波輪洗衣機(jī)及其控制方法和動力驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電器制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種波輪洗衣機(jī)、波輪洗衣機(jī)的控制方法和波輪洗衣機(jī)的動力驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球性的能源緊張和環(huán)境污染的加劇，各國政府對于節(jié)能減排的要求日漸提高，作為全球第二大溫室氣體排放國，在今后的發(fā)展中，中國將在節(jié)約能源，減少溫室氣體排放上，承擔(dān)更多的責(zé)任和壓力。白色家電作為家庭生活必不可缺的家居設(shè)施，其更新?lián)Q代周期短，家庭保有基數(shù)大，與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，是日常生活能源消耗的重要部分。因此，近年來各國政府一再提高白電行業(yè)產(chǎn)品的能效標(biāo)準(zhǔn)，期望通過政策施壓，有效降低白色家電在能源方面的消耗。洗衣機(jī)作為白色家電的主要品類之一，受到來自政府和行業(yè)競爭對手的壓力，通過自身技術(shù)提升，在節(jié)能增效方面做出了巨大的進(jìn)步。
[0003]波輪洗衣機(jī)自問世以來，經(jīng)歷市場數(shù)十年考驗(yàn)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，系統(tǒng)功能趨于成熟，但由于洗滌原理為利用衣物與衣物、水流、桶壁以及波輪的摩擦效果來洗滌衣物，存在耗水量大，衣物磨損率較高的問題。目前，市場在售的全自動洗衣機(jī)均為單個波輪結(jié)構(gòu)，在洗滌模式下，通過單個波輪制造水流，水流強(qiáng)度及流向較為單一，洗滌過程用水量大，洗滌效果難以進(jìn)一步提升。同時，對于不同材質(zhì)衣物，僅能夠調(diào)節(jié)洗滌節(jié)拍，洗滌時間和波輪轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)差異化，對于羊毛等易磨損變形的材質(zhì)衣物，依然存在磨損變形的可能性。
[0004]2013年國家頒布新一代能效標(biāo)準(zhǔn)，對于洗衣機(jī)的洗凈比，耗電量，用水量均提出了更高要求，要求洗衣機(jī)進(jìn)一步提高能效水平。隨著居民消費(fèi)水平的提高，衣物材質(zhì)趨向多元化，要求洗衣機(jī)能夠適應(yīng)于不同衣物材質(zhì)，保證洗凈效果的同時，更為呵護(hù)衣物，降低衣物磨損率。因此，在傳統(tǒng)波輪洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，采用新型高效電機(jī)，改進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，制造多維度可調(diào)的立體洗滌水流，進(jìn)而改善洗滌效果，提高能效水平，降低衣物磨損率是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑。
[0005]對于波輪洗衣機(jī)用電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，根據(jù)是否采用變頻控制技術(shù)，可以分為非變頻驅(qū)動系統(tǒng)和變頻驅(qū)動系統(tǒng)。非變頻驅(qū)動系統(tǒng)主要采用電容啟動式單相異步電機(jī)；變頻驅(qū)動系統(tǒng)，主要采用交流異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)。電容啟動式單相異步電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、控制方式易于實(shí)現(xiàn)，然而在啟動過程中需要外部電容建立勵磁磁場，存在無功功率，并且采用可控硅PWM控制，驅(qū)動系統(tǒng)效率較低。交流異步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護(hù)方便，同樣需要由外部提供無功建立磁場，采用矢量控制等變頻驅(qū)動技術(shù)后，驅(qū)動系統(tǒng)效率有較大提升，是交流驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)選方案之一。永磁電機(jī)具有功率密度高、效率高、轉(zhuǎn)子損耗小等特點(diǎn)，磁鋼形狀和種類可靈活設(shè)計，可以根據(jù)應(yīng)用場合和設(shè)計要求，針對性進(jìn)行電機(jī)本體設(shè)計。由于白色家電領(lǐng)域，對于生產(chǎn)成本極為敏感，價格低廉的鐵氧體磁鋼，滿足了家用永磁電機(jī)的設(shè)計要求，因而鐵氧體永磁電機(jī)大量應(yīng)用于波輪及滾桶變頻洗衣機(jī)。
[0006]總之，波輪洗衣機(jī)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動電機(jī)普遍采用單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，根據(jù)轉(zhuǎn)子與波輪的連接方式，主要分為電機(jī)+離合器或者電機(jī)直驅(qū)兩種方式。對于電機(jī)+離合器組合方式，驅(qū)動電機(jī)主要采用單向單相異步電機(jī)或永磁同步電機(jī)，對于直驅(qū)結(jié)構(gòu)電機(jī)主要為永磁同步電機(jī)或者混合勵磁電機(jī)。由于波輪洗衣機(jī)，依賴衣物與水流、桶壁、波輪的摩擦，實(shí)現(xiàn)清洗污漬的效果。然而，無論以上任意一種結(jié)構(gòu)，電機(jī)轉(zhuǎn)向與波輪轉(zhuǎn)向均為一致，洗滌水流效果較為單一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明需要提出一種波輪洗衣機(jī)，該波輪洗衣機(jī)可以獲得多變強(qiáng)勁的洗滌水流，提高衣物的洗凈效果Ο
