JP2008180163A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、水などの液体を移送するポンプ装置を用いて業務用や一般家庭用や業務用などに使用される食器洗い機に関するものである。 The present invention relates to dishwashers that are used like industrial and general household or business using a pump equipment for transferring liquid, such as water.
従来、ポンプ装置を用いたこの種の食器洗い機は、回転センサによって検知される回転速度が、ポンプに気泡が吸入された時に、一時的に上昇することによって検知する(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of dishwasher using a pump device detects a rotational speed detected by a rotation sensor by temporarily rising when bubbles are sucked into the pump (see, for example, Patent Document 1). .
図12は、特許文献1に記載された従来の食器洗い機の断面図を示すものである。図12に示すように、DCブラシレスモータ1を使用したポンプ2は、ロータ3の位置検知を行うホールICを用いた回転センサ4を有しており、回転速度は別途設けられる制御装置から加減できるものとなっており、ロータ3に直結されたインペラ5の回転速度の値は、回転センサ4の出力から検知が可能なものとなっている。インペラ5から送り出された洗浄水は、ノズル6から庫内に噴き出されるものとなっているが、基準の水位Hよりも低い場合には、泡噛みが発生するものとなる。 FIG. 12 shows a cross-sectional view of a conventional dishwasher described in Patent Document 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 12, the pump 2 using the DC brushless motor 1 has a rotation sensor 4 using a Hall IC for detecting the position of the rotor 3, and the rotation speed can be adjusted from a separately provided control device. The value of the rotation speed of the impeller 5 directly connected to the rotor 3 can be detected from the output of the rotation sensor 4. The washing water sent out from the impeller 5 is jetted into the chamber from the nozzle 6, but when it is lower than the reference water level H, bubble biting occurs.
図13は、特許文献1に記載された従来の食器洗い機の泡噛み時のポンプ回転速度グラフを示すものである。泡の発生が増加が始まった時点t1から、負荷のトルクが小さくなり、回転速度の上昇に、泡噛みなしのS0から、S1に達した時点t2で泡噛みを抑えるため速度の低下を図り、回転速度を落としたS2で運転することにより、泡噛みを防いだ運転を5分間継続した後、t3にて定常回転速度S0に戻すものとなっている。
しかしながら、前記従来の構成では、例えばホールICなどを用いた、回転センサ4が必要となるため装置が高価なものとなるという問題点を有していた。 However, the conventional configuration has a problem that the device becomes expensive because the rotation sensor 4 using, for example, a Hall IC is required.
従来の技術において、回転センサ4は、DCブラシレスモータ1を運転する上での永久磁石を有するロータ3の位置検知を行うものであるので、DCブラシレスモータ1という構成にした時点で存在しているものであるが、コスト的には高いものとなり、例えばセンサレスベクトル制御と呼ばれるような技術などを用いて、回転センサ4なしでのDCブラシレスモータ1運転を行う構成もある。 In the prior art, the rotation sensor 4 detects the position of the rotor 3 having a permanent magnet when the DC brushless motor 1 is operated, and therefore exists when the DC brushless motor 1 is configured. However, the cost is high, and there is a configuration in which the DC brushless motor 1 is operated without the rotation sensor 4 using a technique called sensorless vector control, for example.
ただ、そのような構成にしたとしても、一般にインバータ回路などと呼ばれるような、高価な制御装置が必要なものとなるため、どうしてもコスト的には高いものとならざるを得ない面がある。 However, even if such a configuration is used, an expensive control device generally called an inverter circuit or the like is required, and thus there is an unavoidably high cost.
これに対して、コンデンサモータ(コンデンサランモータ)というような一種の誘導電動機(インダクションモータ)を用いたものとすることが、極めて有効に作用するものとなり、DCブラシレスモータという形式よりも、格段にコストが低減できるものとなる。 On the other hand, it is extremely effective to use a kind of induction motor (induction motor) such as a capacitor motor (capacitor run motor), which is much more effective than a DC brushless motor. Cost can be reduced.
しかしながら、その場合には、泡噛み検知を行うために回転センサ4を改めて設けることは、コストの上昇につながるものとなり、泡噛み検知のためだけに回転センサ4を設け、なおかつ、その上に、マイクロコンピュータなどを用いる回路基板までの配線までも設けるとなると、せっかく低価格の誘導電動機を用いてもコスト面で優位性が小さいものとなるという課題を有したものとなっていた。 However, in that case, providing the rotation sensor 4 again for detecting the bubble biting leads to an increase in cost, and the rotation sensor 4 is provided only for the bubble biting detection. When wiring to a circuit board using a microcomputer or the like is provided, there is a problem that even if a low-priced induction motor is used, the cost advantage is small.
本発明は上記課題を解決するもので、低コストの誘導電動機を使用した上で、回転センサが不要であり、泡噛みが適切に検知できる低コストのポンプ装置を用いた食器洗い機を実現することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above problems, in terms of using the induction motor of the low cost, the rotation sensor is not required, Awakami to realize a dishwashing machine using a low cost pump equipment that can be properly detected For the purpose.
前記課題を解決するために、本発明の食器洗い機は、進相コンデンサと、前記進相コン
デンサを直列接続した巻線を含む複数の巻線を有し、交流電源から電力が供給される誘導電動機と、少なくとも1つの巻線に流れる電流を検知する電流検知回路と、前記交流電源の電圧波形に同期した信号を出力する電圧検知回路と、泡噛み判定手段を有し、前記泡噛み判定手段は、前記電圧検知回路に対して位相が変化する前記電流検知回路からの信号を受け、泡噛みを判定するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a dishwasher according to the present invention has an induction motor that has a plurality of windings including a phase advance capacitor and a winding in which the phase advance capacitor is connected in series, and is supplied with power from an AC power source. A current detection circuit that detects a current flowing through at least one winding, a voltage detection circuit that outputs a signal synchronized with a voltage waveform of the AC power supply, and a bubble biting determination unit, In response to the signal from the current detection circuit, the phase of which changes with respect to the voltage detection circuit, the bubble biting is determined.
