CN102619056A - 全自动洗衣机的脱水转速控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动洗衣机的脱水转速控制方法，依次包括a)低速脱水、b)检测桶的实际转速usRPM_fix、c)将桶的实际转速usRPM_fix与设定跳出转速SKIP_RPM进行比较、d)进行高速脱水，在高速脱水过程中，进行马达全开和马达部分开时的转速检知，并根据马达全开时的转速和马达部分开时的转速来调整马达全开的时间和马达部分开的时间，从而调整平均转速稳定在目标转速、e)检测高速脱水的时间是否经过了设定时间T1及进行脱水结束控制等步骤。本发明根据马达全开时的转速和马达部分开时的转速来调整马达全开的时间和马达部分开的时间，从而调整平均转速稳定在目标转速，该控制方法不需要实施马达全关，且使脱水转速的控制更准确。本发明涉及的硬件结构简单，成本低，控制效果好，值得推广应用。

Description

全自动洗衣机的脱水转速控制方法

【技术领域】

本发明涉及全自动洗衣机的脱水转速控制方法，更具体的说，是一种可以提高转速控制准确性的位相控制方法。

【背景技术】

全自动洗衣机的脱水转速控制方法基本分为三类：全通电控制、位相控制、变频控制。其中，位相控制方法的控制效果、成本均位于三者之间，其原理是：马达[全ON]和[部分ON]交替进行，根据转速调整[全ON]时间，使[全ON]时上升的转速＝[部分ON]时下降的转速，从而使脱水转速稳定在目标转速。

现有位相控制方法过程如图1所示，7kg的平均转速达到目标转速，0kg的平均转速偏离目标转速。0kg的标准偏差大于7kg的标准偏差。该控制方法不使用转速传感器，而是通过检知马达进相电容的电压来判断脱水桶的转速，存在下述问题：

1、转速检知时，马达必须[全OFF](见图1)，转速骤降，此时脱水桶特别容易撞上盛水桶，从而进行修正漂洗，不利于节能。

2、该方法只能检知最高点的转速，芯片根据最高点的转速调整马达[全ON]时间，而马达的[部分ON]时间固定，最终将最高点转速稳定在某一固定值。桶内的负荷不同时，经过相同[部分ON]时间，下降的转速不同，导致平均转速偏离目标转速(见图1)。

3、负荷越小，相同[部分ON]时间下降的转速越多，标准偏差越大(见图1)，噪音越大。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种全自动洗衣机的脱水转速控制方法，能够解决相位控制转速的易撞桶、平均转速偏离目标、标准偏差大等问题，从而达到节能降噪的效果。

本发明的又一目的是能够在采用较少硬件结构的情况下提高相位控制的效果，从而达到低成本、高性能的效果。

为实现上述目的，本发明提出了一种全自动洗衣机的脱水转速控制方法，依次包括以下步骤：

a)脱水开始后，进行低速脱水；

b)检测桶的实际转速usRPM_fix；

c)将桶的实际转速usRPM_fix与设定跳出转速SKIP_RPM进行比较，如果桶的实际转速usRPM_fix大于等于设定跳出转速SKIP_RPM，则进入d)步骤，如果桶的实际转速usRPM_fix小于设定跳出转速SKIP_RPM，则返回a)步骤；

d)进行高速脱水，在高速脱水过程中，进行马达全开和马达部分开时的转速检知，并根据马达全开时的转速和马达部分开时的转速来调整马达全开的时间和马达部分开的时间，从而调整平均转速稳定在目标转速；

e)检测高速脱水的时间是否经过了设定时间T1，如果高速脱水的时间没有经过设定时间T1，则返回d)步骤，如果高速脱水的时间经过了设定时间T1，则脱水结束。

作为优选，所述d)高速脱水步骤依次包括以下分步骤：

d1)高速脱水开始后，进行计时T；

d2)根据桶的实际转速usRPM_fix来设定马达全开时间onst；

d3)设定马达部分开时间offst；

d4)计时T是否经过了时间T2，如果经过了时间T2，则进入d5)步骤，如果没有经过时间T2，则进入d6)步骤；

d5)给读取标志赋值为1；

d6)马达在设定的马达全开时间onst内进行全开工作；

d7)判断马达是否是第一次全开或者读取标志的值为1，如果马达是第一次全开或者读取标志的值为1，则进入d8)步骤，如果马达不是第一次全开并且读取标志的值不为1，则进入d9)步骤；

