JP6173716B2

JP6173716B2 - Compressor drive unit for clothes dryer

Info

Publication number: JP6173716B2
Application number: JP2013035735A
Authority: JP
Inventors: 井澤　浩一; 浩一井澤
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: JP2014161539A

Description

本発明の実施形態は、衣類乾燥機のコンプレッサ駆動装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a compressor driving device for a clothes dryer.

ヒートポンプ式の乾燥機能を備えた衣類乾燥機において、ヒートポンプ（冷凍サイクル）を構成するコンプレッサの運転効率を高めることは、乾燥性能の向上やエネルギー消費量の低減（省エネ化）に繋がるため、非常に重要である。そのため、コンプレッサの駆動源となるモータとして、効率の良いＤＣブラシレスモータを用いる構成が広く普及している。しかし、ＤＣブラシレスモータが高価であるため、コンプレッサひいては衣類乾燥機の製造コストが高くなるという問題があった。 In clothes dryers equipped with a heat pump-type drying function, increasing the operating efficiency of the compressor that makes up the heat pump (refrigeration cycle) leads to improved drying performance and reduced energy consumption (energy saving). is important. Therefore, a configuration using an efficient DC brushless motor is widely used as a motor serving as a compressor drive source. However, since the DC brushless motor is expensive, there is a problem that the manufacturing cost of the compressor and thus the clothes dryer increases.

一方、従来から、低価格のＡＣモータ（単相誘導モータ）によりコンプレッサを駆動する構成が知られている。このような構成によれば、製造コストを安くすることができる。ところが、ＡＣモータは、商用電源の周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に同期した回転速度で運転されるため、コンプレッサを制御して乾燥性能の向上や省エネ化を図ることが困難であった。 On the other hand, conventionally, a configuration in which a compressor is driven by a low-cost AC motor (single-phase induction motor) is known. According to such a configuration, the manufacturing cost can be reduced. However, since the AC motor is operated at a rotational speed synchronized with the frequency (50 Hz or 60 Hz) of the commercial power supply, it is difficult to improve the drying performance and save energy by controlling the compressor.

このような事情から、ＤＣブラシレスモータを駆動するためのインバータ装置により、主巻線および補助巻線を備えた単相誘導モータを駆動することが考案されている。このような構成によれば、インバータ装置の出力によって主巻線および補助巻線に対して２相の交流電圧が印加されるため、単相誘導モータを安定して起動することができる。しかし、インバータ装置に供給される直流電圧（主回路電圧）による制約から、主巻線および補助巻線に印加される電圧を十分に高めることが難しい。そのため、単相誘導モータから十分なトルクが得られず、コンプレッサの運転周波数を高く設定することができない場合がある。 Under such circumstances, it has been devised to drive a single-phase induction motor having a main winding and an auxiliary winding by an inverter device for driving a DC brushless motor. According to such a configuration, since the two-phase AC voltage is applied to the main winding and the auxiliary winding by the output of the inverter device, the single-phase induction motor can be started stably. However, it is difficult to sufficiently increase the voltage applied to the main winding and the auxiliary winding due to the restriction by the DC voltage (main circuit voltage) supplied to the inverter device. For this reason, sufficient torque cannot be obtained from the single-phase induction motor, and the operating frequency of the compressor may not be set high.

特開２０１０−５７２１６号公報JP 2010-57216 A

そこで、製造コストを安くすることができるとともに、コンプレッサの安定した起動の実現および高速運転を可能とする衣類乾燥機のコンプレッサ駆動装置を提供する。 Therefore, a compressor driving device for a clothes dryer that can reduce the manufacturing cost and realize stable start-up of the compressor and high-speed operation is provided.

本実施形態の衣類乾燥機のコンプレッサ駆動装置は、ヒートポンプ式の乾燥機能を有する衣類乾燥機に設けられるヒートポンプを構成するコンプレッサを駆動する。コンプレッサ駆動装置は、単相誘導モータ、インバータ回路および駆動制御回路を備える。単相誘導モータは、コンプレッサの駆動源であり、主巻線および補助巻線を備える。インバータ回路は、直流電圧を複数相の交流電圧に変換して出力するものであり、その複数相の出力を主巻線および補助巻線の各端子に供給することにより単相誘導モータを駆動する。駆動制御回路は、インバータ回路の動作を制御することにより、モータの駆動を可変速制御する。また、駆動制御回路は、モータの回転速度に応じて、インバータ回路の複数相の出力の波形パターンを切り替え、モータの駆動周波数が比較的低い低速領域であるときには波形パターンを主巻線の端子間および補助巻線の端子間に２相の交流電圧が印加される波形パターンである第１パターンに設定し、モータの駆動周波数が比較的高い高速領域であるときには波形パターンを主巻線の端子間に単相の交流電圧が印加される波形パターンである第２パターンに設定する。インバータ回路は、第１の相、第２の相および第３の相からなる３相構成であり、第１の相の出力は主巻線および補助巻線の共通接続された各他方の端子に供給され、第２の相の出力は主巻線の一方の端子に供給され、第３の相の出力は補助巻線の一方の端子に供給される。波形パターンが第２パターンに設定されると、第１の相および第２の相から直流電圧と同等のｐ−ｐ値であり且つ互いに逆位相の正弦波状の電圧が出力されるとともに第３の相の出力が開放状態となる。 The compressor driving device for a clothes dryer according to the present embodiment drives a compressor constituting a heat pump provided in a clothes dryer having a heat pump type drying function. The compressor driving device includes a single-phase induction motor, an inverter circuit, and a drive control circuit. The single-phase induction motor is a compressor drive source and includes a main winding and an auxiliary winding. The inverter circuit converts a DC voltage into a multi-phase AC voltage and outputs it, and drives the single-phase induction motor by supplying the multi-phase output to each terminal of the main winding and the auxiliary winding. . The drive control circuit controls the drive of the motor at a variable speed by controlling the operation of the inverter circuit. Also, the drive control circuit switches the waveform pattern of the output of multiple phases of the inverter circuit according to the rotational speed of the motor. The first pattern, which is a waveform pattern in which a two-phase AC voltage is applied between the terminals of the auxiliary winding, is set, and when the motor drive frequency is a relatively high speed region, Is set to a second pattern which is a waveform pattern to which a single-phase AC voltage is applied. The inverter circuit has a three-phase configuration including a first phase, a second phase, and a third phase, and the output of the first phase is connected to each other terminal commonly connected to the main winding and the auxiliary winding. The output of the second phase is supplied to one terminal of the main winding, and the output of the third phase is supplied to one terminal of the auxiliary winding. When the waveform pattern is set to the second pattern, a sine wave voltage having a pp value equivalent to a DC voltage and having an opposite phase to each other is output from the first phase and the second phase. The phase output is open.

第１の実施形態を示すもので、洗濯乾燥機の概略縦断側面図The 1st Embodiment is shown and the outline vertical side view of a washing dryer 洗濯乾燥機の概略縦断背面図Schematic longitudinal rear view of the washer / dryer 乾燥装置の概略構成図Schematic configuration diagram of drying equipment 機能的構成のブロック図Functional configuration block diagram コンプレッサ駆動装置の電気的構成図Electrical configuration diagram of compressor drive 低速領域でのインバータ回路の各相出力の電圧波形を示す図（その１）The figure which shows the voltage waveform of each phase output of an inverter circuit in a low speed area (the 1) 低速領域でのインバータ回路の各相出力の電圧波形を示す図（その２）Diagram showing the voltage waveform of each phase output of the inverter circuit in the low speed region (Part 2) 高速領域でのインバータ回路の各相出力の電圧波形を示す図The figure which shows the voltage waveform of each phase output of the inverter circuit in the high speed region モータの巻線に印加される電圧の実効値および駆動周波数の関係を示す図The figure which shows the relationship between the effective value of the voltage applied to the winding of a motor, and drive frequency モータの回転速度および出力トルクの関係を示す図Diagram showing the relationship between motor rotation speed and output torque 従来技術を示す図１０相当図FIG. 10 equivalent diagram showing the prior art 第２の実施形態を示す図８相当図FIG. 8 equivalent view showing the second embodiment

以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。
図１に示すように、洗濯乾燥機１（衣類乾燥機に相当）は、外箱２、水槽３、回転槽４、モータ５および扉６を備えている。なお、本実施形態において、外箱２に対して扉６側を洗濯乾燥機１の前側とする。洗濯乾燥機１は、洗濯機能およびヒートポンプ方式の乾燥機能を有している。洗濯乾燥機１は、回転槽４の回転軸が設置面に対して水平または若干傾斜したいわゆるドラム式洗濯乾燥機である。 Hereinafter, a plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In each embodiment, substantially the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
(First embodiment)
The first embodiment will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the washing / drying machine 1 (corresponding to a clothes dryer) includes an outer box 2, a water tank 3, a rotating tank 4, a motor 5, and a door 6. In the present embodiment, the door 6 side with respect to the outer box 2 is the front side of the washing / drying machine 1. The washing / drying machine 1 has a washing function and a heat pump type drying function. The washing / drying machine 1 is a so-called drum-type washing / drying machine in which the rotation axis of the rotating tub 4 is horizontal or slightly inclined with respect to the installation surface.

