ES2214668T3 - Control de velocidad de motor para lavadoras. - Google Patents
Control de velocidad de motor para lavadoras.Info
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Abstract
UNA MAQUINA LAVADORA COMPLETAMENTE AUTOMATICA CON MOTOR ELECTRICO (15) PARA IMPULSAR UN AGITADOR (5) Y UN TAMBOR DE DESHIDRATACION (4) INCLUYE UN CIRCUITO INVERSOR PRINCIPAL (26) QUE INCLUYE UNA PLURALIDAD DE ELEMENTOS CONMUTADORES (29A A 29F) CONECTADOS A BOBINADOS (32U, 32V, 32W) DE UNA PLURALIDAD DE FASES DEL MOTOR (15) RESPECTIVAMENTE, Y UNA SECCION DE CONTROL (35) PARA EXCITAR LOS ELEMENTOS CONMUTADORES (29A A 29F) DEL CIRCUITO INVERSOR PRINCIPAL (26). LA SECCION DE CONTROL (35) INCLUYE MEDIOS (23) PARA EJECUTAR UN CONTROL DEL CAMBIO DE LA VELOCIDAD EN EL CUAL SE CAMBIA UNA VELOCIDAD ROTACIONAL DEL MOTOR (15) ENTRE UNA PLURALIDAD DE VELOCIDADES DURANTE LA EXCITACION DEL MOTOR (15) EN AL MENOS UNO DE LOS PASOS DE FUNCIONAMIENTO ENTRE UN PASO DE LAVADO Y UN PASO DE DESHIDRATACION FINAL ANTES DE QUE EL MOTOR ALCANCE LA VELOCIDAD FINAL DE OBJETIVO.
Description
Control de velocidad de motor para lavadoras.
La presente invención se refiere en general a una
lavadora que incluye un motor eléctrico para accionar una cuba
giratoria y un agitador, y más particularmente para el control del
ritmo de aumento de la velocidad del motor en dicha lavadora.
Las lavadoras convencionales comprenden un motor
de inducción monofásico de tipo condensador para accionar un
agitador y una cuba giratoria que actúan ambos como cuba de lavado y
cuba de deshidratación. Se aplica al motor el voltaje de una fuente
de alimentación comercial CA después de alimentar la misma. Por
consiguiente, la velocidad de giro del motor aumenta rápidamente
hacia un valor determinado según la frecuencia de la fuente de
alimentación comercial CA y el número de polos del motor.
La cuba giratoria oscila considerablemente al ser
girada o vibra produciendo de este modo ruido en una operación de
deshidratación cuando la colada se distribuye de forma no uniforme
en la cuba giratoria. Para superar este problema, la técnica
anterior ha proporcionado una lavadora en la que la velocidad del
motor se conmuta en una pluralidad de fases mediante un cambio de
tomas o un control de fase de manera que la velocidad del motor se
aumenta por etapas. No obstante, en estas formas de control, la
velocidad del motor se sigue aumentando rápidamente por incrementos
de tal manera que el motor produce ruido electromagnético o la cuba
giratoria vibra. Consecuentemente, no se puede conseguir una
reducción deseada del ruido.
Los documentos
US-A-4856301,
US-A-4513464,
FR-A-2425494 y
EP-A-1164217 describen máquinas
lavadoras que constituyen la técnica anterior correspondiente a la
presente solicitud. De forma detallada, el documento
US-A-4856301 describe una máquina
lavadora que incluye un motor eléctrico para accionar un agitador y
una cubra de deshidratación, un circuito principal inversor que
incluye una pluralidad de elementos de conmutación conectados,
respectivamente, a devanados de una pluralidad de fases del motor, y
una sección de control para accionar los elementos de conmutación
del circuito principal inversor, con lo cual la sección de control
incluye medios para ejecutar un control de la variación del aumento
de la velocidad en el que la velocidad de giro del motor se cambia
entre una pluralidad de ritmos de aumento durante el accionamiento
del motor en por lo menos una de las etapas de funcionamiento entre
una etapa de lavado y una etapa final de deshidratación antes de que
el motor alcance una velocidad objetivo final. Los documentos
FR-A-2425495 y
EP-A-1164217 describen
sustancialmente la misma materia en cuestión. Además, el documento
US-A-4513464 mencionado
anteriormente describe una lavadora que comprende unos medios de
detección de la no uniformidad giratoria.
No obstante, en cualquiera de estos documentos
los medios para cambiar un ritmo de aumento de la velocidad en un
ritmo de aumento de la velocidad diferente se hacen funcionar
basándose en el tiempo o sobre la base de un desequilibrio detectado
del tambor. Es decir, el ritmo de aumento de la velocidad se cambia
después de que transcurra un intervalo de tiempo predeterminado o
después de la reducción del desequilibrio a un valor
predeterminado.
Por esta razón, un objeto de la presente
invención es proporcionar una lavadora en la que se puede evitar un
aumento rápido de la velocidad del motor y en la que se puede
conseguir una reducción deseada del ruido.
Según la presente invención el objeto anterior se
consigue por medio de una lavadora según la reivindicación 1. Las
reivindicaciones dependientes se refieren a otros aspectos
ventajosos de la presente invención.
A continuación se describirá la invención,
simplemente a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos
adjuntos, en los cuales:
la Fig. 1 es un diagrama de flujo que muestra el
contenido del control en la etapa de deshidratación ejecutada por el
dispositivo de control de una primera realización según la presente
invención;
la Fig. 2 muestra velocidades objetivo de giro
del motor fijadas por el microordenador;
la Fig. 3 es una gráfica que muestra
características de aumento de la velocidad del motor en la etapa de
deshidratación;
las Figs. 4A y 4B son esquemas de circuitos que
muestran la disposición eléctrica de la lavadora;
la Fig. 5 es una sección longitudinal de la
lavadora;
la Fig. 6 es un diagrama de flujo similar a la
Fig. 1, que muestra una segunda realización de la invención;
la Fig. 7 muestra períodos de tiempo
predeterminados que comienzan con la alimentación del motor y los
ritmos de aumento durante los periodos de tiempo;
la Fig. 8 es una gráfica similar a la Fig. 3;
la Fig. 9 es un diagrama de flujo similar a la
Fig. 1, que muestra una tercera realización según la presente
invención;
la Fig. 10 muestra los periodos de tiempo de
referencia y los ritmos de aumento;
la Fig. 11 es una vista similar a la Fig. 3;
la Fig. 12 es un diagrama de flujo similar a la
Fig. 1, que muestra una cuarta realización según la presente
invención;
la Fig. 13 muestra periodos de tiempo
predeterminados que comienzan con la alimentación del motor y los
ritmos de aumento durante los periodos de tiempo en una quinta
realización según la presente invención; y
la Fig. 14 es una gráfica similar a la Fig. 3,
que muestra las características de aumento de la velocidad del motor
en la etapa de deshidratación en la quinta realización según la
invención.
