JPH11252970A - 動力発生装置とこれを用いた電気洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータ回路のスイッチング素子を開閉駆
動する駆動回路の直流電源を簡単な構成にした動力発生
装置とこれを用いた電気洗濯機を提供する。 【解決手段】 第１の直流電源１４に接続されたインバ
ータ６において、インバータ回路６ａの第２のスイッチ
ング素子８ａを開閉駆動する第２の駆動回路１１ａを動
作させる第２の直流電源１２ａを設けるとともに、第１
のスイッチング素子７ａを開閉駆動する第１の駆動回路
１０ａの直流電源としてブートストラップコンデンサ５
３ａを設け、第２のスイッチング素子８ａの導通期間に
ダイオード５６と抵抗５５とを介して充電電流を供給す
る。このとき、デューティ制限回路５４はＰＷＭ回路１
７が出力するＰＷＭ信号のデューティの上限を所定値に
制限して第１のスイッチング素子７ａを導通駆動するた
めの放電量を抑制し、ブートストラップコンデンサ５３
ａの端子電圧を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用や産業用に
使用されるモータやリニアモータなどの動力発生装置
と、前記動力発生装置を使用する電気洗濯機に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の動力発生装置について図面
を参照しながら説明する。図１１は従来の動力発生装置
の構成を示す回路図である。図１１において、第１の物
体１を構成する固定子と、第１の物体１の内側に回転自
在に設けた第２の物体２を構成する回転子とを備えてい
る。

【０００３】第１の物体１は、珪素鋼板などを積層した
鉄心に３相に巻かれた巻線３ａ、巻線３ｂ、および巻線
３ｃからなる３相巻線３と、ホールＩＣ４ａ、ホールＩ
Ｃ４ｂ、およびホールＩＣ４ｃによって構成された位置
検知手段４とを備えている。また、第２の物体２には２
極の永久磁石５が設けられている。６は３相巻線３に流
す電流の入出力を切り替えまたは遮断するインバータ回
路であり、巻線３ａに対応するインバータ回路６ａ、巻
線３ｂに対応するインバータ回路６ｂ、および巻線３ｃ
に対応するインバータ回路６ｃとを備えている。インバ
ータ回路６ａは、第１のスイッチング素子７ａと第２の
スイッチング素子８ａとの直列回路を備えるとともに、
第１のスイッチング素子７ａと第２のスイッチング素子
８ａとを開閉駆動するドライバ９ａを備えている。ま
た、第１のスイッチング素子７ａと第２のスイッチング
素子８ａの共通接続点は巻線３ａに接続されている。ド
ライバ９ａには第１のスイッチング素子７ａを開閉駆動
する第１の駆動回路１０ａと第２のスイッチング素子８
ａを開閉駆動する第２の駆動回路１１ａとを備えてい
る。また、１２ａは第２の駆動回路１１ａに電源を供給
する第２の直流電源、１３ａは第１の駆動回路１０ａに
電源を供給する第３の直流電源である。

【０００４】なお、図示していないが、インバータ回路
６ｂ、およびインバータ回路６ｃの構成もインバータ回
路６ａと同じであり、インバータ回路６ｂには第１のス
イッチング素子７ｂと第２のスイッチング素子８ｂとの
直列回路と、第１の駆動回路１０ｂと第２の駆動回路１
１ｂとからなるドライバ９ｂとを備えるとともに第２の
直流電源１２ｂと第３の直流電源１３ｂとが接続され、
また、インバータ回路６ｃには第１のスイッチング素子
７ｃと第２のスイッチング素子８ｃとの直列回路と、第
１の駆動回路１０ｃと第２の駆動回路１１ｃとからなる
ドライバ９ｃとを備えるとともに第２の直流電源１２ｃ
と第３の直流電源１３ｃとが接続されている。

【０００５】また、１４はインバータ６を介して３相巻
線３に電流を供給するための第１の直流電源である。

【０００６】１５は巻線３ａ〜３ｃに通電するタイミン
グを発生する３相分配回路であり、位置検知手段４から
の信号を入力し、論理式によって信号ａ〜信号ｆを出力
する。ここで、信号ａはインバータ回路６ａの第１のス
イッチング素子７ａを開閉する信号、信号ｂは第２のス
イッチング素子８ａを開閉する信号である。インバータ
回路６ｂに対する信号ｃと信号ｄ、インバータ回路６ｃ
に対する信号ｅと信号ｆについても同様である。また、
１６ａ、１６ｂ、１６ｃはそれぞれＡＮＤ回路である。
ＡＮＤ回路１６ａは、信号ａと信号ｂとＰＷＭ回路１７
からのＰＷＭ信号とを入力し、信号ａとＰＷＭ信号との
論理積を第１の駆動回路１０ａに出力するとともに信号
ｂをそのまま第２の駆動回路１１ａに出力する。ＡＮＤ
回路１６ｂ、およびＡＮＤ回路１６ｃについても同様で
ある。ＰＷＭ回路１７は、三角波の電圧信号を出力する
発振回路１８とコンパレータ１９とを備えている。

【０００７】上記構成における動作について説明する。
位置検知手段４は、第１の物体１に対する第２の物体２
の相対的な回転角を検知し、３相分配回路１５は、前記
回転角に対応して、３個の第１のスイッチング素子７ａ
〜７ｃと３個の第２のスイッチング素子８ａ〜８ｃのう
ちオンとする対象を決定し、対応する信号ａ〜ｆをＨＩ
ＧＨとしてＡＮＤ回路１６ａ〜１６ｃに出力する。ＡＮ
Ｄ回路１６ａは、信号ａがＨＩＧＨであれば前記ＰＷＭ
信号との論理積を第１の駆動回路１０ａに出力し、信号
ｂがＨＩＧＨであればそのまま第２の駆動回路１１ａに
出力する。ＡＮＤ回路１６ｂ、ＡＮＤ回路１６ｃについ
ても同様である。前記ＰＷＭ信号との論理積を入力した
第１の駆動回路１０ａおよびＨＩＧＨの信号ｂを入力し
た第２の駆動回路１１ａは、それぞれＨＩＧＨに対して
約１５Ｖの出力を第１のスイッチング素子７ａと第２の
スイッチング素子８ａに印加してオンとする。第１の駆
動回路１０ｂ〜１０ｃ、および第２の駆動回路１１ｂ〜
１１ｃについても同様である。

【０００８】このとき、第３の直流電源１３ａと第２の
直流電源１２ａは、それぞれ第１の駆動回路１０ａと第
２の駆動回路１１ａに電力を供給して動作させている。
第３の直流電源１３ｂ〜１３ｃ、第２の直流電源１２ｂ
〜１２ｃについても同様である。

【０００９】以上の動作により、巻線３ａ〜３ｃには位
置検知手段４で検知した第２の物体２の回転角に対応す
る電流が第１の直流電源１４から供給され、その結果、
第２の物体２にトルクが発生して回転し、動力を取り出
すことができる。