本実施形態において、洗濯乾燥機１は、主要行程として、衣類を洗剤洗いする洗い行程と、洗剤洗いされた衣類をすすぎ洗いするすすぎ行程と、洗濯行程後の濡れた衣類を脱水する脱水行程と、脱水行程後の衣類を乾燥させる乾燥行程とを備えている。洗濯乾燥機１では、各行程を単独で実行することも可能であるが、各行程を一連で実行することも可能である。使用者は、洗濯運転、乾燥運転、および洗濯乾燥運転の中から任意の運転を選択することができる。 In the present embodiment, the washing / drying machine 1 includes, as main processes, a washing process for washing clothes, a rinsing process for rinsing detergent-washed clothes, and a dehydration process for dewatering wet clothes after the washing process. And a drying step of drying the clothes after the dehydration step. In the washing / drying machine 1, it is possible to execute each process independently, but it is also possible to execute each process in series. The user can select any operation from the washing operation, the drying operation, and the washing / drying operation.

外箱２は、鋼板などによってほぼ矩形の箱状に形成されている。水槽３は、外箱２の内部に収容され、外槽として機能する。回転槽４は、水槽３の内部に収容され、内槽として機能する。水槽３および回転槽４は、衣類を収容する乾燥室として機能するとともに洗濯槽を兼用する。すなわち、洗濯槽兼乾燥室を構成する水槽３および回転槽４は、洗濯行程の際には洗濯槽として機能し、乾燥行程の際には乾燥室として機能する。 The outer box 2 is formed in a substantially rectangular box shape by a steel plate or the like. The water tank 3 is accommodated inside the outer box 2 and functions as an outer tank. The rotating tank 4 is accommodated in the water tank 3 and functions as an inner tank. The water tank 3 and the rotating tank 4 function as a drying chamber for storing clothes and also serve as a washing tank. That is, the water tub 3 and the rotating tub 4 constituting the washing tub / drying chamber function as a washing tub during the washing process, and function as a drying chamber during the drying process.

水槽３および回転槽４は、いずれも円筒状に形成されている。水槽３は、円筒状の一方の端部に開口部７が形成され、他方の端部に水槽端板８が設けられている。開口部７は、傾斜した水槽３において水槽端板８よりも上側に位置している。同様に、回転槽４は、円筒状の一方の端部に開口部９が形成され、他方の端部に回転槽端板１０が設けられている。開口部９は、傾斜した回転槽４において回転槽端板１０よりも上側に位置している。回転槽４の開口部９は、水槽３の開口部７に周囲を覆われている。 Both the water tank 3 and the rotating tank 4 are formed in a cylindrical shape. The water tank 3 has an opening 7 formed at one end of a cylindrical shape, and a water tank end plate 8 provided at the other end. The opening 7 is located above the water tank end plate 8 in the inclined water tank 3. Similarly, the rotating tub 4 has an opening 9 formed at one end of a cylindrical shape, and a rotating tub end plate 10 provided at the other end. The opening 9 is located above the rotating tank end plate 10 in the inclined rotating tank 4. The opening 9 of the rotating tank 4 is covered with the opening 7 of the water tank 3.

水槽３は、排気口１１および給気口１２を有している。排気口１１は、水槽３の筒状部分を構成する周壁にあって上部前寄り部分に設けられている。給気口１２は、水槽端板８にあって、水槽端板８の中心よりやや上寄り部分に設けられている。排気口１１および給気口１２は、水槽３の内部と外部とを連通している。 The water tank 3 has an exhaust port 11 and an air supply port 12. The exhaust port 11 is provided on the upper front portion of the peripheral wall constituting the cylindrical portion of the water tank 3. The air inlet 12 is in the water tank end plate 8 and is provided in a portion slightly above the center of the water tank end plate 8. The exhaust port 11 and the air supply port 12 communicate the inside and the outside of the water tank 3.

また、水槽３は、重力方向の下方に位置する底部の後端側に排水部１３を有している。排水部１３は、排気口１１および給気口１２の下方に位置している。排水部１３は、排水口１４、排水弁１５および排水ホース１６から構成されている。排水弁１５が開放されることにより、水槽３内の水は、排水口１４から排水弁１５および排水ホース１６を経由して洗濯乾燥機１の外部へ排出される。 Moreover, the water tank 3 has the drainage part 13 in the rear-end side of the bottom part located under the gravity direction. The drainage unit 13 is located below the exhaust port 11 and the air supply port 12. The drainage unit 13 includes a drainage port 14, a drainage valve 15, and a drainage hose 16. By opening the drain valve 15, the water in the water tank 3 is discharged from the drain port 14 to the outside of the washing / drying machine 1 via the drain valve 15 and the drain hose 16.

回転槽４は、複数の孔１７および複数の連通口１８を有している。孔１７および連通口１８は、回転槽４の内部と外部とを連通している。孔１７は、回転槽４の円筒状の筒状部分を構成する周壁の全域に形成されている。連通口１８は、回転槽端板１０の全域に形成されている。孔１７および連通口１８は、洗濯行程および脱水行程において主に水が出入りする通水孔として機能し、乾燥行程において空気が出入りする通風孔として機能する。なお、図１では、簡単のため複数の孔１７および連通口１８のうち一部のみを示している。また、詳細は図示しないが、回転槽４には、筒状部分の内側に複数のバッフルが設けられている。バッフルは、回転槽４の内側に収容された洗濯物を撹拌する。 The rotating tub 4 has a plurality of holes 17 and a plurality of communication ports 18. The hole 17 and the communication port 18 communicate the inside and the outside of the rotating tub 4. The holes 17 are formed in the whole area of the peripheral wall constituting the cylindrical tubular portion of the rotating tub 4. The communication port 18 is formed in the entire area of the rotary tank end plate 10. The hole 17 and the communication port 18 function as water holes through which water mainly enters and exits during the washing process and the dewatering process, and function as air holes through which air enters and exits during the drying process. In FIG. 1, only a part of the plurality of holes 17 and the communication ports 18 is shown for simplicity. Further, although not shown in detail, the rotating tub 4 is provided with a plurality of baffles inside the cylindrical portion. The baffle stirs the laundry stored inside the rotating tub 4.

モータ５は、水槽３の外側にあって水槽端板８に設けられている。モータ５は、例えばアウターロータ型のＤＣブラシレスモータである。モータ５の軸部１９は、水槽端板８を貫いて水槽３の内側へ突出し、回転槽端板１０の中心部に固定されている。これにより、モータ５は、水槽３に対して回転槽４を相対的に回転させる。この場合、軸部１９、回転槽４の回転軸、および水槽３の中心軸は、それぞれ一致している。 The motor 5 is outside the water tank 3 and is provided on the water tank end plate 8. The motor 5 is, for example, an outer rotor type DC brushless motor. The shaft portion 19 of the motor 5 passes through the water tank end plate 8 and protrudes to the inside of the water tank 3, and is fixed to the center portion of the rotary tank end plate 10. Thereby, the motor 5 rotates the rotating tub 4 relative to the water tub 3. In this case, the shaft part 19, the rotation axis of the rotating tub 4, and the central axis of the water tub 3 coincide with each other.

扉６は、図示しないヒンジを介して外箱２の外面側に設けられている。扉６は、ヒンジを支点に回動し、外箱２の前面に形成された図示しない開口部を開閉する。外箱２に形成された開口部は、ベローズ２０によって、水槽３の開口部７に接続されている。衣類などの洗濯物は、扉６を開放した状態で、開口部７、９を通して回転槽４内に出し入れされる。外箱２の前面上部には操作パネル２１が設けられており、これは図４に示す表示部２１ａおよび操作部２１ｂを有する。 The door 6 is provided on the outer surface side of the outer box 2 via a hinge (not shown). The door 6 rotates about a hinge as a fulcrum, and opens and closes an opening (not shown) formed on the front surface of the outer box 2. The opening formed in the outer box 2 is connected to the opening 7 of the water tank 3 by a bellows 20. Laundry such as clothes is put into and out of the rotating tub 4 through the openings 7 and 9 with the door 6 opened. An operation panel 21 is provided on the front upper portion of the outer box 2, and has a display unit 21a and an operation unit 21b shown in FIG.

