CN102115969A - 一种利用电机功率变化判断内桶起浮状态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用电机功率变化判断内桶起浮状态的方法，属于洗衣机领域，依次执行下述步骤，1)对洗衣机进行注水，当注水到达该起始启动水位时；2)电脑程控器按固定的时间间隔启动电机运行；3)电脑程控器的CPU测量电机启动时的电流、电压并计算出电机的启动功率；4)重复步骤2-3两至三次，计算出启动功率的平均值；5)重复步骤2-4，同时利用在后所测功率的平均值减去前一次所测功率的平均值，用两者的差值判断内桶的浮起状态：两者的差大于0，则表明内桶未浮起；两者的差小于0，则表明内桶浮起。本发明利用电机因为负荷不同，输出的功率不同而确定内桶是否浮起，方法简单，并避免了电机的异常发热以及齿轮上花键等部件的损坏。

Description

一种利用电机功率变化判断内桶起浮状态的方法

技术领域

本发明涉及洗衣机领域，具体涉及一种利用水浮力控制内桶上升的浮力洗衣机的内桶浮起状态的检测方法。

背景技术

现有技术中洗衣机的工作方式有多种情况，如图1所示，其中有一种是利用外筒内不断注入的水实现内桶1浮起的离合工作方式。在这种工作方式中，电机直接驱动波轮运转，不需要减速和离合装置。其工作原理是：在内桶1底部设置空腔2和花键槽3，当外筒内的水进到一定水量时，内桶底的空腔能够存储一定量空气而形成空气腔，产生的浮力可将内桶托起，使内桶底部的花键槽脱离电机轴上的花键齿轮4，这样电脑程控器控制的电机仅带动波轮转动，完成正反转洗涤工作，内桶在排水后失去浮力下落，电机轴上的花键齿轮与内桶底的花键槽啮合，此时电机轴的转动就会带动波轮和内桶共同旋转，实现衣物的脱水。此方案能够减轻洗衣机的重量、简化离合装置，降低成本。

但是此类洗衣机存在下述问题，对于利用浮力上浮的内桶，其上升不仅只依靠水量，还与内桶本身重量、浮力室的大小、洗涤衣物量的多少、内桶底部的花键槽与电机轴花键齿轮的啮合紧密度等有关，内桶的上升不能自动控制。如果洗涤时内桶未浮起，内桶底部的花键槽与电机轴上的花键齿轮一直处于啮合状态，此时电机的输出要驱动波轮、内桶以及内桶内的水和衣物一起运转，所需要的动力就增大，即电机运转的阻力变大，此时就有可能使电机出现故障，或是超出电机的额定功率而不能工作。而在内桶浮起时，内桶底部的花键槽脱离电机轴上的花键齿轮，内桶呈漂浮状态，这时电机的输出只需驱动波轮带动桶内的衣物运转，受到的阻力就会明显变小，这不但有利于电机的正常工作还能延长电机的使用寿命。另外，内桶没有浮起时进行洗涤，还会产生较大的噪音，对内桶底部的花键槽和电机轴上的花键齿轮产生破坏。因此，在洗涤前必须判断内桶是否已经浮起，并对未浮起的内桶采取相应的措施使其浮起以完成正常洗涤工作。

发明内容

为解决现有技术中浮力洗衣机的内桶在工作中不能判定是否浮起的问题，本发明提供一种能够确定浮力洗衣机的内桶是否浮起并能对未浮起的内桶进行处理的检测处理方法。具体方案如下：一种利用电机功率变化判断内桶起浮状态的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、对洗衣机进行注水，并设定一个电机起始启动水位，当注水到达该起始启动水位时；

