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1、(10)申请公布号 CN 102268808 A (43)申请公布日 2011.12.07 CN 102268808 A *CN102268808A* (21)申请号 201110217452.1 (22)申请日 2011.06.03 10164982.0 2010.06.04 EP D06F 58/28(2006.01) D06F 58/26(2006.01) D06F 39/04(2006.01) H02P 25/04(2006.01) (71)申请人 伊莱克斯家用产品股份有限公司 地址 比利时布鲁塞尔 (72)发明人 S皮洛特 S赞多纳 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利。
2、商标事务所 11038 代理人 秦振 (54) 发明名称 具有热泵系统的衣物处理机 (57) 摘要 本发明涉及一种用于驱动压缩机的电动机， 尤其是用于滚筒干衣机中的热泵系统中的压缩 机。 电动机(10)是异步电动机。 电动机(10)包括 主线圈(12)和副线圈(14)。 控制单元(22， 24， 26) 专用于电动机 (10)。控制单元包括至少一个电容 器(22， 24)。 主线圈(12)与包括副线圈(14)和至 少一个电容器 (22， 24) 的串联回路并联连接。主 线圈(12)连接到或可连接到电源(34)。 至少一个 电容器 (22， 24) 的电容值直接或间接地根据电动 机 (10) 的。
3、实际扭矩而改变。此外， 本发明涉及一 种具有热泵系统 (10) 的衣物处理机的操作方法。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 1 页 CN 102268815 A1/2 页 2 1. 一种衣物处理机， 具有至少一个热泵系统， 热泵系统包括至少一个压缩机和至少一 个用于驱动压缩机的电动机， 其特征在于 ： 电动机 (10) 是异步电动机， 电动机 (10) 包括主线圈 (12) 和副线圈 (14)， 一控制单元 (22， 24， 26) 专用于电动机 (10)， 控制单元包括至少一个电容。
4、器 (22， 24)， 主线圈 (12) 与包括副线圈 (14) 和所述至少一个电容器 (22， 24) 的串联回路并联连 接， 主线圈 (12) 连接到或能连接到电源 (34)， 以及 所述至少一个电容器 (22， 24) 中的电容值能够直接或间接地根据电动机 (10) 的实际 扭矩而改变。 2.如权利要求1所述的衣物处理机， 其中控制单元包括与副线圈(14)永久串联连接的 第一电容器 (22)。 3.如权利要求2所述的衣物处理机， 其中控制单元包括至少一个与一开关(26)串联连 接的第二电容器 (24)， 其中所述的串联连接与第一电容器 (22) 并联连接。 4. 如权利要求 3 所述的衣。
5、物处理机， 其中控制单元包括至少一个另外的第二电容器 (24)， 该至少一个另外的第二电容器与另外的开关串联连接， 其中所述的串联连接与第一 电容器 (22) 并联连接。 5.如权利要求1所述的衣物处理机， 其中控制单元包括第一电容器(22)和串联连接的 第二电容器 (24) 以及与第二电容器 (24) 并联连接的开关 (26)。 6. 如前述任一项权利要求所述的衣物处理机， 其中所述一个或多个电容器 (22， 24) 中 的至少一个包括可变电容。 7.如前述任一项权利要求所述的衣物处理机， 其中所述开关(26)和/或可变电容的状 态分别取决于通过压缩机而流动的流体的温度和 / 或压力。 8.。
6、如前述任一项权利要求所述的衣物处理机， 其中所述开关(26)和/或可变电容的状 态分别取决于由电动机 (10) 传递到压缩机的扭矩。 9.如前述任一项权利要求所述的衣物处理机， 其中所述开关(26)和/或可变电容的状 态分别取决于由压缩机所吸收的能量。 10. 如前述任一项权利要求所述的衣物处理机， 其中所述开关 (26) 和 / 或可变电容的 状态分别取决于热泵系统中气流的湿度和 / 或温度。 11. 如前述任一项权利要求所述的衣物处理机， 其中热泵系统包括气流回路、 制冷剂回 路和滚筒， 其中所述气流回路优选为闭合气流回路。 12. 如前述任一项权利要求所述的衣物处理机， 其中气流回路和制。
