Двухбаковая стиральная машина с индукторным электроприводом

 

Изобретение относится к бытовым двухбаковым стиральным машинам. Сущность изобретения: в стиральной машине, содержащей расположенные в корпусе бак для стирки белья и барабан центрифуги, активатор и барабан приводятся во вращение индукторными двигателями, которые подключены к одному электронному коммутатору, обеспечивающему поочередную работу двигателей. Каждый из двигателей содержит зубчатый статор с полюсами и обмотками, а также безобмоточный зубчатый ротор и датчик положения ротора. Электронный коммутатор управляется микроконтроллером. Коммутатор снабжен тормозным резистором для гашения кинетической энергии торможения барабана центрифуги. 3 ил.

Изобретение относится к бытовым двухбаковым стиральным машинам.

Известна двухбаковая стиральная машина "Аурика" типа СМП-2, в корпусе которой размещены бак для стирки и барабан центрифуги для отжима белья. Активатор бака и барабан центрифуги приводятся во вращение однофазными асинхронными двигателями и работают друг от друга независимо. Машина "Аурика" снабжена двумя реле времени: для стирки и отжима (1).

Недостатками данной двухбаковой стиральной машины являются отсутствие реверсивного вращения активатора и возможности изменять частоту вращения активатора для обеспечения разных режимов стирки: мягкого, нормального, грубого и т.д.

Известна двухбаковая стиральная машина "Золушка" типа СМП-2, в цельносварном каркасе которой размещены стиральный бак с активатором и барабан центрифуги для отжима белья, приводимые во вращение однофазными асинхронными двигателями. Режимы стирки и отжима могут проводиться независимо друг от друга. Машина "Золушка" также снабжена двумя реле времени. Кроме того, она позволяет осуществлять реверсивное вращение активатора (1).

Недостатками данной двухбаковой стиральной машины являются отсутствие возможности изменять частоту вращения активатора для обеспечения разных режимов стирки, а также слишком длительные по времени паузы (15 с) при изменении направления вращения активатора, что вызвано неспособностью асинхронных двигателей эффективно работать в режиме частых реверсов и в целом увеличивает время стирки.

Изобретение направлено на увеличение числа частот вращения активатора, уменьшение времени стирки и отжима белья.

Поставленная цель достигается тем, что двухбаковая стиральная машина, содержащая расположенные в одном корпусе бак для стирки с приводом от первого двигателя и барабан центрифуги с приводом от второго двигателя, панель управления режимами работы стиральной машины, согласно изобретению, снабжена электронным коммутатором, вырабатывающим однополярные импульсы тока для питания двигателей, а каждый из двигателей выполнен содержащим статор с явновыраженными зубчатыми полюсами с расположенными на них обмотками, ротор с зубчатым безобмоточным магнитопроводом и датчик положения ротора относительно статора, причем обмотки обоих двигателей подсоединены к электронному коммутатору, обеспечивающему поочередную работу двигателей с учетом сигналов от датчиков положения роторов. Электронный коммутатор ограничивает ток в обмотках двигателей в процессе пуска и этим обеспечивает возможность их работы в режиме частых пусков. Управление режимами работы двигателей и стиральной машины в целом осуществляется микроконтроллером.

На фиг. 1 показан общий вид двухбаковой стиральной машины с электроприводом; на фиг.2 функциональная схема двухбаковой стиральной машины с индукторным электроприводом; на фиг.3 поперечное сечение индукторного двигателя.

Стиральная машина (фиг.1) состоит из корпуса К, в котором размещены бак БС с активатором А для стирки и барабан БЦ центрифуги для отжима белья. Активатор А посредством клиноременной передачи КП связан с индукторным двигателем Д1. Барабан БЦ механически связан с соосно расположенным индукторным двигателем Д2. В корпусе К также размещены электронный коммутатор ЭК и пульт управления работой стиральной машины ПУ.

Функциональная схема (фиг. 2) состоит из электронного коммутатора ЭК, индукторных двигателей Д1 и Д2, датчиков положения ротора для каждого двигателя, соответственно ДПР1 и ДПР2, источника питания ИП электронного коммутатора, панели управления режимами работы стиральной машины ПУ.

Индукторный двигатель Д1 или Д2 (фиг.3) состоит из статора 1 с зубцами 2 и пазами 3 и полюсами 4, 5, 6, 7. Диаметрально расположенные полюса 4, 6 и 5, 7 охвачены катушками соответственно 8, 10 и 9, 11. На диаметрально расположенных полюсах 4, 6 и 5, 7 расположены соответственно зубцы 2 и 12. Катушки объединены в обмотки ab и cd. Ротор 13 выполнен с зубцами 14, угловой шаг которых равен t₂. Ось полюсов 4, 6 смещена относительно оси полюсов 5, 7 на угол α 85 геометрических градусов. Расстояние между осями зубцов на каждом полюсе равно t₂. Угловое расстояние между осями диаметрально расположенных полюсов кратно, а между осями соседних полюсов не кратно шагу t₂.

