JP2011110133A - Washing and drying machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般家庭などにおいて使用される洗濯乾燥機に関するものである。 The present invention relates to a washing / drying machine used in general households.
従来、この種の洗濯乾燥機は、洗濯物を入れるドラムを回転駆動する三相誘導電動機と、乾燥用ヒータを設け、前記三相誘導電動機の供給電圧の平均値を、乾燥工程において、洗濯工程におけるそれより低下させて、前記誘導電動機の回転トルクを低下させている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of washing and drying machine is provided with a three-phase induction motor that rotationally drives a drum for putting laundry and a heater for drying, and the average value of the supply voltage of the three-phase induction motor is determined in the washing process. Thus, the rotational torque of the induction motor is reduced (see, for example, Patent Document 1).
図8は、特許文献1に記載された従来の洗濯乾燥機を示すものである。図8に示すように、外槽1内に、洗濯物2を入れるドラム3を設け、ドラム3をベルト4を介して回転駆動する三相誘導電動機5と、乾燥用ヒータ6、および送風ファンモータ7を設け、三相誘導電動機5は、インバータ回路8から電力が供給されるものとなっている。
FIG. 8 shows a conventional washing and drying machine described in
交流電源9からは、ファン駆動回路10、ヒータ駆動回路11、整流回路12に電力が供給され、整流回路12の出力がインバータ回路8に供給される。
The
さらに、ファン駆動回路10、ヒータ駆動回路11、インバータ回路8は、制御部13によって制御されるものとなっており、制御部13は、入力キー回路14からの信号を受けるものとなっている。
Furthermore, the
図9は、従来の洗濯乾燥機の制御部12内の制御フローチャートを示すものである。スタート(ステップS1)、入力キー操作(ステップS2)の順に処理した後、各周波数の変調度セット(ステップS3)を行い、その後、洗濯か否か(ステップS4)の判定がNOの場合には、乾燥か否か(ステップS5)の判定に移り、ここでYESであれば、変調度X係数(1以下)(ステップS6)を実行し、乾燥か否か(ステップS5)の判定がNOの場合には、他の工程(ステップS7)に移るものとなる。 FIG. 9 shows a control flowchart in the controller 12 of the conventional washer / dryer. After processing in the order of start (step S1) and input key operation (step S2), a modulation degree set for each frequency (step S3) is performed, and then whether or not washing (step S4) is NO is determined. The process proceeds to the determination of whether or not it is dry (step S5). If YES here, the modulation factor X coefficient (1 or less) (step S6) is executed, and the determination of whether or not it is dry (step S5) is NO. In that case, the process proceeds to another process (step S7).
よって、電動機起動(ステップS8)の時点では、洗濯工程であるか乾燥工程であるかの判断と、乾燥工程である場合には、変調度として、係数(1以下)が乗算されている分、洗濯工程の場合よりも、変調度が低く、よって三相誘導電動機5への供給電圧が低い状態が実現され、これによって、回転トルクが洗濯工程におけるそれよりも低下した動作となって、結果、乾燥時の無駄な電力消費を抑えるものとなっている。
Therefore, at the time of starting the electric motor (step S8), it is determined whether it is a washing process or a drying process, and if it is a drying process, the degree of modulation is multiplied by a coefficient (1 or less), Compared with the washing process, the degree of modulation is lower, and thus a state in which the supply voltage to the three-
電動機起動(ステップS8)の後、電動機停止(ステップS9)に移り、乾燥終了か否か(ステップS10)の判定がYESであれば、エンド(ステップS11)に進み動作を終了するものとなり、乾燥終了か否か(ステップS10)の判定がNOである場合には、洗濯か否か(ステップS4)の判定に戻るものなっており、乾燥終了まで動作が続けられるものとなっている。 After the motor is started (step S8), the process proceeds to the motor stop (step S9), and if the determination of whether or not the drying is finished (step S10) is YES, the process proceeds to the end (step S11) and the operation is finished. If the determination of whether or not to end (step S10) is NO, the process returns to the determination of whether or not to wash (step S4), and the operation is continued until the end of drying.
しかしながら、前記従来の構成では、三相誘導電動機5への供給電圧のみによって、乾
燥工程における回転トルクを、洗濯工程のそれよりも低く抑え、乾燥工程での電力の浪費を抑えようとするものであるが、供給電圧だけでは誘導電動機の動作条件が確定しないため、例えば一次周波数、あるいはスベリ周波数のように、一般に誘導電動機の発生トルクを決定する他の要素の関係によっては、発生するトルクがドラム1の駆動に必要なものが得られるかどうかの確証ができず、結果として十分な回転トルクが得られずに不安定となって、ひどい場合には失速して停止してしまったり、回転トルクが足りても乾燥工程での無駄な電力の十分な削減効果が得られない場合があるという課題を有していた。
However, in the conventional configuration, only the supply voltage to the three-
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、誘導電動機の駆動条件をより的確に規定することにより、特に乾燥時の必要トルクを確保し、誘導電動機への供給電流を抑え、また無駄な電力消費も確実に抑えることができる洗濯乾燥機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and by more accurately defining the driving conditions of the induction motor, it ensures the necessary torque especially during drying, suppresses the supply current to the induction motor, and is useless. An object of the present invention is to provide a washing / drying machine capable of reliably suppressing power consumption.
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯乾燥機は、洗濯および乾燥される衣類を収納するドラムと、前記ドラムを回転させる誘導電動機と、前記誘導電動機に電力を供給するインバータ回路と、前記ドラム内に乾燥用の空気を加熱する加熱手段を有し、洗濯時には前記インバータ回路は前記誘導電動機を駆動し、乾燥時には前記インバータ回路が前記誘導電動機を駆動するとともに前記加熱手段が動作し、前記インバータ回路は、洗濯時と乾燥時に同等のスベリ周波数の電流を前記誘導電動機に供給するものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a washing and drying machine of the present invention includes a drum that stores clothes to be washed and dried, an induction motor that rotates the drum, and an inverter circuit that supplies electric power to the induction motor. And heating means for heating the drying air in the drum, the inverter circuit drives the induction motor during washing, and the inverter circuit drives the induction motor during drying and the heating means operates during drying. The inverter circuit supplies a current of the same slip frequency to the induction motor during washing and drying.
これによって、非常に簡単な構成でありながら、誘導電動機の動作条件が確定し、発生トルクとしてドラム回転に必要なものが確実に得つつ誘導電動機への供給電流を抑えて、インバータ回路の負担を軽減し、特に乾燥時の無駄な電力消費が抑えられるものとなる。 As a result, the operating conditions of the induction motor are determined while having a very simple configuration, and the supply current to the induction motor is suppressed while reliably obtaining the necessary torque for drum rotation as the generated torque, thereby reducing the burden on the inverter circuit. This will reduce wasteful power consumption especially during drying.
