JPS6311919B2 - - Google Patents

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JPS6311919B2
JPS6311919B2 JP56070091A JP7009181A JPS6311919B2 JP S6311919 B2 JPS6311919 B2 JP S6311919B2 JP 56070091 A JP56070091 A JP 56070091A JP 7009181 A JP7009181 A JP 7009181A JP S6311919 B2 JPS6311919 B2 JP S6311919B2
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JP
Japan
Prior art keywords
washing machine
circuit
torque
load
secondary resonance
Prior art date
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Application number
JP56070091A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57185894A (en
Inventor
Takashi Kawamoto
Osamu Ootsubo
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS57185894A publication Critical patent/JPS57185894A/en
Publication of JPS6311919B2 publication Critical patent/JPS6311919B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、洗濯機駆動方式に係り、特に周波数
変換駆動方式のもので、共振点を有する回転体
(洗濯機)にたいし、効率の良い加速手法を提供
し、かつ、当該機器の過振動を防止する、周波数
変換駆動方式制御方法に係る洗濯機駆動方式に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a washing machine drive system, in particular a frequency conversion drive system, and provides an efficient acceleration method for a rotating body (washing machine) having a resonance point. The present invention also relates to a washing machine drive method related to a frequency conversion drive method control method that prevents excessive vibration of the device.

従来の周波数変換駆動方式は、主に産業用機器
に採用され、その制御態様も大型のものとなり、
高価である。
Conventional frequency conversion drive systems are mainly used in industrial equipment, and their control methods are also large-scale.
It's expensive.

しかして、このような駆動方式は、可変速駆動
方式として、回転機器などの駆動において自由な
回転数設定ができ、ギヤ変速などに比較して、大
きなメリツトを有するものである。
As a variable speed drive system, such a drive system allows the rotation speed to be set freely when driving rotating equipment, and has a great advantage over gear shifting and the like.

特に、国内市場における渦巻式全自動洗濯機、
西欧のドラム式洗濯機は、複数の設定回転数が必
要なため、その効果は顕著であり、その駆動方式
の適用について、種々、検討されている。
Especially, the whirlpool type fully automatic washing machine in the domestic market,
Since drum-type washing machines in Western Europe require a plurality of set rotational speeds, this effect is remarkable, and various applications of the drive system are being studied.

該駆動方式は、駆動モータの回転数をNrpm、
設定周波数をHz、すべりをs、極数をP、端子
電圧をVボルト、磁束密度をφ、またトルクをT
Kg−cmとするとき、次の関係が成立する。
This drive method uses the rotation speed of the drive motor as Nrpm,
The set frequency is Hz, the slip is s, the number of poles is P, the terminal voltage is V volts, the magnetic flux density is φ, and the torque is T.
When Kg-cm, the following relationship holds true.

N=120(1−s)/P ……(1) φ=K・V/ ……(2) T∝K・(V/)2 ……(3) 上記により、周波数、端子電圧Vを制御する
ことにより、回転数NとトルクTが制御される。
N=120(1-s)/P ……(1) φ=K・V/ ……(2) T∝K・(V/) 2 ……(3) Control the frequency and terminal voltage V by the above By doing so, the rotation speed N and torque T are controlled.

従来技術においては、この周波数と端子電圧
Vとの関係を、V/≒一定、として制御するの
が一般的である。
In the prior art, it is common to control the relationship between this frequency and the terminal voltage V so that V/≈constant.

一方、一般的回転機器の加速負荷特性は、大別
して、次の三つに分けられる。
On the other hand, the acceleration load characteristics of general rotating equipment can be roughly divided into the following three types.

(1) 始動トルクは小さくしても、高回転になるに
つれて、加速トルクが大きくなる加速負荷特
性。たとえば、ブロアが負荷になる場合。
(1) An acceleration load characteristic in which even if the starting torque is small, the acceleration torque increases as the rotation speed increases. For example, if the blower becomes a load.

(2) 始動から定常回転まで、加速トルクが、ほぼ
一定な場合。
(2) When acceleration torque is almost constant from start to steady rotation.

(3) 始動トルクが非常に大きくて、回転数の上昇
につれて加速トルクが小さくなる加速負荷特
性。たとえば、前述した、洗濯機、遠心脱水
機、遠心分離機などである。
(3) An acceleration load characteristic in which the starting torque is very large and the acceleration torque decreases as the rotation speed increases. For example, the above-mentioned washing machines, centrifugal dehydrators, centrifugal separators, etc.

上記の(3)の加速負荷特性を有する洗濯機に該駆
動方式を適用する場合、二つの問題点がある。
When this drive method is applied to a washing machine having the accelerated load characteristic described in (3) above, there are two problems.