これによって、インバータ回路が不要で、低コストの誘導電動機を使用し、回転センサが無い構成でありながら、比較的簡単な構成で泡噛みの判定が可能な食器洗い機を実現することができるものとなる。 As a result, it is possible to realize a dishwasher that does not require an inverter circuit, uses a low-cost induction motor, has a rotation sensor, and is capable of determining bubble biting with a relatively simple configuration. Become.
本発明は、誘導電動機を用い、回転センサの無い低コストの構成でありながら、泡噛みの判定が可能な食器洗い機を実現することができるものとなる。 The present invention can realize a dishwasher using an induction motor and having a low-cost configuration without a rotation sensor and capable of determining bubble chewing.
第1の発明は、進相コンデンサと、前記進相コンデンサを直列接続した巻線を含む複数の巻線を有し、交流電源から電力が供給される誘導電動機と、少なくとも1つの巻線に流れる電流を検知する電流検知回路と、前記交流電源の電圧波形に同期した信号を出力する電圧検知回路と、泡噛み判定手段を有し、前記泡噛み判定手段は、前記電圧検知回路に対して位相が変化する前記電流検知回路からの信号を受けて、泡噛みを判定する構成とすることにより、安価な誘導電動機を使用し、かつ回転センサなしという低コストでありながら、比較的簡単に泡噛み判定を行わせることができるものとなる。 A first invention has a plurality of windings including a phase advance capacitor and a winding in which the phase advance capacitor is connected in series, and flows through an induction motor supplied with power from an AC power source and at least one winding A current detection circuit that detects a current; a voltage detection circuit that outputs a signal synchronized with a voltage waveform of the AC power supply; and a bubble biting determination unit, the bubble biting determination unit being in phase with respect to the voltage detection circuit By receiving a signal from the current detection circuit that changes, the configuration is such that the bubble biting is judged, so that it is relatively easy to use the bubble biting while using an inexpensive induction motor and having no rotation sensor. The determination can be made.
第2の発明は、特に、第1の発明の電圧検知回路を、交流電源の零ボルト点付近にエッジを持つデジタル信号を出力する構成としたことにより、比較的簡単な構成で電圧検知回路を実現することが可能となる。 In the second invention, in particular, the voltage detection circuit of the first invention is configured to output a digital signal having an edge near the zero volt point of the AC power supply, so that the voltage detection circuit can be configured with a relatively simple configuration. It can be realized.
第3の発明は、特に、第1の発明の電流検知回路を、進相コンデンサが接続されていない巻線の電流を検知する構成としたことにより、泡噛みの判定を精度良く行うことができるものとなる。 In the third aspect of the invention, in particular, the current detection circuit of the first aspect of the invention is configured to detect the current of the winding to which the phase advance capacitor is not connected, so that it is possible to accurately determine the bubble biting. It will be a thing.
第4の発明は、特に、第1の発明の電流検知回路を、交流電源から誘導電動機に供給される電流を検知する構成としたことにより、誘導電動機に供給される電流値を用いた各種の制御と併せて泡噛みの判定を行うことが可能となる。 In the fourth aspect of the invention, in particular, the current detection circuit of the first aspect of the invention is configured to detect the current supplied from the AC power source to the induction motor, and thereby various types of current values supplied to the induction motor are used. In conjunction with the control, it is possible to determine the bubble biting.
第5の発明は、特に、第1〜第4のいずれか1つの発明の構成に加え、交流電源の周波数を検知する電源周波数検知手段を設けたことにより、複数の電源周波数の混在地域となっている日本のような交流電源条件においても、それぞれの周波数に適応した正しい泡噛み判定を行わせることが可能となる。 In particular, the fifth invention is a mixed region of a plurality of power supply frequencies by providing power supply frequency detection means for detecting the frequency of the AC power supply in addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions. Even under AC power supply conditions such as Japan, it is possible to make a correct bubble biting determination adapted to each frequency .
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Following, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるポンプ装置の回路図である。図1において、100V50Hzまたは60Hzという2種類の周波数の可能性を持つ交流電源10、交流電源に一端子が接続された誘導電動機11、進相コンデンサ12、トライアック13、電圧検知回路15、電流検知回路17、マイクロコンピュータによって構成した泡噛み判定手段18、5Vの直流電源20、および泡噛み判定手段18の出力Qに応じてトライアック13をオンオフさせるための抵抗22、23、24、トランジスタ25を設けたも
のとなっている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram of a pump device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an AC power supply 10 having the possibility of two types of frequencies of 100 V 50 Hz or 60 Hz, an induction motor 11 having one terminal connected to the AC power supply, a phase advance capacitor 12, a triac 13, a voltage detection circuit 15, and a current detection circuit 17. A bubble biting judging means 18, constituted by a microcomputer, a 5V DC power supply 20, and resistors 22, 23, 24 and a transistor 25 for turning on and off the triac 13 according to the output Q of the bubble biting judging means 18 are provided. It has become a thing.
誘導電動機11は、2つの巻線30、31、および回転子32を備えたものとなっており、巻線30は主巻線として動作し、巻線31は進相コンデンサ12が直列に接続された上で交流電源10から、巻線30よりも進んだ位相の電流が供給される補助巻線として動作するものとなっている。 The induction motor 11 includes two windings 30 and 31 and a rotor 32. The winding 30 operates as a main winding, and the winding 31 is connected to the phase advance capacitor 12 in series. In addition, the AC power supply 10 operates as an auxiliary winding to which a current having a phase advanced from that of the winding 30 is supplied.