d8)读取最高点的转速peak；

d9)马达在部分开时间offst内进行部分开工作；

d10)判断马达是否是第一次部分开，如果马达是第一次部分开，则进入d11)步骤，如果马达不是第一次部分开，则进入d14)步骤；

d11)读取最低点的转速valley；

d12)判断最高点的转速peak与最低点的转速valley的差值是否大于等于设定偏差值HENSA，如果peak与valley的差值大于等于设定偏差值HENSA，则进入d13)步骤，如果peak与valley的差值小于设定偏差值HENSA，则返回到d4)步骤；

d13)重新设定部分开时间offst，然后返回d4)步骤；

d14)判读读取标志的值是否为1，如果读取标志的值为1，则进入d15)步骤，如果读取标志的值不为1，则返回d4)步骤；

d15)读取最低点的转速值valley；

d16)读取标志赋值为零；

d17)根据(peak+valley)/2来重新设定马达全开时间onst；最后再判断计时T是否达到了e)步骤中的设定时间T1，如果没有达到，则返回到d4)步骤，如果达到了，则结束高速脱水。

作为优选，所述d4)步骤中的时间T2的值为：15s≤T2≤60s。

作为优选，所述d4)步骤中的时间T2的值根据计时T的值而变化，当T≤2分钟时，T2的值为15s～20s；当T＞2分钟时，T2的值为30s～60s。

作为优选，所述d13)步骤中重新设定的部分开时间offst小于d3)步骤中设定的部分开时间offst。

作为优选，所述d3)步骤中设定的部分开时间offst值在50Hz电源下为2.5s，在60Hz电源下为4s，d13)步骤中重新设定的部分开时间offst值在50Hz电源下为1.2s，在60Hz电源下为3s。

作为优选，所述d2)步骤中桶的实际转速usRPM_fix越高，则设定的马达全开时间onst越小。

作为优选，所述d2)步骤中桶的实际转速usRPM_fix为760转/分钟时，设定的马达全开时间onst值在50Hz电源下为2.7s，在60Hz电源下为0.9s；桶的实际转速usRPM_fix为780转/分钟时，设定的马达全开时间onst值在50Hz电源下为2.6s，在60Hz电源下为0.8s。

本发明的有益效果：本发明根据马达全开时的转速和马达部分开时的转速来调整马达全开的时间和马达部分开的时间，从而调整平均转速稳定在目标转速，该控制方法不需要实施马达全关，从而有效解决了易撞桶、平均转速偏离目标、标准偏差大等问题，使脱水转速的控制更准确，同时在一定程度上达到了节能降噪的效果。本发明涉及的硬件结构简单，成本低，控制效果好，值得推广应用。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是现有位相控制方法的示意图；

图2是本发明方法所涉及的硬件结构框图；

图3是本发明位相控制方法的示意图；

图4是本发明全自动洗衣机的脱水转速控制方法的流程图；

图5是本发明全自动洗衣机的脱水转速控制方法中高速脱水过程的流程图。

【具体实施方式】

参阅图2，本发明控制方法中所涉及硬件结构有：芯片1、马达2和转速传感器3，可检测桶或马达2的转速的转速传感器3将检测数据传送给芯片1，芯片1根据检测的转速信息来调节马达2的全开(或称：[全ON])和部分开(或称：[部分ON])的时间，从而使平均转速稳定在目标转速。转速传感器3可采用霍尔元件。霍尔元件结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀，特别适合在洗衣机上使用。转速传感器也可以采用结构简单、成本低的光电元件。

参阅图3，图中虚线表示平均转速(或称“目标转速”)，l₁是负荷为7kg的实际转速，l₂是负荷为0kg的实际转速，两者均能达到目标转速，速度控制效果更好。控制方法中，在一定时间间隔的最高点A1、A2读取最高点的转速，在最低点B1、B2读取最低点的转速。

