洗衣機負載特性

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1、洗衣機負載特性1.波輪洗衣機1.1洗滌模式1.1.1模型洗滌模式下，波輪洗衣機電機通過波輪來攪動衣物進行洗滌。負載模型表現(xiàn)為由布量影響的摩擦性負載和阻力負載，同時疊加較大幅度的隨機擾動。在幅值上，負載的直流分量占主要部分，其大小與布量和材質(zhì)有較大關(guān)系。因衣物攪動造成的隨機擾動也能產(chǎn)生較大幅值擾動負載轉(zhuǎn)矩。因衣物攪動的隨機性較大，過程較復(fù)雜，所以波輪洗衣機的負載模型無法準確建立。在洗衣機的性能和功能要求下，可以忽略未建模動態(tài)，單純將其視為為由布量和水量影響的恒定負載、滑動摩擦組成的一階模型疊加擾動。圖（1-1）分別為波

2、輪洗衣機電機相電流典型波形。注：圖（1-1）中紅色為相電流波形，藍色為霍爾信號圖1-1洗滌電流波形1.1.2規(guī)格（本文以下指標均為電機端）轉(zhuǎn)速：DDM：500rpm—900rpm，BLDC:900rpm-1700rpm轉(zhuǎn)矩（滿載8kg以下）：DDM:2Nm—4Nm，BLDC:1.5Nm—2Nm傳動比：DDM：1：5—1：5.5；BLDC：1：10-1：12（其中，皮帶減速比1:2-1:2.5）1.1.3動態(tài)特性1）轉(zhuǎn)停比<60%，正反轉(zhuǎn)交替。典型值:滿載1.6s轉(zhuǎn)，1.6s停；輕載0.6s轉(zhuǎn)，0.6s停轉(zhuǎn)停比由洗衣機

3、上位機面板控制，圖（1-2）以滿載典型值為例描述正反轉(zhuǎn)交替方式。圖（1-2）轉(zhuǎn)停比說明2）加減速加速度：500rpm/s-1000rpm/s（DDM）；5000rpm/s，以模擬指令為準（BLDC）減速度：1000rpm/s-2000rpm/s，電磁制動（DDM）；皮帶傳動無要求滿載洗滌允許有一定程度的轉(zhuǎn)速下降，以整機性能測試為準。波輪洗衣機洗滌時節(jié)拍比較短，需要較高的加速度達到目標轉(zhuǎn)速，否則會影響洗衣機的洗凈率，如圖（1-3）為波輪BLDC測試的實際轉(zhuǎn)速。圖（1-3）中橫坐標表示時間，單位ms，每格代表100ms。

4、圖（1-3）洗滌實際轉(zhuǎn)速波形1.2脫水模式1.2.1模型脫水模式下，負載等效于慣量變化較大的摩擦負載。布量和水量直接影響慣量，在脫水過程中，慣量隨脫水緩慢減小。典型電流波形如圖（1-4）所示，圖中藍色為電流波形，紅色為霍爾信號。圖（1-4）脫水啟動電流波形1.2.2規(guī)格轉(zhuǎn)速：DDM:600rpm—900rpm；BLDC:1200rpm—1800rpm轉(zhuǎn)矩（滿載8kg以下）：DDM:1Nm—2Nm（DDM），BLDC:0.5Nm—0.9Nm傳動比：DDM:直接驅(qū)動（DDM）；BLDC:1：2-1：2.51.2.3動態(tài)特

5、性脫水過程為緩慢勻加速過程，洗衣機內(nèi)桶加速度一般為10rpm/s左右，由洗衣機上位機控制。波輪洗衣機的脫水一般無電磁制動要求。波輪洗衣機脫水指令為勻加速或伴隨若干穩(wěn)速運行過程，如圖（1-5）所示。圖（1-5）脫水指令1.3漂洗模式波輪洗衣機的漂洗由短暫的洗滌和脫水組成。其負載特性參見洗滌和脫水。1.4能耗分布一個標準周期時間一小時左右，脫水時間占10分鐘。洗滌能耗占整個能耗90%左右。2．滾筒洗衣機2.1洗滌模式2.1.1模型洗滌模式下，滾筒洗衣機通過旋轉(zhuǎn)筒摔打衣物進行洗滌。負載模型表現(xiàn)為摩擦性負載疊加因衣物摔打產(chǎn)生

6、的低頻負載波動。負載波動頻率受布量和水量影響，但一般頻率大于桶旋轉(zhuǎn)的機械頻率。以小天鵝滾筒洗衣機（型號：TG80-1406LD(S)，皮帶傳動）為例，洗滌相電流波形如圖2-1所示。圖2-1滾筒BLDC電機洗滌模式相電流波形1.2規(guī)格洗滌轉(zhuǎn)速：DD:30rpm—50rpm，BLDC:400rpm—600rpm；洗滌轉(zhuǎn)矩（滿載8kg以下）：DD:14Nm—16Nm，BLDC:1.3Nm—1.5Nm;傳動比：DD:直驅(qū)，BLDC:1：9—1：151.3動態(tài)特性1）轉(zhuǎn)停比：60%-80%，正反轉(zhuǎn)交替。典型值:旋轉(zhuǎn)15s，停機

7、5s。2）加減速:加速度：DD:30rpm/s—50rpm/s；BLDC:400rpm/s—600rpm/s。減速度：DD:30rpm/s—50rpm/s；BLDC:600rpm/s—1000rpm/s（需要電磁制動）。以小天鵝滾筒洗衣機（型號：TG80-1406LD(S)，皮帶傳動）為例，上位機發(fā)送洗滌指令示意圖如圖2-2所示：圖2-2滾筒洗衣機上位機發(fā)送洗滌指令示意圖2脫水模式2.1模型脫水模式下，負載等效于慣量變化較大的摩擦負載。布量和水量直接影響慣量，在脫水過程中，慣量緩慢減小。以小天鵝滾筒洗衣機（型號：TG

8、80-1406LD(S)，皮帶傳動）為例，測試滾筒BLDC的相電流波形如圖2-3所示。圖2-3滾筒BLDC脫水啟動相電流波形2.2規(guī)格轉(zhuǎn)速：1000rpm—1400rpm（DD）；10000rpm—20000rpm（BLDC）。轉(zhuǎn)矩（滿載8kg以下）：2.5Nm—3.5Nm（直驅(qū)），0.3Nm—0.4Nm（皮帶傳動）。傳動比：DD:直驅(qū)，BLD