Электропривод центрифуги бытовой стиральной машины

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления работой центрифуги бытовой стиральной машины. Сущность изобретения заключается в том, что для повышения эффективности и снижения времени торможения электродвигателя центрифуги в тормозное устройство введены четвертый диод, конденсатор и электромагнитное реле с катушкой и с замыкающим и переключающим на два положения контактами, а контакты реле времени и микровыключатели крышки центрифуги выполнены замыкающими, анод второго диода соединен с зажимом для подключения к одной клемме источника питания, катод второго диода подключен к подвижному выводу переключающего на два положения контакта электромагнитного реле, один неподвижный вывод которого подключен к другому выводу первого резистора, а другой неподвижный вывод переключающего на два положения контакта электромагнитного реле подключен к другому выводу одной из обмоток электродвигателя и к одному из выводов замыкающего контакта электромагнитного реле, другой вывод которого подключен к катоду третьего диода, анод которого соединен с анодом четвертого диода, со свободным выводом замыкающего контакта реле времени и с зажимом для подключения к другой клемме источника питания, катод четвертого диода через введенный конденсатор подключен к другому выводу второго резистора и к свободному выводу замыкающего контакта микровыключателя крышки центрифуги, один вывод третьего резистора подключен к одному выводу управляемого ключа, другой вывод которого через катушку электромагнитного реле соединен с катодом четвертого диода. 2 ил.

Изобретение относится к бытовым стиральным машинам (БСМ) или автономным бытовым центрифугам (БЦ), снабженным электронным устройством торможения электропривода.

Известны устройства торможения электропривода центрифуги БСМ и БЦ [1] Ближайшим аналогом предлагаемого устройства является устройство [2] содержащее конденсаторный асинхронный электродвигатель с элементами сдвига фазы и тиристор схемы торможения с элементами задания режима и блоком управления тиристором по управляющему электроду.

Однако известное устройство обладает рядом существенных недостатков. Потеря при каждом положительном полупериоде напряжения питающей сети (ПС) времени от нуля положительной полуволны напряжения до момента запуска тиристора снижает эффективность торможения. Искажение формы питающего напряжения приводит к возникновению и проникновению в ПС спектра частот напряжения помех. Возможно, при подключенной к ПС неработающей БСМ самопроизвольное включение тиристора по импульсной помехе ПС, приводящее к протеканию тормозного тока по обмоткам неработающего электродвигателя. Из-за разброса параметров тиристоров каждое тормозное устройство требует индивидуальной регулировки.

На осциллограмме фиг.1 показаны напряжение питающей сети (а), запускающие импульсы, поступающие на управляющий электрод тиристора с выхода блока управления (б), импульсы тока в цепи тиристора (в). Тиристор может быть включен импульсом по управляющему электроду только при наличии на аноде минимального напряжения запуска U₃ (U_{a min}). Например, для тиристора КУ202М U_{a min} 10 В. Таким образом, промежуток времени Δ t до достижения в каждом полупериоде напряжения U_з не используется при торможении (тиристор не включен, тормозной ток не протекает). Чтобы скомпенсировать потери времени торможения за счет Δ t, надо увеличить тормозной ток, что увеличивает перегрев электродвигателя. По указанной причине искажается и фора напряжения, что приводит к появлению и проникновению в ПС спектра частот напряжения помех. Для снижения напряжения помех до установленного уровня (ГОСТ 23511-79, ГОСТ 16842-82) необходимо применение специальных фильтров, усложняющих тормозное устройство.

Разброс параметров тиристоров (U₃, чувствительность по управляющему электроду) требует индивидуальной регулировки каждого устройства (величина, длительность импульсов блока управления).

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Цель достигается тем, что в электропривод введен четвертый диод, конденсатор и электромагнитное реле с катушкой и с замыкающим и переключающим на два положения контактами, при этом контакты реле времени и микровыключателя крышки центрифуги выполнены замыкающими, анод второго диода соединен с зажимом для подключения к одной клемме источника питания, катод второго диода подключен к подвижному выводу переключающего на два положения контакта электромагнитного реле, один неподвижный вывод которого подключен к другому выводу первого резистора, а другой неподвижный вывод переключающего на два положения контакта электромагнитного реле подключен к другому выводу одной из обмоток электродвигателя и к одному из выводов замыкающего контакта электромагнитного реле, другой вывод которого подключен к катоду третьего диода, анод которого соединен с анодом четвертого диода, со свободным выводом замыкающего контакта реле времени и с зажимом для подключения к другой клемме источника питания, катод четвертого диода через введенный конденсатор подключен к другому выводу второго резистора и к свободному выводу замыкающего контакта микровыключателя крышки центрифуги, один вывод третьего резистора подключен к одному выводу управляемого ключа, другой вывод которого через катушку электромагнитного реле соединен с катодом четвертого диода.

На фиг.2 показана структурная схема предлагаемого электропривода.

Электропривод содержит электродвигатель 1 ротора центрифуги с элементами сдвига фазы и коммутации. С выводом 22 для подключения к клемме ПС соединен неподвижный контакт 6 реле времени, подвижный контакт которого подключен к неподвижному контакту 7 микропереключателя крышки центрифуги, а подвижный контакт последнего подключен к одному выводу фазосдвигающего конденсатора 5. Через контакты 6 и 7 образуется цепь запуска электродвигателя центрифуги. Электродвигатель (обмотки 2, 3) и фазосдвигающий конденсатор 5 обеспечивают работу и торможение центрифуги.

