JP3822065B2 - インバータ洗濯機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はインバータ洗濯機に関し、特に、ブラシレスモータによって回転槽を回転させるインバータ洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
洗濯機の洗い工程では、モータの正転・逆転を繰返し、回転槽または回転槽低部に設けられた攪拌体を正転・逆転させることによって水流を発生させている。モータの回転方向を変える際には、ブレーキをかけて一旦停止させた後に逆方向にモータを起動させる。このブレーキをかけているときは、モータは発電効果によって回生エネルギを生成する。回生エネルギは電車などの場合では、集電装置に蓄えられた後に電源側に返すことで有効に利用される。しかしながら、インバータ洗濯機においては、回生エネルギはもっぱら熱エネルギに変換され、モータから放熱されていたため無駄になっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
回生エネルギを有効に利用するためには、ブレーキをかけ始めてから次の回転起動までの間、電源側に設けたエネルギ貯蔵手段に回生エネルギを蓄えておかなければならない。ところが、回生エネルギをエネルギ貯蔵手段に蓄えている際にインバータの入力電圧が上昇する。インバータ入力電圧の上昇が大き過ぎると、インバータを構成するパワー素子やエネルギ貯蔵手段が損傷または破損してしまう。また、インバータ入力電圧が小さ過ぎると、回生エネルギを逆回転の起動時に利用する際にトルク不足が生じる。
【０００４】
また、インバータ入力電圧を一定値になるように制御した場合、交流の入力電圧や負荷の大小や回転数や立上げスピードにより、常に同じ電圧がモータに印加され、コントロールが困難となる。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、回生エネルギを有効に利用して、省エネルギ化を図ることのできるようなインバータ洗濯機を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、洗濯用回転体を交互に正転・反転させて洗濯を行なうように動作するモータであるブラシレスモータと、モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、パルス信号により制御されるスイッチング手段からなるインバータ手段を有し、位置検出手段より出力される位置信号に基づいてモータを駆動する制御手段とを備えたインバータ洗濯機において、制御手段は、エネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手段を含み、制御手段は、モータの回転方向を切換えるとき、モータに供給する正弦波状電圧の位相を回転時の正弦波状電圧の位相より遅らせてモータに電磁ブレーキをかけてモータを一時停止させ、電磁ブレーキをかけている際に発生する回生エネルギをエネルギ貯蔵手段に蓄え、エネルギ貯蔵手段の電圧をモータの再起動に必要なトルクに対応したインバータ手段の入力電圧となるように制御し、回生エネルギをモータに供給してモータを停止する前の回転方向と逆の回転方向に再起動させる。
【０００７】
したがって、この発明によれば、回生エネルギを有効に利用することにより省エネルギ化を図ることができる。
【０００８】
さらに、負荷を検出する負荷検出手段を含み、制御手段は、負荷検出手段によって検出された負荷容量に応じて、エネルギ貯蔵手段のインバータ入力電圧を可変させる。これにより、負荷容量に合わせて起動エネルギを蓄積することで常に安定した駆動が可能となる。
【０００９】
さらに、モータの回転数を検出する回転数検出手段を含み、制御手段は、回転数検出手段の検出出力に応じてエネルギ貯蔵手段のインバータ入力電圧を制御する。このように、エネルギ貯蔵手段の電圧を制御することでコンデンサのばらつきなどによる回生エネルギのばらつきを抑えることができ、常に安定した駆動が可能となる。
【００１０】
また、制御手段は、回転数検出手段の検出出力と予め設定されている目標回転数との差により、エネルギ貯蔵手段のインバータ入力電圧を可変する。このように、加速時間を検知し、起動エネルギを調整することで水流の調整が容易になるさらに、交流入力電圧を検出する交流入力電圧検出手段を含み、制御手段は、交流入力電圧検出手段の検出出力に応じて、エネルギ貯蔵手段のインバータ入力電圧を可変する。これにより、交流電圧のばらつきによるトルク変動を吸収でき、安定した回転数の制御が可能になる。