つまり、まず、従来方法のV/≒一定で制御
すると、高速回転範囲でオーバークオリテイにな
るとともに、始動時の電流も大きいことが要求さ
れるため、制御回路の容量も大きくなり、小型
化、低価格化が図れない。
In other words, first of all, if the conventional method controls V/≒constant, it will not only have over-quality in the high-speed rotation range, but also require a large starting current, which will increase the capacity of the control circuit, resulting in smaller size and lower cost. Price cannot be determined.

さらに、洗濯機の場合、回転体(ドラムおよび
バスケツト)に保持される水分を含んだ洗濯物
が、回転体の回転上昇にともない、片寄りを生じ
易く、アンバランス体となつて機器の振動増加の
要因となり、このアンバランスの大きさと、発生
度合は、洗濯物の片寄りの状態によつて常に異な
り、アンバランス体の質量が大きいと、大きな加
速トルクが必要になるとともに振動が大きくな
り、そのまま定常運転まで回転数を上げると過振
動による機器の移動などが発生し、危険な状態に
なる。
Furthermore, in the case of a washing machine, the laundry containing moisture held in the rotating body (drum and basket) tends to shift as the rotation of the rotating body increases, resulting in an unbalanced body and increased vibration of the machine. The size of this unbalance and the degree of occurrence always vary depending on the state of the laundry being lopsided.If the mass of the unbalanced body is large, a large acceleration torque is required and the vibration becomes large. If the rotation speed is increased to steady operation, excessive vibration will cause the equipment to move, creating a dangerous situation.

このような二つが大きな問題であり、洗濯機の
加速負荷特性にマツチした小容量、低価格な制御
手段と、アンバランスの発生に対応できる安全で
確実な加速手段とが必要である。
These two problems are major problems, and there is a need for a small-capacity, low-cost control means that matches the acceleration load characteristics of washing machines, and a safe and reliable acceleration means that can cope with the occurrence of imbalance.

本発明は、上記のような駆動方式を洗濯機に適
用する際の問題点である加速負荷特性にマツチし
た制御手段と、アンバランス発生に対応した安全
な加速手段とに係る洗濯機駆動方式の提供を、そ
の目的とするものである。
The present invention is directed to a washing machine drive system that deals with a control means that matches the acceleration load characteristics and a safe acceleration means that copes with the occurrence of imbalance, which are problems when applying the above drive system to a washing machine. Its purpose is to provide.

本発明の特徴は、交流を直流に変換する整流器
部と、この整流器部分で得られる直流を任意の周
波数の交流出力に変換するインバータ部より構成
される周波数変換駆動方式による洗濯機の変速制
御において、始動から定常回転までの変速過程
で、電動機に印加する周波数と端子電圧Vとの
比、すなわちV/≒一定として変速させる、始
動を含む変速範囲から、前記比を変えて変速させ
る範囲への切換点C1を、洗濯機の負荷の一次共
振点を生じる回転数と、二次共振点を生じる回転
数の変速範囲に設定し、この二次共振点を生じる
回転数時の電動機出力に係るTc1を、始動時出力
トルクTsと、二次共振時の負荷トルクTv2との
間、すなわち、Ts>Tc1>Tv2(Tv0:Tv2の最低負
荷トルク)の関係になるように設定した洗濯機稼
動方式にある。
A feature of the present invention is the speed change control of a washing machine using a frequency conversion drive system, which is comprised of a rectifier section that converts alternating current into direct current, and an inverter section that converts the direct current obtained from this rectifier section into alternating current output of an arbitrary frequency. In the speed changing process from starting to steady rotation, the ratio of the frequency applied to the motor and the terminal voltage V, i.e., V/≒constant, is used to change the speed.From the range including starting, to the range where the ratio is changed to change the speed. The switching point C1 is set in the speed change range of the rotation speed that causes the primary resonance point of the load of the washing machine and the rotation speed that causes the secondary resonance point, and the motor output at the rotation speed that causes this secondary resonance point is set. T c1 has the relationship between output torque T s at startup and load torque T v2 at secondary resonance, that is, T s > T c1 > T v2 (T v0 : minimum load torque of T v2 ). The washing machine operating method is set as follows.