洗濯乾燥機１は、図４に示す制御装置２２や表示部２１ａ、操作部２１ｂおよび図２に示す給水装置２３を備えている。制御装置２２は、詳細は図示しないが、マイクロコンピュータなどから構成されており、洗濯乾燥機１の作動全般を制御する。表示部２１ａおよび操作部２１ｂは、図４に示すように、制御装置２２に接続されている。表示部２１ａは、液晶表示パネルなどから構成され、各種設定事項、運転内容などを表示する。操作部２１ｂは、各種キーから構成されている。使用者は、操作部２１ｂを操作することによって運転コースの選択など各種設定を行う。 The washing / drying machine 1 includes a control device 22 shown in FIG. 4, a display unit 21a, an operation unit 21b, and a water supply device 23 shown in FIG. Although not shown in detail, the control device 22 is composed of a microcomputer or the like, and controls the overall operation of the washing / drying machine 1. As shown in FIG. 4, the display unit 21 a and the operation unit 21 b are connected to the control device 22. The display unit 21a is composed of a liquid crystal display panel or the like, and displays various setting items, operation details, and the like. The operation unit 21b includes various keys. The user performs various settings such as selection of a driving course by operating the operation unit 21b.

給水装置２３は、図２に示すように、給水ケース２４、給水弁２５および給水ホース２６などから構成されている。給水弁２５は、制御装置２２に接続され、制御装置２２の制御を受けて開閉駆動される。給水ホース２６は、一端が給水弁２５に接続され、他端が水道などの外部の水源に接続されている。制御装置２２は、給水弁２５を開閉駆動することにより、水源からの水を、給水ホース２６、給水弁２５および給水ケース２４を介して水槽３内へ供給する。 As shown in FIG. 2, the water supply device 23 includes a water supply case 24, a water supply valve 25, a water supply hose 26, and the like. The water supply valve 25 is connected to the control device 22 and is opened and closed under the control of the control device 22. One end of the water supply hose 26 is connected to the water supply valve 25, and the other end is connected to an external water source such as a water supply. The control device 22 opens and closes the water supply valve 25 to supply water from the water source into the water tank 3 through the water supply hose 26, the water supply valve 25, and the water supply case 24.

洗濯乾燥機１は、図３にも示すように循環風路２７を備えている。循環風路２７は、水槽３の外側において、排気口１１と給気口１２とを繋いでいる。具体的には、循環風路２７は、排気ダクト２８、フィルタ装置２９、接続ダクト３０、熱交換部３１および給気ダクト３２から構成されている。 The washing / drying machine 1 includes a circulation air passage 27 as shown in FIG. The circulation air passage 27 connects the exhaust port 11 and the air supply port 12 outside the water tank 3. Specifically, the circulation air passage 27 includes an exhaust duct 28, a filter device 29, a connection duct 30, a heat exchange unit 31, and an air supply duct 32.

排気ダクト２８は、図１にも示すように、水槽３の排気口１１とフィルタ装置２９とを接続している。排気ダクト２８は、例えば蛇腹状のホースで構成されている。フィルタ装置２９は、外箱２の内側上部にあって、水槽３および回転槽４の上方に設けられている。フィルタ装置２９内には、フィルタ３３が設けられている。排気口１１から排気された空気は、フィルタ装置２９のフィルタ３３を通過する際に、リントなどの異物が取り除かれる。 As shown in FIG. 1, the exhaust duct 28 connects the exhaust port 11 of the water tank 3 and the filter device 29. The exhaust duct 28 is constituted by, for example, a bellows-like hose. The filter device 29 is provided on the inner upper portion of the outer box 2 and above the water tank 3 and the rotating tank 4. A filter 33 is provided in the filter device 29. When the air exhausted from the exhaust port 11 passes through the filter 33 of the filter device 29, foreign matters such as lint are removed.

フィルタ装置２９は、接続ダクト３０を介して熱交換部３１の上流側に接続されている。熱交換部３１は、外箱２の内側下部にあって、フィルタ装置２９、水槽３および回転槽４の下方に設けられている。熱交換部３１は、内部を通過する空気を除湿および加熱することで乾燥した温風を生成する。熱交換部３１内には、蒸発器３４および凝縮器３５が設けられている。蒸発器３４は、乾燥運転時における熱交換部３１内の空気の流れに対して、凝縮器３５よりも上流側に設けられている。蒸発器３４および凝縮器３５は、熱交換部３１の外側に設けられた圧縮機３６および減圧装置３７とともに、ヒートポンプユニット３８を構成する。熱交換部３１内を通る空気は、蒸発器３４によって冷却され、これにより除湿される。蒸発器３４によって除湿された空気は、その後、凝縮器３５によって加熱されて温風になる。 The filter device 29 is connected to the upstream side of the heat exchanging unit 31 via the connection duct 30. The heat exchanging part 31 is provided in the lower part on the inner side of the outer box 2 and below the filter device 29, the water tank 3 and the rotating tank 4. The heat exchanging unit 31 generates dry hot air by dehumidifying and heating the air passing through the inside. An evaporator 34 and a condenser 35 are provided in the heat exchange unit 31. The evaporator 34 is provided on the upstream side of the condenser 35 with respect to the air flow in the heat exchange unit 31 during the drying operation. The evaporator 34 and the condenser 35 constitute a heat pump unit 38 together with the compressor 36 and the decompression device 37 provided outside the heat exchange unit 31. The air passing through the heat exchange unit 31 is cooled by the evaporator 34 and dehumidified thereby. The air dehumidified by the evaporator 34 is then heated by the condenser 35 to become warm air.

ヒートポンプユニット３８（ヒートポンプに相当）は、圧縮機３６（コンプレッサに相当）を基準とした冷媒の流れ方向に対して順に凝縮器３５、減圧装置３７および蒸発器３４を接続して構成されている。蒸発器３４および凝縮器３５は、例えば微小な間隔で設けられた多数のフィンを有する管で構成されており、この管の内部に冷媒を流すことで、フィン間を通る空気と冷媒との熱交換を行う。蒸発器３４および凝縮器３５は、熱交換器として機能する。 The heat pump unit 38 (corresponding to a heat pump) is configured by connecting a condenser 35, a decompression device 37, and an evaporator 34 in order with respect to the refrigerant flow direction based on a compressor 36 (corresponding to a compressor). The evaporator 34 and the condenser 35 are configured by, for example, a pipe having a large number of fins provided at minute intervals. By flowing a refrigerant through the pipe, heat between the air passing between the fins and the refrigerant is obtained. Exchange. The evaporator 34 and the condenser 35 function as a heat exchanger.

圧縮機３６は、圧送により冷媒を凝縮器３５へ供給する。圧縮機３６は、制御装置２２に接続され、制御装置２２の制御により駆動される。圧縮機３６の駆動源となるモータ３９（図５参照）は、単相誘導モータにより構成されている。従って、圧縮機３６は、いわゆるＡＣコンプレッサからなるものである。圧縮機３６は、インバータ制御により、その回転速度（モータの駆動周波数）を変更可能に構成されている（可変速運転）。制御装置２２は、圧縮機３６の回転速度を変更することで、圧縮機３６から吐出される冷媒の供給圧力を変化させ、これにより凝縮器３５の加熱能力および蒸発器３４の冷却能力を変化させる。減圧装置３７は、凝縮器３５から出た高圧で液状の冷媒を、減圧して低圧の気液混合状態にする。減圧装置３７は、例えば制御装置２２の制御を受けて絞り開度が調整可能ないわゆる電動膨張弁などで構成されている。 The compressor 36 supplies the refrigerant to the condenser 35 by pressure feeding. The compressor 36 is connected to the control device 22 and is driven by the control of the control device 22. A motor 39 (see FIG. 5) serving as a drive source for the compressor 36 is configured by a single-phase induction motor. Therefore, the compressor 36 is a so-called AC compressor. The compressor 36 is configured to be able to change its rotation speed (motor drive frequency) by inverter control (variable speed operation). The control device 22 changes the supply pressure of the refrigerant discharged from the compressor 36 by changing the rotation speed of the compressor 36, thereby changing the heating capacity of the condenser 35 and the cooling capacity of the evaporator 34. . The decompression device 37 decompresses the high-pressure liquid refrigerant discharged from the condenser 35 to bring it into a low-pressure gas-liquid mixed state. The decompression device 37 is constituted by, for example, a so-called electric expansion valve capable of adjusting the throttle opening degree under the control of the control device 22.

