馬達控制方法、洗衣機馬達皮帶異常的檢知方法及洗衣的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種馬達控制方法，屬于電控領域，解決了現有技術中輸出電壓和輸出頻率的組合控制馬達的工作效率無法最大化的問題，解決該問題的技術方案主要是先固定馬達的工作電壓V1，調整馬達的工作頻率，固定在頻率f2，然后在頻率f2固定的條件下，調整馬達的工作電壓并固定在電壓V2，此時馬達的轉速穩定在目標轉速。在此基礎上，本發明還提供了洗衣機馬達皮帶異常的檢知方法，采用上述馬達控制方法來控制洗衣機馬達，并采用上述洗衣機馬達皮帶異常的檢知方法來判斷洗衣機馬達的皮帶是否打滑或脫落。本發明主要用于馬達的控制及皮帶異常狀態的檢知。
【專利說明】馬達控制方法、洗衣機馬達皮帶異常的檢知方法及洗衣機
【技術領域】
[0001] 本發明涉及馬達，特別是一種馬達控制方法、洗衣機馬達皮帶異常的檢知方法及 洗衣機。
【背景技術】
[0002] 馬達和皮帶組成的動力系統，被廣泛運用于各個設備。在馬達控制中，輸出電壓和 輸出頻率的組合控制（VF控制）是一種最常見、最易實現的方式。但是在VF控制過程中， 電壓和頻率的組合都通過VF曲線來調整，一旦需要調整，兩者同時變化，很難保證馬達在 每個狀態下的電壓和頻率的控制組合是最優的。馬達在運轉中，會受到各種各樣的因素影 響（負荷、單體偏差、工作電壓等等），從而導致其需求力矩不同。要使VF控制的效率最大 化，對VF曲線的設計要求很高，需要在各個狀態下，馬達都運行在最佳效率點，但顯然無法 通過一條VF曲線來完成，而采用多條VF曲線，軟件的復雜性都會大大增加。因此，一條VF 曲線的控制，電壓和頻率的可變范圍小，不可避免的會出現部分效率不好的情況。
[0003] 采用VF控制方式，只能依靠轉速來對馬達運轉狀態進行檢知。在馬達運轉過程 中，由于負荷不定以及皮帶本身的松緊和損耗，在傳動過程中會出現各種異常運轉狀態，t匕 如馬達在皮帶上打滑、皮帶脫落等，從而導致整個動力系統的性能下降，甚至無法提供輸出 動力，而系統卻很難根據馬達的轉速針對馬達運轉是否出現異常做出準確的判斷。
【發明內容】
[0004] 本發明所要達到的目的就是提供一種馬達控制方法，使馬達在各個正常的運轉狀 態的效率都比較好，提升了整個系統的性能。
[0005] 為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：馬達控制方法，包括如下步驟：
[0006] 1)啟動馬達，并采用電壓和頻率組合控制馬達運轉；
[0007] 2)判斷馬達是否正常啟動，如果是，則進入下一步驟，如果否，則控制馬達停止運 轉并返回上一步驟；
[0008] 3)固定馬達的工作電壓VI，調整馬達的工作頻率，固定在頻率f2 ;
[0009] 4)在頻率f2固定的條件下，調整馬達的工作電壓，固定在電壓V2,此時馬達的轉 速穩定在目標轉速；
[0010] 5)馬達運轉時間到，結束運轉。
[0011] 本發明提供了洗衣機馬達皮帶異常的檢知方法，洗衣機馬達采用上述馬達控制方 法來控制，洗衣機馬達在頻率f2固定的條件下運轉，若洗衣機馬達的運轉時間未到，實時 檢測洗衣機馬達的工作電壓V，并將電壓V與洗衣機馬達在正常運轉下的最大電壓值Vmax 和最小電壓值Vmin進行比較；若在tl時間內，V持續大于Vmax，則判定洗衣機馬達上的皮 帶打滑，控制洗衣機馬達停止運轉，返回步驟1);若在t2時間內，V持續小于Vmin，則判定 洗衣機馬達上的皮帶脫落，控制洗衣機馬達停止運轉，發出提醒。
[0012] 另外，本發明還提供了洗衣機，具有洗衣機馬達，所述洗衣機馬達采用上述馬達控 制方法來控制運轉，并采用上述檢知方法來判斷洗衣機馬達的皮帶是否打滑或脫落。
