專利名稱：使用排水電磁鐵的洗衣機及其排水電磁鐵組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用排水電磁鐵的洗衣機及其排水電磁鐵組件，在國際專利分類表中，分類屬于D06F39/08或F16K31/06。
背景技術(shù)：
使用排水電磁鐵的洗衣機備有排水閥，牽引排水閥的排水電磁鐵(以下可簡稱電磁鐵)，向電磁鐵輸出電壓的控制電路；開通排水閥時，控制電路向電磁鐵輸出吸合電壓使之啟動吸合；在排水閥開通期間，向電磁鐵輸出保持電壓，使之保持吸合狀態(tài)。
早期的洗衣機使用交流電源直接供電的單繞組交流電磁鐵，由于存在較嚴重的電磁噪聲和安全問題，后來大多改為使用直流排水電磁鐵。其近況可見于2000年6月13日發(fā)布的中華人民共和國輕工行業(yè)標準QB/T2482-2000《直流排水電磁鐵》，和《全自動洗衣機原理與維修》(福建科學技術(shù)出版社2000年1月第1版第27頁)對于如圖1所示洗衣機，其具有如圖2所示排水電磁鐵及其控制的電路；所述電磁鐵14的線圈包括二個繞組——少匝數(shù)粗線徑的吸合繞組L1和多匝數(shù)細線徑的保持繞組L2；電磁鐵14內(nèi)設(shè)由銜鐵吸合推動的動斷式微動位置開關(guān)S；開關(guān)S與保持繞組L2并聯(lián)，在電磁鐵14的銜鐵釋放時處于閉合狀態(tài)；電力電子驅(qū)動電路13包括作為通斷開關(guān)使用的雙向晶閘管V1和整流橋元件V2。在電磁鐵14吸合啟動時，開關(guān)S仍處于閉合狀態(tài)，在單片機控制電路2的控制下，來自電源裝置11的交流電壓經(jīng)雙向晶閘管導(dǎo)通和整流橋元件V2整流為直流電壓，全部施加在吸合繞組L1上形成足夠大的初吸電流；在吸合動作完成轉(zhuǎn)入保持狀態(tài)時，開關(guān)S被電磁鐵的銜鐵推動至斷開狀態(tài)，保持繞組L2被接入電路，電力電子驅(qū)動電路13輸出的相同的直流電壓施加在吸合繞組L1和保持繞組L2的串聯(lián)電路上，使電流降低為保持電流。按照QB/T2482所列額定參數(shù)，額定電壓下的電磁鐵的額定保持電流Ib0遠小于額定初吸電流Ic0，約為后者的幾十分之一。所述洗衣機存在如下問題1、所述開關(guān)被推動至斷開時，吸合繞組的大電感直流電流的續(xù)流回路受到所串聯(lián)的保持繞組阻隔，以至在釋放達焦耳級的電磁能量時產(chǎn)生相當高的過電壓，明顯損害開關(guān)觸頭和繞組絕緣，需對開關(guān)和繞組的性能提出較高的要求。限于體積和成本，使該開關(guān)達到足夠的可靠性和壽命往往相當困難；如閉合不良，電磁鐵在吸合啟動時，保持繞組被接人電路，因而通過和保持電流一樣的較小的電流以至不能吸合；如斷開不良，電磁鐵在吸合動作完成轉(zhuǎn)入保持狀態(tài)時，電力電子驅(qū)動電路輸出的電壓仍全部施加在吸合繞組上，因而長時間通過和初吸電流一樣的較大的電流，導(dǎo)致電路過熱，如未設(shè)有保護電路或其失靈，將燒毀吸合繞組，甚至發(fā)生電氣火災(zāi)。由于牽引負載變大或電源電壓偏低等電磁鐵之外的事故以至電磁鐵不能正常吸合并使開關(guān)斷開時，即使事故擴大，發(fā)生上述長時間較大的電流的情況。
2、電磁鐵使用二段繞組結(jié)構(gòu)，其保持繞組為細線徑繞組，材料單價較高，且需較高的繞制和絕緣處理工藝要求。在電磁鐵處于保持狀態(tài)時，二段線徑差距頗大的繞組串聯(lián)流過相同的保持電流，對吸合繞組，其電流密度太低，材料明顯浪費；對保持繞組，其電流密度往往較高，以至溫升偏高，影響安全和壽命。
