洗衣机负载特性.docx

洗衣机负载特性1.波轮洗衣机1.1 洗涤模式1.1.1 模型洗涤模式下，波轮洗衣机电机通过波轮来搅动衣物进行洗涤负载模型表现为由布量影响的摩擦性负载和阻力负载，同时叠加较大幅度的随机扰动在幅值上，负载的直流分量占主要部分，其大小与布量和材质有较大关系因衣物搅动造成的随机扰动也能产生较大幅值扰动负载转矩因衣物搅动的随机性较大，过程较复杂，所以波轮洗衣机的负载模型无法准确建立在洗衣机的性能和功能要求下，可以忽略未建模动态，单纯将其视为为由布量和水量影响的恒定负载、滑动摩擦组成的一阶模型叠加扰动图（1-1）分别为波轮洗衣机电机相电流典型波形注：图（1-1）中红色为相电流波形，蓝色为霍尔信号图 1-1 洗涤电流波形1.1.2 规格（本文以下指标均为电机端）转速：DDM：500rpm— 900rpm，BLDC: 900rpm-1700rpm转矩（满载 8kg 以下）：DDM: 2Nm—4Nm，BLDC: 1.5Nm—2Nm传动比：DDM：1：5—1：5.5；BLDC：1：10-1：12 （其中，皮带减速比 1:2-1:2.5）1.1.3 动态特性1）转停比<60%，正反转交替典型值:满载 1.6s 转，1.6s 停；轻载 0.6s 转，0.6s 停转停比由洗衣机上位机面板控制，图（1-2）以满载典型值为例描述正反转交替方式。

图（1-2）转停比说明2）加减速加速度：500rpm/s-1000rpm/s （DDM ） ；5000rpm/s，以模拟指令为准（BLDC）减速度：1000rpm/s-2000rpm/s ，电磁制动（DDM） ；皮带传动无要求满载洗涤允许有一定程度的转速下降，以整机性能测试为准波轮洗衣机洗涤时节拍比较短，需要较高的加速度达到目标转速，否则会影响洗衣机的洗净率，如图（1-3）为波轮 BLDC 测试的实际转速图（ 1-3）中横坐标表示时间，单位 ms，每格代表 100ms150 200 250 300 350020406080100120140160时时时ms时时时时rpm时图（1-3）洗涤实际转速波形1.2 脱水模式1.2.1 模型脱水模式下，负载等效于惯量变化较大的摩擦负载布量和水量直接影响惯量，在脱水过程中，惯量随脱水缓慢减小典型电流波形如图（1-4）所示，图中蓝色为电流波形，红色为霍尔信号图（1-4）脱水启动电流波形1.2.2 规格转速：DDM:600rpm—900rpm ；BLDC:1200rpm—1800rpm转矩（满载 8kg 以下）：DDM: 1Nm—2Nm（DDM） ，BLDC:0.5Nm— 0.9Nm传动比：DDM:直接驱动（DDM ） ；BLDC:1：2-1：2.51.2.3 动态特性脱水过程为缓慢匀加速过程，洗衣机内桶加速度一般为 10rpm/s 左右，由洗衣机上位机控制。

波轮洗衣机的脱水一般无电磁制动要求波轮洗衣机脱水指令为匀加速或伴随若干稳速运行过程，如图（1-5）所示图（1-5）脱水指令1.3 漂洗模式波轮洗衣机的漂洗由短暂的洗涤和脱水组成其负载特性参见洗涤和脱水1.4 能耗分布一个标准周期时间一小时左右，脱水时间占 10 分钟洗涤能耗占整个能耗90%左右2．滚筒洗衣机2.1 洗涤模式2.1.1 模型洗涤模式下，滚筒洗衣机通过旋转筒摔打衣物进行洗涤负载模型表现为摩擦性负载叠加因衣物摔打产生的低频负载波动负载波动频率受布量和水量影响，但一般频率大于桶旋转的机械频率以小天鹅滚筒洗衣机（型号：TG80-1406LD(S) ，皮带传动）为例，洗涤相电流波形如图 2-1 所示图 2-1 滚筒 BLDC 电机洗涤模式相电流波形1.2 规格洗涤转速：DD:30rpm—50rpm ，BLDC:400rpm —600rpm；洗涤转矩（满载 8kg 以下）：DD:14Nm—16Nm，BLDC:1.3Nm—1.5Nm;传动比：DD:直驱，BLDC: 1：9 — 1：151.3 动态特性1）转停比：60%-80% ，正反转交替典型值 :旋转 15s，停机 5s2）加减速:加速度：DD:30rpm/s—50rpm/s ；BLDC:400rpm/s—600rpm/s。

减速度：DD:30rpm/s—50rpm/s ；BLDC: 600rpm/s—1000rpm/s（需要电磁制动） 以小天鹅滚筒洗衣机（型号：TG80-1406LD(S) ，皮带传动）为例，上位机发送洗涤指令示意图如图 2-2 所示：4 4 0- 4 4 04 311 61 6 . 52 1 . 5 2 2 . 53 83 7 . 5时间 （ s ）转速 （ r p m ）5 9 . 5图 2-2 滚筒洗衣机上位机发送洗涤指令示意图2 脱水模式2.1 模型脱水模式下，负载等效于惯量变化较大的摩擦负载布量和水量直接影响惯量，在脱水过程中，惯量缓慢减小以小天鹅滚筒洗衣机（型号：TG80-1406LD(S) ，皮带传动）为例，测试滚筒BLDC 的相电流波形如图 2-3 所示图 2-3 滚筒 BLDC 脱水启动相电流波形2.2 规格转速：1000rpm—1400rpm （DD ） ；10000rpm —20000rpm（BLDC） 转矩（满载 8kg 以下）：2.5Nm—3.5Nm（直驱） ，0.3Nm—0.4Nm（皮带传动） 传动比：DD:直驱，BLDC: 1：9—1：15 2.3 动态特性滚筒洗衣机的脱水过程为匀加速或伴随若干稳速运行过程，桶的加速度一般为 10rpm/s—20rpm/s。

滚筒洗衣机的脱水过程需要有电磁制动的功能，制动要求一般为在 6s—10s 的时间内电机减速至 0以小天鹅滚筒洗衣机（型号：TG80-1406LD(S) ，皮带传动）为例，上位机发送脱水指令示意图如图 2-4 所示：1 6 . 5 1 1 . 51 2 . 51 8 3 0 0 3 0 2 4 2 2 4 2 9 5 4 9 5 6 0 6 8 0 6 9 0时间 （ s ）转速 （ r p m ）4 5 0- 4 5 04 5 0 06 5 0 01 2 0 0 0图 2-4 滚筒洗衣机上位机发送脱水指令示意图3 漂洗模式滚筒洗衣机的漂洗由洗涤和脱水两部分组成其负载特性参见洗涤和脱水4 能耗分布滚筒洗衣机一个完整的洗衣周期时间为一小时至两小时左右其中，电机工作在基速以下的时间（包括洗涤时间、漂洗时间和部分脱水时间）占 90%左右，电机工作在基速以上的时间占 10%左右滚筒洗衣机电机的能耗主要是在电机工作在基速以下时消耗的，约占总能耗的 85%左右。