JPH0471595A

JPH0471595A - 可変速駆動装置及び、その周辺装置

Info

Publication number: JPH0471595A
Application number: JP2182778A
Authority: JP
Inventors: Norihito Mochida; 則仁持田; Hideki Omori; 英樹大森; Hideyuki Kominami; 秀之小南; Yoshio Fukushima; 嘉夫福嶋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1992-03-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電動機の可変速駆動装置及びその周辺装置を
備えた電気洗濯機（以下、単に洗濯機という）に関する
。

（従来の技術）第９図は従来の、洗濯機の回転を変速するための、電動
機の可変速駆動装置を示し、これはインバータ方式と呼
ばれ、三相三線交流で使用される。

図において、■は直流電源、２は誘導電動機、３は制御
回路部である。直流電源１は、スイッチング素子ＴＲ，
、ＴＲ，とダイオードＤ、、　Ｄ、から構成し、制御回
路部３により制御されるインバータａ、同様に構成した
スイッチング素子ＴＲ，。

ＴＲ，とダイオードＤ、、Ｄ４によるインバータｂ、同
じくスイッチング素子ＴＲ，、ＴＲ，とダイオードＤ、
、　Ｄ、によるインバータＣとにより、三相フルブリッ
ジ形インバータを構成し、互いに１２０度の位相差を有
する正弦波を出力して、近似的に三相三線の交流電力に
変換されて誘導電動機２を駆動している。

上記、インバータによる正弦波の発生手段として従来か
らよく行われているのは、ＰＷＭ方式とよばれ、インバ
ータの出力波形の半サイクル中に多数のパルス列を作り
、等値電圧を正弦波状に変化させ、高調波を軽減して滑
らかな出力とするものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記のような誘導電動機の駆動には、ス
イッチング素子とそれを駆動するドライバ回路とを必要
とし、さらに効率を高めるため、一般家庭でなじみのう
すい三相電源を使用するから構成が複雑で、家庭用の洗
濯機にはあまり普及していないのが現状である。

本発明は上述に鑑み、従来の洗濯機に普及しているコン
デンサ形誘導電動機をそのまま用いた、容易に構成可能
な簡素、経済的な洗濯機用の可変速駆動装置及び、その
駆動のための回転数検出装置、あるいは誘導電動機等の
提供を目的とする。

（課駅を解決するための手段）本発明は上記の目的を、双方向導通素子と、進相用コン
デンサとにより回転駆動されるコンデンサ形誘導電動機
と、その回転を制御する、前記コンデンサ形誘導電動機
の回転数に応じた周期のパルス信号を発生する回転数検
知部と、そのパルス出力を入力とする上記、双方向導通
素子の通電比を最適に制御する通電比制御部と、その制
御により上記、双方向導通素子を駆動する駆動部とから
なる回転速度制御装置とにより構成するか、または、上
記の通電比制御部を、回転数検知部が検知した回転数出
力のパルス信号周期から、通電比を演算するマイクロコ
ンピュータにより演算させて構成する可変速駆動装置に
よって、あるいは、誘導電動機の回転数を、光学センサ
ー、または回転式磁気センサーにより検出し、また、誘
導電動機の振動を、誘導電動機の外装筐体を洗濯機本体
に、緩衝部材を介在させて固着し、または誘導電動機の
回転軸に固定するプーリを、緩衝部材を介在させて固着
することにより達成する。

（作　用）本発明によれば、回転数検知部が検出する誘導電動機の
回転数と、所望の設定回転数とを比較して、その差をな
くすように双方向導通素子の通電比が決定され、あるい
は通電比の演算をマイクロコンピュータによって行うか
ら、円滑な電動機の回転制御が可能になり、したがって
洗濯機の回転駆動が安定に行われる。

