[发明专利]用于洗衣机的电机制动的设备和方法

说明书

一种用于洗衣机的电机制动单元在防止对DC链中的电容器过度充电的同时可提供高的制动效率。电机制动单元基于电机的速度来确定将被提供至电机的电流。电机制动单元参照基准电压动态地监测电容器上的电压。如果电容器电压低于基准电压，则增加电流分量Iq以便增加制动扭矩；并且如果电容器电压大于基准电压，则减小电流Iq分量以防止电机对电容器过度充电。

技术领域

本发明涉及一种洗衣机，且特别地涉及一种用于洗衣机的电机制动机构。

背景技术

洗衣机市场中存在着需要洗衣机提供操作多样性的多种选项的趋势。多种操作多样性的实现需要对洗衣机的电机进行精确控制。

通常，洗衣机使用电机和控制单元来驱动洗涤桶进行旋转。为了精确控制电机，通常会使用逆变器。图1是示出洗衣机中的包括逆变器的电机控制系统的构造的框图。

参照图1，常规的电机控制系统包括将AC功率源整流成DC(直流)功率的整流单元101以及存储由整流单元101整流的功率并提供稳定的DC功率的电容器102。

稳定的DC功率被提供至逆变器103，并进而通过晶体管被提供至电机105。此外，为了防止在电机制动期间对直流链电容器(DC link capacitor)102过度充电，电机控制系统使用电压检测单元104来检测电容器102上的电压。所检测的电压值被发送至微型计算机107。

为了控制电机105，通过传感器106来检测电机105的定子电流以及转子位置，并且所检测的信息也被发送至微型计算机107。微型计算机107将晶体管的开/关信号传输至逆变器103，以允许逆变器103基于电容器102上的电压、电机105的定子电流和转子位置信息向电机105提供所需的电压。

在洗衣机工作时，电机105驱动洗涤桶旋转。当洗涤桶依照如洗涤操作模式中规划的方式停止旋转时，电机105被制动。为了使电机制动，电流被提供至电机105，以产生用于制动扭矩的反电动势。该反电动势试图使电机105沿反方向旋转。

在这种情况下，可通过被启动以用于电机105的制动转矩的晶体管将基于电机105的反电动势产生的能量传输至功率单元。该能量可被充电至DC链电容器102中。电压检测单元104感测电容器102上的电压，并将所感测的值发送至微型计算机107。

作为响应，微型计算机107确定电容器102上的电压是否超出预定限制。如果是，微型计算机107进行操作以通过将从电机105中产生的能量转移至电容器102减小电机105的制动扭矩。如果电容器102的电压低于限制，则保持制动扭矩，直至电机105停止。在制动操作中，由电动机105产生的能量通过对电容器102进行充电而被耗散。在洗衣机的常规电机控制系统中，在电机制动期间，对电容器102重复进行如上所述的充电和放电。

遗憾的是，在洗衣机的高速操作期间，微型计算机107不能产生最佳的制动扭矩。这是因为，由于包括电机105的设计状态、电容器102上的容许电压限制和对电机105的反电动势的影响在内的各种因素，被提供至电机105的电压下降。

更具体地，如图2所示，Imax 200对应于为保护逆变器103和电机105而设定的电流限制，Vmax 202对应于在电机的给定速度的情况下基于DC链电容器102上的电压可被提供至电机105的电流的范围。功率限制Pg＝Pr 204对应于如下制动操作点，在该操作点，洗涤桶在电机105的转子中产生的功率等于内部绕组电阻消耗的功率，使得被传输至电容器102的功率等于0。

因此，稳定制动操作的操作点应当位于对应于电流限制200的图形圆圈和对应于电压限制202的图形圆圈内。优选地，操作点位于表示功率限制204的圆周上，使得被传输至电容器102的功率等于0。另外，为了快速制动，在满足上述三个条件的范围内，电机105应当在q轴的负方向上具有最大电流，使得电机105可产生最大制动扭矩。例如，鉴于以上三个条件，当电机105以400rpm旋转时，图2的划圈数字①中的制动操作点可以为最佳制动操作点。