[0008]本發(fā)明還提出該波輪洗衣機(jī)的控制方法和該波輪洗衣機(jī)的動力驅(qū)動系統(tǒng)。
[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明一方面提出一種波輪洗衣機(jī)，該波輪洗衣機(jī)包括:箱體、內(nèi)桶和外桶；波輪結(jié)構(gòu)，所述波輪結(jié)構(gòu)包括第一波輪和第二波輪；動力驅(qū)動系統(tǒng)，所述動力驅(qū)動系統(tǒng)包括雙轉(zhuǎn)子電機(jī)、第一控制器和第二控制器，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)包括定子、第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子，所述第一轉(zhuǎn)子連接所述第一波輪，所述第二轉(zhuǎn)子連接所述第二波輪，所述第一控制器與所述第二控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；和控制裝置，所述控制裝置根據(jù)用戶指令確定洗衣模式，并根據(jù)所述洗衣模式生成控制信號，所述第一控制器根據(jù)所述控制信號控制所述第一轉(zhuǎn)子以調(diào)節(jié)所述第一波輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，且所述第二控制器根據(jù)所述控制信號以及與所述第一控制器的交互數(shù)據(jù)控制所述第二轉(zhuǎn)子以調(diào)節(jié)所述第二波輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的波輪洗衣機(jī)，采用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，結(jié)合雙波輪結(jié)構(gòu)，通過第一控制器和第二控制器對第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子獨(dú)立控制，可以使得雙波輪結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行模式，從而產(chǎn)生多變的水流效果，與相關(guān)技術(shù)中的單一水流效果相比，可以進(jìn)一步提高衣物洗凈效果Ο
[0011]所述動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括連接裝置，所述定子與所述連接裝置的靜止部分剛性連接，所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子分別與所述連接裝置的可運(yùn)動部分連接，所述第一轉(zhuǎn)子通過所述可運(yùn)動部分連接所述第一波輪，所述第二轉(zhuǎn)子通過所述可運(yùn)行部分連接所述第二波輪。
[0012]其中，在洗滌模式下，所述第一控制器控制所述第一轉(zhuǎn)子以使所述第一波輪轉(zhuǎn)動，且所述第二控制器控制所述第二轉(zhuǎn)子以使所述第二波輪轉(zhuǎn)動，通過雙轉(zhuǎn)子獨(dú)立控制，調(diào)節(jié)雙轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，可以獲得多變的水流效果；在脫水模式下，所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子與所述內(nèi)桶固定連接以同步運(yùn)行。
[0013]其中，所述第一波輪包括第一葉片，所述第二波輪包括第二葉片，其中，所述第一葉片的形狀與所述第二葉片的形狀為非對稱，雙波輪采用不對稱的葉片，則不同方向運(yùn)行時可以產(chǎn)生不同的水流效果。
[0014]具體地，在洗滌模式下，所述第一控制器和所述第二控制器根據(jù)所述控制信號分別獲得所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和w re2,其中，
[0015]在所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子逆向運(yùn)行時，分別調(diào)整所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子的目標(biāo)轉(zhuǎn)速為wrafl’ = Wrafl和W ref2' = W^+Wi，其中，Wi為預(yù)設(shè)參數(shù)；
[0016]在所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子同向運(yùn)行時，分別調(diào)整所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子的目標(biāo)轉(zhuǎn)速為 Wrafl’ = wrafdP w ref2' = wref2-W! o
[0017]具體地，基于雙波輪不同的葉片形狀和轉(zhuǎn)速的不同，所述洗滌模式包括第一洗滌模式、第二洗滌模式、第三洗滌模式和第四洗滌模式，其中，在所述第一洗滌模式時，所述第一波輪以順時針方向運(yùn)行，所述第二波輪以逆時針方向運(yùn)行；在所述第二洗滌模式時，所述第一波輪以逆時針方向運(yùn)行，所述第二波輪以順時針方向運(yùn)行；在所述第三洗滌模式時，所述第一波輪和所述第二波輪均以順時針方向運(yùn)行；以及在所述第四洗滌模式時，所述第一波輪和所述第二波輪均以逆時針方向運(yùn)行。
[0018]通過不同的波輪運(yùn)行組合模式，可以獲得多變的水流效果。
[0019]另外，所述控制裝置還用于根據(jù)用戶指令確定洗滌強(qiáng)度信息，所述第一控制器和所述第二控制器分別根據(jù)所述洗滌強(qiáng)度信息控制所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子以使所述第一波輪和所述第二波輪以所述第一洗滌模式、所述第二洗滌模式、所述第三洗滌模式和所述第四洗滌模式的組合模式運(yùn)行。