また、本発明の洗濯乾燥機は、洗濯および乾燥される衣類を収納するドラムと、前記ドラムを回転させる誘導電動機と、前記誘導電動機に電力を供給するインバータ回路と、前記ドラム内に乾燥用の空気を加熱する加熱手段を有し、洗濯時には前記インバータ回路は前記誘導電動機を駆動し、乾燥時には前記インバータ回路が前記誘導電動機を駆動するとともに前記加熱手段が動作し、前記インバータ回路は、洗濯時に乾燥時よりも高いスベリ周波数の電流を前記誘導電動機に供給するものである。 The washing and drying machine according to the present invention includes a drum for storing clothes to be washed and dried, an induction motor for rotating the drum, an inverter circuit for supplying power to the induction motor, and a dryer for drying in the drum. Heating means for heating air, the inverter circuit drives the induction motor at the time of washing, the inverter circuit drives the induction motor at the time of drying and the heating means operates, and the inverter circuit is at the time of washing A current having a higher sliding frequency than that during drying is supplied to the induction motor.
これによって、比較的簡単な構成でありながら、誘導電動機の動作条件が確定し、発生トルクとしてドラム回転に必要なものが確実に得られるものとなり、前記誘導電動機に特性に磁気飽和などによる非線形性を有するものであっても、洗濯時と乾燥時における誘導電動機の入力電流を抑え、効率も高いものが得られるものとなる。 As a result, although the operation condition of the induction motor is determined with a relatively simple configuration, the required torque for drum rotation can be reliably obtained as the generated torque, and the induction motor has characteristics such as non-linearity due to magnetic saturation or the like. Even if it has, the thing which suppresses the input current of the induction motor at the time of washing and drying, and has high efficiency can be obtained.
また、本発明の洗濯乾燥機は、洗濯および乾燥される衣類を収納するドラムと、前記ドラムを回転させる誘導電動機と、前記誘導電動機に電力を供給するインバータ回路と、前記ドラム内に乾燥用の空気を加熱する加熱手段を有し、洗濯時には前記インバータ回路は前記誘導電動機を駆動し、乾燥時には前記インバータ回路が前記誘導電動機を駆動するとともに前記加熱手段が動作し、前記インバータ回路は、洗濯時と乾燥時のそれぞれに、最高のモータ効率が得られるスベリ周波数付近の周波数の電流を前記誘導電動機に供給するものである。 The washing and drying machine according to the present invention includes a drum for storing clothes to be washed and dried, an induction motor for rotating the drum, an inverter circuit for supplying power to the induction motor, and a dryer for drying in the drum. Heating means for heating air, the inverter circuit drives the induction motor at the time of washing, the inverter circuit drives the induction motor at the time of drying and the heating means operates, and the inverter circuit is at the time of washing A current having a frequency in the vicinity of the slip frequency at which the highest motor efficiency is obtained is supplied to the induction motor during drying and drying.
これによって、比較的簡単な構成でありながら、誘導電動機の動作条件が確定し、発生トルクとしてドラム回転に必要なものが確実に得られるものとなり、前記誘導電動機に特性に磁気飽和などによる非線形性を有するものであっても、洗濯時と乾燥時における誘導電動機の効率が極めて高く、特に省エネ効果として著しいものを得ることができる。 As a result, although the operation condition of the induction motor is determined with a relatively simple configuration, the required torque for drum rotation can be reliably obtained as the generated torque, and the induction motor has characteristics such as non-linearity due to magnetic saturation or the like. Even if it has, the efficiency of the induction motor at the time of washing and drying is extremely high, and a particularly remarkable energy saving effect can be obtained.
本発明の洗濯乾燥機は、乾燥時の無駄な電力を抑えた省エネ効果を上げることができる。 The washing / drying machine of the present invention can increase the energy saving effect while suppressing wasteful power during drying.
第1の発明は、洗濯および乾燥される衣類を収納するドラムと、前記ドラムを回転させる誘導電動機と、前記誘導電動機に電力を供給するインバータ回路と、前記ドラム内に乾燥用の空気を加熱する加熱手段を有し、洗濯時には前記インバータ回路は前記誘導電動機を駆動し、乾燥時には前記インバータ回路が前記誘導電動機を駆動するとともに前記加熱手段が動作し、前記インバータ回路は、洗濯時と乾燥時に同等のスベリ周波数の電流を前記誘導電動機に供給する洗濯乾燥機とすることにより、非常に簡単な構成でありながら、誘導電動機の動作条件が確定し、発生トルクとしてドラム回転に必要なものが確実に得られるものとなり、かつ洗濯時と乾燥時における誘導電動機の供給電流を抑え、特に乾燥時の誘導電動機の効率を高めることにより無駄な電力消費が抑えられるものとなる。 The first invention is a drum for storing clothes to be washed and dried, an induction motor for rotating the drum, an inverter circuit for supplying power to the induction motor, and heating air for drying in the drum. Heating means, the inverter circuit drives the induction motor at the time of washing, the inverter circuit drives the induction motor at the time of drying and the heating means operates, and the inverter circuit is the same at the time of washing and drying By adopting a washing / drying machine that supplies the current of the slip frequency to the induction motor, the operating conditions of the induction motor are determined and the required torque for the drum rotation is ensured while having a very simple configuration. In addition, it can reduce the current supplied to the induction motor during washing and drying, and increase the efficiency of the induction motor especially during drying. Becomes wasteful power consumption is suppressed by.
第2の発明は、洗濯および乾燥される衣類を収納するドラムと、前記ドラムを回転させる誘導電動機と、前記誘導電動機に電力を供給するインバータ回路と、前記ドラム内に乾燥用の空気を加熱する加熱手段を有し、洗濯時には前記インバータ回路は前記誘導電動機を駆動し、乾燥時には前記インバータ回路が前記誘導電動機を駆動するとともに前記加熱手段が動作し、前記インバータ回路は、洗濯時に乾燥時よりも高いスベリ周波数の電流を前記誘導電動機に供給する洗濯乾燥機とすることにより、比較的簡単な構成でありながら、誘導電動機の動作条件が確定し、発生トルクとしてドラム回転に必要なものが確実に得られるものとなり、前記誘導電動機に特性に磁気飽和などによる非線形性を有するものであっても、洗濯時と乾燥時における誘導電動機の入力電流を抑え、効率も高いものが得られるものとなる。 The second invention is a drum for storing clothes to be washed and dried, an induction motor for rotating the drum, an inverter circuit for supplying electric power to the induction motor, and heating air for drying in the drum. Heating means, the inverter circuit drives the induction motor at the time of washing, the inverter circuit drives the induction motor at the time of drying and the heating means operates, and the inverter circuit is more dry than at the time of washing By adopting a washing / drying machine that supplies a high slip frequency current to the induction motor, the operating conditions of the induction motor are determined and the required torque for drum rotation is ensured while having a relatively simple configuration. Even if the induction motor has non-linearity due to magnetic saturation or the like in its characteristics, it can be used during washing and drying. Suppressing the input current of the induction motor that, the those that efficiency is high can be obtained.