7、冷剂回路通过第一 热交换器和第二热交换器热耦连， 第一热交换器作为冷凝器进行工作， 第二热交换器作为 蒸发器进行工作。 13. 如前述任一项权利要求所述的衣物处理机， 其中在冷凝器中， 气流被加热而制冷剂 被冷却 ； 在蒸发器中， 气流被冷却而制冷剂被加热。 14. 一种衣物处理机的操作方法， 衣物处理机具有至少一个热泵系统， 热泵系统包括至 少一个压缩机和至少一个驱动压缩机的电动机， 其中电动机 (10) 是异步电动机且包括主 权 利 要 求 书 CN 102268808 A CN 102268815 A2/2 页 3 线圈 (12)、 副线圈 (14) 和在主线圈 (12) 与副线圈 (1。
8、4) 之间的至少一个电容器 (22， 24)， 所述方法的特征在于 ： 在压缩机的初始运行阶段， 切换和/或控制所述至少一个电容器(22， 24)的电容值， 使 其具有较低电容值， 且 在压缩机的随后运行阶段， 切换和/或控制所述至少一个电容器(22， 24)的电容值， 使 其具有较高电容值。 15. 如权利要求 14 所述的方法， 其中， 根据下述因素的至少一个来切换和 / 或控制所述至少一个电容器 (22， 24) 的电容值 ： 通过压缩机而流动的流体的温度和 / 或压力， 由电动机 (10) 传递到压缩机的扭矩， 压缩机所吸收的能量， 热泵系统中气流的湿度和 / 或温度。 权 利 要 求。
9、 书 CN 102268808 A CN 102268815 A1/5 页 4 具有热泵系统的衣物处理机 技术领域 0001 本发明涉及一种具有至少一个热泵系统的衣物处理机， 热泵系统包括至少一个压 缩机和至少一个驱动压缩机的电动机。特别地， 衣物处理机是滚筒干衣机或具有干燥功能 的洗衣机， 然而本发明可适用于具有用于加热洗涤水的热泵系统的洗衣机。 进一步地， 本发 明涉及一种具有热泵系统的衣物处理机的操作方法。 背景技术 0002 通过使用热泵技术能够有效地在衣物处理机中节能。例如， 具有热泵系统的滚筒 干衣机包括闭合气流回路和闭合制冷剂回路。 气流回路和制冷剂回路通过至少两个热交换 器耦连。
10、。 0003 在制冷剂回路中， 制冷剂被压缩机压缩和加热。 压缩机被电动机驱动， 例如被异步 电动机驱动。通常， 压缩机的电动机没有复杂的控制设备。控制单元仅仅包括一些电气和 / 或电子元件， 其中电动机仅针对正常运行进行了优化。 0004 然而， 在压缩机的热机阶段， 电动机及其控制单元不是最优化的。 和正常运行阶段 相比， 压缩机在热机阶段必须流动较少量的制冷剂， 因此， 在所述的热机阶段， 效率也 就是吸收的能量和供给的能量之间的关系相对低。 0005 DE102005041145A1公开了一种具有热泵系统的滚筒干衣机。 热泵系统包括具有可 变动力的压缩机。驱动压缩机的电动机的动力由控制。
11、设备控制。这样的控制设备通常很复 杂并包括大量的电子元件， 尤其是有源电子元件。 发明内容 0006 本发明的目的在于提供一种具有至少一个热泵系统的衣物处理机， 热泵系统包括 至少一个压缩机和至少一个驱动压缩机的电动机， 所述压缩机可以被优化以用于压缩机的 若干负载范围。 0007 本发明的目的通过如权利要求 1 所述的用于驱动压缩机的电动机来实现。 0008 根据本发明 ： 0009 电动机是异步电动机， 0010 电动机包括主线圈和副线圈， 0011 控制单元专用于电动机， 0012 控制单元包括至少一个电容器， 0013 主线圈与包括副线圈和至少一个电容器的串联回路并联连接， 0014 。