【００１１】
また、エネルギ貯蔵手段は、商用電源から供給される交流電圧を整流し、平滑する複数の平滑手段を含み、複数の平滑手段は、負荷に応じて全波整流回路と倍電圧制御回路を切換える切換え回路を含む。このように、全波整流回路と倍電圧回路を切換えることで負荷などに応じて省エネルギ効果を見込むことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態のインバータ洗濯機の断面概略図である。図１において、洗濯機は１槽式の全自動洗濯機であり、本体１の内部に洗濯槽を兼ねた回転槽２と外槽３とが設けられている。外槽３は振動を吸収するためにサスペンション部４によって本体１に吊り持たされており、回転槽２は外槽３の内側に回転可能に設けられている。また、回転槽２の低部には攪拌体５が設けられており、本体１は洗濯物を出し入れするための蓋６を有する。外槽３の下部にはモータ７の回転を回転槽２または攪拌体５に切換える機構８が設けられている。回転槽２の上部には給水弁１６が設けられ、下部には排水弁１７が設けられている。
【００１３】
本体１の上部には操作部９と表示部１０とブザー１１と蓋の開閉を検知する蓋センサ１２と蓋の開閉を制御する蓋ロック機構１８とが設けられており、外槽３の側方には外槽３内の水位を検出する水位センサ１３が設けられている。操作部９の下部には主制御部１４と副制御部１５とが設けられている。
【００１４】
図２は図１に示したインバータ洗濯機の電気的構成を示すブロック図である。図２において、主制御部１４は洗濯機の動作全体を制御するものであり、マイクロコンピュータを含み、副制御部１５はモータ７の回転駆動をするための駆動手段およびこの駆動手段を介してモータ７の回転および蓋６のロック制御を行なうマイクロコンピュータを含む。
【００１５】
主制御部１４には操作部９と表示部１０とブザー１１と蓋センサ１２と水位センサ１３と給水弁１６と排水弁１７と伝達機構８が接続されており、副制御部１５には蓋ロック機構１８とモータ７とが接続されている。
【００１６】
次に、図１および図２を参照して、この発明の一実施形態の洗濯機の動作について説明する。主制御部１４は洗い，濯ぎ，脱水などの各工程の動作の内容や、工程の実行順序すなわち処理コースを記したプログラムを記憶しており、このプログラムに従って給水弁１６や排水弁１７の開閉および伝達機構８におけるモータ７の回転の伝達先の切換を制御する。また、主制御部１４はモータ７の回転を制御するために必要な信号Ｓ１を同期用クロック信号ＣＬＫとともに副制御部１５に出力する。信号Ｓ１を受けた副制御部１５はその信号Ｓ１を読取った後、クロック信号ＣＬＫに同期して信号Ｓ２を主制御部１４に出力する。副制御部１５は直流ブラシレスモータ７のロータの回転位置を示すロータ位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づきモータ７に３相電流を供給し、モータ７を駆動する。
【００１７】
図３は副制御部の構成を示す回路図である。副制御部１５は主として整流回路３１とインバータ回路３５とインバータ入力電圧検出回路３８とドライブ回路４０とマイクロコンピュータ４１とを含む。商用電源３０から出力される交流電圧はリアクタ２２を介してダイオードブリッジからなる整流回路３１によって脈流に変換される。この脈流はエネルギ貯蔵手段としての平滑用コンデンサ３２ａ，３２ｂによって平滑されて直流電圧となり、この直流電圧がインバータ回路３５に供給される。インバータ回路３５は直流を３相交流に変換する。
【００１８】
より具体的に説明すると、インバータ回路３５はスイッチング手段としての６個のトランジスタ３６ａ〜３６ｃ，３７ａ〜３７ｃが３相全波ブリッジ回路として構成されている。そして、６個のトランジスタで３相に対応した対のアームが形成され、スイッチング素子として６個のトランジスタ３６ａ〜３６ｃ，３７ａ〜３７ｃにはそれぞれ並列にダイオード４２ａ〜４２ｃ，４３ａ〜４３ｃが接続されている。
【００１９】