【００１０】ここで、ＰＷＭ回路１７は、第１の直流電
源１４の電圧を等価的に１００％以下の任意の値に調整
するように作用し、可変抵抗２０を操作してバイアス電
源２１の出力電圧を調整することにより、図におけるｇ
点の電圧が変化し、発振回路１８から出力される三角波
の電圧とｇ点の電圧との交点により、コンパレータ１９
からＨＩＧＨとＬＯＷとが切り替わるＰＷＭ信号が出力
される。ｇ点の電圧を高くするとコンパレータ１９から
出力されるＰＷＭ信号のＨＩＧＨの期間の割合が増加
し、逆に低くすると減少する。ＡＮＤ回路１６ａはＰＷ
Ｍ回路１７のＰＷＭ信号と信号ａとの論理積を出力する
ので、第１のスイッチング素子７ａを信号ａがオンとす
る期間をＰＷＭ制御により１００％以下の範囲で加減し
て巻線３ａに流れる電流値を制御する。ＡＮＤ回路１６
ｂおよびＡＮＤ回路１６ｃについても同様である。

【００１１】図１２は、図１１に示した動力発生装置に
おける第１の駆動回路１０ａおよび第２の駆動回路１１
ａとその周辺の構成を詳細に示す回路図である。なお、
他の第１の駆動回路１０ｂ〜１０ｃ、および第２の駆動
回路１１ｂ〜１１ｃについても同様である。

【００１２】図１２において、第１の直流電源１４は、
１００Ｖ６０Ｈｚの商用電源２２、整流ブリッジ２３、
チョークコイル２４、および平滑コンデンサ２５によっ
て構成されている。また、第１の駆動回路１０ａは、発
光ダイオードとフォトトランジスタによって構成された
フォトカップラ２６、ＮＰＮトランジスタ２７およびＮ
ＰＮトランジスタ２８、ＰＮＰトランジスタ２９、抵抗
３０、および抵抗３１により構成され、抵抗３２を介し
てＡＮＤ回路１６ａの出力に接続されている。また、第
２の駆動回路１１ａは、ＮＰＮトランジスタ３３、ＰＮ
Ｐトランジスタ３４、抵抗３５、および抵抗３６によっ
て構成され、そのままＡＮＤ回路１６ａの出力に接続さ
れている。

【００１３】スイッチング電源３７は、第２の直流電源
１２ａ〜１２ｃと、第３の直流電源１３ａ〜１３ｃとを
実現している電源であり、ＮＰＮトランジスタ３８、駆
動回路３９、トランス４０、スナバ４１、ダイオード４
２、ダイオード４３、ダイオード４４、ダイオード４
５、ダイオード４６、電解コンデンサ４７、電解コンデ
ンサ４８、電解コンデンサ４９、および電解コンデンサ
５０によって構成され、スナバ４１は抵抗５１とコンデ
ンサ５２とで構成されている。電解コンデンサ４７から
の出力は第３の直流電源１３ａとして作用し、電解コン
デンサ５０からの出力は第２の直流電源１２ａとして作
用する。また、ｊ、ｋ、ｌ、ｍの各端子については接続
を図示していないが、ｊとｋはインバータ回路６ｂの第
３の直流電源１３ｂとして使用され、ｌとｍはインバー
タ回路６ｃの第３の直流電源１３ｃとして使用される。
なお、電解コンデンサ５０からの出力は第２の直流電源
１２ｂ〜１２ｃとしても共用される。

【００１４】以上のように、第２の駆動回路１１ａ〜１
１ｃのための直流電源、すなわち第２の直流電源１２ａ
〜１２ｃについては共通とすることができるが、第１の
駆動回路１０ａ〜１０ｃのための第３の直流電源１３ａ
〜１３ｃについては、一般によく使用される第１のスイ
ッチング素子７ａ〜７ｃがＮチャンネルのＩＧＢＴ（Ｍ
ＯＳＦＥＴ）、またはＮＰＮパワートランジスタなどで
あることにより、共通な直流電源で済ませることができ
ず、結果として３つの第３の直流電源１３ａ〜１３ｃが
必要となり、一般的によく使用される３相６石のインバ
ータの構成では、最低４つの直流出力が必要となる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の動力
発生装置では、第１の直流電源１４のプラス側に接続さ
れている第１のスイッチング素子７ａ〜７ｃを開閉駆動
する第１の駆動回路１０ａ〜１０ｃのための第３の直流
電源１３ａ〜１３ｃは、それぞれ第２の駆動回路１１ａ
〜１１ｃや他の回路部分と電気的に絶縁した構成であ
り、また、一般的にこの種のインバータには３相６石の
構成を用いており、スイッチング電源３７などによって
独立した最低４つの直流を出力できる電源を用いること
になるので、電源が大型かつ重量が大きく、コストも高
いものとなっていた。

【００１６】本発明は上記の課題を解決するもので、各
インバータ回路における第１の駆動回路および第２の駆
動回路を動作させる直流電源の構成を簡単にし、軽量か
つ安価で安定に動作する動力発生装置とこれを用いた電
気洗濯機を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は、少なくとも１つの巻線を備えた第１の物体と、前記
第１の物体と相対的に可動に設けられた第２の物体と、
第１の直流電源と、両端が前記第１の直流電源に接続さ
れ、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子
とを直列接続した直列回路、前記第１のスイッチング素
子を開閉駆動する第１の駆動回路、前記第２のスイッチ
ング素子を開閉駆動する第２の駆動回路、前記第２の駆
動回路を動作させる第２の直流電源、および前記第２の
スイッチング素子の導通時に前記第２の直流電源から充
電電流が供給されて前記第１の駆動回路を動作させる直
流電源となるブートストラップコンデンサを備えたイン
バータ回路を前記巻線ごとに備えたインバータと、前記
各インバータ回路における前記第１のスイッチング素子
の導通期間をＰＷＭ制御するＰＷＭ回路と、前記ＰＷＭ
制御におけるデューティを制限するデューティ制限回路
とを備え、前記デューティの制限により前記ブートスト
ラップコンデンサの端子電圧を前記第１の駆動回路が動
作可能なように維持するようにした動力発生装置であ
る。

【００１８】本発明により、第１の駆動回路を動作させ
る直流電源をブートストラップコンデンサのみで構成し
ながら安定に動作させることができ、軽量かつ低コスト
の動力発生装置を実現することができる。

【００１９】請求項２に係わる本発明は、デューティ制
限回路は、インバータの動作周波数が所定値以下の場合
にのみデューティを制限するようにした請求項に係わる
動力発生装置である。

【００２０】本発明により、軽量、低コストを実現しな
がら、高速時においては十分なトルクや出力が得られる
動力発生装置を実現することができる。

【００２１】請求項３に係わる本発明は、デューティ制
限回路は、デューティを制限する上限値を、インバータ
の動作周波数に対応して変えるようにした請求項１に係
わる動力発生装置である。

【００２２】本発明により、高速時には請求項２に係わ
る本発明と同様に十分なトルクや出力が得られるととも
に、低速時においても、ブートストラップコンデンサに
必要な端子電圧が得られる範囲で十分なトルクや出力が
得られる動力発生装置を実現することができる。

【００２３】請求項４に係わる本発明は、デューティ制
限回路は、ブートストラップコンデンサの端子電圧を検
知するブート電圧検知回路を備え、前記端子電圧が所定
値以下にならないようにデューティを制限するようにし
た請求項１に係わる動力発生装置である。

