JP6043950B2 - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、一般家庭、事務所、業務用として使用され、洗濯から乾燥までを自動で行うことができる洗濯乾燥機に関するものである。

従来、この種の洗濯乾燥機は、脱水運転の終了時にブレーキを作用させると、回生運転を行うとともに、特に圧縮機が停止されている場合は、直流励磁を行い、回生電力を圧縮機の駆動系で消費させる（例えば、特許文献１参照）。

図１６は、特許文献１に記載された従来の洗濯乾燥機の回路図を示すものである。図１６に示すように、圧縮機１、ドラムをダイレクト駆動するドラム駆動モータ２を設け、
圧縮機１に電流を供給する第１のインバータ回路３、ドラム駆動モータ２に電流を供給する第２のインバータ回路４と、直流電源５から構成されている。

直流電源５は、第１のインバータ回路と３、第２のインバータ回路４の共通の駆動用電源として設けられており、交流電源６の出力を受けるリアクタ７、４本のダイオード８、９、１０、１１と、コンデンサ１２、１３によって構成された倍電圧整流回路と呼ばれる構成となっている。

脱水運転の終了時にブレーキを作用させると、第２のインバータ回路４は、直流電源５の電圧検出値ＤＣ０が基準電圧ＤＣＲとほぼ等しくなるように、位相指令や電圧指令などの制御により、回生電力を調整するとともに、第１のインバータ回路３は、圧縮機１に電力を供給することにより、ドラムのブレーキ工程に回生電力が、圧縮機１に供給されるものとなり、特に圧縮機１の停止時においては、直流励磁を行うことにより、回生電力の消費が行われる結果、ブレーキが有効に作用するものとなり、ドラムが停止するまでの時間を短縮するというものである。

特開２０１０−０５１５３５号公報

しかしながら、前記従来の構成は、ブレーキ時間をできるだけ短縮することのみを目的とした構成であり、圧縮機１の停止時に行われる直流励磁によって圧縮機１にいくらかの熱エネルギーが注入されるという動作はなされるものの、ドラム駆動モータ２での損失も極力大きい状態として、ブレーキの時間を短縮するものであり、脱水時に高速で回転するドラムが持つ運動エネルギーを、圧縮機１の予熱、すなわち後の乾燥動作中に必要となる熱エネルギーの一部として、極力有効に活用する構成と言えるものではなかった。

従来の構成において、ブレーキ工程の第２のインバータ回路４による直流励磁とドラムの運転との関係においては、ブレーキ動作の最後にドラム速度が所定値まで低下した時点で、短絡ブレーキに切り替えるという以外には、圧縮機１への供給パワー、もしくは直流励磁のための電流値は、ドラムの速度との関係が全くないため、回生によるブレーキの期間中、ほぼ一定の回生電力が、第２のインバータ回路４から圧縮機１に供給され消費されるものとなり、ドラム駆動モータ２の吸収パワー、すなわち機械的な仕事率がほぼ一定となる。

ここで、ブレーキ時間をなるべく短縮しようとして、直流励磁の電流値を大きな値に設定した場合、ドラムが高速で回転している間は、回生電力が取り出しやすいため、良好に大きなブレーキトルクが得られる状態となるが、ブレーキによってドラムの速度が低下して来るに従い、回生電力が取り出しにくい状態となり、大きな値に固定されている圧縮機１での入力電力を、回生電力として供給しきれない状態が、ドラムの速度として例えば毎分５００回転などという、かなり高い段階で発生するものとなる。

ドラム駆動モータ２からの回生電力で圧縮機１への供給がなしきれない状態となると、直流電源５の電圧ＤＣ０は基準電圧ＤＣＲに保つことができない状態となり、結局、交流電源６から４本のダイオード８、９、１０、１１を通じて供給される電力が発生し、圧縮機１への供給電力の一部は、交流電源６から供給される状態となる。

この状態は、ドラムに蓄えられた運動エネルギーの有効利用にはならないものとなるため、省エネルギーの観点からは好ましいものとは言えないものとなる。

ここで、ドラム速度のしきい値の設定により、交流電源６からの電力供給が発生する前の段階で、回生電力を発生させる動作を止めて、短絡ブレーキの動作に移すことにより、交流電源６からの圧縮機１の直流励磁のための電力供給はなくすことはできるが、結果として従来の構成では、ドラムに残されている運動エネルギーの内、利用できない部分の比率が高いものとなる。

また、圧縮機１の入力電力を大としている場合、それと同等の回生電力をドラム駆動モータ２から供給するものとなるが、特にドラムの速度が低下してきた期間には、まだ基準電圧ＤＣＲに等しい電圧ＤＣ０が保てるものであっても、ドラム駆動モータ２での電力損失はかなり大きいものとなり、発電機としての効率は、低いものとなる。

上記の状況から、従来の技術の構成で、直流励磁する圧縮機１の入力電力を大きくした場合には、ブレーキ時間としては、短いものとすることができたとしても、ブレーキに入った時点でドラムが有する運動エネルギーに対し、圧縮機１を予熱することに有効に利用される熱エネルギーは小となり、省エネ面では劣るという課題を有していた。

一方、圧縮機１の直流励磁を行う際の電流値を小さくするなどして、圧縮機１の入力電力を小さくした場合については、短絡ブレーキに移る段階でのドラムの速度は低くすることができ、また回生電力を発生させるためのドラム駆動モータ２の損失も低減することができるため、省エネ面での改善は期待できるが、特にブレーキを開始したドラム高速時には、加速度（ブレーキによる減速の加速度の絶対値）は小さいことから、ドラムが高速に回転している期間での、ブレーキの効きが弱いものとなり、ブレーキに要する時間は長引くものとなるという課題を有するものであった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ドラムがより低速になるまでの運動エネルギーを、回生電力としてより有効に取り出して圧縮機に消費させ、省エネ面で優れたものとするとともに、高速では十分なブレーキトルクを発揮させ、ブレーキ時間の短縮も行うことができる洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

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、ドラムと、前記ドラムを駆動するドラムモータと、圧縮機を有し乾燥時に前記ドラム内の空気を除湿するヒートポンプと、前記圧縮機に電流を供給する第１のインバータ回路と、前記ドラムモータに電流を供給する第２のインバータ回路と、前記第１のインバータ回路と前記第２のインバータ回路に共通の直流電圧を供給する直流電源と、前記ドラムモータに設けられたエンコーダ、または電気的な諸量からの計算、によって速度信号を得る構成と、前記速度信号によって前記ドラムの回転速度を検出するとともに、前記第１のインバータ回路と前記第２のインバータ回路を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記第２のインバータ回路から前記第１のインバータ回路に回生電力を供給して、前記ドラムを停止させるブレーキ工程を行い、前記ブレーキ工程に、前記ドラムの速度の低下に伴い前記第１のインバータ回路の出力電力を低下させる工程を有するものである。

これによって、前記ドラムの速度が大である期間には、前記第１のインバータ回路の出力電力が大となり、前記ドラムに十分なブレーキトルクが作用するものとなり、ブレーキが長くなることはなく、その後ブレーキの作用によって前記ドラムの速度低下に伴い、前記第１のインバータ回路の出力電力を低下させ、前記ドラムの運動エネルギーが効率良く回生され、また低速まで回生動作が継続できるものとなる。

これによって、ドラムのブレーキに要する時間が短く、かつドラムの運動エネルギーによる圧縮機の予熱が進むことから、その後の乾燥動作でのヒートポンプの温度の立ち上がり時間の短縮、および乾燥の時間短縮も可能となり、省エネ面と所要時間の面で優れた性能を上げることができるものとなる。

本発明の洗濯乾燥機は、省エネ面と所要時間の面で優れた性能を上げることができる。

本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の断面図 本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の第１のインバータ回路の出力電力と、ドラム２２の速度のグラフ 本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機のブレーキ工程の特性を示した図 本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機の要部の回路図 本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機の第２のインバータ回路の周辺の詳細ブロック図 本発明の実施の形態２におけるブレーキ工程の動作波形図 本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機の要部の回路図 本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機の第１のインバータ回路の周辺の詳細ブロック図 本発明の実施の形態３におけるブレーキ工程の動作波形図 本発明の実施の形態３における圧縮機のモータを示す図 本発明の実施の形態３において停止中の圧縮機のドラムのブレーキ工程における電流ベクトル図および波形図 本発明の実施の形態４において停止中の圧縮機のドラムのブレーキ工程における電流ベクトル図および波形図 本発明の実施の形態５において停止中の圧縮機３２のドラム２２のブレーキ工程における電流ベクトル図および波形図 本発明の実施の形態６における洗濯乾燥機のブレーキ工程のフローチャート 本発明の実施の形態６における洗濯乾燥機のドラムのブレーキ工程におけるドラムモータのＵ相の電流Ｉｕの波形図 従来の洗濯乾燥機の回路図

第１の発明は、ドラムと、前記ドラムを駆動するドラムモータと、圧縮機を有し乾燥時に前記ドラム内の空気を除湿するヒートポンプと、前記圧縮機に電流を供給する第１のインバータ回路と、前記ドラムモータに電流を供給する第２のインバータ回路と、前記第１のインバータ回路と前記第２のインバータ回路に共通の直流電圧を供給する直流電源と、前記ドラムモータに設けられたエンコーダ、または電気的な諸量からの計算、によって速度信号を得る構成と、前記速度信号によって前記ドラムの回転速度を検出するとともに、前記第１のインバータ回路と前記第２のインバータ回路を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記第２のインバータ回路から前記第１のインバータ回路に回生電力を供給して、前記ドラムを停止させるブレーキ工程を行い、前記ブレーキ工程に、前記ドラムの速度の低下に伴い前記第１のインバータ回路の出力電力を低下させる工程を有することにより、前記工程の高速側では、回生電力が大となってブレーキが強く効くものとなってブレーキ時間の短縮効果があり、前記工程の低速側では、回生電力が小となり、ドラムが有する運動エネルギーをなるべく残さずに回生電力として取り出すことができるものとなる。