平滑用コンデンサ３２ａの（＋）側に接続されている３個のトランジスタ３６ａ，３６ｂ，３６ｃを上アームと称し、（−）側に接続されている３個のトランジスタ３７ａ，３７ｂ，３７ｃを下アームと称する。そして、上アームと下アームの接続点がブラシレスモータ７の電機子巻線の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）にそれぞれ接続されている。トランジスタ３６ａ〜３６ｃ，３７ａ〜３７ｃのそれぞれのベースにはそれぞれドライブ回路４０から駆動信号が与えられ、マイクロコンピュータ４１の信号に基づいて、ドライブ回路４０が各トランジスタ３６ａ〜３６ｃ，３７ａ〜３７ｃを駆動する。
【００２０】
モータ７はロータの回転位置を検出するホールセンサ５５ａ，５５ｂ，５５ｃを有しており、各ホールセンサ５５ａ，５５ｂ，５５ｃより出力されるロータ位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗはマイクロコンピュータ４１に入力される。
【００２１】
なお、この実施形態のインバータ洗濯機では、モータ７として３相２０極直流ブラシレスモータが使用される。
【００２２】
インバータ入力電圧検出回路３８はインバータ回路３５の電源入力間に直列接続された抵抗Ｒ１とＲ２の分圧電圧が入力され、この電圧に基づいてインバータ回路３５の入力電圧を検出する。インバータ入力電圧検出回路３８の検出信号はマイクロコンピュータ４１に与えられる。整流回路３１には蓋ロック機構１８が接続されており、この蓋ロック機構１８はマイクロコンピュータ４１によって制御される。
【００２３】
図４はモータ駆動波形を正弦波としたときの駆動パターンの一例を示す波形図である。図４に示す（ｄ１），（ｄ２）は、マイクロコンピュータ４１が発生する上アームと下アームの駆動信号の一例を示しており、このような駆動信号を出力した場合、Ｕ相への出力電圧は図４（ｅ）に示す波形となり、Ｕ相の巻線電流としては図４（ｆ）に示すような正弦波状の電流となる。このとき、Ｖ相，Ｗ相は図４（ｂ）に示すように、Ｕ相を基準とした場合、Ｖ相が電気角で２４０°，Ｗ相はＵ相に対して１２０°ずれた信号となり、このような信号によってモータ７が駆動される。
【００２４】
次に、図３に示す副制御部１５のマイクロコンピュータ４１から駆動信号が発生されるが、マイクロコンピュータ４１の機能として図４（ｃ）に示す三角波を入力とする比較器によりタイマのデータ一致でＰＷＭ波形が発生される。Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相は２π／３ラジアンずつ位相をずらした振幅波形であり、Ｕ相に着目して説明する。
【００２５】
周波数ｆの信号波の時刻ｔにおける位相角θは、
θ＝２πｆｔ（ラジアン）
となり、キャリア周期Ｔｃごとの位相更新量ΔΘは、
ΔΘ＝２πｆ・Ｔｃ（ラジアン）
であり、位相角θは２πラジアンを６５５３６で分割する。このとき、キャリア周期Ｔｃごとの位相更新量の変数α ＤＡＴＡは、
α ＤＡＴＡ＝２πｆ・Ｔｃ・（６５５３６／２π）
となり、キャリア周波数がＴｃ＝６３．５μｓｅｃで６０Ｈｚを出力するとき、

となり、キャリア周波はタイマの分解能とＰＷＭの分解能で決定される。
【００２６】
次に、マイクロコンピュータ４１の処理として新しい位相角をＮＥＷ ＤＡＴＡとして、
ＮＥＷ ＤＡＴＡ＝ＮＥＷ ＤＡＴＡ＋α ＤＡＴＡ
で、ＮＥＷ ＤＡＴＡは０〜２πの位相範囲のどの位置であるかを保持する。
【００２７】
次に、位相角に対しての正弦波の値が求められる。予め正弦波データテーブルとして、２πラジアン分が５１２バイトのものを（１＋２／３）×２πラジアン分の８５４個の基本データが記憶されており、その中に符号ビットも含まれている。２πラジアン分が５１２個のテーブルなので、ＮＥＷ ＤＡＴＡの内容を１２８で割った数の番地の内容をテーブルデータより読込み正弦波の比較バッファに埋込むことで振幅値が決定される。
【００２８】
また、テーブルデータの振幅値に対して、変調率βを掛けた値が実際のＰＷＭ波形データとして比較器の値となる。
【００２９】
図５はこの発明の一実施形態の正転方向のホールセンサのパターンとモータの起動パターンおよび運転モード，回転槽を停止させる場合の運動モードを示す波形図であり、図６は逆転方向のホールセンサのパターンとモータの起動パターンおよび運転モードを示す波形図である。
【００３０】