【００２４】本発明により、ブートストラップコンデン
サの端子電圧を所定値以上に維持することにより、十分
なトルクや出力が得られる動力発生装置を実現すること
ができる。

【００２５】請求項５に係わる本発明は、デューティ制
限回路は、ブート電圧演算回路を備え、前記ブート電圧
演算回路は、第１の物体と第２の物体との相対速度とブ
ートストラップコンデンサの端子電圧とデューティとの
所定の関係に基づいて、現時点における前記相対速度と
所望の前記端子電圧とに対応するデューティを演算し、
デューティ制限回路は前記演算されたデューティに制限
するようにした請求項１に係わる動力発生装置である。

【００２６】本発明により、ブートストラップコンデン
サの端子電圧を維持するために必要なデューティが速度
により変化する関係にあっても、あらゆる速度域におい
てもつねに前記端子電圧を第１の駆動回路を動作させる
のに必要最小限の所定電圧に維持することにより最大限
のトルクや出力が得られる動力発生装置を実現すること
ができる。

【００２７】請求項６に係わる本発明は、インバータに
おける任意の１つのインバータ回路において、第２のス
イッチング素子の両端に高抵抗値の充電抵抗を接続して
設け、各インバータ回路において、第２のスイッチング
素子が開閉動作を開始する以前にブートストラップコン
デンサが前記充電抵抗を介して第２の直流電源からあら
かじめ充電されるようにした請求項１に係わる動力発生
装置である。

【００２８】本発明により、低コストで、起動時におい
てもブートストラップコンデンサに十分な電荷を蓄えた
状態から第１の駆動回路を動作させることができ、安定
した動作が保証され、信頼性の高い動力発生装置を実現
することができる。

【００２９】請求項７に係わる本発明は、第２の物体は
永久磁石を備え、第１の駆動回路および第２の駆動回路
は、前記永久磁石の位置を検知する位置検知手段からの
信号に基づいて、それぞれ第１のスイッチング素子と第
２のスイッチング素子を開閉駆動するようにした請求項
１ないし請求項６のいずれかに係わる動力発生装置であ
る。

【００３０】本発明により、効率の高い動力発生装置を
実現することができる。請求項８に係わる本発明は、請
求項１ないし請求項７のいずれかに記載の動力発生装置
を備えた電気洗濯機である。

【００３１】本発明により、軽量、低コストで、高効
率、かつ信頼性の高い電気洗濯機を実現することができ
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】請求項１に係わる本発明におい
て、ブートストラップコンデンサは第１のスイッチング
素子を開閉駆動する第１の駆動回路の直流電源として作
用するコンデンサであり、電気容量の大きい、たとえば
電解コンデンサなどで実現できる。また、第２のスイッ
チング素子を開閉駆動する第２の駆動回路を動作させる
第２の直流電源は、たとえば商用電源を整流平滑する簡
単な構成で実現できる。また、前記ブートストラップコ
ンデンサをダイオードと抵抗とを介して前記第２の直流
電源に接続することにより、第２のスイッチング素子が
導通している期間に充電電流が供給される。なお、前記
ダイオードは逆流防止のために設けられ、前記抵抗は過
大な充電電流を抑制するために設けられる。また、デュ
ーティ制限回路はＰＷＭ制御におけるデューティを制限
する手段であり、通常手段ではインバータの動作周波数
に対応してデューティを増加させる電圧を、ツエナーダ
イオード などにより制限する。なお、インバータの動
作周波数はホールＩＣなどによる位置検知手段の信号を
利用して検出するが、回転運動においては回転速度に対
応する。

【００３３】請求項２に係わる本発明において、インバ
ータの動作周波数が所定値以下のみでデューティを制限
する手段としては、周波数判定回路により前記位置検知
手段の信号を基に前記動作周波数を判定し、デューティ
を決める電圧を前記動作周波数が所定値以下の場合にデ
ューティを下げるように切り替える。これには電圧の異
なる電圧源を用いてもよいし、前記電圧源の分割抵抗を
切り替えてもよい。なお、実施例では前記動作周波数が
前記所定値より大きい場合はデューティが１００％とな
るようにしているが、これには限定されない。

【００３４】請求項３に係わる本発明において、インバ
ータの動作周波数に対応してデューティを制限する上限
値を変える手段は、たとえばデューティを決める電圧
を、データテーブルとの参照などにより、前記動作周波
数に対応して変えることができ、実施例では低周波数
域、すなわち低速域でリニアに変えているが、その変化
パターン、および手段について限定するものではない。

【００３５】請求項４に係わる本発明において、ブート
電圧検知回路はブートストラップコンデンサの端子電圧
を検知する手段であり、前記ブートストラップコンデン
サの第１の直流電源に対する電位が第２のスイッチング
素子の開閉動作に対応して変化するので、前記端子電圧
をフォトカップラを介して取り出すようにする。なお、
実施例では前記ブートストラップコンデンサからツエナ
ーダイオード を介してフォトカップラに通電すること
により、前記端子電圧が所定値以下になるとデューティ
を決める電圧を上げるようにフィードバック制御する。
ただし、これには限定されない。

【００３６】請求項５に係わる本発明において、ブート
電圧演算回路は、ブートストラップコンデンサの端子電
圧と速度とデューティとの関係に基づいて前記端子電圧
を演算する手段を意味し、前記の関係はあらかじめ実測
などにより求めることができ、その関係に対応する数式
やデータテーブルを用いて演算することができる。この
演算の適用方法として、現在の速度と所望する端子電圧
に対応するデューティを求め、そのデューティに制限す
ることにより、前記端子電圧を速度に係わらず所望の電
圧、すなわち第１の駆動回路を動作させるのに必要最低
限の所定電圧に常に維持する。

【００３７】請求項６に係わる本発明において、充電抵
抗は第２のスイッチング素子が常時非導通であるときに
もブートストラップコンデンサに充電電流を供給する電
流経路を提供する手段であり、任意の１つのインバータ
回路における第２のスイッチング素子の両端に高抵抗を
挿入する。これにより、複数のインバータ回路がそれぞ
れブートストラップコンデンサを備えている場合であっ
ても、第１の物体における巻線を介してそれぞれ電流経
路が確保される。

【００３８】請求項７に係わる本発明において、永久磁
石は第２の物体に固定して設けられ、前記永久磁石が与
える界磁と、第１の物体における巻線の電流とにより機
械力を発生させる。

【００３９】請求項８に係わる本発明において、動力発
生装置は請求項１ないし請求項７のいずれかに係わるも
のであり、電気洗濯機においては回転運動するものが常
識的な適用方法となるが、必ずしもこれに限定されず、
たとえば往復運動には線形運動するものが適用できる。

【００４０】以下、実施例について説明する。

【００４１】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の動力発生装置の
実施例１について図面を参照しながら説明する。本実施
例は請求項１に係わる。

【００４２】図１は本実施例の構成を示す回路図、図２
は本実施例における第１の駆動回路および第２の駆動回
路とその周辺の構成を示す回路図である。なお、図１１
および図１２に示した従来例と同じ構成要素には同一番
号を付与して詳細な説明を省略する。

