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滚筒洗衣机电动机调速工作原理分析

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滚筒洗衣机只有洗涤、脱水两种速度,双速电机就能满足需要,近年来,不少新型滚筒洗衣机都具有两种以上的速度,并使用了可调速的电机。

家用滚筒洗衣机用于调速的电机有感应电动机(仍称双速电动机)和单相串励电动机(简称串励电动机),其结构与传统滚筒洗衣机的双速电动机相同,均采用调压方式调速。

1.双速电机调速原理

1.电动程控滚筒洗衣机

(1)有级调速电路小雅XQG50-428G型洗衣机的调速电路如图1所示。图中所示开关均为电程序控制器的触点开关:K-K1、K2为洗涤、脱水操作切换开关,1-1T、1B为快轴触点,分别用来控制洗涤电机L(即双速电机低速绕组)的正、反转。S-S2、S3为调速开关,K-K1、K2与S.S2、S3组成调速开关组。洗涤时,K-K1接通,电机L工作;脱水时,K-K2接通,脱水电机C(即双速电机高速绕组)工作。

电路中,脚(5)为速度设定信号输入端,脚(5)与脚(9)(VCC端)之间由四个电阻组成电阻网络,脚(5)与脚(9)之间接入不同的阻值,可得到不同速度对应的参考电压。当K-K1导通,S处于中间位置时,脚(5)与脚(9)之间接入一个4.3kΩ的电阻,洗涤电机L带动滚筒以55r/min的转速进行洗涤。当K-K1、S-S2导通时,脚(5)与脚(9)之间接入一个4.3kΩ的电阻,再通过三极管与4.3kΩ电阻并联另一个4.3kΩ和82Ω的电阻,电机L以100r/min的转速带动滚筒做脱水前摆动动作。 当K-K2、S-S2导通时,脱水电机C带动滚筒以400r/min低速旋转脱水。当K-K2、S-S3导通时,接在(5)、(9)脚的电阻一路为4.3kΩ,另一路与4.3kΩ电阻并联的电阻为82Ω、750Ω,电机C带动滚筒以800r/min的转速高速脱水。也就是说,芯片(5)、(9)脚之间接的调速电阻阻值越小,电机转速越高。

电机及测速发电机开始运转后,测速发电机TC将机械转速以电压信号(即取样电压)的形式传送给芯片(12)脚。芯片将设定转速的基准电压与取样电压的差值送至转速增量线性发生器((5)、(6)、(7)脚)、控制放大器((16)脚)和触发脉冲发生器。然后由(13)脚输出触发脉冲,控制晶闸管的导通角,使加在电机上的电压(调速板1号端子与A号端子之间的电压)发生变化,使其达到设定的转速。

(2)无级调速电路

双速电机采用带开关的可调电阻调速器,实现无级调速。图2为868洗衣机调速电路,其中S4为电程序控制器的一组触点。洗涤时,s4的24、4、04触点均处于断开状态,调速芯片通过调速板上的定值电阻来调节洗涤电机L的转速。可见,电机L只有一个转速,洗涤、漂洗、脱水时滚筒以相同的转速旋转。

脱水时有低速、高速两种速度,低速脱水时程序控制器触点24-04闭合,使调速板(4)、(5)端子导通,调速板上的定值电阻接至转速设定电路,芯片输出的触发脉冲控制调速板1端子输出的电压,使设定的电压加到脱水电机C上,C的转速为550r/min。

当洗衣机最后一次脱水时,程序控制器触点24-4闭合,使调速板(3)、(5)经调速器ST接通,ST的电阻接通转速设定电路。碳膜电阻阻值调至最小时,电机转速最高(850r/min)。这样,脱水转速可在550r/min~850r/min范围内连续调节。

电脑控制滚筒洗衣机双速电机的调速是由单片机完成的,单片机内存储着与电机转速相对应的基准电压。双速电机启动后,测速发电机以同一转速运转,并将该转速的取样电压通过端子输入给单片机。当单片机检测到的取样电压等于对应的基准电压时,表明双速电机的转速已达到设定值,电脑板传送给电机的电压不再变化,电机按设定的转速工作。

2.串励电动机调速原理

串激电机多用于滚筒洗衣机、烘干机,也是采用调速板来调速,调速原理与双速电机相同,下面举例介绍串激电机的调速原理。

1、分级调速原理

有级调速是利用电动程序控制器的触点、开关将调速板上的调速电阻接至调速设定电路,达到电机调速的目的。

图3为XQGS0-428洗衣机调速电路图,图中调速板ME上部的电路为转速设定电路,可设定为标准洗涤、轻柔洗涤、低速脱水、高速脱水。调速板下方的电路为串励电动机正反转控制电路,C1为电阻网络(即转速网络)输入端。

洗衣机注满水后,水位开关的常开触点闭合,此时若触发双向可控硅VS导通,则电动机M即可开始运转,可控硅VS的导通角受芯片(13)脚输出的触发脉冲控制,使电动机获得不同的工作电压,从而改变电动机的转速。

调速板ME上芯片(5)脚外侧,连接有若干个调速电阻,连接到相应的接线端子上。这样,在芯片(9)脚与芯片(5)脚之间总共可以连接5个不同阻值的速度设定电路,每个阻值对应电机的一个转速。

2.无级调速原理

图4电路中脱水是通过调速器接入电路,实现无级调速,无级调速范围为400r/min~1100r/min。选择脱水时,操作ST使其触点1~2导通。

当洗衣机排水结束后,水位开关L3复位,此时转速设定电路通过调速开关组至C34端子接在调速板C35端子上,C35端子与芯片(5)脚之间接有定值电阻,对应电机设定转速为400r/min,即低速脱水的转速。

当洗衣机由低速脱水切换到高速脱水时,芯片引脚(5)和(9)之间接的电阻为固定电阻,C36端子与引脚(5)之间接可调电阻。通过改变可调电阻的阻值,可使洗衣机的转速在400r/min-1100r/min之间连续变化,实现无级调速。可调电阻为10kΩ碳膜电阻。

调速板参数为:输入电压187V~250V。频率50Hz,限流器电流8.5A±1.5A,电机热保护器断开温度150%,复位温度90℃。存储温度为-20~C~85~C。端子具有防氧化保护。

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