熱交換部３１の下流側は、給気ダクト３２を介して水槽３の給気口１２に接続されている。熱交換部３１と給気ダクト３２との接続部分には、送風機４０が設けられている。送風機４０は、ヒートポンプユニット３８とで乾燥手段に相当する乾燥装置４１を構成している。送風機４０は例えばターボファンなどで構成されている。送風機４０は、制御装置２２の制御によって回転数が変更可能に構成されている。送風機４０は、熱交換部３１内の空気を吸い込み、給気ダクト３２側へ吐出する。これにより、図１〜図３の矢印で示すように、水槽３および循環風路２７を循環する空気の流れが生じる。この場合、循環風路２７内の空気の流れについて見ると、排気口１１が最上流側となり、給気口１２が最下流側となる。 The downstream side of the heat exchange unit 31 is connected to the air supply port 12 of the water tank 3 through the air supply duct 32. A blower 40 is provided at a connection portion between the heat exchange unit 31 and the air supply duct 32. The blower 40 and the heat pump unit 38 constitute a drying device 41 corresponding to a drying means. The blower 40 is configured by, for example, a turbo fan. The blower 40 is configured such that the rotation speed can be changed by the control of the control device 22. The blower 40 sucks the air in the heat exchanging portion 31 and discharges it to the air supply duct 32 side. Thereby, as shown with the arrow of FIGS. 1-3, the flow of the air which circulates through the water tank 3 and the circulation air path 27 arises. In this case, when the air flow in the circulation air passage 27 is viewed, the exhaust port 11 is on the most upstream side, and the air supply port 12 is on the most downstream side.

この構成において、乾燥運転のために圧縮機３６および送風機４０を駆動させると、熱交換部３１内で除湿および加熱された温風は、送風機４０の送風作用により、給気ダクト３２を介して給気口１２から水槽３内へ供給される。その後、温風は、主に連通口１８から回転槽４内へ入り、回転槽４内の洗濯物から湿気を奪った後、主に孔１７から回転槽４の外側へ出る。そして、湿気を含んだ空気は、排気口１１から循環風路２７に吸い込まれる。循環風路２７に吸い込まれた空気は、まず排気ダクト２８およびフィルタ装置２９を通過する。このとき、衣類から出て空気中に含まれるリントは、フィルタ装置２９内に設けられたフィルタ３３によって捕集される。その後、接続ダクト３０を介して熱交換部３１へ流れる。このように、乾燥行程は、ヒートポンプユニット３８および送風機４０からなる乾燥装置４１が作動することによって、水槽３と循環風路２７との間で空気を循環させ、その空気を循環風路２７内で除湿および加熱することにより行われる。 In this configuration, when the compressor 36 and the blower 40 are driven for the drying operation, the warm air dehumidified and heated in the heat exchanging unit 31 is supplied via the supply duct 32 by the blowing action of the blower 40. Supplied from the mouth 12 into the water tank 3. Thereafter, the warm air mainly enters the rotary tub 4 from the communication port 18, takes moisture away from the laundry in the rotary tub 4, and then mainly exits from the hole 17 to the outside of the rotary tub 4. The air containing moisture is sucked into the circulation air passage 27 from the exhaust port 11. The air sucked into the circulation air passage 27 first passes through the exhaust duct 28 and the filter device 29. At this time, the lint that comes out of the clothes and is contained in the air is collected by the filter 33 provided in the filter device 29. Then, it flows to the heat exchanging part 31 through the connection duct 30. Thus, in the drying process, when the drying device 41 including the heat pump unit 38 and the blower 40 is operated, air is circulated between the water tank 3 and the circulation air passage 27, and the air is circulated in the circulation air passage 27. It is performed by dehumidification and heating.

図４に示すように、制御装置２２には、モータ５に流れる電流を検出する電流センサ４２、モータ５の回転速度を検出するモータ回転センサ４３および水槽３内の水位を検出する水位センサ４４が接続され、それらの検出信号が入力される。また、制御装置２２には、モータ５、圧縮機３６および送風機４０の回転速度に係るデータテーブルなどが記憶された不揮発性記憶手段（ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなど）が設けられている。制御装置２２は、入力された各種の検出信号、予め記憶されている制御プログラム、上記データテーブルなどに基づいて、各種の制御を実行する。 As shown in FIG. 4, the control device 22 includes a current sensor 42 that detects the current flowing through the motor 5, a motor rotation sensor 43 that detects the rotation speed of the motor 5, and a water level sensor 44 that detects the water level in the water tank 3. They are connected and their detection signals are input. Further, the control device 22 is provided with non-volatile storage means (EEPROM, flash memory, etc.) in which data tables relating to the rotational speeds of the motor 5, the compressor 36 and the blower 40 are stored. The control device 22 executes various controls based on various input detection signals, a previously stored control program, the data table, and the like.

圧縮機３６のモータ３９をインバータ制御するインバータ装置としては、例えば特開２０１０−５７２１６号公報に記載されているような構成を用いることが好ましい。以下、モータ３９を駆動するインバータ装置５１について、図５を参照して説明する。なお、前述した図４においては、インバータ装置５１の図示は省略している。また、本実施形態では、モータ３９およびインバータ装置５１により、圧縮機３６を駆動するコンプレッサ駆動装置５２が構成される。 As an inverter device that performs inverter control of the motor 39 of the compressor 36, for example, a configuration as described in JP 2010-57216 A is preferably used. Hereinafter, the inverter device 51 for driving the motor 39 will be described with reference to FIG. In addition, in FIG. 4 mentioned above, illustration of the inverter apparatus 51 is abbreviate | omitted. In the present embodiment, the motor 39 and the inverter device 51 constitute a compressor driving device 52 that drives the compressor 36.

図５に示すように、直流電源５３は、商用電源（ＡＣ１００Ｖ５０／６０Ｈｚ）である交流電源５４から与えられる交流電力を直流電力に変換する。直流電源５３は、リアクトル（図示略）、ダイオードをブリッジ状に接続してなる整流回路５５および平滑用のコンデンサ５６を備えている。直流電源５３には、電流検出回路５７を負側に介して、例えばＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどの６個のスイッチング素子を３相ブリッジ接続した３アームの（３相の）インバータ回路５８が接続されている。 As shown in FIG. 5, the DC power supply 53 converts AC power supplied from an AC power supply 54 that is a commercial power supply (AC100V 50/60 Hz) into DC power. The DC power supply 53 includes a reactor (not shown), a rectifier circuit 55 formed by connecting diodes in a bridge shape, and a smoothing capacitor 56. The DC power supply 53 is connected to a three-arm (three-phase) inverter circuit 58 in which six switching elements such as IGBTs and MOSFETs are connected in a three-phase bridge via a current detection circuit 57 on the negative side. .

インバータ回路５８は、直流電源５３から与えられる直流電圧を３相の交流電圧に変換して出力する。電流検出回路５７は、１つまたは複数のシャント抵抗を備えた構成を採用することができる。すなわち、電流検出回路５７としては、３つのアームに流れる電流を個別に検出する構成でもよいし、任意の２つのアームに流れる電流を個別に検出する構成でもよいし、３つのアームに流れる電流を合わせて検出する構成（ワンシャント電流検出）でもよい。 The inverter circuit 58 converts the DC voltage supplied from the DC power source 53 into a three-phase AC voltage and outputs the converted voltage. The current detection circuit 57 can employ a configuration including one or a plurality of shunt resistors. That is, the current detection circuit 57 may be configured to individually detect the current flowing through the three arms, or may be configured to individually detect the current flowing through any two arms, or may be configured to detect the current flowing through the three arms. A configuration (one-shunt current detection) may also be used.

モータ３９は、補助巻線にコンデンサが配置された単相交流電源によって動作する通常のコンデンサラン型の単相誘導モータから、コンデンサを排除した構成となっている。従って、モータ３９の主巻線５９ｍおよび補助巻線５９ａは、巻数や線径が異なる、いわゆる不平衡の状態である。主巻線５９ｍおよび補助巻線５９ａの各一方の端子は、それぞれモータ３９の主巻線端子Ｍおよび補助巻線端子Ａとなっている。主巻線５９ｍおよび補助巻線５９ａは、直列接続されており、それらの相互接続ノード（中性点）、つまり主巻線５９ｍおよび補助巻線５９ａの各他方の端子はモータ３９の共通端子Ｃとなっている。 The motor 39 has a configuration in which a capacitor is excluded from a normal capacitor-run type single-phase induction motor that is operated by a single-phase AC power source in which a capacitor is disposed in an auxiliary winding. Therefore, the main winding 59m and the auxiliary winding 59a of the motor 39 are in a so-called unbalanced state in which the number of turns and the wire diameter are different. One terminal of each of the main winding 59m and the auxiliary winding 59a is a main winding terminal M and an auxiliary winding terminal A of the motor 39, respectively. The main winding 59m and the auxiliary winding 59a are connected in series, and their interconnection node (neutral point), that is, the other terminal of the main winding 59m and the auxiliary winding 59a is the common terminal C of the motor 39. It has become.