A continuación se describirá una primera
realización de la presente invención haciendo referencia a las Figs.
1 a 5. La invención se aplica a una lavadora totalmente automática
en la realización. Haciendo referencia en primer lugar a la Fig. 5,
se muestra la construcción global de la lavadora totalmente
automática. La lavadora comprende una caja exterior 1 que encierra
una cuba exterior o receptora 2 de agua que recibe el agua
descargada en una operación de deshidratación. La cuba receptora 2
de agua está suspendida en una pluralidad de mecanismos 3 de
suspensión elástica, mostrándose uno de ellos. Una cuba giratoria 4
que actúa al mismo tiempo como cuba de lavado y como cesta de
deshidratación está montada giratoriamente en la cuba receptora 2 de
agua. Un agitador 5 esta montado giratoriamente en el fondo de la
cuba giratoria 4.
La cuba giratoria 4 incluye un cuerpo 4a de cuba
genéricamente cilíndrico, un cilindro interior 4b dispuesto en el
interior del cuerpo 4a de la cuba para delimitar un espacio de paso
del agua, y un anillo equilibrador 4c montado en un extremo superior
del cuerpo 4a de la cuba. Al girar la cuba giratoria 4, una fuerza
centrífuga resultante hace subir el agua en su interior, que a
continuación se descarga hacia la cuba receptora 2 de agua a través
de orificios de deshidratación (no mostrados) formados en la parte
superior del cuerpo 4a de la cuba.
Tal como se observa en la Fig. 5, en el fondo
derecho de la cuba receptora 2 de agua se ha formado un orificio 6
de drenaje. Una válvula 7 de drenaje está dispuesta en el orificio 6
de drenaje. Una manguera 8 de drenaje está conectada con el orificio
6 de drenaje. La válvula 7 de drenaje es una válvula accionada por
motor que se cierra y se abre por medio de un motor 9 de válvula de
drenaje (ver Fig. 3B) que actúa como medios de accionamiento de la
válvula de drenaje. El motor 9 de válvula de drenaje comprende, por
ejemplo, un motor engranado. Tal como se observa en la Fig. 5, en el
fondo izquierdo de la cuba receptora 2 de agua se ha formado un
orificio 10 de drenaje auxiliar. El orificio 10 de drenaje auxiliar
está conectado a través de una manguera de conexión (no mostrada)
con la manguera 8 de drenaje. El orificio 10 de drenaje auxiliar se
proporciona para el agua de descarga que ha sido descargada a través
de los orificios de deshidratación en la parte superior de la cuba
giratoria 4 hacia la cuba receptora 2 de agua al producirse el giro
de la cuba giratoria 4 para la operación de deshidratación.
Haciendo referencia adicionalmente a la Fig. 5,
una base 11 del mecanismo está montada en un fondo externo de la
cuba receptora 2 de agua. En la parte central de la base 11 del
mecanismo se ha formado un cilindro 12 de soporte del árbol que se
extiende verticalmente. Un árbol hueco 13 de la cuba está insertado
en el cilindro 12 de soporte del árbol para ser sostenido para
girar. Un árbol 14 del agitador está insertado en el árbol 13 de la
cuba para ser sostenido para girar. El árbol 14 del agitador tiene
un extremo superior conectado con el agitador 5.
Un motor 15 sin escobillas del tipo con rotor
externo que actúa, por ejemplo, como motor de la lavadora está
montado en la base 11 del mecanismo. Un extremo inferior del árbol
14 del agitador que se extiende hacia abajo fuera del árbol 13 de la
cuba está conectado a un rotor (no mostrado) del motor 15. Por
consiguiente, el agitador 5 se hace girar junto con el rotor al
producirse el arranque del motor 15.
Un embrague (no mostrado) está dispuesto en el
extremo inferior del árbol 13 de la cuba para realizar el
acoplamiento y el desacoplamiento entre el árbol 13 de la cuba y el
rotor del motor 15. El embrague tiene una función de conmutación
entre un primer modo en el que el árbol 13 de la cuba está acoplado
operativamente al rotor del motor 15 en la operación de
deshidratación, de manera que la cuba giratoria 4 se hace girar
junto el agitador 5 y un segundo modo en el que el árbol 13 de la
cuba se desacopla con respecto al rotor en la operación de lavado
de manera que solamente se hace girar el agitador 5.
A continuación se describirá una disposición
eléctrica de la lavadora haciendo referencia a las Figs. 4A y 4B.
Ambos terminales de una fuente 16 de alimentación CA están
conectados a terminales de entrada de un circuito rectificador 18 de
onda completa, estando conectada una bobina 17 de reactancia a uno
de los terminales. Unos condensadores 19a y 19b de filtrado están
conectados entre terminales de salida del circuito rectificador 18
de onda completa. Los condensadores 19a y 19b de filtrado y el
circuito rectificador 18 de onda completa constituyen un circuito 20
de fuente de alimentación CC. Un circuito regulador 24 de voltaje
está conectado entre las líneas 21 y 22 de alimentación de los lados
positivo y negativo que actúan como líneas de salida del circuito 20
de fuente de alimentación CC. El circuito regulador 24 de voltaje
suministra un voltaje CC constante a un microordenador 23 que actúa
como sección de control, etc. Un terminal 21T de salida de la línea
21 de alimentación del lado positivo está conectado a través de un
terminal normalmente abierto (NA) y un terminal común (COM) de un
conmutador 25 de relé que actúa como medios de conmutación a un
terminal 27T de entrada de una línea 27 de alimentación CC del lado
positivo de un circuito principal inversor 26. El otro terminal 22T
de salida está conectado a un terminal 28T de entrada de una línea
28 de alimentación CC del lado negativo del circuito principal
inversor 26.
