洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的發(fā)展趨勢(shì)及研發(fā)策略

1、 洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的發(fā)展趨勢(shì)及研發(fā)策略 摘 要：洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置是洗衣機(jī)的核心驅(qū)動(dòng)部件，洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷化和采用直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)已成為當(dāng)今國(guó)際上的發(fā)展趨勢(shì)和方向。文章介紹了我國(guó)洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)業(yè)背景和現(xiàn)狀，歸納了產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，提出三星機(jī)電公司的研發(fā)策略。關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置 趨勢(shì) 研發(fā)策略 發(fā)展。一、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。隨著人們消費(fèi)水平和生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)洗衣機(jī)環(huán)保、節(jié)能、智能化的要求也越來(lái)越高，這對(duì)洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置也提出越來(lái)越高的要求。當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上流行的洗衣機(jī)主要有兩種：波輪式和滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)。現(xiàn)有波輪式洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置常采用單向異步電機(jī)與減速離合器并排平行安裝，通過(guò)傳動(dòng)帶傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)洗滌和脫水

2、功能。該種波輪式洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)不夠緊湊、傳動(dòng)帶摩損使傳遞扭矩不穩(wěn)定，減速離合器的行星齒輪減速器和靠摩擦力實(shí)現(xiàn)洗滌和脫水功能轉(zhuǎn)換的方絲彈簧離合機(jī)構(gòu)，在工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生較大噪聲?，F(xiàn)有驅(qū)動(dòng)裝置存在效率低，噪音和振動(dòng)大、傳矩不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。另一方面，波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)洗滌時(shí)衣物容易纏繞，高檔織物易磨損變形。目前市場(chǎng)上的滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置一般采用串激電動(dòng)機(jī)，與雙速單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)相比提高了脫水轉(zhuǎn)速，衣物脫水后的含水率降低。其無(wú)極調(diào)速特性使用戶可以根據(jù)不同的衣物選擇不同的脫水轉(zhuǎn)速。但由于串激電動(dòng)機(jī)采用的是有刷結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的可靠性降低了。同時(shí)在脫水時(shí)電刷與換向器的機(jī)械摩擦噪聲較大，效率也較低。二

3、、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。隨著對(duì)洗衣機(jī)節(jié)水節(jié)電和靜音方面的要求越來(lái)越高，變頻洗衣機(jī)越來(lái)越受到市場(chǎng)的認(rèn)可。變頻洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置能對(duì)水流和洗滌時(shí)間進(jìn)行智能控制，在節(jié)水、節(jié)電、提高洗凈度方面優(yōu)勢(shì)很明顯。洗衣機(jī)做到節(jié)水節(jié)電，高潔凈、靜音的關(guān)鍵是對(duì)洗衣機(jī)離合器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)及采用無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行控制與直接驅(qū)動(dòng)，使輸出的扭矩在高低速時(shí)都較大且變速范圍寬。新西蘭的 fisher & paykel 公司在上世紀(jì) 80 年代末推出世界上第一代采用永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的攪拌式洗衣機(jī)。90年代初日本三菱公司推出 8kg 直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)。洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷化和采用直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)已成為當(dāng)今國(guó)際上的發(fā)展趨勢(shì)和方向。所謂直驅(qū)就是在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)

4、裝置中取消了皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)波輪和脫水桶。采用直驅(qū)裝置的變頻洗衣機(jī)由于具有轉(zhuǎn)矩大、效率高、節(jié)水節(jié)電、洗凈度高、靜音性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，以日本東芝、夏普、日立、松下等為代表的日本家電企業(yè)就采用這兩種技術(shù)開(kāi)發(fā)直接驅(qū)動(dòng)變頻洗衣機(jī)。日本東芝此種新型洗衣機(jī)在中國(guó)申請(qǐng)了多項(xiàng)專利，對(duì)其專有技術(shù)進(jìn)行保護(hù)。韓國(guó)的三星電子、lg 電子公司也陸續(xù)推出了直驅(qū)式變頻洗衣機(jī)。時(shí)至今日，日本的變頻洗衣技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，除了繼續(xù)在電機(jī)及控制技術(shù)上不斷完善之外，日本的變頻洗衣機(jī)主要在操作人性化、美觀化、安全性方面投入了很大的精力。韓國(guó)三星、lg 緊隨日本之后，也在高檔洗衣機(jī)上應(yīng)用了直接驅(qū)動(dòng)的變頻技術(shù)。三、市場(chǎng)前景