参阅图4，全自动洗衣机的脱水转速控制方法，依次包括以下步骤：

a)脱水开始后，进行低速脱水；

b)检测桶的实际转速usRPM_fix；

c)将桶的实际转速usRPM_fix与设定跳出转速SKIP_RPM进行比较，如果桶的实际转速usRPM_fix大于等于设定跳出转速SKIP_RPM，则进入d)步骤，如果桶的实际转速usRPM_fix小于设定跳出转速SKIP_RPM，则返回a)步骤；

d)进行高速脱水，在高速脱水过程中，进行马达全开和马达部分开时的转速检知，并根据马达全开时的转速和马达部分开时的转速来调整马达全开的时间和马达部分开的时间，从而调整平均转速稳定在目标转速；

e)检测高速脱水的时间是否经过了设定时间T1，如果高速脱水的时间没有经过设定时间T1，则返回d)步骤，如果高速脱水的时间经过了设定时间T1，则脱水结束。

参阅图5，d)高速脱水步骤依次包括以下分步骤：

d1)高速脱水开始后，进行计时T；

d2)根据桶的实际转速usRPM_fix来设定马达全开时间onst；实际转速usRPM_fix越高，则设定的马达全开时间onst越小，例如：桶的实际转速usRPM_fix为760转/分钟时，设定的马达全开时间onst值在50Hz电源下为2.7s，在60Hz电源下为0.9s；桶的实际转速usRPM_fix为780转/分钟时，设定的马达全开时间onst值在50Hz电源下为2.6s，在60Hz电源下为0.8s；

d3)设定马达部分开时间offst；

d4)计时T是否经过了时间T2，如果经过了时间T2，则进入d5)步骤，如果没有经过时间T2，则进入d6)步骤；若间隔时间T2未到，则不检知转速，也不调整onst的值，避免调整过于频繁。时间T2的时间值一般为15s≤T2≤60s，时间T2的值还可以根据计时T的值而变化，当T≤2分钟时，T2的值为15s～20s；当T＞2分钟时，T2的值为30s～60s；

d5)给读取标志赋值为1；

d6)马达在设定的马达全开时间onst内进行全开工作；

d7)判断马达是否是第一次全开或者读取标志的值为1，如果马达是第一次全开或者读取标志的值为1，则进入d8)步骤，如果马达不是第一次全开并且读取标志的值不为1，则进入d9)步骤；

d8)读取最高点的转速peak；

d9)马达在部分开时间offst内进行部分开工作；

d10)判断马达是否是第一次部分开，如果马达是第一次部分开，则进入d11)步骤，如果马达不是第一次部分开，则进入d14)步骤；

d11)读取最低点的转速valley；

d12)判断最高点的转速peak与最低点的转速valley的差值是否大于等于设定偏差值HENSA，如果peak与valley的差值大于等于设定偏差值HENSA，则进入d13)步骤，如果peak与valley的差值小于设定偏差值HENSA，则返回到d4)步骤；

d13)重新设定部分开时间offst，然后返回d4)步骤；重新设定的部分开时间offst小于d3)步骤中设定的部分开时间offst，例如d3)步骤中设定的部分开时间offst值在50Hz电源下为2.5s，在60Hz电源下为4s，则d13)步骤中重新设定的部分开时间offst值在50Hz电源下为1.2s，在60Hz电源下为3s；

d14)判读读取标志的值是否为1，如果读取标志的值为1，则进入d15)步骤，如果读取标志的值不为1，则返回d4)步骤；

d15)读取最低点的转速值valley；

d16)读取标志赋值为零；

d17)根据(peak+valley)/2来重新设定马达全开时间onst；最后再判断计时T是否达到了e)步骤中的设定时间T1，如果没有达到，则返回到d4)步骤，如果达到了，则结束高速脱水。

该方案在洗衣机上设置检知马达2或桶的转速的转速传感器3，使马达不必[全OFF]也能进行转速检知。第1次[部分ON]时进行1次检知，之后每隔一定时间进行1次转速检知。每次都检知最高点、最低点两点的转速。第1次检知时，计算2点的差值，根据差值确定接下来的[部分ON]时间。之后的检知中，计算2点的平均转速，根据平均转速调整[全ON]时间，[部分ON]时间固定，最终将平均转速稳定在目标转速。

现有技术的控制方法和本发明的控制方法的实验效果比较：在3台洗衣机上，测试不同电源频率时，7kg、0kg时的转速。实验结果如表一所示，现有控制方法容量不同时，平均转速偏离目标转速2～52转，本发明平均转速偏离目标转速2～16转，控制准确性是原来的3.25倍。