また、回転数検知部は光または磁気センサーにより電動
機の回転数を検出するから、安定な回転数の検出が可能
になり、また、電動機は洗濯機筐体との取付は部位、ま
たは電動機軸とプーリの固着部位に緩衝部材を用いたの
で、電動機の寄生振動が洗濯機本体に伝わるのを防止、
または吸収されて静穏な洗濯機が構成される。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の可変速駆動装置の一実施例を示す図で
ある。４はコンデンサ駆動形の誘導電動機（以下、単に
電動機と略す）で、双方向導通素子５．６と、進相用コ
ンデンサ７とにより２相駆動される。８は電動機４の回
転速度制御装置で、電動機４の回転数に応じた周期のパ
ルス信号を発生する回転数検知部９と、そのパルス信号
出力から、双方向導通素子５，６の最適な通電比を得る
ように制御する通電比制御部１０と、前記、双方向導通
素子５，６に制御ゲート信号を印加する駆動部１１とに
より構成されている。

第２図、第３図は第１図の要部波形図で、これを用いて
第１図を説明する。

まず、双方向導通素子５または６を動作させて、電動機
４の一方のステータ巻線に商用交流電圧１００Ｖを印加
するとともに、進相用コンデンサ７により９０度位相が
進んだ電流を、他方の巻線に印加して電動機４を回転駆
動させ、その回転により洗濯機ＷのパルセータＰを駆動
する。それにより、回転数検知部９は第２図（ａ）のよ
うな、周期ＴＦＢ（周波数ｆＦＢ＝　ｌ　／ＴＦＢ）の
矩形波を出力し、それは通電比制御部ＩＯに入力される
。

通電比制御部１０では上記の入力された矩形波信号を微
分回路部１２、および積分回路部１３を経て図（ｃ）の
ように、入力信号周期に同期した振幅の鋸歯状波を得、
これと設定値１４を与える図（ｃ）の基準値Ｓとを比較
部１５で比較すると、同図（ｄ）のように上記鋸歯状波
の振幅に比例、または基準値に逆比例したパルス幅の矩
形波信号が得られる。さらに、それを平滑回路部１６に
より、平滑化して電圧信号ｄを得る。また、この電圧信
号ｄをＶ／Ｉ（電圧／電流）変換部１８により、定電流
源の電流値工に変換し、さらに、積分回路部１９により
、第３図（ａ）に示す商用交流電源（波形、同図（ａ）
）のゼロボルトレベルのタイミング（同図（ｂ））でパ
ルスを発生する、タイミング発生部１７の出力に同期し
て積分される。その積分出力は比較部２１において基準
値２０と比較され、基準値を超えるまでの時間ＴＯＦＦ
の間、駆動部１１からオフ信号が、超えたときはオン信
号が出力されて（図（ｄ）、　（ｆ））双方向導通素子
５または６の通電が制御される。その時の商用交流電源
の周期Ｔに対するオン時間との比、すなわち、（Ｔ　−
ＴＯＦＦ）／Ｔを通電比と呼び、そのＴ　ＯＦＦにより
回転数を所望の値に制御している。

これば例えば、基準値２０を一定とした場合、負荷が重
くなって回転数が低下し回転時間が長くなると、Ｖ／Ｉ
変換部１８の出力電流値が大きくなるため双方向導通素
子の５，６の導通比が大きくなり、電動機４に印加され
る実効電圧が高くなって結果として回転力が増加する。

また、逆に負荷が軽くなると上記と反対になって回転力
が小さくなる。

第１の発明は以上のようにして、回転数を検知し、その
回転数に応じて電動機４に印加する実効電圧を、つまり
回転力を制御し負荷に無関係に安定した回転を得るもの
である。

第４図は洗濯機の可変速駆動装置の他の実施例を示す図
で、以下、説明しない符号は第１図の説明を援用し、２
２はマイクロコンピュータである。

上記の構成で、第１図で説明したと同様に商用交流電圧
１００■と、進相用コンデンサ７により９０度進相させ
た電流により、電動機４が駆動される。

それにより回転数検知部９から、第１図で説明したと同
様に周期ＴＦＢの矩形波が出力され（第２図）、それは
マイコン２２の演算部２３に入力され、設定値ｆ、との
偏差Δｆ＝ｆＦＢ−ｆ、に適当な比例定数を乗じた値で
、カウンタ部２４の目標値を増減させて、双方向導通素
子５，６の非導通時間を決めている。