Работа индукторных двигателей Д1 и Д2 (фиг.1) от одного электронного коммутатора ЭК осуществляется путем их поочередного включения. Поэтому стиральная машина может работать либо в режиме стирки, когда двигатель Д1 вращает активатор А, либо в режиме центрифуги, когда двигатель Д2 вращает барабан БЦ. Выбор режима работы осуществляется на ПУ. В качестве источника питания ИП может быть использован, например, источник постоянного тока либо сеть промышленной частоты с выпрямителем.

Рассмотрим работу двигателя, например Д1. Для обеспечения вращения ротора в направлении по часовой стрелке (фиг.3) сначала подается стартовый импульс тока обмотки cd, и ротор под действием магнитного поля полюсов 5 и 7 занимает стартовое положение (фиг.3), в котором оси зубцов ротора и зубцов возбужденных полюсов 5 и 7 совпадают. В дальнейшем обмотку cd обесточивают и одновременно в обмотку ab подают ток. Сдвиг полюсов 4 и 6 относительно полюсов 5 и 7 на угол a (фиг.3) обеспечивает создание вращающего момента, действующего на ротор при возбуждении полюсов 4 и 6 в направлении часовой стрелки. То есть ротор из положения, показанного на фиг.3, начинает вращаться в направлении ближайших зубцов полюсов 4 и 6, а именно к зубцам 2. Когда ротор достигает положения, в котором ось зубцов ротора совпадает с осью зубцов 2 полюсов 4 и 6, обмотка ab обесточивается. В это время включается обмотка cd и на ротор действует вращающий момент со стороны возбужденных полюсов 5 и 7 также по направлению часовой стрелки. Когда ротор достигнет положения, в котором оси зубцов ротора и зубцов 12 возбужденных полюсов 5 и 7 совпадают, обмотка cd обесточивается и ток подается в обмотку ab и т.д. Последовательная подача токовых импульсов в обмотки ab и cd обеспечивает создание однонаправленного вращающего момента на валу двигателя. Своевременность подачи токовых импульсов в обмотки ab и cd обеспечивается электронным коммутатором ЭК (фиг.2) и датчиком положения зубцов ротора относительно зубцов полюсов статора ДПР1.

Для обеспечения реверсивного вращения первый стартовый импульс тока подается в обмотку ab. В остальном характер подачи импульсов тока в обмотки ab и cd аналогичен описанному.

Двигатель Д1 имеет такое же конструктивное исполнение, что и Д2, поэтому питание его обмоток осуществляется аналогично, с учетом сигналов от ДПР2.

Электронный коммутатор ЭК обеспечивает работу двигателей Д1 и Д2 при разных частотах вращения. Это дает возможность осуществлять стирку в разных режимах: мягком, нормальном, грубом и т. д. Использование предлагаемого технического решения существенно расширяет возможности двухбаковой стиральной машины за счет частого реверсирования вращения активатора А (фиг.1). Частое реверсирование Д1 с малыми временными паузами возможно вследствие того, что пусковой ток Д1 лишь в 1,1-1,5 раза превышает номинальное значение тока в обмотке. Поэтому частые пуски Д1 лишь в незначительной степени влияют на его тепловое состояние.

Для обеспечения стирки в различных режимах с разными частотами вращения активатора и временными интервалами стирки и пауз, реверсированием, управление работой двигателями и стиральной машины в целом осуществляется от микроконтроллера.

Для улучшения потребительских качеств двухбаковой стиральной машины за счет обеспечения форсированного торможения барабана центрифуги электронный коммутатор снабжается тормозным резистором. При ускоренном торможении барабана электронный коммутатор переводит двигатель Д2 в генераторный режим. При этом кинетическая энергия вращающегося барабана и ротора Д2 выделяется на тормозном резисторе. Использование предлагаемого технического решения позволяет тормозить барабан до полного останова.

Формула изобретения

Двухбаковая стиральная машина с индукторным электроприводом, содержащая расположенные в одном корпусе бак для стирки с приводом активатора от первого двигателя и барабан центрифуги с приводом от второго двигателя, панель управления режимами работы стиральной машины, отличающаяся тем, что стиральная машина снабжена электронным коммутатором, вырабатывающим однополярные импульсы тока для питания двигателей, а каждый из двигателей выполнен содержащим статор с явно выраженными зубчатыми полюсами с расположенными на них обмотками, ротор с зубчатым безобмоточным магнитопроводом и датчик положения ротора относительно статора, причем обмотки обоих двигателей подсоединены к электронному коммутатору, обеспечивающему поочередную работу двигателей с учетом сигналов от датчиков положения роторов, управление режимами работы двигателей и стиральной машины в целом осуществляется микроконтроллером, при этом электронный коммутатор снабжен тормозным резистором с возможностью гашения на нем кинетической энергии барабана центрифуги при его ускоренном торможении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3