[0013] 采用上述技術方案后，本發明具有如下優點：在馬達起動后，進入轉速反饋控制 時，先定壓調頻，將頻率調整到一個效率較好的固定頻率，效率較好是指將馬達的輸出頻率 穩定在一個固定頻率后，馬達在不同的負荷條件下的工作效率都處于較高的狀態，能夠充 分發揮馬達的設計性能，然后再定頻調壓，根據需求力矩調整電壓，使洗衣機馬達的轉速穩 定在目標轉速。在固定的輸出頻率下，洗衣機馬達的力矩與電壓成線性關系，因此通過檢知 電壓的變化來確認馬達的狀態；而應用到洗衣機中，整個洗衣過程中馬達的用電量下降了 13%?26%，特別是空負荷（僅有水時）的洗滌電流下降了 62%，控制板的溫度余量增加 60%，其余各個狀態的馬達電流也有下降，節能效果明顯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 下面結合附圖對本發明作進一步說明：
[0015] 圖1為本發明實施例一的馬達控制曲線示意圖；
[0016] 圖2為在固定頻率下馬達力矩與電壓關系曲線圖；
[0017] 圖3為在固定頻率下皮帶異常時的馬達電壓示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 實施例一：
[0019] 本發明第一種實施例提供了馬達控制方法，包括如下步驟：
[0020] 1)啟動馬達，并采用電壓和頻率組合控制馬達運轉；
[0021] 2)判斷馬達是否正常啟動，如果是，則進入下一步驟，如果否，則控制馬達停止運 轉并返回上一步驟；
[0022] 3)固定馬達的工作電壓VI，調整馬達的工作頻率，固定在頻率f2 ;
[0023] 4)在頻率f2固定的條件下，調整馬達的工作電壓，固定在電壓V2,此時馬達的轉 速穩定在目標轉速；
[0024] 5)馬達運轉時間到，結束運轉。
[0025] 上述步驟1)中，采用電壓和頻率組合控制馬達運轉是通過控制系統采用馬達的 輸出電壓V和輸出頻率f的關系曲線對馬達的電壓和頻率進行組合調整控制。步驟2)中， 判斷馬達正常啟動的標準是馬達從停止到轉動，并且進入轉速反饋控制階段。
[0026] 具體控制曲線如圖1所示。該馬達控制方法可以應用到洗衣機馬達上，經過實驗 測出，通常的洗衣機洗滌時，將洗衣機馬達運轉頻率控制在10?15hz間，不管輸出電壓多 少，洗衣機馬達的效率都比較好，所以控制所述頻率f2優選為10?15hz，本發明中的馬達 控制方案在馬達起動后，進入轉速反饋控制階段，先定壓調頻，將頻率調整到一個效率較好 的固定頻率，然后再定頻調壓，根據需求力矩調整電壓，使洗衣機馬達的轉速穩定在目標轉 速。
[0027] 如圖2所示為在10?15hz范圍內將頻率調整到一個效率較好的固定頻率時馬達 輸出力矩與電壓關系圖，輸出力矩與電壓成呈線性關系。通常，洗衣機馬達的正常工作電壓 V2為10?43V，而在固定頻率下，皮帶打滑和皮帶脫落/斷裂后的洗衣機馬達運轉的電壓， 會在洗衣機馬達運轉的正常工作電壓范圍之外，如圖3所示，皮帶打滑時，洗衣機馬達電壓 會達到48V以上，而皮帶脫落或斷裂后，洗衣機馬達電壓只有8V。可以得到的結論是，洗衣 機馬達在皮帶上打滑時，需求力矩很大；洗衣機馬達皮帶脫落后，由于僅有洗衣機馬達單體 運轉，洗衣機馬達的需求力矩很小。因此根據這個特性，可以利用檢測力矩的的變化來判定 馬達的運轉狀態。而本發明在馬達定頻調壓的控制方法中，馬達力矩的變化可以轉化為電 壓的變化。系統實時檢知洗衣機電壓的變化，根據當前洗衣機電壓是否在洗衣機馬達正常 工作電壓范圍內變化，從而判定當前洗衣機馬達是否運轉在正常狀態。如果當前電壓持續 高于正常工作電壓范圍，則認為此時皮帶在打滑，甚至堵轉；反之，如果當前持續低于正常 工作電壓范圍，則認為洗衣機馬達僅有單體運轉，皮帶已脫落/斷裂。