第3の発明は、洗濯および乾燥される衣類を収納するドラムと、前記ドラムを回転させる誘導電動機と、前記誘導電動機に電力を供給するインバータ回路と、前記ドラム内に乾燥用の空気を加熱する加熱手段を有し、洗濯時には前記インバータ回路は前記誘導電動機を駆動し、乾燥時には前記インバータ回路が前記誘導電動機を駆動するとともに前記加熱手段が動作し、前記インバータ回路は、洗濯時と乾燥時のそれぞれに、最高のモータ効率が得られるスベリ周波数付近の周波数の電流を前記誘導電動機に供給する洗濯乾燥機とすることにより、比較的簡単な構成でありながら、誘導電動機の動作条件が確定し、発生トルクとしてドラム回転に必要なものが確実に得られるものとなり、前記誘導電動機に特性に磁気飽和などによる非線形性を有するものであっても、洗濯時と乾燥時における誘導電動機の効率が極めて高く、特に省エネ効果として著しいものを得ることができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a drum for storing clothes to be washed and dried, an induction motor for rotating the drum, an inverter circuit for supplying electric power to the induction motor, and heating air for drying in the drum. Heating means, the inverter circuit drives the induction motor at the time of washing, the inverter circuit drives the induction motor at the time of drying and the heating means operates, the inverter circuit is at the time of washing and drying In each case, by making the washing and drying machine that supplies the induction motor with a current having a frequency in the vicinity of the slip frequency at which the highest motor efficiency is obtained, the operating conditions of the induction motor are determined while having a relatively simple configuration, The required torque for drum rotation can be reliably obtained as the generated torque, and the induction motor has non-linearity due to magnetic saturation and other characteristics. Be those having a washing time of the extremely high efficiency of the induction motor during the drying, it is possible to obtain particularly those marked as energy-saving effect.
第4の発明は、特に、第1〜3のいずれか1つの発明のインバータ回路が、洗濯時と乾燥時に、誘導電動機の速度が所定値と同等となる電圧を出力する洗濯乾燥機とすることにより、簡単な構成で、洗濯時と乾燥時のトルクの変化に対し、電圧を加減することによって速度が所定値に保つことができるため、布のまわりが良好となり、優れた洗濯性能、および乾燥性能を上げることができる。 In a fourth aspect of the invention, in particular, the inverter circuit according to any one of the first to third aspects of the invention is a washing and drying machine that outputs a voltage at which the speed of the induction motor is equal to a predetermined value during washing and drying. With a simple configuration, the speed can be maintained at a predetermined value by adjusting the voltage against the change in torque during washing and drying, so that the surroundings of the cloth is good, excellent washing performance, and drying The performance can be improved.
第5の発明は、特に、第1〜3のいずれか1つの発明のインバータ回路が、洗濯時と乾燥時に、誘導電動機の速度が所定値と同等となる電流を出力する洗濯乾燥機とすることにより、比較的簡単な構成で、洗濯時と乾燥時のトルクの変化に対し、電流を加減することによって速度が所定値に保つことができるため、布のまわりが良好となり、優れた洗濯性能、および乾燥性能を上げることができる。 According to a fifth aspect of the invention, in particular, the inverter circuit according to any one of the first to third aspects of the invention is a washing and drying machine that outputs a current at which the speed of the induction motor is equal to a predetermined value during washing and drying. With a relatively simple configuration, the speed can be maintained at a predetermined value by adjusting the current with respect to the torque change during washing and drying, so the surroundings of the cloth becomes good, and excellent washing performance, And can improve the drying performance.
第6の発明は、特に、第5の発明のインバータ回路が、誘導電動機の入力電流を検知する電流検知手段を有する洗濯乾燥機とすることにより、構成は若干複雑になるが、洗濯時と乾燥時のトルクの変化に対し、電流を加減することによって速度が所定値に保つことができるため、布のまわりが良好となり、優れた洗濯性能、および乾燥性能を上げることができる。 In the sixth aspect of the invention, in particular, the inverter circuit of the fifth aspect of the invention is a washing / drying machine having a current detection means for detecting the input current of the induction motor. Since the speed can be kept at a predetermined value by adjusting the current with respect to the change in torque at the time, the surroundings of the cloth become good, and the excellent washing performance and drying performance can be improved.
第7の発明は、特に、第6の発明のインバータ回路が、電流検知手段の出力を磁束成分とそれに直交する成分に分けて制御する電流制御手段を有する洗濯乾燥機とすることにより、急激な負荷トルクの変動に対しても、直交成分の電流の加減による応答性の高い反応を実現することができ、ドラムの速度変動を抑えてより高い洗濯性能、および乾燥性能が得られることができる。 In the seventh aspect of the invention, in particular, when the inverter circuit of the sixth aspect of the invention is a washing / drying machine having current control means for controlling the output of the current detection means by dividing it into a magnetic flux component and a component orthogonal to the magnetic flux component, It is possible to realize a highly responsive reaction by changing the current of the orthogonal component with respect to fluctuations in the load torque, and it is possible to obtain higher washing performance and drying performance by suppressing fluctuations in the drum speed.
第8の発明は、特に、第1〜7のいずれか1つの発明のインバータ回路が、洗濯時の起動時に、定常時より大きいスベリ周波数の電流を誘導電動機に供給する洗濯乾燥機とすることにより、特に磁気飽和によるインダクタンスの減少が顕著な小型・低コストの誘導電動機をしようしながらも、多量の布が入った状態で必要となる大きな起動トルクを、より小さい電流で得ることができるものとなり、低コストのインバータ回路からピーク電流を抑えた条件でも、十分な起動性能が得られるものとなる。 According to an eighth aspect of the invention, in particular, the inverter circuit according to any one of the first to seventh aspects is a washing / drying machine that supplies a current having a larger sliding frequency to the induction motor when starting up during washing. In particular, it is possible to obtain the large starting torque required with a large amount of cloth in a smaller current while using a small and low-cost induction motor whose inductance is significantly reduced due to magnetic saturation. Even if the peak current is suppressed from a low-cost inverter circuit, sufficient start-up performance can be obtained.