El circuito principal inversor 26 está compuesto
por elementos 29a a 29f de conmutación conectados en puente
trifásicos que comprenden unos respectivos transistores IGBT y los
diodos 30a a 30f de rueda libre conectados en paralelo a los
respectivos elementos 29a a 29f de conmutación. El circuito
principal inversor 26 tiene unos terminales 31u, 31v y 31w de salida
conectados, respectivamente, a unos devanados 32u, 32v y 32w del
motor 20. Los elementos 29a a 29f de conmutación incluyen terminales
o puertas de control conectados a la circuitería 33 de accionamiento
que comprende, por ejemplo, fotoacopladores. La circuitería 33 de
accionamiento está controlada por señales entregadas desde un
circuito 34 de modulación por anchura de impulsos (PWM) para de este
modo controlar la activación on-off de los elementos
29a a 29f de conmutación. El circuito PWM 34 está provisto de medios
para generar una señal de onda triangular que tiene una frecuencia
predeterminada. Basándose en las señales Du, Dv y Dw de alimentación
suministradas desde el microordenador 23, el circuito PWM 34 forma
las señales Up, Un, Vp, Vn, Wp y Wn de accionamiento moduladas por
anchura de impulsos de manera que unas corrientes sinusoidales de
los devanados fluyen a través de los devanados trifásicos 32u, 32v y
32w del motor 15, siendo entregadas dichas señales de accionamiento
a la circuitería 33 de accionamiento. El circuito 20 de fuente de
alimentación CC, el circuito principal inversor 26, la circuitería
33 de accionamiento y el circuito PWM 34 constituyen los medios 35
de control.
El motor 15 sin escobillas está provisto de tres
CI de efecto Hall 36a, 36b y 36c que actúan como medios de detección
de la posición para detectar las ubicaciones de polos magnéticos de
imanes permanentes del rotor del mismo para de este modo detectar la
posición del rotor. La señales Ha, Hb y Hc de posición generadas por
los respectivos CI de efecto Hall 36a a 36c son entregadas al
microordenador 23.
Basándose en las señales Ha, Hb y Hc de posición,
el microordenador 23 entrega las señales Du, Dv y Dw de alimentación
al circuito PWM 34. Basándose en las señales Du, Dv y Dw de
alimentación, el circuito PWM 34 entrega las señales Up, Un, Vp, Vn,
Wp y Wn de accionamiento para controlar los elementos 29a a 29f de
conmutación del circuito principal inversor 26. Consecuentemente, el
motor 15 se alimenta de manera que los devanados 32u, 32v y 32w del
mismo tienen una diferencia de fase de 120 grados (ángulo eléctrico)
entre ellos. Las señales Up y Un de accionamiento se usan para el
control on-off de los elementos 29a y 29b de
conmutación conectados cada uno de ellos al devanado 32u de fase U.
Las señales Vp y Vn de accionamiento se usan para el control
on-off de los elementos 29c y 29d de conmutación
conectados cada uno de ellos al devanado 32v de fase V. Las señales
Wp y Wn de accionamiento se usan para el control
on-off de los elementos 29e y 29f de conmutación
conectados cada uno de ellos al devanado 32w de fase W.
Además el microordenador 23 detecta una velocidad
de giro del motor 15 sobre la base de una temporización de entrada
de cualquiera de las señales Ha, Hb y Hc de posición. A continuación
el microordenador 23 entrega al circuito PWM 35 una señal Sd de
trabajo según la desviación entre la velocidad detectada y una
velocidad de mando. El circuito PWM 35 controla la activación
on-off de los elementos 29a a 29f de conmutación por
medio de una relación de trabajo ON según la señal Sd de trabajo, de
manera que la velocidad del motor 15 es controlada por el control
PWM.
El motor 15 se hace girar repetidamente de forma
alternativa en las direcciones normal e inversa durante un periodo
de tiempo predeterminado que incluye un periodo de tiempo de parada
preseleccionado en la operación de lavado y se hace girar en una
dirección para girar la cuba giratoria 4 durante un periodo de
tiempo fijado en la operación de deshidratación. El motor 15 se
controla de manera que su velocidad de giro se aumenta a un ritmo
de aumento predeterminado en los giros normal e inverso en la
operación de lavado y el giro del mismo en la operación de
deshidratación. Para este control del aumento de la velocidad, el
microordenador 23 controla las amplitudes de salida de las señales
Up, Un, Vp, Vn, Wp y Wn de accionamiento que son ondas moduladas, de
manera que los valores eficaces de los voltajes de salida del
inversor son diferentes en cada uno de los ritmos de aumento de la
velocidad \DeltaN1, \DeltaN2 y \DeltaN3 los cuales se
describirán posteriormente.
El conmutador 25 de relé tiene un terminal
normalmente cerrado (NC) así como los terminales NA y COM. El
conmutador 25 de relé es accionado por un circuito de accionamiento
de relé (no mostrado) controlado por el microordenador 23. El
circuito de accionamiento del relé alimenta una bobina de relé (no
mostrada) del conmutador 25 de relé en el momento del inicio de la
operación de lavado para de este modo cerrar un circuito entre los
terminales NA y COM, con lo cual el circuito principal inversor 26
está conectado con el circuito 20 de fuente de alimentación CC. El
circuito de accionamiento del relé deja de alimentar la bobina de
relé en el momento de finalizar la operación de deshidratación
ejecutada en medio de la operación de lavado y en el momento de
finalizar la operación de lavado con el final de una operación de
deshidratación final. Como consecuencia, el circuito entre los
terminales NA y COM del conmutador 25 de relé está abierto y un
circuito entre los terminales COM y NC está cerrado.