5、。近幾年來(lái)，國(guó)外洗衣機(jī)生產(chǎn)廠家紛紛推出新型洗衣機(jī)。這些新型洗衣機(jī)的特色有：（1）采用無(wú)刷直流電機(jī)等新型電機(jī)，達(dá)到無(wú)級(jí)變速和高速洗滌；（2）采用離心瀑布水流和仿手搓水流等新水流；（3）多功能、大容量、能耗省、噪音低，洗滌效果好。在國(guó)外市場(chǎng)的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)著名的洗衣機(jī)廠家紛紛仿效，如：海爾集團(tuán)、小天鵝、金羚、蘇州三星、上海夏普等廠也正在策劃推出直驅(qū)式變頻洗衣機(jī)。現(xiàn)有采用皮帶輪傳動(dòng)的波輪洗衣機(jī)也正逐漸被改進(jìn)采用同軸驅(qū)動(dòng)無(wú)刷變頻電機(jī)。四、三星機(jī)電公司技術(shù)實(shí)力。浙江三星機(jī)電股份有限公司是國(guó)際知名洗衣機(jī)離合器專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，是國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。公司占地面積6.2 萬(wàn)平方米，建筑面積 4.3 萬(wàn)多平

6、方米，擁有專業(yè)技術(shù)人員 188人，高中級(jí)職稱的技術(shù)人員 26 人，裝備國(guó)際上先進(jìn)的洗衣機(jī)離合器自動(dòng)化生產(chǎn)線和串激電機(jī)生產(chǎn)線。公司具備年產(chǎn) 800 萬(wàn)臺(tái)洗衣機(jī)離合器的產(chǎn)能，是國(guó)際同行中規(guī)模最大的專業(yè)洗衣機(jī)離合器制造企業(yè)，產(chǎn)品市場(chǎng)占有率居國(guó)內(nèi)同行業(yè)第一名。洗衣機(jī)離合器獲“浙江名牌產(chǎn)品”稱號(hào)“，sxjd”榮獲“浙江省著名商標(biāo)”稱號(hào)。由于公司的洗衣機(jī)離合器在穩(wěn)定性、可靠性相比與其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更有優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已經(jīng)獲得廣泛認(rèn)可，并進(jìn)入跨國(guó)公司的全球采購(gòu)體系。公司已經(jīng)成為韓國(guó)三星和日本夏普全球洗衣機(jī)廠離合器的獨(dú)家供應(yīng)商，獲“韓國(guó)三星全球戰(zhàn)略供應(yīng)商代表交流會(huì)”供應(yīng)商最高獎(jiǎng)相生協(xié)力獎(jiǎng)。自 2001 年以來(lái)，公

7、司一直保持著快速、健康發(fā)展勢(shì)頭。公司從 2000 年開(kāi)始建立企業(yè)技術(shù)中心，2002 年公司技術(shù)中心被浙江省經(jīng)貿(mào)委評(píng)為“省級(jí)企業(yè)技術(shù)中心”，2006 年三星機(jī)電傳動(dòng)設(shè)備研發(fā)中心被浙江省科技廳認(rèn)定為“省級(jí)高新技術(shù)研發(fā)中心”。公司在發(fā)展過(guò)程中，深知僅僅依靠自身的知識(shí)和技術(shù)積累在同行中獲得特殊的競(jìng)爭(zhēng)力和持續(xù)發(fā)展的資本是不夠的。因此，公司一直十分重視與科研院所、高校及其它相關(guān)企事業(yè)單位的技術(shù)合作。2009 年公司與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作建立了浙江省博士后科研工作站。一站兩中心的建立，使公司具備了較強(qiáng)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。公司重視主導(dǎo)產(chǎn)品知識(shí)產(chǎn)權(quán)及核心技術(shù)的研發(fā)，每年投入技術(shù)開(kāi)發(fā)的費(fèi)用占銷(xiāo)售收入的 3%以上，近年