12、主线圈连接到或可连接到电源， 以及 0015 至少一个电容器的电容值直接或间接地根据电动机的实际扭矩而改变。 0016 本发明的主要思想是在主线圈与副线圈之间的可变电容。 所述可变电容使得在主 线圈和副线圈间发生相移。这种相移影响电动机效率与电动机扭矩之间的相关性。电容器 的低电容值会使得在电动机的较低扭矩时获得最大的效率。类似地， 电容器的高电容值会 说 明 书 CN 102268808 A CN 102268815 A2/5 页 5 使得在电动机的较高扭矩时获得最大的效率。 因此， 在热机阶段(heat up phase， 即压缩机 的初始运行阶段)， 电容值被切换为或控制成处在较低的值。。
13、 在正常运行(压缩机的稳态运 行或随后的压缩机运行阶段 ) 过程中， 电容值被切换为或控制成处在较高的值。这提升了 整体效率并且减少了能量损耗。 0017 根据本发明的一个优选的实施方式， 控制单元包括与副线圈永久串联的第一电容 器。 0018 进一步地， 控制单元可以包括至少一个与一开关串联连接的第二电容器， 其中所 述的串联连接与第一电容器并联连接。 电容器的使用使得控制单元具有低的复杂度。 此外， 控制单元可以包括与另一开关串联连接的至少一个另外的第二电容器， 其中所述的串联连 接与第一电容器并联连接。这为基于扭矩设定最大效率提供了进一步的选择。 0019 替代地或附加地， 一个或多个电。
14、容器中的至少一个包括可变电容。可调整的电容 器允许根据扭矩连续地设定最大效率。 0020 开关和 / 或可变电容的状态可以分别取决于通过压缩机而流动的流体的温度。 0021 开关和 / 或可变电容的状态可以分别取决于通过压缩机而流动的流体的压力。 0022 优选的， 温度和 / 或压力是在压缩机和 / 或冷凝器出口处测量的。 0023 开关和 / 或可变电容的状态可以分别取决于从电动机传递到压缩机的扭矩。 0024 本发明还涉及一种具有热泵系统的滚筒干衣机， 热泵系统包括至少一个压缩机， 其中压缩机被上述电动机驱动。 0025 至少一个压缩机被设置用来使热泵系统的制冷剂回路中的制冷剂流动。开关。
15、和 / 或可变电容的状态可以分别取决于制冷剂的温度和 / 或压力。 0026 开关和 / 或可变电容的状态可以分别取决于热泵系统的气流的湿度和 / 或温度。 0027 本发明还涉及一种具有至少一个热泵系统的衣物处理机的操作方法， 热泵系统包 括至少一个压缩机和至少一个驱动压缩机的电动机， 其中电动机是异步电动机， 其包括主 线圈、 副线圈和在主线圈与副线圈之间的至少一个电容器。所述方法包括在压缩机最初的 运行阶段， 切换和 / 或控制所述至少一个电容器， 使其具有较低的电容值 ； 在随后的压缩机 的运行阶段， 切换和 / 或控制所述至少一个电容器， 使其具有较高的电容值。 0028 优选的， 。
16、根据至少下述因素之一来切换和 / 或控制所述至少一个电容器的电容 值 ： 0029 通过压缩机而流动的流体的温度和 / 或压力， 0030 由电动机传递到压缩机的扭矩， 0031 压缩机所吸收的能量， 0032 热泵系统的气流的湿度和 / 或温度。 0033 本发明还涉及一种具有至少一个热泵系统的衣物处理机的操作方法， 热泵系统包 括至少一个压缩机和至少一个驱动压缩机的电动机， 其中电动机是异步电动机， 其包括主 线圈、 副线圈和在主线圈与副线圈之间的至少一个电容器。所述方法包括直接或间接基于 电动机的实际扭矩改变所述至少一个电容器的电容值的步骤， 从而使得 ： 电容器的较低电 容值使压缩机在。
17、电动机的较低扭矩时获得最大的效率 ； 而电容器的较高电容值使压缩机在 电动机的较高扭矩时获得最大的效率。 0034 被认为是本发明特征的新颖性和创造性技术特征在附加的权利要求中阐明。 说 明 书 CN 102268808 A CN 102268815 A3/5 页 6 附图说明 0035 下面将结合附图进一步详细阐述本发明， 其中 ： 0036 图 1 图示了根据本发明一优选实施方式的用于电动机的控制单元的示意性回路 图， 0037 图 2 图示了根据本发明上述优选实施方式的两条表示电动机的效率与扭矩之间 函数关系的曲线的示意图， 以及 0038 图 3 图示了根据本发明的一替代性实施方式的电。