その決定された目標値によってタイミング発生部１７が
出力するタイミングパルスに同期してカウンタ部２４が
起動され、目標値がカウントされたら出力を反転する。

そのカウントのスタートタイミングで、駆動部１１がら
オフ信号が出され、反対に超えたときはオン信号が出力
される（第３図（ｄ）。

（ｆ））。それによる双方向導通素子５，６の通電比に
より回転数が所望の値に制御される。例えば、設定値ｆ
、を一定とした場合、負荷が重くなり回転数が低下した
ら、カウンタ部２４の目標値を小さくすると導通比は大
きくなって、電動機４の実効印加電圧が大きくなり、そ
の結果、回転力が増大し、また、逆に上記で負荷が軽い
場合は回転力が小さくなる。すなわち回転数を検知して
、その大きさにより電動機４に印加する実効値電圧によ
り回転力が制御されるもので、負荷に関係なく安定した
回転が得られる。

第５図は、回転数検出装置の一実施例を説明する図であ
る。２５は洗濯機の電動機４の回転軸２６に固着されて
回転する、周縁部２７にスリットを定間隔に刻設したス
リット円板、２８はスリット円板２５の周縁部２７を抱
込む形に形成した光学式回転センサーであり、発光部２
９の光出力は上記、周縁部２７のスリットにより断続さ
れて受光部３ｏに入力され、電動機４の回転数に比例す
るパルス信号に変換され制御回路部８′に印加される。

制御回路部８′では、入力されたパルス信号の周期Ｔか
ら、Ｎを電動機４の回転数、ｎを周縁部２７のスリット
数とすると、Ｎ＝１／（Ｔｘｎ）で回転数が判断される
。

第６図は洗濯機の回転数検出装置の他の実施例を示し、
３１は洗濯機の電動機４の回転軸３２に固定されて回転
する、周縁に永久磁石３３を一定間隔に固着配置した回
転検出円板、３４は前記永久磁石３３の磁力検出器で、
電動機４の回転に比例して周期的に変化する磁界を検出
し、その検出出力は電流変換されて制御回路部８′に電
圧変動として印加され、矩形波に波形整形される。その
矩形波の周期Ｔから、電動機４の回転数Ｎを、Ｎ＝１／
（Ｔｘｎ）として回転数を検出する。なお、ｎは上記回
転検出円板３１に固定した永久磁石３３の個数である。

第７図は電動機の一実施例を示す図で、洗濯機Ｗの下部
部分を表わした側面図である。３５は電動機４の外部筐
体で、電動機４を洗濯機本体３６に固着するための接続
部位３７を設けている。この外部筐体３５は緩衝部材３
８を介在させて接続部位３７を利用して洗濯機本体３６
の下面に固定される。すなわち、緩衝部材３８により電
動機４の回転振動は緩衝されて洗濯機本体３６には伝わ
らず、騒音も軽減される。

第８図は本発明の電動機の他の実施例を示す洗濯機Ｗの
下部の側面図である。３９は電動機４の回転軸、４０は
そのプーリで、回転軸３９との間に緩衝部材４１を介在
させている。すなわち、以上のように電動機４の回転軸
３９にプーリ４０を緩衝部材４１を介在させて固定する
ことにより、変速回転する電動機４が発生する異常振動
が弾性吸収されて減衰するから、洗濯機本体には振動が
伝わらず、騒音も軽減される。

（発明の効果）以上詳細に説明して明らかなように本発明の第１、第２
の発明は、従来のような複雑なインバータが不要な、従
来から用いられている双方向導通素子と、その駆動部を
そのまま使用できる簡素、経済的な洗濯機の可変速駆動
装置であり、また第３、第４の発明の回転数検出装置は
光学的、または磁気的に電動機の回転数を検出するから
、簡素で経済的に構成され、正確に電動機の回転数が検
出できる。さらに第５．第６の発明は、電動機騒音の振
動を簡単な構成で洗濯機本体から伝わらないようにする
もので、騒音防止効果も有している。