為克服上述問題，本申請人的在先中國專利申請CN1393592《使用直流排水電磁鐵的洗衣機》提出使用單繞組的直流電磁鐵，控制向其供電的雙向晶閘管電路的導(dǎo)通角，使之輸出首先為額定初吸電壓，然后降低為額定保持電壓。該方法可克服傳統(tǒng)直流排水電磁鐵的繞組結(jié)構(gòu)和位置開關(guān)的弊病，因而提高可靠性和降低成本，但雙向晶閘管移相調(diào)壓電路會對電源產(chǎn)生一些電磁干擾，為貫徹2003年8月開始實施的3C認證涉及的EMC標準，需補充適當?shù)臑V波電路。此外，該設(shè)計也不適合使用電動機式程序控制器等有觸點電路控制的洗衣機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種使用排水電磁鐵的洗衣機及其排水電磁鐵組件，在克服傳統(tǒng)直流排水電磁鐵的繞組結(jié)構(gòu)和位置開關(guān)的弊病的同時，可免除晶閘管調(diào)壓電路產(chǎn)生的干擾問題，其電路結(jié)構(gòu)功能和成本更佳。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種使用排水電磁鐵的洗衣機，備有電源裝置，排/脫水機構(gòu)及對其牽引的電磁鐵；電磁鐵的繞組經(jīng)驅(qū)動電路接往電源裝置，構(gòu)成閉合回路；其特征在于所述閉合回路中串聯(lián)有PTC電阻元件。
該技術(shù)方案的典型設(shè)計是所述閉合回路包括控制開關(guān)、PTC電阻元和整流器；整流器的交流輸入端經(jīng)控制開關(guān)和PTC電阻元件接往電源裝置；一吸合電路和保持電路為同一繞組的直流電磁鐵，其繞組連接于所述整流器的直流輸出端。
與該典型設(shè)計的同屬設(shè)計構(gòu)思是，設(shè)計一種更便于該洗衣機使用的排水電磁鐵組件，包括其一對輸入接線端，一個安裝件和固定于該安裝件的PTC電阻元件、整流器、直流電磁鐵和所述輸入接線端；整流器的交流輸入端，PTC電阻元件和直流電磁鐵的繞組串聯(lián)后接往所述輸入接線端。
進一步的設(shè)計是所述PTC電阻元件并聯(lián)有電容器，并且設(shè)計PTC電阻元件的冷態(tài)電阻為直流電磁鐵的繞組的直流電阻的(5～10)％，電容器的阻抗是直流電磁鐵的繞組的直流電阻的(5～15)倍。
本發(fā)明的技術(shù)方案巧妙地利用電磁鐵供電回路中串入的PTC電阻元件的正溫度系數(shù)電阻特性，在電磁鐵啟動時具有較低的冷態(tài)電阻，使大部分的供電電壓降落于電磁鐵，形成足夠的初吸電流；然后隨著的自身溫度的上升改變?yōu)檩^高的熱態(tài)電阻，使大部分的供電電壓降落于自身，向電磁鐵提供較小的保持電流。這樣的一個PTC電阻元件就可相當于本申請人的在先中國專利申請所提出的晶閘管調(diào)壓電路，代替現(xiàn)有技術(shù)電磁鐵中的保持繞組L2和動斷式微動位置開關(guān)S的作用，以使用單繞組的電磁鐵，簡化結(jié)構(gòu)，降低成本和提高可靠性。由于PTC電阻元件由較低的的冷態(tài)電阻改變?yōu)檩^高的熱態(tài)電阻的過程，電路參數(shù)的變化是單調(diào)連續(xù)的時間函數(shù)，故本發(fā)明的技術(shù)方案的電路工作中不存在階躍過程，且每個周期的交流電流均為完整正弦波，這就不會產(chǎn)生有關(guān)的過電壓和電磁干擾，因而改善可靠性和電磁兼容性。與晶閘管移相調(diào)壓電路需補充的濾波電路相比，該方案涉及的PTC電阻元件和電容器的成本可更低。直流電磁鐵的繞組經(jīng)一較大且可靠的阻抗串聯(lián)后接往電源，不會發(fā)生大功率短路問題，可無須現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)置熱熔斷器等保護措施，因而簡化結(jié)構(gòu)和降低成本。該方案也可不使用晶閘管，因而既適合電腦洗衣機，也適合使用電動機式程序控制器等有觸點電路控制的洗衣機。
對并聯(lián)電容器的PTC電阻元件，可以選擇其較高的熱態(tài)電阻參數(shù)。此時，主要由電容器提供保持電流，可減低電路的能耗。
排水電磁鐵組件的設(shè)計，便于產(chǎn)品生產(chǎn)的集成化，且有利于與電動牽引器等驅(qū)動元件互換，尤其適合非電腦洗衣機使用。


以下附圖用于說明
具體實施例方式圖1為現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明各實施例洗衣機結(jié)構(gòu)略圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)洗衣機的電磁鐵及其控制電路圖。
