以軟件的形式開發了現有技術洗衣機中的雙向晶閘管可單向導通的整流功能，實施能耗制動，不存在現有技術反相制動的反轉問題，因而無需其為確保可靠停機而設計的復雜電路，明顯降低成本和提高可靠性。
本發明解決所述技術問題的技術方案的進一步設計是，所述單向導通控制為具有移相角的控制，即以軟件的形式進一步開發了雙向晶閘管的調壓功能，因而對固定的電網電源電壓無需附加電路也可以獲得對電源和電動機更適合的制動電流，或者進一步設計制動過程中可變的制動電流，形成更適合于機械系統的制動特性，獲得更平穩的制動，改善機械振動和噪聲。
本發明解決所述技術問題的技術方案的典型設計是，在所述制動控制程序前，所述第1雙向晶閘管雙向導通和第2雙向晶閘管雙向關斷；所述制動控制程序對所述第1雙向晶閘管和第2雙向晶閘管的控制包括如下步驟(4)所述第2雙向晶閘管單向導通，同時所述第1雙向晶閘管雙向關斷和或者單向導通。
(5)所述第1雙向晶閘管雙向關斷和所述第2雙向晶閘管雙向關斷。
該典型設計使第2雙向晶閘管于第1雙向晶閘管之后工作，因而是冷態下啟動，可使晶閘管更安全或選取其較低的額定值，以降低成本。
該典型設計的進一步設計是，在所述制動控制程序前，所述第1雙向晶閘管雙向導通和所述第2雙向晶閘管雙向關斷；在所述步驟(4)之前增加步驟(2)所述第1雙向晶閘管雙向關斷和所述第2雙向晶閘管雙向導通。
該設計在能耗制動之前增加一反相制動的步驟，尤其適合需要進一步縮短制動時間的情況。
在上述的每2個步驟之間，還可分別插入該2個雙向晶閘管均雙向關斷的步驟，可緩和步驟轉換的過渡過程中容易發生的電氣或機械沖擊，對雙向晶閘管可更安全或選取其較低的額定值，以降低成本。


以下附圖用于說明本發明的具體實施方式
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圖1是本發明實施例洗衣機的電路圖；圖2是本發明實施例洗衣機機械結構示意圖；圖3是本發明實施例洗衣機離合器機械結構示意圖；圖4是本發明實施例洗衣機制動控制程序流程圖。
具體實施例方式
本發明實施例洗衣機機械結構如圖2中所示盛水桶1旋轉自如地設有在內底部旋轉自如地設有波輪2的洗滌桶兼脫水桶3，靠懸掛件4吊掛在洗衣機箱體5中；減速離合器6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；減速離合器6的輸入軸偶合于電動機7的輸出電磁進水閥8向洗滌桶兼脫水桶3內供水，電動排水閥系統9把洗滌兼脫水桶3內的洗滌水排出；電腦控制板10連接上述電氣部件，并控制它們的工作。
圖1是該洗衣機的電路圖輸入外部電網電源的接線端子11上的電源電壓經圖2電腦控制板10中的單片機(參考型號MC68HC908JL3E)控制電路21驅動第1雙向晶閘管31、第2雙向晶閘管32、第3雙向晶閘管33和第4雙向晶閘管34，分別控制單相電容運轉電動機7的第1相電路和第2相電路、電磁進水閥8和電動排水閥系統9，使洗衣機的機械系統進行洗滌、漂洗和脫水等動作；單片機控制電路21中的硬件和軟件通常至少包括程序處理單元22和向各雙向晶閘管的控制極輸出信號使其通斷的驅動單元23。
以上描述現有技術一種微電腦控制的家用波輪式全自動洗衣機的機械和電氣控制的典型構成，當然也可以是其它類似結構的攪拌式洗衣機或滾筒式洗衣機。此外也并不限定于需要減速離合器或/和圖示電動機與各旋轉體的同軸傳動的結構，例如可以采用靠皮帶把電動機的動力傳遞到減速離合器的結構，或/和不設減速離合器而在洗滌過程中把動力直接傳遞到波輪或/和洗滌兼脫水桶的直接驅動結構，包括一體化的電動機——減速離合器結構。
本發明實施例是在現有技術該洗衣機的基礎上改進而成，主要是一、減速離合器6為一個采用雙向嚙合式離合結構和少齒差行星齒輪系的減速離合器圖3是該離合器機械結構示意圖，洗滌軸241，用于聯系洗衣機的波輪2并向其輸出旋轉力；脫水軸251，用于聯系洗衣機的洗滌桶兼脫水桶3并向其輸出旋轉力；洗滌軸241以軸承242支承于空心的脫水軸251內。
