王波濤

摘要：滾筒洗衣機由于系統(tǒng)功能簡單，所以，控制系統(tǒng)一直被開發(fā)者所忽視。事實上，洗衣機的控制系統(tǒng)，無論在軟件，還是硬件層面上，都有著相對復雜的組成結構，若設置不合理，便會發(fā)生一系列故障。因此，本文將對低震動的滾筒洗衣機驅動系統(tǒng)控制進行研究，通過軟件和硬件兩個層面的介紹，提升洗衣機生產(chǎn)者和使用者，對洗衣機控制系統(tǒng)的客觀認識，并由此為洗衣機的發(fā)展略盡綿力。

關鍵詞：滾筒洗衣機；低震動；驅動系統(tǒng)

中圖分類號：TM925.33 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）007-000-01

滾筒洗衣機已經(jīng)在市場中，完全占據(jù)了主導性地位。但是，由于市場需求巨大，導致了洗衣機市場復雜化，參差不齊的產(chǎn)品，將嚴重影響健康洗衣機市場的秩序。而在現(xiàn)代洗衣機的需求中，除了潔凈、節(jié)能的基本需求外，其噪音也是影響銷售的重要因素。噪音的產(chǎn)生因素較多，除了控制結構存在的天然問題外，洗衣機運行系統(tǒng)的控制，也是主要的問題之一。因此，本文將對低震動的驅動控制進行研究，希望能夠借助硬件和軟件的分析，使生產(chǎn)者更加深刻的認識到振動發(fā)生原因。

一、低震動滾筒洗衣機驅動方式

目前市場上所銷售的滾筒洗衣機，主要有兩種驅動方式。以下具體來看：

1.直接驅動。是指通過軸實現(xiàn)驅動的方式，在軸的幫助下，電機能夠直接作用于滾筒，進而實現(xiàn)驅動的功能。該體系可以減少中間環(huán)節(jié)，降低錯誤發(fā)生對驅動結果的影響。同時結合材料特性，有效的降低噪音。

2.間接驅動。是指以皮帶等方式，通過電機實現(xiàn)對滾筒間接的操作。不過該形式的問題在于噪音較大，而且中間環(huán)節(jié)過長，嚴重浪費驅動能源。同時，皮帶的物理特性，導致其容易老化，即較長時間使用后，會出現(xiàn)斷裂等問題，整體降低機械使用壽命。

根據(jù)上述兩種驅動方式來看，間接驅動已經(jīng)漸漸被生產(chǎn)廠家所淘汰。所以，本文研究的設備類型，將采取直接驅動的系統(tǒng)模式。

二、驅動系統(tǒng)主要硬件組成部分研究

洗衣機的硬件驅動系統(tǒng)共有三個部分組成，一是輸入驅動系統(tǒng)，是指通過用戶需求，調動驅動主機實現(xiàn)相關指令；二是信號處理系統(tǒng)，即對用戶指令的處理，以確保指令信息合理；三是實現(xiàn)系統(tǒng)，是將指令實現(xiàn)的環(huán)節(jié)。另外，由于系統(tǒng)硬件組成過于復雜，本文僅對下述主要內容進行闡述。

（一）驅動電機

目前市場上所采用的驅動電機種類較多，以下具體來看：

第一，雙速單相電容運行感應電機。其工作特性在于啟動時，會采取雙電容接入，由此保證電機為滾筒提供的動力。而在電機進入到穩(wěn)定的運轉速度后，自動管理機制，會切斷電路，使電機處于被保護狀態(tài)。但是，此類電機的缺陷明顯，僅能夠提供兩種速度變化，無法滿足消費者多樣化的需求。

第二，單相串激電機。該電機的顯著特點，在于擁有換向器，使電機可以在更小的體積中實現(xiàn)，并且有效的提升轉速。不過，該電機在技術上仍舊不夠完善，其電刷的應用，會降低使用壽命。

第三，永磁同步電機。顧名思義，在電機中安裝了永磁環(huán)，以磁力的形式，節(jié)約驅動的能源消耗，并合理的提升電機效率。更為重要的是，該電機無論在功效、維護便利性、使用壽命等所有方面上，均具有較為卓越的表現(xiàn)。因此，永磁同步電機正在被廣泛的應用在洗衣機領域。

