控制电动机驱动的洗衣机的方法及其控制系统 交叉引用相关申请
本申请要求以下申请的权益：于2002年5月15日提交的韩国申请No.P2002-26886，于2002年5月16日提交的韩国申请No.P2002-27127，于2002年5月16日提交的韩国申请No.P2002-27132，于2002年7月11日提交的韩国申请No.P2002-40211，于2002年7月11日提交的韩国申请No.P2002-40292，于2002年7月29日提交的韩国申请No.P2002-44687，于2002年11月25日提交的韩国申请No.P2002-73580，于2002年11月26日提交的韩国申请No.P2002-73898，于2002年11月26日提交的韩国申请No.P2002-74052，以及于2002年11月26日提交地韩国申请No.P2002-74054，所有这些申请在此被引入作为参考，如同全部在此被提出。
【技术领域】
本发明涉及洗衣机，尤其是涉及一种控制电动机的驱动洗衣机的方法和一种电动机驱动的洗衣机控制系统。
背景技术
现在，电动机驱动的自动洗衣机很常见。典型的洗衣机可能包括一个用于驱动搅动器和同时用作洗涤桶和脱水桶的可旋转桶的电动机，并且该电动机与一个传动轴耦合。在典型的洗涤或漂洗周期，使电动机来回旋转去搅动洗涤桶中的衣服和水，以清洗或漂洗衣服。
另外，在旋转周期，电动机旋转装有许多要脱水的湿衣服的洗涤桶，以便通过离心力把水从湿衣服除去。因为洗涤桶以非常高的速度旋转，因此可能出现许多问题。例如，如果当用户错误地打开洗衣机门并且把手伸到桶中时，电动机的运转没有被正确地停止，则用户可能严重受伤。应该即时向用户通知这种错误，以便可以快速确定电动机或与电动机有关的其它任何部件的错误。
在另一个例子中，当一个用于在旋转周期制动转动着的电动机的控制没有被正确完成时，电动机-离合器机构可能产生噪声，并且由于沉重的洗涤桶的高速运转，使该机构可能被损坏。
【发明内容】
因此，本发明涉及一种控制电动机驱动的洗衣机的方法以及其控制系统，该控制系统基本上排除了由于相关技术的局限性和缺点造成的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种控制电动机驱动的洗衣机的方法以及其控制系统，该控制系统防止电动机-离合器机构产生噪声和损坏。
本发明的另一个目的是提供一种控制电动机驱动的洗衣机的方法以及其控制系统，在该控制系统中即使用于制动电动机的初始算法没有被正确执行，也可以实现正确的控制。
本发明的另一个目的是提供一种控制电动机驱动的洗衣机的方法以及其控制系统，在该控制系统中确定电动机中断期间的电动机故障，并且显示一条相应的错误消息，用于警告用户关于电动机的故障。
本发明的另一个目的是提供一种控制电动机驱动的洗衣机的方法，该方法根据负载的要洗涤或脱水的衣服的重量执行电动机中断。
本发明的另一个目的是提供一种控制电动机驱动的洗衣机的方法以及其控制系统，该控制系统防止电动机受到由于在电动机制动操作期间电动机产生的反向电压造成的损坏。
本发明的另一个目的是提供一种控制电动机驱动的洗衣机的方法以及其控制系统，在该控制系统中检测制动电阻的故障，并且停止电动机的运转，以避免任何电动机损坏。
本发明的另一个目的是提供一种控制电动机驱动的洗衣机的方法以及其控制系统，该控制系统使减小电动机速度所花的时间达到最小。
本发明的另一个目的是提供一种控制电动机驱动的洗衣机的方法以及其控制系统，在该控制系统中只有当电动机速度达到预定速度时，才锁定洗衣机门。
本发明的另一个目的是提供一种控制电动机驱动的洗衣机的方法以及其控制系统，该控制系统防止电动机在旋转周期被损坏。
本发明的进一步目的是提供一种用于限制其中受限电流值可变的电气设备中的电动机电流的电路。
本发明的附加优点、目的和特征将在下面的说明中被部分地阐述，并且一旦检验了以下说明，对于本领域的普通技术人员本发明的附加优点、目的和特征将部分地变得显而易见，或者本发明的附加优点、目的和特征可能部分地从本发明的实施中被认识到。通过具体在说明书和权利要求以及附图中指出的结构，可以实现和达到本发明的目的和其它优点。
为了实现这些目的和其它优点，并且根据本发明的目的，如在此具体实施和广泛说明的，一种控制电动机驱动的洗衣机的方法包括以下步骤：产生用于在洗涤周期制动运转中的电动机的中断命令；施加第一反相电压于运转中的电动机的电压输入端，第一反相电压对应于电动机的第一当前速度；以及如果第二反相电压大于或等于临界电压电平，在电学上使电动机的电压输入端短路预定长时间，第二反相电压对应于电动机的第二当前速度。
在本发明的另一个方面，一种洗衣机控制系统包括以下部件：电动机，其在洗涤周期旋转被装配在洗衣机中的洗涤桶和搅动器中的至少一个；电动机制动装置，当在洗涤期间产生了用于制动运转中的电动机的中断命令时，该电动机制动装置最初施加第一反相电压于电动机的电压输入端，第一反相电压对应于运转中的电动机的第一当前速度；以及控制器，如果第二反相电压大于或等于临界电压电平，该控制器测量电动机的第二当前速度，并产生控制信号，第二反相电压对应于电动机的第二当前速度；其中一旦从控制器收到控制信号，电动机制动装置就在电学上使电动机的电压输入端短路。
在本发明的另一个方面，一种控制具有负载控制器的电动机驱动的洗衣机的方法包括以下步骤：通过根据用户选择的洗涤方案操作包括电动机的多个负载装置，去启动洗涤周期；如果检测到被装配在洗衣机中的洗衣机门打开了，发送制动控制信号给负载控制器，负载控制器响应制动控制信号，执行负载制动算法去制动多个负载装置的操作；通过与负载装置的通信，确定负载制动算法是否被负载控制器正确地执行；以及如果负载制动算法没有被负载控制器正确地执行，发送控制信号直接给多个负载装置，以便制动多个负载装置的操作。
在本发明的另一个方面，一种洗衣机控制系统包括以下部件：门传感器，其检测被装配在洗衣机中的洗衣机门的打开；负载控制器，其与洗衣机门耦合，并当门传感器检测到洗衣机门的打开时，用于执行负载制动算法去制动洗衣机的多个负载装置的操作；以及主控制器，如果负载制动算法没有被负载控制器正确地执行，该主控制器发送控制信号直接给多个负载装置，以便制动多个负载装置的操作。