圖3為本發(fā)明第1實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路圖。
圖4為本發(fā)明第2實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路圖。
具體實施例方式
如圖1所示現(xiàn)有技術(shù)一種洗衣機的機械基本結(jié)構(gòu)，盛水桶1旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)有在內(nèi)底部旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)有波輪2的洗滌桶兼脫水桶3，靠懸掛件4吊掛在洗衣機主體5中；電動機及其傳動機構(gòu)7設(shè)在盛水桶1的底部，把動力傳遞到波輪2和洗滌桶兼脫水桶3；供水系統(tǒng)8向洗滌桶兼脫水桶3內(nèi)供水，排水閥9受電磁鐵14牽引，把洗滌兼脫水桶3內(nèi)的洗滌水等排出。此是一種波輪式自動洗衣機的典型構(gòu)成。但是并不限定是波輪式洗衣機，也可以是攪拌式洗衣機或滾筒式洗衣機。此外，電磁鐵14也可連動牽引減速離合器，使洗衣機同時進行排水和脫水，或單獨牽引減速離合器，使洗衣機傳動系統(tǒng)進入脫水運轉(zhuǎn)，同時啟動電動排水泵排水。
本發(fā)明第1實施例和第2實施例的洗衣機，是在如圖1所示洗衣機的機械基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，把電磁鐵14改為本發(fā)明第1實施例的電磁鐵114或第2實施例的排水電磁鐵組件214，以及對圖2控制電路作如圖3或圖4所示改進。
本發(fā)明第1實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路如圖3所示，電磁鐵114的線圈只有一個繞組L，是以現(xiàn)有技術(shù)符合QB/T2482要求的產(chǎn)品(以下簡稱原產(chǎn)品)去除保持繞組和位置開關(guān)構(gòu)成，L即如圖2所示原產(chǎn)品的吸合繞組L1；在現(xiàn)有技術(shù)使用直流電磁鐵的洗衣機電腦控制板上改制的電力電子驅(qū)動電路113，其包括原有的僅作為通斷開關(guān)使用的雙向晶閘管V1及其觸發(fā)極連接的單片機控制電路12和整流橋元件V2，電磁鐵114的繞組L連接于整流橋元件V2的直流輸出端；但在整流橋元件V2的交流輸入端經(jīng)雙向晶閘管V1的主回路接往電腦控制板上的電源端子11的閉合回路中，于整流橋元件V2的一交流輸入端與雙向晶閘管V1的一主電極的連接處，插入一PTC電阻元件R與電容器C的并聯(lián)組合。當然，該并聯(lián)組合也可以插入所述閉合回路原有的其它連接之間。此外，PTC電阻元件R上也可以不并聯(lián)電容器C，不并聯(lián)電容器C的PTC電阻元件還可以插入整流橋元件V2的一個直流輸出端。
本實施例洗衣機電源額定電壓220伏，電磁鐵114的繞組L的電阻約90歐姆，選用的PTC電阻元件R的冷態(tài)電阻為8歐姆，熱態(tài)電阻為20000歐姆(并聯(lián)電容器時)或1000歐姆(不并聯(lián)電容器時)，啟動時間0.2～1秒，熱態(tài)復(fù)位時間約10秒；電容器C可采用常見的交流電動機用金屬化薄膜電容器，價格較低廉且可靠，電容量為3微法，額定電壓250伏。
以上參數(shù)的PTC電阻元件可從現(xiàn)有產(chǎn)品(如消磁電阻，自復(fù)位保險絲等)目錄中選用或訂制。如熱態(tài)復(fù)位時間較長，最好在現(xiàn)有技術(shù)單片機控制電路12的控制排/脫水過程的程序中，對電磁鐵補充開蓋復(fù)位的延時啟動步驟。該步驟相對于現(xiàn)有技術(shù)，還可避免頻繁開蓋對洗衣機傳動機構(gòu)和電路的沖擊損害與噪聲。