Un diodo 37 de recuperación está conectado entre
los terminales NA y COM del conmutador 25 de relé. Cuando el
circuito entre los terminales NA y COM está cerrado, los devanados
32u, 32v y 32w del motor 15 sin escobillas están conectados a través
del diodo 37 de recuperación con el circuito 20 de fuente de
alimentación CC. Por consiguiente, el motor 15 sin escobillas
funciona como generador para producir una fuerza de frenado. En este
caso, las corrientes inducidas en los respectivos devanados 32u, 32v
y 32w fluyen a través del diodo 37 de recuperación hacia el lado del
circuito 20 de fuente de alimentación CC.
Una resistencia 38 de descarga y un elemento 39
de conmutación de descarga están conectados en serie entre el
terminal NC del conmutador 25 de relé y la línea 28 de alimentación
del lado negativo del circuito principal inversor 26. El elemento 39
de conmutación de descarga es controlado a través de un circuito 40
de accionamiento que comprende un fotoacoplador por medio del
microordenador 23. Un circuito divisor 41 de voltaje detecta el
voltaje entre las líneas 27 y 28 de alimentación de los lados
positivo y negativo. El microordenador 23 activa el elemento 39 de
conmutación de descarga cuando un voltaje detectado es un valor
predeterminado o superior al mismo. A continuación, las corrientes
inducidas en los respectivos devanados 32u, 32v y 32w fluyen a
través de la resistencia 38 de descarga para convertirse en energía
térmica, con lo cual el motor 15 sin escobillas se frena.
El microordenador 23 recibe señales desde varios
conmutadores 42 de operaciones, un conmutador 43 de la tapa, un
sensor 44 del nivel de agua, etc. Basándose en estas señales de
entrada y en un programa almacenado previamente, el microordenador
23 controla una válvula 45 de suministro de agua, el motor 9 de la
válvula de drenaje, etc.
En la realización, la operación de lavado incluye
una etapa de lavado que incluye el suministro de agua, la operación
de lavado y el drenaje, una etapa de deshidratación intermedia en la
que la cuba giratoria 4 se hace girar de manera que se elimina el
líquido de lavado de la colada, una etapa de enjuague por chorros
en la que la colada se enjuaga con el giro de la cuba 4 y con el
vertido de agua sobre la colada, una etapa de enjuague y de
deshidratación, una etapa de enjuague por acumulación de agua que
incluye el suministro de agua, una operación de enjuague y el
drenaje, y una etapa de deshidratación final en la que la cuba 4 se
hace girar de manera que el líquido de lavado se elimina de la
colada, en esta secuencia.
En el inicio de la operación de lavado, se
detecta la cantidad de la colada antes del suministro de agua en la
etapa de lavado. En la detección de la cantidad de la colada, dicha
colada se aloja en la cuba giratoria 4 y el agitador 5 se hace girar
sin suministro de agua. Como la velocidad de giro del agitador 5 o
el motor 15 sin escobillas es baja cuando la cantidad de la colada
es grande, el microordenador 23 detecta la cantidad de la colada
(cantidad de carga) sobre la base de la velocidad del motor 15 sin
escobillas. Basándose en la información obtenida mediante la
detección de la cantidad de colada, el microordenador 23 fija un
nivel de agua en la cuba giratoria 4 (cuba receptora 2 de agua) para
la operación de lavado entre ALTO, MEDIO y BAJO y además fija
periodos de tiempo de ejecución de las respectivas etapas. Además,
en cada etapa de deshidratación se fija con respecto al control de
velocidad del motor 15 una pluralidad de velocidades objetivo que
incluyen una final. El microordenador 23 fija estas velocidades
objetivo según la información obtenida a partir de la detección de
la cantidad de colada tal como se muestra en las Figs. 2 y 3. En la
Fig. 2, ALTO, MEDIO y BAJO en la columna de cantidad de colada
designan niveles de agua según la cantidad de colada. DESHIDRATACIÓN
1 en la columna de etapa designa la etapa de deshidratación
intermedia subsiguiente a la etapa de lavado. DESHIDRATACIÓN 2
designa la etapa de enjuague y deshidratación subsiguiente a la
etapa de enjuague por chorros. DESHIDRATACIÓN 3 designa la
deshidratación final subsiguiente a la etapa de enjuague por
acumulación de agua. En la realización, las velocidades objetivo de
tres fases N1 a N3 que incluyen la velocidad objetivo final se fijan
para las etapas de DESHIDRATACIÓN 1 a 3 tal como se muestra en la
Fig. 3. Además, los ritmos de aumento de la velocidad del motor 15
en los periodos durante los cuales el motor alcanza las velocidades
objetivo se conmutan a diferentes valores, respectivamente.
En la Fig. 3, el signo de referencia \DeltaN1
designa un ritmo de aumento de la velocidad hasta que se alcanza la
velocidad objetivo N1 en las DESHIDRATACIONES 1 a 3. El signo de
referencia \DeltaN2 designa un ritmo de aumento de la velocidad
entre las velocidades objetivo N1 y N2. El signo de referencia
\DeltaN3 designa un ritmo de aumento de la velocidad entre las
velocidades objetivo N2 y N3. En la realización, cada uno de los
ritmos de aumento de la velocidad \DeltaN1, \DeltaN2 y
\DeltaN3 se muestra por un número de revolución aumentado por
segundo, y la relación entre los ritmos de aumento se muestra como
\DeltaN1>\DeltaN2>\DeltaN3.
A continuación se describirá el control de la
velocidad de giro del motor 15 en las DESHIDRATACIONES 1 a 3
haciendo referencia a la Fig. 1. Cuando se avanza hacia la etapa de
deshidratación, el microordenador 23 inicia una operación de
temporización de un temporizador que actúa como medios de
temporización en la etapa S1 y fija el ritmo de aumento de la
velocidad \DeltaNx en \DeltaN1 en la etapa S2. En la etapa S3,
el microordenador 23 fija un régimen de trabajo ON de los elementos
29a a 29f de conmutación a un valor predeterminado D0 de manera que
los valores eficaces de los voltajes aplicados a los devanados 32u a
32w producen el ritmo de aumento de la velocidad \DeltaN1. El
microordenador 23 inicia la alimentación del motor 15 sobre la base
de las condiciones fijadas.