在本发明的另一个方面，一种控制电动机驱动的洗衣机的方法包括以下步骤：通过根据用户选择的洗涤方案操作被装配在洗衣机中的电动机，去启动洗涤周期；当中断命令产生时，产生电动机制动信号去制动电动机的运转，并且测量代表完全停止电动机运转所花的总时间的制动周期；根据测量的制动周期是否超过预定长时间，确定电动机的故障；以及在显示装置上显示警报消息，该消息指示确定的电动机故障。
在本发明的另一个方面，一种洗衣机控制系统包括以下部件：电动机，其根据用户选择的洗涤方案旋转被装配在洗衣机中的洗涤桶或搅动器；微处理器，其在操作上与电动机耦合，并用于当电动机中断命令产生时制动电动机的运转，以及测量代表完全停止电动机运转所花的总时间的制动周期，该微处理器根据测量的制动周期是否超过预定长时间，来确定电动机的故障；以及显示装置，其一旦从微处理器微处理器收到控制信号，就显示指示确定的电动机故障的警报消息。
在本发明的另一个方面，一种控制电动机驱动的洗衣机的方法包括以下步骤：把电动机速度从零增加到第一预定速度W1以启动旋转周期，在此期间电动机旋转装有要脱水的衣服的洗涤桶；把电动机速度从W1减小到第二预定速度W2，并测量把电动机速度从W1减小到W2所花的减速周期；把电动机速度从W2增加到第三预定速度W3；如果在把电动机速度从W2增加到W3的步骤期间电动机的第一中断被命令，根据慢制动逻辑制动电动机；把电动机速度从W3增加到第四预定速度W4；以及如果在把电动机速度从W3增加到W4的步骤期间电动机的第二中断被命令，根据测量的减速周期选择多种快制动逻辑之一，并根据选择的快制动逻辑制动电动机。
在本发明的另一个方面，一种控制电动机驱动的洗衣机的方法包括以下步骤：当在洗涤或旋转周期电动机中断命令产生了，施加一个反相电压于运转中的电动机的电压输入端去制动电动机，当电动机被制动时电动机产生一个反向电压和反向电流；如果电动机产生的反向电压大于预定的电压电平，通过允许反向电流流过与电动机相连的制动电阻，来最初减小电动机产生的反向电压；根据制动电阻的实际电流流过周期，确定制动电阻的故障；以及如果确定了制动电阻故障，在电学上使电动机的电压端短路预定长时间。
在本发明的另一个方面，一种洗衣机控制系统包括以下部件：电动机，其在洗涤或旋转周期旋转被装配在洗衣机中的洗涤桶或搅动器；电动机驱动装置，如果电动机中断命令产生了，该电动机驱动装置施加一个反相电压于运转中的电动机的电压端，当反相电压被施加于电动机时，电动机产生一个反向电压和反向电流；制动电阻，其与电动机相连；以及微处理器，如果电动机产生的反向电压大于预定电压电平时，该微处理器最初通过允许反向电流流过制动电阻来减小电动机产生的反向电压，如果该微处理器根据制动电阻的实际电流流过周期确定了制动电阻故障，该微处理器在电学上使电动机的电压端短路预定长时间。
在本发明的另一个方面，一种控制电动机驱动的洗衣机的方法包括以下步骤：在每个预定周期，确定驱动电动机的驱动装置的当前直流电压是否小于或等于预定的电压电平；如果当前直流电压小于或等于预定电压电平，测量当前直流电压的当前超前相位角；以及如果测量的超前相位角大于零，把当前直流电压的当前超前相位角减小第一预定级。
在本发明的另一个方面，一种洗衣机控制系统包括以下部件：电动机；驱动装置，其把输入电压施加于电动机去驱动该电动机；电压表，其在每个预定周期测量电动机产生的反向电压；以及微处理器，如果测量的反向电压小于或等于预定的电压电平，该微处理器减小电动机速度。
在本发明的另一个方面，一种控制电动机驱动的洗衣机的方法包括以下步骤：确定是否从用户收到用于旋转周期的命令；以及如果收到了旋转周期命令，根据电动机的速度是否达到第一预定速度来锁定洗衣机门，其中电动机旋转装有要脱水的衣服的洗涤桶。锁定洗衣机门的步骤包括以下步骤：把电动机速度从零增加到第一预定速度以启动旋转周期；以及如果电动机速度等于第一预定速度，产生控制信号给门锁定装置，门锁定装置一旦收到控制信号就锁定洗衣机门。
在本发明的另一个方面，一种洗衣机控制系统包括以下部件：洗涤桶，其容纳要脱水的衣服；电动机，如果从用户收到用于旋转周期的命令，该电动机旋转洗涤桶；以及微处理器，其根据电动机速度是否达到第一预定速度来锁定洗衣机门。
在本发明的另一个方面，一种控制电动机驱动的洗衣机的方法包括以下步骤：如果在旋转周期电动机的电动机中断产生了，确定电动机的第一当前速度是否小于第一预定速度，电动机在旋转周期旋转装有要脱水的衣服的洗涤桶；以及如果第一当前速度小于第一预定速度，通过使电动机的电源端短路第一预定长时间来制动运转中的电动机。该方法进一步包括以下步骤：如果电动机的第二当前速度小于第一预定速度且大于第二预定速度，把反相电压施加于电动机电源端第二预定长时间；以及如果电动机的第二当前速度小于第一预定速度且大于第二预定速度，允许电动机产生的反向电流流过与电动机相连的制动电阻，以便把电能消耗为热量。
在本发明的另一个方面，一种洗衣机控制系统包括以下部件：洗涤桶，其装有要脱水的衣服；电动机，其在旋转周期旋转洗涤桶；以及微处理器，如果在旋转周期产生了电动机中断，并且如果电动机的第一当前速度小于第一预定速度，微处理器通过使电动机的电源端短路来制动电动机。
在本发明的另一个方面，一种用于限制电气设备中的电动机电流的电路包括以下部件：串联在电源与接地之间的第一电阻和双列直插式开关，该双列直插式开关包括多个具有不同阻值的电阻；与双列直插式开关并联的电容；运算放大器，其具有一个连接到第一电阻与双列直插式开关之间的节点的反相输入端；以及第三电阻，其连接在运算放大器的非反相输入与接地之间；其中可以方便地选择双列直插式开关的多个电阻中的任何一个，用于限制流过第三电阻的电流。
在本发明的另一个方面，一种控制电动机驱动的洗衣机的方法包括以下步骤：测量在晶体管与制动电阻之间的节点的电压；如果测量的电压等于零，显示一条指示制动电阻处于无效状态的警报消息；如果收到了用于洗涤周期的命令，重复确定步骤；以及如果测量的节点电压不等于零，启动洗涤周期。