本發(fā)明第2實施例洗衣機的電磁鐵及其控制電路如圖4所示，其與第1實施例的差異在于——設(shè)計了一種更便于洗衣機使用的排水電磁鐵組件214，把PTC電阻元件R、電容器C、整流橋元件V2和直流電磁鐵除銜鐵之外的部分封裝在一個帶安裝腳的塑料絕緣盒內(nèi)；塑料絕緣盒設(shè)置2個接線端子，整流橋元件V2的一個交流輸入端連接其中1個接線端子，另一個交流輸入端經(jīng)PTC電阻元件R和電容器C的并聯(lián)組合連接另1個接線端子；——排水電磁鐵組件214所安裝的洗衣機是使用符合中華人民共和國機械行業(yè)標準JB/T8968-1999《家用和類似用途的電動機式程序控制器》的程序控制器213。排水電磁鐵組件214的接線端子經(jīng)過程序控制器213中的排水控制觸點K接往電源裝置11。
以上實施例和本申請人的在先中國專利申請所提出的以晶閘管調(diào)壓電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流電磁鐵中的保持繞組L2和動斷式微動位置開關(guān)S的作用一樣，所使用的以原產(chǎn)品為基礎(chǔ)改造而成的單繞組的直流電磁鐵，還存在磁路、線圈體積和線徑可以縮減的可行性，通過電磁優(yōu)化設(shè)計，可達到縮小體積和進一步降低成本。
權(quán)利要求
1.一種使用排水電磁鐵的洗衣機，備有電源裝置(11)，排/脫水機構(gòu)(9)及對其牽引的電磁鐵(114，214)；電磁鐵的繞組(L)經(jīng)驅(qū)動電路(113，213)接往電源裝置(11)，構(gòu)成閉合回路；其特征在于所述閉合回路中串聯(lián)有PTC電阻元件(R)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗衣機，其特征在于——所述閉合回路包括控制開關(guān)(V1，K)、PTC電阻元件(R)和整流器(V2)；整流器(V2)的交流輸入端經(jīng)控制開關(guān)(V1，K)和PTC電阻元件(R)接往電源裝置(11)；——一吸合電路和保持電路為同一繞組的直流電磁鐵，其繞組(L)連接于所述整流器(V2)的直流輸出端。
3.一種如權(quán)利要求2所述的洗衣機上使用的排水電磁鐵組件(214)，包括其一對輸入接線端，一個安裝件和固定于該安裝件的PTC電阻元件(R)、整流器(V2)、直流電磁鐵和所述輸入接線端；整流器(V2)的交流輸入端，PTC電阻元件(R)和直流電磁鐵的繞組(L)串聯(lián)后接往所述輸入接線端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的洗衣機或權(quán)利要求3所述的排水電磁鐵組件(214)，其特征在于所述PTC電阻元件(R)還并聯(lián)有電容器(C)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的洗衣機或權(quán)利要求3所述的排水電磁鐵組件(214)，其特征在于所述PTC電阻元件(R)還并聯(lián)有電容器(C)，且PTC電阻元件(R)的冷態(tài)電阻為直流電磁鐵的繞組(L)的直流電阻的(5～10)％，電容器(C)的阻抗是直流電磁鐵的繞組(L)的直流電阻的(5～15)倍。
全文摘要
一種使用排水電磁鐵的洗衣機及其排水電磁鐵組件，洗衣機備有電源裝置，排/脫水機構(gòu)及其牽引電磁鐵，電磁鐵繞組經(jīng)驅(qū)動電路接往電源構(gòu)成閉合回路，閉合回路中串聯(lián)有PTC電阻。閉合回路可包括控制開關(guān)、PTC電阻和整流器，整流器的交流輸入端經(jīng)控制開關(guān)和PTC電阻接往電源裝置，一吸合電路和保持電路為同一繞組的直流電磁鐵的繞組連接整流器的直流輸出端。排水電磁鐵組件包括一安裝件和固定于安裝件的PTC電阻、整流器、直流電磁鐵和輸入接線端，整流器的交流輸入端、PTC電阻和直流電磁鐵的繞組串聯(lián)后接往輸入接線端。PTC電阻可并聯(lián)有電容器。該設(shè)計克服傳統(tǒng)直流排水電磁鐵的繞組結(jié)構(gòu)和位置開關(guān)的弊病，免除晶閘管調(diào)壓電路的干擾，電路結(jié)構(gòu)功能和成本更佳。
文檔編號F16K31/06GK1715527SQ200410027868
公開日2006年1月4日 申請日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者區(qū)長釗 申請人:金羚電器有限公司