表一：

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.全自动洗衣机的脱水转速控制方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

a)脱水开始后，进行低速脱水；

b)检测桶的实际转速usRPM_fix；

c)将桶的实际转速usRPM_fix与设定跳出转速SKIP_RPM进行比较，如果桶的实际转速usRPM_fix大于等于设定跳出转速SKIP_RPM，则进入d)步骤，如果桶的实际转速usRPM_fix小于设定跳出转速SKIP_RPM，则返回a)步骤；

d)进行高速脱水，在高速脱水过程中，进行马达全开和马达部分开时的转速检知，并根据马达全开时的转速和马达部分开时的转速来调整马达全开的时间和马达部分开的时间，从而调整平均转速稳定在目标转速；

e)检测高速脱水的时间是否经过了设定时间T1，如果高速脱水的时间没有经过设定时间T1，则返回d)步骤，如果高速脱水的时间经过了设定时间T1，则脱水结束。

2.如权利要求1所述的全自动洗衣机的脱水转速控制方法，其特征在于：所述d)高速脱水步骤依次包括以下分步骤：

d1)高速脱水开始后，进行计时T；

d2)根据桶的实际转速usRPM_fix来设定马达全开时间onst；

d3)设定马达部分开时间offst；

d4)计时T是否经过了时间T2，如果经过了时间T2，则进入d5)步骤，如果没有经过时间T2，则进入d6)步骤；

d5)给读取标志赋值为1；

d6)马达在设定的马达全开时间onst内进行全开工作；

d7)判断马达是否是第一次全开或者读取标志的值为1，如果马达是第一次全开或者读取标志的值为1，则进入d8)步骤，如果马达不是第一次全开并且读取标志的值不为1，则进入d9)步骤；

d8)读取最高点的转速peak；

d9)马达在部分开时间offst内进行部分开工作；

d10)判断马达是否是第一次部分开，如果马达是第一次部分开，则进入d11)步骤，如果马达不是第一次部分开，则进入d14)步骤；

d11)读取最低点的转速valley；

d12)判断最高点的转速peak与最低点的转速valley的差值是否大于等于设定偏差值HENSA，如果peak与valley的差值大于等于设定偏差值HENSA，则进入d13)步骤，如果peak与valley的差值小于设定偏差值HENSA，则返回到d4)步骤；

d13)重新设定部分开时间offst，然后返回d4)步骤；

d14)判读读取标志的值是否为1，如果读取标志的值为1，则进入d15)步骤，如果读取标志的值不为1，则返回d4)步骤；

d15)读取最低点的转速值valley；

d16)读取标志赋值为零；

d17)根据(peak+valley)/2来重新设定马达全开时间onst；最后再判断计时T是否达到了e)步骤中的设定时间T1，如果没有达到，则返回到d4)步骤，如果达到了，则结束高速脱水。

3.如权利要求2所述的全自动洗衣机的脱水转速控制方法，其特征在于：所述d4)步骤中的时间T2的值为：15s≤T2≤60s。

4.如权利要求3所述的全自动洗衣机的脱水转速控制方法，其特征在于：所述d4)步骤中的时间T2的值根据计时T的值而变化，当T≤2分钟时，T2的值为15s～20s；当T＞2分钟时，T2的值为30s～60s。

5.如权利要求2所述的全自动洗衣机的脱水转速控制方法，其特征在于：所述d13)步骤中重新设定的部分开时间offst小于d3)步骤中设定的部分开时间offst。

6.如权利要求5所述的全自动洗衣机的脱水转速控制方法，其特征在于：所述d3)步骤中设定的部分开时间offst值在50Hz电源下为2.5s，在60Hz电源下为4s，d13)步骤中重新设定的部分开时间offst值在50Hz电源下为1.2s，在60Hz电源下为3s。

7.如权利要求2所述的全自动洗衣机的脱水转速控制方法，其特征在于：所述d2)步骤中桶的实际转速usRPM fix越高，则设定的马达全开时间onst越小。

8.如权利要求7所述的全自动洗衣机的脱水转速控制方法，其特征在于：所述d2)步骤中桶的实际转速usRPM fix为760转/分钟时，设定的马达全开时间onst值在50Hz电源下为2.7s，在60Hz电源下为0.9s；桶的实际转速usRPM_fix为780转/分钟时，设定的马达全开时间onst值在50Hz电源下为2.6s，在60Hz电源下为0.8s。

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