18、动机的控制单元的示意性回路 图。 具体实施方式 0039 图 1 图示了根据本发明的一优选实施方式的电动机 10 的控制单元的示意性回路 图。电动机 10 是异步电动机， 其包括主线圈 12 和副线圈 14。 0040 此外， 电动机 10 包括第一接线端 16、 第二接线端 18 和第三接线端 20。第一接线 端 16 与主线圈 12 的第一端部相连。第二接线端 18 与副线圈 14 的第一端部相连。第三接 线端 20 与主线圈 12 的第二端部以及副线圈 14 的第二端部相连。这样， 主线圈 12 的第二 端部和副线圈 14 的第二端部相互连接。 0041 电动机 10 的控制单元包括第一。
19、电容器 22， 第二电容器 24， 开关 26 和优选设置的 过载保护器 28。此外， 电动机 10 的控制单元包括第一电源线 30 和第二电源线 32。第一电 源线 30 和第二电源线 32 连接到或可连接到电源 34。 0042 第一电源线 30 与第一电容器 22 的第一触点和第二电容器 24 的第一触点连接。 开关 26 连接在第一电容器 22 的第二触点和第二电容器 24 的第二触点之间。这样， 当开关 26 接通时， 第一电容器 22 与第二电容器 24 并联连接。此外， 第一电容器 22 的第二触点与 电动机 10 的第二接线端 18 连接。 0043 第二电源线 32 与过载保。
20、护器 28 的第一触点连接。过载保护器 28 的第二触点与 电动机 10 的第三接线端 20 连接。 0044 如果开关 26 断开， 那么副线圈 14 与第一电容器 22 串联连接。如果开关 26 接通， 那么副线圈 14 与并联连接的电容器 22， 24 串联连接。与开关 26 处于断开状态时相比， 开 关 26 处于接通状态使得第一电源线 30 和副线圈 14 之间的电容要高。 0045 第一电源线30和副线圈14之间的电容使得主线圈12和副线圈14之间发生相移。 这种相移将影响电动机 10 的效率特性。 0046 电动机 10 被设置用来驱动滚筒干衣机中的热泵系统的压缩机。具有热泵系统。
21、的 滚筒干衣机包括气流回路 ( 优选为闭合气流回路 )、 制冷剂回路和滚筒。 0047 滚筒是气流回路的整体的一部分， 其被设置用来接纳衣物。压缩机是制冷剂回路 的整体的一部分。气流回路和制冷剂回路通过第一热交换器和第二热交换器热耦连， 第一 热交换器作为冷凝器进行工作， 第二热交换器作为蒸发器进行工作。 0048 在气流回路中， 气流由至少一个风扇产生。 制冷剂在制冷剂回路中流动。 制冷剂被 压缩机压缩和加热。加热的制冷剂到达冷凝器。在冷凝器中气流被加热而制冷剂被冷却。 然后， 加热的气流进入滚筒中， 用来除去可旋转滚筒内容纳的衣物的水分。 在冷凝器和蒸发 说 明 书 CN 10226880。
22、8 A CN 102268815 A4/5 页 7 器之间， 制冷剂是膨胀的并且还另外地被合适的装置冷却。 在穿过衣物并从滚筒中出来后， 在蒸发器中气流被冷却而制冷剂被加热。然后， 制冷剂再次被压缩机压缩和加热。压缩机 被电动机 10 驱动。气流在通过冷凝器被适时加热后被送回滚筒。 0049 图 2 图示了根据本发明上述优选实施方式的两条曲线 36 和 38 的示意图， 这两条 曲线代表了所述电动机 10 的效率 E 与所述电动机 10 的扭矩之间的函数关系。效率 E 代表 了所供应的能量和吸收的能量的比率。 0050 曲线 36 代表了开关 26 断开时电动机 10 的效率。在本实施例中， 。
23、只有第一电容器 22 与副线圈 14 串联连接。所述的串联连接与主线圈 12 并联连接。在这种状态下， 电动机 10 的最大效率是处在扭矩图谱的中间区间。 0051 曲线 38 代表了开关 26 接通时电动机 10 的效率。在本实施例中， 第一电容器 22 与第二电容器 24 并联连接。所述的并联的电容器 22 和 24 与副线圈 14 串联连接。所述的 串联连接又与主线圈 12 并联连接。在这种状态下， 电动机 10 的最大效率处在扭矩图谱的 上区间。 0052 通过电动机 10、 压缩机和 / 或热泵系统的一个或多个物理参数来控制开关 26。例 如， 在热泵系统中， 以温度和 / 或压力为。
