JP5575423B2

JP5575423B2 - 洗濯機のモータ駆動装置

Info

Publication number: JP5575423B2
Application number: JP2009125251A
Authority: JP
Inventors: 強志細糸; 一信永井
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2029-05-25
Also published as: JP2010273505A; KR101197900B1; CN101899764B; KR20100127176A; CN101899764A

Description

本発明は、交流電源と整流回路との間にリアクトルを備える洗濯機のモータを駆動する装置に関する。

例えば特許文献１には、洗濯脱水モータを駆動する第１のインバータ回路と、ヒートポンプの圧縮機モータを駆動する第２のインバータ回路の直流電源を共用する構成の洗濯乾燥機について、以下のような構成が開示されている。すなわち、脱水乾燥運転では、洗濯脱水モータと圧縮機モータが同時に高速回転するため直流電圧が低下して、脱水回転数と脱水率が低下することで乾燥時間が長くなる。また、交流電源電圧が低下した場合には交流電流が増加するため、電源の高調波が増加したり、リアクトル（誘導性リアクタ,コイル）や電源ダイオードなどのパワー部品の発熱が増加するという課題がある。

そこで、特許文献１では、交流電源とインバータ回路との間に、リアクトルと、直流電源を生成する整流回路と、その整流回路の交流入力端子間を短絡する手段とを接続し、交流電源電圧の零電圧から所定時間の間、交流入力端子間を短絡させてリアクトルに電流を流し直流電源母線電圧を制御するようにしている。

特開２００８−１８３０８７号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、短絡手段によって短絡を行う回数が、商用交流電源の半周期に１回だけであるため、実際には十分な昇圧効果を得ることはできない。例えば脱水運転においてモータを高速回転させる場合には、モータの巻線に発生する高い誘起電圧に打ち勝つ高い電源電圧が必要となる。特許文献１のように１回だけ短絡を行う時間を制御しても、その時間内でリアクトルに蓄積される電磁エネルギー分以上に電圧を上昇させることはできないため、昇圧効果に限界があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータを高速回転させる場合に必要となる昇圧電圧をより確実に発生できる洗濯機のモータ駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の洗濯機のモータ駆動装置は、
洗濯機の横軸型ドラムに回転軸が直接固定され、洗濯運転及び脱水運転を行うモータを駆動する装置において、
交流電源にリアクトルを介して接続される整流回路と、
この整流回路の入力端子間を短絡する短絡手段と、
前記整流回路の出力側に接続されて直流電力を交流電力に変換し、前記モータを駆動するインバータ回路と、
脱水運転を行う場合の前記モータの回転数が高くなるほど、前記短絡手段により前記交流電源の電圧波形のゼロクロスタイミング間に前記入力端子間の複数回の短絡を開始させるまでの期間をより長くする短絡制御手段とを備えたことを特徴とする。
すなわち、前記ゼロクロスタイミング間に、整流回路の入力端子間の複数回の短絡を開始させるまでの期間をより長くすれば、リアクトルに蓄積された電磁エネルギを有効に利用して、整流回路より出力される直流電源電圧をより高く昇圧することが可能となる。したがって、脱水運転においてモータの回転数をより高く上昇させて、脱水効率を向上させることができる。

請求項１記載の洗濯機のモータ駆動装置によれば、モータの回転数を上昇させて脱水運転の効率を向上できるので、電流消費を抑制して省エネルギー化を図ることができる。

第１実施例であり、洗濯乾燥機における各モータの駆動制御系を概略的に示す図ドラム式洗濯乾燥機の構成を示す縦断側面図ヒートポンプの構成を示す図洗濯乾燥機の一連の工程動作を概略的に示すフローチャート制御回路が駆動電源電圧を制御する処理を示すフローチャート洗いから脱水までの行程を示すタイムチャート電源電圧が変化する状態を示す波形図（ａ）は直流電源電圧を変化させた場合に到達可能なモータの最高回転数、（ｂ）は同様に電圧を変化させモータの回転数を１２００ｒｐｍ一定とした場合のインバータ回路の消費電力を示す図第２実施例を示す図６相当図ステップＳ１４に対応する処理の詳細を示すフローチャート第３実施例を示す図１０相当図第４実施例を示す図１１相当図第５実施例を示す図１１相当図第６実施例を示す図１０相当図図７相当図第７実施例を示す図１４相当図第８実施例を示す図１４相当図第９実施例を示す図１４相当図

