国产麻豆精品视频-国产麻豆精品免费视频-国产麻豆精品免费密入口-国产麻豆精品高清在线播放-国产麻豆精品hdvideoss-国产麻豆精品

01波輪洗衣機不平衡控制方法

以往波輪洗衣機的不平衡（out of balance）控制方法：機械式開關安裝在工作臺上，此機械式開關距離盛水桶部裝設有一定距離，其具有一定的斷開行程。洗滌過程中衣物發生纏繞會使得衣物在桶內分布不均勻，由此產生的不平衡會導致脫水桶偏向一側，使得盛水桶有較大的振動，當盛水桶觸碰到機械式開關，并且達到機械式開關的斷開行程，則機械開關斷開，脫水過程終止，繼續進行補水，再把衣物抖散后繼續脫水[1]。機械式開關成本較低，而且應用較為廣泛，但是其精度較低；多數情況下，脫桶內衣物纏繞厲害時，產生較大的不平衡，脫水啟動狀態不同又會出現不規律脫水運動，即使產生較大偏心量也可能未觸碰到機械開關，無法及時切斷脫水狀態，導致感應失效。從而引起撞擊箱體產生較大噪音，甚至出現洗衣機移動等現象[2]。

新型不平衡控制方法使用加速度傳感器來代替機械式開關來感應脫水振動量大小，脫水時檢測的加速度能夠高精度實時檢測偏心量大小，通過對偏心量判斷選擇脫水模式和最高脫水轉速，有效避免脫水失控狀態，保證脫水過程安全穩定。

02原理解析

根據檢測位移量原理方式，常用的加速度傳感器可分為應變式、電磁式、壓電式、光纖式和MEMS等。本文使用插件式MEMS傳感器，結構簡單、質量輕、低功耗及可靠性高等諸多特點[2]。如圖1所示。插件式MEMS加速度傳感器采用線性慣性原理，其力平衡公式為：F=ma。圖2為MEMS加速度傳感器簡化圖。從表達式可看出，脫水離心力可以反應出離心力大小，離心力越大，振動量就越大。從圖3可以看出脫水過程中的振動量可以簡化為簡諧運動。

圖1 插件式傳感器

圖2 MEMS加速度傳感器簡化圖

圖3 不同偏心狀態下的加速度

簡諧運動方程：

加速度：

在同一機型，相同速度控制的情況下，ω相同，相位相同；則加速度a與振幅A正相關，即：

因此，加速度可直接反應洗衣機脫水桶的振動量大小。波輪洗衣機脫水時，衣服纏繞導致的不平衡使得脫水桶產生振動，振動量大小與加速度正相關，因此檢測到的加速度反映了振動量大小。若振動量大于設定參數值，則進行補水，擺平抖散衣物后重新脫水。

03應用實例

我們在波輪洗衣機上使用了MEMS加速度傳感器，此傳感器集成在主控板上。脫水過程實時檢測加速度大小來反應振動量大小。

如圖4所示，橫坐標是表示脫水時間，縱坐標表示系統檢測振動量大小參考值。系列1代表前后方向，系列2代表左右方向，系列3代表上下方向，三個維度全方位測量振動量大小。

圖4 脫水過程中振動量檢測圖

在檢測過程中，我們發現脫水啟動時振動量出現異常，系統檢測偏心量過大，此時判定脫水終止，進行補水進水，重新擺平衣物，減少衣物纏繞，最終使得偏心量得以降低，再繼續進行脫水。

隨著脫水轉速的不斷提升，振動量越來越大，振動量過大情況下有可能產生較大噪音、甚至出現撞擊箱體和內外桶碰撞等現象。因此需要在系統中設定振動量臨界值，在脫水啟動階段，若振動量超過閾值，就進入補水擺平模式；為了防止多次補水后，仍然無法完成脫水過程，系統設定補水3次后進行E4報警。E4報警時，洗衣機發出蜂鳴聲，提醒用戶手動處理調整衣物，使其分布均勻，以便正常完成脫水過程。

在脫水階段末期，就進入慣脫模式，不再繼續提速，有效避免脫水異響等情況發生。

如圖5所示，從啟動階段開始，脫水偏心量在閾值以內，脫水過程正常進行。接著進入脫水穩定階段，此時系統檢測振動量在閾值范圍內，此情況下可繼續提升至最高速 1000rpm，系統執行提速指令。達到系統最高度后停止加速，進入慣脫模式，速度逐步下降直至脫水結束。

圖5 脫水曲線圖

在實際使用過程中，我們發現洗衣機底腳不平時，在空桶脫水啟動階段，洗衣機可以有效完成此過程，但是隨著脫水轉速進入高速階段，特別是從500rpm提升至700rpm這段區間內，振動量越來越大，會超值設定閾值，系統會自動降速補水，無法有效完成脫水過程。因此，洗衣機使用前必須要調整底腳高度，使其與底面貼合，不能出現晃動現象。在實驗驗證時，調平洗衣機后，使用空桶狀態進行脫水，若能夠一次性完成脫水過程，初步可以說明閾值參數設定有效。除此之外，洗滌衣物量大小也直接決定了脫水時振動量大小。脫水轉速越高，振動量越大，脫水噪音也大，因此有必要進行進一步細化處理。一種脫水振動量閾值控制無法滿足不同洗滌量條件脫水轉速要求。因此，我們在邏輯上用洗滌水位檔位來設定不同閾值。一般洗衣機水位設置為1～8檔，因此我們將1～4檔設定一個閾 值，5～8檔設置一個閾值。

以實際開發產品為例：

（1）在脫水起步階段閾值設定。常規洗衣機用撞桶開關阻斷偏心量過大時脫水過程。我們用偏心塊來模擬洗衣機衣物偏心量，參照常規洗衣機脫水偏心塊測試要求， 1.0kg偏心量能夠順利完成脫水，2.0kg偏心量時需要補水擺平重新脫水。我們分別采集了1.0kg和2.0kg偏心塊脫水時的振動值，用采集到的振動值作為脫水啟動階段的閾值，以保證啟動階段脫水穩定性。

（2）脫水最高轉速spec如下：根據水位選擇，如果水位超過5檔，設定最高轉速750rpm。

如果在1～4檔：根據振動量來判定：在750～800轉速檢測（Δx、Δy，Δz）值以及在大于800rpm轉速時也實時檢測（Δx、Δy，Δz），根據兩個區域值確定最終最高轉速。具體spec如下：

當脫水轉速在750～800rpm之間時，振動量閾值為400。假如系統檢測的振動量大小超過400，則停止加速，進入慣性脫水模式；假如系統檢測的振動量小于400，則繼續加速，當速度達到800rpm時，系統再次檢測振動量大小，假如振動量大于800，則停止加速，進入慣性脫水模式，假如振動量小于800，則繼續加速，直至速度達到1000rpm。

04結論

加速度傳感器的應用在波輪洗衣機脫水過程中，有效地實時檢測振動量大小，根據振動量大小系統實時決定脫水模式，以實現穩定地完成脫水過程，提升了脫水穩定性，優化洗衣機使用性能。

參考文獻

[1] 朱靈云，王娜娜. 2015年中國家用電器技術大會[J]. 2015.

[2] 魏世民，金乃慶，童懷俊. 使用加速度傳感器測量洗衣機振動方法的研 究[J]. 科研發展2012，146-147.

[3] 張海濤，閻貴平. MEMS加速度傳感器原理[J]. 電子工藝技術，2003， 24(6).