脫水軸251內設置現有技術典型的N型少齒差行星齒輪系減速機構，包括結合于脫水軸251內周的內齒輪233；滑動地穿于洗滌減速輸入軸231的偏心段的行星齒輪232；十字滑塊234偶合行星齒輪232頂端的滑槽與洗滌軸241底端的滑鍵構成十字滑塊式輸出機構；洗滌減速輸入軸231的偏心段帶動行星齒輪232沿內齒輪233滾動產生減速，并經所述輸出機構傳遞到洗滌軸241輸出；洗滌減速輸入軸231以軸承230和235分別支承于脫水軸251內和洗滌軸241內。
脫水軸251外設置現有技術NGW型行星齒輪系減速機構，包括結合于殼體體270內周的內齒輪293，結合于輸入軸套291的外齒輪和位于所述內外齒輪間的行星齒輪292；連結各行星齒輪軸294的支架295緊固于脫水軸251作為輸出；脫水軸251以軸承252a和252b分別支承于殼體270內和脫水減速輸入軸套291內。
與電動機7的輸出偶合的輸入軸211滑動地套以離合套222，并以花鍵偶合；離合套222內的內嚙齒224a迎著洗滌減速輸入軸231的外嚙齒224b，套外的外嚙齒225a迎著脫水減速輸入軸套291內的內嚙齒225b，構成一雙向嚙合式離合機構；可旋轉地卡套于離合套222外的控制盤227作為其操縱機構，沿輸出軸向推動控制盤227帶動離合套222使嚙齒輪224a與224b嚙合和嚙齒對225a與225b分離，即使輸入軸211往洗滌減速輸入軸231方向偶合而往脫水減速輸入軸套291方向分離，減速離合器進入洗滌運轉狀態；反之則控制盤227帶動離合套222使嚙齒對224a與224b分離和嚙齒對225a與225b嚙合，即使輸入軸211往洗滌減速輸入軸231方向分離而往脫水減速輸入軸套291方向偶合，脫水軸251還借助少齒差行星齒輪系的自鎖功能偶合洗滌軸241與其同步旋轉，減速離合器進入脫水運轉狀態。
該減速離合器比較適合維持目前常見的洗滌和脫水轉速的情況，N型少齒差行星齒輪系減速比設計為1∶(15～25)，NGW型行星齒輪系減速比為1∶3，可配合二極電動機直接傳動，以減低成本。
與以往較常見的螺旋扭簧離合機構不同，該減速離合器由于采用雙向嚙合式離合結構而具有了其輸出端和輸入端的力矩可逆傳輸的特點。少齒差行星齒輪系的反向旋轉功能同時也阻止脫水旋轉系統約束洗滌旋轉系統的跟隨，因而無須現有技術的止回彈簧或單向軸承等措施，更適合于電制動。當然也可以使用其它雙向嚙合式離合結構，可見2001年9月19日公開的中國實用新型專利CN2448861Y《全自動洗衣機離合裝置》，它們也具有輸出端和輸入端的力矩可逆傳輸的特點。這些具有雙向嚙合式離合結構的離合器用于本發明，由于采用電制動，尤其是采用能耗制動，可以完全免除機械制動結構，因而減低成本和提高可靠性。
二、對單片機控制電路21，在程序處理單元22的軟件中設計有制動控制程序和在進入制動控制程序前控制第1雙向晶閘管31雙向導通和第2雙向晶閘管32 向關斷，在制動控制程序控制第1雙向晶閘管31和第2雙向晶閘管32的通斷為如下狀態和步驟，參見圖4(1)第1雙向晶閘管31雙向關斷，第2雙向晶閘管32雙向關斷0.5s；(2)第1雙向晶閘管31繼續雙向關斷，第2雙向晶閘管32雙向導通4s；(3)第1雙向晶閘管31繼續雙向關斷，第2雙向晶閘管32雙向關斷0.5s；(4)第1雙向晶閘管31繼續雙向關斷和第2雙向晶閘管32于交流電源的每個正半波全導通，持續6s；(5)第1雙向晶閘管31繼續雙向關斷和第2雙向晶閘管32雙向關斷。
在步驟(2)中，第2雙向晶閘管32繼第1雙向晶閘管31之后雙向導通，對電動機7實施反相制動，拖動其傳動的同軸旋轉系統速度迅速降低；然后又在步驟(4)中，使第2雙向晶閘管32于交流電源的每個正半波全導通，向電動機的第2相電路供給直流實施能耗制動，達到可靠停車和避免反轉。該制動程序適合于中等功率的洗衣機電動機的制動，若功率較大，上述步驟可修改為(1)第1雙向晶閘管31雙向關斷，第2雙向晶閘管32雙向關斷0.5s；(2)第1雙向晶閘管31繼續雙向關斷，第2雙向晶閘管32雙向導通6s；(3)第1雙向晶閘管31繼續雙向關斷，第2雙向晶閘管32雙向關斷0.5s；(4)第1雙向晶閘管31和第2雙向晶閘管32同時于交流電源的每個正半波全導通，持續6s；(5)第1雙向晶閘管31繼續雙向關斷和第2雙向晶閘管32雙向關斷。
