用于自动洗衣机的永久分相式电容电动机制造技术

一种永久分相式电容电动机和用于自动洗衣机的驱动系统，该系统包括用于旋转在自动洗衣机内搅拌器的电动机。一个控制电路以第一和第二方向操作该电动机。所述电动机具有一个匝数比约为１．０的两个定子绕组和一个低惯量的转子。定子内、外径比最好为０．４３。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于自动洗衣机的、包括交替反向驱动的电动机，特别是永久分相电容器(permanent split capacitor)的搅拌器驱动系统。在美国专利No.4779431中，揭示了一种用于自动洗衣机的驱动系统，它具有连结到用于驱动能量吸收搅拌器的驱动减速机构的高滑差电动机(high slip motor)。该高滑差电动机由间隔交变的脉冲驱动，使得搅拌装置在一个方向加速，然后在该脉冲结束后减速，接着在另一方向加速然后减速，因而通过向电动机输入脉冲产生正弦式的搅拌。发现在洗衣机中产生的正弦运动用减少织物损伤改善了洗涤特性。以前这种搅拌运动只有使用相对大、复杂且昂贵的可逆传输才能得到。在美国专利No.4542633中，揭示了一种搅拌驱动洗衣机，它具有借助于滑轮装置被联至可逆驱动电动机的搅拌轮。该搅拌轮具有短而厚的多个叶片。一个旋转角探测器连接到控制器，它使具有刚性的电动机旋转搅拌轮一个预定的角度。一旦到达预定角度，电动机不再供电直至搅拌轮停止，此时，该电动机相反方向动作再次使搅拌轮大致旋转一个预定角度。由美国专利No.4542633的受让人制造的，且包含该专利技术的自动洗衣机被观察到在每分钟70个冲程速率时，每个冲程具有大约360°的搅拌冲程角。一个高刚性电动机在每个旋转方向随着短、快速的加速后产生一个近乎恒定的搅拌速度，随后是惯性滑行使之停止。这样，具有为产生一般方波搅拌曲线的可逆电动机的自动洗衣机驱动系统是公知的。这里搅拌曲线由搅拌器转速相对于时间所定义。这样，方波搅拌曲线是在一个方向上有恒定速度，随后在一个相反旋转方向上有一个恒定速度。相应地，正弦搅拌曲线可以由搅拌器在每个旋转方向上的逐渐加速和继之立即逐渐减速所引起。在美国专利No.3，315，500(布伦戴奇(Brundage)等人)中，提供一种机构用作搅拌器的驱动系统，它采用一个在一个方向上作恒速运行的电动机去驱动一个液压传动装置，该传动装置经一个反向阀给搅拌器提供很快的倒转，因而这是一种方波型式的搅拌电动机。在搅拌器和搅拌器驱动轴间采用弹性耦联以减少冲击，否则它会在每次反转时传递给搅拌器。在美国专利No.4232536中揭示了一种具有轴向气隙(axial air gap)感应电动机的自动洗衣机。该电动机重复反转经行星式驱动装置去振动一垂直轴向搅拌器，行星式驱动装置耦联于电动机和搅拌器之间，电动机作高速动作。在每次反转时提供搅拌器的软启动动作是大家所期望的，这种软启动动作是通过与行星式驱动机构相联的齿隙游移(backlash)来提供的。上述所引参考文献中揭示的装置说明了所采用的电动机类型的重要性。采用的电动机显著地影响这些装置的质量。一种适当设计的永久分相式电容(permanent split capacitor)(P SC)电动机具有许多特性，使它对于连续可逆的应用场合，例如在自动洗衣机中是理想的，它不需要启动开关，满负载效率是70%，启动与失落(breakdown)的转矩比是约0.6，电子技术能施加于它来扩展其性能，且它轴向长度固有地短于其它类型的电动机。它的可靠性和多年的使用证明对这种应用是风险很低的电动机。永久分相式电容电动机及其设计是熟知的现有技术。典型的，运行和辅助绕组被绕制成空间磁极正交，即相互差90度电角度;前者通常先绕，然后后者以不同的圈数和线径绕在其上面。转子通常是鼠笼式结构。现有技术的永久分相式电容电动机的设计参数已被恰当地确定，任何一个显著偏离这些参数可预计引起电动机某一功能变差。例如，定子内径D1与定子外径的比值对于四极电动机而言，大约是0.6。对于这个比值，为确定一个值的熟知的经验公式是(式中P是极数);D1=D-0.6471.175+1.03P]]>还有，在负载点为了获得最大效率，电动机应有范围在1.5至2.5间的匝数比。