[發明專利]用于洗衣機的電機制動的設備和方法

有效

• 申請號: 201610960506.6
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN107086828B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 鄭熙錫;南明俊;金鐘賢;趙官烈;金學源
• 申請（專利權）人: 東部大宇電子株式會社;韓國交通大學校產學協力団
• 主分類號: H02P6/24
• 分類號: H02P6/24;H02P21/22;H02P27/06
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 曹正建;陳桂香

一種用于洗衣機的電機制動單元在防止對DC鏈中的電容器過度充電的同時可提供高的制動效率。電機制動單元基于電機的速度來確定將被提供至電機的電流。電機制動單元參照基準電壓動態地監測電容器上的電壓。如果電容器電壓低于基準電壓，則增加電流分量Iq以便增加制動扭矩；并且如果電容器電壓大于基準電壓，則減小電流Iq分量以防止電機對電容器過度充電。

技術領域

本發明涉及一種洗衣機，且特別地涉及一種用于洗衣機的電機制動機構。

背景技術

洗衣機市場中存在著需要洗衣機提供操作多樣性的多種選項的趨勢。多種操作多樣性的實現需要對洗衣機的電機進行精確控制。

通常，洗衣機使用電機和控制單元來驅動洗滌桶進行旋轉。為了精確控制電機，通常會使用逆變器。圖1是示出洗衣機中的包括逆變器的電機控制系統的構造的框圖。

參照圖1，常規的電機控制系統包括將AC功率源整流成DC(直流)功率的整流單元101以及存儲由整流單元101整流的功率并提供穩定的DC功率的電容器102。

穩定的DC功率被提供至逆變器103，并進而通過晶體管被提供至電機105。此外，為了防止在電機制動期間對直流鏈電容器(DC link capacitor)102過度充電，電機控制系統使用電壓檢測單元104來檢測電容器102上的電壓。所檢測的電壓值被發送至微型計算機107。

為了控制電機105，通過傳感器106來檢測電機105的定子電流以及轉子位置，并且所檢測的信息也被發送至微型計算機107。微型計算機107將晶體管的開/關信號傳輸至逆變器103，以允許逆變器103基于電容器102上的電壓、電機105的定子電流和轉子位置信息向電機105提供所需的電壓。

在洗衣機工作時，電機105驅動洗滌桶旋轉。當洗滌桶依照如洗滌操作模式中規劃的方式停止旋轉時，電機105被制動。為了使電機制動，電流被提供至電機105，以產生用于制動扭矩的反電動勢。該反電動勢試圖使電機105沿反方向旋轉。

在這種情況下，可通過被啟動以用于電機105的制動轉矩的晶體管將基于電機105的反電動勢產生的能量傳輸至功率單元。該能量可被充電至DC鏈電容器102中。電壓檢測單元104感測電容器102上的電壓，并將所感測的值發送至微型計算機107。

作為響應，微型計算機107確定電容器102上的電壓是否超出預定限制。如果是，微型計算機107進行操作以通過將從電機105中產生的能量轉移至電容器102減小電機105的制動扭矩。如果電容器102的電壓低于限制，則保持制動扭矩，直至電機105停止。在制動操作中，由電動機105產生的能量通過對電容器102進行充電而被耗散。在洗衣機的常規電機控制系統中，在電機制動期間，對電容器102重復進行如上所述的充電和放電。

遺憾的是，在洗衣機的高速操作期間，微型計算機107不能產生最佳的制動扭矩。這是因為，由于包括電機105的設計狀態、電容器102上的容許電壓限制和對電機105的反電動勢的影響在內的各種因素，被提供至電機105的電壓下降。

更具體地，如圖2所示，Imax 200對應于為保護逆變器103和電機105而設定的電流限制，Vmax 202對應于在電機的給定速度的情況下基于DC鏈電容器102上的電壓可被提供至電機105的電流的范圍。功率限制Pg＝Pr 204對應于如下制動操作點，在該操作點，洗滌桶在電機105的轉子中產生的功率等于內部繞組電阻消耗的功率，使得被傳輸至電容器102的功率等于0。

因此，穩定制動操作的操作點應當位于對應于電流限制200的圖形圓圈和對應于電壓限制202的圖形圓圈內。優選地，操作點位于表示功率限制204的圓周上，使得被傳輸至電容器102的功率等于0。另外，為了快速制動，在滿足上述三個條件的范圍內，電機105應當在q軸的負方向上具有最大電流，使得電機105可產生最大制動扭矩。例如，鑒于以上三個條件，當電機105以400rpm旋轉時，圖2的劃圈數字①中的制動操作點可以為最佳制動操作點。