在本发明的另一个方面，一种洗衣机控制系统包括以下部件：电动机，其旋转洗衣机的洗涤桶或搅动器；驱动装置，其通过施加电压于电动机来驱动该电动机；与驱动装置并联的一对制动电阻和晶体管，该晶体管与该制动电阻串联；电压表，其测量晶体管与制动电阻之间的节点电压；以及微处理器，如果测量的节点电压不等于零，该微处理器产生警报信号。
应该理解，上述的一般说明以及以下的本发明的详细说明都是示范性的和说明性的，并且意图提供根据权利要求所述的对本发明的进一步说明。
【附图说明】
在此被包括以提供对本发明的进一步理解以及被引入作为本申请的一个组成部分的附图图解说明了本发明的实施例，并与说明书一起用于阐明本发明的原理。在附图中：
图1A说明了一种根据本发明第一实施例驱动被装配在洗衣机中的电动机的控制系统；
图1B说明了图1A所示的电动机制动装置60、变压器50和电动机81的详细结构；
图1C说明了当施加于电动机制动装置60的相移电压小于Vc时电动机制动装置60的电流(L1)；
图1D说明了一种根据本发明第一实施例控制被装配在洗衣机中的电动机的方法；
图2A说明了一种根据本发明第二实施例控制洗衣机中的负载装置(例如电动机)的设备；
图2B说明了一种根据本发明第二实施例控制洗衣机中的负载装置的方法；
图3A说明了一种根据本发明第三实施例检测洗衣机中的电动机故障的设备；
图3B说明了一种根据本发明第三实施例检测洗衣机中的电动机故障的方法；
图4A和图4B说明了一种根据本发明第四实施例中断(制动)洗衣机中的电动机运转的方法；
图5A说明了一种根据本发明第五实施例驱动被装配在洗衣机中的电动机的控制系统；
图5B说明了一种根据本发明第五实施例控制洗衣机中的电动机的方法；
图6A说明了一种根据本发明第六实施例驱动被装配在洗衣机中的电动机的控制系统；
图6B说明了一种根据本发明第六实施例控制洗衣机中的电动机的方法；
图7A说明了一种根据本发明第七实施例控制洗衣机中的电动机的控制系统；
图7B说明了一种根据本发明第七实施例控制洗衣机中的电动机的方法；
图8A说明了一种根据本发明第八实施例控制洗衣机中的电动机运转的设备；
图8B说明了一种根据本发明第八实施例控制洗衣机中的电动机运转的方法；
图9A说明了一种根据本发明第九实施例驱动被装配在洗衣机中的电动机的控制系统；
图9B说明了一种根据本发明第九实施例控制洗衣机中的电动机的方法；
图10说明了一种用于根据本发明第十实施例限制电气设备中的电动机电流的电路。
【具体实施方式】
现在将详细介绍本发明的优选实施例，优选实施例的例子在附图中被说明。无论在什么可能的情况下，在所有附图中相同的附图标记将用于指代相同或相似部件。
实施例(1)
图1A说明了一种根据本发明第一实施例驱动被装配在洗衣机中的电动机的控制系统。参照图1A，该控制系统包括以下部件：电源装置40，其对电源产生的交流(AC)电源电压进行整流和/或平滑；变压器50，其具有一个(未说明的)用于把已整流的交流(AC)电压转换为直流(DC)电压的转换器和一个(未说明的)用于存储转换的DC电压的电容；电动机81，用于旋转被装配在洗衣机中的桶和/或搅动器；电动机制动装置60，用于一旦收到制动控制信号就通过把输入电压施加于电动机81去制动电动机81的运转；以及控制器70，其测量由变压器50存储的DC电压以及产生制动控制信号给电动机制动装置60。
存储在变压器50的电容中的DC电压用于驱动电动机81，并且电动机81把动能传送给一个(未显示的)离合器，该离合器与被装配在洗衣机中用于洗涤要洗的衣服的桶和/或搅动器啮合。当用户通过切断洗衣机电源、打开洗衣机门或手动触摸一个键控制面板来输入用于中断(制动)电动机运转的命令时，控制器70产生一个电动机中断信号给电动机制动装置60。另外，控制器70不断地监测电动机81的速度，并把电动机速度信息输出给变压器50，然后变压器50把一个对应于电动机速度的电压施加于电动机制动装置60。
电动机制动装置60使变压器50输出的电压的相位偏移180度，并把该相移电压(反相电压)施加于电动机81以便制动电动机运转。然而，当一个对应于大于某一电动机速度的速度值的相移电压被施加于电动机81时，在电动机-离合器机构中可能会产生噪声，并且电动机-离合器机构可能会损坏。这是因为，由于电动机81与离合器之间的转速差造成了离合器的实际转动角位移大于电动机81的转动角位移。为此，控制器70最初存储一个开始在电动机-离合器机构中产生噪声并可能损坏该机构的临界相移电压Vc，并且如果当前相移电压大于Vc，控制器70通过使电动机81的电源输入端短路来执行电动机制动。
图1B说明了图1A所示的电动机制动装置60、变压器50和电动机81的详细结构。如图1B所示，电动机制动装置60包括三对并联的绝缘栅极双极晶体管(此后称为“晶体管”)，其中每对包括两个串联的晶体管。每个晶体管连接一个二极管(D1至D6)，可通过二极管使晶体管短路。与电动机81的三个线圈直接相连的晶体管T2、T4和T6把变压器提供的电压分别施加于电动机81的线圈，以运转或制动电动机81。
图1C说明了当施加于电动机制动装置60的相移电压小于Vc时电动机制动装置60的电流(L1)。另一方面，当相移电压大于或等于Vc时，电动机制动装置60的电流(L2)。换句话说，如果控制器70确定正输入给电动机制动装置60的电压大于或等于Vc，则电动机制动装置60使如图1B所示的电动机81的输入端短路预定长时间(例如0.5秒)。如图1B所示，通过激活T2、T4和T6以及D2、D4和D6并使T1、T3、T5无效，使变压器50与电动机81之间的连接短路。因此，变压器50的电压没有被应用，而是先前被施加于电动机81的线圈85的电压被消耗以制动电动机运转。在电动机81的输入端被短路0.5秒之后，电动机81的速度减小了，并且该减小的电动机速度被发送给控制器70，然后控制器70把一个对应于该减小的电动机速度的电压施加于电动机制动装置60，从而可以停止电动机81而不在电动机-离合器机构中产生噪声。