图7A表示现有技术的可逆电动机的速度一转矩曲线，其中曲线201是相应于一个旋转方向，而曲线203是相应于相反旋转方向。如图所示，负载线205与两曲线201和203均相交。如果电动机绕组在点207反转连接，系统将沿线205到稳定而不是反转的点209。本专利技术克服现有技术的这种缺陷。代之以，曲线201和203是绕组匝数比的函数。可以在西里尔G魏诺特(Cyril G.Veinott)所著、由MCGraw Hill图书公司(MCGraw Hill Book Company)于1959年出版的“小型感应电动机的理论和设计”中，找到现有技术的永久分相式电容电动机的设计和工作参数的极好概述。永久分相式电容电动机在连续反转应用中，必须大大增加电动机的尺寸以在负载下达到快速加速。但是，已经发现，实际电动机尺寸的大量增加仅使电动机性能稍有提高。这是因为增加的转矩大部分用于转动已增加惯性的转子。本专利技术再次克服现有技术中的这一缺陷。一个用于自动洗衣机的驱动系统，包括用于在该自动洗衣机中转动搅拌器的永久分相式电容电动机。一个控制电路以第一方向和第二方向操作该电动机。该电动机具有两个匝数比约为1.0的定子绕组和一个低惯性转子。电动机内径与外径比值约为0.43。电动机按速度转矩曲线，沿对于第一旋转方向的第一曲线T1运行至与负载线T3的交点，且按对于第二旋转方向的转矩曲线T2运行。对所有第一象限的速度值，T3减T2大于零。对第二象限，T2小于零，对所有T3的正值，T3减T2大于零。本专利技术相信具有新颖的特点详细叙述于所附权利要求中。本专利技术及其进一步的目的和优点通过参照结合附图所作的下述说明将更易于理解，在图中，相同的参照号表示相同的元部件。附图说明图1 是描述利用本专利技术的一个自动洗衣机，部分切开的透视图。图2 是图1的自动洗衣机部分剖视图。图3 是在图1的洗衣机中使用的永久分相式电容电动机中转矩对速度的一般曲线图。图4 是用于永久分相式电容电动机的控制电路的总框图。图5 是控制电路和永久分相式电容电动机的框图。图6 是永久分相式电容电动机的示意图。图7 A是现有技术的电动机转矩/速度曲线。图7 B是按照本专利技术构造的P SC电动机的转矩/速度曲线。图8 A是描述在可逆的现有技术电动机中加速度的图。图8 B是描述按本专利技术构造的P SC电动机中加速度的曲线图。图9 和图10是描述图1的自动洗衣机的动态的图。本专利技术的新型P SC电动机具有普遍的通用性，且可用于多种应用。应用之一是用于操作自动洗衣机。在图1中，参照号10总体表示垂直轴搅拌器型洗衣机，该洗衣机具有可预置的控制器，它通过洗涤、漂清和甩干(Spin)等一系列编程自动操作该洗衣机。洗衣机包括底座(frame)12，形成机壳16的侧面、顶面、前面和后面的面板14。铰接的盖18通常以作为洗衣机10内部出入口的方式设置。洗衣机10具有后控制台20，其中设置人工设定控制装置包括定时度盘22和温度选择器24。在洗衣机10内，设置一无孔的液体容纳桶26，在其内部安装一个围绕垂直轴转动的穿孔的滚筒(basket)28。一垂直设置的搅拌器30经驱动机构34联结到电动机32，以便动作。参见图2，搅拌器30通过轴36联结到减速驱动机构34，它依次通过滑轮装置38由电动机30驱动。电动机32是高转差电动机，最好是永久本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永久分相式电容电动机，其特征在于包括：　　具有预定外径的转子；　　具有预定内径的定子，使所述定子内径除以所述定子外径所确定的定子比小于０．６；　　具有第一预定匝数的运行绕组；和　　具有第二预定匝数的辅助绕组，所述第一和第二匝数大致相等。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿恩M尼斯图恩，爱德华H盖茨，杰弗里L伯克，
申请(专利权)人：旋涡公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]