【００４３】本実施例が従来例と異なる主な点は、従来
例における第３の直流電源１３ａ〜１３ｃに代えて、第
１の駆動回路１０ａ〜１０ｃにそれぞれ電源を供給する
ためのブートストラップコンデンサ５３ａ〜５３ｃを設
けることにより電源の構成を簡略化するとともに、デュ
ーティ制限回路５４を備え、デューティを制限すること
によりブートストラップコンデンサ５３ａ〜５３ｃの端
子電圧を第１の駆動回路１０ａ〜１０ｃの駆動に十分な
値に維持するようにしたことにある。

【００４４】図１において、第２の直流電源１２ａは、
第２の駆動回路１１ａに対して電源を供給し、第１の駆
動回路１０ａについてはブートストラップコンデンサ５
３ａを設け、抵抗５５とダイオード５６とを直列に介し
て第２の直流電源１２ａに接続している。なお、図１に
おいては簡便に示すために３相のうちの１相のインバー
タ回路６ａの構成のみを示しているが、他の２相につい
ても全く同様に構成され、それぞれに第２の直流電源１
２ａが共通に接続されているとする。なお、第２の直流
電源１２ａを共用せず、インバータ回路ごとに個別に設
けてもよいが、本実施例においては、１つの第２の直流
電源１２ａで済ませている。ブートストラップコンデン
サ５３ａは第２のスイッチング素子８ａが導通状態にあ
る期間に第２の直流電源１２ａから抵抗５５とダイオー
ド５６とを介して充電され、第１の駆動回路１０ａの直
流電源として機能する。

【００４５】ＰＷＭ回路１７の出力は、ＡＮＤ回路１６
ａ、ＡＮＤ回路１６ｂ、およびＡＮＤ回路１６ｃに入力
され、それぞれ第１の駆動回路１０ａ〜１０ｃに対して
ＰＷＭ信号を発振回路１８の発振周波数に等しい約１５
ＫＨｚで出力するが、デューティ制限回路５４は、抵抗
５７とツエナーダイオード５８ とにより構成され、ＰＷ
Ｍ回路１７に入力される電圧値を所定値以下に制限する
ことにより、信号ａ、信号ｃ、および信号ｅにより第１
のスイッチング素子７ａ、第１のスイッチング素子７
ｂ、および第１のスイッチング素子７ｃをオンとする期
間の比率、すなわちデューティを約３０％以下に制限し
ている。

【００４６】速度検知回路５９は、位置検知手段４から
の信号に基づいて第２の物体２の回転速度を検知し、検
知した回転速度に対応したアナログ電圧を出力する。ま
た、誤差増幅器６０、基準電圧源６１から入力される直
流電圧値と速度検知回路５９の出力電圧との差を増幅
し、デューティ制限回路５４を介してＰＷＭ回路１７に
出力している。これにより、本実施例の動力発生装置
は、誤差増幅器６０の入力電圧差がなくなるようにフィ
ードバック動作が行われ、回転速度がほぼ一定に制御さ
れる。

【００４７】図２は、本実施例における第１の駆動回路
１０ａおよび第２の駆動回路１１ａとその周辺の構成を
示す回路図である。なお、従来例と同じ構成要素には同
一番号を付与して詳細な説明を省略する。

【００４８】図２において、第１の直流電源１４と第２
の駆動回路１１ａの構成は従来例と同じである。また、
第１の駆動回路１０ａの構成もほぼ従来例と同じである
が、ＡＮＤ回路１６ａからの信号は、従来例におけるフ
ォトカップラ２６に代えて、ＮＰＮトランジスタ６２、
抵抗６３、および抵抗６４による耐圧回路を介して入力
している。また、第２の直流電源１２ａは、トランス６
５、整流ブリッジ６６、定電圧ＩＣ６７、電解コンデン
サ６８、および電解コンデンサ６９によって簡単に構成
され、前述のように、電解コンデンサ６９からの出力は
第２の駆動回路１１ｂおよび第２の駆動回路１１ｃにも
共用される。なお、本実施例においては、第１のスイッ
チング素子７ａと第２のスイッチング素子８ａは、逆導
通用に設けられたダイオードとＩＧＢＴとによって構成
されている。インバータ回路６ｂおよびインバータ回路
６ｃについても同様である。

【００４９】上記構成における動作について説明する。
第２の駆動回路１１ａ〜１１ｃは第２の直流電源１２ａ
から共通の電源を供給されて動作する。また、ブートス
トラップコンデンサ５３ａは第２のスイッチング素子８
ａがオンである期間にダイオード５６と抵抗５５とを介
して第２の直流電源１２ａから充電され、第１の駆動回
路１０ａの直流電源として動作する。この場合、ブート
ストラップコンデンサ５３ａの端子電圧は第１のスイッ
チング素子７ａを動作させることにより放電して低下
し、とくに第１のスイッチング素子７ａとして駆動電流
が大きいパワートランジスタを用いた場合などでは電圧
低下が大きくなる。したがって、電圧低下を抑制するた
めには第１のスイッチング素子７ａがオンとなる期間の
比率、すなわちデューティを制限すればよい。本実施例
ではデューティ制限回路５４により第１のスイッチング
素子７ａがオンとなる期間の比率を制限してブートスト
ラップコンデンサ５３ａの電圧低下を抑制し、起動時や
回転速度が低い場合であってもブートストラップコンデ
ンサ５３ａの端子電圧を、第１の駆動回路１０ａが正常
に動作する電圧以上に確保している。ブートストラップ
コンデンサ５３ｂ〜５３ｃについても同様である。

【００５０】以上により、一般によく使用される第１の
スイッチング素子７ａ〜７ｃがＮチャンネルのＩＧＢＴ
（ＭＯＳＦＥＴ）や、第１の駆動回路１０ａ〜１０ｃの
消費電流が大きくなるＮＰＮパワートランジスタなどを
用いる構成であっても、第１の駆動回路１０ａ〜１０ｃ
の電源をすべて第２の直流電源１２ａとブートストラッ
プコンデンサ５３ａ〜５３ｃとで構成することができ、
装置の構成の簡略化、および低コスト化を実現すること
ができる。

【００５１】以上のように本実施例によれば、第１の駆
動回路１０ａ〜１０ｃにそれぞれブートストラップコン
デンサ５３ａ〜５３ｃを直流電源として備え、それぞれ
第２の直流電源１２ａから充電電流を供給し、かつ第１
のスイッチング素子７ａ〜７ｃの導通期間に係わるデュ
ーティを所定値以下に制限することによりブートストラ
ップコンデンサ５３ａ〜５３ｃの端子電圧を確保するよ
うにしたことにより、第１の駆動回路１０ａ〜１０ｃを
駆動するための電源を簡素化でき、かつ確実に動作させ
ることができる。

【００５２】なお、本実施例においては、第２の物体２
は永久磁石５を備えるものとしているが、その構成につ
いて別段の制限はなく、たとえば短絡巻線を備えた構成
や、励磁巻線に第１の直流電源を接続した構成、または
磁気的な凹凸を有する強磁性体による構成、または磁気
的なヒステリシスが大きい磁気材料による構成であって
もよい。また、巻線およびインバータ回路の構成につい
ても、３相に限定するものではなく、単相の４石方式や
２、４、５、６、７・・・などの相数であってもよいこ
とは言うまでもない。