インバータ回路５８の３相の出力端子のうち、Ｕ相の出力端子Ｕはモータ３９の端子Ｃに、Ｖ相の出力端子Ｖはモータ３９の端子Ｍに、Ｗ相の出力端子Ｗはモータ３９の端子Ａに接続されている。なお、本実施形態では、インバータ回路５８の各相のうち、Ｕ相が第１の相に相当し、Ｖ相が第２の相に相当し、Ｗ相が第３の相に相当する。 Of the three-phase output terminals of the inverter circuit 58, the U-phase output terminal U is the terminal C of the motor 39, the V-phase output terminal V is the terminal M of the motor 39, and the W-phase output terminal W is the motor 39. Connected to terminal A. In the present embodiment, among the phases of the inverter circuit 58, the U phase corresponds to the first phase, the V phase corresponds to the second phase, and the W phase corresponds to the third phase.

インバータ制御回路６０（駆動制御回路に相当）は、電流検出回路５７から与えられる検出信号に基づいて、インバータ回路５８の各アームに流れる電流（各相電流）を検出する。インバータ制御回路６０は、各相電流の検出結果、制御装置２２から与えられる回転速度指令などに基づいて、モータ３９への印加電圧を指令するためのパルス幅変調された駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成する。なお、上記駆動信号の生成は、都度演算または予めメモリなどに記憶されたデータを利用して行われる。生成された駆動信号は、駆動回路６１を介してインバータ回路５８の各スイッチング素子のゲートに与えられる。 The inverter control circuit 60 (corresponding to the drive control circuit) detects the current (each phase current) flowing through each arm of the inverter circuit 58 based on the detection signal given from the current detection circuit 57. The inverter control circuit 60 generates a pulse-width-modulated drive signal (PWM signal) for instructing an applied voltage to the motor 39 based on the detection result of each phase current, the rotational speed command given from the control device 22, and the like. Generate. The generation of the drive signal is performed each time using calculation or data stored in advance in a memory or the like. The generated drive signal is given to the gate of each switching element of the inverter circuit 58 via the drive circuit 61.

このような構成により、モータ３９の端子Ｍ、ＡおよびＣに、インバータ回路５８の各相の出力電圧が供給され、モータ３９が駆動される。また、上記構成において、インバータ制御回路６０は、モータ３９（圧縮機３６）の回転速度（回転数）に応じて、インバータ回路５８の各相出力の電圧波形を切り替えるようになっている。ただし、本実施形態では、モータ３９の回転速度が駆動周波数に追従して変化する点を考慮し、インバータ制御回路６０は、モータ３９の回転速度に代えて駆動周波数を用いて、上記電圧波形の切り替えを行う。 With such a configuration, the output voltage of each phase of the inverter circuit 58 is supplied to the terminals M, A, and C of the motor 39, and the motor 39 is driven. Moreover, in the said structure, the inverter control circuit 60 switches the voltage waveform of each phase output of the inverter circuit 58 according to the rotational speed (rotation speed) of the motor 39 (compressor 36). However, in the present embodiment, in consideration of the fact that the rotation speed of the motor 39 changes following the drive frequency, the inverter control circuit 60 uses the drive frequency instead of the rotation speed of the motor 39 to change the voltage waveform. Switch.

具体的には、インバータ制御回路６０は、各相出力の電圧波形を、駆動周波数が比較的低い低速領域では第１パターンに設定し、駆動周波数が比較的高い高速領域では第２パターンに設定する。本実施形態では、モータ３９の駆動周波数として、４つの設定値Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４（ただし、Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４）が設けられている（図９〜図１１参照）。上記した低速領域とは、モータ３９の起動時（駆動周波数がゼロのとき）から駆動周波数が設定値Ｆ２以下のときである。また、高速領域とは、駆動周波数が設定値Ｆ３以上のときである。 Specifically, the inverter control circuit 60 sets the voltage waveform of each phase output to the first pattern in the low speed region where the drive frequency is relatively low, and to the second pattern in the high speed region where the drive frequency is relatively high. . In the present embodiment, four set values F1, F2, F3, and F4 (where F1 <F2 <F3 <F4) are provided as drive frequencies of the motor 39 (see FIGS. 9 to 11). The low speed region described above is when the drive frequency is equal to or lower than the set value F2 from the time when the motor 39 is started (when the drive frequency is zero). The high speed region is when the drive frequency is equal to or higher than the set value F3.

続いて、インバータ回路５８の各相出力の電圧波形およびモータ３９への印加電圧の波形の各種パターンについて図６〜図８を参照しながら説明する。なお、図６〜図８に示す各波形は、インバータ回路５８に与えられる直流電圧のピーク値（主回路電圧）を「１」として正規化されている。また、図６〜図８に示す各相出力の電圧波形は、実際にはＰＷＭ制御されたパルス状の波形（方形波）であるが、連続的な（アナログ的な）波形として表現している。 Next, various patterns of the voltage waveform of each phase output of the inverter circuit 58 and the waveform of the voltage applied to the motor 39 will be described with reference to FIGS. The waveforms shown in FIGS. 6 to 8 are normalized with the peak value (main circuit voltage) of the DC voltage applied to the inverter circuit 58 being “1”. The voltage waveform of each phase output shown in FIGS. 6 to 8 is actually a pulse-shaped waveform (square wave) controlled by PWM, but is expressed as a continuous (analog) waveform. .

モータ３９の駆動周波数が低速領域であるときには、インバータ回路５８の各相の端子Ｕ〜Ｗから、図６または図７に示すような波形（第１パターン）の電圧が出力される。なお、インバータ回路５８におけるスイッチング動作によって、図６、図７および後述する図８などに示すような波形を生成する手法は、周知であるため、ここではその説明を省略する。また、図６〜図８では、Ｕ相出力を実線、Ｖ相出力を一点鎖線、Ｗ相出力を幅広の破線、主巻線５９ｍへの印加電圧を二点鎖線、補助巻線５９ａへの印加電圧を幅狭の破線で示している。 When the drive frequency of the motor 39 is in the low speed region, a voltage having a waveform (first pattern) as shown in FIG. 6 or 7 is output from the terminals U to W of each phase of the inverter circuit 58. Since the method of generating waveforms as shown in FIGS. 6 and 7 and FIG. 8 to be described later by the switching operation in the inverter circuit 58 is well known, the description thereof is omitted here. 6 to 8, the U-phase output is a solid line, the V-phase output is a one-dot chain line, the W-phase output is a wide broken line, the applied voltage to the main winding 59m is a two-dot chain line, and the auxiliary winding 59a is applied. The voltage is indicated by a narrow broken line.

図６の場合、モータ３９の端子Ｍおよび端子Ｃの間（主巻線５９ｍの端子間）に、主回路電圧と同等のｐ−ｐ値（正の最大値から負の最大値までの値）の正弦波状の電圧が印加される。また、モータ３９の端子Ａおよび端子Ｃの間（補助巻線５９ａの端子間）に、主巻線５９ｍの端子間に印加される電圧と同様の正弦波状であり、且つ位相が９０度（電気角）異なる電圧が印加される。この場合、モータ３９の主巻線５９ｍおよび補助巻線５９ａの各端子間に印加される電圧の最大値（波高値）は「０．５」であり、実効値は約「０．３５」となる。 In the case of FIG. 6, between the terminals M and C of the motor 39 (between the terminals of the main winding 59m), the pp value equivalent to the main circuit voltage (value from the positive maximum value to the negative maximum value). A sinusoidal voltage is applied. Further, between the terminal A and the terminal C of the motor 39 (between the terminals of the auxiliary winding 59a), it has a sine wave shape similar to the voltage applied between the terminals of the main winding 59m, and the phase is 90 degrees (electrical Corner) Different voltages are applied. In this case, the maximum value (crest value) of the voltage applied between the terminals of the main winding 59m and the auxiliary winding 59a of the motor 39 is “0.5”, and the effective value is about “0.35”. Become.