Seguidamente, el microordenador 23 avanza hacia
la etapa S4 para detectar la velocidad Nt del motor 15 a intervalos
de un segundo. En la etapa S5, el microordenador 23 obtiene la
diferencia n=(Nt-Nt-1) entre la
velocidad detectada en ese momento Nt y la velocidad detectada
previamente Nt-1. A continuación el microordenador
23 avanza hacia la etapa S6 para determinar si -5 rpm\leqn\leq+5
rpm. Cuando la diferencia n está dentro de los márgenes, el
microordenador 23 toma una decisión afirmativa (SÍ en la etapa S6),
avanzando hacia la etapa S7 para mantener el régimen de trabajo D en
el valor D0 fijado en la etapa S3. Cuando en la etapa S6 se toma una
decisión negativa, el microordenador 23 avanza hacia la etapa S8
para determinar si -15 rpm\leqn<-5 rpm o +5 rpm<n\leq+15
rpm. Cuando la diferencia n está dentro de cualquiera de los
márgenes, el microordenador 23 toma una decisión afirmativa (SÍ en
la etapa S8), avanzando hacia la etapa S9 para cambiar el régimen de
trabajo D0 fijado en la etapa S8 dentro de unos márgenes de \pm1
h. Cuando en la etapa S8 se toma una decisión negativa, el
microordenador 23 avanza hacia la etapa S10 para cambiar el régimen
de trabajo D0 dentro de los márgenes de \pm3h. "\pm1h" o
"\pm3h" representa un grado de aumento o reducción del
régimen de trabajo.
Después de cambiar el régimen de trabajo D0
según la diferencia n, el microordenador 23 detecta la velocidad del
motor 15 en la etapa S11 y a continuación avanza hacia la etapa S12
para determinar si la velocidad detectada N es inferior a N1. Cuando
la velocidad detectada N es inferior a N1, el microordenador 23 toma
una decisión afirmativa en la etapa S12, volviendo a la etapa S3.
Seguidamente, el microordenador 23 repite las etapas 3 a 12. Cuando
la velocidad del motor 15 es igual o superior a N1, el
microordenador 23 toma una decisión negativa, avanzando hacia la
etapa S13 para determinar si la velocidad N es igual o superior a N1
e inferior a N2. Cuando la velocidad N es inferior a N2, el
microordenador 23 toma una decisión afirmativa (SÍ en la etapa S13)
y avanza hacia la etapa S14 para cambiar el ritmo de aumento de la
velocidad \DeltaNx de \DeltaN1 a \DeltaN2, volviendo a la
etapa S3. Seguidamente, el microordenador 23 repite las etapas S3 a
S14.
Cuando la velocidad N del motor 15 alcanza N2, el
microordenador 23 toma una decisión negativa (NO en la etapa S13),
avanzando hacia la etapa S15 para determinar si la velocidad N es
igual o superior a N2 e inferior a N3. Cuando N es inferior a N3, el
microordenador 23 toma una decisión afirmativa (SÍ en la etapa S15),
avanzando hacia la etapa S16 para cambiar el ritmo de aumento
\DeltaNx de \DeltaN2 a \DeltaN3. A continuación el
microordenador 23 vuelve a la etapa S3 para repetir las etapas S3 a
S16.
Cuando la velocidad detectada es igual o superior
a N3, el microordenador 23 toma una decisión negativa (NO en la
etapa S15) y avanza hacia la etapa S17 para fijar el ritmo de
aumento de la velocidad \DeltaNx a 0 de manera que se mantiene
N3. A continuación el microordenador 23 avanza hacia la etapa S18
para introducir el tiempo medido desde el temporizador y
posteriormente hacia la etapa S19 para determinar su el tiempo
medido ha alcanzado el tiempo fijado de la etapa de deshidratación,
volviendo seguidamente a la etapa S3. Cuando el contador cuenta el
tiempo fijado, el microordenador 23 toma una decisión afirmativa
(SÍ en la etapa S19), deteniendo el motor 15 para de este modo
finalizar la etapa de deshidratación.
Según la realización anterior, la velocidad de
giro del motor 15 aumenta con la fijación del ritmo de aumento de la
velocidad \DeltaNx al valor predeterminado desde el inicio de la
alimentación del motor. Consecuentemente, como se evita que la
velocidad del motor aumente rápidamente, se puede reducir el ruido
del motor. Además, el ritmo de aumento cambia de \DeltaN1 a
\DeltaN2 y de \DeltaN2 a \DeltaN3. Consecuentemente, se puede
fijar un ritmo óptimo de aumento de la velocidad según la carga. Por
ejemplo, la colada contiene una gran cantidad de agua en la fase
inicial de la deshidratación. En este caso, \DeltaN1 se hace más
grande de manera que aumenta la cantidad de agua a eliminar de la
colada. Cuando la velocidad del motor alcanza N1, el ritmo de
aumento de la velocidad se reduce hasta \DeltaN2 de manera que la
velocidad del motor puede eludir una gama de velocidades de
resonancia de la cuba giratoria 4, en armonización con la cantidad
de agua a eliminar de la colada. Seguidamente, el ritmo de aumento
se reduce adicionalmente hasta \DeltaN3 cuando la velocidad del
motor alcanza N2. De este modo, la velocidad del motor se puede
mantener uniformemente a N3 ya que la velocidad de giro de la cuba 4
no supera excesivamente N3.
El microordenador 23 detecta la velocidad de giro
del motor 15 a intervalos predeterminados, por ejemplo, a intervalos
de un segundo para obtener el ritmo de aumento de la velocidad. El
microordenador 23 cambia el régimen de trabajo ON de PWM según el
ritmo de aumento de la velocidad obtenido. Esta forma de control
reduce las variaciones de tiempo que requiere la velocidad de giro
de la cuba 4 para aumentar hasta \DeltaN3. Consecuentemente, se
puede conseguir un alto rendimiento de deshidratación dentro del
tiempo fijado de la etapa de deshidratación. Además, tal como se
muestra en la Fig. 2, los valores de \DeltaN1 a \DeltaN3 se
cambian según la cantidad de colada. Esto puede reducir las
variaciones de tiempo que requiere la velocidad de la cuba 4 para
aumentar hasta \DeltaN3 incluso cuando varía la cantidad de colada
alojada en la cuba 4.
