CN1107758C - 电气洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明的洗衣机把电动机7连接于逆变器14的输出端，用控制机构15来控制构成逆变器14的高电位侧开关元件34～36和低电位侧开关元件37～39的通断，用电流检测机构56来检测与电动机7的电枢绕组23～25中所流过的电流相对应的电流。把电流检测机构56的输出值与设定值相比较并用导通比设定机构57来控制高电位侧开关元件34～36和低电位侧开关元件37～39的导通比。由此，把电动机的电流及转矩抑制成恒定。

Description

电气洗衣机

本发明涉及，用连接于逆变器的输出端的电动机来驱动的电气洗衣机。

以往，日本特开平5-137875号公报中所公开的电气洗衣机，是由电流检测器来检测正在洗涤运行的直流无刷电动机中所流过的电流，在该电流超过规定值的场合，降低对直流无刷电动机的外加电压，使直流无刷电动机和拨轮(搅拌器)的转速降低，缩短对直流无刷电动机的通电时间以便减小旋转角度，此外还延长拨轮从左旋转到右旋转之间直流无刷电动机的停止时间等，借此使水流变更得比设定值更弱，减小直流无刷电动机的耗电功率。

此外，是增加洗涤时间来确保洗涤性能。借此，即使同时使用其他电气产品也防止超过家庭中的电气容量，使断路器不断开。

以往的构成的电气洗衣机，是在洗涤运行中由于负载量变化等原因直流无刷电动机中所流过的电流加大的场合，作为水流的设定值，降低对直流无刷电动机的外加电压，使转速降低，同时缩短对直流无刷电动机的通电时间等，降低水流的设定，借此把直流无刷电动机中所流过的电流抑制在规定值以下。

可是，在以往的电气洗衣机中，存在着这样的第1问题，即不是在洗涤运行中限制成直流无刷电动机的电流不超过设定值，而是在直流无刷电动机的电流超过设定电流值的场合限制电流值，电动机的转矩和耗电量一时地加大，电动机的输出轴和逆变器上受到过大的负担。

此外，存在着这样的第2问题，即限制直流无刷电动机的电流仅在洗涤运行中，不能在漂洗、脱水过程中与由于负载变动而流过过大的电流的场合相对应。

此外，存在着这样的第3问题，即即使在洗涤运行中，如果直流无刷电动机的电流一度超过设定电流值，则成了减小水流的设定值的状态，即使在负载暂时地变大的场合，也不能恢复水流设定值。

本发明是解决上述以往的问题的发明，其目的在于，即使在衣物量、水量等负载量多的场合等中，也始终把电枢绕组中所流过的电流抑制成恒定，把电动机的转矩抑制成恒定，把施加在电动机输出轴上的转矩抑制成恒定。

本发明为了实现上述目的，把电动机连接于逆变器的输出端，用控制机构来控制构成逆变器的开关元件的通断，用电流检测机构来检测与电动机的电枢绕组中所流过的电流相对应的电流，做成把电流检测机构的输出值与设定值相比较并用导通比设定机构来控制开关元件的导通比。

借此，即使在衣物量、水量等负载量多的场合中，也能始终把电枢绕组中所流过的电流控制成恒定，把电动机的转矩控制成恒定，把施加在电动机输出轴上的转矩控制成恒定。

本发明的技术方案1的发明，备有：逆变器，连接于前述逆变器的输出端的电动机，控制构成前述逆变器的开关元件的通断的控制机构，检测与前述电动机的电枢绕组中所流过的电流相对应的电流的电流检测机构，以及把前述电流检测机构的输出值与设定值相比较并控制前述开关元件的导通比的导通比设定机构，由于即使在衣物量、水量等负载量过大的场合，也始终把电枢绕组中所流过的电流抑制成恒定，以恒定的转矩来驱动电动机，所以抑制施加在电动机输出轴上的转矩，可以实现能防止输出轴损坏的安全的电气洗衣机。此外，由于把电枢绕组中所流过的电流抑制成恒定，所以能防止电动机和逆变器的由过电流引起的过热、故障，可以提高可靠性。

技术方案2的发明，是在上述技术方案1的发明中，备有根据电流检测机构的输出值和设定值来设定电动机的目标转速的转速设定机构，以及检测电动机转速的转速检测机构，其中导通比设定机构根据由前述转速设定机构所设定的目标转速和由前述转速检测机构所检测的电动机的转速来控制开关元件的导通比，由于即使衣物量、水量等的负载量成为过大，也始终把电枢绕组的电流限制成恒定，所以把电动机的转矩抑制成恒定，抑制施加在电动机输出轴上的转矩，防止输出轴的损坏，同时能防止电动机和逆变器的由过电流引起的过热、故障，可以提高安全性。此外，可以根据衣物量、水量的负载量进行最佳的加速。

技术方案3的发明，是在上述技术方案1或2的发明中，导通比设定机构在电动机起动时把开关元件的导通比设定成规定值，然后，根据转速设定机构的输出值和转速检测机构的输出值来控制开关元件的导通比，在电动机起动时，通过由规定值来限制电枢绕组中所流过的电流，防止电枢绕组中所流过的电流一时地超过设定值，可以防止在电动机的输出轴上施加过大的转矩，防止输出轴因过大的转矩而损坏，可以提高安全性。此外，即使起动时的转速检测机构的检测速度慢，也不会由于未进行反馈控制而产生不稳定的动作，可以可靠地起动。

技术方案4的发明，是在上述技术方案1或2的发明中，在电动机起动时，把设定值设定成规定值，然后，使设定值增加，即使在电动机起动时电枢绕组中所流过的电流一时地超过设定值，也由于设定值本身很低所以电动机的输出转矩不会过大，因而在电动机的输出轴上也不会施加过大的转矩，可以实现故障少的电气洗衣机。此外，由于通过使设定值阶段地增加，在起动时以低加速度来驱动电动机，所以可以防止脱水时的含水状态的洗涤物被高加速引起的离心力推压在洗涤桶兼脱水桶上，及洗涤物的损伤。

技术方案5的发明，是在上述技术方案2的发明中，转速设定机构在电动机起动时，把目标转速设定成规定值，然后，根据电流检测机构的输出值和前述设定值来控制目标转速，在电动机起动时，防止电动机的转速急剧加速，可以防止洗涤物被由此引起的离心力所损伤。此外，由于同时防止电枢绕组的电流相对于设定值急剧上升，所以防止电枢绕组的电流超过设定值，防止在电动机的输出轴上施加过大的转矩，可以提高安全性。

技术方案6的发明，是在上述技术方案2～5的发明中，在由转速设定机构所设定的目标转速中设置上限值，由于可以防止电动机的转速变成过高的，防止电动机的输出轴和电气洗衣机的构件上施加过大的负载，所以可以实现故障少的可靠性高的电气洗衣机。此外，还可以解决洗涤物与洗涤桶兼脱水桶之间产生摩擦力，发生衣物损伤的问题。

技术方案7的发明，是在上述技术方案6的发明中，可以根据运行时间或负载量来变更目标转速的上限值者，由于即使在电流检测机构的输出值与设定值之差很大的场合，也限制目标转速的急速上升，所以能始终防止电动机急剧加速，结果，防止脱水时等中所发生的衣物损伤成为可能，此外通过限制加速，而限制施加在电动机输出轴上的转矩，可以提高安全性。