（第１実施例）
以下、第１実施例について図１乃至図８を参照して説明する。図２は、ドラム式洗濯乾燥機の構成を示す縦断側面図である。外箱１は前板と後板と左側板と右側板と底板と天板を有する中空状をなすものであり、外箱１の前板には貫通孔状の出入口２が形成されている。この外箱１の前板には扉３が装着されている。この扉３は使用者が前方から閉鎖状態および開放状態相互間で操作可能なもので、扉３の閉鎖状態では出入口２が閉鎖され、扉３の開放状態では出入口２が開放される。外箱１の内部には水受槽４が固定されている。この水受槽４は後面が閉鎖された円筒状をなすもので、軸心線ＣＬが前から後に向けて下降する傾斜状態に配置されている。この水受槽４は前面が開口するものであり、扉３の閉鎖状態では扉３が水受槽４の前面を気密状態に閉鎖する。

水受槽４の後板には、水受槽４の外部に位置してドラムモータ５が固定されている。このドラムモータ５は速度制御可能なＤＣブラシレスモータからなり、ドラムモータ５の回転軸６は水受槽４の内部に突出している。この回転軸６は水受槽４の軸心線ＣＬに重ねて配置されたものであり、回転軸６には水受槽４の内部に位置してドラム７が固定されている。このドラム７は後面が閉鎖された円筒状をなすもので、ドラムモータ５の運転状態で回転軸６と一体的に回転する。このドラム７の前面は水受槽４の前面を介して出入口２に後方から対向しており、ドラム７の内部には扉３の開放状態で前方から出入口２と水受槽４の前面とドラム７の前面を通して洗濯物が出し入れされる。

ドラム７には、複数の貫通孔８が形成されており、ドラム７の内部空間は複数の貫通孔８のそれぞれを通して水受槽４の内部空間に接続されている。このドラム７には複数のバッフル９が固定されている。これら複数のバッフル９のそれぞれはドラム７が回転することに応じて軸心線ＣＬを中心に円周方向へ移動するものであり、ドラム７内の洗濯物は複数のバッフル９のそれぞれに引掛かりながら円周方向へ移動した後に重力で落下することで撹拌される。

外箱１の内部には、給水弁１０が固定されている。この給水弁１０は入口および出口を有するものであり、給水弁１０の入口は水道の蛇口に接続されている。この給水弁１０は給水弁モータ１１（図２参照）を駆動源とするものであり、給水弁１０の出口は給水弁モータ１１の回転量に応じて開放状態および閉鎖状態相互間で切換えられる。この給水弁１０の出口は、注水ケース１２に接続されており、給水弁１０の開放状態では水道水が給水弁１０を通して注水ケース１２内に注入され、給水弁１０の閉鎖状態では水道水が注水ケース１２内に注入されない。この注水ケース１２は外箱１の内部に水受槽４より高所に位置して固定されたものであり、筒状の注水口１３を有している。この注水口１３は水受槽４の内部に挿入されており、給水弁１０から注水ケース１２内に注入された水道水は注水口１３から水受槽４の内部に注入される。

水受槽４には、最底部に位置して排水管１４の上端部が接続されており、排水管１４には排水弁１５が介在されている。この排水弁１５は排水弁モータ１６（図２参照）を駆動源とするものであり、排水弁モータ１６の回転量に応じて開放状態および閉鎖状態相互間で切換えられる。この排水弁１５の閉鎖状態では注水口１３から水受槽４内に注入された水道水が水受槽４内に貯留され、排水弁１５の開放状態では水受槽４内の水道水が排水管１４を通して水受槽４の外部に排出される。

外箱１の底板には、水受槽４の下方に位置してメインダクト１７が固定されている。このメインダクト１７は前後方向へ指向する筒状をなすものであり、メインダクト１７の前端部には前ダクト１８の下端部が接続されている。この前ダクト１８は上下方向へ指向する筒状をなすものであり、前ダクト１８の上端部は水受槽４の内部空間に水受槽４の前端部で接続されている。メインダクト１７の後端部にはファンケーシング１９が固定されている。このファンケーシング１９は貫通孔状の吸気口２０および筒状の排気口２１を有するものであり、ファンケーシング１９の内部空間は吸気口２０を介してメインダクト１７の内部空間に接続されている。