また、図７の場合、モータ３９の主巻線５９ｍの端子間に、主回路電圧の√２倍のｐ−ｐ値の正弦波状の電圧が印加される。また、モータ３９の補助巻線５９ａの端子間に、主巻線５９ｍの端子間に印加される電圧と同様の正弦波状であり、且つ位相が９０度異なる電圧が印加される。この場合、モータ３９の主巻線５９ｍおよび補助巻線５９ａの各端子間に印加される電圧の最大値は約「０．７」であり、実効値は「０．５」となる。このように、モータ３９の駆動周波数が低速領域であるときには、モータ３９の主巻線５９ｍおよび補助巻線５９ａに対し、２相の交流電圧が印加される。 In the case of FIG. 7, a sinusoidal voltage having a pp value √2 times the main circuit voltage is applied between the terminals of the main winding 59 m of the motor 39. Further, a voltage having a sinusoidal shape similar to the voltage applied between the terminals of the main winding 59m and a phase different by 90 degrees is applied between the terminals of the auxiliary winding 59a of the motor 39. In this case, the maximum value of the voltage applied between the terminals of the main winding 59m and the auxiliary winding 59a of the motor 39 is about “0.7”, and the effective value is “0.5”. Thus, when the drive frequency of the motor 39 is in the low speed region, a two-phase AC voltage is applied to the main winding 59m and the auxiliary winding 59a of the motor 39.

図８は、モータ３９の駆動周波数が高速領域であるときにおける図６相当図である。モータ３９の駆動周波数が高速領域であるときには、インバータ回路５８の各相の端子Ｕ〜Ｗから、図８に示すような波形（第２パターン）の電圧が出力される。すなわち、このとき、端子Ｕおよび端子Ｖから、主回路電圧と同等のｐ−ｐ値であり、且つ互いに逆位相の正弦波状の電圧が出力される。また、端子Ｗは、開放状態（スイッチング素子が上下ともオフした状態）であり、端子Ｗから電圧は出力されない。 FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 6 when the drive frequency of the motor 39 is in the high speed region. When the drive frequency of the motor 39 is in the high speed region, a voltage having a waveform (second pattern) as shown in FIG. 8 is output from the terminals U to W of each phase of the inverter circuit 58. That is, at this time, sinusoidal voltages having a pp value equivalent to the main circuit voltage and having opposite phases to each other are output from the terminal U and the terminal V. Further, the terminal W is in an open state (a state in which the switching element is turned off both vertically), and no voltage is output from the terminal W.

これにより、モータ３９の主巻線５９ｍの端子間に、主回路電圧の２倍のｐ−ｐ値の正弦波状の電圧が印加される。なお、モータ３９の補助巻線５９ａの端子間には、電圧は印加されない。この場合、モータ３９の主巻線５９ｍの端子間に印加される電圧の最大値（波高値）は「１」であり、実効値は約「０．７」となる。このように、モータ３９の駆動周波数が高速領域であるときには、モータ３９の主巻線５９ｍに対し、単相の交流電圧が印加される。 As a result, a sinusoidal voltage having a pp value twice the main circuit voltage is applied between the terminals of the main winding 59m of the motor 39. A voltage is not applied between the terminals of the auxiliary winding 59a of the motor 39. In this case, the maximum value (peak value) of the voltage applied between the terminals of the main winding 59m of the motor 39 is “1”, and the effective value is about “0.7”. Thus, when the drive frequency of the motor 39 is in the high speed region, a single-phase AC voltage is applied to the main winding 59m of the motor 39.

インバータ制御回路６０は、駆動周波数が設定値Ｆ２およびＦ３の間を遷移する際、つまり駆動周波数が設定値Ｆ２より高く且つ設定値Ｆ３未満であるときの任意のタイミングで、上記電圧波形の切り替えを行う。これにより、モータ３９の主巻線５９ｍには、その起動時から駆動周波数が設定値Ｆ２以下に設定されているときに２相の交流電圧（図６または図７参照）が印加され、駆動周波数が設定値Ｆ３以上に設定されているときに単相の交流電圧（図８参照）が印加される。なお、本実施形態では、上記任意のタイミングは、主巻線５９ｍに流れる電流がゼロになるときとしている。主巻線５９ｍに流れる電流は、例えば電流検出回路５７から与えられる検出信号に基づいて求めることができる。 The inverter control circuit 60 switches the voltage waveform at an arbitrary timing when the driving frequency transitions between the setting values F2 and F3, that is, when the driving frequency is higher than the setting value F2 and lower than the setting value F3. Do. As a result, a two-phase AC voltage (see FIG. 6 or FIG. 7) is applied to the main winding 59m of the motor 39 when the drive frequency is set to be equal to or less than the set value F2 from the start thereof. Is set to the set value F3 or more, a single-phase AC voltage (see FIG. 8) is applied. In the present embodiment, the arbitrary timing is when the current flowing through the main winding 59m becomes zero. The current flowing through the main winding 59m can be obtained based on, for example, a detection signal given from the current detection circuit 57.

従って、モータ３９の主巻線５９ｍに印加される電圧の実効値（コイル電圧とも称す）は、駆動周波数に応じて、図９に示すように推移する。図９では、主回路電圧を二点鎖線で示すとともに、２相および単相を切り替える本実施形態の構成におけるコイル電圧を実線で示している。また、図９では、常に２相の交流電圧が印加される場合のコイル電圧を破線で示すとともに、常に単相の交流電圧が印加される場合のコイル電圧を一点鎖線で示している。 Therefore, the effective value (also referred to as coil voltage) of the voltage applied to the main winding 59m of the motor 39 changes as shown in FIG. 9 according to the drive frequency. In FIG. 9, the main circuit voltage is indicated by a two-dot chain line, and the coil voltage in the configuration of the present embodiment for switching between two-phase and single-phase is indicated by a solid line. In FIG. 9, the coil voltage when a two-phase AC voltage is always applied is indicated by a broken line, and the coil voltage when a single-phase AC voltage is always applied is indicated by a one-dot chain line.

以上説明した本実施形態の構成によれば、次のような作用および効果が得られる。
インバータ制御回路６０は、モータ３９の起動時から駆動周波数が設定値Ｆ２以下に設定されているとき（低速領域）には、２相の交流電圧がモータ３９の主巻線５９ｍおよび補助巻線５９ａに印加されるように、インバータ回路５８の各相出力の電圧波形を設定する。これにより、従来技術と同様に、単相誘導モータであるモータ３９を、所望する回転方向へと回転を開始するように、安定して起動することができる。 According to the configuration of the present embodiment described above, the following operations and effects can be obtained.
When the drive frequency has been set to the set value F2 or less since the start of the motor 39 (low speed region), the inverter control circuit 60 generates a two-phase AC voltage from the main winding 59m and the auxiliary winding 59a of the motor 39. The voltage waveform of each phase output of the inverter circuit 58 is set so as to be applied to. Thereby, similarly to the prior art, the motor 39, which is a single-phase induction motor, can be stably started so as to start rotating in a desired rotation direction.

モータ３９が、ある程度の回転速度で回転をしている場合、補助巻線５９ａへの電圧印加を停止しても、その回転を維持することが可能である。そこで、本実施形態では、インバータ制御回路６０は、駆動周波数が設定値Ｆ３以上に設定されているとき（高速領域）には、単相の交流電圧がモータ３９の主巻線５９ｍに印加されるように、インバータ回路５８の各相出力の電圧波形を設定する（切り替える）。このようにすれば、モータ３９が高速で回転される際、２相の交流電圧よりも最大値が大きい単相の交流電圧が主巻線５９ｍに印加され、常に２相の交流電圧を印加する従来技術に比べて、主巻線５９ｍに印加される電圧の実効値が高くなる。 When the motor 39 rotates at a certain rotation speed, the rotation can be maintained even if the voltage application to the auxiliary winding 59a is stopped. Therefore, in the present embodiment, the inverter control circuit 60 applies a single-phase AC voltage to the main winding 59m of the motor 39 when the drive frequency is set to the set value F3 or higher (high speed region). Thus, the voltage waveform of each phase output of the inverter circuit 58 is set (switched). In this way, when the motor 39 is rotated at a high speed, a single-phase AC voltage having a maximum value larger than the two-phase AC voltage is applied to the main winding 59m, and a two-phase AC voltage is always applied. Compared with the prior art, the effective value of the voltage applied to the main winding 59m is increased.