（二）旋轉式編碼器

該硬件的功能在于提供信號轉換，可以為相對應的環(huán)節(jié)，提供準確的信息指令，使洗衣機正常運作。目前編碼器主要為兩種形式，其一是絕對式，即固定的數(shù)字碼對應交換，以保證實現(xiàn)信號的準確性；其二是增量式，以計數(shù)脈沖進行信息的交換。而兩種編碼器最為顯著的區(qū)別，在于后者具備三路信號，可以在TTL電平的幫助下，實現(xiàn)對更加靈活的電機控制。

（三）驅動控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)是指完整的終端系統(tǒng)，可以理解為精密卻因實現(xiàn)功能較少，最終在體積上縮小的電腦主機。主要有DSP板、PE板等構成。由此也可以說明，控制系統(tǒng)的核心功能在于控制性。根據(jù)市場中洗衣機類型來看，DSP主要用于實現(xiàn)PWM的輸出，即以速度為基礎的準確性控制。但是，該功能受限于洗衣機種類，對于非智能的洗衣機，PWM所采取的是固定輸出，而智能化的滾筒洗衣機，則需要FPCA輔助控制。另外，洗衣機需要在有水的情況下作業(yè)，必須要保證相對封閉以及絕緣性，故此，一般主機是以光耦實現(xiàn)相關通信功能。

三、驅動控制軟件研究

洗衣機驅動系統(tǒng)的控制軟件，多是由PE-View實現(xiàn)相關功能。該軟件的編寫方式是由C#實現(xiàn)。原因在于驅動軟件并不需要過于復雜的操作，同時又有著準確傳達指令的基本需求。而隨著洗衣機的發(fā)展，軟件控制的功能逐漸豐富，除了基本的編輯、編譯、寫入，以及程序中運行、停止指令的實現(xiàn)外，還增添了顯示、數(shù)據(jù)留存、參數(shù)實時調節(jié)等功能。

因此，此類軟件在算法上，形成了相對獨立的體系。以下具體來看：

第一，數(shù)據(jù)采樣和轉換。在數(shù)據(jù)采樣的過程中，首先需要借助傳感器和編碼器兩個基本軟件，獲取的發(fā)出指令的位置和轉速，并將其轉化為數(shù)據(jù)形式；其次，需要通過Speed Controller（SC）的功能，對所獲得數(shù)據(jù)進行計算；最后，數(shù)據(jù)將以可對比形式進行再次轉化，并由電流形式向下一步驟發(fā)送。

第二，數(shù)據(jù)對比。在數(shù)據(jù)對比之前，首要是采樣工作，即通過上述轉化中所發(fā)送的電流中信息，或缺相對獨立的采樣結果。獲取信息之后，Clarke將實現(xiàn)數(shù)據(jù)的定位，并將其暫時留存在固定位置上。最后，將在Park在獲取數(shù)據(jù)和轉化后，對比SC得出的計算成果。若數(shù)據(jù)經(jīng)過對比后，發(fā)生了非常規(guī)性變化，則由控制端直接向主機反饋錯誤信息，并停止數(shù)據(jù)繼續(xù)使用。反之則將數(shù)據(jù)遞交到下一環(huán)節(jié)。

第三，數(shù)據(jù)逆轉變和實現(xiàn)指令。數(shù)據(jù)在進入到該環(huán)節(jié)后，將進行逆轉變的復原工作，使其能夠以信號形式進行使用，而具體的指令實現(xiàn)，則是需要借助其他功能實現(xiàn)，例如 等計算出來參數(shù)特征，最終由SVPWM的信號，確定電機所要提供的轉速。

四、結束語

低震動的滾筒洗衣機是現(xiàn)代洗衣機領域中，較為受到歡迎的種類。但是，無論在生產(chǎn)領域，還是在應用領域，對于洗衣機的驅動控制，都缺乏合理的認知。所以，本文以驅動系統(tǒng)作為研究核心，充分展示其硬件和軟件，希望能夠幫助讀者更好的認識到洗衣機的驅動結構。

參考文獻：

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