ファンケーシング１９には、ファンケーシング１９の外部に位置してファンモータ２２が固定されている。このファンモータ２２はファンケーシング１９の内部に突出する回転軸２３を有するものであり、回転軸２３にはファンケーシング１９の内部に位置してファン２４が固定されている。このファン２４は軸方向から空気を吸込んで径方向へ吐出する遠心式のものであり、ファンケーシング１９の吸気口２０はファン２４にファン２４の軸方向から対向し、ファンケーシング１９の排気口２１はファン２４にファン２４の径方向から対向している。

ファンケーシング１９の排気口２１には、後ダクト２５の下端部が接続されている。この後ダクト２５は上下方向へ指向する筒状をなすものであり、後ダクト２５の上端部は水受槽４の内部空間に水受槽４の後端部で接続されている。これら後ダクト２５とファンケーシング１９とメインダクト１７と前ダクト１８と水受槽４は水受槽４の内部空間を始点および終点のそれぞれとする環状の循環ダクト２６を構成するものであり、扉３の閉鎖状態でファンモータ２２が運転されている場合にはファン２４が一定方向へ回転することに基づいて水受槽４内の空気が前ダクト１８内からメインダクト１７内を通してファンケーシング１９内に吸引され、ファンケーシング１９内から後ダクト２５内を通して水受槽４内に戻される。

外箱１の内部には、コンプレッサ（圧縮機）２７が固定されている。このコンプレッサ２７は循環ダクト２６の外部に配置されたものであり、冷媒を吐出する吐出口および冷媒を吸込む吸込口を有している。このコンプレッサ２７はコンプモータ２８（図２参照）を駆動源とするものであり、コンプモータ２８は速度制御可能なＤＣブラシレスモータから構成されている。

メインダクト１７の内部には、コンデンサ（凝縮器）２９が固定されている。このコンデンサ２９は空気を加熱するものであり、蛇行状に曲折する１本の冷媒管３０の外周面に板状をなす複数の加熱フィン３１のそれぞれを接触状態で固定することから構成されている。このコンデンサ２９の冷媒管３０はコンプレッサ２７の吐出口に接続されており、コンプモータ２８の運転状態ではコンプレッサ２７の吐出口から吐出された冷媒がコンデンサ２９の冷媒管３０内に進入する。

外箱１の内部には、図３に示すように、キャピラリーチューブ（減圧器）３２が固定されている。このキャピラリーチューブ３２はコンデンサ２９の冷媒管３０に接続されたものであり、循環ダクト２６の外部に配置されている。このキャピラリーチューブ３２はコンデンサ２９の下流側で冷媒の流れを絞るものであり、１本のパイプから構成されている。メインダクト１７の内部には、エバポレータ３３が固定されている。このエバポレータ３３は空気を冷却するものであり、コンデンサ２９よりも空気の流れの上流側に配置されている。

図１は、ドラムモータ５，ファンモータ２２及びコンプモータ２８の駆動制御系を概略的に示すものである。インバータ回路３４は、６個のＩＧＢＴ（スイッチング素子）３５ａ〜３５ｆを三相ブリッジ接続して構成されており、各ＩＧＢＴ３５ａ〜３５ｆのコレクタ−エミッタ間には、フライホイールダイオード３６ａ〜３６ｆが接続されている。インバータ回路３４の各相出力端子は、ドラムモータ５の各相巻線に接続されている。
下アーム側のＩＧＢＴ３５ｄ、３５ｅ、３５ｆのエミッタは、シャント抵抗３７ｕ、３７ｖ、３７ｗを介してグランドに接続されている。また、ＩＧＢＴ３５ｄ、３５ｅ、３５ｆのエミッタとシャント抵抗３７ｕ、３７ｖ、３７ｗとの共通接続点は、制御回路（マイクロプロセッサ，マイクロコンピュータ）４２Ａの入力端子に接続されている。

制御回路４２Ａの内部では、図示しないが、オペアンプなどを含んで構成されレベルシフト回路により、シャント抵抗３７ｕ〜３７ｗの端子電圧を増幅すると共にその増幅信号の出力範囲が正側に収まるように（例えば、０〜＋３．３Ｖ）バイアスを与える。また制御回路４２Ａには、インバータ回路３４の上下アームが短絡した場合に回路の破壊を防止するために過電流検出を行なう機能がある。
そして、ファンモータ２２に対しては、同様に構成されるインバータ回路３８及びシャント抵抗３９（ｕ，ｖ，ｗ）が配置され、コンプモータ２８に対しては、インバータ回路４０及びシャント抵抗４１（ｕ，ｖ，ｗ）が配置されている。インバータ回路３８及び４０の制御は、もう１つの制御回路４２Ｂ（マイクロプロセッサ，マイクロコンピュータ），短絡制御手段）によって行われ、制御回路４２Ａ，４２Ｂは、シリアル通信による双方向通信が可能となっている。