以下、このような本実施形態により、モータ３９を高速領域で駆動する場合に得られる効果について、常に２相の交流電圧を印加する従来技術と対比して説明する。図１０および図１１は、モータの回転速度および出力トルクの関係を示している。なお、この場合、モータの制御は、駆動周波数および印加電圧を比例させる（Ｖ／Ｆを一定にする）Ｖ−Ｆ制御を採用している。 Hereinafter, the effect obtained when the motor 39 is driven in the high speed region according to the present embodiment will be described in comparison with the conventional technique in which a two-phase AC voltage is always applied. 10 and 11 show the relationship between the rotational speed of the motor and the output torque. In this case, the motor control employs V-F control in which the drive frequency and the applied voltage are proportional (V / F is constant).

従来技術の構成により、図１１に示すような負荷曲線（特性）を持つ圧縮機（コンプレッサ）のモータを駆動する場合、駆動周波数の設定値がＦ３からＦ４に切り替えられても（高くされても）、モータの回転速度が上昇しない（変化しない）。従来技術のように常に２相の交流電圧を印加する場合、モータの主巻線に印加される電圧の実効値が「０．３５」または「０．５」と低くなるため、モータを高速で運転する際に十分な出力トルクが得られず、このような問題が生じる。 When driving a motor of a compressor (compressor) having a load curve (characteristic) as shown in FIG. 11 according to the configuration of the prior art, even if the set value of the drive frequency is switched from F3 to F4 (higher) ), The rotation speed of the motor does not increase (does not change). When a two-phase AC voltage is always applied as in the prior art, the effective value of the voltage applied to the main winding of the motor is as low as “0.35” or “0.5”, so that the motor When driving, sufficient output torque cannot be obtained, resulting in such a problem.

これに対し、本実施形態の構成により、上記した従来技術の場合と同様の特性を持つ圧縮機３６のモータ３９を駆動する場合、駆動周波数の設定値がＦ２からＦ３に移行するときに電圧波形が単相に切り替えられる。そのため、駆動周波数の設定値がＦ３およびＦ４のときには、単相の交流電圧により主巻線５９ｍに印加される電圧の実効値が「０．７」と高められ、モータ３９を高速で運転する際に十分な出力トルクが得られる。従って、本実施形態の構成によれば、図１０に示すように、駆動周波数の設定値がＦ３からＦ４に切り替えられると、それに応じてモータ３９（圧縮機３６）の回転速度が上昇する。 On the other hand, when the motor 39 of the compressor 36 having the same characteristics as in the above-described prior art is driven by the configuration of the present embodiment, the voltage waveform when the set value of the drive frequency shifts from F2 to F3. Is switched to single phase. Therefore, when the set value of the drive frequency is F3 and F4, the effective value of the voltage applied to the main winding 59m is increased to “0.7” by the single-phase AC voltage, and the motor 39 is operated at high speed. A sufficient output torque can be obtained. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, as shown in FIG. 10, when the setting value of the drive frequency is switched from F3 to F4, the rotational speed of the motor 39 (compressor 36) increases accordingly.

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、圧縮機３６のモータ３９として単相誘導モータを採用するとともに、そのモータ３９を３相のインバータ回路５８により駆動する構成とした上で、次のような制御が行われる。すなわち、インバータ制御回路６０は、モータ３９の回転速度（駆動周波数）が低速領域であるときには２相の交流電圧が主巻線５９ｍおよび補助巻線５９ａに印加され、高速領域であるときには単相の交流電圧が主巻線５９ｍに印加されるようにインバータ回路５８の動作を制御する。これにより、圧縮機３６ひいては洗濯乾燥機１の製造コストを安くすることができるとともに、圧縮機３６の安定した起動の実現および高速運転を可能とすることができるという優れた効果が得られる。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, a single-phase induction motor is employed as the motor 39 of the compressor 36, and the motor 39 is driven by the three-phase inverter circuit 58. The following control is performed. That is, the inverter control circuit 60 applies a two-phase AC voltage to the main winding 59m and the auxiliary winding 59a when the rotational speed (drive frequency) of the motor 39 is in the low speed region, and single-phase when the motor 39 is in the high speed region. The operation of the inverter circuit 58 is controlled so that an AC voltage is applied to the main winding 59m. Thereby, the manufacturing cost of the compressor 36 and thus the washing / drying machine 1 can be reduced, and an excellent effect can be obtained that the compressor 36 can be stably started and can be operated at high speed.

なお、本実施形態の構成では、モータ３９の駆動周波数が高速領域であるときには、補助巻線５９ａへの電圧印加が行われないため、補助巻線５９ａはモータ３９の出力トルクに寄与しない。しかし、補助巻線５９ａは、元々、モータ３９の安定した起動を実現するために設けられたものであり、それにより得られる出力トルクは、主巻線５９ｍに比べて小さい。従って、本実施形態の構成によれば、高速領域において補助巻線５９ａから得られるトルクが無いという点を差し引いても、従来技術に比べると、高速領域における出力トルクを高くすることができるため、前述したような効果が得られる。 In the configuration of the present embodiment, when the drive frequency of the motor 39 is in the high speed region, voltage application to the auxiliary winding 59a is not performed, so the auxiliary winding 59a does not contribute to the output torque of the motor 39. However, the auxiliary winding 59a is originally provided to realize a stable start-up of the motor 39, and the output torque obtained thereby is smaller than that of the main winding 59m. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, even if the point that there is no torque obtained from the auxiliary winding 59a in the high speed region is subtracted, the output torque in the high speed region can be increased compared to the conventional technique. The effects as described above can be obtained.

また、インバータ制御回路６０は、モータ３９の主巻線５９ｍに流れる電流がゼロであるタイミングで、インバータ回路５８の各相出力の電圧波形の切り替えを行う。モータ３９の主巻線５９ｍに流れる電流は、モータ３９の出力トルクに最も寄与するものである。そのため、上記したように、主巻線５９ｍに流れる電流がゼロであるときに電圧波形の切り替えが行われれば、波形切り替え時における出力トルクの変動が最小限に抑えられる。従って、本実施形態のように、インバータ回路５８の各相出力の電圧波形を切り替える構成であっても、その切り替え時におけるモータ３９の回転速度の変動を極力小さく抑えることが可能となる。 The inverter control circuit 60 switches the voltage waveform of each phase output of the inverter circuit 58 at a timing when the current flowing through the main winding 59m of the motor 39 is zero. The current flowing through the main winding 59m of the motor 39 contributes most to the output torque of the motor 39. Therefore, as described above, if the voltage waveform is switched when the current flowing through the main winding 59m is zero, fluctuations in the output torque at the time of waveform switching can be minimized. Therefore, even when the voltage waveform of each phase output of the inverter circuit 58 is switched as in this embodiment, it is possible to suppress the fluctuation in the rotational speed of the motor 39 at the time of switching as much as possible.

（第２の実施形態）
インバータ制御回路６０は、モータ３９の駆動周波数が高速領域であるときに主巻線５９ｍに対して単相の交流電圧が印加されるようにインバータ回路５８の動作を制御すればよく、その際におけるインバータ回路５８の各相出力の電圧波形は、適宜変更することができる。以下、モータ３９の駆動周波数が高速領域であるときにおけるインバータ回路５８の各相出力の電圧波形を変更した第２の実施形態について図１２を参照して説明する。 (Second Embodiment)
The inverter control circuit 60 may control the operation of the inverter circuit 58 so that a single-phase AC voltage is applied to the main winding 59m when the drive frequency of the motor 39 is in the high speed region. The voltage waveform of each phase output of the inverter circuit 58 can be changed as appropriate. Hereinafter, a second embodiment in which the voltage waveform of each phase output of the inverter circuit 58 when the drive frequency of the motor 39 is in the high speed region will be described with reference to FIG.

本実施形態では、モータ３９の駆動周波数が高速領域であるときには、インバータ回路５８の各相の端子Ｕ〜Ｗから、図１２に示すような波形（第２パターン）の電圧が出力される。すなわち、このとき、端子Ｕから、主回路電圧と同等のｐ−ｐ値の方形波状の電圧が出力される。また、端子Ｖから、主回路電圧の２倍のｐ−ｐ値を持つ正弦波状の波形を次のように変形した波形の電圧が出力される。すなわち、端子Ｖから出力される電圧は、上記正弦波状の波形のうち正側の部分はそのままとし、負側の部分を、最大値（＝主回路電圧）分だけ正方向にシフトした波形である。なお、端子Ｗは、第１の実施形態と同様に、開放状態であり、端子Ｗから電圧は出力されない。 In the present embodiment, when the drive frequency of the motor 39 is in the high speed region, a voltage having a waveform (second pattern) as shown in FIG. 12 is output from the terminals U to W of each phase of the inverter circuit 58. That is, at this time, a square wave voltage having a pp value equivalent to the main circuit voltage is output from the terminal U. Further, a voltage having a waveform obtained by transforming a sinusoidal waveform having a pp value twice the main circuit voltage as follows is output from the terminal V. That is, the voltage output from the terminal V is a waveform obtained by shifting the negative side portion in the positive direction by the maximum value (= main circuit voltage) without changing the positive side portion of the sine waveform. . Note that the terminal W is in an open state as in the first embodiment, and no voltage is output from the terminal W.