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。 Hereinafter, 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、本発明の実施の形態1における洗濯乾燥機のブロック図を含む本体断面図、図2は、同洗濯乾燥機の誘導電動機の電流と一次インダクタンスL1のグラフ、図3は、同洗濯乾燥機の誘導電動機の電流が最小となる条件を示したグラフを示すものである。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view of a main body including a block diagram of the washing and drying machine according to
図1において、洗濯および乾燥される衣類30を収納するドラム31、ドラム31をベルト32を介して回転させる誘導電動機33、誘導電動機33に可変周波数の電力を供給するインバータ回路34、ドラム31内に乾燥用の空気を加熱する加熱手段35を有している。
In FIG. 1, a
加熱手段35の具体構成としては、古来から広く用いられている電気ヒータの他、圧縮機や熱交換器を用いたヒートポンプサイクルと呼ばれるようものであっても良く、その場合には、発熱側の熱交換器が加熱手段35として働くものとなる。 The specific configuration of the heating means 35 may be a so-called heat pump cycle using a compressor or a heat exchanger, in addition to an electric heater that has been widely used since ancient times. The heat exchanger serves as the heating means 35.
ここで誘導電動機33は、毎分1万回転以上というかなりの高速で運転するものであり、鉄損を低減するため、2極(極対数=1)の設計としており、機械角と電気角は等しい
が、必ずしも2極とする必要はなく、4極(極対数=2)などでもよい。
Here, the induction motor 33 is operated at a considerably high speed of 10,000 revolutions per minute, and is designed to have two poles (the number of pole pairs = 1) in order to reduce iron loss. Although equal, it is not always necessary to have two poles, and four poles (number of pole pairs = 2) may be used.
インバータ回路34は、3相6石のIGBT、および駆動回路などを1パッケージに収めたインバータモジュール36、3相の各電圧指令信号を受け15kHzの三角キャリア波を用いたパルス幅変調(PWM)によって、インバータモジュール36に各IGBTのオンオフ信号を出力するPWM回路37、電圧ベクトルの大きさVaと位相θを受けて3相の瞬時変調度に変換しPWM回路37に出力する回転分配手段38、誘導電動機33の速度を検知する速度検知手段40、速度設定値を出力する速度設定手段41、速度設定手段41と速度検知手段40の出力の差、すなわち速度誤差を求めて、これをPI(比例、積分)計算し、回転分配手段38に出力する速度誤差増幅手段42、スベリ周波数を設定するスベリ周波数設定手段43、スベリ周波数設定手段43の出力値と、速度検知手段40の和を計算し、誘導電動機33の一次周波数を出力する加算手段44、加算手段44の出力を時間積分し、位相θの瞬時値を計算して回転分配手段38へと出力する積分手段45を設けている。
The
図2において、本実施の形態における誘導電動機33の電流に対する一次インダクタンスL1は、実線で示したものとなっており、電流に関係なく一定のL1値となっている。図2においては、電流値としては一次電流ベクトルの絶対値で示しており、正弦波電流を用いる場合、定常的には線電流の実効値の√3倍に相当するものとなる。ちなみに、磁気飽和の影響が見られる場合には、破線で示した特性となり、電流値が低い範囲ではほぼ一定のL1値となるが、大電流域においては、電流の増加と共にL1値が低下している。 In FIG. 2, the primary inductance L1 with respect to the current of the induction motor 33 in the present embodiment is indicated by a solid line, and has a constant L1 value regardless of the current. In FIG. 2, the current value is indicated by the absolute value of the primary current vector. When a sine wave current is used, it is equivalent to √3 times the effective value of the line current. By the way, when the influence of magnetic saturation is observed, the characteristic is shown by a broken line, and the L1 value is almost constant in the range where the current value is low, but in the large current region, the L1 value decreases as the current increases. ing.
以上の構成において、本実施の形態の洗濯乾燥機は、洗濯時にはインバータ回路34は、誘導電動機33のみを駆動し、乾燥時にはインバータ回路34は誘導電動機33を駆動するとともに加熱手段35も動作し、ドラム31内の空気の相対湿度を低下させることによって、衣類30を効果的に乾燥に導く動作を行う。
In the above configuration, in the washing and drying machine of the present embodiment, the
速度設定手段41の出力と、速度検知手段40の差に応じて、速度誤差増幅手段42が動作することにより、回転分配手段38への入力となる電圧指令値が加減されるので、インバータ回路34は、洗濯時にも乾燥時にも、誘導電動機33の速度がほぼ所定値となる電圧を出力することになる。
Since the speed error amplifying means 42 operates in accordance with the difference between the output of the speed setting means 41 and the
特に、ドラム31の回転軸が水平、または水平から30度程度までの傾斜を持たせて回転軸を設けた構成においては、洗濯時と乾燥時のドラム31の回転速度は、ほぼ同一の値で、洗濯性能、乾燥性能とも最高のものが得られることが発明者らの検討がわかっており、その速度は、ほぼドラム31の直径と地球の重力加速度によって決まり、家庭用のサイズとなる数十cmのドラム31では、毎分50〜60回転程度の値となる。
In particular, in a configuration in which the rotation axis of the
特に、本実施の形態においては、インバータ回路34は、スベリ周波数設定手段43は乾燥時と洗濯時で同等の値を出力するものとしているため、洗濯時と乾燥時に同等のスベリ周波数の電流を誘導電動機33に供給するものとなり、従来の技術のような乾燥時であるか洗濯時であるかという区別なしでも構成可能となる。
In particular, in the present embodiment, the
図3は、トルクを横軸、スベリ周波数を縦軸で示している。図3においても、本実施の形態で使用している誘導電動機33の特性は、実線で示しているように、トルクに関係なく一定のスベリ周波数で、ほぼ最小電流とすることができるものとなっている。 FIG. 3 shows torque on the horizontal axis and sliding frequency on the vertical axis. Also in FIG. 3, the characteristics of the induction motor 33 used in the present embodiment are such that the minimum current can be obtained at a constant slip frequency regardless of the torque, as indicated by the solid line. ing.
インバータ回路34から誘導電動機33に供給される電流(一次電流)が最小となるスベリ周波数条件は、励磁電流(磁化電流)成分とそれに直交する電流成分がほぼ等しい条件となり、誘導電動機33では、この時の電流ベクトルの絶対値をIa[A]は、トルク
T[Nm]、一次インダクタンスL1[H]、結合係数k、極対数Npに対して、数式1となり、この時のスベリ周波数fs[Hz]は、二次抵抗R2[Ω]として、数式2となる。
The slip frequency condition in which the current (primary current) supplied from the
以上は、誘導電動機33が線形のものであるという条件であり、R2やL1の値が一定であれば、fsが一定値となる。本実施の形態に使用している誘導電動機33の場合、R2=1.0[Ω]、L1=0.1[H]程度のものとなっていることから、fs=1.59[Hz]が、一次電流最小の条件となる。 The above is the condition that the induction motor 33 is linear. If the values of R2 and L1 are constant, fs is a constant value. In the case of the induction motor 33 used in this embodiment, since R2 = 1.0 [Ω] and L1 = 0.1 [H], fs = 1.59 [Hz]. However, this is the minimum primary current condition.