電圧検知回路15は、ダイオード35、36、抵抗40、41、42、43、44、発光ダイオードとフォトトランジスタの複合部品として構成されたフォトカプラ50、トランジスタ51、コンデンサ52によって構成され、VACの極性が正の期間にはハイ、負の場合にはロー、そして交流電源10の瞬時電圧がほぼ零となる零ボルト点付近のタイミングでエッジを有するデジタル信号が出力されるものとなっている。 The voltage detection circuit 15 includes diodes 35 and 36, resistors 40, 41, 42, 43, and 44, a photocoupler 50 configured as a composite part of a light emitting diode and a phototransistor, a transistor 51, and a capacitor 52, and has a polarity of VAC. Is a high signal in the positive period, low in the negative period, and a digital signal having an edge is output at a timing near the zero volt point where the instantaneous voltage of the AC power supply 10 becomes almost zero.
なお、本実施の形態において使用している電圧検知回路15は、交流電源10の極性が正/負となる期間に対して、それぞれハイ/ローとなり、エッジが零ボルト点付近となるものとしているが、例えば絶対値が零となるタイミング付近で短時間ハイの信号が出力されるものなどであってもよく、さまざまな回路構成も考えられるが、いずれの構成であってもよく、そのような零ボルト点付近でエッジを持つ信号を発生する電圧検知回路は、比較的構成が簡単であるとともに、交流電源10の電圧の大きさが変化した場合においても、交流電源10とエッジの関係は影響を受けにくいという利点があるので、特に電流の位相を検知する場合には、安定に動作することが可能となるという利点がある。 The voltage detection circuit 15 used in the present embodiment is assumed to be high / low with respect to the period in which the polarity of the AC power supply 10 is positive / negative, and the edge is near the zero volt point. However, for example, a high signal may be output for a short time near the timing when the absolute value becomes zero, and various circuit configurations may be considered, but any configuration may be used. The voltage detection circuit that generates a signal having an edge near the zero volt point has a relatively simple configuration, and even when the voltage of the AC power supply 10 changes, the relationship between the AC power supply 10 and the edge is affected. In particular, when detecting the phase of the current, there is an advantage that it is possible to operate stably.
電流検知回路17は、一次コイルが巻線30と直列に接続された電流トランス60、抵抗61、62、63、64、保護用のダイオード66、67、コンデンサ68によって構成されており、巻線31に流れる電流を検知して、その電流の瞬時値に応じたアナログ電圧V1が出力されるものとなっており、いわゆるコンデンサモータにおいての進相コンデンサ12が接続されない側の主巻線などと呼ばれることがある巻線30の電流波形に応じた波形の電圧が出力されるものとなる。 The current detection circuit 17 includes a current transformer 60 having a primary coil connected in series with the winding 30, resistors 61, 62, 63 and 64, protective diodes 66 and 67, and a capacitor 68. Is detected, and an analog voltage V1 corresponding to the instantaneous value of the current is output, which is called a main winding on the side where a phase advance capacitor 12 is not connected in a so-called capacitor motor. A voltage having a waveform corresponding to the current waveform of the winding 30 is output.
図2は、本実施の形態において、交流電源10が60ヘルツで、泡噛みが発生している状態のポンプ装置の各部動作波形図を示したものであり、(ア)は、交流電源10の電圧VAC波形、(イ)は電圧検知回路15の出力電圧Vzの波形、(ウ)は電流検知回路17の出力電圧Va波形を示したものとなっている。 FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of each part of the pump device in the present embodiment when the AC power supply 10 is 60 Hz and foaming is occurring. The voltage VAC waveform, (A) shows the waveform of the output voltage Vz of the voltage detection circuit 15, and (C) shows the waveform of the output voltage Va of the current detection circuit 17.
時刻t0においては、交流電源10の電圧が零となるが、(イ)に示されているように、この瞬間に電圧検知回路15は、出力電圧Vzはローからハイに立ち上がるものとなっている。その後8.33ms毎に、交流電源10は半サイクルが経過し、ハイとローを繰り返すものとなっている。 At time t0, the voltage of the AC power supply 10 becomes zero, but as shown in (A), at this moment, the voltage detection circuit 15 causes the output voltage Vz to rise from low to high. . After that, every 8.33 ms, the AC power supply 10 is half cycle and repeats high and low.
また(ウ)は、t0、t1、t2、t3…のタイミングで、電圧値Vaのサンプリングが行われ、それぞれ、v0、v1、v2、v3…としてマイクロコンピュータによって構成された泡噛み判定手段18内に取り込まれていくものとなっている。 Further, (c) is the sampling of the voltage value Va at the timing of t0, t1, t2, t3..., And in the bubble biting judgment means 18 constituted by the microcomputer as v0, v1, v2, v3. It will be taken in.
本実施の形態では、直流電源20として5Vのものを使用し、抵抗62、63をいずれも4.7キロオームとしていることから、(ウ)に示されるVaの電圧波形は、電流の零点に2.5Vが対応し、これに巻線30に流れる電流波形の相似波形が重畳した波形となり、正負がほぼ同じ振幅となっていることから、電流の零点をVa=2.5Vに変換されるものとすることから、0から5Vの電圧範囲を有効に利用してアナログ/デジタル変換(A/D変換)が可能となり、8ビットのデジタル値への変換を行う場合、電流値零に対しては、128が対応し、プラス側の電流値については、129から255が、またマイ
ナス側の電流値については、0から127が対応するものとなる。
In the present embodiment, a DC power supply 20 of 5V is used, and the resistors 62 and 63 are both 4.7 kilohms. Therefore, the voltage waveform of Va shown in (c) is 2 at the current zero point. .5V corresponds to the waveform in which the similar waveform of the current waveform flowing in the winding 30 is superimposed on this, and the positive and negative have almost the same amplitude, so the zero point of the current is converted to Va = 2.5V Therefore, analog / digital conversion (A / D conversion) becomes possible by effectively using the voltage range of 0 to 5V, and when converting to an 8-bit digital value, 128 correspond to the positive current value from 129 to 255, and the negative current value from 0 to 127.