インバータ回路３４，３８，４０の入力側には、駆動用電源回路４３が接続されている。駆動用電源回路４３は、１００Ｖの交流電源に対し、一端側にリアクトル（誘導性リアクタ）４４を介して接続され、ダイオードブリッジで構成される全波整流回路４５と、全波整流回路４５の出力側に直列接続された２個のコンデンサ４６ａ、４６ｂとを備えている。コンデンサ４６ａ、４６ｂの共通接続点は、全波整流回路４５の入力端子の一方に接続されている。駆動用電源回路４３は、後述するリアクトル４４を用いた昇圧動作を行わない場合には、１００Ｖの交流電源を倍電圧全波整流し、約２８０Ｖの直流電圧をインバータ回路３４等に供給する。

全波整流回路４５の入力端子には、同様にダイオードブリッジで構成されるもう１つの全波整流回路４７（短絡手段）が並列に接続されており、全波整流回路４７の出力端子間には、ＩＧＢＴ４８（短絡手段）が接続されている。ＩＧＢＴ４８のオンオフ制御は、制御回路４２Ｂが行う。
インバータ回路３４，３８の入力端子間には、それぞれ抵抗４９ａ及び４９ｂの直列回路、抵抗５０ａ及び５０ｂの直列回路が接続されており、それぞれの共通接続点は、制御回路４２Ａ，４２Ｂの入力端子に接続されている。制御回路４２Ａ，４２Ｂは、上記各共通接続点の電圧を参照することで、インバータ回路３４，３８に入力される駆動電源電圧を検知する。

また、ドラムモータ５に対しては、ロータ位置を検出するため、例えばホールＩＣなどで構成される位置センサ５１（ｕ，ｖ，ｗ）が配置されており、位置センサ５１が出力するセンサ信号は、制御回路４２Ａに与えられている。また、交流電源とリアクトル４４との間には、例えば電流トランス（ＣＴ）などからなる電流センサ５２が介挿されており、電流センサ５２が出力するセンサ信号は、制御回路４２Ｂに与えられている。

制御回路４２Ａ，４２Ｂは、モータ５，２２，２８の各相巻線に流れる電流を検出し、その電流値に基づいて２次側の回転磁界の位相θ及び回転角速度ωを推定すると共に、三相電流を直交座標変換及びｄｑ(direct-quadrature) 座標変換することで励磁電流成分Ｉｄ、トルク電流成分Ｉｑを得る。そして、制御回路４２Ａ，４２Ｂは外部より速度指令が与えられると、推定した位相θ及び回転角速度ω並びに電流成分Ｉｄ、Ｉｑに基づいて電流指令Ｉｄref 、Ｉｑref を生成し、それを電圧指令Ｖｄ、Ｖｑに変換すると直交座標変換及び三相座標変換を行なう。最終的には、駆動信号がＰＷＭ信号として生成され、インバータ回路３４，３８，４０を介してモータ５，２２，２８の各相巻線に出力される。
以上の構成において、インバータ回路３４，制御回路４２Ａ及び４２Ｂ，駆動用電源回路４３，リアクトル４４，整流回路４７，ＩＧＢＴ４８は、駆動装置６０を構成している。

次に、本実施例の作用について図４乃至図８も参照して説明する。図４は、洗濯乾燥機の一連の工程動作を概略的に示すフローチャートである。最初に、ドラム７に注水した後、約４６ｒｐｍの回転数でドラム７を正反転させ、洗い動作を行う（ステップＳ１）。それから、中間脱水を行った後、再度注水してすすぎ動作を行うが、中間脱水におけるドラム７の回転数は約１２００ｒｐｍ，すすぎ動作については洗い動作と同様の約４６ｒpｍである（ステップＳ２）。続いて、回転数：約１７００ｒｐｍで最終脱水を行うと、コンプレッサ２７及びファン２４を動作させてドラム７に温風を送風しつつ、約４６ｒpｍで正反転させて除湿乾燥動作を行う（ステップＳ３）。

