洗衣机电气控制系统分析与应用分析

洗衣机电气控制系统分析与应用分析

【摘要】本文主要分析了各种类型洗衣机的电器控制系统，进而分析洗机器

电器控制系统的电子元器件，分析了门锁开关和干簧管等发挥着安全防护作用的

部件，有效改进设计洗衣机电气控制程序，保证洗衣机使用过程的安全性。

关键词：洗衣机；电气控制系统；应用分析

家庭电动洗衣机是一种常见的家用电器，它已经走进了每一个家庭。与此同时，伴随着自动化控制技术的持续发展和提高，人们对洗衣机的性能也提出更高

的需求，但是在洗衣机的使用过程中，也经常会出现安全问题。所以对各种类型

的洗衣机控制系统的构成进行全面的分析，对起安全防护作用的电子元件在控制

系统中的角色进行了明确，从而达到了不同类型产品之间的优势互补的目的。这

种情况下，不论是对已有的产品进行改进和升级，还是对新产品的开发，都将会

产生到积极的促进效果。

一、概述家用电动洗衣机的基本控制系统和工作原理

（一）家用电动洗衣机电气控制系统

目前，除了双桶洗衣机、单洗机、部分搅拌式洗衣机之外，波轮式、洗衣机、滚筒式洗衣机、双驱动洗衣机等都使用了电控技术。机械型的控制系统中，有很

少的可控变量，它的控制程序相对简单，能够完成对洗涤物的正逆旋转以及脱水

的控制，它的主体部分是一个计时器或者一个编程控制器；由于采用了 IC及晶

片技术，电控部分已能自动地进行可变参数的控制，使用者可以按照自己的清洗

方式设定或选用合适的清洗方式。在高端全自动洗衣机中，已经可以做到自动进水、模糊检测衣物、自动添加洗涤剂、洗净即停等多种功能【1】。伴随着电子技

术的飞速发展，这给家庭电动洗衣机的电气控制技术的发展提供了一个重要的发

展机会。在此基础上，以集成电子信息技术的单片机技术，使家庭电动洗衣机的

控制系统在持续地改进，使家庭电动洗衣机的智能化程度有了很大的提高。

普通家用波轮全自动洗衣机或者搅拌式洗衣机电气控制系统主要包括电脑控制器和进水阀以及水位传感器等，构成图如下。

家用波轮全自动洗衣机系统图

普通滚筒洗衣机和波轮全自动洗衣机具有想通的电气控制系统，二者主要的差异是具有不同的安全开关连接方式，其中普通波轮洗衣机利用微动开关，而普通滚筒洗衣机利用门锁开关。

（二）家用电动洗衣机电气控制系统原理

1.自动进水控制系统

普通全自动洗衣机的进水系统包括了计算机程控器、水位传感器和进水电磁阀。当水龙头开启，清洗过程被设置好之后，点击“开始/暂停”键，计算机程控器就会进入进水的子程序，进水计时器清零，水位传感器会对木桶中的水位状况进行探测，并对其进行判定。如果确定了空桶，计算机程控器就会对进水电磁阀发送一个讯号，然后进水阀门就会开启，从而开启进水，水位传感器会不断地探测木桶中水位的改变，进水程序一般会将进水的过程设置在5分钟左右，当水位到达了设计的水位之后，进水阀门就会自动关闭，从而停止进水【2】。

1.洗涤和蓄水漂洗控制系统

全自动洗衣机的清洗和漂洗控制系统主要是由计算机程控器、水位传感器、电机、进水阀等构成的。在清洗桶中的水位到达了一个指定的水位之后，进水阀就会切断电源，不再继续进水，计算机程控器会向电机发送一个信号，让清洗电