巻線30に流れる電流波形については、泡噛みの無い状態においては、電圧に対して40度程度の遅れ位相で運転されるが、泡噛みが発生して誘導電動機11の負荷トルクが小さくなった場合には、振幅が小さくなると同時に、巻線30に供給される電流の力率、すなわち交流電源10の電圧波形に対する位相が顕著な変化を示すものとなり、ほぼ90度(π/2)近くにまで遅れた電流位相となる。 The current waveform flowing through the winding 30 is operated with a delay phase of about 40 degrees with respect to the voltage in the state where there is no bubble biting, but bubble biting occurs and the load torque of the induction motor 11 is reduced. In this case, the amplitude decreases, and at the same time, the power factor of the current supplied to the winding 30, that is, the phase with respect to the voltage waveform of the AC power supply 10 shows a significant change, which is nearly 90 degrees (π / 2). The current phase is delayed until.
また、さらに加えて、巻線31と進相コンデンサ12との共振動作のQ値(共振の強さ)が大きくなること、また誘導電動機11内の鉄心の磁気飽和による、励磁電流への3次高調波成分等の発生などの影響により、各部の電流、電圧波形の歪も大きくなる傾向がある。 In addition, the Q value (resonance strength) of the resonance operation of the winding 31 and the phase advance capacitor 12 is increased, and the third order to the excitation current due to the magnetic saturation of the iron core in the induction motor 11. Due to the influence of the generation of harmonic components and the like, the distortion of the current and voltage waveform of each part tends to increase.
ただし、このような変化の起こる度合いや、泡噛みがある場合が無い場合よりも、電流の位相が遅れるというのは、誘導電動機11の設計、進相コンデンサ12の設計などによって変化するものであり、逆の位相変化を示す場合もあり得る。 However, the degree of occurrence of such a change and the fact that the phase of the current is delayed as compared with the case where there is no bubble biting varies depending on the design of the induction motor 11 and the design of the phase advance capacitor 12. In some cases, the phase change may be reversed.
図3は、本実施の形態のポンプ装置の泡噛み判定手段17に用いられるマイクロコンピュータのプログラムのフローチャートを示している。 FIG. 3 shows a flowchart of a microcomputer program used for the bubble biting determination means 17 of the pump device of the present embodiment.
図3において、開始69から処理をスタートし、周波数判定ルーチン70を経て、Vz立ち上がり待ち71に到達し、Vz信号の立ち上がりを待って以下の処理に移るものとなる。 In FIG. 3, the process starts from the start 69, passes through the frequency determination routine 70, reaches the Vz rising edge 71, waits for the rising edge of the Vz signal, and moves to the following process.
入力72において、各サンプリングデータv0からv11を順次入力し、基本波計算73にて、変数S1とC1にフーリエ級数展開で言うところの正弦成分と余弦成分に相当する値の概略値を符号付きの16ビット変数で求め、A1において、それらの自乗の和を計算するが、これは基本波成分の絶対値の自乗に相当する値の概略値に相当するものとなる。 In the input 72, the respective sampling data v0 to v11 are sequentially input, and in the fundamental wave calculation 73, approximate values of values corresponding to the sine component and cosine component in terms of Fourier series expansion are signed into the variables S1 and C1. A 16-bit variable is used, and the sum of squares thereof is calculated in A1, which corresponds to an approximate value of a value corresponding to the square of the absolute value of the fundamental wave component.
また、上述したように電流値の零は128という値に対応したものとなっているが、S1およびC1の計算においては、原理的に1周期の積算(シグマ算)にてキャンセルされるものとなるので、例えば抵抗62、63の抵抗値バラツキなどのために、電流零に相当するデジタル値が128からずれていても、S1、C1、A1などの計算結果には、影響が及ぶことがないものとなるので、抵抗62、63として低コストで抵抗値が不揃いなものを使用しても、結果への影響はほとんどないものにすることができる。 In addition, as described above, the current value of zero corresponds to a value of 128, but in the calculation of S1 and C1, in principle, it is canceled by one cycle of integration (sigma calculation). Therefore, even if the digital value corresponding to zero current deviates from 128 due to, for example, resistance value variations of the resistors 62 and 63, the calculation results such as S1, C1, and A1 are not affected. Therefore, even if resistors 62 and 63 having low cost and uneven resistance values are used, the results can be hardly affected.
なお、基本波計算73については、A1が基本波電流の実効値の自乗に比例する値となるため、さらに開平計算を行ってもよいが、マイクロコンピュータにかかる負荷を軽減するため、本実施の形態においては、自乗に対応したままの状態の数値で扱うものとしている。 As for the fundamental wave calculation 73, since A1 is a value proportional to the square of the effective value of the fundamental wave current, square root calculation may be performed, but in order to reduce the load on the microcomputer, In the form, it is assumed that the numerical value in the state corresponding to the square is used.
A1判断74においては、基本波成分の値が所定値以下の場合には、泡噛み判定の対象条件から外すものとしており、これによって誘導電動機が停止している場合などに不要な信号が発せられるのを防いでいるものである。 In the A1 determination 74, when the value of the fundamental wave component is equal to or less than a predetermined value, it is excluded from the target condition for the bubble biting determination, thereby generating an unnecessary signal when the induction motor is stopped. It is something that is preventing.
なお、本実施の形態で行っている基本波計算73、概略値を計算する簡略的な計算方法であり、更に精度を上げる場合には、もっとサンプリングの位相間隔を短いものとするなどの方法を用いれば、各次成分の位相による計算値の変化や、より高調波成分の有無による計算値の変化を抑えることも可能となる。 The fundamental wave calculation 73 performed in the present embodiment is a simple calculation method for calculating an approximate value. In order to further increase the accuracy, a method of shortening the sampling phase interval is used. If it is used, it is possible to suppress a change in the calculated value due to the phase of each order component and a change in the calculated value due to the presence or absence of higher harmonic components.