现在将详细介绍一种根据本发明第一实施例控制被装配在洗衣机中的电动机的方法，如图1D所说明。开始，用户通过切断洗衣机电源、打开洗衣机门或手动触摸一个键控制面板来输入一条用于中断(制动)电动机运转的命令(SS1)。接下来，控制器70控制变压器50去施加一个对应于当前电动机速度的电压给电动机制动装置60，然后电动机制动装置60通过使电压相位偏移180度并把该相移电压(反相电压)施加于电动机81，来执行电动机制动(S2)。此后，控制器70再次测量电动机81的当前速度，并且把对应于测量的电动机速度的电压与临界相移电压Vc相比较(S3)，该临界相移电压Vc被控制器预先存储，并代表一个如果被施加于电动机81就使电动机-离合器机构产生噪声的相移电压的值。
如果对应于当前电动机速度的电压小于Vc，再次重复步骤S2和S3。另一方面，如果对应于当前电动机速度的电压大于或等于Vc，则控制器70通过使电动机81的电源输入端短路预定长时间(例如0.5秒)以便对应于当前电动机速度的电压不被施加于电动机81，来执行电动机制动。接下来，如果控制器70确定电动机81的运转停止了(S5)，则控制器70终止电动机制动算法。否则，重复步骤S1-S5，直到电动机运转被停止为止。
实施例(2)
图2A说明了一种根据本发明第二实施例控制洗衣机中的负载装置(例如电动机)的设备。参照图2A，该设备包括以下部件：键输入装置210，其接收来自用户的用于洗涤周期的命令；门传感器240，其用于检测洗衣机的洗衣机门的打开；以及负载控制器230，其一旦收到指示洗衣机门打开的信号，就执行一个用于中断负载装置260的操作的中断程序或算法，其中负载装置260包括一个旋转被装配在洗衣机中的桶和/或搅动器的电动机、向桶供水的供水系统以及把水从桶中排出去的排水系统。图2A所示的设备还包括一个主控制器220，该主控制器220根据用户的命令产生控制信号去启动洗涤周期，并且根据负载控制器230是否正确地执行了中断程序来控制负载装置的操作。该设备还包括一个用于存储对应于不同洗涤方案的多个参数值的存储器250(例如电可擦除只读存储器(EEPROM))，以及一个一旦收到来自主控制器220的控制信号就显示指示洗衣机门打开的信息的显示装置270，例如液晶显示器(LCD)。
当用户通过键输入装置210输入用于洗涤周期命令时，主控制器220把输入命令发送给负载控制器230。然后负载控制器230通过根据收到的命令驱动负载装置260，来执行洗涤周期。负载装置260包括一个旋转桶的电动机，并且负载装置260可能还包括一个向桶供水的供水系统和把水从桶排出去的排水系统。
当门传感器240检测出或判定洗衣机门的打开时，门传感器240发送一个指示洗衣机门打开的信号给负载控制器230和主控制器220。此后，负载控制器230运行一个用于中断或暂停负载装置260的操作的中断程序(例如执行一个中断算法)。主控制器220确定负载控制器230是否已正确执行了中断程序。如果主控制器220确定负载控制器230没有正确执行中断程序，则主控制器220产生一个直接的控制信号给负载装置260，以正确地中断或暂停负载装置260的操作。例如，负载控制器230周期地发送在操作上与负载控制器230联接的电动机的速度(RPM，转/分)信息，从而主控制器220可以通过监测电动机的速度信息来确定负载控制器230是否已正确执行中断程序。
现在将详细介绍一种根据本发明第二实施例控制洗衣机中的负载装置的方法，如图2B所说明。参照图2B，主控制器220最初根据用户选择的洗涤方案产生控制信号去启动洗涤周期(S211)。如果在洗涤周期主控制器220检测出洗衣机门打开了(S212)，则主控制器220通过经由数据通信线例如串行通信线接收来自负载控制器230的负载装置260的操作数据并且监测收到的操作数据，来确定负载控制器230是否已正确地执行中断程序(例如中断算法)(S213)。如果在步骤S213中确定负载控制器230正确地执行了中断程序，则主控制器220允许负载控制器230去中断负载装置260的操作(S214)。另一方面，如果中断程序没有被正确执行，则主控制器220发送直接的控制信号给负载装置260，以中断负载装置260的操作(S215)。根据上述第二实施例控制洗衣机的负载装置的优点之一是，即使在通过负载装置中断负载装置的操作的期间发生了任何错误，仍然可以实现对负载装置中断操作的可靠控制。
实施例(3)
图3A说明了一种根据本发明第三实施例检测洗衣机中的电动机故障的设备。参照图3A，该设备包括以下部件：键输入装置310，其接收来自用户的用于洗涤周期的命令；电动机340，其旋转洗衣机中的桶或搅动器；速度测量装置330，其测量电动机340的速度；以及计数器320，其测量电动机340的中断周期。电动机340的中断周期表示自从用户通过键输入装置310输入中断命令或(未显示的)洗衣机门的打开被检测出以后，电动机340完全停止所花的总时间。图3A所示的设备还包括以下部件：存储器370(例如EEPROM)，如果测量的电动机340的中断周期大于预定长时间，该存储器370存储测量的中断周期；微处理器360，其根据存储的大于预定长时间的中断周期的总数是否大于一个阈值次数，来确定电动机340的故障；以及显示装置350(例如LCD)，其一旦收到来自微处理器360的控制信号就指示电动机340的故障。
当微处理器360通过键输入装置310收到来自用户的中断命令或者检测出洗衣机门的打开时，微处理器360产生一个中断信号给电动机340以中断或停止电动机340的运转。此后，计数器320测量电动机340的中断周期，电动机340的中断周期表示自从微处理器360产生中断信号以后电动机340完全停止所花的时间，并且如果测量的中断周期大于预定长时间，微处理器360把该测量的中断周期存储在存储器370中。接下来，微处理器360确定存储在存储器370中的中断周期的总数是否大于阈值次数。如果确定中断周期的总数大于阈值次数，则微处理器360发送控制信号给显示装置350，去显示一条指示电动机340的故障的信息给用户。