このように各相出力の電圧波形を変更した場合でも、第１の実施形態と同様に、モータ３９の主巻線５９ｍの端子間に、主回路電圧の２倍のｐ−ｐ値の正弦波状の電圧が印加される。従って、本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の作用および効果が得られる。さらに、本実施形態によれば、次のような効果も得られる。すなわち、この場合、端子Ｕからは、方形波状の電圧が出力される。そのため、Ｕ相のスイッチング素子は、ほとんどの期間において、オン固定またはオフ固定状態となる。これに対し、第１の実施形態では、Ｕ相のスイッチング素子は、ＰＷＭ制御により正弦波状の電圧を出力するべく、常にスイッチング動作される。従って、本実施形態によれば、第１の実施形態に比べ、Ｕ相のスイッチング素子におけるスイッチング損失が低減されるという効果が得られる。 Even when the voltage waveform of each phase output is changed in this way, as in the first embodiment, a sine wave shape having a pp value twice the main circuit voltage is provided between the terminals of the main winding 59m of the motor 39. Is applied. Therefore, according to this embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. Furthermore, according to this embodiment, the following effects are also obtained. That is, in this case, a square wave voltage is output from the terminal U. Therefore, the U-phase switching element is in an on-fixed state or an off-fixed state in most periods. On the other hand, in the first embodiment, the U-phase switching element is always switched to output a sinusoidal voltage by PWM control. Therefore, according to the present embodiment, the switching loss in the U-phase switching element can be reduced as compared with the first embodiment.

（その他の実施形態）
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
洗濯乾燥機１は、水槽３および回転槽４が縦軸状に配置されるいわゆる縦軸形であってもよい。
コンプレッサ駆動装置５２は、乾燥機能を備えた洗濯乾燥機１に限らず、ヒートポンプ式の乾燥機能を有する衣類乾燥機にも適用可能である。 (Other embodiments)
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention.
The washing / drying machine 1 may have a so-called vertical axis in which the water tank 3 and the rotating tank 4 are arranged in a vertical axis.
The compressor driving device 52 is applicable not only to the washing dryer 1 having a drying function but also to a clothes dryer having a heat pump type drying function.

インバータ制御回路６０は、ホールセンサなどの回転速度検出器を用いて検出されるモータ３９の回転速度の検出値、ベクトル制御演算などにより推定されるモータ３９の回転速度の推定値などに応じて各相出力の電圧波形を切り替える構成でもよい。
インバータ制御回路６０は、主巻線５９ｍに流れる電流が所定電流未満であるときに電圧波形の切り替えを行ってもよい。このようにしても、主巻線５９ｍに流れる電流が所定電流未満に抑えられる分だけ、電圧波形の切り替え時におけるモータ３９の回転速度の変動を小さく抑えることができる。
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 The inverter control circuit 60 is configured to detect the rotational speed of the motor 39 detected using a rotational speed detector such as a hall sensor, the estimated rotational speed of the motor 39 estimated by a vector control calculation, or the like. The configuration may be such that the voltage waveform of the phase output is switched.
The inverter control circuit 60 may switch the voltage waveform when the current flowing through the main winding 59m is less than a predetermined current. Even in this case, the fluctuation of the rotation speed of the motor 39 at the time of switching the voltage waveform can be suppressed to the extent that the current flowing through the main winding 59m is suppressed to less than the predetermined current.
These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

図面中、１は洗濯乾燥機（衣類乾燥機）、３６は圧縮機（コンプレッサ）、３８はヒートポンプユニット（ヒートポンプ）、３９はモータ（単相誘導モータ）、５２はコンプレッサ駆動装置、５８はインバータ回路、５９ｍは主巻線、５９ａは補助巻線、６０はインバータ制御回路（駆動制御回路）を示す。 In the drawings, 1 is a washing dryer (clothing dryer), 36 is a compressor (compressor), 38 is a heat pump unit (heat pump), 39 is a motor (single phase induction motor), 52 is a compressor driving device, and 58 is an inverter circuit. 59m is a main winding, 59a is an auxiliary winding, and 60 is an inverter control circuit (drive control circuit).

Claims

A compressor driving device for driving a compressor constituting a heat pump provided in a clothes dryer having a heat pump type drying function,
A drive source of the compressor, a single-phase induction motor having a main winding and an auxiliary winding;
An inverter that converts a DC voltage into a plurality of phases of AC voltage for output, and drives the single-phase induction motor by supplying the plurality of phases of output to each terminal of the main winding and the auxiliary winding. Circuit,
A drive control circuit that controls the speed of the single-phase induction motor by controlling the operation of the inverter circuit; and
With
The drive control circuit includes:
According to the rotation speed of the motor, switching the waveform pattern of the output of the plurality of phases of the inverter circuit,
The waveform pattern is a waveform pattern in which a two-phase AC voltage is applied between the terminals of the main winding and between the terminals of the auxiliary winding when the driving frequency of the motor is in a low speed region. Set the pattern
When the motor driving frequency is a relatively high speed region, the waveform pattern is set to a second pattern that is a waveform pattern in which a single-phase AC voltage is applied between the terminals of the main winding;
The inverter circuit has a three-phase configuration including a first phase, a second phase, and a third phase,
The output of the first phase is supplied to each other commonly connected terminal of the main winding and the auxiliary winding ,
The output of the second phase is supplied to one terminal of the main winding ,
The output of the third phase is supplied to one terminal of the auxiliary winding,
When the waveform pattern is set to the second pattern,
From the first phase and the second phase, sinusoidal voltages having a pp value equivalent to the DC voltage and opposite in phase are output, and the output of the third phase is in an open state. A compressor driving device for a clothes dryer, characterized in that

A compressor driving device for driving a compressor constituting a heat pump provided in a clothes dryer having a heat pump type drying function,
A drive source of the compressor, a single-phase induction motor having a main winding and an auxiliary winding;
An inverter that converts a DC voltage into a plurality of phases of AC voltage for output, and drives the single-phase induction motor by supplying the plurality of phases of output to each terminal of the main winding and the auxiliary winding. Circuit,
A drive control circuit that controls the speed of the single-phase induction motor by controlling the operation of the inverter circuit; and
With
The drive control circuit includes:
According to the rotation speed of the motor, switching the waveform pattern of the output of the plurality of phases of the inverter circuit,
The waveform pattern is a waveform pattern in which a two-phase AC voltage is applied between the terminals of the main winding and between the terminals of the auxiliary winding when the driving frequency of the motor is in a low speed region. Set the pattern
When the motor driving frequency is a relatively high speed region, the waveform pattern is set to a second pattern that is a waveform pattern in which a single-phase AC voltage is applied between the terminals of the main winding;
The inverter circuit has a three-phase configuration including a first phase, a second phase, and a third phase,
The output of the first phase is supplied to each other commonly connected terminal of the main winding and the auxiliary winding ,
The output of the second phase is supplied to one terminal of the main winding ,
The output of the third phase is supplied to one terminal of the auxiliary winding,
When the waveform pattern is set to the second pattern,
A square wave voltage having a pp value equivalent to the DC voltage is output from the first phase, and a sine wave voltage having a pp value approximately twice the DC voltage from the second phase. A compressor driving device for a clothes dryer, wherein a voltage having a waveform obtained by shifting the negative side portion of the first portion in the positive direction by the maximum value is output, and the output of the third phase is in an open state.

In the compressor driving device of the clothes dryer according to claim 1 or 2 ,
The drive control circuit sets the waveform pattern to the first pattern when the motor is started.

In the compressor drive device of the clothes dryer according to any one of claims 1 to 3 ,
The drive control circuit according to claim 1, wherein the drive control circuit switches the waveform pattern when a current flowing through the main winding is less than a predetermined current.

In the compressor driving device of the clothes dryer according to any one of claims 1 to 4 ,
The compressor driving device for a clothes dryer, wherein the drive control circuit performs switching of the waveform pattern when a current flowing through the main winding is zero.