また、本実施の形態においては、交流電源10の1周期についての12個のデータすべてを一旦入力してから、S1、C1を計算しているが、サンプリングの都度、加算や減算を行ってもよく、その場合にはマイクロコンピュータの処理速度は若干高いものが要求されるものとはなるが、結果が出るまでの時間短縮は図ることができるものとなり、またデータを記憶する領域を削減することができるというメリットは発生してくる。 In the present embodiment, all 12 data for one cycle of the AC power supply 10 are once input and then S1 and C1 are calculated. However, addition or subtraction may be performed each time sampling is performed. Well, in that case, a slightly higher processing speed of the microcomputer is required, but it is possible to shorten the time until results are obtained, and to reduce the area for storing data The benefits of being able to do so will occur.
3次よりも高い高次高調波による計算の影響を抑えるためには、例えばRCでハードのフィルタ回路を追加し、それを電流検知回路17の出力に挿入する方法なども、有効に作用する場合がある。 In order to suppress the influence of calculation due to higher harmonics higher than the third order, for example, a method of adding a hard filter circuit in RC and inserting it into the output of the current detection circuit 17 is also effective. There is.
また、サンプリングの位相間隔を短いものにするには、マイクロコンピュータの処理速度を上げる必要がある場合もあるが、1周期(60Hzでは16.67ms)で、すべてのサンプリングを完結させずに、2周期目で1周期目のサンプリング位相を中間タイミングをサンプリングしていく方法などを用いれば処理速度が低いマイクロコンピュータでも使用することができるものとなる。 Further, in order to shorten the sampling phase interval, it may be necessary to increase the processing speed of the microcomputer, but in one cycle (16.67 ms at 60 Hz), all sampling is not completed. If a method of sampling the intermediate timing of the sampling phase of the first cycle in the cycle is used, the microcomputer can be used even with a low processing speed.
正接計算76は、すでに算出したS1、C1から電圧波形に対する基本波電流の位相角のタンジェント(正接)に相当する値を求め、変数T1とした上で、T1判断77で、Yよりも小さい場合、すなわち遅れ位相が大きい場合には、「泡噛み」判定78にて泡噛みが発生しているという判定を行うものとなっており、本実施の形態においては、Y=−2.1とすることにより、適切な泡噛み判定がなされるものとなっている。 In the tangent calculation 76, a value corresponding to the tangent of the phase angle of the fundamental current with respect to the voltage waveform is obtained from S1 and C1 already calculated, and is set as a variable T1. In other words, when the delay phase is large, it is determined in the “bubble engagement” determination 78 that bubble engagement has occurred, and in this embodiment, Y = −2.1. Thus, appropriate bubble biting determination is made.
従って、本実施の形態のポンプ装置は、泡噛み判定手段18が、泡噛みした時に増加する高調波成分を含む信号を電流検知回路17から受けて、泡噛みを判定するものとなっており、かつ泡噛み判定手段18は、電圧検知回路15に対する電流検知回路17の位相所定範囲を越えた場合に泡噛みを判定する構成となっている。 Therefore, in the pump device of the present embodiment, the bubble biting determination means 18 receives a signal including a harmonic component that increases when the bubble bites, from the current detection circuit 17, and determines the bubble biting. In addition, the bubble biting determination means 18 is configured to determine the bubble biting when the predetermined phase range of the current detection circuit 17 with respect to the voltage detection circuit 15 is exceeded.
いずれにしても電流の絶対値(振幅)ではなく、位相の対象となることから、電流検知回路17の構成要素の電流トランス60や抵抗61の特性ばらつきなどに対しては、影響を受けにくいものとなり、信頼性の高い泡噛み判定がなされるポンプ装置として実現がなされるものとなるという効果がある。 In any case, it is not the absolute value (amplitude) of the current but the target of the phase, so that it is less susceptible to variations in characteristics of the current transformer 60 and the resistor 61 of the components of the current detection circuit 17. Thus, there is an effect that it is realized as a pump device capable of performing the bubble biting determination with high reliability.
図4は、周波数判定ルーチン70の内容を若干詳細に示したフローチャートである。図4において、本ルーチンの開始85から、Vz立ち上がり待ち86に入り、Vz信号の立ち上がりで、18.3ms待ち87に移り、18.3ms後に、Vz=High?88に入り、ハイである場合には60ヘルツであるという判定がなされ、ローである場合には50ヘルツであるという判定がなされるものとなる。 FIG. 4 is a flowchart showing the details of the frequency determination routine 70 in some detail. In FIG. 4, from the start 85 of this routine, a Vz rise wait 86 is entered, and at the rise of the Vz signal, the process moves to 18.3 ms wait 87, and after 18.3 ms, Vz = High? If it enters 88 and is high, it will be determined that it is 60 hertz, and if it is low, it will be determined that it is 50 hertz.
上記した部分は、電源周波数判定手段89の構成となるものであり、Vz信号の立ち上がりタイミングから18.3ms経過した時点でのVz信号の状態を再確認して、周波数を判定するものとなっているが、特にこのような構成で電源周波数判定手段89を構成しなければならないというものではなく、他にさまざまな構成を用いることができるものとなり、また電源周波数の判定結果にノイズなどによる影響を排除する目的から、複数回の判断を実施した後、最終判定を行うというような構成も、よく用いられるものであり、誤動作の防止を行う上で、非常に有効なものとなる。 The above-described portion is the configuration of the power supply frequency determination unit 89, and the frequency is determined by reconfirming the state of the Vz signal when 18.3 ms has elapsed from the rising timing of the Vz signal. However, the power frequency determining means 89 is not particularly required to have such a configuration, and various other configurations can be used, and the determination result of the power frequency is affected by noise or the like. For the purpose of elimination, a configuration in which a final determination is performed after performing a plurality of determinations is often used and is very effective in preventing malfunction.
60ヘルツの場合には、90にてY←−2.1の代入、さらに91にてTs←1.39msの代入がなされるものとなる。 In the case of 60 Hz, substitution of Y ← −2.1 is performed at 90, and substitution of Ts ← 1.39 ms is performed at 91.
一方50ヘルツの場合には、93にてY←−3.1の代入が、94にてはTs←1.67msの代入がなされるものとなっている。 On the other hand, in the case of 50 hertz, substitution of Y ← −3.1 is made at 93, and substitution of Ts ← 1.67 ms is made at 94.