また、回生電力を取り出す際の前記ドラムモータの損失も抑えることができるものとなり、省エネ面での効果が上がる。

第２の発明は、特に、第１の発明の構成に加え、前記制御部は、前記ブレーキ工程に、前記第１のインバータ回路の出力電力を調整する第１の直流電圧制御手段を有し、前記第１の直流電圧制御手段は、前記直流電源の直流電圧が第１の直流電圧設定値を超えないように前記第１のインバータ回路の出力電力を調整することにより、簡単な構成で、ブレーキ工程のドラム速度が低速となるのにつれて、前記ドラムの回生電力を低減させながら、第１のインバータ回路に供給して有効に取り出し、ドラムが有する運動エネルギーをなるべく残さずに回生電力として取り出すことができるものとなる。

第３の発明は、特に、第２の発明の構成に加え、前記制御部は、前記ブレーキ工程に、前記第２のインバータ回路の回生電力を調整する第２の直流電圧制御手段を有し、前記第１のインバータ回路の出力電力は、上限値を有し、前記第２の直流電圧制御手段は、前記直流電源の直流電圧が第２の直流電圧設定値を超えないように前記第２のインバータ回路の回生電力を、前記ドラムの速度によって変化する限度内で調整し、前記第１の直流電圧設定値は前記第２の直流電圧設定値より低くすることにより、比較的簡単な構成で、ブレーキ工程のドラム速度が低速となるのにつれて、前記ドラムの回生電力を低減させながら、第１のインバータ回路に供給して有効に取り出し、かつ第１のインバータ回路の出力電力が過大となることも防いで、信頼を高め、ドラムが有する運動エネルギーをなるべく残さずに回生電力として取り出すことができるものとなる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の第１のインバータ回路は、前記ブレーキ工程に、前記圧縮機が停止した状態で交流成分を含んだ電流を供給することにより、銅線の発熱、すなわち銅損だけでなく、鉄損を利用して圧縮機の予熱が行えることから、第２のインバータ回路からの電流の最大値を抑えながら、圧縮機の予熱の電力を大きくとることができ、また圧縮機の銅線のみの温度上昇ではなく、満遍なく温度上昇がなされることにより、銅線の絶縁の劣化を抑えることもできる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の前記ドラムモータは永久磁石を有し、前記第２のインバータ回路は、前記永久磁石の有する磁束ベクトルと平行な第１の電流成分と、前記第１の電流成分に直交する第２の電流成分を独立制御する電流ベクトル制御手段と、前記第２の電流成分の指令値を調整する速度制御手段を有し、前記ブレーキ工程の前記速度制御手段の速度指令値は、時間とともに減少するものとすることにより、力行時に速度制御と電流ベクトル制御を行う構成をそのまま使用できる簡単な構成でありながら、ブレーキ工程の高速側では、回生電力が大となってブレーキが強く効くものとなってブレーキ時間の短縮効果があり、前記工程の低速側では、回生電力が小となり、ドラムが有する運動エネルギーをなるべく残さずに回生電力として取り出すことができるものとなる。

第６の発明は、特に、前記ブレーキ工程の単位時間当たりの前記ドラムの速度の変化の
絶対値は、上限値を有するものとすることにより、比較的簡単な構成により、特にブレーキ期間の後半のドラムが低速にまで減速された段階での速度変化の速さ（加速度）を抑え、制御の安定性を確保するとともに、運動エネルギーを圧縮機の予熱として取り出す有効活用をより高めることができる。

第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の構成に加え、洗濯後に乾燥を行う第１のコース設定と、乾燥を行わない第２のコース設定が可能なコース設定手段を有し、前記第２のコース設定での前記ブレーキ工程の前記ドラムモータの電流の実効値は、前記第１のコース設定での前記ブレーキ工程に比べて大とすることにより、前記第２のコース設定ではブレーキ時間の短縮が優先されて洗濯の時間の短縮効果が高く、前記第１のコース設定では、ブレーキの期間における運動エネルギーを圧縮機の予熱に有効活用する効果が優先され、乾燥時間の短縮と、省エネの効果として大きなものを得ることができる。

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。

（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断面図を示すものである。

図１において、衣類２１を収納するドラム２２は、ポリプロピレン製の受け筒２３の内側に回転自在に設けられており、ドラムモータ２４から、小プーリ２５、ベルト２６、大プーリ２７を介して、速度が８．２５分の１に減速されて、ドラム２２の回転駆動がなされるものとなっている。

ここで、ドラム２２の回転軸は、水平に対して傾いたものとしているため、衣類２１をドラム２２に出し入れする際の使用者の負担が小さく、また使用する水量も少なくて済むという効果もある。

しかしながら、ドラム２２の回転軸が水平に対して傾いたものとすることが、必要不可欠というものではなく、水平にしても良く、また古くから縦型洗濯機として知られるような、ドラム２２の回転軸がほぼ垂直に立っている形の洗濯乾燥機であっても構わない。

また本実施の形態においては、小プーリ２５、ベルト２６、大プーリ２７による機構的な減速を用いる構成としていることから、ドラムモータ２４に必要な定格トルクが小となり、その分小型化、低コスト化ができるという効果があり、また特にドラム２２の駆動に必要なトルクが大となる洗いの際には、高い効率が得られるものとなる。

同様に毎分数十回転という程度の低速でドラム２２が駆動される乾燥時についても、機構的な減速を用いた構成は、損失パワーの低減において有利となり、かなりの長時間の乾燥運転とする場合には、消費エネルギーを抑えるのに効果的なものとなる。

加えて、ブレーキ工程においてブレーキトルクを発生させる際にも有効に作用するものとなる。

ドラム２２の高速回転が必要な脱水時における効率については、特に上記の減速の比が高い場合には不利となる傾向が見られるが、脱水の時間と比較して、洗いやすずき、また乾燥などドラム２２の低速での駆動の時間が長いというシーケンスを用いる場合においては、トータルとしてメリットが大きいものとなる。

しかしながら、小プーリ２５、ベルト２６、大プーリ２７が必ずしも必要な構成要素で
あるというものではなく、ギアを噛ませた減速機構や、ドラム２２とドラムモータ２４の軸を直に接続した「ダイレクト」などと呼ばれるもの、またクラッチ機構を用いて、機構的な減速比を洗いと脱水で切り替えられるようにしたものであっても構わない。

また、ドラムモータ２４については、永久磁石を用いた同期モータ以外にも、リラクタンスモータ、誘導モータなどを用いても良く、力行と回生の運転ができるものであれば良い。

乾燥時にドラム２２内の空気を除湿するヒートポンプ３０、送風機３１が設けられており、ヒートポンプ３０は、圧縮機３２、熱交換器３３、３４を有している。

ここで、圧縮機３２によって圧縮される物質は、一般に冷媒と呼ばれており、本実施の形態においては、代替フロンが使用したものとなっているが、冷媒の種類は様々なものが可能であり、例えばアンモニアなどでも良く、また二酸化炭素（ＣＯ２）を超臨界状態になるまで圧縮しながら使用するようなものであっても良い。

ちなみに、ＣＯ２の超臨界流体を冷媒として用いる場合には、特に熱交換器３４として、ガスクーラーなどを用いるものとなり、一般に凝縮器と呼ばれるものとは構造が異なるものを使用することになる。

本実施の形態において、圧縮機３２には第１のインバータ回路３６から電流が供給され、ドラムモータ２４には第２のインバータ回路３８から電流が供給されるものとなっており、第１のインバータ回路３６と第２のインバータ回路３８は、共通の直流電圧を供給する直流電源４０に接続されている。

直流電源４０は、２２０Ｖ５０Ｈｚの交流電源４１を受けるブリッジ型の整流器４２と、整流器４２の出力に接続したコンデンサ４３により構成されている。

このような直流電源４０の構成により、無負荷時においては、２２０Ｖ（実効値）のルート２倍の３１１Ｖの直流電圧が得られるものなる。

しかしながら、直流電源４０の構成としては、他の構成であっても良く、例えば日本国内では１００Ｖの交流電源から倍電圧整流、あるいは倍圧整流と呼ばれるような２つの直列接続したコンデンサを用いる構成などであっても良く、さらに交流電源の系統からの力率の改善と共に、出力の直流電圧としてより高いものが得られるようなコンバータ回路を持ったものとしても構わず、整流器４２の構成についても、１つのパッケージに４本のダイオードが入った形の全波整流ブリッジを用いて構成したもの以外にも、例えば１本のダイオードで構成する半波整流の構成なども可能であり、ダイオードの材質もシリコン以外のＳｉＣ、ゲルマニウム、セレンなども使用できる。

リアクタと呼ばれるようなインダクタンス要素を持つ部品を用いて交流電源４１の力率をある程度改善する構成要素を用いても構わない。

直流電源４０から共通の直流電圧が供給される、第１のインバータ回路３６と第２のインバータ回路３８は、制御部４５によって制御されるものとなっており、制御部４５は、第１のインバータ回路３６を制御する第１の制御回路４６と、第２のインバータ回路３８を制御する第２の制御回路４７を有しており、特に本実施の形態においては、ドラムモータ２４に設けられたエンコーダ４９からの速度信号ωと位相信号θが、第１の制御回路４６と第２の制御回路４７の両方に伝わる構成となっている。

なお、エンコーダ４９は、例えば３個程度のホール素子を用いて、電気角６０度毎にエッジが発生するものでも良く、分解能の粗い／細かいに関わらず、位相信号θに相当するものが得られるものであれば、その微分処理で速度信号ωも得ることができ、必要に応じてこれらの信号を使い分けることができる。

本実施の形態においては、送風機３１の詳細な構成は図示していないが、永久磁石を用いたモータをインバータ回路で駆動するものとしており、直流電源４０の出力から直流電圧を受けて動作するものとなっている。

さらに、洗濯時に、ドラム２２内への給水を制御する給水弁５１、およびドラム２２からの排水を制御する排水弁５２が備えられている。

洗いの動作は、排水弁５２を閉じた状態で、給水弁５１からドラム２２内に入れられた水が貯まった状態で、ドラムモータ２４の回転により、ドラム２２が毎分５０回転程度で回転することにより、洗剤と共に衣類２１が回るものとなる。