现在详细介绍根据本发明第三实施例检测洗衣机中的电动机故障的方法，如图3B所说明的。参照图3B，当向洗衣机供电(S31)，并且微处理器360确定收到了用户通过键输入装置310输入的用于启动洗涤周期的命令(S32)，微处理器360就根据用户选择的洗涤方案启动洗涤周期(S33)。此后，当微处理器360确定收到了用户通过键输入装置310输入的中断命令或者检测出洗衣机门的打开(S34)，则微处理器360产生一个中断信号去中断或停止电动机340的运转，并且利用计数器320测量电动机340的中断周期(S36)。电动机340的中断周期表示自从中断信号产生以后完全停止电动机340的运转所花的时间。另一方面，如果在步骤S34中确定没有收到来自用户的中断命令并且没有检测出洗衣机门的打开，则微处理器360继续洗涤周期(S35)。
再参照图3B，在步骤S36中测量了电动机340的中断周期之后，微处理器360确定测量的中断周期是否大于预定长时间T预定(S37)。如果测量的中断周期大于预定长时间T预定，则微处理器360把该测量的中断周期存储在存储器370中(S38)，否则，微处理器360完成中断电动机340的操作(S41)。接下来，微处理器360进一步确定到目前为止存储在存储器370中的中断周期的总数是否大于阈值频率值N预定(S39)。如果在步骤S39中确定中断周期的总数大于阈值频率值，则微处理器360发送一个显示控制信号给显示装置350，去显示一条指示电动机340的故障的信息给用户(S40)。利用根据本发明第三实施例的设备和方法，一旦收到来自微处理器360的中断命令，当在预定长时间内电动机的运转没有被完全停止时，用户可以容易和方便地被通知电动机340的故障。因此，用户可以事先修理电动机而不损坏电动机和洗衣机中的其它任何部件。
实施例(4)
图4说明了一种根据本发明第四实施例中断(制动)洗衣机中的电动机的运转的方法。该洗衣机包括一个用于旋转桶或搅动器的电动机，以及一个产生控制信号去控制电动机运转的微处理器。参照图4，洗衣机的微处理器最初增大电动机的速度W(S411)。当确定W大于或等于第一预定速度W1时(S412)，微处理器切断电动机电源(S413)。另一方面，如果在步骤S412中确定W小于W1，并且如果命令了中断电动机运转(S414)，则微处理器根据慢制动逻辑去中断(制动)电动机运转(S415)。当用户通过切断洗衣机电源、打开洗衣机门或手动触摸键控制面板来输入一条用于中断(制动)电动机运转的命令时，电动机运转的中断被命令。
在步骤S413中切断电动机电源之后，电动机的无电力旋转发生了，并且由此W逐渐减小(S416)。如果微处理器确定W小于或等于小于W1的第二预定速度W2(S417)，则微处理器通过测量代表W从W1减小到W2所花的持续时间的T，来确定桶中装有的衣服的重量(S418)。另一方面，如果在步骤S417中确定W仍然大于W2，并且如果命令了中断电动机运转(S419)，则重复步骤S415。
在步骤S418中确定了装载重量之后，微处理器增大W(S420)。如果确定W大于或等于大于W1的第三预定速度W3(S421)，则微处理器进一步增大W(S423)。另一方面，如果在步骤S421中确定W小于W3，并且如果命令了中断电动机运转(S422)，则重复步骤S415。再参照步骤S423，如果确定W大于或等于大于W3的第四预定速度W4(S424)，则微处理器将电动机速度保持为W4，并且执行旋转周期(S425)。
如果在步骤S424中确定W小于W4，并且如果命令了中断电动机运转(S426)，则微处理器根据在步骤S418中测量的T选择多种快制动逻辑之一，并且根据选择的快制动逻辑中断或制动电动机运转(S427-S432)。例如，如果确定T小于或等于第一预定长时间T1(S427)，微处理器根据第一快制动逻辑制动电动机运转(S428)。如果确定T大于T1但是小于或等于第二预定长时间T2(S429)，则根据第二快制动逻辑中断电动机运转(S430)。换句话说，如果确定T大于第n-1预定长时间Tn-1但是小于或等于第n预定长时间Tn，其中n＝2，3，4，...N(S431)，微处理器根据第n快制动逻辑制动电动机运转(S432)。
再参照步骤S425，如果保持W4的旋转周期大于或等于预定长时间E(S433)，则微处理器切断电动机电源(S434)。另一方面，如果在步骤S433中确定旋转周期小于E，并且如果命令了中断电动机运转(S435)，则微处理器根据在步骤S428中测量的T选择多种快制动逻辑之一，并且根据选择的快制动逻辑中断电动机运转(S427-S432)。在步骤S434中切断电动机电源之后，如果微处理器在步骤S436中确定W小于或等于W3，并且如果命令了中断电动机运转(S438)，则重复步骤S415。另外，如果在步骤S436中确定W大于W3，并且命令了中断电动机运转(S437)，则重复步骤S427至S432。
在图4所示的中断洗衣机电动机的运转的方法中，根据装载衣服的重量选择一种合适的电动机制动逻辑，从而可以实现电动机运转的最佳中断，同时避免了对电动机或与电动机有关的其它任何部件的损坏。
实施例(5)
图5A说明了一种根据本发明第五实施例驱动被装配在洗衣机中的电动机的控制系统。参照图5A，该控制系统包括以下部件：变压器54，其具有一个用于把交流电源52产生的交流电转换为直流电的转换器54A和第一电容C1；开关52A，其把交流电源52连接到变压器54或者断开交流电源52与变压器54的连接；以及开关型电源(SMPS)装置56，其把变压器54转换的直流电压变换为具有预定电平的电压。
图5A所示的电动机控制系统还包括以下部件：中继装置56A，其连接在SMPS装置56与交流电源52之间，并且如果其频率高于一个预定频率值就切断交流电源；第一电阻R1，其与中继装置56A并联；电动机51，其旋转洗衣机中的桶或搅动器；驱动电路58，其通过把SMPA装置56转换的电压供给电动机51来驱动电动机51；微处理器59，其控制电动机51的运转；绝缘栅极双极晶体管(IGBT)57，其一旦收到来自微处理器59的控制信号就执行脉宽调制；电压比较器53，其比较电动机51在电动机制动期间产生的反向电压与一个预定的电压值；以及制动电阻55，其把电动机51产生的反向电压消耗为热量，以便防止由于反向电压造成的可能的电路损坏。