次に、図５の正転波形および図６の逆転波形を用いてモータの制御方法について説明する。まず、正転方向に回す例として図５を参照して説明する。ロータ位置をホールセンサ５５ａ〜５５ｃのデータにより、ロータ位置パターンの６種類のデータでどの位置なのかを確認する。図５ではロータ位置パターン５０として０〜５で表わしているが、この場合の例として現在の位置がパターン１にあるとして説明すると、データポインタの初期値としてＶ相に着目し、Ｖ相に０°分に当たるデータポインタ（ＮＥＷ ＤＡＴＡ）０‘Ｈを埋込みテーブルデータよりデータを取込む。
【００３１】
このとき、運転モードとしては、モードａとし、Ｖ相に対してＷ相を１２０°，Ｕ相は２４０°ずれたデータポインタよりデータを読込む。更新量（α ＤＡＴＡ）は、実験値より初期値を求めている。また、起動時にモータの速度を検知するためのタイマを起動する。
【００３２】
次に、ロータが回転したとして、ホールセンサ５５ａ〜５５ｃの反転タイミングであるＨｗの立上がりが図５（ｃ）に示すタイミング５３（ｃ）で来るが、このときにデータポインタ（ＮＥＷ ＤＡＴＡ）はロータが遅れることを想定してデータポインタ（ＮＥＷ ＤＡＴＡ）は、２ＡＡＡ‘Ｈから更新せず、同じデータで待機させている。Ｈｗの立上がりタイミング５３（ｃ）は実際に来た時点でデータポインタが更新され、さらに速度検知タイマを一旦リセットする。
【００３３】
次に、Ｈｕの立下がりが図５（ａ）に示すタイミング５３（ｄ）で来るが、このとき正弦波モードをモードｂに切換えてＵ相に着目し、Ｕ相の基準でＶ相に２４０°，Ｗ相に１２０°遅れたデータポインタからデータを読込む。このように、順次ホールセンサ５５ａ〜５５ｃの反転タイミング５３で正弦波のデータポインタ（ＮＥＷ ＤＡＴＡ）が更新される。
【００３４】
また、モータ７の速度検知タイマの値により、更新量（α ＤＡＴＡ）を随時速度変化に追従するように変更する。
【００３５】
逆転方向も同様にして、ロータ位置パターンを６種類のデータで、どの位置なのかを確認する。図６では、ロータ位置パターン６０として、６〜ｂで表わしているが、この場合の例として、現在の位置がロータ位置パターン６にあるとして説明する。
【００３６】
データポインタの初期値としてＵ相に着目し、Ｕ相に０°分に当たるデータポインタ（ＮＥＷ ＤＡＴＡ）０‘Ｈを埋込みテーブルデータよりデータを取込む。このとき、運転モードとしては、モードｄとし、Ｕ相に対してＷ相は１２０°，Ｖ相は２４０°ずれたデータポインタよりデータを読込む。更新量（α ＤＡＴＡ）は、実験値より初期値を求めている。また、起動時にモータの速度を検知するためのタイマを起動する。
【００３７】
次に、ロータが回転したとして、ホールセンサ５５ａ〜５５ｃの反転タイミングであるＨｗの立下がりタイミング６３（ｂ）が来るが、このときにデータポインタ（ＮＥＷ ＤＡＴＡ）はロータが遅れることを想定して、データポインタ（ＮＥＷ ＤＡＴＡ）は、２ＡＡＡ‘Ｈから更新せず、同じデータで待機させている。Ｈｗの立下がりが図６（ｃ）に示すタイミング６３（ｂ）で実際に来た時点で、データポインタは更新し、さらに速度検知タイマを一旦リセットする。
【００３８】
次に、Ｈｗの立上がりが図６（ｂ）に示すタイミング６３（ｃ）で来るが、このとき正弦波モードをモードｅに切換えてＶ相に着目し、Ｖ相の基準でＵ相に１２０°，Ｗ相に２４０°遅れたデータポインタからデータを読込む。このように、順次ホールセンサ５５ａ〜５５ｃの反転タイミング６３で正弦波のデータポインタ（ＮＥＷ ＤＡＴＡ）を補正する。
【００３９】
また、モータ７の速度検知タイマの値により、更新量（α ＤＡＴＡ）を随時速度変化に追従するように変更する。
【００４０】
次に、回転体を用いた洗いに関しての制御動作について説明する。
洗い工程では、モータ７を１方向に回転させた後、電磁ブレーキをかけて一旦停止させた後に逆方向に回転させ、再度ブレーキをかけて一旦停止させる動作を正転・逆転で繰返すことで水流を作り出している。ここで、モータ７が正転から逆転に移行するときの制御動作を図７を参照しながら説明する。
【００４１】
モータ７が回転している状態では、前述のごとく回転速度に応じて更新量を変更し、図５および図６に示すようなＰＷＭ制御を行なって回転を制御している。次に、モータ７を止める場合、マイクロコンピュータ４１は図５（ｄ）〜（ｆ）に示した駆動波形データに対して、図７（ｄ）〜（ｆ）に示すように、１８０°位相の遅れたブレーキ波形データ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗを出力する。インバータ回路３５は、このブレーキ波形データ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗに基づいて電圧を供給する。これによりモータ７に電磁ブレーキがかかり洗濯機が停止する。ブレーキ波形データ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗを駆動波形データと同様にして、ホールセンサ５５ａ〜５５ｃの反転タイミングで随時補正が行なわれる。