脱水の動作は、排水弁５２を開いた状態で、ドラムモータ２４の回転により、ドラム２２が毎分千回転前後という高速で回転することにより、遠心力が作用して衣類２１は脱水がなされるものとなる。

洗濯を行う間には、脱水の動作は濯ぎも含めて数回有り、脱水が終わるとその都度、ドラム２２にブレーキを作用させるものとなり、本実施の形態では、制御部４５にて、第２のインバータ回路３８から第１のインバータ回路３６に回生電力を供給する回生ブレーキを作用させるものとなっている。

図２は、本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の第１のインバータ回路３６の出力電力と、ドラム２２の速度の関係を示したグラフである。

なお、本発明の各実施の形態においては、簡単のため第１のインバータ回路の入力電力は、第１のインバータ回路の出力電力と同じ値として説明を行う。

第１のインバータ回路の主たる目的は、圧縮機への電圧、電流、電力の供給であることから、出力側の電気量が圧縮運転中には制御対象となるものであり、一方本発明のドラム２２のブレーキ工程における第１のインバータ回路の役割としては、電力の消費となるため、第１のインバータ回路の入力電力に着目することが基本とはなるが、一般に第１のインバータ回路の損失が小さく、無視しうるものと考え、第１のインバータ回路の出力電力、すなわち圧縮機の入力電力としての説明を行うものとする。

もっとも、第１のインバータ回路での損失が無視できない場合には、それを足した電力が、直流電源４０からの消費電力として作用するものであり、要は第１のインバータ回路の出力電力を加減することにより、その入力電力も連動して変化させることができるものとなる。

本実施の形態においては、ブレーキ工程のドラム２２の回転速度が、ブレーキの作用によって、高速から低速へと低下していく際に、第１の制御回路４６は、エンコーダ４９からの信号によって速度の検出を行うとともに、圧縮機３２に交流成分を含んだ電流が供給されるように、第１のインバータ回路３６を制御しており、ドラム２２の速度が毎分８００回転（８００ｒ／ｍｉｎ）以下の低速域では、第１のインバータ回路３６の出力電力は、ほぼ速度に比例するものとし、８００ｒ／ｍｉｎ以上の高速域では、第１のインバータ回路３６の出力電力が３００Ｗの一定値となるように、第１の制御回路４６による制御が
なされている。

よって、ブレーキ工程にドラム２２の速度低下に伴い、第１のインバータ回路３６の出力電力を低下させる工程が存在する構成となっている。

図３は、本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機のブレーキ工程の特性を示した図で、（ア）はドラム２２の速度、（イ）は第１のインバータ回路３６の出力電力を、それぞれ横軸にブレーキ開始から経過時間を取って示したものである。

ブレーキ開始から１２秒後までは、８００ｒ／ｍｉｎよりも高速の「高速域」であるため、第１のインバータ回路３６の出力電力が３００Ｗとなるように、第１の制御回路４６による制御がなされ、その後「低速域」では、速度に比例する形で第１のインバータ回路３６の出力電力は減少していき、速度の変化（加速度）はほぼ一定の状態でブレーキが動作を続け、ブレーキ開始から約１８秒後にドラム２２の速度がゼロとなり、ブレーキが完了した状態となる。

従って、ドラム２２の速度の低下に伴って、第１のインバータ回路３６の出力電力を低下させる工程が低速域に存在するものとなる。

これによって、ドラム２２の回転による運動エネルギーのかなりのものは回生されて、圧縮機３２を予熱するための熱エネルギーとして圧縮機３２の内部構成部品、および一部は冷媒に蓄えられるものとなるが、乾燥を行う際に必要な熱の一部として、有効活用することができるものとなる。

なお、直流電源４０からのＶＣＯについて、それを入力とするスイッチング電源などを設けて、各種制御回路の動作のための低い電圧の直流電力を供給する構成としてもよく、その場合には、それらの構成要素に対しても、ドラム２２の運動エネルギーの一部が有効活用されるものとなる。

ここで、一般に電動機を発電機として使用する時に、速度が低速となるほど、回生電力が得にくくなる傾向があり、無理に大きな回生電力を取ろうとすると、効率が悪くなり、すなわちドラムモータ２４の損失が大となり、圧縮機３２の予熱に有効に活用できるエネルギーが減るという傾向が発生し、また低速域での回生電力の限度があるため、運動エネルギーがドラム２２に残っていても、活用できないという状態となる。

しかしながら、本実施の形態では、ドラム２２の速度が大である高速域の期間には、第１のインバータ回路３６の出力電力が３００Ｗという大きな値となり、ドラム２２に十分なブレーキトルクが作用するものとなり、ブレーキが長くなることがない。

その後ブレーキの作用によってドラム２２の速度が小となった低速域の期間には、第１のインバータ回路３６の出力電力が小となり、ドラム２２の運動エネルギーが効率良く回生され、また低速まで無理なく回生動作が継続できるものとなり、ブレーキ開始時点でドラム２２に蓄えられている運動エネルギーの有効活用が可能となる。

脱水時にドラム２２が有する運動エネルギーの大きさは、速度１７００ｒ／ｍｉｎ、慣性モーメント０．５ｋｇ平米とした場合に２．２Ｗ時あり、これに濯ぎも含む数回のブレーキ回数を考慮すると、ヒートポンプ３０の冷媒の温度上昇に換算して、セ氏１０度程度の加熱が、乾燥に入る直前までに行うことができるものとなり、乾燥時のヒートポンプ３０の運転開始からの温度の立ち上がりに要する時間短縮と省エネが可能となり、乾燥時間の短縮はその間の送風機３１やマイコンなどを用いた各種制御回路や表示回路などの電力
消費によるエネルギーの節約効果も発生するものとなり、乾燥時間の短縮による性能の向上と、省エネによる地球環境保護の面での貢献ができるものとなる。

なお、本実施の形態では、低速域でのブレーキのトルクはほぼ一定値となり、過大なトルクによる各部の機構の騒音の発生や破壊などの心配も抑えることができ、品位が高く、また信頼性の高い洗濯乾燥機の実現が可能となる。

（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要部回路図を示すものである。

図４において、直流電源４０、ドラムモータ２４、圧縮機３２については、実施の形態１と同等のものを用いており、さらに圧縮機３２に電流を供給する第１のインバータ回路５５、ドラムモータ２４に電流を供給する第２のインバータ回路５６、制御部５８を設けており、洗濯乾燥機としての手順に従った号令信号Ｓ１を出力するシーケンス発生回路５９、第１の直流電圧制御手段６０を有している。

ドラム２２のブレーキ工程には、シーケンス発生回路５９は「力行」、「ブレーキ」、「乾燥」の区別をするＳ１信号が出力され、「ブレーキ」である場合には、第１の直流電圧制御手段６０は、直流電源４０の電圧ＶＣＯが第１の直流電圧設定値Ｖｒ１（＝４１０Ｖ）を超えないように、第１のインバータ回路５５の出力電力を限度内で調整するものとなっている。

本実施の形態における第２のインバータ回路５６は、シーケンス発生回路５９からのＳ１信号により、力行時、および乾燥時には、速度設定値ωｒを出力する力行速度設定手段９８からの信号を受けて、速度制御を行う一方、ドラム２２のブレーキ工程には後述する構成により、ωｒを無視し、別途ブレーキトルクをほぼ一定とする制御を行う。

なお、速度に関しては、本実施の形態においては、すべてドラム２２の回転速度で述べているが、機構的な減速を噛ます前の、ドラムモータ２４の速度で設定値等を設ける構成としても全く問題なく、またドラムモータ２４の電気周波数や角速度などを用いても良く、特に永久磁石を使用したり、リラクタンストルクを用いたりする同期モータとした場合には、スベリがないことから、ほぼ一定の係数がかかったものとして同等に用いることができる。

第１の直流電圧制御手段６０は、Ｖｒ１の直流電圧を出力する直流電圧源６３、ＶＣＯ−Ｖｒ１を比例成分と積分成分の和として誤差増幅し、電力設定値として出力する増幅器６４、通常の圧縮機３２の運転での速度設定値を出力する圧縮機速度設定手段６５、第１のインバータ回路５５への信号を切り替える切替手段６６を有しており、シーケンス発生回路５９からのＳ１信号が力行である場合には休止、Ｓ１信号が乾燥である場合には、圧縮機速度設定手段６５からの速度設定の信号を採用し、Ｓ１信号がブレーキである場合には、増幅器６４からの電力設定の信号を採用し、第１のインバータ回路５５に信号Ｐを出力するものとなっている。

図５は、本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機の第２のインバータ回路５６の周辺の詳細ブロック図を示すものである。

第２のインバータ回路５６は、速度制御手段６７と、ドラムモータ２４の内部の永久磁石の有する磁束ベクトルと平行な第１の電流成分Ｉｄと、Ｉｄに直交する第２の電流成分Ｉｑを独立制御する電流ベクトル制御手段６８、シーケンス発生回路５９からのＳ１信号が「力行」および「乾燥」の時には速度制御手段６７の出力、Ｓ１信号が「ブレーキ」の
時には−１．２Ａという値を選択して、ｑ軸電流の設定値Ｉｑｒとして出力する切替器６９を備えている。

ただし、エンコーダ４９を使用することが絶対的な条件となるものではなく、電気的な諸量から、計算によってθとωを推定するセンサレスと呼ばれるような構成であっても構わず、またドラムモータ２４が例えば誘導電動機である場合などにおいては、θを用いない非同期の構成であっても良い。

電流ベクトル制御手段６８に入力される第２の電流成分の設定値Ｉｑｒについては、速度制御に関係するものであり、速度設定値ωｒとエンコーダ４９からの速度信号ωの誤差増幅を行ってＩｑの設定値Ｉｑｒを比例と積分の和で計算して出力することにより、力行時およびブレーキ工程のＩｑの指令値Ｉｑｒを調整するというものである。