8、取得國(guó)家專利 21 項(xiàng)，5 個(gè)產(chǎn)品列入國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品和國(guó)家火炬計(jì)劃計(jì)劃項(xiàng)目。五、三星機(jī)電公司的研發(fā)策略。國(guó)內(nèi)對(duì)直驅(qū)變頻技術(shù)在洗衣機(jī)上的應(yīng)用起步較晚。這一方面是由于技術(shù)門(mén)檻的限制，另一方面是變頻洗衣機(jī)成本較高。隨著直驅(qū)變頻技術(shù)的成熟與發(fā)展，產(chǎn)品成本會(huì)逐步降低。消費(fèi)者一旦從變頻洗衣機(jī)中獲益，會(huì)改變消費(fèi)觀念越來(lái)越接受變頻洗衣機(jī)，從而促進(jìn)變頻產(chǎn)品的普及。在國(guó)家政策的引導(dǎo)下，環(huán)保節(jié)能成為家電行業(yè)的最重要的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于三星機(jī)電公司來(lái)說(shuō)，如何占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)變頻技術(shù)在洗衣機(jī)產(chǎn)業(yè)的普及是擺在面前的核心課題。通過(guò)變頻洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的開(kāi)發(fā)，能使三星機(jī)電公司從單純的洗衣機(jī)離合器供應(yīng)商轉(zhuǎn)型為系統(tǒng)集成供應(yīng)商，提高

9、公司產(chǎn)品的技術(shù)含量和在行業(yè)中的話語(yǔ)權(quán)，提高三星機(jī)電企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。按照三星機(jī)電公司“致力機(jī)電行業(yè)，突出三星品牌，打造以洗衣機(jī)配件為特色的中國(guó)一流、全球知名的制造業(yè)企業(yè)”的發(fā)展理念，制定了公司的研發(fā)策略。通過(guò)對(duì)環(huán)境、問(wèn)題、機(jī)遇、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的分析，明確多種技術(shù)發(fā)展的先后次序，預(yù)測(cè)行業(yè)未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，為企業(yè)及整個(gè)行業(yè)的技術(shù)投資提供依據(jù)。三星機(jī)電公司對(duì)洗衣機(jī)行業(yè)未來(lái) 510 年面臨的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)以及機(jī)遇和挑戰(zhàn)的分析后認(rèn)為，洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置將向產(chǎn)品個(gè)性化、功能多樣化、控制智能化、振動(dòng)和噪聲低量化方向發(fā)展，對(duì)節(jié)能節(jié)水的需求將迅速增長(zhǎng)。為在洗衣機(jī)的變頻直驅(qū)技術(shù)領(lǐng)域建立國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，公司對(duì)市場(chǎng)和社會(huì)需求、產(chǎn)業(yè)目

10、標(biāo)及方向、技術(shù)瓶頸和研發(fā)需求進(jìn)行了分析，結(jié)合自身的技術(shù)現(xiàn)狀、優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，制定了適合三星機(jī)電公司實(shí)際的研發(fā)策略。方向 1：ddm 波輪洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的研發(fā)制造。傳統(tǒng)異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)、皮帶輪傳動(dòng)的波輪洗衣機(jī)被 ddm 洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置同軸安裝，無(wú)刷直流電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)替代的趨勢(shì)明顯。近年，洗衣機(jī)行業(yè)內(nèi)采用該方案將成為波輪洗衣機(jī)的主流。采用ddm 無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速離合器實(shí)現(xiàn)洗滌和脫水功能，該方案技術(shù)難度相對(duì)較小，技術(shù)切換的成本較低，采用該方案相比于皮帶輪傳動(dòng)，成本不會(huì)提高很多，但對(duì)洗衣機(jī)的洗滌性能會(huì)有較大的提高。正因?yàn)槿绱藝?guó)內(nèi)主要洗衣機(jī)生產(chǎn)廠家都瞄準(zhǔn)了這一市場(chǎng)，海爾、小天鵝、夏普等知名企業(yè)都推出了自己的 d