【００５３】（実施例２）以下、本発明の動力発生装置
の実施例２について図面を参照しながら説明する。本実
施例は請求項２に係わる。

【００５４】図３は本実施例の構成を示す回路図であ
る。なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与
して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異な
る点は、デューティ制限回路５４がインバータ６の動作
周波数が所定値以下に対してのみデューティを制限する
ようにしたことにある。これは高速域ではトルクや出力
をデューティの制限のために低下させないことを目的と
する。

【００５５】図３において、デューティ制限回路５４
は、電圧セレクタ７０、基準電圧源７１、基準電圧源７
２、および周波数判定回路７３で構成される。本実施例
において、基準電圧源７１は７Ｖの電圧を出力し、基準
電圧源７２は１４Ｖの電圧を出力する電圧源を用いてお
り、周波数判定回路７３は、位置検知手段４におけるホ
ールＩＣ４ａ〜４ｃの１つから入力される信号の周波数
を検出し、２４Ｈｚよりも低い場合には、電圧セレクタ
７０のα端子側に接続し、また、２４Ｈｚ以上である場
合には、電圧セレクタ７０のβ端子側に接続するように
している。なお、発振回路１８は、約１５ＫＨｚの三角
波の電圧を出力しているが、本実施例においてはピーク
値が９．５Ｖであるため、ＰＷＭ回路１７の入力電圧が
９．５Ｖを超える条件においては、ＰＷＭ回路１７の出
力は、デューティが１００％、すなわち恒等的にＨＩＧ
Ｈとなる。

【００５６】上記構成における動作について説明する。
図４は、図３に示したデューティ制限回路５４の動作を
示す特性図である。図４において、横軸にホールＩＣ４
ｂからの信号の周波数ｆ、縦軸にはＰＷＭ回路１７の出
力信号のデューティ、すなわちＨＩＧＨの期間の比率を
示す。図４に示したように、ｆ＜２４Ｈｚの条件ではデ
ューティ制限回路５４から７Ｖの電圧が出力されること
によりデューティが８０％となり、ｆ≧２４Ｈｚの条件
ではデューティ制限回路５４から１４Ｖの電圧が出力さ
れ、デューティは１００％、すなわち恒等的にＨＩＧＨ
となる。

【００５７】以上の動作により、低速回転時において
は、デューティが強制的に８０％に制限されることによ
り、ブートストラップコンデンサ５３ａ〜５３ｃに対し
て充電電流が十分に供給され、第１のスイッチング素子
７ａ〜７ｃを確実にオンとさせることができる。本実施
例においては、巻線３ａ〜３ｃに対して第２の物体２を
２極とする構成としていることにより、１４４０ｒｐｍ
よりも低い回転数においてデューティが８０％に制限さ
れたＰＷＭによりブートストラップコンデンサ５３ａ〜
５３ｃが充電される。また、１４４０ｒｐｍ以上の条件
ではデューティを制限せず、したがって充分なトルクや
加速を確保しながら、モータの基本周波数、すなわちホ
ールＩＣ４ｂの信号周波数で、ブートストラップコンデ
ンサ５３ａ〜５３ｃが充電される。これにより、いずれ
の回転速度条件においても十分な直流電圧が第１の駆動
回路１０ａ〜１０ｃに供給されることになる。また、高
速域ではデューティを制限しないので、十分なトルクや
出力を得ることができる。

【００５８】以上のように本実施例によれば、インバー
タ６の動作周波数が所定値以下の低速域でのみデューテ
ィを制限するようにしたことにより、ブートストラップ
コンデンサ５３ａ〜５３ｃの端子電圧を確保しながら、
かつ高速域ではデューティを制限せずに十分なトルクや
出力を得ることができる。

【００５９】（実施例３）以下、本発明の動力発生装置
の実施例３について図面を参照しながら説明する。本実
施例は請求項３に係わる。

【００６０】図５は本実施例の構成を示す回路図であ
る。なお、実施例１ないし実施例１と同じ構成要素には
同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が
実施例２と異なる点は、低速域におけるデューティの制
限をインバータの動作周波数に対応して変えることにあ
る。これは低速域においてもデューティを制限しなが
ら、十分なトルクや出力を得ることを目的としている。

【００６１】図６は図５のデューティ制限回路５４の動
作を示す特性図である。図６において、横軸にホールＩ
Ｃ４ｂからの信号の周波数、縦軸にはＰＷＭ回路１７か
らの出力信号のデューティ、すなわちＨＩＧＨの期間の
比率を示す。

【００６２】本実施例においては、ｆ＝０の条件におい
ては、デューティ＝６７％となり、ｆ＝４０Ｈｚの条件
においてはデューティ＝１００％となる特性とし、ｆ＞
４０Ｈｚの条件にあってはデューティ＝１００％となる
ようにしている。

【００６３】以上の構成により、本実施例においては、
いかなる周波数ｆの条件、すなわち回転速度の条件にお
いても、ブートストラップコンデンサ５３ａ〜５３ｃの
端子電圧を所定値以上に確保し、第１の駆動回路１０ａ
〜１０ｃの動作を十分に確保しながらデューティを過大
に制限することを防止することにより、動力発生装置と
しての出力、トルクを十分に発揮することができ、信頼
性を確保しながらも、高性能の動力発生装置を実現する
ことができる。

【００６４】なお、本実施例においては、周波数ｆに対
するデューティの関係を０＜ｆ＜４０Ｈｚなる条件にお
いて直線としているが、とくに直線に限定されるもので
はなく、曲線を用いてもよく、その場合には、前記曲線
を最適にすることにより、ブートストラップコンデンサ
５３ａ〜５３ｃの端子電圧を、いかなる回転速度時にお
いても確保しながらデューティの制限を最小限に抑える
ことが可能となり、動力発生装置としての能力を十分に
発揮させることができる。

【００６５】以上のように本実施例によれば、低速域に
おけるデューティの制限をインバータ６の動作周波数に
対応してできるだけ抑え、ブートストラップコンデンサ
５３ａ〜５３ｃの端子電圧を確保しながら低速域におい
ても十分なトルクや出力を得ることができる。

【００６６】（実施例４）以下、本発明の動力発生装置
の実施例４について図面を参照しながら説明する。本実
施例は請求項４に係わる。

【００６７】本実施例が実施例３と異なる点は、デュー
ティ制限回路５４においてブート電圧検知回路７４を備
え、ブートストラップコンデンサ５３ａの端子電圧が所
定値以下にならないようにフィードバック制御すること
にある。なお、他の構成は図５と同じとする。

【００６８】図７は本実施例におけるブート電圧検知回
路７４の構成を示す回路図である。図７において、ブー
ト電圧検知回路７４は、ブートストラップコンデンサ５
３ａの両端間に、ツエナーダイオード７５とフォトカッ
プラ７６の発光ダイオード側との直列回路を接続し、フ
ォトカップラ７６の出力に抵抗７７を介して直流電源７
８の電圧を印加するとともに、抵抗７９を介して演算増
幅器８０に接続し、基準電圧源８１の電圧と比較増幅す
る構成としている。なお、直流電源７８の電圧は、本実
施例では１５Ｖとしているが、図２に示した第２の直流
電源１２ａの出力から供給することもできる。