第１の電流成分Ｉｄの誤差を比例と積分の和で計算し、Ｖｄとして出力するｄ軸電流誤差増幅器７２、同じく第２の電流成分Ｉｑの誤差を同様に比例と積分の和で計算し、Ｖｑとして出力するｑ軸電流誤差増幅器７３、ＶｄとＶｑとエンコーダ４９からの位相信号θを入力し、Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換して出力する第１の回転換算器７４、さらに３相６石のパワースイッチング素子とＰＷＭ回路を内蔵し、ドラムモータ２４のＵ、Ｖ、Ｗに３相の電流を出力する３相インバータ７５、３相インバータ７５からの３相の出力電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをそれぞれ検知するための電流検知器７８、７９、８０、３相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗとエンコーダ４９からの位相信号θを入力して、ＩｄとＩｑを計算しｄ軸電流誤差増幅器７２とｑ軸電流誤差増幅器７３に出力する第２の回転換算器８２が設けられている。

なお、電流検知器７８、７９、８０については、３相の電流の総和（Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ）が常にゼロであるというキルヒホッフの法則を利用し、３つの内の２つのみとし、残りの１相の電流値は、他の２相の電流の和に逆符号を付したものとして計算することもできる。

ここで、本実施の形態において第２のインバータ回路５６は、第１の電流成分について、ｄ軸電流誤差増幅器７２に入力されるｄ軸電流の設定値Ｉｄｒを出力する、弱メ界磁制御手段８４を設けており、弱メ界磁制御手段８４は、電圧設定器８５、電圧絶対値演算器８６、誤差増幅器８７、上限器８８、上限値発生器８９を有している。

電圧設定器８５は、本実施の形態においては、Ｖａｒ＝１７０Ｖを出力し、電圧絶対値演算器８６は、ｄ軸電流誤差増幅器７２の出力Ｖｄとｑ軸電流誤差増幅器７３の出力Ｖｑの２つ電圧成分を入力し、両者についてそれぞれ二乗したものを加え合わせた値の平方根を求めて、ドラムモータ２４の入力電圧ベクトルの大きさＶａを出力する。

ＶａｒとＶａは、誤差増幅器８７に入り、比例と積分の要素の和を出力し、さらに上限器８８で、上限値発生器８９が出力するＩｄｒの上限値Ｉｄｍ（＝０Ａ）に制限したＩｄｒ値を出力するものとなっており、誤差増幅器８７のｉ端子に上限器８８の出力Ｉｄｒ値を入力することにより、上限器８８がＩｄｍの制限動作した場合には、積分の要素がＩｄｍから逆算され、固定されるものなっている。

本実施の形態において、電圧設定器８５の出力Ｖａｒは、１７０Ｖとしているため、脱水中のドラムモータ２４の入力電圧の、線間電圧の実効値は、ほぼ１７０Ｖに制限されるものとなる。

なお、Ｖａｒの値を１７０Ｖという一定値に固定する代わりに、直流電源４０の出力電
圧ＶＣＯの値に応じて変化させても良く、例えばＶＣＯの０．７１倍（ルート２の０．５倍）に設定した場合には、常にＶＣＯ電圧を１００％使用した電圧がドラムモータ２４の入力電圧として使用される状態となるため、回生電力を圧縮機３２に供給する際のドラムモータ２４の電流値を最小限に低減し、損失をさらに低下させ、圧縮機３２で有効利用できるエネルギーを増加させることもできる。

また、本実施の形態においては、弱メ界磁制御手段８４の出力値Ｉｄｒの上限は、Ｉｄｍ＝０Ａに制限されているため、低速域となる洗い、乾燥の際などには、Ｉｄ＝０の制御となるとともに、誤差増幅器８７内の積分の要素がｉ端子に入力されるＩｄｒによって逆算された固定値となることにより、積分の要素の不要な発散を抑えた安定な動作が保たれる。

また本実施の形態においては、ブレーキ工程においても、Ｉｄｍ＝０Ａが作用するものとなるため、ブレーキ中のドラムモータ２４の電流値もほぼ必要最小限に抑えられ、ドラムモータ２４内部の損失が低く抑えられることから、ドラム２２の運動エネルギーは、圧縮機３２の予熱に効率良く活用できるものとなる。

ただし、ドラムモータ２４が、回転子に永久磁石を埋め込んだ構成のものを用いる場合には、ブレーキ工程において、さらにドラムモータ２４の損失を抑えた条件での回生運転を行うために、Ｉｄｍを若干プラスとした値（例えば０．５Ａ）などとする、またはブレーキトルク、Ｉｑに応じて変化する値としても良く、強メ界磁条件におけるリラクタンストルクの有効活用も図りながら、回生動作が行われ、低損失のブレーキ動作を行わせることができるものとなり、省エネ効果において、さらに大きなものが得られる。

図６は、本実施の形態におけるブレーキ工程の動作波形図で、（ア）はドラム２２の速度、（イ）は第１のインバータ回路５５の出力電力を、（ウ）は直流電源４０のコンデンサ４３の電圧、すなわち出力電圧ＶＣＯを、それぞれ横軸にブレーキ開始から経過時間を取って示したものである。

ブレーキ開始時点から、Ｉｑｒとして−１．２Ａという負の値を設定された第２のインバータ回路５６からは、負のトルクを発生し、ドラム２２の運動エネルギーを回生電力して、直流電源４０のコンデンサ４３へと充電するものとなる。

コンデンサ４３の充電によってＶＣＯが上昇し、ほぼＶｒ１に達した時点で第１のインバータ回路５５の出力電力が発生し、第１の直流電圧制御手段６０により、ＶＣＯはＶｒ１に保たれるものとなり、この状態で交流電源４１は、実質的に切り離された状態となるため、パワーの収支が等しい状態であることから、回生電力と等しいパワーが、第１のインバータ回路５５の出力電力となり、本実施の形態においては、結果として５１０Ｗに達する。

Ｉｑｒ＝−１．２Ａという一定値としていることから、ドラム２２に作用するブレーキトルクは、ほぼ一定となり、その後のドラム２２の速度は、ほぼ一定の傾きで時間と共に低下し、停止に向かうものとなる。

また、ブレーキトルクがほぼ一定となることから、第２のインバータ回路５６からの回生電力についても、ドラム速度に合わせて、ほぼ一定の傾きで時間と共に低下していくものとなる。

第１のインバータ回路５５の出力電力については、第１の直流電圧制御手段６０により、ＶＣＯをＶｒ１に保つ動作がなされることから、常に第２のインバータ回路５６の回生
電力と等しい値となり、ドラム速度に合わせて、ほぼ一定の傾きで時間と共に低下していくものとなる。

このように、本実施の形態においては、ドラム２２のブレーキ工程に、電流ベクトル制御に使用されるＩｑの負側の制限値を決めておくことにより、実施の形態１に設けたようなドラム２２の速度の関数として電力値を設定する構成は存在しないが、第２のインバータ回路５６の回生電力が、ドラム２２の速度によって変化し、第１の直流電圧制御手段６０は、直流電源４０の電圧ＶＣＯが第１の直流電圧設定値Ｖｒ１を超えないように第１のインバータ回路５５の出力電力を調整する構成とすることにより、ドラム２２の速度がほぼゼロとなる１５秒時点に至るまで、ほぼドラム２２の速度の低下に比例して第１のインバータ回路５５の出力電力は低下するものとなる。

したがって、制御部５８の作用により、ブレーキ工程には、ドラム２２の速度低下に伴って、第１のインバータ回路５５の出力電力を低下させる工程が存在するものとなる。

なお、完全な停止に至る前に、第２のインバータ回路５６の出力電圧をゼロとするなどして、ドラムモータ２４を短絡状態とした短絡ブレーキに移っても良く、例えば余りにも低速となり過ぎて、ＶＣＯがＶｒ１にも達しないという場合、またエンコーダ４９を使用せず、電気的な諸量からθとωを推定して制御するセンサレスと呼ばれる構成においては、低速側でのθとωの推定には限度が出てくるため、ある程度の低速となった時点で、短絡ブレーキに移ることが必要となることもある。

短絡ブレーキに移った後は、そのままドラム２２の停止まで短絡状態を保つことにより、比較的大きなブレーキトルクが得られる場合もあり、ブレーキの所要時間、すなわち完全にドラム２２の回転が停止するまでにかかる時間を短縮することができるという効果もある。

ただ、短絡ブレーキに入った時点で、残っているドラム２２の回転による運動エネルギーは、圧縮機３２の予熱には利用できないことになり、省エネの面からは、なるべくドラム２２が低速回転となるまで、短絡ブレーキに入れない方が有利となる傾向があるが、従来の技術のようにブレーキの期間中において、第１のインバータ回路５５の出力電力、すなわち第２のインバータ回路５６からの回生電力の値を始終固定してブレーキをかける場合と比べると、短絡ブレーキに移る時点でのドラム２２の残留運動エネルギーは、小さな値に抑えることができ、省エネ効果はあがるものとなる。

なお、本実施の形態においては、第１の電流成分Ｉｄと第２の電流成分Ｉｑの制御を行うためのｄ軸電流誤差増幅器７２、ｑ軸電流誤差増幅器７３は、それぞれＩｄ誤差からＶｄを計算し、Ｉｑ誤差からＶｑを計算するという、相互の干渉なしに設けた構成となっているが、永久磁石モータを含むモータは一般に、磁束に対して直交する位相に電圧が生ずるものとなるため、非干渉制御などと呼ばれるような、構成も存在する。

例えば、Ｖｑの算出にあたり、永久磁石の磁束ΨａにＩｄとインダクタンスＬｄを掛け合わせた成分を足した合成磁束を計算して角速度ω倍した起電力成分を、ｑ軸電流誤差増幅器７３に加え合わせ、また一方Ｖｄの算出にＩｑに角速度ωとインダクタンスＬｑを掛け合わせた成分を、ｄ軸電流誤差増幅器７２から差し引くなどの方法が用いられることもあり、それらの計算で使用されるＩｄ値、Ｉｑ値として、第２の回転換算器８２の出力ＩｄとＩｑを用いる構成、あるいは設定値となるＩｄｒとＩｑｒを用いる構成もある。

これらの構成を用いれば、ＩｄとＩｑの収束をより速やかにできる可能性があり、ＩｄｒとＩｑｒという設定値を独立に設けているという点から、第１の電流成分と第２の電流
成分を独立制御する本発明の構成の範囲内にあるものとみなされる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機の要部回路図を示すものである。