Además, la primera y la segunda velocidades
objetivo N1 y N2 se cambian en las DESHIDRATACIONES 1 a 3 en la
realización anterior. Consecuentemente, la operación de
deshidratación se puede ejecutar en el modo según la deshidratación
intermedia, el enjuague por chorros y la deshidratación o la
deshidratación final. Los ritmos de aumento de la velocidad
\DeltaN1, \DeltaN2 y \DeltaN3 se pueden cambiar en las
DESHIDRATACIONES 1 a 3.
Las Figs. 6 a 8 ilustran una segunda realización
de la invención. En la primera realización, el ritmo de aumento de
la velocidad se cambia cuando se alcanza la velocidad objetivo. No
obstante, en la segunda realización, el motor 15 es controlado según
el ritmo de aumento \DeltaN1 durante un periodo de tiempo T1 que
transcurre desde el inicio de la alimentación del motor, tal como se
muestra en la Fig. 7. Seguidamente, el motor 15 es controlado según
el ritmo de aumento \DeltaN2 durante un periodo de tiempo T2. El
motor 15 es controlado además según el ritmo de aumento \DeltaN3
durante un periodo de tiempo T3 en el que se alcanza la velocidad
objetivo final N3. El periodo de tiempo T3 no puede adoptar un valor
fijo ya que es el periodo de tiempo requerido para que la velocidad
del motor alcance la velocidad objetivo final.
Tal como se muestra en la Fig. 7, en la segunda
realización, los periodos de tiempo T1 y T2 y los ritmos de aumento
\DeltaN1, \DeltaN2 y \DeltaN3 mencionados anteriormente se
cambian según la cantidad de colada detectada antes del inicio de
la etapa de lavado. Además, los periodos de tiempo T1 y T2 se
cambian en las DESHIDRATACIONES 1 a 3 cuando la cantidad de colada
es la misma.
El microordenador 23 funciona en las etapas S1 a
S7, S9 o S10 de la misma manera que en la primera realización, tal
como se muestra en la Fig. 6. Es decir, el microordenador 23
funciona de la misma manera que en la primera realización hasta que
se cambia el régimen de trabajo según la diferencia de velocidad n.
El microordenador 23 avanza hacia la etapa S11 para introducir el
tiempo medido T desde el temporizador y posteriormente hacia la
etapa S12 para determinar si T es inferior a T1. Cuando T es
inferior a T1, el microordenador 23 toma una decisión afirmativa (SÍ
en la etapa S12), manteniendo el ritmo de aumento \DeltaNx en
\DeltaN1. Cuando T es igual o superior a T1, el microordenador 23
avanza hacia la etapa S13 para determinar si T es igual o superior a
T1 e inferior a (T1+T2). Cuando T es inferior a (T1+T2), el
microordenador 23 toma una decisión afirmativa (SÍ en la etapa S13),
avanzando hacia la etapa S14 para cambiar el ritmo de aumento
\DeltaNx de \DeltaN1 a \DeltaN2 y vuelve a la etapa S3. Cuando
T es igual o superior a (T1+T2), el microordenador 23 toma una
decisión negativa (NO en la etapa S13), avanzando hacia la etapa
S15 para cambiar el ritmo de aumento \DeltaNx de \DeltaN2 a
\DeltaN3.
A continuación el microordenador 23 avanza hacia
la etapa S16 para detectar la velocidad del motor 15 y
posteriormente hacia la etapa S17 para determinar si la velocidad
detectada N es igual o superior a N3. Cuando N es inferior a N3, el
microordenador 23 toma una decisión negativa (NO en la etapa S17),
volviendo a la etapa S3. Cuando la velocidad del motor N es igual o
superior a N3, el microordenador 23 toma una decisión afirmativa (SÍ
en la etapa S17), avanzando hacia la etapa S18 para cambiar el ritmo
de aumento \DeltaNx de \DeltaN3 a 0. El microordenador 23 avanza
posteriormente hacia la etapa S19 para introducir el tiempo medido T
desde el temporizador. Cuando el tiempo medido T está incluido
dentro de un periodo de tiempo de ejecución de la etapa de
deshidratación fijado anteriormente, el microordenador 23 toma una
decisión negativa (NO en la etapa S20), volviendo a la etapa S3.
Cuando el tiempo medido T es igual a o supera el periodo de tiempo
de ejecución de la etapa de deshidratación, el microordenador 23
toma una decisión afirmativa (SÍ en la etapa S20), finalizando la
etapa de deshidratación.
Las Figs. 9 a 11 ilustran una tercera realización
de la invención. La tercera realización es diferente con respecto a
la primera realización en que el ritmo de aumento de la velocidad se
cambia según instantes de tiempo en los que cambian las velocidades
objetivo N1 y N2 e incluyen una pluralidad de fases. Más
específicamente, al producirse el inicio de la etapa de
deshidratación, el microordenador 23 inicia el temporizador en la
etapa S1, y fija el ritmo de aumento a \DeltaN1 y arranca el motor
15 de manera que la velocidad del mismo aumenta al ritmo de aumento
fijado \DeltaN1 (etapa S2).
A continuación en la etapa S3 el microordenador
23 detecta la velocidad Nt del motor 15 y en la etapa S4 determina
si la velocidad detectada Nt ha alcanzado la primera velocidad
objetivo N1. Cuando la velocidad detectada Nt no ha alcanzado la
primera velocidad objetivo N1, el microordenador 23 repite las
etapas S3 y S4. Cuando la velocidad detectada Nt ha alcanzado la
primera velocidad objetivo N1 (SÍ en la etapa S4), el microordenador
23 introduce el periodo de tiempo medido T1 desde el temporizador
(etapa S5) y determina si el periodo de tiempo medido T1 es igual o
superior a Tx (etapa S6). Cuando T1 es igual o superior a Tx, el
microordenador 23 toma una decisión afirmativa (SÍ en la etapa S6),
avanzando hacia la etapa S7 para fijar el ritmo de aumento de la
velocidad a \DeltaN2. El microordenador 23 controla el motor 15 de
manera que la velocidad del mismo se aumenta al ritmo de aumento
fijado \DeltaN2.