【００４２】
図８は回転体の回生エネルギの使用方法の一例を示す図である。図８において、区間Ｚ１で正転し、次の区間Ｚ２で逆転し、次の区間Ｚ３で再び正転するようなシーケンスを繰返すモードで、それぞれの後半部分は電磁ブレーキがかけられるため回生エネルギが発生する。この回生エネルギが図３に示した平滑コンデンサ３２ａ，３２ｂに蓄えられ、図８に示すＰａのようにインバータ入力電圧が上昇する。このインバータ入力電圧が大き過ぎると、トランジスタおよびコンデンサの耐圧を超えてインバータ回路３５が損傷・破損するおそれがあるので、インバータ入力電圧検出回路３８により耐圧を超えないようにインバータ入力電圧を下げる必要がある。
【００４３】
一方、平滑コンデンサ３２ａ，３２ｂに蓄えられた回生エネルギは次の区間でモータ７を起動させる際に利用される。このとき、インバータ入力電圧は図８に示すＰｂのように減少する。回生エネルギを蓄えたときのインバータ入力が小さい場合は、モータ７の回転起動時のトルクは低下し、起動性が悪くなり、インバータ入力電圧が大き過ぎると回転起動時のトルクが大きくなり過ぎ、メカなどの音などが発生したりする。
【００４４】
そこで、制御部に負荷検出回路を設け、洗濯槽の重さを検出する。その重量に応じて布量が多いと起動性が悪くなるので、コンデンサやトランジスタの耐圧以内でインバータ入力電圧が上がるように、図７に示すように副制御部１５がインバータ入力電圧が小さいと判断すると、ブレーキ波形データ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗが位相の進んだ波形７７ｕ′，７７ｖ′，７７ｗ′になるように、位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの反転タイミングでデータポインタの値が変更され、位相進み幅を大きくしてインバータ入力電圧が規定の電圧になるように制御される。
【００４５】
ここで、ブレーキ波形データ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗの位相が進むというのは、駆動波形データ５６ｕ，５６ｖ，５６ｗに対して位相遅れが小さくなることである。また、軽負荷の場合は、起動が小さくで済むので、インバータ入力電圧を上げ過ぎると起動が強くなり過ぎ、回転数が高くなり過ぎたり、モータ軸への負担が大きくなり過ぎるため、ブレーキ波形データ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗが位相の遅れた７７ｕ"，７７ｖ"，７７ｗ"になるように、位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの反転タイミングでデータポインタの値を変更し、位相遅れ幅を大きくする。これは駆動波形データ５６ｕ，５６ｖ，５６ｗに対する遅れ量が多くなることを意味する。
【００４６】
また、インバータ入力電圧を上げる手段として、ブレーキ波形データ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗを作るＯＮ時間のパルス幅を均等に小さくし、モータ７への印加電圧が小さくなるようにすれば、インバータ入力電圧が上がる。また、逆にインバータ入力電圧を下げる手段としては、ブレーキ波形データ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗを作るＯＮ時間のパルス幅を均等に大きくし、モータ７への印加電圧が大きくなるようにすれば、インバータ入力電圧が下がる。インバータ入力電圧を制御する方法は２種類あるが、いずれか一方もしくは両方を使用してもインバータ入力電圧をコントロールすることができる。
【００４７】