図７において、直流電源４０、ドラムモータ２４、圧縮機３２、第１のインバータ回路５５については、実施の形態２と同等のものを用いた上で、ドラムモータ２４を駆動する第２のインバータ回路９０、制御部９１を備えている。

本実施の形態においては、第２のインバータ回路９０は、第２の直流電圧制御手段９２からの速度指令信号ωｒを受ける構成となっており、Ｖｒ２の直流電圧を出力する直流電圧源９５、ＶＣＯ−Ｖｒ１を比例成分と積分成分の和として誤差増幅し、速度設定値として出力する増幅器９６、上限手段９７、力行時の速度設定値を出力する力行速度設定手段９８、第２のインバータ回路９０への出力を切り替える切替手段６６を有している。

上限手段９７は、増幅器９６の出力の単位時間当たりの変化に対して、上限値、すなわちブレーキ工程の加速度の絶対値を、最大１３０ｒ／ｍｉｎ／ｓに抑えることにより、特にドラム２２が低速となった場合で低下する回生能力の限度を考慮して、十分に回生電力が供給できる上限の条件を設定しているものとなっている。

シーケンス発生回路５９からのＳ１信号がブレーキである場合には、上限手段９７からの信号を採用し、Ｓ１信号がそれ以外である場合には、力行速度設定手段９８からの信号を採用し、第２のインバータ回路９０に設定速度ωｒを出力するものとなっている。

本実施の形態においては、増幅器９６は、内部で比例成分に加えて積分成分も計算して合算して速度設定値を出力するものとしているが、加速度（角加速度）とした上で、その上限を制限した出力が積分器を通すことにより速度設定値として以降の構成に用いる構成などとしても良く、ブレーキによるドラム２２の速度低下中にも、良好なＶＣＯ電圧制御の追従性が得られるものとなる。

また、本実施の形態においては、第１のインバータ回路５５の出力電力の信号Ｐを与える第１の直流電圧制御手段１０１は、上限手段９７を有している点が、実施の形態２とは異なるが、その他の構成要素は、実施の形態２と同等のものである。

すなわち、上限手段１０３が、増幅器６４の出力の上限、すなわちブレーキ工程における第１のインバータ回路５５の出力電力Ｐを第１のインバータ回路５５の構成部品の電気的な耐量、例えば第１のインバータ回路５５の出力電流値などが、限度内に入るよう上限を抑えるものとなっている。

ドラム２２のブレーキ工程には、シーケンス発生回路５９は「力行」、「ブレーキ」、「乾燥」の区別をするＳ１信号が出力され、「ブレーキ」である場合には、第２の直流電圧制御手段９２は、直流電源４０の電圧ＶＣＯが第２の直流電圧設定値Ｖｒ２（＝４３０Ｖ）を超えないように、第２のインバータ回路９０の回生電力を回生能力の限度内で調整し、第１の直流電圧制御手段１０１は、やはり直流電源４０の電圧ＶＣＯが第１の直流電圧設定値Ｖｒ１（＝４１０Ｖ）を超えないように、第１のインバータ回路５５の出力電力を限度内で調整するものとなっており、Ｖｒ１＜Ｖｒ２としているものである。

図８は、本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機の第２のインバータ回路９０の周辺の詳細ブロック図を示すものである。

第２のインバータ回路９０は、本実施の形態においては、力行、回生、乾燥のいずれの場合においても、速度制御手段６７の出力が、Ｉｑの指令値Ｉｑｒとして電流ベクトル制御手段６８に出力されるものとなっている。

電流ベクトル制御手段６８、および弱メ界磁制御手段８４は、実施の形態２と同等の構成となっている。

図９は、実施の形態３におけるブレーキ工程の動作波形図で、（ア）はドラム２２の速度、（イ）は第１のインバータ回路５５の出力電力を、（ウ）は直流電源４０のコンデンサ４３の電圧、すなわち出力電圧ＶＣＯを、それぞれ横軸にブレーキ開始から経過時間を取って示したものである。

ブレーキ開始時点から、第２のインバータ回路９０からの回生電力により、直流電源４０のコンデンサ４３は充電されて、ＶＣＯが上昇し、Ｖｒ１を超えた時点で第１のインバータ回路５５の出力電力が発生し、第１の直流電圧制御手段１０１により３００Ｗの上限値まで上昇する。

しかしながら、この時点で回生電力は３００Ｗを超えたものとなるため、さらにＶＣＯの上昇が見られ、０．５秒時点で、ＶＣＯがＶｒ２に達した時点で、第２の直流電圧制御手段９２は、第２のインバータ回路９０の回生能力の限度内、すなわち本実施の形態においては上限手段９７により決定される制限内での回生電力の調整を行い、前記限度内では、ＶＣＯはほぼＶｒ２に保たれ、回生電力は第１のインバータ回路５５の出力電力である３００Ｗにほぼ等しい状態での動作となる。

その後ブレーキによりドラム２２の速度の低下中である、１１秒時点で、単位時間当たりの速度の変化が上限手段９７で設定された上限値、１３０ｒ／ｍｉｎ／ｓに達した状態となり、これが本実施の形態における回生能力の限度として作用するものとなって、以降は回生電力が３００Ｗを下回るようになり、その結果、コンデンサ４３の静電エネルギーが放出され、ＶＣＯの低下が始まる。

本実施の形態においては、特に上限手段９７により、ブレーキ工程の加速度の絶対値に対して、最大１３０ｒ／ｍｉｎ／ｓという値を設定したことにより、ドラム２２の速度低下とともに、回生能力の限度が生じさせる動作が行われ、ＶＣＯがＶｒ２から低下し始めるという動作となる。

そして、上記の１３０ｒ／ｍｉｎ／ｓという値については、特にドラム２２が低速となった場合で低下する回生能力の限界を考慮して、十分に回生電力が供給できる上限の条件を設定することにより、第２のインバータ回路９０の回生能力の限度としているものとなっている。

ＶＣＯがＶｒ１まで低下した時点で、第１の直流電圧制御手段１０１の動作により、ＶＣＯの値が、Ｖｒ１と等しくなるように、第１のインバータ回路５５の出力電力の調整が行われるという点は、実施の形態２と同様となるものであり、その後、第１のインバータ回路５５の出力電力は、ドラム２２の速度がほぼゼロとなる１８秒時点に至るまで、ほぼドラム２２の速度の低下に比例して低下するものとなる。

すなわち、本実施の形態においても、ドラム２２の速度から、直接、第１のインバータ回路５５の出力電力を決めているものではないが、巧妙な構成により、ブレーキ工程には、ドラム２２の速度低下に伴って、第１のインバータ回路５５の出力電力を低下させる工程が存在するものとなる。

一般に、第２のインバータ回路９０の回生能力、すなわちドラム２２の運動エネルギーを直流電源４０の出力に電気パワーとして、効率よく供給できる電力の限度は、ドラム２２の速度の低下とともに低下していくものであり、その局面において、ＶＣＯがＶｒ２からＶｒ１に移ることになり、それ以降は第１の直流電圧制御手段１０１による、第１のインバータ回路５５の出力電力の調整がなされることになり、第２のインバータ回路９０からの回生能力の限度がどのような制御、あるいは構成要素の特性から自ずと発生しているものかは問わず、第１のインバータ回路５５の出力電力の低下がなされる工程が存在するものとなるため、ドラム２２の運動エネルギーの有効利用が実現されるものとなる。

図９（ア）においては、９００ｒ／ｍｉｎ以上の速度条件では、ブレーキによるドラム２２の速度低下は見られるが、第１のインバータ回路５５の出力電力は、０Ｗから３００Ｗへの立ち上がり、すなわち増加であったり、３００Ｗの一定であったりするものとなるが、少なくとも工程の高速側である８００ｒ／ｍｉｎ付近と、ゼロ付近の低速側で比較すると、高速側でブレーキトルクが大となってブレーキ時間の短縮効果があり、また低速側ではブレーキトルクが抑えられ、低速まで無理なく回生動作が継続できるという効果は、確実に得られるものとなる。

本実施の形態において、第２の直流電圧制御手段９２は、ドラム２２のブレーキ工程のＶＣＯの制御を、速度設定値ωｒを用いた制御手段を介して、Ｉｑの設定値Ｉｑｒを調整する形で構成しているため、（ア）に示されるように、ドラム２２のブレーキ工程の速度制御手段６７に設定される速度指令値ωｒは、開始時点ｔ＝０から、停止に至るまでの期間、時間とともに減少するものとなる。

このように、速度制御の設定値ωｒを介して、ブレーキ工程にも力行時と同様に速度制御手段６７を活用する構成は、速度制御と電流制御が常にセットとなった状態での動作安定性が保証されたシステムへの応用の面で有利であり、センサレスの構成においてはブレーキ工程のθ、ωの推定動作保証がしやすく信頼性の高い洗濯乾燥機とすることができるものとなる。

なお、本実施の形態においても、ドラム２２が完全な停止に至る前に、第２のインバータ回路９０の出力電圧をゼロとするなどして、ドラムモータ２４を短絡状態とした短絡ブレーキに移っても良い。

図１０は、実施の形態３における圧縮機３２のモータを示す図であり、（ア）は断面図、（イ）は結線図を示したものである。

図１０において、固定子１１１が、鉄心１１２、巻線１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９によって構成され、Ｕ、Ｖ、Ｗ、という３相の回転磁界が発生できる状態に仕上げられ、その内側に固定子１１１に対して回転自在に出力軸１２１、鉄心１２２、永久磁石１２３、１２４、１２５、１２６で構成した回転子１２７を設けている。

本実施の形態においては、（ア）に示されるように、永久磁石１２３、１２４、１２５、１２６はネオジウムを用いた弓形のものとしており、鉄心１２２の奥深く埋め込んで設けた、埋め込み磁石といわれる構成としている。

埋め込み磁石の構成としたことにより、リラクタンストルクを活用した高効率の運転が可能となり、効率面で有効となる。

しかしながら、埋め込み磁石の構成が必須となるというものではなく、表面磁石（ＳＰ
Ｍ）と呼ばれるように、回転子の表面に磁石を張り付けた構成のものなどであっても良い。