技术方案8的发明，是在上述技术方案2～6的发明中，根据转速检测机构所检测的电动机转速来变更设定值，自如地变更电动机的加速度成为可能，在洗涤或脱水时，可以抑制对最终目标转速的转速超过。因而，由于在脱水时抑制了电动机的转速变成过高，所以可以实现故障少而且安全的电气洗衣机。

图1是本发明的第1实施例的电气洗衣机的方框图。

图2是该电气洗衣机的系统构成图。

图2是该电气洗衣机的电动机的局部俯视图。

图4是该电气洗衣机的电动机的电枢绕组的接线图。

图5是该电气洗衣机的电动机的局部电压、电流波形图。

图6是该电气洗衣机的电流检测机构的一个例子的电路图。

图7是该电气洗衣机的电流检测机构的另一个例子的电路图。

图8是该电气洗衣机的导通比设定机构的一个例子的方框图。

图9是该电气洗衣机的导通比设定机构的另一个例子的方框图。

图10是该电气洗衣机的导通比设定机构的另一个例子的方框图。

图11是该电气洗衣机的脱水控制的动作流程图。

图12是该电气洗衣机的脱水控制的初始充电模式中的局部电压波形图。

图13是本发明的第2实施例的电气洗衣机的方框图。

图14是该电气洗衣机的转速设定机构和导通比设定机构的方框图。

图15是该电气洗衣机的脱水控制的动作流程图。

图16是该电气洗衣机的软起动子程序的一个例子的流程图。

图17是该电气洗衣机的软起动子程序的另一个例子的流程图。

图18是该电气洗衣机的软起动子程序的另一个例子的流程图。

图19是本发明的第3实施例的电气洗衣机的方框图。

下面参照附图来说明本发明的实施例。

(第1实施例)

如图2中所示，盛水桶1旋转自如地设有在内底部旋转自如地设有拨轮2的洗涤桶兼脱水桶3，靠悬挂件4吊挂在洗衣机主体5中。减速机构6设在盛水桶1的底部，是把动力转递到拨轮2和洗涤桶兼脱水桶3的，在此一减速机构6的下部设有电动机7。供水阀8是向洗涤桶兼脱水桶3内供水的，排水阀9是把洗涤桶兼脱水桶3内的洗涤水等排出的。

电动机7的控制装置10，由例如110V 60Hz的商用交流电源11，和连接于其输出端并把交流电源11整流而变换成直流电压的整流平滑电路12，构成第1直流电源13，在其输出端连接着三相六管的逆变器14，在其输出端连接着电动机7。此外，逆变器14连接于控制机构15，由控制机构15来通、断控制。

这里，减速机构6带有行星齿轮，在旋转驱动拨轮2之际，由电动机7的轴驱动太阳轮，把行星轮的旋转传递到拨轮2，通过这样的构成，减速到1/6，同时把电动机7的输出转矩变换成6倍。在脱水和随后述及的穿过洗涤中，虽然没有特别图示，但是靠离合器机构把减速机构6从电动机7的输出轴分离，用电动机7不减速地直接驱动洗涤桶兼脱水桶3。

在本实施例中，把电动机7直接安装在减速机构6的下部，通过这样的构成，与例如经由皮带来传递动力的构成相比，没有由皮带轮与皮带打滑引起的机械功率损失，而且不发生由于对皮带施加很大的张力而拉断皮带等由皮带引起的故障，可以实现可靠性高的电气洗衣机。

像以上这样，在图2中所示的电气洗衣机中，由于电动机7被装设在盛水桶1的中心，所以盛水桶1的重量平衡良好，所以靠没有必要为了取平衡而增加重量这样的效果，和与减速机构6的构件共用球轴承等构件的效果，可以减轻电气洗衣机的重量。

可是，并不是特别限定于这样的电动机构成，也可以采用例如靠皮带把电动机7的动力传递到减速机构6的构成，或者是不设减速机构6而在洗涤过程中也把动力直接传递到拨轮的直接驱动的构成。

电动机7，如图3中所示，由定子16和转子17构成，定子16由把绕组19a～19l卷绕在层叠薄硅钢片而构成的铁心18的齿部的非包带式集中线圈构成，此外作为位置检测机构设有霍耳集成电路20、21、22。

图4是表示绕组19a～19l的接线的，如图4中所示，每4个绕组串联连接，借此构成电枢绕组23、24、25。在图4中，各绕组的黑点是表示极性的，卷设成在使电流从各绕组的带有黑点的一方流入时，在各齿的内侧(转子侧)的表面上产生N极。霍耳集成电路20、21、22，构成任何一个对着的永久磁铁的表面为S极时输出高，为N极时输出低。

转子17，带有起背轭铁作用的杯形铁心26和与铁心26的表面接触固定的永久磁铁27a～27h，以及输出轴28。这里，永久磁铁27a～27h使用平行取向的铁氧体磁铁。此外，永久磁铁27a、27c、27e、27g充磁成外侧为N极，永久磁铁27b、27d、27f、27h充磁成外侧为S极。

再者，必要的话，为了防止离心力引起永久磁铁飞散，也可以把例如具有热收缩性的树脂套管等附加在转子17上，此外也可以把非磁性不锈钢管设在最外部，实现坚固的构成。

此外，虽然在本实施例中，做成把定子16放在外侧，把转子17放在内侧的内转子构成，但是并不是特别限定于这样的构成，也可以相反地做成把转子设在定子的外侧的外转子构成。

虽然像以上这样本实施例的电动机7做成8极12槽的构成，但是并不是特别限定于这样的构成，也可以是其他的极数、槽数，此外，关于电动机的原理上的种类，也并不是限于这种直流无刷电动机，也可以是例如三相感应电动机、磁阻电动机、磁滞电动机等，此外也并不是特别限定于三相，也可以是例如单相、四相等。关键是要能靠逆变器来驱动，只要是带有整流平滑电路的，无论设置什么种类的电动机，都能得到同样的效果。

下面就本实施例中的图2中所示的电气洗衣机的动作进行说明。在使用者把洗涤物和洗涤剂投入洗涤桶兼脱水桶3内的状态下，一开始运行，就打开供水阀8，把自来水放入盛水桶1内，使盛水桶1内的水上升到规定水位。

在本实施例中，靠离合器机构使洗涤桶兼脱水桶3与电动机7的输出轴28直接连接，以150rpm左右来进行洗涤桶兼脱水桶3的旋转驱动。通过以150rpm来旋转驱动洗涤桶兼脱水桶3，洗涤物成了靠离心力贴在洗涤桶兼脱水桶3的内侧的状态，盛水桶1内的水，中心部的水位下降，同时洗涤桶兼脱水桶3外侧的水位上升，在从盛水桶1的上部再次落入洗涤桶兼脱水桶3内的循环路径上产生水流。

靠此一水流，使洗涤液穿过洗涤物，对洗涤物进行洗涤。本发明中把此一洗涤方式称为穿过洗涤。这里，穿过洗涤物的洗涤液，由于特别是靠离心力而指向洗涤桶兼脱水桶3的外侧的力强力地作用，所以穿过洗涤的效果非常大，洗涤桶兼脱水桶3的旋转速度越高则该效果越大，洗涤桶兼脱水桶3周围的孔数越多则该效果越大。

再者，虽然进行穿过洗涤的场合，在把洗涤液和含有此一洗涤液的洗涤物投入洗涤桶兼脱水桶3的状态下，由于旋转驱动洗涤桶兼脱水桶3，所以60kg·cm左右的大转矩成为必要的，但是在本实施例中，如前所述，与以往的电容起动的感应电动机相比，采用在低速时输出转矩变大的，用逆变器14来驱动转子中备有永久磁铁的电动机7的直流无刷电动机方式，可以实现穿过洗涤。