したがって、本実施の形態では、乾燥時と洗濯時にスベリ周波数を同等の値に保って制御することにより、誘導電動機33の動作条件が確定し、常にインバータ回路34から誘導電動機33に供給する電流を、ほぼ最小値に抑えることができるものとなり、インバータ回路34の構成部品(たとえばIGBTなど)の電流定格が小さく・低コストのものであっても、損失を最小限にとどめた運転が可能となり、誘導電動機33についても、少なくとも一次銅損は最小に抑えることができる。
Therefore, in this embodiment, by controlling the slip frequency at the same value during drying and washing, the operating condition of the induction motor 33 is determined, and the current supplied from the
ちなみに、誘導電動機33の効率に関しては、二次銅損や鉄損があるため、本実施の形態で述べている一次電流最小条件とは、若干ずれるものとなる。 Incidentally, the efficiency of the induction motor 33 is slightly different from the minimum primary current condition described in the present embodiment because of secondary copper loss and iron loss.
しかしながら、発明者らの実験によれば、洗濯時や乾燥時での低速条件においては、鉄損の影響はほぼ無視できるものとなり、また比較的トルクが小さい乾燥時については、一次電流最小条件での運転により、ほぼ誘導電動機33の効率最大点での動作が可能となり、特に洗濯乾燥機において洗濯時に比べて乾燥時の運転時間が長く、省エネの面の効果を考えると、乾燥時に誘導電動機33が高効率で運転できるメリットは著しく大なるものと言える。 However, according to the experiments by the inventors, the effect of iron loss is almost negligible in low speed conditions during washing and drying, and in the case of drying with a relatively small torque, the primary current is minimum. The operation at the maximum efficiency point of the induction motor 33 is made possible by this operation. In particular, in the washing / drying machine, the operation time at the time of drying is longer than at the time of washing, and considering the effect of energy saving, the induction motor 33 is at the time of drying. However, it can be said that the merit of driving with high efficiency is remarkably large.
洗濯時においては、インバータ回路34の出力電流を極力抑えて負担の抑えた運転ができるという効果は大きく、布が固まったりして、負荷のトルクが急に大きくなった場合など、限られたインバータ回路34の定格出力電流内で、最大限のトルクを実現できる点は、洗濯性能を確保する上で、非常に大きなメリットとなる。
At the time of washing, the output current of the
以上のように、本実施の形態においては、インバータ回路は、洗濯時と乾燥時に同等のスベリ周波数の電力を前記誘導電動機に供給することにより、非常に簡単な構成でありながら、誘導電動機の動作条件が確定し、発生トルクとしてドラム回転に必要なものが確実に得つつ誘導電動機への供給電流を抑えて、インバータ回路の負担を軽減し、特に乾燥時の無駄な電力消費が抑えられるものとなる。 As described above, in the present embodiment, the inverter circuit supplies the same slip frequency power to the induction motor at the time of washing and drying, so that the operation of the induction motor is very simple. The conditions are fixed and the necessary torque for drum rotation is obtained as the generated torque, while reducing the supply current to the induction motor, reducing the burden on the inverter circuit, and reducing unnecessary power consumption especially during drying. Become.
なお、制御のブロック構成として、例えばベクトル制御のように(二次)磁束の向きの電流成分と、それに直交する電流成分に分けて制御するというような構成もよく用いられるが、必ずしもそのような構成を用いなくてもかまわず、スベリ周波数が所定値となるように一次周波数が決定されるものであれば、インバータ回路34の内部の構成要素としては、どのような構成のものであってもかまわず、実速度が設定値と等しくなるよう速度を
制御したいのではあれば、インバータ回路34から誘導電動機33に供給される電圧、または電流を加減できるような構成要素を適宜設ければよく、インバータ回路34の内部の構成に関わらず、効果は同様に得ることができるものとなる。
As a control block configuration, for example, a configuration in which control is performed by dividing into a current component in the direction of (secondary) magnetic flux and a current component orthogonal thereto as in vector control is often used. The configuration may not be used, and as long as the primary frequency is determined so that the sliding frequency becomes a predetermined value, the components inside the
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2における洗濯乾燥機のブロック図を含む本体断面図である。実施の形態1と同一の構成については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a cross-sectional view of the main body including a block diagram of the washing / drying machine according to
本実施の形態2においては、誘導電動機49と、インバータ回路50の構成のみが、実施の形態1と異なっているが、他の構成要素については、実施の形態1と同等のものを構成要素として用いている。
In the second embodiment, only the configurations of the
図4において、誘導電動機49は、実施の形態1よりも、若干設計が異なり、磁気飽和による一次インダクタンスL1の低下が起こりやすく、ちょうど図2の破線に示した特性となるものを用いている。
In FIG. 4, the
インバータ回路50は、誘導電動機49の入力電流を検知する電流検知回路51、速度設定手段41からの信号である設定速度と、速度検知手段40の差を増幅して、電流の設定値に変換する速度誤差増幅手段52、速度誤差増幅手段52と電流検知回路51の差をPI要素を入れて増幅する電流誤差増幅手段53が設けられ、電流制御手段54を構成している。
The
本実施の形態2においては、電流検知手段51は、3相6石構成のインバータモジュール36の低電位側の3つのスイッチング素子が接続された部分に挿入された、1本の抵抗器55と、抵抗器55の端子間に発生した電圧のピークホールドをすることにより、誘導電動機49に供給されている電流のピーク値に相当する電流値を検知して出力するピークホールド回路56によって構成されている。
In the second embodiment, the current detection means 51 includes one resistor 55 inserted in a portion to which the three switching elements on the low potential side of the
抵抗器55の両端に発生する電圧は、1V以下の低いものとなるので、ピークホールド回路56は、内部にオペアンプを有し電圧増幅しつつピーク値に対応したアナログ電圧を出力するものが有効である。
Since the voltage generated at both ends of the resistor 55 is as low as 1 V or less, it is effective that the
さらに、スベリ周波数設定手段60については、2.2Hzを出力する洗濯時用スベリ周波数設定手段61、1.6Hzを出力する乾燥時用スベリ周波数設定手段62、および洗濯時と乾燥時それぞれに、洗濯時用スベリ周波数設定手段61と乾燥時用スベリ周波数設定手段62の出力を切り換えて、加算手段44に出力する切換手段63を有している。
Further, as for the slip frequency setting means 60, the slip frequency setting means 61 for washing that outputs 2.2 Hz, the slip frequency setting means 62 for drying that outputs 1.6 Hz, and the washing frequency and the drying time respectively. There is provided a switching means 63 for switching the outputs of the hourly slip frequency setting means 61 and the drying slip frequency setting means 62 and outputting them to the adding
以上の構成において、本実施の形態2の洗濯乾燥機は、実施の形態1と同様に、誘導電動機49がドラム31を回転駆動し、洗濯時と乾燥時の運転が行われるものであるが、特に本実施の形態においては、スベリ周波数設定手段60の出力信号として、洗濯時には2.2Hz、乾燥時には1.6Hzを用いるものとなる。