永久磁石１２３、１２５は、固定子１１１に対向する外側にＮ極が、また永久磁石１２４、１２６は、固定子１１１に対向する外側にＳ極が出るように配置され、４極の構成のインナーロータの構成となっている。

これに関しても、回転子が固定子の外側に配置されるアウターロータや、軸方向の空隙を挟んで回転子と固定子が対向するアキシャルギャップなどとも呼ばれる構成、さらにそれらを組み合わせた構成としても構わない。

（イ）の結線図においては、Ｕ相の巻線１１４、１１７、Ｖ相の巻線１１５、１１８、Ｗ相の巻線１１６、１１９のように、２つずつの巻線が直列に接続された上で、中性点Ｎを中心にスター接続され、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相の入力端子を持ったものとなっており、いずれの巻線も黒丸のついた端子から電流が流れ込んだ場合には、回転子１２７との対向側にＮ極が生ずる極性となっている。

図１１は、本実施の形態において停止中の圧縮機のドラム２２のブレーキ工程における電流ベクトル図および波形図であり、（ア）ｄ−ｑ平面の電流ベクトル図、（イ）Ｉｄの波形図、（ウ）Ｉｑの波形図を示したものである。

ドラムモータ２４についても永久磁石を用いた構成を説明したが、圧縮機３２についても、一般にＩｄと呼ばれる、永久磁石１２３、１２４、１２５、１２６の有する磁束ベクトルと平行な第１の電流成分と、それに直交する一般にＩｑと言われる第２の電流成分に分けて表すことができる。

（ア）に示される電流Ｉａは、圧縮機３２に入る電流の合成ベクトルであり、本実施の形態においては、直流Ｉｄｃがｄ軸成分の電流として供給され、その上に、反時計方向に毎分１０００回転する交流成分Ｉａｃが重畳したベクトル和がＩａとなっている。

（イ）に示されるＩｄの波形については、直流成分Ｉｄｃを中心として、上下に増減するものとなっている。

（ウ）に示すＩｑについては、直流成分は含まず、交流成分のみの波形となっている。

ＩｄとＩｑの合成した電流Ｉａが、第１のインバータ回路５５から、ドラム２２のブレーキ工程に、停止している状態の圧縮機３２に供給されることにより、圧縮機３２には、交流成分を含んだ電流が供給されるものとなる。

圧縮機３２の電力消費に関して、特に従来の技術に見られる直流励磁との大きな違いは、鉄損の存在にある。

従来の技術に見られる直流励磁では、圧縮機の損失が各巻線の抵抗分で発生するものに限定されるのに対し、本実施の形態においては、交流成分を含んでいることから、銅損だけでなく、鉄損すなわち鉄心１１２、１２２内で渦電流損やヒステリシス損としても発生するものとなり、結果的に圧縮機３２への電流の実効値を抑えた状態、すなわち第１のインバータ回路５５の損失を抑えた状態でも、圧縮機３２の発熱とにつながる電力消費を大きく得ることができ、また圧縮機３２のより広い部分が発熱するものとなるため、ブレーキ工程に第１のインバータ回路５５での不要な発熱を抑えながら、鉄損も併用した圧縮機３２の合理的な予熱を行うことができるものとなる。

また、圧縮機３２の発熱が、鉄損によっても行われる分、同一発熱パワーを得る場合には、鉄損分だけ直流励磁よりも、銅損を低減することができるため、エナメル線を用いた巻線１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９の温度上昇を抑えることができ、ブレーキ工程の発熱による絶縁不良などの心配のない、信頼性の高い洗濯乾燥機を提供することができるものとなる。

なお、本実施の形態においては、図１１（ア）に示したように、交流成分Ｉａｃを楕円状に変化させるものとしており、Ｉｑ変化による振動トルクの発生を低減させるものとしたが、圧縮機に供給する電流は、このような電流ベクトルで示されるものにすることが必要というものではなく、図１１に示した電流以外のものであっても構わない。

なお、振動するＩｑを含む場合、回転子１２７は回転しないまでも、微小な往復運動を伴う場合もあるが、そのような状態についても、冷媒を圧縮する動作は行われないことから、停止として捉えるものとしている。

停止している圧縮機に交流成分を含む電流を供給している状態においては、少なくともｄ−ｑ平面上での電流ベクトルＩａの位相、絶対値の少なくとも一方は、交流成分の周波数で時間と共に変動するものとなる。

圧縮機が３相の場合であれば、３線の電流波形を測定した場合に、少なくとも２線に交流電流成分が重畳されている状態となることも、直流励磁とは異なる状態として観測に現れるものとなる。

また、停止している圧縮機３２に対して、直流成分Ｉｄｃをｄ軸に供給し続けるということは、電流の実効値が、相によってアンバランスとなる状態が続くことになるため、たとえば数秒間隔で、直流成分を流す相を入れ替えるなどの構成としてもよく、それによりすべての巻線の負担がほぼ均等となるようにすることができ、一部の巻線のみの温度が過剰に上昇することを防ぐことができる。

このように、本実施の形態においては、ドラム２２のブレーキ工程の単位時間当たりの速度の変化の絶対値は、上限値を有するものとし、またドラム２２のブレーキ工程の第１のインバータ回路５５の出力電力にも、３００Ｗという上限値を設け、その上限値に制限されつつ、直流電源の電圧ＶＣＯが、第１の直流電圧設定値Ｖｒ１よりも高く、ほぼＶｒ２となる状態が存在するものとなっているため、結果として、第２のインバータ回路９０からの回生電力の上限値が３００Ｗに制限されるものとなり、第１のインバータ回路５５、第２のインバータ回路９０の構成部品への電気的ストレスが過大となることを防ぐことができ、信頼性の高い洗濯乾燥機を実現することができるものとなる。

しかしながら、第１のインバータ回路５５の出力電力の上限値を設定する制御要素が必ずしも必要というものではなく、例えば圧縮機３２に供給する電流の変動や、直流電源４０の出力の変動などに対して、第１のインバータ回路５５の出力電力値の変動の限度が自ずと決まり、それが装置の動作に問題がない範囲に収まる場合などについては、設けることは必要がない。

さらに、洗濯乾燥機においては、乾燥動作の開始、すなわち圧縮機３２の運転を、洗濯動作の途中、例えば最終の脱水を行っている期間に開始するということも、乾燥性能の向上や乾燥時間短縮の点から有利となる場合があり、第１のインバータ回路５５への信号については、切替手段６６が圧縮機速度設定手段６５の信号を選択する状態として実現することが可能である。

この場合、圧縮機３２の停止中と比較すると、第１のインバータ回路５５の出力電力は大となり、かつ第１の直流電圧制御手段１０１による、ＶＣＯをＶｒ１に保とうとする機能も存在しないものとなる。

本実施の形態においては、その状態で、ドラム２２のブレーキを動作させた場合には、ドラム２２の速度が大きい期間には、第２のインバータ回路９０から大きな回生電力が発生して、ＶＣＯに対してＶｒ２の電圧を維持する動作となるが、ブレーキによる速度の低下によって、ドラム２２の加速度（角加速度）の絶対値が１３０ｒ／ｍｉｎ／ｓに達した時点、すなわち回生能力が限度に達した時点で、ＶＣＯはＶｒ２から低下するものとなり、その状態では第１の直流電圧制御手段１０１による第１のインバータ回路５５の出力電力の調整機能もない状態であることから、ＶＣＯは２８０Ｖ程度まで低下した状態で、交流電源４１からの電力供給を受けるものとなる。

よって、ドラム２２のブレーキによる回生電力で、第１のインバータ回路５５の出力電力のすべてを賄うことはできないが、それでもドラム２２の運動エネルギーをなるべく効率良く直流電源４０の出力にまで取り出して、第１のインバータ回路５５の出力電力の一部として活用し、省エネ効果を上げることはできるものとなる。

なお、第１のインバータ回路５５について、本実施の形態においては、出力電力値（Ｗ値）を指令値として入力された状態で、制御されるものとしているが、例えば、交流成分を含む電流値の（Ａ値）や、線間電圧値（Ｖ値）などとしても良く、要は第１のインバータ回路５５が消費する電力が加減できる要素があれば良く、それによって、ブレーキ工程における直流電源４０の出力電圧ＶＣＯが、第１の直流電圧制御手段１０１によって制御され、結果として、第１のインバータ回路５５の出力電力が可変となるものである。

Ｖｒ１とＶｒ２の差については、本実施の形態においては、２０Ｖとしているが、各部の構成部品ばらつきや制御時の変動などにより、設計を加減することができるものであり、Ｖｒ１、Ｖｒ２ともに、通常の運転時の直流電源４０の出力電圧よりも高めに設定することにより、Ｖｒ１、およびＶｒ２に制御された状態においては、交流電源４１からの電力供給がなくなった状態、すなわち実質的に交流電源４１から切り離された状態での運転となるため、ブレーキ工程の回生電力が、圧縮機３２の予熱に回ることになる。

よって、例えば力行時の力率改善、あるいは直流電圧ＶＣＯを高めるため、交流電源の周波数の２倍や、数十キロヘルツなどのスイッチング素子を設けて昇圧機能を有するコンバータ回路などが設けられたものを直流電源として使用する場合には、Ｖｒ１およびＶｒ２は、さらに高めの値に設定しておいても良いが、ブレーキ工程に上記コンバータ回路の昇圧動作を停止するか、出力電圧を十分に絞った設定に切り替えることにより、通常の力行時のＶＣＯ程度の電圧に、Ｖｒ１やＶｒ２を設定することも可能となり、各部品の耐電圧をそれほど高いものにする必要もない。

また、圧縮機３２は永久磁石１２３、１２４、１２５、１２６を有し、第１のインバータ回路５５は、ドラム２２のブレーキ工程に、圧縮機３２が停止した状態で交流成分を含んだ電流を供給するものとしている。