そして、図５は、図４に示す一連の動作中に、制御回路４２ＢがＩＧＢＴ４８をスイッチングすることで、駆動電源電圧を制御する処理を示すフローチャートである。洗い動作やすすぎ動作において、ドラム７を約４６ｒpｍで正反転させている場合であれば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ＩＧＢＴ４８をオフ状態に維持して、全波整流回路４５の入力側は短絡させない。すなわち、昇圧動作は行わないようにする（ステップＳ１２）。

中間脱水や最終脱水動作のようにドラム７を高速回転させる場合は（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ＩＧＢＴ４８を、交流電源電圧の半周期内（電圧波形のゼロクロス点間）で複数回（例えば２回）オンさせるようゲートにパルス信号（短絡パルス）を与え、全波整流回路４５の入力側を短絡させる（ステップＳ１４）。すなわち、ＩＧＢＴ４８をオンさせて全波整流回路４５の入力側を短絡させると、その間リアクトル４４に電磁エネルギーを蓄積させることができ、その後にＩＧＢＴ４８をオフさせれば、蓄積されたエネルギーに応じた分の電流をリアクトル４４が流すことで昇圧動作が行われる。

この時、ＩＧＢＴ４８をオンさせる時間を長くしてもリアクトル４４に蓄積される電磁エネルギーが飽和するため、１回の短絡によって昇圧できる電圧には限界がある。しかし、交流電源電圧の半周期内で複数回ＩＧＢＴ４８をオンさせて短絡を行うようにすると、その回数に応じて昇圧電圧を上昇させることができる。
尚、本実施例では、電流センサ５２により交流電流を検出することになるが、商用交流電源では電圧，電流は同相であるから、交流電流のゼロクロス点は交流電圧のゼロクロス点に一致している。

また、洗い・すすぎ動作のようにドラム７を正反転させず、且つ、脱水動作のようにドラム７を高速回転させない場合は（ステップＳ１３：ＮＯ）、コンプレッサ２７が動作していることで大電流が流れている（例えば、消費電力で６００Ｗ以上）か否かを判断する（ステップＳ１５）。大電流が流れていれば（ＹＥＳ，例えば乾燥動作や室内に冷風を送風するエアコン機能で動作している場合などで、コンプモータ２８の回転数が上昇したり、冷媒圧力が上昇した場合など）、ＩＧＢＴ４８を、交流電源電圧の半周期内で１回だけオンさせて、全波整流回路４５の入力側を短絡させる（ステップＳ１６）。この場合は、昇圧動作ではなく、電源の力率を改善する動作（高調波抑制動作）となる。
図６は、洗いから脱水までの行程を示すタイムチャートであり、図４のフローよりも行程を詳細に示している。給水を開始する前に洗濯物の重量センシングを行い、すすぎ動作を行う前には、シャワー給水及び中間脱水を２回繰り返している。

図７は、図５のように電源制御を行った場合に電源電圧が変化する状態を示すもので、洗濯乾燥機の運転状態としては、脱水を行うと共にコンプレッサ２７を動作させ、入力電力の合計が約６５０Ｗ（交流電源電圧１０５Ｖ）となっている場合である。図７（ａ）に示すように、ＩＧＢＴ４８をオフ状態に維持した場合、出力電流がゼロの状態で２９５Ｖであった直流電圧が、出力電流及びラインインピーダンスの影響により２３０Ｖまで低下している。

この状態から、図７（ｂ）に示すように、ＩＧＢＴ４８を交流電源電圧の半周期内で１回だけオンさせると（ステップＳ１６に対応）、交流電流の力率が改善されて高調波も低減されると共に、直流電圧は２６５Ｖまで上昇している。更に図７（ｃ）に示すように、ＩＧＢＴ４８を交流電源電圧の半周期内で２回オンさせると（ステップＳ１４に対応）、直流電圧は２９５Ｖまで上昇している。この場合、ＩＧＢＴ４８のオンタイミングは、ゼロクロス点から２ｍ秒後に０．６ｍ秒間，そこから更に２ｍ秒後に０．３ｍ秒間オンさせている。