ここで、Tsはサンプリングの時間的間隔であって、交流電源10の周期の12分の1となる値をTsとして設定しているものとなっており、Yに関しては、泡噛みが発生した時に生ずる位相の変化が十分に検知できるだけの閾値としてYの値の設定をそれぞれの周波数に応じて行っている。 Here, Ts is a sampling time interval, and a value that is one-twelfth of the period of the AC power supply 10 is set as Ts. With regard to Y, when bubble biting occurs The value of Y is set according to each frequency as a threshold value that can sufficiently detect the change in phase that occurs.
本実施の形態においては、Xに関しては50ヘルツであっても60ヘルツであっても同じ値を設定するものとなっているため、X設定95については1つにまとめた状態でフローチャートを構成している。ただし、特に電流の大きさが50ヘルツと60ヘルツでかなり異なる場合には、Xの値をそれぞれで異なった値にしてもよく、フローチャートの合流前に移せば実現できるものとなる。リターン96にて、周波数判定ルーチン70が完結してメインルーチンに戻るものとなる。 In the present embodiment, since the same value is set for X regardless of whether it is 50 Hz or 60 Hz, the flowchart is configured with the X setting 95 combined into one. ing. However, especially when the magnitude of the current is significantly different between 50 Hz and 60 Hz, the values of X may be different from each other, and can be realized by moving before the merge of the flowcharts. At return 96, the frequency determination routine 70 is completed and the process returns to the main routine.
このようにして、本実施の形態のポンプ装置では、交流電源10の周波数を検知する電源周波数検知手段89を有し、50ヘルツと60ヘルツという2つの交流電源周波数に対応して、それぞれYの値を設定することにより、泡噛み判定のしきい値を変化させるものとなっているため、日本国内のように50ヘルツ地域と60ヘルツ地域が混在している条件においても、いずれの周波数においても正しい泡噛み判定がなされるポンプ装置が実現できるものとなる。 In this way, the pump device of the present embodiment has the power frequency detecting means 89 for detecting the frequency of the AC power supply 10, and corresponds to two AC power supply frequencies of 50 Hz and 60 Hz, respectively. By setting a value, the threshold value for bubble biting determination is changed, so even in conditions where 50 Hz and 60 Hz regions are mixed as in Japan, at any frequency It is possible to realize a pump device that can perform correct bubble biting determination.
図5は、本実施の形態のポンプ装置の60ヘルツにおいて、(ア)は電流検知回路17の出力電圧波形であって、泡噛み無しを破線、泡噛み有りを実線で示したものであり、(イ)は電圧検知回路15の出力電圧波形を示している。 FIG. 5 shows the output voltage waveform of the current detection circuit 17 in 60 Hz of the pump device of the present embodiment, in which the absence of bubble engagement is indicated by a broken line, and the presence of bubble engagement is indicated by a solid line. (A) shows the output voltage waveform of the voltage detection circuit 15.
図6は、本実施の形態のポンプ装置の50ヘルツにおいて、(ア)は電流検知回路17の出力電圧波形であって、泡噛み無しを破線、泡噛み有りを実線で示したものであり、(イ)は電圧検知回路15の出力電圧波形を示している。 FIG. 6 shows the output voltage waveform of the current detection circuit 17 in 50 Hz of the pump device of the present embodiment, in which the absence of bubble biting is indicated by a broken line, and the presence of bubble biting is indicated by a solid line, (A) shows the output voltage waveform of the voltage detection circuit 15.
図5に見られるように、50ヘルツと60ヘルツという電源周波数の条件の違いにより、電流値、電流波形には幾分かの差があるが、どちらの周波数の場合においても、電圧に対する電流の位相は、泡噛みの有る場合の方が、より遅れるものとなるので、位相の正接に対応したT1値を求め、かつ電源周波数毎に閾値が適切に設定される本実施の形態の構成を用いることにより、泡噛みの有無を十分な信頼性で判定することができるものとなる。 As can be seen in FIG. 5, there are some differences in the current value and current waveform due to the difference in the power supply frequency conditions of 50 Hz and 60 Hz. Since the phase is more delayed when there is a bubble bite, the T1 value corresponding to the tangent of the phase is obtained, and the configuration of this embodiment in which the threshold is appropriately set for each power supply frequency is used. As a result, it is possible to determine the presence or absence of foam biting with sufficient reliability.
(実施の形態2)
図7は、本発明の第2の実施の形態におけるポンプ装置の回路図である。図7おいては、電流検知回路17が接続され、検知の対象となる電流として、交流電源から誘導電動機11への供給部分としているが、その他の部分の構成に関しては、第1の実施の形態となんら変わるところがなく、全くの同等の構成要素を用いたものとなっている。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a circuit diagram of a pump device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the current detection circuit 17 is connected, and the current to be detected is the supply portion from the AC power source to the induction motor 11. However, the configuration of the other portions is the first embodiment. There is no change, and it uses exactly the same components.
したがって、本実施の形態では、電流検知回路17が検知する電気量は、交流電源10から誘導電動機11に供給される電流となっている。 Therefore, in the present embodiment, the amount of electricity detected by the current detection circuit 17 is a current supplied from the AC power supply 10 to the induction motor 11.
図8は、本実施の形態において、電流検知回路17の出力電圧の波形であり、誘導電動機11の供給電流を合計した電流波形に対応するものとなっている。図8において、(ア)は電流検知回路17の出力波形であり、泡噛みが無い状態が破線にて、泡噛みが有る状態が実線にて示しているものとなっており、(イ)には電圧検知回路15の出力信号の論
理波形を示しているものとなっている。これらは交流電源10の周波数としては、60ヘルツのものとしている。
FIG. 8 shows the waveform of the output voltage of the current detection circuit 17 in the present embodiment, which corresponds to the current waveform obtained by summing the supply currents of the induction motor 11. In FIG. 8, (a) is an output waveform of the current detection circuit 17, the state without bubble biting is indicated by a broken line, and the state with bubble biting is indicated by a solid line. Indicates the logic waveform of the output signal of the voltage detection circuit 15. The frequency of the AC power supply 10 is 60 Hz.