24、基础控制开关 26。替代性的或附加的， 可以以压缩 机的能量消耗为基础控制开关 26。此外， 热泵系统中制冷剂的压力和 / 或温度可以控制开 关 26。 0053 包括第一电容器 22、 第二电容器 24 和开关 26 的该简单的回路使得仅以低的复杂 度就实现了电动机10的效率的最优化。 特别地， 在热机阶段， 压缩机的能量吸收减少了。 进 一步地， 整体的能量消耗也减少了。 0054 开关 26 的状态取决于电动机 10 的制动扭矩。制动扭矩可以通过经由当前吸收的 反馈来检测压缩机吸收的能量和/或通过测量冷凝器/压缩机出口处的制冷剂温度以确定 热泵回路的压力而间接地确定。高压力值意味着电动机。
25、 10 具有高工作应力。为了间接确 定制动扭矩， 必须知道电动机 10 的特性曲线。 0055 图 3 图示了根据本发明一替代性实施方式的电动机 10 的控制单元的示意性回路 图。 0056 电动机 10 包括主线圈 12 和副线圈 14 以及第一接线端 16、 第二接线端 18 和第三 接线端 20。第一接线端 16 与主线圈 12 的第一端部连接。第二接线端 18 与副线圈 14 的第 一端部连接。第三端部 20 与主线圈 12 以及副线圈 14 的第二端部相连。电动机 10 的控制 单元优选的包括过载保护器28， 过载保护器28连接在电源34的第二电源线32与第三接线 端 20 之间。这。
26、样， 主线圈 12、 副线圈 14 和过载保护器 28 以与图 1 中相同的方式连接至接 线端 16、 18、 20。 0057 该替代性的实施方式中的控制单元与图 1 所示的实施方式在第一电容器 22、 第二 电容器 24 和开关 26 上不同。第一电容器 22 与第二电容器 24 串联连接在第一接线端 16 和第二接线端 18 之间。开关 26 与第二电容器 24 并联连接。当开关 26 断开时， 第一电容 器 22 与第二电容器 24 串联连接在第一接线端 16 与第二接线端 18 之间。当开关 26 接通 时， 只有第一电容器 22 连接在第一接线端 16 和第二接线端 18 之间。 。
27、0058 当开关 26 断开 (off) 时， 电动机 10 按照图 2 中第一曲线 36 工作， 因为这时获得 的电容值是由串联的电容器 22 和 24 共同决定的。当开关 26 接通 (on) 时， 电动机 10 按照 说 明 书 CN 102268808 A CN 102268815 A5/5 页 8 图2中第二曲线38工作， 因为这时电容器24被绕过或者说被短路且获得的电容值增加。 第 一电容器 22 和第二电容器 24 的值要选择使得电动机 10 的特性与图 2 相对应。 0059 显然， 本发明可以用于具有用来加热洗涤水的热泵系统的洗衣机。 0060 尽管在本文中已经参照附图对本发。
28、明的示例性实施方式进行了说明， 但是可以理 解的是， 本发明并不局限于那些明确的实施方式， 且本领域的技术人员在不脱离本发明的 范围或精神的情况下可对其进行各种其它变型和修改。 所有这些变化或修改均包括在所附 权利要求所限定的本发明保护范围内。 0061 附图标记 0062 10 电动机 0063 12 主线圈 0064 14 副线圈 0065 16 第一接线端 0066 18 第二接线端 0067 20 第三接线端 0068 22 第一电容器 0069 24 第二电容器 0070 26 开关 0071 28 过载保护器 0072 30 第一电源线 0073 32 第二电源线 0074 34 电源 0075 36 第一曲线 0076 38 第二曲线 0077 E 效率 说 明 书 CN 102268808 A CN 102268815 A1/1 页 9 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102268808 A 。