図８（ａ）は、直流電源電圧を変化させた場合に到達可能なドラムモータ５の最高回転数を示すもので、電源電圧が高くなるのに応じて最高回転数も上昇する。したがって、脱水運転や乾燥運転の時間を短縮することが可能となる。また、図８（ｂ）は、同様に電圧を変化させ、ドラムモータ５の回転数を１２００ｒｐｍ一定とした場合のインバータ回路３４の消費電力を示している。この場合、電源電圧が高くなるのに応じて消費電力が低減されていることが判り、２４０Ｗから２２３Ｗでは減少率が７．６％となっている。

以上のように本実施例によれば、制御回路４２Ｂは、脱水運転を行う場合の制御パラメータであるドラムモータ５の回転数の変化に応じて、ＩＧＢＴ４８により交流電源の電圧波形のゼロクロスタイミング間に全波整流回路４５の入力端子間を短絡させる回数を変化させるようにした。したがって、リアクトル４４に蓄積された電磁エネルギーを有効に利用して、整流回路４５より出力される直流電源電圧をより高く昇圧することが可能となる。これにより、脱水運転においてドラムモータ５の回転数をより高く上昇させて、脱水効率を向上させることができ、電流消費を抑制して省エネルギー化を図ることができる。

そして、制御回路４２Ｂは、前記電圧波形のゼロクロスタイミング間に短絡を２回行わせる場合は、電圧波形の波高値が高いタイミングほど、短絡時間を短くするので、交流電流波形の歪みを低減して力率を改善できる。また、インバータ回路３４を構成するＩＧＢＴ３５の保護を図ることができる。
また、制御回路４２Ｂは、脱水運転が行われると共にコンプレッサ２７を駆動する場合にも、コンプレッサ２７を制御するパラメータである出力電流の変化に応じて、ＩＧＢＴ４８により整流回路４５の入力端子間を短絡させる回数を変化させるようにした。したがって、コンプレッサ２３に大きな電流が流れる場合に、力率を改善して高調波を低減し、直流電源電圧を上昇させて電流消費を抑制できる。

（第２実施例）
図９及び図１０は第２実施例であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図９は図６相当図であり、洗濯乾燥機が最終脱水を行った後、乾燥動作まで行う場合を示している。この時、最終脱水は４段階で行うようになっており、各脱水動作におけるドラムモータ５の最高回転数は、４００ｒｐｍ，７００ｒｐｍ，９５０ｒｐｍ，１７００ｒｐｍと次第に上昇するように設定されている。

図１０は、図５のステップＳ１４に対応する処理の詳細を示す。回転数の設定が９５０ｒｐｍ以上か否かを判断し（ステップＳ２１）、９５０ｒｐｍ以上であれば（ＹＥＳ）、更に１４５０ｒｐｍ以上か否かを判断する（ステップＳ２２）。そして、１４５０ｒｐｍ以上であれば（ＹＥＳ）短絡パルスを３回出力し（ステップＳ２３）、交流電源電圧の半周期内で整流回路４５の入力端子を３回短絡させ、直流電源電圧がより高くなるように昇圧する。また、ステップＳ２２において、回転数が１４５０ｒｐｍ未満であれば（ＮＯ）、第１実施例と同様に短絡パルスを２回出力する（ステップＳ２５）。尚、ステップＳ２２で１４５０ｒｐｍを閾値とするのは、洗い動作における中間脱水が１２００ｒｐｍだからである。
以上のように第２実施例によれば、制御回路４２Ｂは、脱水運転を行う場合にドラムモータ５の回転数が高くなるほど、整流回路４５の入力端子間を短絡させる回数を増加させるので、直流電源電圧をより上昇させてモータ５の回転数を高くすることができる。

（第３実施例）
図１１は第３実施例であり、第２実施例と異なる部分について説明する。図１１は図１０相当図であり、ステップＳ２１，Ｓ２２に替わるステップＳ２１Ａ，Ｓ２２Ａにおける判定の内容が相違している。制御回路４２Ｂは、電流センサ５２により駆動用電源回路４３の交流入力電流（制御パラメータ）を検出し、その電流の実効値が３アンペア［Ａ］以上か否かを判断する（ステップＳ２１Ａ）。電流実効値が３アンペア以上であれば（ＹＥＳ）、更に５アンペア以上か否かを判断する（ステップＳ２２Ａ）。そして、５アンペア以上であれば（ＹＥＳ）ステップＳ２３を実行し、５アンペア未満であれば（ＮＯ）、ステップＳ２５を実行する。
すなわち、駆動用電源回路４３における交流入力電流の大小はドラムモータ５の回転数の高低に対応するので、第３実施例による場合も、第２実施例と同様の効果が得られる。