在本实施例中，进行穿过洗涤后，进行靠拨轮2的洗涤。在此一洗涤中，靠离合器机构把洗涤桶兼脱水桶3与电动机7的输出轴28分离，同时把减速机构6与电动机7的输出轴28连接，把电动机7的转速减速到1/6而旋转驱动拨轮2。此时，虽然控制装置10控制电动机7，以便电动机7反复正转、反转，但是作为电动机7的转速控制，只是把目标转速的设定从穿过洗涤时的150rpm进行变更，就可以与穿过洗涤时同样地进行控制。

靠拨轮2的洗涤一结束，就打开排水阀9，把盛水桶1内的洗涤液排出。然后，与穿过洗涤时同样地用离合器机构使电动机7的输出轴28与洗涤桶兼脱水桶3直接连接，用电动机7以比穿过洗涤时更高的转速来旋转驱动洗涤桶兼脱水桶3，借此把洗涤物中所含有的洗涤液脱水。

接着，虽然进行漂洗，但是这里通过与靠拨轮2的洗涤同样的动作，由电动机7经由减速机构6来旋转驱动拨轮2。

在最后的脱水过程中，打开排水阀9，把盛水桶1内的洗涤液排出，与穿过洗涤相同，靠离合器机构使洗涤桶兼脱水桶3与电动机7直接连接，由电动机7以900rpm旋转驱动洗涤桶兼脱水桶3，靠此一洗涤桶兼脱水桶3的转速引起的离心力来进行脱水。再者，在本实施例中，脱水时与穿过洗涤时的电动机7的转速控制方法是相同的。

图1表示本实施例中的电动机7和控制装置10的电路图。在本实施例中，整流平滑电路12，是由二极管电桥29，连接到其交流电源11一侧的兼作改善功率因数和防止噪声的线圈30，以及用两个电解电容器构成的平滑电容器31、32构成，以交流电源11的2倍电压进行平滑的。因而，在有效电压100V的交流电源被输入的场合，可以构成直流288V的直流电源。

因而，靠整流平滑电路12对交流电源11进行整流平滑，做成直流电源来使用，借此即使在电源频率因地域而不同的场合，也可以得到能构成可以始终确保一定的性能的电气洗衣机的与频率无关的效果。

逆变器14，备有与电动机7的三相绕组33相对应的3个高电位侧开关元件(开关元件)34、35、36和3个低电位侧开关元件(开关元件)37、38、39，在高电位侧开关元件34、35、36各个栅极与射极端子间连接着高电位侧驱动电路40、41、42，在低电位侧开关元件37、38、39的各个栅极连接着低电位侧驱动电路43、44、45。

这里，由于构成把逆变器14和高电位侧驱动电路40、41、42，低电位侧驱动电路43、44、45封装在一个器件中的IPM(集成功率模块)，所以在电路安装中把控制装置10做小成为可能。

高电位侧驱动电路40、41、42，做成这样的构成，即针对三相的各相，在低电位侧开关元件37、38、39处于导通状态期间，靠用例如开关电源等构成的第2直流电源46，经由二极管47、48、49和充电电阻50、51、52，以电解电容器为自举电容器53、54、55来充电，并把它们作为各相的高电位侧驱动电路40、41、42的电源使用。

但是，并不是限定于用这样的元件来构成，例如也可以使用包含6个IGBT的模块，此外也可以做成使用6个分立的IGBT元件来构成，此外也可以使用除了IGBT以外的功率元件，例如电力MOS型FET、NPN型双极式晶体管等。

再者，在本实施例中，由于使用IGBT，所以所谓MOS栅极的驱动所需的电力变小，因此即使自举电路电容器53、54、55的静电容量很小，足够的开关元件驱动也成为可能。

电流检测机构56是检测逆变器14的输入电流的，导通比设定机构57把电流检测机构56的输出值Vin与设定电流值Vs相比较，PWM输出机构58根据导通比设定机构57的输出值输出15.5kHz的PWM信号。控制机构15根据霍耳集成电路20、21、22的输出信号的组合和电动机的旋转方向来设定开关元件的通、断，向高电位侧驱动电路40、41、42和低电位侧驱动电路43、44、45输出通、断信号。

再者，导通比设定机构57、PWM输出机构58、控制机构15在微计算机59内构成。在本实施例中，微计算机59使用能8位并行处理的，而且在内部的ROM(只读存储器)中，除了控制机构15之外，也把作为本实施例的电气洗衣机进行工作所需要的穿过洗涤、靠拨轮2的洗涤、漂洗、脱水的顺序全都存成程序。

在本实施例中，在图1中所示的微计算机59中，在交流电源11的零电压附近的相位下连接输出高信号的零电压检测电路60，微计算机59设定读取电流检测机构56的输出值的定时。再者，虽然在本实施例中，作为噪声对策，把电流检测机构56的输出值的若干次的平均值确定为电流检测机构56的输出值，但是也可以按一次的读取来确定。

PWM输出机构58可以这样构成，即以15.5kHz交替输出高、低逻辑电平，同时可以增减该高的期间的比率，即脉冲宽度，例如，靠微计算机59内部的计数器61和量值比较器62，可以根据导通比设定值来输出PWM信号。也就是说，可以这样构成，即用量值比较器62把导通比设定机构57的输出值与计数器61的输出值相比较，借此可以输出成为与输出值相对应的脉冲宽度的PWM信号。

‘与’电路63、64、65由CMOS逻辑集成电路构成，在输入PWM信号的同时，输入控制机构15的输出值，把此一输出值与PWM信号的逻辑积向高电位侧驱动电路40、41、42输出，借此使高电位侧开关元件34、35、36按与导通比设定机构57的输出值相对应的导通比来通断，从而可以与使外加于电动机7的第1直流电源13等效地降低的状态，几乎同样地运行。

电流检测机构56，在本实施例中，是检测逆变器14的输入电流的峰值的，由连接在整流平滑电路12与逆变器14之间的分路电阻25和放大分路电阻25两端电压值的放大电路66和保持放大电路67的输出电压峰值的峰值保持电路68构成，在微计算机59的AD输入端检测此一输入电压值。

在本实施例中，检测逆变器输入电流这件事，如从图5的电枢绕组23、24、25与逆变器输入电流的关系所看出的那样，成了检测三相绕组33的总相电流，例如，通过用电流传感器检测相电流也可以以简单的构成来可靠地检测三相绕组33中所流过的的电流。因而，检测逆变器输入电流的峰值这件事，也就成了检测三相绕组33的电流的峰值。

由于对直流无刷电动机而言，三相绕组33的电流峰值与输出转矩几乎成比例关系，所以检测电动机7的输出转矩成为可能。因而，通过把逆变器的输入电流峰值控制成恒定值，可以控制电动机7的转矩，在脱水时或穿过洗涤时防止在电动机7输出轴28上施加过大的转矩，防止输出轴28的损坏，同时在洗涤时驱动拨轮2的场合，也能防止在构成减速机构6的行星齿轮、离合器上施加过大的转矩。

虽然在直流无刷电动机中，三相绕组电流一超过规定值，构成转子的永久磁铁就产生退磁现象，但是由于检测逆变器输入电流就是检测三相绕组电流，所以检测规定值成为可能，能防止电动机7的退磁，也可以防止退磁引起性能降低。