步骤2、按固定时间间隔启动电机运行；

步骤3、电脑程控器的CPU测量电机启动时的电流、电压并计算电机的启动功率；

步骤4、重复步骤2-3两至三次，计算出启动功率的平均值；

步骤5、重复步骤2-4，同时利用在后平均值减去前一次所测平均值，用两者的差值判断内桶的浮起状态，判断方法如下：

步骤51、两者的差大于0，则表明内桶未浮起，继续执行上述判断步骤；

步骤52、两者的差小于0，则表明内桶浮起，进入下一步洗涤程序。

本发明的另一优选方案：当水到达洗涤水位而内桶仍未浮起时，启动设定次数的抖动水流程序，使电机左右旋转3-5次，再运行步骤2-5，以确定内桶是否浮起：

步骤21、如内桶仍未浮起，则电脑程控器向用户发出报警信息；

步骤22、如内桶浮起，则洗衣机补进水至洗涤水位，进入下一步洗涤程序。

本发明的另一优选方案：所述步骤1的设定启动水位为低于洗衣机的洗涤水位且水的浮力不足以浮起内桶时的水位。

本发明的另一优选方案：所述步骤2中的固定时间间隔为1000ms-1500ms。

本发明的另一优选方案：所述步骤2中电机的运转方向为顺时针方向。

本发明的另一优选方案：所述步骤52中优选方式为，当连续两次相减的结果都小于0时，才给出内桶浮起的信息。

本发明的另一优选方案：所述步骤52中，当第一次出现差值小于0时，保留被减数为固定被减数，后续测得的功率仅与固定被减数相减。

本发明利用电机因为负荷不同，启动功率不同从而确定内桶是否浮起，当内桶未浮起时，电机在启动时不但要带动水旋转还要带动啮合的内桶旋转，这需要更大的启动功率才能完成，同样，内桶浮起后，电机只需要带动水和衣物旋转即可，此时电机只需要较少启动的功率即可，将前后计算的启动功率进行相减，根据差值的变化即可确定内桶是否浮起。为防止出现误差，本方案还进一步采用多次启动电机运转，计算平均功率的测试方式，从而保证测试结果的准确。本方案大大延长了洗衣机电机的寿命，避免了电机在内桶未浮起时进行工作的问题，降低了电机的功耗和发热量。利用抖动水流程序来克服内桶上花键槽与驱动轴上花键齿轮的啮合力，加速了内桶的上浮。本方案测试过程简单，不需要增加新的设备，帮助洗衣机电脑程控器了解当前内桶的沉浮状态，为全自动洗衣控制提供了方便。

附图说明

图1现有技术中浮桶洗衣机的结构示意图。

图2本发明的实施例1的判断过程示意图。

具体实施方式

如图1所示，由于洗衣机是浮桶式结构，内桶1底部有空气室2，当洗衣机进水时，如果进的水产生的浮力不足以将内桶以及里面的衣物浮起，内桶上的花键槽3与电机轴上的花键齿轮4一直处于啮合状态，此时如果启动电机运转工作，电机不仅要驱动波轮带动内桶中的水以及衣物运转，而且还要带动内桶一起运转，所需要的功率很大。如果继续进水，当进入的水产生的浮力足够大，能将内桶以及里面的衣服浮起时，内桶底部的花键槽脱离电机轴上的花键齿轮，内桶漂浮起来呈自由漂浮状态。这时电机只需驱动波轮带动内桶中的水和衣物运转，电机的阻力就会明显变小，电机带动内桶运转所需的功率就会变小。因此，在相同条件下，电机所带的负荷不同，启动功率就不同，负荷大时，电机的启动功率就大，相反，负荷小时，电机的启动功率就小。如果内桶已经漂浮起来，即使有水不断注入，电机在负荷不变的情况下，启动功率也基本会保持不变。这时只要测出电机启动功率的变化，就可以判断出内桶是否浮起。

本方案设定一个电机起始启动水位，电机起始启动水位是指一个既可以减轻电机的发热又保证进水到该水位时内桶不会浮起的水位。该电机起始启动水位需要低于洗衣机设定的洗涤水位，这个水位高度根据洗衣机桶的大小会发生变化，需要根据不同的洗涤容量事先测得，一般是2或3水位。电脑程控器驱动电机以顺时针方向以固定时间进行旋转，测量电机启动时的电流和电压，计算出电机在启动时的功率。电机顺时针方向转动，是因为多数洗衣机内注水时，水流会以顺时针的方向在桶内流动，因此采用启动电机以顺时针方向转动，能够减少外界因素对电机的影响，减少电机过热的情况。间隔一段时间后，此间隔一般设定为1000ms-1500ms，继续驱动电机在同样的条件下旋转同样的时间，同时计算其启动功率，然后利用后一测量的平均功率值减去第一次测量的平均功率值，根据差值的大小即可确定内桶是否浮起。由于起始启动水位时内桶未浮起(此是专门设定)，因此电机此时的负荷大，相应的启动功率也大。电机在第二次旋转时，由于测量过程中洗衣机的注水一直未停止，这时就可能出现两种情况：

1、由于洗衣机内的水增多但还不够将内桶浮起，此时计算的电机功率值有所增长，用第二次的功率值减去第一次的功率值所得差会大于0，即表明内桶未浮起。

2、洗衣机内不断增多的水能够将内桶浮起，此时电机的转动只需要带动水和衣物旋转，大大减轻了负荷，因此电机启动时的功率小于第一次或前次的功率值，用第二次功率值减去第一次或前次的功率值所得差值会小于0，即表明内1桶浮起。这就是本方案的基本工作过程和原理。