これにより、ドラム２２の速度がたとえば毎分１７００回転というような高速の状態で、ブレーキを開始した場合、まず第１のインバータ回路５５の出力電力の上限値３００Ｗに制限された状態で、第２のインバータ回路９０の回生電力も同等値にバランスした期間において、十分なブレーキトルクがドラム２２に作用し、急速にドラム２２の運動エネルギーを圧縮機３２に回収し、短いブレーキ時間とすることに効果を上げることができ、そ
の後のドラム２２の単位時間当たりの速度変化が上限値に抑えられた期間には、第１のインバータ回路５５の出力電力が低下していくことにより、第２のインバータ回路９０によるドラム２２の速度に応じた無理のない回生電力の発生がなされ、ドラムモータ２４や第２のインバータ回路９０での電力損失を下げた状態での運転となり、ドラム２２の速度が相当低い値となるまで、回生電力を利用した圧縮機３２の予熱が可能となるので、省エネ面で非常に大きな効果を上げることができるものとなる。

圧縮機３２の予熱に使用されたエネルギーは、洗濯の後の乾燥を行う際に、ヒートポンプ３０の温度の立ち上がりを早める熱として使用されるものとなるため、ドラム２２の運動エネルギーが有効に使用されるものとなり、省エネ面で有利となるとともに、ヒートポンプ３０の温度の立ち上がり時間の短縮による乾燥時間の短縮にも効果が期待できるものとなる。

なお、回生電力が次第に低下していく期間におけるドラム２２のブレーキトルクについては、電力／速度の関係から、ほぼ一定値に近いものとなり、機構系への無理な力が加わることもなく、スムーズな停止動作が行われるものとなる。

（実施の形態４）
図１２は、本発明の実施の形態４において停止中の圧縮機のドラムのブレーキ工程における電流ベクトル図および波形図であり、（ア）ｄ−ｑ平面の電流ベクトル図、（イ）Ｉｄの波形図、（ウ）Ｉｑの波形図を示したものである。

本実施の形態においては、実施の形態３と比較して、圧縮機３２に供給される電流Ｉａの生成が異なるものとしているが、その他の構成に関しては、実施の形態２と全く同等である。

（ア）に示される電流Ｉａは、圧縮機３２に入る電流の合成ベクトルであり、本実施の形態においては、直流Ｉｄｃがｄ軸成分の電流として供給され、その上に、ｄ軸に平行に毎分２０００回交番する交流成分Ｉａｃが重畳したベクトル和がＩａとなっている。

（イ）に示されるＩｄの波形については、直流成分Ｉｄｃを中心として、上下に増減するものとなっており、本実施の形態においては、Ｉａのｄ軸成分ＩｄについてＩｄ＜０にまで振れている。

（ウ）に示すＩｑについては、ゼロとなる。

合成した電流Ｉａが、第１のインバータ回路５５から、ドラム２２のブレーキ工程に、停止している状態の圧縮機３２に供給されることにより、圧縮機３２には、交流成分を含んだ電流が供給されるものとなる。

（実施の形態５）
図１３は、本発明の実施の形態５において停止中の圧縮機３２のドラム２２のブレーキ工程における電流ベクトル図および波形図であり、（ア）ｄ−ｑ平面の電流ベクトル図、（イ）Ｉｄの波形図、（ウ）Ｉｑの波形図を示したものである。

本実施の形態においても、第３および実施の形態４と比較して、圧縮機３２に供給される電流Ｉａの生成が異なるものとしているが、その他の構成に関しては、第２および実施の形態３と全く同等である。

（ア）に示される電流Ｉａは、圧縮機３２に入る電流の合成ベクトルであり、本実施の
形態においては、直流Ｉｄｃがｄ軸成分の電流として供給され、その上に、交流成分Ｉａｃが重畳しており、Ｉａの電流ベクトルの先端が、ほぼ８の字を描く形で、毎分１０００回周回している。

（イ）に示されるＩｄの波形については、直流成分Ｉｄｃを中心として、上下に毎分１０００回の頻度で増減するものとなっている。

（ウ）に示すＩｑについては、ゼロを中心に正／負に交番する波形となり、交番の頻度は、Ｉｄの２倍の毎分２０００回となる。

合成した電流Ｉａが、第１のインバータ回路５５から、ドラム２２のブレーキ工程に、停止している状態の圧縮機３２に供給されることにより、圧縮機３２には、交流成分を含んだ電流が供給されるものとなる。

よって、本実施の形態においては、異なるＩｄとＩｑは周波数成分を有している。

以上、実施の形態３〜５において、ドラム２２のブレーキ工程に、圧縮機３２に供給される電流のベクトルＩａについて、３つの例を示したが、これ以外のものであっても良く、要は停止している圧縮機３２に対し、いずれかの線電流に交流成分を含んでいるものであれば、鉄損の発生による効果的な電力消費が実現できるという本願の効果を得ることができるものであり、複数の周波数成分が線電流に入り混じったもの、また周波数が時間とともに変化していくものなども含め、本願の範疇となる。

（実施の形態６）
図１４は、本発明の実施の形態６における洗濯乾燥機のブレーキ工程のフローチャートを示すものである。

本実施の形態においては、実施の形態３と異なる部分のみを説明するものとし、それ以外の部分については、実施の形態３と同等のハードおよびソフトの構成となっている。

図１４において、洗濯乾燥機に衣類が入れられ、電源が供給させた時点でスタート１３０となり、次にコース設定１３１に入る。

コース設定１３１では、使用者による操作が可能なスイッチを有するコース設定手段１３２からの信号を受け取るという動作を行い、洗濯後に乾燥を行う第１のコース設定と、乾燥は行わない第２のコース設定のいずれかが選択され、運転が開始される。

ここで、「洗濯」とは、衣類２１が洗剤入りの水が入った状態で、ドラム２２の回転を行う「洗い」、洗剤を入れない水を入れた状態でドラム２２を回転させ、洗剤と汚れを水に流しだす「すすぎ」の動作を、「洗い」から「すすぎ」の順に行うものであり、かつ「洗い」から「すすぎ」に移る際には、洗剤を含んだ水の排水後に「脱水」がなされ、また「すすぎ」については、本実施の形態においては、２回行っており、１回目の「すすぎ」の後、やはり排水後に「脱水」が行われ、２回目の「すすぎ」が終わった後にも、「脱水」が行われるものとなっている。

「脱水」については、ドラム２２をドラムモータ２４から毎分１７００回転の高速で回転させることにより、遠心力による衣類２１からの水分の除去を行うものとなっている。

本実施の形態においては、乾燥を行わない第２のコースは、具体的には洗濯のみが行われ、最終的には、すすぎの後、脱水された状態でコースを終了するものとなり、第２のコ
ースの終了後には、使用者は衣類２１を取り出して、天日に干して乾燥させるという作業を行うものとなる。

したがって、第１のコースと第２のコースは、いずれも脱水の動作が含まれており、本実施の形態においては、それらの脱水の終了時にドラム２２にブレーキを用いるものとなっている。

ブレーキ工程１３３は、ブレーキ工程に入ったかどうかの判定を行うものであり、「洗い」、「乾燥」である場合には、Ｎｏとなり、再びブレーキ工程１３３に戻るループとなる。

ブレーキ工程にはＹｅｓとなるため、コース番号１３４の判断に進むものとなる。

なお、本実施の形態においては、ブレーキ工程となるのは、「洗い」の後の排水後と、「すすぎ」の途中で、１回目の排水後、および２回目（最終すすぎ）の排水後であり、いずれもドラム２２の速度が毎分１０００回転以上（最大毎分１７００回転）という高速で回転している状態で発生させているが、高速でドラム２２が回転している状態以外でブレーキを行ってもよく、例えば「洗い」や「すずき」で、ドラム２２を毎分１００回転程度の低速で、左右交互に頻繁に回転方向を変えている場合などにも、ドラム２２にブレーキを作用させることにより、衣類２１への機械力の増大が図られ、洗濯性能の向上につながることはあり、運動エネルギーとしては、ブレーキ１回当たりの運動エネルギーの回生による省エネ効果としては、高速時よりも低いが、回数が幾度も重なることによって、有効活用を図る対象となる場合もあり得る。

コース設定手段１３２で設定されたコース番号が、第１のコース、すなわち洗濯と乾燥の順に行う場合には、設定１３５に進み、ここで直流電圧源９５に対してＶｒ２＝４３０Ｖの設定、直流電圧源６３に対してＶｒ１＝４１０Ｖの設定、電圧設定器８５に対して、Ｖａｒ＝１７０Ｖの設定がなされ、ちょうど実施の形態３で説明した状態となる。

その後、第１のコースは、ドラム速度＜５０ｒ／ｍｉｎ１３６の判断に入り、ブレーキによるドラム２２の速度低下が、５０ｒ／ｍｉｎを下回るまで進むのを待つループとして作用し、ドラム２２の速度が５０ｒ／ｍｉｎを下回った時点で、短絡ブレーキ１４０に入り、ここでドラムモータ２４は、線間電圧がゼロとなる状態、すなわち３線が短絡された状態に相当するように第２のインバータ回路９０が働くことにより、停止に至るものとなる。

これに対して、第２のコース、すなわち洗濯のみの場合には、設定１３７に進み、Ｖｒ１＝２００Ｖ、Ｖｒ２＝４３０Ｖ、Ｖａｒ＝１００Ｖの設定がなされるものとなる。

第２のコースを進んだ場合には、次にドラム速度＜５００ｒ／ｍｉｎ１３８の判断に入り、ブレーキによるドラム２２の速度低下により、ドラム２２の速度が５００ｒ／ｍｉｎを下回る状態になるまでは、Ｎｏにてループ待ちの状態となり、５００ｒ／ｍｉｎを下回った時点でＹｅｓが立ち、短絡ブレーキ１４０に入る。

図１５は、本発明の実施の形態６における洗濯乾燥機のドラムのブレーキ工程におけるドラムモータのＵ相の電流Ｉｕの波形図で、（ア）は第１のコース設定の場合、（イ）は第２のコース設定の場合のものを示したもので、（ア）と（イ）の両者について、１７００ｒ／ｍｉｎからブレーキを開始した後、ドラム２２の速度が１６００ｒ／ｍｉｎに達した段階のものを前半に、またドラム２２の速度が２００ｒ／ｍｉｎに達した段階のものを後半に示している。