在本实施例中，作为分路电阻66，不是具有电感的线绕型电阻，而是采用无电感电阻，借此可以可靠地检测与PWM信号同步地通断的逆变器输入电流。此外，当PWM信号引起构成逆变器14的开关元件导通时对所流过的瞬时电流也可以检测了，不仅电动机7的转矩控制，而且开关元件的过电流检测也可以进行了。但是，即使在使用线绕型电阻的场合，通过设置低通滤波器，虽然响应性有所恶化，但是也可以检测逆变器输入电流。

在本实施例中，由于把分路电阻66设成小值，为了在微计算机69中检测其两端电压需要精度，所以设有放大电路67。放大电路67目的是放大15.5kHz的电压波形，虽然如图6中所示做成用一个NPN晶体管和一个PNP晶体管的构成，但并不是一定使用晶体管的方式，例如也可以如图7中所示采用由运算放大器组成翻转放大器的构成。但是，在运算放大器的场合，为了放大15.5kHz的波形，有必要使用转换速度高的，往往会增加成本，因此，多检测平均值。

再者，虽然在本实施例中采用放大电路67，但是如果微计算机的检测精度高，则也可以不特别设置放大电路67，而直接进行峰值保持。此外，虽然如图6、图7中所示把峰值保持电路68构成射极跟随器，但是并不一定使用晶体管，也可以使用二极管。

此外，虽然在本实施例中检测逆变器输入电流的峰值，并控制得峰值成为恒定，但是这并不限定于峰值，也可以做成检测有效值或平均值的方法。在此一场合，逆变器输入电流的有效值，在直流无刷电动机中，与其输出转矩成比例关系，通过把此一值限制成恒定值，能限制转矩，与峰值同样，可以防止在与转子相连接的输出轴28或构成减速机构6的行星齿轮、离合器等上施加过度的负担。

在检测逆变器输入电流的平均值的场合，虽然一般来说与检测对整流平滑电路12的输入电流值等效，可以抑制线圈30中所流过的电流，抑制高次谐波也成为可能，但是与电动机7的转矩的比例关系不成立。因而，在进行转矩限制的场合，考虑按电动机7的转速等进行设定电流值的修正的方法。

再者，虽然在本实施例中，检测逆变器输入电流，但是并不限定于此，也可以采用用电流传感器检测三相绕组的电流的方法。

导通比设定机构57，把微计算机59所读入的电流检测机构56的输出值Vin与预先储存在ROM中的变换成电压值的设定电流值Vs相比较，根据其大小来控制向PWM输出机构58的输出值。再者，设定电流值Vs没有必要限定成一个，需要的话也可以按洗涤、漂洗、脱水等各过程来设定。

导通比设定机构57，如图8中所示地构成，电流偏差运算部69按Hi＝Vs-Vin运算设定电流值Vs与电流检测机构56的输出值Vin的偏差Hi，把其结果向导通比变化量运算部70输出。导通比变化量运算部70根据预先储存的变换表来设定与此一结果相对应的导通比设定值的变化量Δduty，把其结果向导通比运算部71输出。导通比运算部71计算

duty＝duty+Δduty

即在前次的导通比设定值上加Δduty，得到新的导通比设定值duty，向PWM输出机构58输出。

再者，为了把电流偏差变换成导通比变化量，并不限定于使用变换表的方法，例如，也可以把某个规定值乘以电流偏差而求出导通比变化量。

此外，就导通比设定机构57来说，也可以如图9中所示，在电流变化量运算部72中运算电流检测机构56的此次的输出值Vin(n)与前次的输出值Vin(n-1)之差，即Vin的变化量，在导通比变化量运算部73中，设定与此一变化量相对应的导通比设定值的变化量，此外在电流偏差运算部69中运算设定值Vs与此次的输出值Vin(n)之差(偏差)，在导通比变化量运算部70中，设定与此一偏差相对应的导通比设定值的变化量，在导通比运算部74中，以把这两个变化量加在前次的导通比设定值上的值作为导通比设定值的变化量来设定。

还有，除此之外，也可以如图10中所示，设置把电流偏差运算部69输出的电流偏差Hi分等级的电流偏差等级设定部75和把电流变化量运算部72输出的电流变化量Di分等级的电流变化量等级设定部76，把这两个等级预先储存在导通比变化量运算部77中，根据某个数据表来设定导通比设定值的变化量，在导通比运算部71中把此一变化量加在前次的导通比设定值上，作为新的导通比设定值向PWM输出机构58输出。

图5表示运行电动机7时各部分的电压、电流波形，(a)～(c)分别表示来自构成位置检测机构的霍耳集成电路20、21、22的输出电压波形。在本实施例中，就霍耳集成电路20、22来说，构成当转子17上的永久磁铁的对面表面为S极时产生高输出，当为N极时产生低输出。此外，就霍耳集成电路21来说，构成当对面的永久磁铁的表面为N极时产生高输出，当为S极时产生低输出。

(d)～(i)表示来自控制机构15的输出电压波形V1～V6。(j)～(l)表示电枢绕组23、24、25中所流过的三相电流。这里，当高电位侧开关元件导通时，电流在电枢绕组23、24、25中正向地流过。(m)表示分路电阻66中所流过的逆变器输入电流。再者，这时的波形表示导通比100％时的情形。

像以上这样，在图5中，霍耳集成电路20、21、22的输出信号的逻辑组合，每当在电气角中转过60°，就变化一位，把这些输入到控制机构15，在正向地旋转驱动电动机7的条件下，控制机构15进行处理，输出V1～V6。根据此输出使构成逆变器14的开关元件通断，在电枢绕组23、24、25的三个输入端子中的两个端子之间加上第1直流电源13的电压，由于此一电压与电动机7的旋转引起的感应电动势的差分电压，电流在电枢绕组23、24、25中像(j)～(l)那样流过。

像以上这样，在本实施例中，等效地把PWM信号为高期间的比率(导通比)乘以第1直流电源13的电压值，作为加上此值者，向三相绕组33供给电流，此一电流与电动机7的永久磁铁之间产生符合弗来明左手定则的作用、反作用力，借此在转子17与定子16之间产生转矩，可以把旋转动力供给机械负载。

再者，虽然在本实施例中，借助于使用霍耳集成电路20、21、22的位置检测机构来进行与转子17备有的永久磁铁同步的控制，但是并不是特别限定于靠霍耳集成电路来进行位置检测，例如，也可以使用检测电枢绕组23、24、25中产生的感应电动势，在其输出中经由低通滤波器，检测其输出的零点，借此进行与用霍耳集成电路的位置检测机构同样的位置检测，此外，也可以实行用光电断路器光学地进行位置检测等方法。

图11表示脱水控制的流程图。这里，虽然在图11中，就脱水控制进行说明，但是如前所述电动机7的旋转控制在穿过洗涤、靠拨轮2的洗涤、漂洗、脱水的任何一个中都是一样的。不过，在穿过洗涤、靠拨轮2的洗涤、漂洗、脱水中，电动机7的最终目标转速是不同的。

在图11的脱水控制中，靠图5中所示的信号，驱动逆变器14，旋转驱动电动机7，靠电动机7的输出轴28来旋转驱动洗涤桶兼脱水桶3，实行脱水动作。

当脱水控制被微计算机59的顺序控制所选择，就在步骤91中开始脱水控制。在电动机7起动时，在预先储存在微计算机59中的步骤92的初始充电模式中，对构成高电位侧驱动电路40、41、42的电源的自举电容器53、54、55进行充电。这里，就初始充电模式92进行说明。