Cuando el periodo de tiempo T1 es inferior a Tx,
el microordenador 23 toma una decisión negativa (NO en la etapa S6),
avanzando hacia la etapa S8 para fijar el ritmo de aumento de
manera que el ritmo de aumento sea 5 rpm mayor que \DeltaN2. El
microordenador 23 controla el motor 15 de manera que se alcanza el
ritmo de aumento (\DeltaN2+5). El microordenador 23 continúa este
control hasta que la velocidad del motor 15 alcanza la segunda
velocidad objetivo N2 (repetición de las etapas S9 y S10). Cuando
la velocidad del motor ha alcanzado la segunda velocidad objetivo N2
(SÍ en la etapa S10), el microordenador 23 introduce el periodo de
tiempo medido T2 desde el temporizador (etapa S11).
A continuación en la etapa S12 el microordenador
23 determina si la diferencia (T2-T1) entre el
periodo de tiempo T2 introducido en ese momento y el periodo de
tiempo T1 introducido en la etapa S5 es igual o superior a Ty.
Cuando la diferencia es igual o superior a Ty (SÍ en la etapa S12),
el microordenador 23 avanza hacia la etapa S13 para fijar el ritmo
de aumento de la velocidad a \DeltaN3, de manera que el motor 15
se controla de modo que se alcanza el ritmo de aumento \DeltaN3.
Además, cuando la diferencia es inferior a Ty (NO en la etapa S12),
el microordenador 23 avanza hacia la etapa S14 para fijar el ritmo
de aumento de la velocidad a un valor 5 rpm mayor que \DeltaN3
fijado en la etapa S13. El motor 15 se controla de manera que se
alcanza el ritmo de aumento (\DeltaN3+5). La Fig. 8 muestra
valores concretos de Tx y Ty. Los valores de N1, N2, N3,
\DeltaN1, \DeltaN2 y \DeltaN3 son los mismos que los de la
Fig. 2 aunque estos valores no se muestran en la Fig. 8.
El microordenador 23 continúa el control descrito
anteriormente hasta que la velocidad del motor 15 alcanza la tercera
velocidad objetivo N3 (repetición de las etapas S15 y S16). Cuando
la velocidad del motor ha alcanzado la tercera velocidad objetivo N3
(SÍ en la etapa S16), el microordenador 23 fija el ritmo de aumento
de la velocidad a 0 y controla el motor 15 de manera que se mantiene
la velocidad N3 (etapa S17). El microordenador 23 continúa este
control hasta que el periodo de tiempo medido por el temporizador es
igual al periodo de tiempo de ejecución fijado anteriormente de la
etapa de deshidratación (repetición de las etapas S18 y S19). Cuando
ha transcurrido el periodo de tiempo de ejecución fijado (SÍ en la
etapa S19), el microordenador 23 deja de alimentar el motor 15 para
de este modo finalizar la etapa de deshidratación.
Según la tercera realización, se incrementa el
siguiente ritmo de aumento cuando los periodos de tiempo requeridos
para que el motor alcance las velocidades objetivo N1 y N2 son
cortos. Por consiguiente, el grado de desequilibrio de la colada es
bajo cuando se alcanza la velocidad objetivo en una fase temprana.
Consecuentemente, se incrementa al siguiente ritmo de aumento de
manera que la velocidad objetivo final se alcanza pronto, con lo
cual se puede mejorar la eficacia de la deshidratación.
La Fig. 12 ilustra una cuarta realización de la
invención. En la cuarta realización, el valor eficaz del voltaje
aplicado al motor se conmuta al correspondiente a la velocidad N1
cuando el motor 15 ha alcanzado la primera velocidad objetivo N1. La
no uniformidad de la velocidad del motor 15 se detecta mientras el
voltaje del valor conmutado está siendo aplicado al mismo. El
siguiente ritmo de aumento de la velocidad se fija según el grado de
no uniformidad de la velocidad del motor. Las etapas S1 a S4 de la
Fig. 12 son las mismas que las de la Fig. 9. Cuando la velocidad del
motor 15 ha alcanzado N1 (SÍ en la etapa S4), el microordenador 23
controla el motor 15 de manera que el voltaje aplicado al mismo se
mantiene a un valor predeterminado a la velocidad N1 (etapa S5).
Manteniendo continuamente esta condición durante un periodo de
tiempo predeterminado, el microordenador 23 detecta las variaciones
o la no uniformidad de la velocidad del motor 15 (repetición de las
etapas S6 y S7). Una vez que ha transcurrido el periodo de tiempo
predeterminado, el microordenador 23 toma una decisión afirmativa
(SÍ en la etapa S7), avanzando hacia la etapa S8 para determinar si
la no uniformidad giratoria ha superado el valor 80h representativo
de un grado de no uniformidad giratoria. La no uniformidad
giratoria es baja cuando es igual o inferior a 80h.
Cuando la no uniformidad giratoria es grande, el
microordenador 23 toma una decisión afirmativa (SÍ en la etapa S8) y
fija el ritmo de aumento de la velocidad a \DeltaN2 para
controlar el motor 15 de manera que se alcance el ritmo de aumento
\DeltaN2. A continuación, de forma repetida, el microordenador 23
detecta la velocidad Nt del motor 15 (etapa S10) y determina si la
velocidad Nt es igual o superior a N2 (etapa S11). Cuando Nt es
igual o superior a N2 (SÍ en la etapa S11), el microordenador 23
fija el ritmo de aumento a \DeltaN3 (etapa S12). A continuación,
de forma repetida, el microordenador 23 detecta la velocidad Nt del
motor 15 y determina si la velocidad detectada Nt es igual o
superior a N3 (etapas S13 y S14). Cuando Nt es igual o superior a
N3 (SÍ en la etapa S14), el microordenador 23 fija el ritmo de
aumento de la velocidad a 0 (etapa S15).