本実施の形態においては、第２のコース設定では、Ｖａｒ＝１００Ｖで第１のコース設定よりも低い電圧値となっているため、高速域となる１６００ｒ／ｍｉｎにおいては、弱メ界磁がより大きく作用する動作となり、Ｉｄの絶対値が大となり、よってＩｕのピーク値は、７Ａという大きい値となる。

これに対し、第１のコース設定では、Ｖａｒ＝１７０Ｖという高めの電圧設定となるため、弱メ界磁のための電流成分（Ｉｄ）の絶対値は、ほぼ必要最小限となり、Ｉｕのピーク値も、５．５Ａにとどまる。

よって、第２のコース設定の方が、第１コース設定よりも１６００ｒ／ｍｉｎでのドラムモータ２４の損失は大きくなるが、第１のインバータ回路５５の出力電力に加えて、ドラムモータ２４の損失も大きい値として加算されたものが、第２のインバータ回路９０からの回生電力となるため、ドラム２２に作用するブレーキトルクとしては大きいものが得られるものとなる。

２００ｒ／ｍｉｎにまでドラム２２の速度が低下した段階については、第１のコース設定においては、第１のインバータ回路５５の出力電力が、３００Ｗよりもかなり絞られた状態となっていることと、Ｉｄが０Ａ、すなわち弱メ界磁ではない運転となることから、ピークで２．５Ａという小さい値となりつつ、回生電力を圧縮機３２の予熱パワーとして供給し続けているのに対し、第２のコース設定した場合には、短絡ブレーキの動作により、回生電力は発生せず、８Ａのピーク電流値となり、それによるドラムモータ２４の損失によってドラム２２のブレーキトルクが生じている状態となっている。

なお、本実施の形態においては、設定１３７にて通常の力行時の直流電源４０の出力電圧ＶＣＯよりも低いＶｒ１＝２００Ｖという設定も加えており、この設定により、ＶＣＯの値が、Ｖｒ１と等しくなるように、第１のインバータ回路５５の出力電力を調整するという第１の直流電圧制御手段１０１の機能は、実質的に殺された状態となり、その結果、第１のインバータ回路５５の出力電力は、３００Ｗに固定された状態となり、５００ｒ／ｍｉｎまでドラム２２の速度が低下する間の動作としては、第２のインバータ回路９０の回生電力は、ほぼ３００Ｗの一定値を保った状態となる。

これらの要因により、本実施の形態における第２のコース設定でのドラム２２のブレーキ工程のドラムモータ２４の電流の実効値は、第１のコース設定でのドラム２２のブレーキ工程に比べて大となり、ブレーキでドラム２２が停止するまでに要する時間という面では、第２のコース設定の方が短くなる。

第２のコース設定では、乾燥を行わないため、ブレーキ工程にドラム２２が持つ運動エネルギーを、効率よく圧縮機３２に導いたとしても、無駄なものとなって捨てる熱にしかならないことから、意味が薄いものとなり、むしろブレーキ時間の短縮による洗濯時間の短縮が可能となる、本実施の形態のように電流の実効値を増したブレーキの掛け方が有効となる。

図１５で示した電流値は、すべて線電流Ｉｕのピーク値で示しているが、ｄ−ｑ面上の値で見ても、電流波形が正弦波と仮定した例では、Ｉｕピーク値の１．２２（１．５の平方根）倍となるというように、スケールが変わるだけであり、大小関係については、やはり第２のコース設定の場合が、第１のコース設定の場合よりも大となることには変わりない。

ブレーキ期間中のドラムモータ２４の電流の実効値については、同一のドラム２２の速
度から、ドラム２２のブレーキの開始からドラム２２が停止するまでの時間での実効値、すなわち線電流の瞬時値の二乗をブレーキ期間で時間積分した値を時間平均し、さらに平方根（スクエアルート）をとった値で比較することができる。

なお、第１のコース設定と第２のコース設定で、脱水のドラム２２の速度が異なるなど、ブレーキ開始時点の速度が異なる場合には、ブレーキ開始時点のドラム２２の速度が低い方のコースでのブレーキ開始時速度から停止するまでの期間での電流値の実効値で比較することができる。

また、本実施の形態においては、コース設定手段１３２により選択できるコース数は２つとしているが、より多くのコース数から選択ができるものであってもよく、その場合には、脱水後のブレーキ工程のドラムモータ２４の電流値に関して、洗濯と乾燥の順に行うすべてコース設定での最小値が、乾燥を行わないすべてのコース設定（例えば、洗いとすすぎ、洗いのみ、すすぎのみ、脱水のみなど）での最大値よりも小となる場合には、本発明の範疇とみることができる。

なお、第２〜６の各実施の形態においては、いずれもドラムモータのＩｄとＩｑを独立制御する電流ベクトル制御手段を用いた構成としているが、第１の発明において、特に電流ベクトル制御を構成することがどうしても必要となるというものではなく、例えば電圧ベクトルの大きさと位相を設定する制御などであっても構わない。

また、本実施の形態においては、Ｖａｒ値の設定を第１のコースと第２のコースで異なった値とすることにより、後者でのＩｄ値の絶対値は、前者でのＩｄ値の絶対値よりも大となり、その結果として、ドラムモータ２４の電流値の差が生じるものとなっており、力行時に使用している構成要素をそのまま使用できる点で、設計の工数が削減できるなどの効果があるものとなっている。

しかしながら、このような構成に限定されるというものではなく、例えば第２のコースでは、ブレーキ工程に直接Ｉｄ値の設定を行うものとし、第１のコースの場合よりも大きな電流値がドラムモータ２４に供給されるようにする構成などであっても構わない。

さらに、ブレーキ工程のＩｄｍ値の設定については、本実施の形態では、０としているが、正の値にすることもよく、ドラム２２が低速となった際に、誘導起電力の低下した状態で、ドラムモータ２４の入力電圧Ｖａは、引き続きＶａｒに保たれるよう、Ｉｄが正、すなわち強メ界磁の状態となるが、Ｉｄが存在する分電流値を増大させる運転となるので、特に第２のコースでの低速域、例えばドラム２２の速度が３００ｒ／ｍｉｎ前後の短絡ブレーキの前段階で、Ｖａｒ＝１７０Ｖ程度の設定と合わせて行う構成により、ブレーキ時間の短縮効果が上がり、かつドラムモータ２４やドラム２２の振動を防止する効果も上げられる場合もある。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、ドラムがより低速になるまでの運動エネルギーを、回生電力としてより有効に取り出して圧縮機に消費させ、省エネ面で優れたものとするとともに、高速では十分なブレーキトルクを発揮させ、ブレーキ時間の短縮も行うことが可能となるので、一般家庭、事務所、業務用として使用され、洗濯から乾燥までを自動で行うことができる洗濯乾燥機に適用できる。

２２ ドラム
２４ ドラムモータ
３２ 圧縮機
３０ ヒートポンプ
３６、５５ 第１のインバータ回路
３８、５６、９０ 第２のインバータ回路
４０ 直流電源
４５、５８、９１ 制御部
６０、１０１ 第１の直流電圧制御手段
６８ 電流ベクトル制御手段
６７ 速度制御手段
９２ 第２の直流電圧制御手段
１２３、１２４、１２５、１２６ 永久磁石
１３２ コース設定手段

Claims (7)

1. ドラムと、前記ドラムを駆動するドラムモータと、圧縮機を有し乾燥時に前記ドラム内の空気を除湿するヒートポンプと、前記圧縮機に電流を供給する第１のインバータ回路と、前記ドラムモータに電流を供給する第２のインバータ回路と、前記第１のインバータ回路と前記第２のインバータ回路に共通の直流電圧を供給する直流電源と、前記ドラムモータに設けられたエンコーダ、または電気的な諸量からの計算、によって速度信号を得る構成と、前記速度信号によって前記ドラムの回転速度を検出するとともに、前記第１のインバータ回路と前記第２のインバータ回路を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記第２のインバータ回路から前記第１のインバータ回路に回生電力を供給して、前記ドラムを停止させるブレーキ工程を行い、前記ブレーキ工程に、前記ドラムの速度の低下に伴い前記第１のインバータ回路の出力電力を低下させる工程を有する洗濯乾燥機。
2. 前記制御部は、前記ブレーキ工程に、前記第１のインバータ回路の出力電力を調整する第１の直流電圧制御手段を有し、前記第１の直流電圧制御手段は、前記直流電源の直流電圧が第１の直流電圧設定値を超えないように前記第１のインバータ回路の出力電力を調整する請求項１に記載の洗濯乾燥機。
3. 前記制御部は、前記ブレーキ工程に、前記第２のインバータ回路の回生電力を調整する第２の直流電圧制御手段を有し、前記第１のインバータ回路の出力電力は、上限値を有し、前記第２の直流電圧制御手段は、前記直流電源の直流電圧が第２の直流電圧設定値を超えないように前記第２のインバータ回路の回生電力を、前記ドラムの速度によって変化する限度内で調整し、前記第１の直流電圧設定値は前記第２の直流電圧設定値より低い請求項２に記載の洗濯乾燥機。
4. 前記第１のインバータ回路は、前記ブレーキ工程に、前記圧縮機が停止した状態で交流成分を含んだ電流を供給する請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
5. 前記ドラムモータは永久磁石を有し、前記第２のインバータ回路は、前記永久磁石の有する磁束ベクトルと平行な第１の電流成分と、前記第１の電流成分に直交する第２の電流成分を独立制御する電流ベクトル制御手段と、前記第２の電流成分の指令値を調整する速度
   制御手段を有し、前記ブレーキ工程の前記速度制御手段の速度指令値は、時間とともに減少する請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
6. 前記ブレーキ工程の単位時間当たりの前記ドラムの速度の変化の絶対値は、上限値を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
7. 洗濯後に乾燥を行う第１のコース設定と、乾燥を行わない第２のコース設定が可能なコース設定手段を有し、前記第２のコース設定での前記ブレーキ工程の前記ドラムモータの電流の実効値は、前記第１のコース設定での前記ブレーキ工程に比べて大である請求項１〜６のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。