【００６９】また、演算増幅器８０の出力はＰＷＭ回路
１７に入力しており、ブートストラップコンデンサ５３
ａの端子電圧が、ツエナーダイオード７５のツエナー電圧
とフォトカップラ７６を構成する発光ダイオードの順方
向電圧降下（約１．７Ｖ）との加算電圧を超えた場合に
は出力電圧が低下し、基準電圧源８１の電圧よりも低く
なれば、演算増幅器８０の出力電圧は上昇し、ＰＷＭ回
路１７のＰＷＭ信号のデューティが大となり、結果とし
てブートストラップコンデンサ５３ａの端子電圧がほぼ
一定値となるようにフィードバック動作が行われる。

【００７０】なお、回転速度が大きい場合には、ブート
ストラップコンデンサ５３ａの充電が基本周波数で頻繁
に行われるので演算増幅器８０の出力電圧はほぼ１５Ｖ
まで上昇し、デューティは１００％となる。ここで、本
実施例においては、３相のうちの１つの相のブートスト
ラップコンデンサ５３ａのみブート電圧検知回路７４を
設けているが、他の２つの相については同条件の充放電
となることにより検知しなくても十分な効果が得ること
ができる。ただし、必要な場合には他の相にも設けるこ
とによりブートストラップコンデンサ５３ａ〜５３ｃの
静電容量のばらつきに対して動作補償できることは言う
までもない。

【００７１】以上のように本実施例によれば、ブートス
トラップコンデンサ５３ａ〜５３ｃの端子電圧が所定値
以下にならないようにデューティを制限することによ
り、第１の駆動回路１０ａ〜１０ｃを確実に動作させる
ことができる。

【００７２】（実施例５）以下、本発明の動力発生装置
の実施例５について図面を参照しながら説明する。本実
施例は請求項５に係わる。

【００７３】本実施例が実施例４と異なる点は、デュー
ティ制限回路５４においてブート電圧演算回路（図示せ
ず）を備え、ブートストラップコンデンサ５３ａ〜５３
ｃの端子電圧を、第１の駆動回路１０ａ〜１０ｃが動作
するのに十分かつ最低限の所定値に維持するようにデュ
ーティを制限することにある。他の構成は図５と同じと
する。

【００７４】上記構成における動作について説明する。
図８は本実施例における各デューティ条件における回転
速度とブートストラップコンデンサ５３ａの端子電圧Ｖ
ｓ（ただし、リップルのボトム値）を示す特性図であ
る。図に示したように、動力発生装置の回転速度に対す
る前記端子電圧Ｖｓの値は、とくに低速領域においてデ
ューティの影響が大きい。

【００７５】前記ブート電圧演算回路は図８の特性に基
づいて、現時点の回転速度に対してブートストラップコ
ンデンサ５３ａの端子電圧Ｖｓを所定値に維持するのに
必要なデューティを演算し、ＰＷＭ回路１７に出力して
フィードバックする。これにより、ブートストラップコ
ンデンサ５３ａの端子電圧Ｖｓを所定値に維持するよう
に制御することができる。

【００７６】本実施例では、仮にデューティ＝９０％、
５００ｒｐｍとなる条件においては、端子電圧Ｖｓの推
定値は８Ｖとなり、デューティ＝１００％、８００ｒｐ
ｍとなる条件においても端子電圧Ｖｓの推定値は８Ｖと
なる。また、本実施例では第１の駆動回路１０ａ〜１０
ｃが確実に動作する電圧が８Ｖであるので、上記のフィ
ードバック動作を行わせることにより、端子電圧Ｖｓを
８Ｖに維持して動作させている。

【００７７】なお、上記ブート電圧演算回路は、図８に
示した特性を数式で持ち合わせてもよいし、また、メモ
リにデータテーブルとして保有してもよい。

【００７８】以上のように本実施例によれば、ブートス
トラップコンデンサ５３ａ〜５３ｃの端子電圧を必要最
低限の所定値に維持するようにデューティを制限するよ
うにしたことにより、デューティを最適に制限して、最
大限にトルクや出力を得ることができる。

【００７９】（実施例６）以下、本発明の動力発生装置
の実施例６について図面を参照しながら説明する。本実
施例は請求項６に係わる。

【００８０】図９は本実施例の構成を示す回路図であ
る。なお、実施例１ないし実施例５と同じ構成要素には
同一番号を付与して詳細な説明を省略する。

【００８１】本実施例の構成は、７５ｋΩの充電抵抗８
２を第２のスイッチング素子８ａの両端に接続して備
え、他の構成は実施例１ないし実施例５のいずれかの構
成と同じとする。

【００８２】本実施例が実施例１ないし実施例５と異な
る点は、充電抵抗８２を備え、第２のスイッチング素子
８ａ〜８ｃが開閉動作する以前においてもブートストラ
ップコンデンサ５３ａ〜５３ｃが充電されるようにした
ことにある。これはインバータ６の起動時の動作を保証
することに関連する。

【００８３】図９において、動作を停止しているとき、
ずなわち信号ａ〜ｆがすべてＬＯＷとなっている場合な
どには、第２のスイッチング素子８ａ〜８ｃはすべて
（本実施例では３相であるので３個存在する）は、オフ
の状態となっている。このとき、第２の直流電源１２ａ
からブートストラップコンデンサ５３ａを充電するため
には、第１のスイッチング素子７ａのエミッタ端子か
ら、ブートストラップコンデンサ５３ａの充電電流を引
き抜く必要があるが、本実施例においては、充電抵抗８
２を備えていることにより、前記充電電流の経路が確保
され、ブートストラップコンデンサ５３ａが充電される
ので、装置を起動するときに第１の駆動回路１０ａが確
実に動作し、第１のスイッチング素子７ａのターンオン
が確実に実行される。

【００８４】なお、本実施例では３相の構成としている
ために、他の２相についてもブートストラップコンデン
サ５３ｂ〜５３ｃを備えているが、これについては、巻
線３ａ、巻線３ｂ、巻線３ｃを通じて供給されることに
より、僅か１個の充電抵抗８２により３相すべてのブー
トストラップコンデンサ５３ａ〜５３ｃを充電すること
ができる。なお、２個以上の充電抵抗を接続してもよ
く、その場合には充電電流が大きくなり、充電時間が短
くても充電が十分に行われるとともに、複数のブートス
トラップコンデンサの充電電流の均等化を図れるなどの
効果が期待できる。

【００８５】また、本実施例では、第１の直流電源１４
の電圧を１４０Ｖ、ブートストラップコンデンサ５３ａ
〜５３ｃの静電容量を４７μｆとし、充電抵抗８２の抵
抗値を７５ｋΩとしていることにより、充電電流は約
０．２ｍＡとなり、３相分のブートストラップコンデン
サ５３ａ〜５３ｃ（計３個）を約８Ｖまで充電する時間
は約７秒となるので、仮に本実施例の動力発生装置を電
気洗濯機に使用する場合、電源投入から起動までの待ち
時間として十分短い時間で済む。