次に、ホールセンサ５５ａ〜５５ｃの切換わり間隔を測定し、モータ７の加速度を検知するために、モータ７の立上げ時間を一定にするためにインバータ入力電圧がコントロールされる。たとえば、起動性が悪ければ回生エネルギを高く制御するために、インバータ入力電圧を上げ、起動が早すぎる場合はインバータ入力電圧を下げるように制御することで、立上げ加速時間が一定になるようにする。
【００４８】
また、洗濯機の洗いモードにおいて、目標の回転数が設定されており、たとえば汚れの多いときは目標回転数を高く設定し、布傷みを少なく洗いたい場合には回転数を低く設定する。
【００４９】
各モードに対して回生エネルギ量が一定になると、起動が弱過ぎたり強過ぎたりするため、各目標回転数に応じて回生エネルギとなるインバータ入力電圧を目標回転数に応じて可変させることで、洗いモードの最適化が可能となる。
【００５０】
また、交流の入力電圧検出回路を設け、たとえば交流入力電圧が低ければインバータ入力電圧の回生エネルギが大きくなるようにインバータ入力電圧を大きくして起動性を上げ、ＡＣ入力電圧が高い場合は回生エネルギが小さくなるようにインバータ入力電圧を下げるように制御することで、交流の入力電圧がばらついても同等の起動性を確保ができる。
【００５１】
さらに、他の実施形態として、図３に示すように副制御部１５からコントロールできる全波整流回路と倍電圧を切換える回路４４としてリレーなどで構成し、省エネ運転モードなどの電力を抑えた洗いを行なう場合、倍電圧回路から全波整流回路に切換えて回生エネルギをより多くして有効に利用できるようにする。たとえば、コンデンサの耐圧が３５０Ｖとすると、倍電圧回路ではインバータ入力電圧はＡＣ１００Ｖのときには２８２Ｖとなり、コンデンサ３５０Ｖの耐圧に対して６８Ｖしかインバータ入力電圧を上昇させることができない。しかし、全波整流回路であればインバータ入力電圧は１４１Ｖであるため、２０９Ｖ電圧分だけインバータ入力電圧を上げることが可能となり、より多くの回生エネルギを有効に使用できるようになる。
【００５２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、電磁ブレーキをかけている際に発生する回生エネルギをエネルギ貯蔵手段に蓄え、モータを再度起動させるときに回生エネルギを利用してモータを駆動することができ、回生エネルギを有効に利用することにより省エネルギ化を図ることができる。
【００５４】
また、エネルギ貯蔵手段の電圧を制御することでコンデンサのばらつきなどによる回生エネルギのばらつきを抑えることができ、常に安定した駆動が可能となる。
【００５５】
さらに、負荷容量に合わせて起動エネルギを蓄積することで常に安定した駆動が可能となる。
【００５６】
さらに、加速時間を検知し、起動エネルギを調整することで水流の調整が容易になる。また、回転に応じて起動エネルギを調整することで、一定時間で目標回転数にでき、回転数の制御が容易になる。
【００５７】
さらに、交流電圧のばらつきによるトルク変動を吸収でき、安定した回転数制御が可能になる。さらに、全波整流回路と倍電圧回路を切換えることで負荷などに応じて省エネルギ効果を見込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態の洗濯機全体の内部構成を示す図である。
【図２】 この発明の一実施形態の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明の一実施形態に含まれる副制御回路のブロック図である。
【図４】 ホールセンサの位置信号に対する出力波形図である。
【図５】 この発明の一実施形態の正転方向のホールセンサのパターンとモータの起動パターンおよび運転モード，回転槽を停止させる場合の運転モードを示す波形図である。
【図６】 逆転方向のホールセンサのパターンとモータの起動パターンおよび運転モードを示す図である。
【図７】 正転方向時の回転槽を止める場合の進み角制御および遅れ角制御に関するホールセンサのパターンおよび運転モードを示す波形図である。
【図８】 回生エネルギを次の起動時に利用するときの回転数とインバータ入力電圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 本体、２ 回転槽、３ 外槽、４ サスペンション部、５ 攪拌体、６ 蓋、７ モータ、９ 操作部、１０ 表示部、１１ ブザー、１２ 蓋センサ、１３ 水位センサ、１４ 主制御部、１５ 副制御部、１６ 給水弁、１７ 排水弁、１８ 蓋ロック機構、２２ リアクタ、３１ 整流回路、３２ａ，３２ｂ平滑用コンデンサ、３５ インバータ回路、３６ａ〜３６ｃ，３７ａ〜３７ｃトランジスタ、４２ａ〜４２ｃ，４３ａ〜４３ｃ ダイオード、４０ ドライブ回路、４１ マイクロコンピュータ、５５ａ〜５５ｃ ホールセンサ。