在本实施例中，采用靠自举电容器53、54、55来确保高电位侧驱动电路40、41、42的电源的自举电路方式，设有以电源电压对此一自举电容器53、54、55进行充电的期间。

如图12中所示，在把高电位侧开关元件34、35、36保持导通状态下，使低电位侧开关元件37、38、39以相同的定时间歇地通断，从第2直流电源16经由二极管47、48、49和充电电阻50、51、52对自举电容器53、54、55进行充电。

接着，在从初始充电模式92向软起动控制94过渡之际，作为步骤93，把高电位侧开关元件34、35、36和低电位侧开关元件37、38、39在规定时间内全都切断。

然后，把PWM输出机构58的脉冲宽度调节到规定值，起动后逐渐增加，在软起动控制94中使电动机7的转速逐渐上升。

如果就软起动控制94进行说明，则在步骤95中把导通比设定值duty设定成d1，与此同时作为步骤96使在微计算机59内构成的定时器起动，经过规定时间t后，作为步骤97，进行duty＝duty+d2的计算。在步骤98中，判定此一计算结果是否为d3，在是这样的场合，结束软起动控制94，作为下一个步骤移到电流控制99。在不是这样的场合，经过规定时间t后再次加上d2，再次判定是否为d3。

当移到电流控制99，就首先作为步骤100，设定电流值Vs被设定。这里，Vs是预先储存在微计算机59中的。接着，在步骤111中把电流检测机构56的输出值Vin输入。虽然在本实施例中未特别地表示，但是每当零电压检测电路60高输出时就检测电流检测机构56的输出值，把4次的平均值判定为Vin。此外，Vin的改写的定时与霍耳集成电路22的输出同步。

在步骤112中，按Hi＝Vs-Vin来计算电流偏差Hi，在步骤113中求出针对Hi的导通比变化量Δduty。根据此一Δduty，在步骤114中作为duty＝duty+Δduty计算导通比设定值duty。因而，把导通比变化量Δduty加在前次的导通比设定值duty使其成为新的导通比设定值duty，在步骤115中向PWM输出机构58输出。

在步骤115中，一把导通比设定值duty向PWM输出机构58输出，就按与此一设定值相对应的脉冲宽度来输出PWM信号，经由‘与’电路63、64、65与PWM信号同步地对高电位侧驱动电路40、41、42进行通断控制。再者，虽然没有特别地图示，但是电流控制99经过储存在微计算机59中的脱水时间，持续到作出脱水控制结束的判定为止。

如前所述，用电流检测机构56检测逆变器输入电流的峰值，使微计算机59检测电流检测机构56的输出值的定时与零电流检测电路60的输出定时同步，此一定时对直流无刷电动机来说，不一定与逆变器输入电流的峰值定时相一致。可是，用放大电路67把分路电阻66的输出值放大后，通过连接峰值保持电路68，即使与逆变器输入电流的峰值定时不一致，也可以可靠地检测逆变器峰值电流值。

但是，靠微计算机59的性能，使电流检测定时与位置检测机构的输出定时相同步，借此即使不设峰值保持电路68，也可以检测逆变器峰值电流。

像以上这样，虽然在本实施例中，在脱水或穿过洗涤的起动时，特别由于含水衣物装入洗涤桶兼脱水桶3，所以惯性矩成为大约0.8kg·m²这样大的值，但是负载的惯性矩随衣物的数量和质量而变化。此外，在洗涤液靠脱水旋转的离心力从衣物中甩出之际，在洗涤液由于洗涤桶兼脱水桶3的旋转而产生泡沫，或由于洗涤剂放入过多而在洗涤时产生泡沫的场合，洗涤桶兼脱水桶3的旋转所需要的转矩由于泡沫的摩擦力而加大，产生电动机电流加大的状态。

因而，通过控制成无论怎样的场合逆变器输入电流的峰值都几乎恒定，使限制施加在电动机7的输出轴28上的转矩，防止各开关元件的过电流，而且一边防止电动机7带有的永久磁铁的退磁一边进行脱水控制成为可能。

除此之外，还产生控制装置10的输入电力的上限也受到限制的效果，就整流平滑电路12的构成元件的标称电流、发热零件也可以进行削减，降低成本成为可能。此外，对商用电源的负担也可以减轻。

虽然在图11中，就脱水控制来加以说明，但是就在穿过洗涤、靠拨轮2的洗涤以及漂洗的控制来说，也与脱水控制同样地进行控制，由于借此可以限制电动机7的转矩，所以可以得到与脱水控制同样的结果。

此外，在本实施例中，通过进行软起动控制94，在电动机起动时用电流控制99把所产生的对逆变器输入电流的设定值的超过抑制得低些成为可能，能防止由于逆变器输入电流的过大的超调引起在电动机7输出轴28上施加过大的转矩，同时抑制各开关元件的电流，而且防止电动机7带有的永久磁铁的退磁，此外可以限制得对整流平滑电路12的各构成元件的电气负担也不变成过大，实现可靠性高的装置。

此外，在电流检测机构56之外，有时也另外单独地设置退磁电流检测机构、过电流检测机构，确保电动机7和控制装置10、减速机构6等的安全性。在此一场合，退磁电流检测机构，用例如比较器来构成，以比电动机7带有的永久磁铁退磁的电流更低的值作为设定值，在超过设定值的场合使比较器为低输出，借此把供入高电位侧驱动电路34、35、36和低电位侧驱动电路37、38、39的来自微计算机59的信号全都切断，使逆变器的工作瞬时地停止。

再者，此时的电流检测也可以用分路电阻66来进行。此外，过电流检测机构，例如与退磁电流检测机构同样地用比较器来构成，作为进行判定的设定值，设定成比构成逆变器14的开关元件被损坏的电流值更低的值，如果流过超过设定值的电流，则比较器输出低电平，把供入高电位侧驱动电路34、35、36和低电位侧驱动电路37、38、39的来自微计算机59的信号全都切断，使逆变器的工作瞬时地停止。

这里，过电流检测机构的电流设定值，做成比退磁电流检测机构的设定值更大，退磁电流检测机构的电流设定值做成比微计算机59预先储存的向导通比设定机构57输入的设定电流值更大。通过这样做，就电动机7的退磁保护来说，即使退磁电流检测机构出了故障，由于电流检测机构56存在，双重保护成为可能，此外，就过电流保护来说，由于靠电流检测机构56、退磁电流检测机构、过电流检测机构而成为三重保护，所以可以可靠地保护电动机7和逆变器14。

(第2实施例)

如图13中所示，转速设定机构78，是根据电流检测机构56的输出值与设定值来设定电动机7的目标转速的。转速检测机构79，运算霍耳集成电路22的输出信号的周期并检测电动机7的转速，把此一结果向导通比设定机构80输出。这里，转速设定机构78、转速检测机构79，全都由微计算机81的软件来构成。其他构成与上述第1实施例相同。

在本实施例中，转速检测的确定由霍耳集成电路22的脉冲数来判定。因而，虽然转速检测的周期由于电动机7的转速而成为变动的，但是通过根据转速的范围来确定地调整所需的霍耳集成电路22的脉冲数，减少了该变动。在本实施例中，特别是在脱水控制中，把转速检测的范围分成a、b、c、d、e五档，在微计算机81用软件设定成在范围a中不进行转速检测，在范围b中按霍耳集成电路22的输出信号1周期来确定转速检测，在范围c中按输出信号2周期来确定，在范围d中按输出信号4周期来确定，在范围e中按输出信号8周期来确定。