[0028] 具體檢知方法見實施例二。
[0029] 實施例二：
[0030] 本實施例提供了洗衣機馬達皮帶異常的檢知方法，洗衣機馬達采用實施例一所述 的馬達控制方法來控制，洗衣機馬達在頻率f2固定的條件下運轉，若洗衣機馬達的運轉時 間未到，實時檢測洗衣機馬達的工作電壓V，并將電壓V與洗衣機馬達在正常運轉下的最大 電壓值Vmax和最小電壓值Vmin進行比較；若在tl時間內，V持續大于Vmax，則判定洗衣機 馬達上的皮帶打滑，控制洗衣機馬達停止運轉，返回步驟1)，即重新嘗試啟動洗衣機馬達， 并采用電壓和頻率組合控制洗衣機馬達運轉；若在t2時間內，V持續小于Vmin，則判定洗衣 機馬達上的皮帶脫落，控制洗衣機馬達停止運轉，發出提醒。洗衣機馬達正常運轉的判斷標 準是轉速在允許范圍內波動，符合理論設計要求。如果出現偶然性的波動比較大，但是持續 時間很短，比如V在一瞬間大于Vmax，持續時間小于tl，或者，V在一瞬間小于Vmin，持續時 間小于t2,則都不會被認為是洗衣機馬達皮帶異常，會重新檢知，避免誤檢知。
[0031] 具體到洗衣機馬達的產品中，tl為1?2S，例如1S、1. 5S或2S等等，所述Vmax為 43V，t2為1?2S，例如IS、1. 5S或2S等等，所述Vmin為10V。無論是皮帶打滑或脫落或 斷裂，檢知時間都很短，效率很高，而且可靠，不會影響用戶的操作體驗。
[0032] 實施例三：
[0033] 本實施例是將實施例一和實施例二結合應用到洗衣機中。本實施例提供洗衣機， 具有洗衣機馬達，洗衣機馬達采用實施例一的馬達控制方法來控制運轉，并采用實施例二 所述的檢知方法來判斷洗衣機馬達的皮帶是否打滑或脫落。
[0034] 除上述優選實施例外，本發明還有其他的實施方式，本領域技術人員可以根據本 發明作出各種改變和變形，只要不脫離本發明的精神，均應屬于本發明權利要求書中所定 義的范圍。
【權利要求】
1. 馬達控制方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 啟動馬達，并采用電壓和頻率組合控制馬達運轉； 2) 判斷馬達是否正常啟動，如果是，則進入下一步驟，如果否，則控制馬達停止運轉并 返回上一步驟； 3) 固定馬達的工作電壓VI，調整馬達的工作頻率，固定在頻率f2 ; 4) 在頻率f2固定的條件下，調整馬達的工作電壓，固定在電壓V2,此時馬達的轉速穩 定在目標轉速； 5) 馬達運轉時間到，結束運轉。
2. 洗衣機馬達皮帶異常的檢知方法，其特征在于：洗衣機馬達采用權利要求2所述的 馬達控制方法來控制，洗衣機馬達在頻率f2固定的條件下運轉，若洗衣機馬達的運轉時間 未到，實時檢測洗衣機馬達的工作電壓V，并將電壓V與洗衣機馬達在正常運轉下的最大 電壓值Vmax和最小電壓值Vmin進行比較；若在tl時間內，V持續大于Vmax，則判定洗衣 機馬達上的皮帶打滑，控制洗衣機馬達停止運轉，返回步驟1);若在t2時間內，V持續小于 Vmin，則判定洗衣機馬達上的皮帶脫落，控制洗衣機馬達停止運轉，發出提醒。
3. 洗衣機，具有洗衣機馬達，其特征在于：所述洗衣機馬達采用權利要求2所述的馬達 控制方法來控制運轉，并采用權利要求4所述的檢知方法來判斷洗衣機馬達的皮帶是否打 滑或脫落。
【文檔編號】H02P23/14GK104158465SQ201410373314
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】肖江, 陳強, 謝曉楓 申請人:松下家電研究開發（杭州）有限公司, 杭州松下家用電器有限公司