现在将详细介绍根据本发明第五实施例控制洗衣机中电动机的方法，如图5B所说明的。参照图5B，当微处理器59确定制动电动机51运转的条件任何之一满足时，微处理器59发送中断信号给电动机驱动电路58，然后电动机驱动电路58把反相输入电压施加于电动机51(S511)。然后在步骤S511中，由于电动机51的旋转产生反向电压，并且该反向电压被施加于驱动电路58。在通过具有三种不同相位的三个输入电压驱动电动机51的情况下，在电动机制动期间电动机51产生的反向电压也具有三种相位。因此，反向电压的相位取决于驱动电路58施加于电动机51的输入电压的相位。
在步骤S511中电动机51产生反向电压之后，微处理器59测量在步骤S511中产生的反向电压，并确定测量的反向电压是否大于预定电压值V1(S512)。如果测量的反向电压大于预定电压值V1，则微处理器59产生用于正常电动机制动的控制信号，在正常电动机制动中，允许制动电阻55把由于电动机51产生的反向电压产生的能量消耗为热量(S513)。否则，重复步骤S511和S512，直到确定反向电压大于V1为止。
接下来，微处理器59测量制动电阻55的电流流过周期，该电流流过周期表示当电动机51产生反向电压时反向电流流过制动电阻55的持续时间，并且微处理器59进一步确定测量的电流流过周期是否小于正常的消耗周期T1(S514)。T1表示制动电阻55在正常状态下消耗所有反向电压所花的时间。如果测量的电流流过周期小于T1，则微处理器59确定制动电阻55开路了。
如果确定测量的电流流过周期不小于T1，则微处理器59确定测量的电流流过周期是否大于T1(S515)。如果测量的电流流过周期大于T1，则微处理器59确定制动电阻55短路了。如果在步骤S514或S515中确定测量的电流流过周期小于或大于T1，则微处理器59使与驱动电路58相连的相应节点短路预定长时间，以便减小电动机51产生的反向电压(S516)。当与驱动电路58相连的节点被短路时，由于电动机51的反向电压的相位差，电动机51的反向电压减小了。通过这样做，在电动机制动期间可以防止由电动机51的高反向电压造成的任何电路损坏。
在步骤516中反向电压减小了之后，或者在步骤S515中确定测量的制动电阻55的电流流过周期不大于T1之后，微处理器59再次测量电动机51的反向电压，并确定测量的反向电压是否小于预定电压V1(S517)。如果测量的反向电压小于预定电压V1，则微处理器59终止电动机51的运转(S518)。
实施例(6)
图6A说明了一种根据本发明第六实施例驱动被装配在洗衣机中的电动机的控制系统。如图6A所示，该系统包括对交流电进行整流的整流器611，旋转洗衣机的桶或搅动器的电动机612，以及包括多个绝缘栅极双极晶体管(IGBT)的驱动电路613。驱动电路613在第一操作方式下把具有三种不同相位的输入电压U、V和W分别施加于电动机612，并且在第二操作方式下把反相电压施加于电动机612，从而由于电动机612的旋转产生的反向电压被施加于驱动电路613。
图6A所示的系统还包括以下部件：开关型电源(SMPS)装置614，其把整流器611的输出变换为具有预定电平(例如5V)的电压；速度计615，其测量电动机612的转速；制动电阻Rb，其把电动机612产生的反向电压消耗为热量，以便防止可能的电路损坏；以及晶体管T1，其驱动制动电阻Rb。该系统还包括以下部件：电压表616，其测量在电动机612的反向电压在Rb中被消耗之后整流器611的输出电压；驱动微处理器617，其根据电压表616测量的输出电压控制驱动电路613和晶体管T1的操作；(未显示的)门打开传感器，其检测洗衣机门的打开，并发送相应的信号给驱动微处理器617；用户接口装置618，其具有用于接收来自用户的操作命令的触摸面板和键输入装置中的至少一个；显示装置(例如LCD)619，其显示指示洗衣机操作状态的信息；声音产生装置620；以及主微处理器621，其控制驱动微处理器617，以便根据用户接口装置618收到的操作命令去操作包括电动机612的洗衣机各个部件。
主微处理器621通过与驱动微处理器617通信，来检测整流器611的异常输出电压，并且产生控制信号给显示装置619和声音产生装置620，以便显示指示整流器611的异常输出电压的警报消息和警报声。因为制动电阻Rb可被分开装置在控制系统中，如图6A所示，并且电压表616利用Rb测量整流器611的输出电压，因此如果根本没有提供Rb或者提供的连接器622不起作用，则电压表616的输出电压将为0V。
现在将详细介绍图6A所示的控制系统的操作。当用户在洗涤周期通过接口装置618输入命令时，主微处理器621把控制信号发送给驱动微处理器617，以便根据对应于用户选择的洗涤方案的多个操作参数驱动洗衣机的各个部件。驱动微处理器617最初旋转电动机612同时监测电动机612的速度，并通过操作其它部件例如供水系统和排水系统来执行洗涤周期。另一方面，主微处理器621产生控制信号给显示装置619，以显示洗衣机的当前操作状态，并且如果必要的话产生控制信号给声音产生装置620，以产生警报声。
在洗涤周期，电动机612的旋转方向在顺时针方向与反时针方向之间交替。例如，为了切换最初在第一方式下以顺时针方向旋转的电动机612的方向，必须先停止电动机612的旋转。另外，当用户在旋转(脱水)周期打开洗衣机门时，电动机运转的这种制动或中断常常是必需的。因此，当驱动微处理器617确定制动电动机运转的条件任何之一满足时，驱动微处理器617就在第二操作方式下操作驱动电路613，其中驱动电路613把反相输入电压施加于电动机612，并且制动电阻Rb起作用以消耗由电动机612产生的反向电压，以便防止任何电路损坏。