すなわち、本発明の可変速駆動装置は簡素、経済的な、
しかも従来採用されている技術的に容易な２相誘導電動
機を用いて洗濯機の回転速度を可変制御するものであり
、また、回転数検出装置は構成容易で安定動作し、さら
に電動機は振動が洗濯機本体に伝わるのを困難にする構
成容易な構造であるから、用いて益するところが大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変速駆動装置の一実施例の構成を示
すブロック図、第２図、第３図はその動作を説明する波
形図、第４図は他の可変速駆動装置の実施例を示す図、
第５図、第６図はそれぞれ、本発明の回転数検出装置の
実施例を示す図、第７図、第８図はそれぞれ、本発明の
防振機構を説明する図、第９図は従来の洗濯機における
電動機駆動装置の構成を示す図である。１　・・・直流電源、　２・・・誘導電動機、３　・・
・制御回路部、　４・・・誘導電動機（電動機と略す）
、　５，６　・・・双方向導通素子、　７　・・・進相
用コンデンサ、　８　・・回転速度制御装置、　８′　
・・・制御回路部、９　・・・回転数検知部、ｌＯ・・
・通電比制御部、ｌｌ・・・駆動部、１２・・・微分回
路部、Ｉ３・・・積分回路部、１５．２１・・・比較部
、１７・・・タイミング発生部、１８・・・Ｖ／１（電
圧／電流）変換部、１９・・・積分回路部、２２・・・
マイクロコンピュータ、２３・・・演算部、２４・・・
カウンタ部、２５・・・スリット円板、２６．３９・・
・回転軸、２８・・・光学式回転センサー　２９・・・
発光部、３０・・・受光部、３１・・・回転検出円板、
３３・・・永久磁石、３４・・・磁力検出器、３５・・
・外部筐体、３７・・・接続部位、３８゜４１・・・緩
衝部材、４０・・・プーリ。特許出願人　松下電器産業株式会社第２図（ｂ）八」−に」− （ｄ）二升丁」ト１〜第１図哉疋便す、ｂ−一一又又７「代０杖フにぜト第３図（ｆ）第４図設定像ｆｓ第６図第５図第７図４１庫賢＃Ｔ邪わ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）双方向導通素子と、進相用コンデンサとにより回
転駆動されるコンデンサ形誘導電動機と、その回転を制
御する、前記コンデンサ形誘導電動機の回転数に応じた
周期のパルス信号を発生する回転数検知部と、そのパル
ス出力を入力とする上記、双方向導通素子の通電比を最
適に制御する通電比制御部と、その制御により上記、双
方向導通素子を駆動する駆動部とからなる回転速度制御
装置とにより構成したことを特徴とする可変速駆動装置
。
（２）通電比制御部は、回転数検知部が検知した回転数
出力のパルス信号周期から、通電比を演算するマイクロ
コンピュータにより構成したことを特徴とする請求項（
１）記載の可変速駆動装置。
（３）電気洗濯機を駆動する誘導電動機の回転数を、そ
の誘導電動機の回転軸の回転に伴い回転する、外周に等
間隔にスリットを設けたスリット円板の、上記スリット
を透過する光を計数する光学センサーにより検出するこ
とを特徴とする回転数検出装置。
（４）電気洗濯機の誘導電動機の回転軸に固着した、外
周に等間隔に永久磁石を配置した回転検出円板と、上記
永久磁石の磁力検出部とを設け、前記磁力検出部が検出
する上記回転軸の回転により変化する前記永久磁石の周
期的な磁力変化をパルス信号化して、上記誘導電動機の
回転数を検出、計数することを特徴とする回転数検出装
置。
（５）電気洗濯機の可変速駆動装置を構成する誘導電動
機を外装筐体に収容させ、その外装筐体を電気洗濯機本
体に、緩衝部材を介在させて固着したことを特徴とする
電気洗濯機の誘導電動機。
（６）電気洗濯機の可変速駆動装置を構成する誘導電動
機の回転軸に、緩衝部材を介在させてプーリを固着した
ことを特徴とする電気洗濯機の誘導電動機。