图13表示转速设定机构78和导通比设定机构80的构成，转速设定机构78，根据电流检测机构56的输出值和预先储存在ROM中的设定电流值Vs，设定电动机7的目标转速。

再者，虽然在本实施例中，是按图14的构成来进行动作的说明的，但是并不限定于此一构成，也可以像图8那样仅由偏差运算部来构成，此外，也可以像图9那样做成不设等级设定部，仅靠运算来设定目标转速的构成。

在图14中，电流偏差运算部69运算电流检测机构56的当前的输出值Vin(n)与预先储存的设定电流值Vs的偏差Hi＝Vs-Vin，把其结果向电流偏差等级设定部75输出。此外，电流变化量运算部72运算电流检测机构56的当前的输出值Vin(n)与前次值Vin(n-1)之差，即Vin的变化量Di，把其结果向电流变化量等级设定部76输出。

电流偏差等级设定部75、电流变化量等级设定部76针对各自的输入值设定预先储存的电流偏差等级、电流变化量等级，向转速变化量运算部82输出。转速变化量运算部82根据预先设定的数据表来设定目标转速的变化量ΔNs，向转速运算部83输出。转速运算部83把ΔNs加在前次的目标转速Ns上，把其结果作为新的目标转速Ns向导通比设定机构80输出。

导通比设定机构80，如图14中所示地构成，转速偏差运算部84运算转速设定机构78所输出的目标转速Ns与转速检测机构79的当前的输出值Nin(n)的偏差Hn＝Ns-Nin(n)，把其结果向转速偏差等级设定部85输出。转速变化量运算部86运算转速检测机构79的当前的输出值Nin(n)与前次输出值Nin(n-1)之差，即转速变化量Dn，把其结果向转速变化量等级设定部87输出。

转速偏差等级设定部85、转速变化量等级设定部87设定与预先储存的转速偏差Hn、转速变化量Dn相对应的转速偏差等级、转速变化量等级，向导通比变化量运算部77输出。在导通比变化量运算部77中，预先储存了数据表，根据所输入的转速偏差等级、转速变化量等级，来设定导通比设定值的变化量Δduty，向导通比运算部71输出。

导通比运算部71把此一变化量Δduty加在前次的导通比设定值上，把其结果作为新的导通比设定值duty向PWM输出机构30输出。

图15是表示本实施例中的脱水控制的流程图的。这里，虽然在图15中就脱水控制进行说明，但是像前述那样，电动机7的旋转控制对穿过洗涤、靠拨轮2的洗涤、漂洗、脱水的任何一个都是同样的。但是，电动机7的最终目标转速，在穿过洗涤、靠拨轮2的洗涤、漂洗、脱水中不同。

在图15中，作为步骤132，当脱水控制开始被微计算机81所选择，就在步骤92的初始充电模式中，对自举电容器53、54、55进行充电，作为步骤93，在把构成逆变器14的所有开关元件切断规定时间后，执行软起动子程序133。

这里，对软起动子程序133进行说明。图16表示作为本发明的技术方案3的一个实施例的软起动子程序。在图16中，一成为软起动子程序133，就作为步骤152而开始软起动子程序，在步骤153中，禁止来自导通比设定机构80的输出，把导通比设定值设定成d1，在步骤154中，把导通比设定值d1向PWM输出机构58输出。

PWM输出机构58输出与此一输出值相对应的PWM信号，一驱动逆变器14，电动机7就开始旋转。然后，在步骤155中，判定霍耳集成电路22的脉冲是否输入了规定数。在不是这样的场合，作为步骤156，靠定时器确认经过了规定时间t，作为步骤157，把规定导通比变化量d2加在前次的导通比设定值上，设定成新的导通比设定值。

此时，作为步骤158，判定导通比设定值是否超过规定值d3，在不是这样的场合，返回到步骤154，把导通比设定值duty原封不动地输出，在是这样的场合，在步骤159中把导通比设定值设定成d3，返回到步骤154，并把此一值向PWM输出机构58输出。

再者，在步骤155中判定为霍耳集成电路22的脉冲数已输入规定数的场合，在步骤160中结束软起动子程序，过渡到下一个的步骤。

软起动子程序133一结束，就在步骤134中靠转速检测机构79来开始电动机7的转速检测。接着作为步骤135，解除对来自导通比设定机构80的输出的禁止，把Nsmin作为转速设定机构78所输出的目标转速的初始值输入。在步骤135中，为了使转速设定机构78工作，设定预先储存在微计算机内的设定电流值Vs。

接着，在步骤137中，转速检测机构79确定电动机7的转速，输入所输出的检测转速Nin(n)。于是，由于电流检测机构56的输出值Vin(n)的输入定时，也被做成与转速检测机构79的输出值Nin(n)的输入定时相同步，所以在步骤139中输入Vin(n)，开始电流控制138。

在步骤139中，一输入电流检测机构56的输出值Vin(n)，就在步骤140中计算电流偏差Hi＝Vs-Vin(n)，由电流偏差等级设定部75根据其结果来设定偏差等级。在步骤141中计算电流变化量Di＝Vin(n)-Vin(n-1)，由电流变化量等级设定部76根据此一结果来设定变化量等级。

再者，Vin(n-1)在刚从软起动子程序133过渡后，由于尚未进行电流检测，所以输入为0。在步骤142中，用数据表来设定与偏差等级、变化量等级相对应的目标转速的变化量ΔNs。在步骤142中一设定目标转速的变化量ΔNs，就在步骤143中把ΔNs加在前次的目标转速上，作为新的目标转速Ns，向导通比设定机构80输出。

因而，就成了在刚起动后，Ns＝Nsmin+ΔNs作为目标转速被设定。此后，在步骤144中，在把当前的输出值Vin(n)作为前次输出值Vin(n-1)储存之后，电流控制138暂时结束。电流控制138一结束，就在步骤145中确认转速设定机构78所输出的目标转速Ns，判定是在霍耳集成电路22的输出脉冲多少次下来确定转速检测的，并移到速度控制111。

在速度控制111中，首先在步骤146中计算目标转速Ns与转速检测机构79的输出值Nin(n)的偏差Hn，设定与此一结果相对应的转速偏差等级。接着，在步骤147中从转速检测机构79所输出的当前的转速Nin(n)中减去前次输出的转速Nin(n-1)以求出转速变化量Dn，设定与此一结果相对应的转速变化量等级。

在步骤148中，按预先储存在微计算机81中的数据表设定针对此一转速偏差等级、转速变化量等级的导通比变化量Δduty，在步骤149中把此一Δduty加在前次的导通比设定值上，作为新的导通比设定值duty，在步骤150中向PWM输出机构58输出。

在步骤150中，一把导通比设定值向PWM输出机构58输出，就按与此一值相对应的脉冲宽度来输出PWM信号，经由‘与’电路63、64、65与PWM信号相同步地对高电位侧驱动电路40、41、42进行通断控制。

然后，把此次的输出值Nin(n)输入到转速检测机构79的输出值的前次值Nin(n-1)，在步骤137中转速检测机构79再次确定检测转速，一边输出Nin(n)，一边进行电流控制138、速度控制111，逐渐地使电动机7的转速上升。

图16中所示的软起动子程序，在电动机7起动时不论导通比设定机构80的输出如何，都从预先设定的规定值d1起逐渐地提高导通比设定值，这相当于本发明的技术方案3的发明的一个实施例。