11、dm 變頻洗衣機(jī)新品。洗衣機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵在于電機(jī)控制與驅(qū)動(dòng)技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)洗衣機(jī)離合器與洗衣機(jī)電機(jī)均分別由不同廠家生產(chǎn)，各自送到洗衣機(jī)廠后組裝。由于裝配的同軸度及傳動(dòng)精度高，聯(lián)接結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，洗衣機(jī)整機(jī)廠對(duì)變頻直驅(qū)部件的裝配難以達(dá)到精密度與穩(wěn)定性。業(yè)內(nèi)主流廠家一直希望能有將該變頻洗衣機(jī)直驅(qū)裝置的電機(jī)與離合器一體化組裝后交付洗衣機(jī)廠裝機(jī)。這對(duì)國(guó)內(nèi)洗衣機(jī)配件供應(yīng)商的集成制造能力提出非常高的要求。目前國(guó)內(nèi)知名洗衣機(jī)廠商基本采用日本三洋、韓國(guó)阿莫泰克的無(wú)刷電機(jī)，但一般洗衣機(jī)電機(jī)廠缺乏離合器制造經(jīng)驗(yàn)，難以解決接口處理問(wèn)題；大部分離合器制造公司又難以解決無(wú)刷電機(jī)制造難題。三星機(jī)電公司有豐富的洗衣機(jī)離合器制

12、造經(jīng)驗(yàn)，對(duì)無(wú)刷電機(jī)制造也有一定的基礎(chǔ)，加上與哈爾濱工業(yè)大學(xué)的技術(shù)合作，共同開(kāi)發(fā)無(wú)刷直流電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器，變頻直驅(qū)裝置的電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、離合器均由三星機(jī)電公司生產(chǎn)和組裝到位，極大簡(jiǎn)化了洗衣機(jī)廠的裝配工藝，具有較大的優(yōu)勢(shì)，且能整個(gè)主動(dòng)占領(lǐng)該產(chǎn)品市場(chǎng)。通過(guò)加強(qiáng)技術(shù)集成能力和改進(jìn)制造工藝，實(shí)現(xiàn) ddm 洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置向數(shù)控化、大容量、低噪音、多功能方向發(fā)展，能保持企業(yè)在洗衣機(jī)離合器領(lǐng)域的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)和贏利能力，實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)離合器的數(shù)控化和智能化。方向 2：變頻洗衣機(jī) dd 直驅(qū)裝置及其控制系統(tǒng)的研發(fā)。市場(chǎng)上現(xiàn)有的變頻洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置一般采用兩種方案。其中一種采用 dd 無(wú)刷直流電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)洗滌和脫水功能，

13、dd 無(wú)刷直流電機(jī)基本上參考新西蘭 f&p、日本東芝、松下、三菱等產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)的，業(yè)界尚缺乏可達(dá)到商業(yè)應(yīng)用層次的成套成熟技術(shù)，特別是在電機(jī)控制器領(lǐng)域。在電機(jī)控制器的技術(shù)穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾等方面存在問(wèn)題，一些研究多停留在理論層次或?qū)嶒?yàn)室臺(tái)面上；電機(jī)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域又面臨著諸多國(guó)外專利技術(shù)的困擾，dd 直驅(qū)裝置技術(shù)成本較高，僅被應(yīng)用于一些高端產(chǎn)品上，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)目前容量還不是很大；dd 直驅(qū)裝置適應(yīng)全球低碳經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展方向，屬于電機(jī)行業(yè)前沿技術(shù)，對(duì)三星機(jī)電公司創(chuàng)建自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，開(kāi)拓市場(chǎng)具有重大意義。預(yù)計(jì)會(huì)在 35 年后成為市場(chǎng)主流產(chǎn)品。參考文獻(xiàn)：1.陳永校。我國(guó)微特電機(jī)的發(fā)展。電器工業(yè)，2003（1）2.強(qiáng)曼君。微