С выводом 22 для подключения к второй клемме ПС подключены аноды третьего 16 и четвертого 17 диодов. Катод диода 16 соединен с неподвижным контактом 20 электромагнитного реле 19, подвижный контакт которого подключен к точке соединения обмотки 3 и вывода фазосдвигающего конденсатора 5, а также второго неподвижного контакта 21 электромагнитного реле, подвижный (переключающий) контакт которого соединен с катодом второго диода 15, а анод последнего подключен к общей точке соединения обмоток 2, 3, которая подключается к первой клемме 4 ПС. К выводу второго неподвижного контакта переключающего контакта 21 подключен вывод первого резистора 8, второй вывод которого объединен с выводом второго резистора 9 и анодом первого диода 10. Второй вывод резистора 9 подключен к общей точке соединения вывода фазосдвигающего конденсатора 5 и обмотки 2 и вывода времязадающего конденсатора 11, второй ввод которого соединен с катодом третьего диода 10. Параллельно конденсатору 11 подключен третий резистор 12. Катод первого диода 10 через четвертый резистор 13 подключен к входу управляемого транзисторного ключа 14, второй управляемый вход которого соединен с общей точкой подключения выводов резисторов 9, 12, конденсаторов 5, 11 и обмотки 2. К выходу ключа 14 подключен второй вывод обмотки реле 19.

Работает электропривод следующим образом.

При подаче напряжения ПС на клеммы 4, 22, включенном реле времени (замкнут на заданное время контакт 6) и закрытой крышке центрифуги (замкнут контакт 7) на обмотки 2, 3 электродвигателя (через фазосдвигающий конденсатор 5) подключается напряжение ПС. Запускается электродвигатель, работает центрифуга.

По цепи: клемма 22 контакт 6 контакт 7 конденсатор 11 диод 10 резистор 8 контакт 21 диод 15 клемма 4 в отрицательные полупериоды напряжения ПС идет заряд времязадающего конденсатора 11 до напряжения, определяемого делителем из резистора 8, 9.

По истечении времени, установленного на реле времени (размыкается контакт 6), или поднятии крышки центрифуги (размыкается контакт 7) запитывается схема по шине, подключенной к клемме 22 ПС. В положительные полупериоды напряжения ПС подзаряжается конденсатор 11. Включается управляемый ключ 14, на вход которого поступает напряжение с конденсатора 11, а выход с конденсатора 18, подзаряжаемого через диод 17. Срабатывает электромагнитное реле 19, которое замыкает свой контакт 20 и переключает контакт 21.

Идет торможение электродвигателя, так как в его обмотках 2, 3 протекает однонаправленный пульсирующий ток: в положительные полупериоды напряжения ПС на клемме 22 он протекает по цепи диода 16, а в отрицательные диода 15 (за счет ЭДС самоиндукции). Необходимое время протекания тормозного тока обеспечивается времязадающим конденсатором 11, разряжающимся через входную цепь ключа 14 и резисторы 13 и 12, последний из которых позволяет минимизировать время торможения из-за разброса параметров конденсатора 11 и входной цепи ключа.

Так как диоды 15, 16 включаются в работу при любом напряжении, отличном от нуля, не происходит задержки протекания тормозного тока и искажения формы напряжения ПС. Это повышает эффективность торможения и не вызывает возникновения помех в ПС. Диоды не реагируют на помехи в ПС, и даже при их отказе (типа "короткое замыкание") электродвигатель защищен разомкнутыми контактами реле 19, что исключает несанкционированную подачу напряжения (протекание тормозного тока) на неработающий электродвигатель, подключенный к ПС БСМ.

Таким образом предлагаемый электропривод позволяет исключить искажения формы напряжения ПС, упростить устройство, так как не требуется подавление помех, исключить необходимость подрегулировки каждого тормозного устройства.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОПРИВОД ЦЕНТРИФУГИ БЫТОВОЙ СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЫ, содержащий конденсаторный асинхронный электродвигатель, одни выводы обмоток которого объединены и соединены с зажимом для подключения к одной клемме источника питания, между другими выводами обмоток электродвигателя включен фазосдвигающий конденсатор, последовательно соединенные контакты реле времени микровыключателя крышки центрифуги, одни выводы первого и второго резисторов и анод первого диода соединены между собой, другой вывод второго резистора подключен к одному выводу времязадающего конденсатора и одному выводу третьего резистора, другой вывод которого подключен к другому выводу времязадающего конденсатора, к катоду первого диода и одному выводу четвертого резистора, другой вывод которого подключен к управляющему входу управляемого ключа, второй и третий диоды, отличающийся тем, что в него введены четвертый диод, конденсатор и электромагнитное реле с катушкой и замыкающим и переключающим на два положения контактами, а контакты реле времени и микровыключателя крышки центрифуги выполнены замыкающими, анод второго диода соединен с зажимом для подключения к одной клемме источника питания, катод второго диода подключен к подвижному выводу переключающего на два положения контакта электромагнитного реле, один неподвижный вывод которого подключен к другому выводу первого резистора, а другой неподвижный вывод переключающего на два положения контакта электромагнитного реле подключен к другому выводу одной из обмоток электродвигателя и одному из выводов замыкающего контакта электромагнитного реле, другой вывод которого подключен к катоду третьего диода, анод которого соединен с анодом четвертого диода, со свободным выводом замыкающего контакта реле времени и зажимом для подключения к другой клемме источника питания, катод четвертого диода через введенный конденсатор подключен к другому выводу второго резистора и свободному выводу замыкающего контакта микровыключателя крышки центрифуги, один вывод третьего резистора подключен к одному выводу управляемого ключа, другой вывод которого через катушку электромагнитного реле соединен с катодом четвертого диода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2