（第４実施例）
図１２は第４実施例であり、第３実施例と異なる部分について説明する。図１２は図１１相当図であり、ステップＳ２１Ａ，Ｓ２２Ａに替わるステップＳ２１Ｂ，Ｓ２２Ｂにおいて、駆動用電源回路４３の交流入力電流に替えて、ドラムモータ５の入力電流（制御パラメータ）を実効値で検出する。この場合、例えばインバータ回路３４の電源母線の何れか一方に電流センサを配置すれば良い。

そして、制御回路４２Ｂは、モータ５の入力電流実効値が１．５アンペア以上か否かを判断し（ステップＳ２１Ｂ）、電流実効値が１．５アンペア以上であれば（ＹＥＳ）、更に２．２Ａ以上か否かを判断する（ステップＳ２２Ｂ）。そして、２．２Ａ以上であれば（ＹＥＳ）ステップＳ２３を実行し、５アンペア未満であれば（ＮＯ）、ステップＳ２５を実行する。すなわち、ドラムモータ５の交流入力電流の大小はモータ５の回転数の高低に対応するので、第４実施例による場合も、第３実施例と同様の効果が得られる。

（第５実施例）
図１３は第５実施例であり、第３実施例等と異なる部分について説明する。図１３は図１１相当図であり、ステップＳ２１Ａ，Ｓ２２Ａに替わるステップＳ２１Ｃ，Ｓ２２Ｃにおいて、駆動用電源回路４３の交流入力電力（制御パラメータ）を検出する。この場合、必要に応じて交流入力電圧を計測する電圧センサを配置すれば良い。そして、制御回路４２Ｂは、駆動用電源回路４３の入力電力が３００ワット［Ｗ］以上か否かを判断し（ステップＳ２１Ｃ）、入力電力が３００ワット以上であれば（ＹＥＳ）、更に５００ワット以上か否かを判断する（ステップＳ２２Ｃ）。５００ワット以上であれば（ＹＥＳ）ステップＳ２３を実行し、５００ワット未満であれば（ＮＯ）、ステップＳ２５を実行する。すなわち、駆動用電源回路４３の交流入力電力の大小はモータ５の回転数の高低に対応するので、第５実施例による場合も、第３実施例等と同様の効果が得られる。
尚、ステップＳ２１Ｃ，Ｓ２２Ｃについては、第４実施例と同様に、ドラムモータ５の入力電力について閾値を設定し、前記入力電力を検出して判定を行っても良い。

（第６実施例）
図１４及び図１５は第６実施例であり、第２実施例と異なる部分について説明する。図１４は図１０相当図であり、ステップＳ２３，Ｓ２５に替わるステップＳ２３Ａ，Ｓ２５Ａにおいて、制御回路４２Ｂは、交流電源の半周期内で電源回路４３の入力端子を短絡させる回数は何れも２回とする。そして、ステップＳ２３Ａ，Ｓ２５Ａでは、２回の短絡を行うタイミングを変化させる。図１５には、対応する電圧・電流波形を示す。尚、短絡パルス幅は第１実施例と同様である。

ステップＳ２５Ａでは、１回目の短絡開始を、交流電圧波形のゼロクロス点から１．２ｍ秒とし、２回目の短絡開始を、１回目の短絡終了から１．０ｍ秒後とする（図１５（ｂ）参照）。一方、ステップＳ２３Ａでは、１回目の短絡開始を、交流電圧波形のゼロクロス点から１．７ｍ秒とし、２回目の短絡開始を、１回目の短絡終了から１．０ｍ秒後とする（図１５（ｃ）参照）。

すなわち、交流電源周波数が６０Ｈｚの場合、１／２周期は８．３３ｍ秒となるから、ゼロクロス点から４．１７ｍ秒後に交流電圧の波高値はピークとなる。したがって、その間では、短絡を開始するタイミングを遅らせるほど、リアクトル４４に通電される電流値が大きくなるので、昇圧効果を高めることができる（２６５Ｖ→２９５Ｖ）。尚、図１５（ａ）は、比較のため１回目の短絡開始をゼロクロス点から０．７ｍ秒とした場合であり、直流電圧は２３５Ｖとなっている。
以上のように第６実施例によれば、制御回路４２Ｂは、脱水運転を行う場合にドラムモータ５の回転数が高くなるほど、交流電圧波形のゼロクロスタイミングから短絡を開始させるまでの期間をより長くするので、短絡開始期間を調整して昇圧電圧を制御できる。