图6B所示的流程图说明了一种根据本发明第六实施例控制洗衣机中电动机的方法。最初，驱动微处理器617利用电压表616测量整流器611的输出电压(S61)。接下来，如果驱动微处理器617确定测量的输出电压为0V(S62)，则驱动微处理器617向主微处理器621发送一个指示制动电阻Rb根本没有被连接或者被不正确连接的警报信号。因为电压表616利用一对串联的电阻R1和R2测量整流器611通过Rb的输出电压，因此0V的测量电压表示电源电压正在被应用，但是Rb没有被正确地连接。
一旦收到来自驱动微处理器617的警报信号，主微处理器621就产生控制信号给显示装置619，以显示一条指示Rb没有被正确连接的警报消息，并产生控制信号给声音产生装置620，以产生警报声(S63)。如果在步骤S62中确定输出电压不等于0V，则略过步骤S63。接下来，如果主微处理器621确定用户通过用户接口装置618输入了用于洗涤周期的操作命令(S64)，则主微处理器621进一步利用电压表616测量整流器611的输出电压，并确定测量的输出电压是否为0V(S65)。如果测量的输出电压等于0V，则主微处理器621不启动洗涤周期，而是在保持待用方式预定长时间之后重复步骤S65。对于防止损坏图6A所示的控制系统的任何可能性，这一步是必要的。
另一方面，如果在步骤S65中确定测量的输出电压不等于0V(意味着Rb现在被正确地连接)，主微处理器621通过产生控制信号给驱动微处理器617，以便根据来自用户的操作命令操作包括电动机612的洗衣机各个部件，来启动洗涤周期(S66)。
实施例(7)
图7A说明一种根据本发明第七实施例控制洗衣机中电动机的控制系统。参照图7A，该控制系统包括以下部件：电动机71，其旋转洗衣机的桶或搅动器；变压器72，其产生直流电源电压；以及电动机驱动电路73，其通过把直流电源电压施加于电动机71来驱动电动机71。图7A所示的控制系统还包括以下部件：定时器74，其对预定的减速周期进行计数；电压表75，其测量当电动机71被中断时由于电动机71产生的反向电流而产生的反向电压；以及微处理器76，如果测量的反向电压小于预定电压值时，该微处理器76产生一个控制信号给驱动电路73去减小电动机速度。
微处理器76最初加快电动机速度，并控制定时器74重复对预定减速周期计数，以便在每个减速周期减小最初加快的电动机速度。另外，微处理器76在每个减速周期测量电动机驱动装置73的直流输入电压，并且如果测量的输入电压大于预定电压电平，维持待用状态以减小驱动电路73的输入电压。电压表75与直流传输线并联，并且包括三个串联的电阻。因此，电压表75的输出是一个被电压表75的电阻细分的电压。
另一方面，如果测量的驱动装置73的直流电压小于预定电压电平，则微处理器76测量当前的超前相位角Φ，并在每个减速周期通过把超前相位角减小预定级来减小电动机速度。如果超前相位角Φ变为0，则微处理器76获得当前的脉宽调制(PWM)负载(duty)，并且在每个减速周期通过把PWM负载减小预定级来减小电动机速度。
现在将详细介绍一种根据本发明第七实施例控制洗衣机中电动机的方法，如图7B所说明的。当图7B所示的算法开始时，微处理器76发送控制信号给定时器74去开始测量一个时间T，并通过检查T是否大于预定的减速周期Tc来确定Tc是否过去了(S701)。如果Tc过去了，微处理器76通过把T设置为0来初始化定时器74(S702)，并确定驱动装置73的当前直流电压V是否小于或等于预定电压电平Vc(S703)。如果在步骤S703中确定V≤Vc，则微处理器76测量驱动装置73的直流电压V的当前超前相位角Φ(S704)。如果测量的超前相位角Φ大于0(S705)，微处理器76把超前相位角Φ减小预定级α(S706)。此后，如果微处理器76确定电动机71没有停止(S711)，则再次重复步骤S701和所有后面的步骤，如图7B所示。
另一方面，如果在步骤S705中确定测量的超前相位角Φ不大于0，则微处理器76进一步确定测量的超前相位角Φ是否等于0(S707)。如果测量的超前相位角Φ等于0，则微处理器76获得当前的PWM负载(S708)。如果当前PWM负载大于0(S709)，则微处理器76把PWM负载减小预定级β。接下来，如果微处理器76确定电动机没有停止(S711)，则再次重复所有前面的步骤。另外，如果在步骤S704(中确定测量的直流电压V大于Vc，则略过步骤S704-S709，并执行步骤S711。
实施例(8)
图8A说明了一种根据本发明第八实施例控制洗衣机中电动机的运转的设备。参照图8A，该设备包括以下部件：键输入装置810，其接收来自用户的用于洗涤周期的命令；电动机830，其旋转洗衣机的桶和/或搅动器；以及控制器820，其根据用户选择的洗涤方案产生控制信号去执行洗涤周期，并且如果电动机830的速度等于预定的速度，其产生控制信号去锁定(未说明的)洗衣机门。图8A所示的设备还包括以下部件：洗衣机门锁定装置850，其锁定或解锁洗衣机门；速度测量装置(例如速度计)840，其测量电动机830的转速并把测量的速度提供给控制器820；以及显示装置860，其一旦收到来自控制器820的控制信号就显示一条指示洗衣机门锁定状态的消息。
当用户通过键输入装置810输入用于洗涤周期的命令时，控制器820产生控制信号去执行洗涤周期、漂洗周期和旋转周期(脱水周期)。在启动旋转周期之后，当电动机830的速度达到第一预定速度时，控制器820产生控制信号给洗衣机门锁定装置850去锁定洗衣机门。当电动机的速度进一步达到第二预定速度时，控制器820维持电动机830的速度，直到旋转周期结束为止。
现在将详细介绍一种根据本发明第八实施例控制洗衣机中电动机的运转的方法。参照图8B，如果控制器820确定旋转周期(脱水周期)被命令了(S801)，控制器820增加电动机830的速度W(S802)。接下来，如果控制器820确定W等于第一预定电动机速度W1，例如700RPM(S803)，控制器820发送控制信号给洗衣机门锁定装置850去锁定洗衣机的洗衣机门(S804)。如果在步骤S803中确定W小于W1，则控制器820重复步骤S802，直到W变为W1为止。在步骤S804中洗衣机门被锁定之后，控制器820进一步增加电动机速度W(S805)。如果确定W已达到大于W1的第二预定电动机速度W2，例如1000RPM(S806)，控制器820维持电动机速度W，直到旋转周期结束为止(S807和S808)。如上所述，直到电动机830的速度达到第一预定电动机速度W1控制器820才锁定洗衣机门，从而大大改善了洗衣机门的功率消耗和耐用性。