泡噛みが無い場合には、電流の位相は、ほぼ電圧と同相の高力率状態にあるが、泡噛みが発生した状態においては、電流の位相が進む傾向があり、同時に3次高調波など高調波成分も加わって、波形は幾分歪んだものとなってくる。 When there is no bubble biting, the current phase is in a high power factor state almost in phase with the voltage. However, when bubble biting occurs, the current phase tends to advance, and at the same time third harmonics, etc. With the addition of harmonic components, the waveform is somewhat distorted.
本実施の形態においては、泡噛みが有る場合の方が、電圧検知回路15の出力信号に対する電流検知回路17の出力の位相が進むものとなることから、実施の形態1とは逆になるが、進み位相分が大きくなった時点、すなわち所定の正のY値を上回った場合での泡噛み判定が可能となる。 In the present embodiment, when there is a bubble bite, the phase of the output of the current detection circuit 17 advances with respect to the output signal of the voltage detection circuit 15, which is the reverse of the first embodiment. Thus, it is possible to determine the bubble biting when the advance phase is increased, that is, when a predetermined positive Y value is exceeded.
50Hzの交流電源10となった場合については、省略するが、やはり泡噛みが有る場合の方が、電流の基本波成分が進む傾向があるため、同様に泡噛みの判定が可能であるが、敷居値としては、60Hzよりも幾分小さい(0度に近い)側とした方が安定となる傾向が見られるため、必要に応じて実施の形態1で述べた周波数検知手段による敷居値Yの切り替え等を用いることにより、50ヘルツと60ヘルツの両周波数で、適切な泡噛み判定が可能なものとすることができる。 Although it is omitted for the case of the 50 Hz AC power supply 10, since the fundamental wave component of the current tends to advance in the case where there is bubble biting, it is possible to determine bubble biting in the same manner. As the threshold value, there is a tendency for the threshold value to be somewhat smaller (closer to 0 degree) than 60 Hz. Therefore, the threshold value Y by the frequency detection means described in the first embodiment is set as necessary. By using switching or the like, it is possible to perform appropriate bubble biting determination at both frequencies of 50 Hz and 60 Hz.
また、本実施の形態においては、電流検知回路17に入力される電流の大きさは、第1の実施の形態、第2の実施の形態と比較すると、大きいものなることから、電流トランス60の仕様が多少大きなものが必要となる傾向はあるが、誘導電動機に供給される総合電流となることから、泡噛みの有無以外の誘導電動機11の状態、たとえば発熱の状況を把握するなどの検知、あるいは他の制御に用いることができる範囲として拡大がなされるものとなる。 In the present embodiment, the magnitude of the current input to the current detection circuit 17 is larger than that in the first embodiment and the second embodiment. Although there is a tendency to require a somewhat larger specification, since it becomes a total current supplied to the induction motor, detection of the state of the induction motor 11 other than the presence or absence of bubble chewing, for example, grasping the state of heat generation, Or it expands as a range which can be used for another control.
(実施の形態3)
図9は、本発明の第3の実施の形態における食器洗い機の断面図である。図9において、誘導電動機11、進相コンデンサ12、トライアック13、電流検知回路17、泡噛み判定手段18は、第1の実施の形態で述べたものをそのまま用いたものポンプ装置110が構成されているものであり、電圧検知回路15の出力に対する巻線30の電流の位相によって、泡噛み判定を行うものとなっている。
(Embodiment 3)
FIG. 9 is a cross-sectional view of a dishwasher according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 9, the induction motor 11, the phase advance capacitor 12, the triac 13, the current detection circuit 17, and the bubble biting determination means 18 are the same as those described in the first embodiment, and the pump device 110 is configured. The bubble biting determination is performed based on the phase of the current of the winding 30 with respect to the output of the voltage detection circuit 15.
トライアック13は、図1などでも示されているように、マイクロコンピュータを用いた泡噛み判定手段18が出力するQ信号がハイであればオンとされ、ローであればオフとされるものとなっている。 As shown in FIG. 1 and the like, the triac 13 is turned on when the Q signal output from the bubble biting determination means 18 using a microcomputer is high, and is turned off when the signal is low. ing.
水道に接続された給水管112と給水弁113は、給水手段114を構成しており、給水弁113についても泡噛み判定手段18に用いられているマイクロコンピュータにより開/閉の制御が可能なものとなっている。 The water supply pipe 112 and the water supply valve 113 connected to the water supply constitute the water supply means 114, and the water supply valve 113 can be controlled to be opened / closed by the microcomputer used for the bubble biting determination means 18. It has become.
食器洗い機の動作としては、食器に洗剤の入った水(洗浄水)をポンプ装置110によって循環させて洗いを行う行程と、同様に真水を循環させるすすぎ行程などがあるが、それぞれ循環が所定時間終了した段階で、機内の水あるいは洗浄水をポンプ装置110が機外に排水する排水する行程が存在する。 The operation of the dishwasher includes a washing process in which water (washing water) containing detergent in the dishes is circulated by the pump device 110, and a rinsing process in which fresh water is circulated. At the stage of completion, there is a process of draining the in-machine water or the washing water from the pump device 110 to the outside of the machine.
図10は、洗い行程の動作波形図を示しているものであり、(ア)は給水手段114の給水弁113に送られる信号であり、ハイであれば給水がなされるものとなっている。(イ)は泡噛み検知手段18の出力信号で、ハイであれば泡噛みと判定されている状態にある。(ウ)はトライアック13へのオンオフ信号Qであって、ハイであれば、誘導電動機
11が駆動される状態となる。
FIG. 10 shows an operation waveform diagram of the washing process. (A) is a signal sent to the water supply valve 113 of the water supply means 114, and if it is high, water is supplied. (A) is an output signal of the bubble biting detection means 18. If it is high, it is in a state where it is determined as bubble biting. (C) is an on / off signal Q to the triac 13, and if it is high, the induction motor 11 is driven.