再者，图16中所示的软起动子程序，由于在电动机7起动时靠电流控制138，可以抑制在逆变器输入电流将要成为设定电流值Vs之际所发生的一时的对设定电流值的超过，所以抑制三相绕组33中所流过的电流变成过大，可以抑制施加在电动机7的输出轴28上的转矩。因而，能防止过大的转矩引起把电动机7与洗涤桶兼脱水桶3相连接的输出轴28损坏，可以实现可靠性高的电气洗衣机。

此外，像本实施例这样，在用构成位置检测机构的霍耳集成电路22来进行转速检测的场合，虽然往往由于电动机7的转速低时的转速检测的确定时间变长这个响应性问题，所以如果在低速时进行速度控制，则导通比设定值变大，结果三相绕组33中所流过的电流变成过大，施加在电动机7输出轴28上的转矩成为过大，但是如果执行图16中所示的软起动子程序，则由于直到转速变成相当高期间不进行速度控制，把导通比设定值调节成很低的值，所以三相绕组33中所流过的电流被抑制在恒定值以下，可以防止在电动机7的输出轴28上施加过大的转矩。

图17是表示本发明的技术方案4的发明的一个例子的软起动子程序。再者，自此以下的实施例的说明，是在取消了不进行转速检测的范围，即在0～900rpm的范围内进行转速检测的条件下进行的。

在图17中，在步骤161中把向转速设定机构78输入的设定电流值设定成比Vs更低的值Vs2。在步骤162中，作为初始值把0输入到电流检测机构56的前次的输出值Vin(n-1)，在步骤163中，作为初始值把0输入到转速检测机构79的前次的输出值Nin(n-1)。然后，在步骤134中开始转速检测，在步骤135中转速检测机构79一确定电动机7当前的转速，就进行图15中所示的电流控制138。

在电流控制138中，在步骤164中判定所设定的目标转速是否超过Nsmin，在低于Nsmin的场合，进行图15中所示的速度控制111。此外，在超过Nsmin的场合，在步骤160中结束软起动子程序，过渡到下一个步骤。

因而，图17中所示的软起动子程序，在电动机7起动时以使设定电流值为小的状态进行电流控制，借此，即使在对设定电流值的超调节变大的场合，也由于设定电流值本身很低，所以三相绕组33中所流过的电流成为低的，把施加在电动机7输出轴28上的转矩抑制得很低，可以实现能防止输出轴28的损坏，同时还能防止构成逆变器14的开关元件流过过电流的，故障少的安全的电气洗衣机。再者，本实施例也是本发明的技术方案8的发明的一个实施例。

图18是表示本发明的技术方案5的发明的一个例子的软起动子程序。在图18中，在步骤171中把向导通比设定机构80输入的目标转速Ns的初始值设定成Ns1，在步骤163中把0rpm作为初始值输入到转速检测机构79的前次的输出值Nin(n-1)。然后，在步骤134中开始靠转速检测机构79的转速检测，在步骤137中在转速检测机构79确定了电动机7的转速之后，进行图15中所示的速度控制111。

速度控制111结束后，在步骤172中把ΔNs1加在目标转速Ns上，求出新的目标转速。在步骤173中判定Ns是否为Nsmin，如果不是这样，则在转速检测机构79输出后再次进行速度控制111。此外，在Ns＝Nsmin的场合，在步骤160中结束软起动子程序，并过渡到下一个步骤。

因而，在起动时与转速检测机构79的输出值无关地使目标转速从低值起逐渐上升并仅进行速度控制111，不进行电流控制138，借此不产生电流控制时的对设定电流值的超过。

此外，由于在速度控制中也把目标转速限制成低值，所以转速检测机构79的电动机7起动时的检测速度很慢，即使检测精度中有偏移，也由于导通比设定机构80所输出的导通比设定值被抑制成低值，所以防止三相绕组电流变成过大，防止在电动机7输出轴28上施加过大的转矩。因而，可以实现故障少的安全的电气洗衣机。

像以上这样在图15中，设置软起动子程序133，借此在电动机7起动时，抑制电流控制138引起的电动机7的输出转矩一时的超调，可以抑制施加在电动机7输出轴28上的转矩。

但是，由于如果调整转速设定机构78和导通比设定机构80的输出对输入的变换比率，则可以降低三相绕组33中所流过的电流在起动时的超调和电动机7的转速在起动时的超调，所以软起动子程序133成为不特别需要的。

在此一场合，就成了本发明的技术方案2的范围的一个实施例，由于刚起动后逆变器输入电流即靠电流控制来稳定在设定电流值下，所以在脱水控制和穿过洗涤时既能抑制施加在电动机7输出轴28上的转矩，又能迅速进行电动机7的升速，可以缩短驱动时间，减少耗电量。

(第3实施例)

如图19中所示，限幅器判定机构88，设在转速设定机构78的输出侧。这里，限幅器判定器88是由微计算机89的软件构成的。其他构成与上述第2实施例相同。

在本实施例中，把脱水时的电动机7的最终目标转速作为满足脱水性能的转速而设定成900rpm。因而，虽然也可以以900rpm以上来旋转驱动电动机7，但是在大幅度地超过900rpm的场合，洗涤桶兼脱水桶3的离心力引起在电动机7输出轴28上施加很大的力，根据情况也可能出现输出轴28的损坏。

这里，限幅器判定机构88判定转速设定机构78所输出的目标转速是否超过900rpm，在超过900rpm的场合把目标转速设定成900rpm，借此把电动机7的转速抑制成低于900rpm，抑制洗涤桶兼脱水桶3的离心力引起施加在电动机7输出轴28上的力成为可能，可以实现安全的电气洗衣机。这相当于本发明的技术方案6的发明的一个例子。

在图19中，在本发明的技术方案7的实施例中，限幅器判定机构88的判定条件不是900rpm这个恒定值，而是成为随着从电动机7起动时开始的工作时间t而变化的。在此一场合中，在微计算机89内预先设定针对从电动机7起动时开始的工作时间t的限幅器用函数Nsmax(t)，把工作时间t中的限幅器值Nsmax(t)与当时的转速设定机构78所输出的目标转速Ns的大小相比较，如果目标转速Ns大则把Nsmax(t)设定成新的目标转速，借此，即使在几乎无负载的状态下起动电动机7，也由于逆变器输入电流的峰值比设定电流值小得多，所以防止目标转速Ns变高。

因而，可以实现防止以急剧加速升速，防止急剧加速引起的振动，同时防止洗涤物被急剧加速引起的离心力推压在洗涤桶兼脱水桶3上引起的衣物损伤等的，安全而且高性能的电气洗衣机。

虽然在本实施例中，除了图17的软起动子程序133以外是不变更向转速设定机构78输入的设定电流值Vs的，但是并不是特别限定的，例如，在本实施例的脱水控制中，在电动机7的转速上升的场合，通过降低设定电流值Vs使加速度变慢，减小实际转速对最终目标转速900rpm的一时的超调的值就成为可能。

因而，防止超调时的电动机7的转速相对于目标转速900rpm变成过高，抑制洗涤桶兼脱水桶3的离心力引起施加在电动机7输出轴28上的力就成为可能，可以实现故障少的电气洗衣机。此外，可以防止洗涤物被离心力推压在洗涤桶兼脱水桶3上引起的衣物损伤等。