机会根据设计的程序进行正反两个方向的旋转，在清洗或漂洗程序进行完毕之后，计算机程控器会停止对电机发送一个信号，电机会停止工作，清洗或漂洗程序就

会结束。

1.自动排水控制系统

波轮全自动洗衣机的自动排水管道是由计算机程控器、水位传感器和牵引电

机构成的，当一个清洗或者漂洗的过程完成之后，就会进入一个自动排水管道，

计算机程控器会停止给电机发送一个信息，电机就会切断电源，然后计算机程控

器会给牵引电机发送一个信息，牵引电机就会打开排水阀门，从而进行排水管道

的工作，水位传感器会不断地探测到清洗的水缸中的水位，当发现清洗的水缸中

的水位是空缸的时候，就会完成排水管道的工作，而全自动洗衣机的排水管道被

设置在8分钟之内【3】。在排水的时候，如果水位传感器测量到的桶体状况与计

算机程控器的设置状况不一致，计算机程控器会发出嘟嘟声并发出警报。

1.自动脱水控制系统

采用计算机程控器、水位传感器、微型开关、牵引马达、电动机、停止开关

等构成波轮式全自动洗涤机的自动脱水装置。在排水完成之后，就会进入到一个

自动排水子程序中，计算机程控器会向牵引电机发送一个信号，让牵引电机将减

速器制动臂和排水阀打开，计算机程控器会向水位传感器发送一个信号，来对洗

涤桶中的水位进行检测，在检测到为空桶的时候，计算机程控器会向电机发送一

个信号，这样就可以使电机在一个方向上以较高的速度进行脱水，脱水的时间会

被设置为5分钟【4】。在自动洗涤设备的干燥期间，计算机程序不断地监测微动

开关和停止开关的状态，以保证使用者的使用安全。当使用者在进行脱水的时候，如果在运行的过程中，当使用者在操作的时候，将上盖掀开，微动开关将会切断

电源时，计算机的程控装置会发出警报，同时排水电机和电机将会同时停止运转，将将上盖合上后，机器就会继续进行脱水。如果在脱水的时候，因为衣服的偏心

不均衡而导致外筒不断地撞击停止开关，然后洗衣机就会中断脱水的程序，然后

就会进入脱水不均衡的校正程序，如果连续来两次进入这一程序，那么计算机的

程控装置发出警报。

二、家用电动洗衣机安全防护器件工作原理

洗衣机电气控制系统中的安全防护器件主要包括门锁开关和干簧管以及微动

开关等，其中门锁开关主要包括PTC门锁和电磁门锁，主要实在滚筒洗衣机上使用。在波轮洗衣机中主要是利用干簧管和微动开关。在全自动洗衣机中主要是利

用盖锁开关，通常需要联合使用霍尔传感器，电脑程控器监根据霍尔传感器的信号，可以确定内筒实际情况，提高盖锁开关动作的精确性。

（一）PTC门锁

PTC门锁主要是利用PTC材料，这类材料具有良好的电阻温特性，而且PTC

属于门锁动力元件。在电源电路中串接滚筒洗衣机门锁开关，通过门锁开关触点

动作，可以对电机、排水泵、进水阀通断电进行可控制。注意需要配合使用门锁

开关和滚筒洗衣机的锁钩。PTC门锁控制系系统比较简单，通过定时器和微动开

关以及干簧管等都可以控制PTC门锁。因为环境温度和工作时间等方面的差异性，在断电之后PTC门锁的开关时间也存在较大的差异性【5】。

（二）电磁门锁

洗衣机的电磁门锁属于一种直动电磁阀类执行机构，在实际运行过程中需要

联合计算机程控器，当计算机程控器发互促20ms±10ms的脉冲信号之后，可以

控制电磁门锁的锁芯运动。为了提高门锁动作的安全性，需要控制计算机程控器

每次触发时间为1.5s，在连续12个脉冲之后需要停止3分钟。总之电磁门锁可

以保障控制工作的精准性，但是不能实现持续性的工作。

（三）盖锁开关

盖锁开关要和计算机程序控制装置一起工作，当它工作的时候，线圈只是瞬

间加电，然后通过计算机程序控制装置输出脉冲信号，来实现对锁芯运动的控制。为了保证门锁运动的安全性，一般需要保证电脑程控器触发间隔1.5秒，12次之后，经历3分钟的休息。为了便于使用者在机器停机后快速解锁，在电控系统中

设置转速检测传感器，通常是安装霍尔传感器【6】。

（四）干簧管