In the above configuration, the washing and drying machine of the second embodiment is such that the
また、本実施の形態2においては、電流検知手段51によって、三相の線電流のピーク値に相当する値の電流に応じた信号がピークホールド回路56から出力され、これは電流ベクトルの大きさに比例したものとなる。
In the second embodiment, the current detection means 51 outputs a signal corresponding to the current corresponding to the peak value of the three-phase line current from the
速度検知手段40によって検知された実際の回転速度と、速度設定手段41の誤差に応じて、速度誤差増幅手段52は電流値設定値として出力し、電流検知手段51との差、すなわち電流誤差が電流誤差増幅手段53によって、電圧の設定値となって、回転分配手段38に入力される。
Depending on the actual rotational speed detected by the
なお、速度誤差増幅手段52が出力する電流値の設定値については、インバータモジュール36の電流定格容量を超えないようにするため、電流ベクトルIaの絶対値として、10Aを上限としており、それを超える場合には10Aに抑えるものとしている。位相θについては、実施の形態1と同様に、積分手段45から出力されるものが用いられる。
The set value of the current value output by the speed error amplifying means 52 has an upper limit of 10A as the absolute value of the current vector Ia so as not to exceed the current rated capacity of the
これによって、洗濯時と乾燥時においては、誘導電動機49の速度はほぼ速度設定手段41で設定された所定値となるように、加減された電流が誘導電動機49へと出力される状態となり、かつ洗濯時には乾燥時よりも高いスベリ周波数の電流を誘導電動機49に供給するものとなる。
As a result, during washing and drying, the adjusted electric current is output to the
磁気飽和の影響が存在する誘導電動機49の特性については、実施の形態1の図2で破線で示したように一次インダクタンス値が電流の増加に伴って低下し、最小電流となるスベリ周波数条件については、図3の破線で示していたように、トルクの増加とともに増加していくものとなる。
Regarding the characteristics of the
これは、磁束Φ[Wb]が飽和してきた場合に、一次インダクタンスL1[H]が、励磁電流Im1[A]に対して、数式3の計算式で求められるものであるが、誘導電動機49の内部の磁束は、鉄心の磁束密度が1.5T程度になった段階で、磁気飽和が顕著に見られるようになり、磁束値を電流値で除したインダクタンスL1の値は、減少してくる傾向がある。
In this case, when the magnetic flux Φ [Wb] is saturated, the primary inductance L1 [H] is obtained by the calculation formula of
この時のスベリ周波数fs[Hz]は、二次抵抗R2[Ω]として、数式4にて、L1が減少するとなれば、スベリ周波数fsが増加するというメカニズムと理解しても方向としては正しい。
The slip frequency fs [Hz] at this time is a correct value as a direction even if it is understood as a mechanism that the slip frequency fs increases if L1 decreases in
特に、洗濯時には、必要となるトルクか大きいことから、極力インバータ回路50からの出力電流を抑えて、インバータ回路50の負担を軽くしたい場合が多いものであるが、本実施の形態においては、磁気飽和、すなわち非線形が存在する誘導電動機49に対して、乾燥時の電流も極力抑えながら、洗濯時においてもスベリ周波数を切り換えることによる条件作りによって、電流を最小条件に抑えることができるため、その結果インバータ回路50の出力電流を抑えることができ、洗濯時の誘導電動機49の効率も向上できる方向となる。
In particular, since the required torque is large during washing, there are many cases where it is desired to suppress the output current from the
一般に、磁束の飽和が問題にならないように、どんな場合でも低い磁束で済むように誘導電動機を設計した場合には、誘導電動機は重かつ大なるものとなり、コストも高いものとなってしまう。 In general, when an induction motor is designed so that low magnetic flux is sufficient in any case so that saturation of magnetic flux does not become a problem, the induction motor becomes heavy and large, and the cost becomes high.
このため、誘導電動機49は、特に洗濯乾燥機の起動時のような短時間ではあるが、かなり大きなトルクを必要とする条件での、内部の磁路の磁束密度を、ほぼ飽和磁束密度に達する程度に高めておくのが、経済的なものとなり、本実施の形態においては、そのような特性の誘導電動機49を用いても、良好な動作が得られるものである。
For this reason, the
以上のように、本実施の形態2においてはインバータ回路50が、洗濯時に乾燥時よりも高いスベリ周波数の電力を誘導電動機49に供給することにより、比較的簡単な構成でありながら、誘導電動機49の動作条件が確定し、発生トルクとしてドラム回転に必要なものが確実に得られるものとなり、誘導電動機49に特性に磁気飽和などによる非線形性を有するものであっても、洗濯時と乾燥時における誘導電動機49の入力電流を抑え、効率も高いものが得られるものとなる。
As described above, in the second embodiment, the
特に、電流の低減効果よりも、効率を重要視する場合には、洗濯時用スベリ周波数設定手段61、乾燥時用スベリ周波数設定手段62の設定値を、誘導電動機49の効率の最大条件となる値を入れておけば、それを実現することも可能である。
In particular, when efficiency is more important than the current reduction effect, the set values of the washing frequency setting means 61 for washing and the sliding frequency setting means 62 for drying become the maximum conditions for the efficiency of the
本実施の形態2において、電流検知回路は、1本の抵抗器55とピークホールド回路56を用いた非常に簡単な構成のものとしているが、特にこのような構成に限るものではなく、DCCTと呼ばれるような磁気センサを用いて直流あるいは非常に低い周波数成分の電流を検知することができるようにしたものや、インバータモジュール36内の低電位側の3個のスイッチング素子の低電位側のそれぞれに1本ずつ、計3本の抵抗器を設けたものなどであってもよく、ピークホールドではなく、三相各相の瞬時電流値から、誘導電動機49への入力電流ベクトルの絶対値を検出するものであってもよく、さらにそれを直交する2軸成分に分けて検出するものなどであってもよく、要は結果として誘導電動機49の電流が制御されるものであれば、所定値となる電流値を誘導電動機49に供給することができる。
In the second embodiment, the current detection circuit has a very simple configuration using one resistor 55 and a
(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3における洗濯乾燥機の制御ブロック図である。実施の形態1および2と同一の構成については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a control block diagram of the washing / drying machine according to
図5においては、インバータ回路70の中の構成要素である電流制御手段71がインバータモジュール36の低電位側の3個のスイッチング素子のそれぞれに接続した3本の抵抗器72、73、74、およびそれらの両端電圧から三相各相の電流の瞬時値に対応するアナログ電圧を出力する増幅器75を有するものとなっている。そして、電流検知手段71から三相各相の線電流が、回転分配手段80に入力される。回転分配手段80は、位相θを受けながら、三相から二相への変換も行い、直交する2軸(M軸とT軸)の電流成分に分配して出力する。
In FIG. 5, three
電流設定手段81、82は、それぞれ誘導電動機49の一次電流のM軸成分とT軸成分の設定値を出力するものであり、電流誤差増幅手段83、84によって、両者とも設定との誤差から一次電圧のM軸成分Vm1とT軸成分Vt1を出力するという構成で、電流制御手段86が構成されている。
The current setting means 81 and 82 output the set values of the M-axis component and the T-axis component of the primary current of the
よって本実施の形態3においては、インバータ回路70は、電流検知手段71の出力を磁束成分(二次磁束成分)Im1と、それに直交する成分It1に分けて制御する電流制御手段86を有する構成となる。
Therefore, in the third embodiment, the
回転分配手段88は、2相分の電圧を入力するという点は、実施の形態1とは若干異なるが、やはり位相θの信号を受けながら、三相(U、V、Wなどとよばれる)の各電圧に分配していくものとなっている。 The rotational distribution means 88 is slightly different from the first embodiment in that the voltage for two phases is inputted, but the three-phase (referred to as U, V, W, etc.) while receiving the signal of the phase θ. It distributes to each voltage.