像以上这样，根据电动机7的转速来改变设定电流值，成了本发明的技术方案8的发明的一个实施例。

再者，虽然在上述各实施例中，表示了采用靠自举电容器53、54、55来确保逆变器14的高电位侧驱动电路40、41、42的电源的方式，采用电流反馈控制的脱水控制的一个例子，但是逆变器14的驱动方式没有必要特别做成采用自举电路电容器的方式，例如，也可以靠开关电源等分别地设置高电位侧驱动电路40、41、42的电源，代替自举电容器。在此一场合，包括脱水控制的起动时在内，在电动机7起动时没有必要设置初始充电模式。

像以上这样虽然就本实施例的电气洗衣机的脱水控制进行说明，但是像在第1实施例中也述及的那样，电动机7的旋转控制对穿过洗涤、靠拨轮2的洗涤、漂洗、脱水的任何一个都是同样的。但是，电动机7的最终目标转速，在穿过洗涤、靠拨轮2的洗涤、漂洗、脱水中不同。

因而，在穿过洗涤、靠拨轮2的洗涤和漂洗的控制中，也与脱水控制同样地进行控制，由于借此可以限制电动机7的转矩，所以具有与脱水控制同样的效果。

像以上这样根据本发明的技术方案1的发明，因为备有：逆变器，连接于前述逆变器的输出端的电动机，控制构成前述逆变器的开关元件的通断的控制机构，检测与前述电动机的电枢绕组中所流过的电流相对应的电流的电流检测机构，以及把前述电流检测机构的输出值与设定值相比较并控制前述开关元件的导通比的导通比设定机构，故由于即使在衣物量、水量等负载量过大的场合，也始终把电枢绕组中所流过的电流控制抑制成恒定，以恒定的转矩来驱动电动机，所以抑制施加在电动机输出轴上的转矩，可以实现能防止输出轴损坏的安全的电气洗衣机。此外，由于把电枢绕组中所流过的电流抑制成恒定，所以能防止电动机和逆变器的由过电流引起的过热、故障，可以提高可靠性。

此外，根据技术方案2的发明，因为备有根据电流检测机构的输出值和设定值来设定电动机的目标转速的转速设定机构，以及检测电动机转速的转速检测机构，其中导通比设定机构根据由前述转速设定机构所设定的目标转速和由前述转速检测机构所检测的电动机的转速来控制开关元件的导通比，故由于即使衣物量、水量等的负载量成为过大，也始终把电枢绕组的电流限制成恒定，所以把电动机的转矩抑制成恒定，抑制施加在电动机输出轴上的转矩，防止输出轴的损坏，同时能防止电动机和逆变器的由过电流引起的过热、故障，可以提高安全性。此外，可以根据衣物量、水量的负载量进行最佳的加速。

此外，根据技术方案3的发明，因为导通比设定机构在电动机起动时把开关元件的导通比设定成规定值，然后，根据转速设定机构的输出值和转速检测机构的输出值来控制开关元件的导通比，故在电动机起动时，通过由规定值来限制电枢绕组中所流过的电流，防止电枢绕组中所流过的电流一时地超过设定值，可以防止在电动机输出轴上施加过大的转矩，防止输出轴因过大的转矩而损坏，可以提高安全性。此外，即使起动时转速检测机构的检测速度慢，也不会由于未进行反馈控制而产生不稳定的动作，可以可靠地起动。

此外，根据技术方案4的发明，因为在电动机起动时，把设定值设定成规定值，然后，使设定值增加，故即使在电动机起动时电枢绕组中所流过的电流一时地超过设定值，也由于设定值本身很低所以电动机的输出转矩不会过大，因而在电动机输出轴上也不会施加过大的转矩，可以实现故障少的电气洗衣机。此外，由于通过使设定值阶段地增加，在起动时以低加速度来驱动电动机，所以可以防止脱水时的含水状态的洗涤物被高加速引起的离心力推压在洗涤桶兼脱水桶上，及洗涤物的损伤。

此外，根据技术方案5的发明，因为转速设定机构在电动机起动时，把目标转速设定成规定值，然后，根据电流检测机构的输出值和前述设定值来控制目标转速，故在电动机起动时，防止电动机的转速急剧加速，可以防止洗涤物被由此引起的离心力所损伤。此外，由于同时防止电枢绕组的电流相对于设定值急剧上升，所以防止电枢绕组的电流超过设定值，防止在电动机输出轴上施加过大的转矩，可以提高安全性。

此外，根据技术方案6的发明，因为其中在由转速设定机构所设定的目标转速中设置上限值，故由于可以防止电动机的转速变成过高的，防止电动机的输出轴和电气洗衣机的构件上施加过大的负载，所以可以实现故障少的可靠性高的电气洗衣机。此外，还可以解决洗涤物与洗涤桶兼脱水桶之间产生摩擦力，发生衣物损伤的问题。

此外，根据技术方案7的发明，因为可以根据运行时间或负载量来变更目标转速的上限值，故由于即使在电流检测机构的输出值与设定值之差很大的场合，也限制目标转速的急剧上升，所以能始终防止电动机急剧加速，结果，防止脱水时等中所发生的衣物损伤成为可能，此外通过限制加速，而限制施加在电动机输出轴上的转矩，可以提高安全性。

此外，根据技术方案8的发明，因为根据转速检测机构所检测的电动机转速来变更设定值，故自如地变更电动机的加速度成为可能，在洗涤或脱水时，可以抑制对最终目标转速的转速超过。因而，由于在脱水时抑制了电动机的转速变成过高的，所以可以实现故障少而且安全的电气洗衣机。

Claims (8)

1.一种电气洗衣机，备有：逆变器，连接于前述逆变器的输出端的直流无电刷电动机，控制构成前述逆变器的开关元件的通断的控制机构，检测与前述直流无电刷电动机的电枢绕组中所流过的电流相对应的电流的电流检测机构，以及把前述电流检测机构的输出值与设定值相比较并控制前述开关元件的导通比的导通比设定机构，前述导通比设定机构设计成控制前述开关元件的导通比，以便使前述电流检测机构的输出值成为前述设定值。

2.如权利要求1所述的电气洗衣机，其中前述导通比设定机构在直流无电刷电动机起动时，把电流检测机构的输出值设定成规定值，然后，使前述电流检测机构的输出值增加。

3.如权利要求1所述的电气洗衣机，备有根据电流检测机构的输出值和设定值来设定直流无电刷电动机的目标转速的转速设定机构，以及检测直流无电刷电动机转速的转速检测机构，其中导通比设定机构设计成控制开关元件的导通比、以便由前述转速检测机构所检测的直流无电刷电动机的转速由前述转速设定机构所设定的目标转速。

4.如权利要求3所述的电气洗衣机，其中导通比设定机构在直流无电刷电动机起动时，把开关元件的导通比设定成规定值，然后，控制开关元件的导通比，以便由转速检测机构检测的直流无电刷电动机的转速成为由转速设定机构设定的目标转速。

5.如权利要求3所述的电气洗衣机，其中转速设定机构在直流无电刷电动机起动时，把目标转速设定成规定值，然后，使前述目标转速增加。

6.如权利要求3～5的任何一项所述的电气洗衣机，其中在由转速设定机构所设定的目标转速中设置上限值。

7.如权利要求6所述的电气洗衣机，其中转速设定机构可以根据运行时间或负载量来变更目标转速的上限值。

8.如权利要求3～5的任何一项所述的电气洗衣机，其中转速设定机构根据转速检测机构所检测的直流无电刷电动机的转速来变更设定的目标转速。

Images