为减小上述确定过程的误差，可以重复上述步骤2-3次，根据最终的平均结果来判断内桶是否浮起。当洗衣机内的水到达洗涤水位而还不能确定内桶是否浮起时，则停止进水，洗衣机电脑程控器会运行抖动水流程序，即驱动电机以慢速左右旋转3-5圈以克服内桶与外桶上齿轮之间的啮合力，帮助内桶上浮，在此过程中继续按上述方式计算启动功率值，并将计算的启动功率值与前面作为被减数的功率值进行比较，以同样的判断方式确定内桶是否浮起。如果判定结果为浮起，则继续注水至洗涤水位，进入下一个洗涤程序。如果判定结果是内桶仍为浮起，则电脑程控器发出报警信息通知用户或服务人员。上述抖动水流程序可以运行2-3次，以确保内桶浮起。

为保证测得的结果准确，当第一次出现差值小于0的结果时，即将此时的被减数当作固定被减数，以后计算的功率值都去减固定被减数，如连续出现两次或以上的差值都小于0时，给出内桶浮起的信息。

实施例1：

如图2所示，为本方案的工作流程，首先洗衣机进水至电机起始启动水位，然后以固定的加速度，启动电机，检测此时电机的电流I和电压U，利用P＝U*I计算出此次电机的启动功率。为提供准备的测量结果，可以重复2-3次上述过程，利用Pn＝1/N∑Pi求出几次计算后的平均功率值，以1200ms的时间间隔重复计算上述过程2-3次，由第二次开始，每次利用后面算出的平均功率值减去前一次算出的平均功率值，即Pn-(Pn-1)＜0时(n为第几次测量)，确定内桶浮起，记录此时的被减数Pn-1作为固定被减数，然后再运行上述测量程序2-3次，将每次测得的电机启动功率都与固定被减数Pn-1相减，当出现两次结果都小于0时，则断定内桶已经浮起，此时洗衣机继续补水至洗涤水位，进入下一个洗涤程序。

当Pn-(Pn-1)＞0时，判断内桶未浮起，继续上述电机运转程序直至水位到达洗涤水位仍然不能确定内桶是否浮起时，则停止注水，运行抖动水流程序，每执行一次抖动水流程序后则执行一次前面的运行计算过程，当出现功率差值小于0时，重新运行计算过程一次或两次，以两次或三次的相同的差值结果来确定内桶已经浮起，然后洗衣机补水至洗涤水位。当上述方式还无法确定内桶是否浮起时，电脑程控器向用户或服务人员发送报警信息。

Claims (7)

1.一种利用电机功率变化判断内桶起浮状态的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、对洗衣机进行注水，并设定一个电机起始启动水位，当注水到达该起始启动水位时；

步骤2、按固定时间间隔启动电机运行；

步骤3、电脑程控器的CPU测量电机启动时的电流、电压并计算电机的启动功率；

步骤4、重复步骤2-3两至三次，计算出启动功率的平均值；

步骤5、重复步骤2-4，同时利用在后平均值减去前一次所测平均值，用两者的差值判断内桶的浮起状态，判断方法如下：

步骤51、两者的差大于0，则表明内桶未浮起，继续执行上述判断步骤；

步骤52、两者的差小于0，则表明内桶浮起，进入下一步洗涤程序。

2.如权利要求1所述的一种利用电机功率变化判断内桶起浮状态的方法，其特征在于，当水到达洗涤水位而内桶仍未浮起时，启动设定次数的抖动水流程序，使电机左右旋转3-5次，再运行步骤2-5，以确定内桶是否浮起：

步骤21、如内桶仍未浮起，则电脑程控器向用户发出报警信息；

步骤22、如内桶浮起，则洗衣机补进水至洗涤水位，进入下一步洗涤程序。

3.如权利要求1所述的一种利用电机功率变化判断内桶起浮状态的方法，其特征在于，所述步骤1的设定启动水位为低于洗衣机的洗涤水位且水的浮力不足以浮起内桶时的水位。

4.如权利要求1所述的一种利用电机功率变化判断内桶起浮状态的方法，其特征在于，所述步骤2中的固定时间间隔为1000ms-1500ms。

5.如权利要求1所述的一种利用电机功率变化判断内桶起浮状态的方法，其特征在于，所述步骤2中电机的运转方向为顺时针方向。

6.如权利要求1所述的一种利用电机功率变化判断内桶起浮状态的方法，其特征在于，所述步骤52中优选方式为，当连续两次相减的结果都小于0时，才给出内桶浮起的信息。

7.如权利要求6所述的一种利用电机功率变化判断内桶起浮状态的方法，其特征在于，所述步骤52中，当第一次出现差值小于0时，保留被减数为固定被减数，后续测得的功率仅与固定被减数相减。

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