ちなみにM軸の一次電流を設定する電流設定手段81については、二次磁束設定手段90からの信号Φ2*から、Φ2*/(k・L1)で求めており、特にL1値に関しては図
2で述べた電流による磁気飽和を電流Im1の関数として変化させる形で入れており、また二次磁束設定手段90は、出力Φ2*の大きな時間的変化(dΦ2*/dt)は避けた特性を持たせている。
Incidentally, the current setting means 81 for setting the M-axis primary current is obtained from the signal Φ2 * from the secondary magnetic flux setting means 90 by Φ2 * / (k · L1), and particularly the L1 value is shown in FIG. The magnetic saturation due to the described current is changed as a function of the current Im1, and the secondary magnetic flux setting means 90 has a characteristic that avoids a large temporal change (dΦ2 * / dt) of the output Φ2 *. ing.
これにより、二次側のM軸電流Im2を極力抑え、二次磁束Φ2がほぼIm1によって決定される特性を実現するとともに、二次磁束を変化させる際の過渡的な損失を低減している。 As a result, the M-axis current Im2 on the secondary side is suppressed as much as possible, and a characteristic in which the secondary magnetic flux Φ2 is substantially determined by Im1 is realized, and a transient loss when changing the secondary magnetic flux is reduced.
また、T軸の一次電流を設定する電流設定手段82においては、トルク設定値T*と、前述のΦ2*から、T*/(Φ2*・k)で計算した値を出力する。スベリ周波数設定手段93は、R2・It1・k/(2π・Φ2*)で計算した値を出力している。 Further, the current setting means 82 for setting the T-axis primary current outputs a value calculated by T * / (Φ2 * · k) from the torque setting value T * and the aforementioned Φ2 *. The smooth frequency setting means 93 outputs a value calculated by R2 · It1 · k / (2π · Φ2 *).
本実施の形態3においてトルク設定値T*は、速度設定手段41と速度検知手段40の誤差(速度誤差)を速度誤差増幅手段95でトルク値に変換した値であり、これにより設定速度に等しい速度が得られるように、常にトルクの加減がなされるものとなる。このようなトルク制御は、It1の変化からほぼ遅延なくなされることから、非常に応答性の高いトルク制御を実現することも可能となり、衣類30の回り方などによって負荷変動が大きい場合でも、速度変動を小さく抑えることが可能となる。
In the third embodiment, the torque set value T * is a value obtained by converting an error (speed error) between the speed setting means 41 and the speed detection means 40 into a torque value by the speed error amplifying means 95, and is thus equal to the set speed. The torque is constantly adjusted so that the speed can be obtained. Since such torque control is performed almost without delay from the change of It1, it becomes possible to realize torque control with very high responsiveness. Even when the load fluctuation is large due to the way the
二次磁束設定手段90は、特に本実施の形態3においては、トルク設定値T*の関数としており、いずれのトルク条件においても、誘導電動機49の効率が最高となるスベリ周波数条件となるように、二次磁束設定値Φ2*を変化させるものとしている。よって、洗濯時と乾燥時と言うような、負荷トルク条件が異なった運転条件に対しても、自動的に最高のモータ効率が得られるスベリ周波数付近の周波数の電流が誘導電動機49へと供給されるものとなる。
In particular, in the third embodiment, the secondary magnetic flux setting means 90 is a function of the torque setting value T * so that the slip frequency condition where the efficiency of the
したがって、衣類30の量の大小などの条件変化によって必要となるトルクが変化した場合などにおいても、高効率の誘導電動機49の駆動が実現できるものとなり、省エネ効果が高い洗濯乾燥機を実現することができるものとなる。
Therefore, even when the required torque changes due to changes in the conditions such as the amount of
また、特に、例えば起動直後など必要トルクが大きい条件においては、高効率よりも電流値の低減効果が少しでも大きくとれる条件、たとえばIm1=It1となるような条件となるように、Φ2*の設定値を決めることもできる。 In particular, in a condition where the required torque is large, such as immediately after start-up, the setting of Φ2 * is set so that the current value can be reduced more effectively than the high efficiency, for example, such that Im1 = It1. You can also determine the value.
いずれにしても、Φ2*とT*から、スベリ周波数の条件が決まり、誘導電動機49の動作条件が確定するものとなり、効率、電流などすべてが決まるものとなる。
In any case, the condition of the slip frequency is determined from Φ2 * and T *, the operating condition of the
なお、L1値を電流Im1に応じた非線形関数の採用と、Φ2*をトルク設定値T*の関数にすることが共に必須となるというものではなく、片方のみでも十分な効率確保、あるいは電流低減効果が得られるならば、適宜省いて構成することもできる。 It is not essential that the L1 value be a nonlinear function corresponding to the current Im1 and that Φ2 * be a function of the torque setting value T *, and sufficient efficiency can be ensured with only one of them, or the current can be reduced. If an effect can be obtained, the configuration can be omitted as appropriate.