El microordenador 23 toma una decisión negativa
(NO en la etapa S8) cuando la no uniformidad giratoria es baja. A
continuación el microordenador 23 avanza hacia la etapa S18 para
fijar el ritmo de aumento de la velocidad a (\DeltaN2+5),
controlando el motor 15 de manera que se alcanza el ritmo de aumento
de la velocidad (\DeltaN2+5). A continuación, de forma repetida,
el microordenador 23 detecta la velocidad Nt del motor 15 y
determina si la velocidad detectada Nt es igual o superior a N2
(etapas S19 y S20). Cuando Nt es igual o superior a N2 (SÍ en la
etapa S20), el microordenador 23 fija el ritmo de aumento de la
velocidad a (\DeltaN3+5) en la etapa S21. A continuación, de forma
repetida, el microordenador 23 detecta la velocidad Nt del motor 15
y determina si la velocidad detectada Nt es igual o superior a N3
(etapas S22 y S23). Cuando Nt es igual o superior a N3 (SÍ en la
etapa S23), el microordenador 23 fija el ritmo de aumento de la
velocidad a 0 (etapa S15). Seguidamente, el microordenador 23
ejecuta repetidamente las etapas S16 y S17 para determinar si el
periodo de tiempo medido por el temporizador ha alcanzado el periodo
de tiempo de ejecución de la etapa de deshidratación. Cuando ha
transcurrido el periodo de tiempo fijado de la etapa de
deshidratación (SÍ en la etapa S17), el microordenador 23 deja de
alimentar el motor 15 para finalizar la etapa de deshidratación.
Según la cuarta realización, se detecta la no
uniformidad de la velocidad de giro del motor 15. El ritmo de
aumento de la velocidad se fija según la no uniformidad detectada.
El grado de desequilibrio de la colada es alto y por consiguiente,
el ritmo de aumento de la velocidad de la cuba es bajo cuando la no
uniformidad de la velocidad es grande. En tal caso, la velocidad de
giro del motor 15 se aumenta gradualmente de manera que se puede
reducir la vibración de la cuba giratoria 4.
Las Figs. 13 y 14 ilustran una quinta realización
de la invención. En la quinta realización, se detecta la no
uniformidad de la velocidad y el ritmo de aumento de la velocidad
del motor 15 se controla sobre la base de la no uniformidad
detectada de la velocidad de la misma manera que en la anterior
quinta realización. La quinta realización es diferente con respecto
a la cuarta realización en que el motor 15 se controla sobre la base
del ritmo de aumento de la velocidad \DeltaN1 en una fase inicial
de alimentación del mismo y esta forma de control continúa durante
el periodo de tiempo T1. Una vez que ha transcurrido el periodo de
tiempo T1, el voltaje aplicado al motor 15 se cambia, por ejemplo,
se hace disminuir de manera que el aumento de la velocidad se
detiene a la velocidad N1 en ese momento. La no uniformidad
giratoria del motor 15 se detecta mientras se está manteniendo el
valor del voltaje de cambio durante un periodo de tiempo
predeterminado T2. El periodo de tiempo T3 durante el cual se
controla el motor 15 sobre la base del ritmo de aumento de la
velocidad \DeltaN2 se cambia según los resultados de la detección
de la no uniformidad de la velocidad. El control sobre la base del
ritmo de aumento \DeltaN3 se ejecuta hasta que la velocidad del
motor alcanza la velocidad objetivo final N3. En la quinta
realización se puede conseguir el mismo efecto que en la cuarta
realización.
Aunque en las realizaciones anteriores en la
lavadora se proporciona un motor sin escobillas 15, en su lugar se
puede proporcionar un motor de inducción controlado por un
dispositivo inversor. En la primera realización, los ritmos de
aumento \DeltaN1 y \DeltaN2 se pueden cambiar respectivamente a
\DeltaN2 y \DeltaN3 después de continuar con el control basado
en \DeltaN1 y \DeltaN2 durante un periodo de tiempo
predeterminado. Además, el control del cambio del ritmo de aumento
descrito anteriormente se puede aplicar a un caso en el que el
agitador 5 se hace girar en las direcciones normal e inversa en las
etapas de lavado y enjuague.
La descripción y los dibujos anteriores son
meramente ilustrativos de los principios de la presente invención y
no se deben considerar en un sentido limitativo. Para aquellos
expertos en la técnica se pondrán de manifiesto varios cambios y
modificaciones. Se entiende que todas estos cambios y modificaciones
quedan incluidos dentro del ámbito de la invención según se define
por medio de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (3)
1. Lavadora que comprende:
un motor eléctrico (15) para accionar un agitador
(5) y una cuba (4) de deshidratación,
un circuito principal inversor (26) que incluye
una pluralidad de elementos (29a a 29f) de conmutación conectados a
devanados (32u, 32v, 32w) de una pluralidad de fases del motor (15)
respectivamente, y
una sección (35) de control para accionar los
elementos (29a a 29f) de conmutación del circuito principal inversor
(26), en la que
la sección (35) de control incluye:
medios (23) para fijar una velocidad de giro del
motor (15) en busca de una velocidad objetivo final y una pluralidad
de velocidades objetivo intermedias cada una de ellas menores que la
velocidad objetivo final cuando el motor (15) acciona la cuba (4) de
deshidratación en por lo menos una pluralidad de operaciones de
deshidratación y
medios (23) para cambiar un ritmo de aumento de
la velocidad a un ritmo diferente de aumento de la velocidad en un
periodo de tiempo de cambio del ritmo de aumento antes de que la
velocidad de giro del motor (15) alcance la velocidad objetivo
final,
en la que la sección (35) de control incluye
además medios (23) de detección de la cantidad de colada para
detectar una cantidad de colada y el periodo de tiempo de cambio del
ritmo de aumento cambia según el resultado de detección de los
medios (23) de detección de la cantidad de colada en el control del
cambio del ritmo de aumento.
2. Lavadora según la reivindicación 1,
caracterizada porque bien el periodo de tiempo de cambio del
ritmo de aumento o bien el ritmo de aumento ha de cambiarse difiere
de por lo menos una operación de entre una operación de
deshidratación de la etapa de lavado, una operación de
deshidratación de una etapa de enjuague, y la deshidratación final y
las otras operaciones de deshidratación.
3. Lavadora según la reivindicación 1,
caracterizada además por medios (23) de detección de la no
uniformidad giratoria para detectar la no uniformidad giratoria del
motor (15) y porque el periodo de tiempo de cambio del ritmo de
aumento cambia según el resultado de detección de los medios (23) de
detección de la no uniformidad giratoria.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23495397A JP3171568B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 洗濯機 |
| JP23495397 | 1997-08-29 |
Publications (1)
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