（第７〜第９実施例）
図１６乃至図１８は、第７〜第９実施例であり、第６実施例の短絡処理を、第３〜第５実施例の判断処理と組み合わせたものを示す。これらの第７〜第９実施例による場合も、第６実施例と同様の効果が得られる。

本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
制御回路４２Ａ，４２Ｂを統合して、１つの制御回路としても良い。
交流電源半周期内における短絡回数を、４回以上に設定しても良い。
ＩＧＢＴ４８により短絡を行う場合のパルス幅や、ゼロクロス点からの遅延時間についても、適宜変更して良い。
半導体スイッチング素子は、ＩＧＢＴに限ることなく、バイポーラトランジスタやＭＯＳＦＥＴを用いても良い。
回転数や電圧，電流，電力に関する閾値の設定は一例であり、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
乾燥機能を持たない洗濯機に適用しても良い。

図面中、５はドラムモータ、７はドラム、２２はファンモータ、２７はコンプレッサ、２８はコンプモータ、４２は制御回路、４２Ｂは制御回路（短絡制御手段）、３４，３８，４０はインバータ回路、４３は駆動用電源回路、４４はリアクトル、４５は全波整流回路（整流回路）、４７は全波整流回路（短絡手段）、４８はＩＧＢＴ（短絡手段）、６０は駆動装置を示す。

Claims

洗濯機の横軸型ドラムに回転軸が直接固定され、洗濯運転及び脱水運転を行うモータを駆動する装置において、
交流電源にリアクトルを介して接続される整流回路と、
この整流回路の入力端子間を短絡する短絡手段と、
前記整流回路の出力側に接続されて直流電力を交流電力に変換し、前記モータを駆動するインバータ回路と、
脱水運転を行う場合の前記モータの回転数が高くなるほど、前記短絡手段により前記交流電源の電圧波形のゼロクロスタイミングから前記入力端子間の複数回の短絡を開始させるまでの期間をより長くする短絡制御手段とを備えたことを特徴とする洗濯機のモータ駆動装置。
洗濯機の横軸型ドラムに回転軸が直接固定され、洗濯運転及び脱水運転を行うモータを駆動する装置において、
交流電源にリアクトルを介して接続される整流回路と、
この整流回路の入力端子間を短絡する短絡手段と、
前記整流回路の出力側に接続されて直流電力を交流電力に変換し、前記モータを駆動するインバータ回路と、
前記インバータ回路に入力される電流を検出する入力検出手段と、
脱水運転を行う場合の前記入力電流が大きくなるほど、前記短絡手段により前記交流電源の電圧波形のゼロクロスタイミングから前記入力端子間の複数回の短絡を開始させるまでの期間をより長くする短絡制御手段とを備えたことを特徴とする洗濯機のモータ駆動装置。
洗濯機の横軸型ドラムに回転軸が直接固定され、洗濯運転及び脱水運転を行うモータを駆動する装置において、
交流電源にリアクトルを介して接続される整流回路と、
この整流回路の入力端子間を短絡する短絡手段と、
前記整流回路の出力側に接続されて直流電力を交流電力に変換し、前記モータを駆動するインバータ回路と、
前記インバータ回路に入力される電力を検出する入力検出手段と、
脱水運転を行う場合の前記入力電力が大きくなるほど、前記短絡手段により前記交流電源の電圧波形のゼロクロスタイミングから前記入力端子間の複数回の短絡を開始させるまでの期間をより長くする短絡制御手段とを備えたことを特徴とする洗濯機のモータ駆動装置。
乾燥運転を行うためのヒートポンプを構成するコンプレッサを駆動するインバータ回路を備え、
前記短絡制御手段は、前記脱水運転が行われると共に前記コンプレッサを駆動する場合にも、前記コンプレッサを制御するパラメータの変化に応じて、前記短絡手段により前記入力端子間を短絡させる回数を変化させることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の洗濯機のモータ駆動装置。
前記短絡制御手段は、前記電圧波形のゼロクロスタイミング間に短絡を複数回行わせる際に、前記電圧波形の波高値が高いタイミングほど、短絡時間を短くすることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の洗濯機のモータ駆動装置。