【００８６】また、停止中に動力発生装置が負荷側から
駆動される場合、第２の物体２に備えた永久磁石５によ
り巻線３ａ〜３ｃには速度に比例した誘起電力が発生す
るが、本実施例では充電抵抗８２の抵抗値が７５ｋΩと
言う大きい値であるので、前記誘起電力による電流は
１．８ｍＡ以下と小さく、したがって、巻線３ａ〜３ｃ
の焼損などを起こすこともない。なお、第２の物体２の
構成は永久磁石５を使用するものに限定するものではな
く、その他の構成であってもよく、その場合にも充電抵
抗８２を設けると言う簡単な構成によりブートストラッ
プコンデンサ５３ａ〜５３ｃを充電することができ、低
コストの動力発生装置を実現することができる。

【００８７】以上のように本実施例によれば、第２のス
イッチング素子８ａ〜８ｃが開閉動作を開始する以前に
もブートストラップコンデンサ５３ａ〜５３ｃが充電さ
れるようにしたことにより、確実に動力発生装置を起動
することができる。

【００８８】（実施例７）以下、本発明の動力発生装置
を用いた電気洗濯機の一実施例について図面を参照しな
がら説明する。本実施例は請求項１ないし請求項７に係
わる動力発生装置を用いた電気洗濯機に係わる。

【００８９】図９は本実施例の構成を示す断面図であ
る。図９において、洗濯機外枠８３は、４本の吊り棒８
４により水受け槽８５を吊り下げており、洗濯兼脱水槽
８６を水受け槽８５内に回転自在に配設し、洗濯兼脱水
槽８６の底部に攪拌翼８７を回転自在に配設している。
実施例１ないし実施例６に説明した第１の物体１および
第２の物体２とインバータ６とを備えた動力発生装置８
８は、Ｖベルト８９と減速機構９０とを介して攪拌翼８
７および洗濯兼脱水槽８６を駆動する。なお、９１は排
水弁、９２は給水弁である。制御装置９３は、たとえば
入力手段から入力された情報により、洗い、濯ぎ、脱水
の各行程を制御し、動力発生装置８８を制御する。

【００９０】上記構成における動作について説明する。
洗濯兼脱水槽８６に衣類を入れた状態で、制御装置９３
からの指令により動力発生装置８８を駆動させると、動
力発生装置８８はＶベルト８９と減速機構９０とを介し
て攪拌翼８７を回転させることにより洗濯を実行する。
また、脱水時には洗濯兼脱水槽８６が回転する。洗濯と
脱水との切り替えは、制御装置９３からの指令により排
水弁９１と連動し、さらに減速機構９０の内部に備えた
遊星ギアの減速の入り切りとも連動して行われる。

【００９１】

【発明の効果】請求項１に係わる本発明は、少なくとも
１つの巻線を備えた第１の物体と、前記第１の物体と相
対的に可動に設けられた第２の物体と、第１の直流電源
と、両端が前記第１の直流電源に接続され、第１のスイ
ッチング素子と第２のスイッチング素子とを直列接続し
た直列回路、前記第１のスイッチング素子を開閉駆動す
る第１の駆動回路、前記第２のスイッチング素子を開閉
駆動する第２の駆動回路、前記第２の駆動回路を動作さ
せる第２の直流電源、および前記第２のスイッチング素
子の導通時に前記第２の直流電源から充電電流が供給さ
れて前記第１の駆動回路を動作させる直流電源となるブ
ートストラップコンデンサを備えたインバータ回路を前
記巻線ごとに備えたインバータと、前記各インバータ回
路における前記第１のスイッチング素子の導通期間をＰ
ＷＭ制御するＰＷＭ回路と、前記ＰＷＭ制御におけるデ
ューティを制限するデューティ制限回路とを備え、前記
デューティの制限により前記ブートストラップコンデン
サの端子電圧を前記第１の駆動回路が動作可能なように
維持するようにした動力発生装置とすることにより、第
１の駆動回路を動作させる直流電源をブートストラップ
コンデンサのみで構成しながら安定に動作させることが
でき、軽量かつ低コストの動力発生装置を実現すること
ができる。

【００９２】請求項２に係わる本発明は、デューティ制
限回路は、インバータの動作周波数が所定値以下の場合
にのみデューティを制限するようにした請求項に係わる
動力発生装置とすることにより、軽量、低コストを実現
しながら、高速時においては十分なトルクや出力が得ら
れる動力発生装置を実現することができる。

【００９３】請求項３に係わる本発明は、デューティ制
限回路は、デューティを制限する上限値を、インバータ
の動作周波数に対応して変えるようにした請求項１に係
わる動力発生装置とすることにより、高速時には請求項
２に係わる本発明と同様に十分なトルクや出力が得られ
るとともに、低速時においても、ブートストラップコン
デンサに必要な端子電圧が得られる範囲で十分なトルク
や出力が得られる動力発生装置を実現することができ
る。

【００９４】請求項４に係わる本発明は、デューティ制
限回路は、ブートストラップコンデンサの端子電圧を検
知するブート電圧検知回路を備え、前記端子電圧が所定
値以下にならないようにデューティを制限するようにし
た請求項１に係わる動力発生装置とすることにより、ブ
ートストラップコンデンサの端子電圧を所定値以上に維
持することにより、十分なトルクや出力が得られる動力
発生装置を実現することができる。

【００９５】請求項５に係わる本発明は、デューティ制
限回路は、ブート電圧演算回路を備え、前記ブート電圧
演算回路は、第１の物体と第２の物体との相対速度とブ
ートストラップコンデンサの端子電圧とデューティとの
所定の関係に基づいて、現時点における前記相対速度と
所望の前記端子電圧とに対応するデューティを演算し、
デューティ制限回路は前記演算されたデューティに制限
するようにした請求項１に係わる動力発生装置とするこ
とにより、ブートストラップコンデンサの端子電圧を維
持するために必要なデューティが速度により変化して
も、つねに前記端子電圧を第１の駆動回路を動作させる
のに十分な最低限の所定電圧に維持することにより最大
限のトルクや出力が得られる動力発生装置を実現するこ
とができる。

【００９６】請求項６に係わる本発明は、インバータに
おける任意の１つのインバータ回路において、第２のス
イッチング素子の両端に高抵抗値の充電抵抗を接続して
設け、各インバータ回路において第２のスイッチング素
子が開閉動作を開始する以前にブートストラップコンデ
ンサが前記充電抵抗を介して第２の直流電源からあらか
じめ充電されるようにした請求項１に係わる動力発生装
置とすることにより、低コストで、起動時においてもブ
ートストラップコンデンサに十分な電荷蓄えた状態から
第１の駆動回路を動作させることができ、安定した動作
が保証され、信頼性の高い動力発生装置を実現すること
ができる。

