[发明专利]洗衣机内的衣物重量的检测装置及方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于检测采用无传感器的BLDC电动机的洗衣机内的衣物重量的装置及方法，具体涉及以下用于检测采用无传感器的BLDC电动机的洗衣机内的衣物重量的装置及方法，即该装置及方法能够通过使用视衣物重量而定的电动机转速差检测干燥状态下的衣物重量。

背景技术

最近，为了提高待洗衣物的洗涤程度并减少洗衣机的噪声和能耗，已在洗衣机中采用了一种能对电动机转速进行自由可变控制的逆变器，除此之外，为了调节水位和洗涤剂数量，还采用了一种用于检测洗衣机中的衣物重量(待洗衣物的重量)的方法。

图1是示出了根据现有技术的BLDC电动机的驱动装置的电路图。

如图1所示，驱动装置包括：整流器11，用于整流和平滑交流电；逆变器12，用于把所整流和平滑的电压和电流施加给BLDC电动机，并控制电动机转子(未显示)的转速；位置检测器14，用于通过使用安装在电动机13上的霍尔(Hall)装置17，检测电动机13的转子位置；微计算机15，用于接收由位置检测器14检测的位置检测信号，并控制电动机13的转速；以及脉宽调制器16，用于接收来自微计算机15的控制信号，调制输出脉宽，并控制逆变器12。

以下将对采用上述结构的常规BLDC电动机的驱动装置进行闸述。

当整流器11整流和平滑输入的交流电并把其施加给逆变器12时，逆变器12接收米自脉宽调制器16的驱动信号，并把三相电压施加给电动机13。

因此，电动机13开始旋转。此时，位置检测器14通过使用安装在电动机13上的霍尔装置17，检测电动机13的转子位置，并根据所检测的位置值把一个电压值输入到微计算机15。

微计算机15利用该电压值计算电动机13的转速，把所计算的转速与预设的参考转速进行比较，并把用于以期望转速旋转电动机13的控制信号输出到脉宽调制器16。

一旦收到来自微计算机15的控制信号，脉宽调制器16便转换控制信号的电平并把该电平输出到逆变器12。

使用BLDC电动机检测衣物重量的方法有两种。

第一种方法是在预定时间内使电动机13加速到一定转速，然后切断电源，以便检查电动机13减速的速率，从而测量衣物重量。这就是说，就该方法而论，可测量电动机13随衣物重量而改变的惯性，以检测衣物重量。该方法主要用于采用脉冲器(未显示)来减少电动机13的旋转力或者通过离合器和齿轮来改变电动机方向的洗衣机。

第二种方法是测量电动机13达到一定转速所用的时间。就该方法而论，由于电动机13直接与脉冲器(未显示)或内桶(未显示)相连并被驱动，因而该方法适用于采用直接驱动法的洗衣机。

以下将参照图2A至2E，对采用直接驱动法的洗衣机使用的衣物重量检测法进行说明。

当电动机13在最初阶段被校准在一定位置之后，施加给电动机13的电压值被定期增加。

这就是说，如图2A所示，控制占空比(逆变器12的6个晶体管开关的接通/断开比)，以便与每相所对应的电压值成比例，从而增加电压值。

之后，当微计算机15定期增加施加给电动机13的相电压时，直接与电动机13或脉冲器相连的内桶的转速被逐步增加。

在转速增加的情况下，如图2B所示，如果当前衣物重量与参考衣物重量相比较大，则电动机13将产生更大转矩，从而使电动机13或内桶达到参考转速或参考位置所花的时间比参考时间多。

因而，在把一定转矩施加给电动机13的这段时间中，如果当前衣物重量大于参考衣物重量，则在参考时间经过之后，电动机13或内桶达到参考转速或参考位置。

相反，如果当前衣物重量较小，则电动机13或内桶便用比参考时间较短的时间达到参考转速或参考位置。

在把一定电压施加给电动机13之后，计算电动机13或内桶达到一定转速或一定位置所用的时间，从而检测衣物重量。

然而，在衣物重量检测方法中，有许多因素影响所检测的衣物重量的准确性，这些因素包括：机械因素，例如，轴承箱的偏差，内桶的振动差，阻尼器的偏差；电动机因素，例如，电动机13的电阻，或者电感；以及控制电路因素，例如，电压检测电路，电压变化或温度。其中，随电源电压变化而定的电压检测误差是对检测洗衣机内的衣物重量影响最大的因素。

如图3A至3D所示，如果围绕洗衣机用电较多，则输入到洗衣机的电源电压值减少，并且根据在驱动洗衣机时的衣物重量和工作转速，逆变器12的直流链路终端电压随电容器的有限容量而变化。