[實(shí)用新型]一種用于洗衣機(jī)的直流變頻控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220533002.3
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN202856675U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史和平;任寶棟
• 申請（專利權(quán)）人: 上海三意電機(jī)驅(qū)動技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/10
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種直流變頻控制領(lǐng)域的系統(tǒng)，尤其是涉及一種用于洗衣機(jī)的直流變頻控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前洗衣機(jī)電機(jī)主要有感應(yīng)電機(jī)、串激電機(jī)、三相變頻電機(jī)、直流無刷電機(jī)等種類。感應(yīng)電機(jī)一般用于低檔雙桶半自動、全自動洗衣機(jī)；串激電機(jī)用于中檔滾筒洗衣機(jī)；三相變頻電機(jī)、直流無刷電機(jī)則用于高檔滾筒洗衣機(jī)。傳統(tǒng)的洗衣機(jī)大多使用感應(yīng)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的洗滌功能，交流異步電機(jī)雖然有成本低、控制簡單，不需要額外的控制器，但是在使用過程中存在功率因數(shù)滯后，輕載功率因數(shù)低，調(diào)速性能較差的缺點(diǎn)；而使用串激電機(jī)時則有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轉(zhuǎn)子電流需要經(jīng)過換向器和電刷來進(jìn)行機(jī)械式換向，換向器和電刷間的滑動摩擦容易產(chǎn)生機(jī)械磨損、噪聲、火花以及電磁干擾，使得電機(jī)可靠性降低、壽命變短，雖然隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和制造工藝的提高，可靠性和壽命方面有了很大的提高，但噪聲、火花和電磁干擾仍然存在。造成洗衣機(jī)在洗滌過程中的噪音，發(fā)熱，能耗，機(jī)械和電機(jī)損耗等問題。與傳統(tǒng)的感應(yīng)電機(jī)相比，直流電機(jī)具有良好的調(diào)速特性和較大的啟動轉(zhuǎn)矩。使用感應(yīng)電機(jī)的洗衣機(jī)，僅僅依靠波輪轉(zhuǎn)動的節(jié)拍和方向來改變洗滌強(qiáng)弱、轉(zhuǎn)速是恒定的，而變頻洗衣機(jī)由于轉(zhuǎn)速可調(diào)，洗滌時波輪轉(zhuǎn)速在30轉(zhuǎn)/分到200轉(zhuǎn)/分之問調(diào)節(jié)，脫水時內(nèi)桶轉(zhuǎn)速在200轉(zhuǎn)/分到750轉(zhuǎn)/分之間調(diào)節(jié)，可針對從絲綢到牛仔服不同軟硬質(zhì)地的衣服，采取不同轉(zhuǎn)速，減少了衣物的纏繞和磨損。與串激電機(jī)相比，直流無刷電機(jī)維修方便，沒有換向器和電刷間的滑動摩擦容易產(chǎn)生機(jī)械磨損、噪聲、火花以及電磁干擾，避免了洗衣機(jī)在洗滌過程中的噪音，發(fā)熱，能耗，機(jī)械和電機(jī)損耗等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種響應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度高、能耗低的用于洗衣機(jī)的直流變頻控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種用于洗衣機(jī)的直流變頻控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)連接在上位機(jī)和洗衣機(jī)的直流電機(jī)之間，包括電源轉(zhuǎn)換模塊、MCU控制模塊和RS232串口通信模塊，所述的RS232串口通信模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊均與上位機(jī)連接，所述的MCU控制模塊分別連接電源轉(zhuǎn)換模塊和RS232串口通信模塊，該系統(tǒng)還包括霍爾傳感模塊、智能功率驅(qū)動模塊和電流檢測反饋模塊，所述的霍爾傳感模塊、智能功率驅(qū)動模塊和電流檢測反饋模塊均分別與MCU控制模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和直流電機(jī)連接。

所述的電源轉(zhuǎn)換模塊包括依次連接的LC整流電路、三端穩(wěn)壓集成芯片和低壓差線性穩(wěn)壓芯片，所述的LC整流電路與上位機(jī)連接，所述的三端穩(wěn)壓集成芯片分別連接智能功率驅(qū)動模塊、RS232串口通信模塊和霍爾傳感模塊，所述的低壓差線性穩(wěn)壓芯片與MCU控制模塊連接。

所述的MCU控制模塊包括主芯片和外圍電路，所述的外圍電路包括電壓檢測電路和正弦波控制電路，所述的主芯片分別連接電壓檢測電路和正弦波控制電路。

所述的智能功率驅(qū)動模塊包括相連接的智能功率芯片和欠壓過流檢測電路，所述的智能功率芯片分別連接正弦波控制電路和直流電機(jī)，所述的欠壓過流檢測電路與主芯片連接。

所述的RS232串口通信模塊是由光耦合器、三極管、電阻和電容組成的RS232串口通信收發(fā)電路。

所述的霍爾傳感模塊和MCU控制模塊之間還設(shè)有電平轉(zhuǎn)換電路，該電平轉(zhuǎn)換電路將霍爾傳感模塊輸出的電壓信號進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后傳輸給MCU控制模塊。

所述的電平轉(zhuǎn)換電路包括依次連接的74HC07D芯片、上拉電阻和濾波電容。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)本實(shí)用新型通過霍爾傳感模塊檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子位置后，再對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，具有控制精度高的優(yōu)點(diǎn)；

2)本實(shí)用新型通過RS232串口通信模塊完成MCU控制模塊和上位機(jī)的通信，通信協(xié)議簡單可靠；

3)本實(shí)用新型采用PWM變頻驅(qū)動控制技術(shù)，電機(jī)的加、減速過程采用數(shù)字化控制，具備了軟啟動和軟剎車的效果，平均能耗和噪音明顯降低；

4)傳統(tǒng)的直流無刷驅(qū)動一般使用方波控制，本實(shí)用新型使用的正弦波控制與傳統(tǒng)方波控制方式相比，響應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度高、轉(zhuǎn)矩脈動小、能源利用率更高、噪音更小、機(jī)械損耗更低。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的外部連接示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型電源轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型MCU控制模塊和智能功率驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型系統(tǒng)的控制流程示意圖；