以上のように、本実施の形態においてはインバータ回路70が洗濯時と乾燥時のそれぞれに、最高のモータ効率が得られるスベリ周波数の電力を誘導電動機49に供給することにより、最高の省エネ効果をあげることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、電流検知手段71の出力を磁束成分Im1と、それに直交する成分It1に分けて制御することにより、応答性の高いトルク制御も可能となり、洗濯時や乾燥時の速度変動を抑えることができ、洗濯性能、乾燥性能として極めて高いものが得られる。 Further, by controlling the output of the current detection means 71 separately for the magnetic flux component Im1 and the component It1 orthogonal thereto, highly responsive torque control is possible, and speed fluctuations during washing and drying can be suppressed. As a result, extremely high washing performance and drying performance can be obtained.
(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4における洗濯乾燥機の制御ブロック図、図7(a)は、同洗濯乾燥機の洗濯時の起動時の起動信号発生手段の出力信号S1の波形を示すグラフ、図7(b)は、同洗濯乾燥機の洗濯時の起動時の起動信号発生手段の出力信号S2の波形を示すグラフ、図7(c)は、同洗濯乾燥機の洗濯時の起動時のスベリ周波数の変化を示すグラフ、図7(d)は、同洗濯乾燥機の洗濯時の起動時の電流値の変化を示すグラフを示すものである。実施の形態1〜3と同一の構成については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a control block diagram of the washing / drying machine according to
図6においては、インバータ回路100が、起動時スベリ周波数設定手段101、切換手段102、起動信号発生手段103を有しており、洗濯時に誘導電動機49を起動する際に、起動信号発生手段103は、信号S1を起動時スベリ周波数設定手段101および速度設定手段41に出力、信号S2を切換手段102に出力するものとなっている。その他の構成要素に関しては、実施の形態2で述べた図4と同等のものを使用している。
In FIG. 6, the
以上の構成において、本実施の形態の洗濯乾燥機は、以下のように動作する。 In the above configuration, the washing and drying machine of the present embodiment operates as follows.
t1においては、図7(a)に示すようにS1がオンとなり、起動時スベリ周波数設定手段101はこれを受けるが、起動時スベリ周波数設定手段101から出力されるスベリ周波数は、図7(c)に示されるように、t1からTdの期間は0[Hz]を保ち、t2の時点で3.5[Hz]となる。 At t1, as shown in FIG. 7 (a), S1 is turned on and the startup sliding frequency setting means 101 receives this, but the sliding frequency output from the startup sliding frequency setting means 101 is shown in FIG. ), The period from t1 to Td is maintained at 0 [Hz] and becomes 3.5 [Hz] at the time point t2.
一方、速度設定手段41には、定常速度であるドラム31において毎分50回転がt1時点から出力され、設定速度が実速度(=0)よりも高いことから、電流設定が自動的に引き上げられ、速度誤差増幅手段52内部の制限値であるIa=10Aに達する。Td期間においては、周波数が零の状態となるため、トルクは全く発生せず、Ia=10Aとして誘導電動機49に供給された電流は、すべてIm1となる。
On the other hand, the speed setting means 41
二次磁束Φ2は、約100ms(=L2/R2)の二次時定数が作用した形で安定し、t2において起動時スベリ周波数設定手段101から出力されるスベリ周波数が3.5Hzとなった段階で、起動トルクを発生する。 The secondary magnetic flux Φ2 is stabilized in a form in which a secondary time constant of about 100 ms (= L2 / R2) is applied, and the slip frequency output from the start-time slip frequency setting means 101 at t2 is 3.5 Hz. Then, a starting torque is generated.
しかしながら、t3においてS2がオンになるまでの期間は、起動時スベリ周波数設定手段101から出力される3.5Hzが、一次周波数となり、誘導電動機49の速度の上昇に伴って、実線に示すようにスベリ周波数は徐々に低下してくる。ちなみに破線は、3.5Hzの一定値を出力している起動時スベリ周波数設定手段101の出力を示している。
However, in the period until S2 is turned on at t3, 3.5 Hz output from the startup sliding frequency setting means 101 becomes the primary frequency, and as indicated by the solid line as the speed of the
t3にて、S2がオンになった時点で、切換手段102は、通常の状態に切り換えられ、起動時スベリ周波数設定手段101の出力に代わって、加算手段44の出力での運転となり、スベリ周波数としては、洗濯時用スベリ周波数設定手段61の出力である2.2Hzとなって、以降の動作が続けられるものとなる。図7(d)に示した電流についても、t3以降に次第に洗濯時の定常値に近づいていくものとなる。
At time t3, when S2 is turned on, the switching means 102 is switched to the normal state, and instead of the output of the starting sliding frequency setting means 101, the operation is performed with the output of the adding
このように、本実施の形態4においては、洗濯時の起動時に3.5Hzという定常時の2.2Hzよりも大きいスベリ周波数の電流を誘導電動機49に供給する期間を設けている。
As described above, in the fourth embodiment, a period for supplying a current having a sliding frequency larger than 2.2 Hz in the steady state of 3.5 Hz to the
一般に、洗濯時においては、水分を多分に含んだ布が固まりとなって、ドラム31の下に貯まっていることが多く、その状態から起動するには、例えばドラム31でのトルクとして25Nm程度の大きなものが必要となることが多い。
In general, during washing, a cloth that contains a large amount of moisture is often hardened and stored under the
このような場合に、極力インバータ回路100から誘導電動機49への供給電流を抑えようとすると、磁気飽和による影響が、図2に述べた洗濯時よりもさらに顕著となる条件を使用することになり、必要な起動トルクを実現するための電流最小とするスベリ周波数の値としては、洗濯時よりもさらに高い値とする必要がある。
In such a case, if an attempt is made to suppress the supply current from the
したがって、本実施の形態4のように、磁気飽和がある程度での電流低減が実現できることにより、限られたインバータ回路100の出力電流定格内で、ドラム31の確実な起動が可能となり、洗濯乾燥機として必要な動作を為し得るものとなる。
Therefore, as in the fourth embodiment, the current reduction with a certain degree of magnetic saturation can be realized, so that the
以上のように、本実施の形態4においては、インバータ回路100は、洗濯時の起動時に、定格時より大きいスベリ周波数の電流を誘導電動機に供給することにより、磁気飽和の影響が大きい条件での確実なドラムの起動が可能となり、高い洗濯性能を確保することができる。
As described above, in the fourth embodiment, the
以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、乾燥時の無駄な電力を抑えた省エネ効果を上げることができるので、一般家庭などにおいて使用される洗濯乾燥機の用途にも適用できる。 As described above, the washing / drying machine according to the present invention can increase the energy saving effect while suppressing wasteful power during drying, and therefore can be applied to the use of a washing / drying machine used in general households.
30 衣類
31 ドラム
33、49 誘導電動機
34、50、70、100 インバータ回路
35 加熱手段
51、71 電流検知手段
54、86 電流制御手段
30
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