[0020]其中，在所述洗滌強(qiáng)度為輕柔洗滌時，所述第一波輪和所述第二波輪以所述第三洗滌模式和所述第四洗滌模式交替的組合模式運(yùn)行；在所述洗滌強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)洗滌時，所述第一波輪和所述第二波輪以階段式的所述第三洗滌模式和所述第四洗滌模式、以及所述第一洗滌模式和所述第二洗滌模式交替的組合模式運(yùn)行；在所述洗滌強(qiáng)度為強(qiáng)力洗滌時，所述第一波輪和所述第二波輪以所述第一洗滌模式和所述第二洗滌模式交替的組合模式運(yùn)行。
[0021]通過將不同洗滌模式下的第一波輪和第二波輪的配合方式靈活組合，可以滿足不同材質(zhì)衣物的洗滌要求。
[0022]基于上述波輪洗衣機(jī)，本發(fā)明另一方面還提出一種波輪洗衣機(jī)的控制方法，其中，所述波輪洗衣機(jī)包括箱體、內(nèi)桶、外桶、第一波輪、第二波輪、動力驅(qū)動系統(tǒng)，所述動力驅(qū)動系統(tǒng)包括雙轉(zhuǎn)子電機(jī)、第一控制器和第二控制器，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)包括定子、第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子，所述第一轉(zhuǎn)子連接所述第一波輪，所述第二轉(zhuǎn)子連接所述第二波輪，所述第一控制器與所述第二控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，所述控制方法包括以下步驟:所述第一控制器和所述第一控制器分別接收所述波輪洗衣機(jī)的控制信號；所述第一控制器根據(jù)所述控制信號控制所述第一轉(zhuǎn)子以調(diào)節(jié)所述第一波輪的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，且所述第二控制器根據(jù)所述控制信號和與所述第一控制器的交互數(shù)據(jù)控制所述第二轉(zhuǎn)子以調(diào)節(jié)所述第二波輪的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的波輪洗衣機(jī)的控制方法，采用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，結(jié)合雙波輪結(jié)構(gòu)，通過第一控制器和第二控制器對第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子獨(dú)立控制，可以使得雙波輪結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行模式，從而產(chǎn)生多變的水流效果，進(jìn)一步提高衣物洗凈效果。
[0024]其中，在洗滌模式下，所述第一控制器控制所述第一轉(zhuǎn)子以使所述第一波輪轉(zhuǎn)動，且所述第二控制器控制所述第二轉(zhuǎn)子以使所述第二波輪轉(zhuǎn)動；在脫水模式下，所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子與所述內(nèi)桶固定連接以同步運(yùn)行。
[0025]具體地，在洗滌模式下，所述第一控制器和所述第二控制器根據(jù)所述控制信號分別獲得所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和w ?2，其中，在所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子逆向運(yùn)行時，分別調(diào)整所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子的目標(biāo)轉(zhuǎn)速為’ = wrefl和^f2’ = w?f2+Wl，其中，Wl為預(yù)設(shè)參數(shù)；在所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子同相運(yùn)行時，分別調(diào)整所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子的目標(biāo)轉(zhuǎn)速為wrafl’ = Wrafl和W ref2' = Wref2-W! Ο
[0026]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第一波輪的葉片的形狀與所述第二波輪的葉片的形狀非對稱，，雙波輪采用不對稱的葉片，則不同方向運(yùn)行時可以產(chǎn)生不同的水流效果。所述洗滌模式包括第一洗滌模式、第二洗滌模式、第三洗滌模式和第四洗滌模式，其中，在所述第一洗滌模式時，所述第一波輪以順時針方向運(yùn)行，所述第二波輪以逆時針方向運(yùn)行；在所述第二洗滌模式時，所述第一波輪以逆時針方向運(yùn)行，所述第二波輪以順時針方向運(yùn)行；在所述第三洗滌模式時，所述第一波輪和所述第二波輪均以順時針方向運(yùn)行；以及在所述第四洗滌模式時，所述第一波輪和所述第二波輪均以逆時針方向運(yùn)行。
[0027]另外，上述方法還包括:根據(jù)用戶指令確定洗滌強(qiáng)度信息，所述第一控制器和所述第二控制器分別根據(jù)所述洗滌強(qiáng)度信息控制所述第一轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子以使所述第一波輪和所述第二波輪以所述第一洗滌模式、所述第二洗滌模式、所述第三洗滌模式和所述第四洗滌模式的組合模式運(yùn)行。
[0028]其中，在所述洗滌強(qiáng)度為輕柔洗滌時，所述第一波輪和所述第二波輪以所述第三洗滌模式和所述第四洗滌模式交替的組合模式運(yùn)行；在所述洗滌強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)洗滌時，所述第一波輪和所述第二波輪以階段式的所述第三洗滌模式和所述第四洗滌模式、以及所述第一洗滌模式和所述第二洗滌模式交替的組合模式運(yùn)行；在所述洗滌強(qiáng)度為強(qiáng)力洗滌時，所述第一波輪和所述第二波輪以所述第一洗滌模式和所述第二洗滌模式交替的組合模式運(yùn)行。
[0029]通過將不同洗滌模式下的第一波輪和第二波輪的配合方式靈活組合，可以滿足