第4节 洗衣机算法
通常情况下，洗衣机驱动运行在三种工作模式下：
图15 洗涤循环的速度曲线图
4.1滚动洗涤循环
滚动洗涤阶段最典型的是，滚筒每旋转几次后会以低转速反方向旋转。由于旋转的间隔很短，所以洗涤筒必须在两秒钟内达到一个稳定的转速。这就要求必须给洗涤筒一个高转矩使其运转。在这个工作模式下，产生高转矩是其中的关键要求。对于滚动洗涤，洗涤筒的转速典型值为30～45rpm。确切的速度取决于所洗涤衣服的类型并由洗涤程序来决定。洗涤筒速度较低时，衣服在筒内被举到最高处，达到最高点后就下降。湿而重的衣服在筒内会周期性的翻动，给电动机产生了高转矩纹波。驱动的控制算法需要足够的动态特性来消除这些纹波。速度误差不应超过±2 RPM。只有在速度控制回路和内部PI电流控制回路中有PID控制器时，才能满足这些要求。
4.2 失衡检测
失衡检测和负载位置调整阶段在洗衣机进行脱水前执行。筒内的衣服必须适当地平衡，从而使引起洗衣机摆动的离心力降到最小。筒内衣服的不平衡状况会在第一步中被检测出来。通过转动，筒的速度增到一定的值，使得筒内的衣服由于离心力被甩到筒的内壁。在每个循环中，算法都执行了电机转矩纹波的合成。根据这个合成值估计负载失衡的大小。如果失衡量低于安全界限，就提高筒的速度进行脱水。如果失衡量高于安全界限，降低筒的转速，并向反方向旋转。算法以相反的速度进行一次新的负载位置调整。在负载位置调整间隔后期，反向旋转再执行失衡检测。失衡检测和负载位置调整序列一直执行到滚筒内负载分布均衡。然后才开始进行脱水。
4.3 脱水循环
如果负载失衡在安全限度内，就进入脱水阶段。在达到所要求的旋转速度前，筒转速会急速提高。根据具体机器和洗涤程序的不同，转速也有所不同。以当前的控制，速度可以达到2000rpm。到达这个速度后，在脱水期间，筒的转速保持不变。脱水完成时，算法会执行一个非恢复性（non-recuperative）制动。利用制动转矩，转筒可以很快地停下来，这样可以使得洗涤周期更短。非恢复性制动通过分散在电机绕组中的能量来产生一个制动转矩。它不会被加载到DC总线的电容上。在这种情况下，不需要制动电阻，电源电路的硬件设计可以得到大大的简化。
- ● 滚动洗涤
- ● 失衡检测和负载位置调整
- ● 脱水
图15 洗涤循环的速度曲线图
4.1滚动洗涤循环
滚动洗涤阶段最典型的是，滚筒每旋转几次后会以低转速反方向旋转。由于旋转的间隔很短，所以洗涤筒必须在两秒钟内达到一个稳定的转速。这就要求必须给洗涤筒一个高转矩使其运转。在这个工作模式下，产生高转矩是其中的关键要求。对于滚动洗涤，洗涤筒的转速典型值为30～45rpm。确切的速度取决于所洗涤衣服的类型并由洗涤程序来决定。洗涤筒速度较低时，衣服在筒内被举到最高处，达到最高点后就下降。湿而重的衣服在筒内会周期性的翻动，给电动机产生了高转矩纹波。驱动的控制算法需要足够的动态特性来消除这些纹波。速度误差不应超过±2 RPM。只有在速度控制回路和内部PI电流控制回路中有PID控制器时，才能满足这些要求。
4.2 失衡检测
失衡检测和负载位置调整阶段在洗衣机进行脱水前执行。筒内的衣服必须适当地平衡，从而使引起洗衣机摆动的离心力降到最小。筒内衣服的不平衡状况会在第一步中被检测出来。通过转动，筒的速度增到一定的值，使得筒内的衣服由于离心力被甩到筒的内壁。在每个循环中，算法都执行了电机转矩纹波的合成。根据这个合成值估计负载失衡的大小。如果失衡量低于安全界限，就提高筒的速度进行脱水。如果失衡量高于安全界限，降低筒的转速，并向反方向旋转。算法以相反的速度进行一次新的负载位置调整。在负载位置调整间隔后期，反向旋转再执行失衡检测。失衡检测和负载位置调整序列一直执行到滚筒内负载分布均衡。然后才开始进行脱水。
4.3 脱水循环
如果负载失衡在安全限度内，就进入脱水阶段。在达到所要求的旋转速度前，筒转速会急速提高。根据具体机器和洗涤程序的不同，转速也有所不同。以当前的控制，速度可以达到2000rpm。到达这个速度后，在脱水期间，筒的转速保持不变。脱水完成时，算法会执行一个非恢复性（non-recuperative）制动。利用制动转矩，转筒可以很快地停下来，这样可以使得洗涤周期更短。非恢复性制动通过分散在电机绕组中的能量来产生一个制动转矩。它不会被加载到DC总线的电容上。在这种情况下，不需要制动电阻，电源电路的硬件设计可以得到大大的简化。