Claims (5)

1. 洗濯用回転体を交互に正転・反転させて洗濯を行なうように動作するモータであるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、パルス信号により制御されるスイッチング手段からなるインバータ手段を有し、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記モータを駆動する制御手段とを備えたインバータ洗濯機において、
   前記制御手段は、エネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手段と、前記エネルギ貯蔵手段の電圧を検出する電圧検出手段と、負荷を検出する負荷検出手段とを含み、
   前記制御手段は、前記モータの回転方向を切換えるとき、前記モータに供給する正弦波状電圧の位相を回転時の正弦波状電圧の位相より遅らせて前記モータに電磁ブレーキをかけて前記モータを一時停止させ、前記電磁ブレーキをかけている際に発生する回生エネルギを前記エネルギ貯蔵手段に蓄え、
   前記制御手段は、前記負荷検出手段が検出した負荷に応じて前記モータに供給する正弦波状電圧の位相遅れ幅を変化させて、前記電圧検出手段が検出した前記エネルギ貯蔵手段の電圧が予め定めた上限値を超えないように、前記エネルギ貯蔵手段の電圧を前記モータの再起動に必要なトルクに対応した前記インバータ手段の入力電圧となるように制御し、前記回生エネルギを前記モータに供給して前記モータを停止する前の回転方向と逆の回転方向に再起動させることを特徴とする、インバータ洗濯機。
2. 洗濯用回転体を交互に正転・反転させて洗濯を行なうように動作するモータであるブラシレスモータと、前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出手段と、パルス信号により制御されるスイッチング手段からなるインバータ手段を有し、前記位置検出手段より出力される位置信号に基づいて前記モータを駆動する制御手段とを備えたインバータ洗濯機において、
   前記制御手段は、エネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手段と、前記エネルギ貯蔵手段の電圧を検出する電圧検出手段と、負荷を検出する負荷検出手段とを含み、
   前記制御手段は、前記モータの回転方向を切換えるとき、前記モータに供給する正弦波状電圧の位相を回転時の正弦波状電圧の位相より遅らせて前記モータに電磁ブレーキをかけて前記モータを一時停止させ、前記電磁ブレーキをかけている際に発生する回生エネルギを前記エネルギ貯蔵手段に蓄え、
   前記制御手段は、前記負荷検出手段が検出した負荷に応じて前記モータに供給する正弦波状電圧の大きさを変化させて、前記電圧検出手段が検出した前記エネルギ貯蔵手段の電圧が予め定めた上限値を超えないように、前記エネルギ貯蔵手段の電圧を前記モータの再起動に必要なトルクに対応した前記インバータ手段の入力電圧となるように制御し、前記回生エネルギを前記モータに供給して前記モータを停止する前の回転方向と逆の回転方向に再起動させることを特徴とする、インバータ洗濯機。
3. さらに、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段を含み、
   前記制御手段は、前記回転数検出手段の検出出力に応じて前記エネルギ貯蔵手段のインバータ入力電圧を可変することを特徴とする、請求項１または２に記載のインバータ洗濯機。
4. 前記制御手段は、前記回転数検出手段の検出出力と予め設定されている目標回転数との差により、前記エネルギ貯蔵手段のインバータ入力電圧を可変することを特徴とする、請求項３に記載のインバータ洗濯機。
5. さらに、交流入力電圧を検出する交流入力電圧検出手段を含み、
   前記制御手段は、前記交流入力電圧検出手段の検出出力に応じて、前記エネルギ貯蔵手段のインバータ入力電圧を可変することを特徴とする、請求項１または２に記載のインバータ洗濯機。

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