实施例(9)
图9A说明了一种根据本发明第九实施例驱动被装配在洗衣机中的电动机的控制系统。图9A所示的电动机控制系统说明了对交流电进行整流的整流器911、旋转洗衣机的桶或搅动器的电动机912，以及包括多个绝缘栅极双极晶体管(IGBT)的驱动电路913。驱动电路913在第一方式下把具有三种不同相位的输入电压U、V和W分别施加于电动机912，并且在第二方式下把反相电压施加于电动机912，从而由于电动机912的旋转产生的反向电压被施加于驱动电路913。
图9A所示的控制系统进一步包括以下部件：开关型电源(SMPS)装置914，其把整流器911的输出变换成具有预定电平(例如5V)的电压；速度计915，其测量电动机912的转速；制动电阻Rb，其把电动机912产生的反向电压消耗为热量，以便防止可能的电路损坏；以及晶体管T1，其驱动制动电阻Rb。该控制系统还包括以下部件：电压表916，其测量在电动机912的反向电压在Rb中被消耗之后整流器911的输出电压；微处理器917，其根据电压表916测量的输出电压控制驱动电路913和晶体管T1的操作；以及(未显示的)门打开传感器；其检测洗衣机门的打开，并发送相应的信号给微处理器917。
现在将详细介绍一种根据本发明第九实施例控制洗衣机中电动机的方法，如图9B所说明的。参照图9B，当用户输入用于洗涤要洗衣服的命令时，微处理器917操作驱动电路913，以便根据对应于用户输入命令的洗涤算法或程序旋转电动机912，从而洗衣机的桶和搅动器旋转以执行洗涤和漂洗周期。此后，微处理器917通过增加电动机912的速度启动旋转(脱水)周期(S931)。应该根据要脱水的许多衣服的总重量或衣服的重量分布，来确定在旋转周期电动机912的速度，但是该速度一般大于100RPM。
在步骤S931启动旋转周期之后，微处理器917通过确定制动电动机运转的条件任何之一是否满足，来确定电动机制动是否必需(S932)。例如，如果收到了用户输入的电动机中断命令或指示洗衣机门打开的信号，或者如果速度计915测量的电动机912的速度被确定为异常，则微处理器917确定电动机运转的中断(制动)是必需的。如果这些条件任何之一满足，微处理器917就确定电动机912的当前速度W是否大于第一临界速度W1(S933)。W1(典型地被设置为1000RPM)表示当对电动机运转执行快速制动时，可以机械地损坏电动机912或与电动机912有关联的其它任何部件(例如离合器)的电动机912最小速度。如果在步骤S933中确定W大于W1，微处理器917控制驱动电路913使电动机912的电源输入端短路预定长时间，以便制动电动机运转(S934)。通过这样做，实现了相当慢的电动机制动，从而可以防止由于快电动机制动造成的任何机械损坏。
接下来，微处理器917进一步确定电动机912的当前速度W是否小于W1且大于第二临界速度W2(S935)。W2(典型地被设置为100RPM)表示，即使对电动机运转执行快制动也不会产生任何机械损坏的电动机912容许速度。如果在步骤S935中确定W小于W1且大于W2，则微处理器917通过操作驱动电路913去把反相电压施加于电动机912预定长时间，并且操作制动电阻Rb以便消耗在快电动机制动期间电动机912产生的反向电压，来执行快电动机制动(S936)。在图9B所示的方法中，当W处于单一速度范围W1到W2内时，相同的快制动被执行。然而，当把反相电压施加于电动机912时，也可以利用不同的占空比对多个细分的电动机速度范围执行不同的快制动。
此外，微处理器917进一步确定电动机912的当前速度W是否小于W2(S937)。如果当前速度W小于W2，微处理器917控制驱动电路913使电动机912的电源输入端短路，以便制动电动机运转(S938)。因为W小于100RPM，因此电动机运转可以容易地被制动。此后，如果微处理器917确定电动机运转终止了(S939)，则微处理器917结束电动机控制算法。否则，重复步骤S933至S939。
再参照步骤S932，如果制动电动机运转的条件没有一个满足，并且如果在步骤S940中确定旋转周期终止了，微处理器917结束电动机控制算法。
实施例(10)
图10说明一种根据本发明第十实施例限制电气设备中的电动机电流的电路。参照图10，限流电路包括以下部件：微处理器999；电源Vcc，其供给5V源电压；具有33k阻值的第一电阻R1和串联在电源Vcc与接地之间的双列直插式开关997；电容C1，其与双列直插式开关997并联；运算放大器998，其具有一个连接到R1与双列直插式开关997之间的节点的反相输入和一个连接到微处理器999的输出；以及具有0.027k阻值第三电阻R3，其连接在运算放大器998的非反相输入与接地之间。
现在将详细介绍图10所示的限流电路的操作。双列直插式开关997包括多个具有不同阻值(例如1.3k、1.5k、1.8k、2.0k等等)的电阻。因此，可以方便地选择多个电阻的适当之一去选择受限的电流值。例如，如果通过双列直插式开关997选择一个具有1.3k阻值的电阻，则流过R3的受限电流为
I＝{(5*1.3)/(33+1.3)}/0.027＝7A。
作为选择，如果通过双列直插式开关997选择一个具有1.8k阻值的电阻，则流过R3的受限电流为
I＝{(5*1.8)/(33+1.8)}/0.027＝9A。
如以上所示的例子所示，流过R3的受限电流值根据双列直插式开关997的转换而变化。当通过双列直插式开关997选择多于一个电阻时，甚至可以减小流过R3的电流值，这是因为选择的电阻是并联的。也可以不使用双列直插式开关997，而使用一个可变电阻。然而，可变电阻的缺点是难以设置精确的可变电阻阻值。
对于该领域的技术人员，对本发明进行修改和改变而不背离本发明的精神或范围将是显而易见的。因此，本发明的意图是，本发明包含了落入附加权利要求及其等效要求范围内的本发明的修改和变化。