食器を洗浄している洗い行程の期間においては、本実施の形態の食器洗い機は、t1に給水手段114が給水状態となり、機内にとりあえず最小限の水を導いた時点t2で、一旦給水手段114は給水を停止した状態となり、同時にQが立ち上がってポンプ装置110を運転する。t3において、ポンプ装置110は泡噛み判定し、これを受けてt4において給水弁113が開かれ、t4から5秒後のt5まで給水手段114が給水動作を行う。 In the period of the washing process in which dishes are being washed, the dishwasher of the present embodiment temporarily supplies the water supply means 114 at the time t2 when the water supply means 114 is in a water supply state at t1 and the minimum amount of water is introduced into the machine for the time being. Becomes a state where water supply is stopped, and at the same time, Q rises and the pump device 110 is operated. At t3, the pump device 110 determines that the foam is engaged, and at t4, the water supply valve 113 is opened, and the water supply means 114 performs the water supply operation until t5 after 5 seconds from t4.
なお、本実施の形態においては、Q信号はハイを継続していることから、誘導電動機11は駆動し続けている状態となり、泡噛みが無くなるまではハイ信号が続くものとなる。このような動作により、機内の水位が上昇し、泡噛みの発生は抑えられるものとなる。以降においても、泡噛み判定手段18が泡噛みが有ることを検知すると、都度給水動作を行うものとなっている。 In the present embodiment, since the Q signal continues to be high, the induction motor 11 continues to be driven, and the high signal continues until the bubble bite disappears. By such an operation, the water level in the machine rises and the occurrence of bubble biting is suppressed. Thereafter, when the bubble biting determination means 18 detects that there is a bubble bite, the water supply operation is performed each time.
よって、本実施の形態においては、泡噛みが無い場合には、そのままの水位で運転が継続されることから、ポンプ装置110の運転に必要かつ十分な水量での運転が可能となり、無駄な水の消費を極力抑えることができるものとなる。 Therefore, in the present embodiment, when there is no bubble biting, the operation is continued at the same water level, so that it is possible to operate with a sufficient amount of water necessary for the operation of the pump device 110, and wasteful water Consumption can be reduced as much as possible.
図11は、排水時の動作波形図を示しているものであり、(ア)、(イ)、(ウ)は、それぞれ図10と同じ部分の動作波形図を示している。排水時においては、t6時点でQをハイとすることにより、排水動作が開始されるが、ポンプ装置110を働かせている最中に、泡噛みの判定があったt7時点で、Qをローとして、誘導電動機11を一旦停止しポンプ装置110は動作を停止する。 FIG. 11 shows an operation waveform diagram at the time of drainage, and (a), (b), and (c) show operation waveform diagrams of the same part as FIG. At the time of drainage, the drainage operation is started by setting Q to high at time t6, but Q is set to low at time t7 when there is a determination of bubble biting while the pump device 110 is operating. Then, the induction motor 11 is temporarily stopped and the pump device 110 stops operating.
これは、泡噛みが一旦発生してしまった場合には、そのままポンプ装置の運転を継続しても、排水の機能が極端に損なわれるものとなり、これを避けるための動作となる。 This is an operation for avoiding the occurrence of bubble biting once the function of the drainage is extremely impaired even if the operation of the pump device is continued as it is.
これにより、泡噛みしていた空気が水面まで戻り、ポンプ装置110は自然に泡噛みの無い状態に戻るものである。そして、その5秒後のt8において、Qをハイとし、再度トライアック13がオンされて再び排水動作が継続されるものとなり、このような動作をさせることにより、排水後に機内に残る水量(残水量)を極力少なく抑えることができるものとなる。 As a result, the air that has been engaged in the foam returns to the water surface, and the pump device 110 naturally returns to the state without the foam engagement. At t8 after 5 seconds, Q is set to high, the TRIAC 13 is turned on again, and the draining operation is continued again. By performing such an operation, the amount of water remaining in the machine after draining (residual water amount) ) Can be suppressed as much as possible.
よって、汚れや洗剤などを含んだ洗浄水の残水量が抑えられることによる、すすぎの性能向上、すすぎ回数の削減による時間短縮などが可能となるものとなり、またすべての行程が終了した時点での残水量も最小限に抑えられるものとなることから、腐敗などによる次回の動作への悪影響なども最小限に抑えることができるものとなる。 Therefore, it becomes possible to improve the performance of rinsing by reducing the amount of residual cleaning water containing dirt and detergent, shorten the time by reducing the number of times of rinsing, and when all the steps are completed Since the amount of remaining water can be minimized, adverse effects on the next operation due to rot can be minimized.
以上のように、本発明にかかる食器洗い機は、誘導電動機を有し、泡噛み判定手段が、泡噛みした時に電圧検知回路に対して位相が変化する電流検知回路からの信号を受けて泡噛みを判定することにより、低コストの誘導電動機を使用した上で、回転センサが不要であり、泡噛みが適切に検知できる低コストのポンプ装置、およびこれを用いた無駄な水の使用を抑え、排水時の残水量も抑えた食器洗い機を実現できるものとなる。 As described above, the dishwasher according to the present invention has the induction motor, and the bubble biting determination means receives the signal from the current detection circuit whose phase changes with respect to the voltage detection circuit when the bubble biting occurs. By using the low-cost induction motor, the rotation sensor is unnecessary and the low-cost pump device that can detect the bubble biting appropriately, and the use of wasted water using this are suppressed, A dishwasher that reduces the amount of residual water during drainage can be realized.
10 交流電源
11 誘導電動機
12 進相コンデンサ
15 電圧検知回路
17 電流検知回路
18 泡噛み判定手段
30、31 巻線
89 電源周波数検知手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 AC power source 11 Induction motor 12 Phase advance capacitor 15 Voltage detection circuit 17 Current detection circuit 18 Bubble biting determination means 30, 31 Winding 89 Power supply frequency detection means
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