【００９７】請求項７に係わる本発明は、第２の物体は
永久磁石を備え、第１の駆動回路および第２の駆動回路
は、前記永久磁石の位置を検知する位置検知手段からの
信号に基づいて、それぞれ第１のスイッチング素子と第
２のスイッチング素子を開閉駆動するようにした請求項
１ないし請求項６のいずれかに係わる動力発生装置とす
ることにより、効率の高い動力発生装置を実現すること
ができる。

【００９８】請求項８に係わる本発明は、請求項１ない
し請求項７のいずれかに記載の動力発生装置を備えた電
気洗濯機とすることにより、軽量、低コストで、高効
率、かつ信頼性の高い電気洗濯機を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動力発生装置の実施例１の構成を示す
回路図

【図２】同実施例における第１の駆動回路および第２の
駆動回路とその周辺の構成を示す回路図

【図３】本発明の動力発生装置の実施例２の構成を示す
回路図

【図４】同実施例の動作を示す特性図

【図５】本発明の動力発生装置の実施例３の構成を示す
回路図

【図６】同実施例の動作を示す特性図

【図７】本発明の動力発生装置の実施例４におけるブー
ト電圧検知回路の構成を示す回路図

【図８】本発明の動力発生装置の実施例５におけるブー
ト電圧演算回路が演算に用いるデューティとブートスト
ラップコンデンサの端子電圧と回転速度との関係を示す
特性図

【図９】本発明の動力発生装置の実施例６の構成を示す
回路図

【図１０】本発明の電気洗濯機の一実施例の構成を示す
断面図

【図１１】従来の動力発生装置の構成を示す回路図

【図１２】同従来例における第１の駆動回路および第２
の駆動回路とその周辺の構成を示す回路図

【符号の説明】

１ 第１の物体 ２ 第２の物体 ３ ３相巻線 ３ａ、３ｂ、３ｃ 巻線 ４ 位置検知手段 ４ａ、４ｂ、４ｃ ホールＩＣ ５ 永久磁石 ６ インバータ ６ａ、６ｂ、６ｃ インバータ回路 ７ａ、７ｂ、７ｃ 第１のスイッチング素子 ８ａ、８ｂ、８ｃ 第２のスイッチング素子 ９ａ、９ｂ、９ｃ ドライバ １０ａ、１０ｂ、１０ｃ 第１の駆動回路 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ 第２の駆動回路 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ 第２の直流電源 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ 第３の直流電源 １４ 第１の直流電源 １５ ３相分配回路 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ ＡＮＤ回路 １７ ＰＷＭ回路 １８ 発振回路 １９ コンパレータ ２０ 可変抵抗 ２１ バイアス電源 ２２ 商用電源 ２３ 整流ブリッジ ２４ チョークコイル ２５ 平滑コンデンサ ２６ フォトカップラ ２７、２８、３３、３８ ＮＰＮトランジスタ ２９、３４ ＰＮＰトランジスタ ３０、３１、３２、３５、３６、５１ 抵抗 ３７ スイッチング電源 ３９ 駆動回路 ４０ トランス ４１ スナバ ４２、４３、４４、４５、４６ ダイオード ４７、４８、４９、５０ 電解コンデンサ ５２ コンデンサ ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ ブートストラップコンデンサ ５４ デューティ制限回路 ５５、５７ 抵抗 ５６ ダイオード ５８ ツエナーダイオード ５９ 速度検知回路 ６０ 誤差増幅器 ６１ 基準電圧源 ６２ ＮＰＮトランジスタ ６３、６４ 抵抗 ６５ トランス ６６ 整流ブリッジ ６７ 定電圧ＩＣ ６８、６９ 電解コンデンサ ７０ 電圧セレクタ ７１、７２ 基準電圧源 ７３ 周波数判定回路 ７４ ブート電圧検知回路 ７５ ツエナーダイオード ７６ フォトカップラ ７７、７９ 抵抗 ７８ 直流電源 ８０ 演算増幅器 ８１ 基準電圧源 ８２ 充電抵抗 ８３ 洗濯機外枠 ８４ 吊り棒 ８５ 水受け槽 ８６ 洗濯兼脱水槽 ８７ 攪拌翼 ８８ 動力発生装置 ８９ Ｖベルト ９０ 減速機構 ９１ 排水弁 ９２ 給水弁 ９３ 制御装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの巻線を備えた第１の物
   体と、前記第１の物体と相対的に可動に設けられた第２
   の物体と、第１の直流電源と、両端が前記第１の直流電
   源に接続され、第１のスイッチング素子と第２のスイッ
   チング素子とを直列接続した直列回路、前記第１のスイ
   ッチング素子を開閉駆動する第１の駆動回路、前記第２
   のスイッチング素子を開閉駆動する第２の駆動回路、前
   記第２の駆動回路を動作させる第２の直流電源、および
   前記第２のスイッチング素子の導通時に前記第２の直流
   電源から充電電流が供給されて前記第１の駆動回路を動
   作させる直流電源となるブートストラップコンデンサを
   備えたインバータ回路を前記巻線ごとに備えたインバー
   タと、前記各インバータ回路における前記第１のスイッ
   チング素子の導通期間をＰＷＭ制御するＰＷＭ回路と、
   前記ＰＷＭ制御におけるデューティを制限するデューテ
   ィ制限回路とを備え、前記デューティの制限により前記
   ブートストラップコンデンサの端子電圧を前記第１の駆
   動回路が動作可能なように維持するようにした動力発生
   装置。
2. 【請求項２】 デューティ制限回路は、インバータの動
   作周波数が所定値以下の場合にのみデューティを制限す
   るようにした請求項１記載の動力発生装置。
3. 【請求項３】 デューティ制限回路は、デューティを制
   限する上限値を、インバータの動作周波数に対応して変
   えるようにした請求項１記載の動力発生装置。
4. 【請求項４】 デューティ制限回路は、ブートストラッ
   プコンデンサの端子電圧を検知するブート電圧検知回路
   を備え、前記端子電圧が所定値以下にならないようにデ
   ューティを制限するようにした請求項１記載の動力発生
   装置。
5. 【請求項５】 デューティ制限回路は、ブート電圧演算
   回路を備え、前記ブート電圧演算回路は、第１の物体と
   第２の物体との相対速度とブートストラップコンデンサ
   の端子電圧とデューティとの所定の関係に基づいて、現
   時点における前記相対速度と所望の前記端子電圧とに対
   応するデューティを演算し、デューティ制限回路は前記
   演算されたデューティに制限するようにした請求項１記
   載の動力発生装置。
6. 【請求項６】 インバータにおける任意の１つのインバ
   ータ回路において、第２のスイッチング素子の両端に高
   抵抗値の充電抵抗を接続して設け、各インバータ回路に
   おいて第２のスイッチング素子が開閉動作を開始する以
   前にブートストラップコンデンサが前記充電抵抗を介し
   て第２の直流電源からあらかじめ充電されるようにした
   請求項１記載の動力発生装置。
7. 【請求項７】 第２の物体は永久磁石を備え、第１の駆
   動回路および第２の駆動回路は、前記永久磁石の位置を
   検知する位置検知手段からの信号に基づいて、それぞれ
   第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子を開
   閉駆動するようにした請求項１ないし請求項６のいずれ
   かに記載の動力発生装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれかに記
   載の動力発生装置を備えた電気洗濯機。