若功率較小，上述步驟可修改為(1)第1雙向晶閘管31雙向關斷，第2雙向晶閘管32雙向關斷0.5s；(2)第1雙向晶閘管31繼續雙向關斷，第2雙向晶閘管32雙向導通3s；(3)第1雙向晶閘管31繼續雙向關斷，第2雙向晶閘管32雙向關斷0.5s；(4)第1雙向晶閘管31繼續雙向關斷和第2雙向晶閘管32于交流電源的每個正半波以導通角π/2導通，持續6s；(5)第1雙向晶閘管31繼續雙向關斷和第2雙向晶閘管32雙向關斷。
對第1雙向晶閘管31或/和第2雙向晶閘管32也可以控制為可變導通角的半波整流，以獲得較佳的制動特性，達到更可靠的停機和改善制動過程的振動情況。
權利要求
1.一種具有電制動的家用波輪式全自動洗衣機，包括——向波輪或/和脫水桶輸出旋轉驅動力的傳動機構；——向所述傳動機構輸出旋轉驅動力的單相電容運轉電動機；——供給電網電源的電源裝置；——對所述電源進行控制的第1雙向晶閘管和第2雙向晶閘管，連接于所述電源裝置的輸出端，所述電動機的第1相輸入端連接于第1雙向晶閘管的輸出端，所述電動機的第2相輸入端連接于第2雙向晶閘管的輸出端；——具有制動控制程序的控制電路，第1雙向晶閘管的控制極和第2雙向晶閘管的控制極分別連接于其各一輸出端；其特征在于——所述傳動機構是其輸出端的力矩可反饋至輸入端的傳動機構；——所述制動控制程序包括把所述第1雙向晶閘管或/和第2雙向晶閘管控制為單向導通的步驟。
2.按照權利要求1所述洗衣機，其特征在于所述單向導通控制為具有移相角的控制。
3.按照權利要求1或權利要求2所述洗衣機，其特征在于在所述制動控制程序前，所述第1雙向晶閘管雙向導通和第2雙向晶閘管雙向關斷；所述制動控制程序對所述第1雙向晶閘管和第2雙向晶閘管的控制包括如下步驟(4)所述第2雙向晶閘管單向導通，同時所述第1雙向晶閘管雙向關斷和或者單向導通。(5)所述第1雙向晶閘管雙向關斷和所述第2雙向晶閘管雙向關斷。
4.按照權利要求3所述洗衣機，其特征在于在所述步驟(4)之前增加步驟(1)所述第1雙向晶閘管雙向關斷和所述第2雙向晶閘管雙向關斷。
5.按照權利要求3所述洗衣機，其特征在于在所述制動控制程序前，所述第1雙向晶閘管雙向導通和所述第2雙向晶閘管雙向關斷；在所述步驟(4)之前增加步驟(2)所述第1雙向晶閘管雙向關斷和所述第2雙向晶閘管雙向導通。
6.按照權利要求5所述洗衣機，其特征在于在所述步驟(2)之前增加步驟(1)所述第1雙向晶閘管雙向關斷和所述第2雙向晶閘管雙向關斷。
7.按照權利要求6所述洗衣機，其特征在于在所述步驟(2)和步驟(4)之間插入步驟(3)所述第1雙向晶閘管雙向關斷和所述第2雙向晶閘管雙向關斷。
全文摘要
一種具有電制動的家用波輪式全自動洗衣機，包括向波輪或/和脫水桶輸出驅動力的傳動機構及對其驅動的單相電容運轉電動機；第1雙向晶閘管和第2雙向晶閘管連接電源，電動機的第1相輸入端連接第1雙向晶閘管的輸出端，電動機的第2相輸入端連接第2雙向晶閘管的輸出端；所述雙向晶閘管的控制極分別連接具有制動控制程序的控制電路各一輸出端；其特征是所述傳動機構是其輸出端的力矩可反饋至輸入端的傳動機構；所述制動控制程序包括把第1雙向晶閘管或/和第2雙向晶閘管控制為單向導通的步驟。該設計以軟件開發現有技術中的雙向晶閘管的性能，達至能耗制動，不存在反轉問題，無需現有技術的復雜電路，明顯降低成本和提高可靠性。
文檔編號D06F37/00GK1536153SQ0311411
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月4日 優先權日2003年4月4日
發明者區長釗 申請人:金羚電器有限公司