なお詳しくは、洗濯機の加速負荷特性にたい
し、電動機に印加する周波数と、端子電圧Vと
の比、すなわち、V/≒一定として変速させる
始動を含む変速範囲と、その比を変えて端子電圧
を一定で変速させる変速範囲を設定し、端子電圧
一定変速範囲において、周波数の2乗に反比例
して減少する出力トルクの設定値を二次共振時負
荷トルクのアンバランス量によつて変動する最低
と最高値との範囲内に設定し、異常アンバランス
発生時は、駆動電動機を、わざと失速させて加速
を停止させるように、さらに、駆動電動機のロツ
ク現象による過電流を検知して、機器の運転の停
止、再起動を行なう過アンバランス検知機能を有
せしめるようにしたものである。
In detail, regarding the acceleration load characteristics of a washing machine, the ratio between the frequency applied to the motor and the terminal voltage V, that is, the speed change range including the start where the speed is changed with V/≒ constant, and the speed change range including the start where the speed is changed by changing the ratio and the terminal voltage V Set a speed change range in which the voltage is constant and change the speed, and in the constant terminal voltage speed change range, the set value of the output torque, which decreases in inverse proportion to the square of the frequency, changes depending on the amount of unbalance of the load torque at the time of secondary resonance. It is set within the range of the minimum and maximum values, and when an abnormal imbalance occurs, the drive motor is intentionally stalled and acceleration is stopped, and overcurrent due to the drive motor lock phenomenon is detected and the equipment The system is equipped with an over-imbalance detection function that stops and restarts the operation.

次に、本発明に係る洗濯機駆動方式の実施例
を、各図を参照して説明する。
Next, an embodiment of a washing machine driving system according to the present invention will be described with reference to each figure.

まず、第1図は、本発明の洗濯機駆動方式の一
実施例に供されるドラム式洗濯機の略示断面図、
第2図は、そのX−X線に沿う縦断面図である。
First, FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a drum-type washing machine provided in an embodiment of the washing machine drive system of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along the line XX.

すなわち、図示のものは、周波数変換駆動制御
方式に係る本発明の洗濯機駆動方式の一実施例を
採用した駆動モータによつて回転ドラムを回し、
洗濯を行なうドラム式洗濯機に係るものである。
That is, in the illustrated example, a rotating drum is rotated by a drive motor that employs an embodiment of the washing machine drive method of the present invention, which is a frequency conversion drive control method.
This relates to a drum-type washing machine that performs laundry.

そして、外枠1の内部には、防振ばね2を備え
た吊り棒3により、外枠1の上部4隅より弾性的
に吊架された外槽4が設けられている。外槽4
は、横型円筒状で、外槽4の後壁中心部には水平
方向のドラム軸受部5を有し、ドラム軸受部5に
は、ドラム回転軸6が回転自在に軸承されてい
る。
Inside the outer frame 1, an outer tank 4 is provided which is elastically suspended from four upper corners of the outer frame 1 by means of hanging rods 3 equipped with vibration-proof springs 2. Outer tank 4
has a horizontal cylindrical shape, and has a horizontal drum bearing part 5 at the center of the rear wall of the outer tank 4, and a drum rotating shaft 6 is rotatably supported on the drum bearing part 5.

外槽4の内部には、同心位置に、周壁に多数の
脱水孔7と、突起状の複数個のリフター8を有し
た円筒状の回転ドラム9がドラムフランジ10を
介してドラム回転軸6に固設されている。また、
外槽4の下部には排水弁11と、モータベース1
2が固設されていて、排水弁11には可撓性の排
水ホース13が接続され、モータベース12は、
回転ドラム9を駆動する駆動モータ14が固設さ
れていて、モータベース12の両側には、摩擦板
15が固設されている。
Inside the outer tank 4, a cylindrical rotating drum 9, which has a large number of dewatering holes 7 on the peripheral wall and a plurality of protruding lifters 8 at concentric positions, is connected to the drum rotating shaft 6 via a drum flange 10. It is permanently installed. Also,
A drain valve 11 and a motor base 1 are installed at the bottom of the outer tank 4.
2 is fixedly installed, a flexible drain hose 13 is connected to the drain valve 11, and the motor base 12 is
A drive motor 14 for driving the rotating drum 9 is fixedly installed, and friction plates 15 are fixedly installed on both sides of the motor base 12.

駆動モータ14の回転軸と、ドラム回転軸6と
は、モータプーリ16、ベルト17、ドラムプー
リ18を介して動力が伝達される。駆動モータ1
4は、外枠1の上部前面に具備される制御ユニツ
ト19により、洗濯工程から脱水工程までの始
動、停止、および各工程ごとの回転数が制御さ
れ、制御ユニツト内は、洗濯プログラムを指令す
るシーケンス制御回路と、駆動モータ14を駆動
する周波数変換駆動制御回路とで構成されてお
り、20は、制御ユニツト19の操作ダイアルで
あり。
Power is transmitted between the rotation shaft of the drive motor 14 and the drum rotation shaft 6 via a motor pulley 16, a belt 17, and a drum pulley 18. Drive motor 1
4, a control unit 19 provided on the upper front surface of the outer frame 1 controls the start, stop, and rotation speed for each process from the washing process to the dehydration process, and the inside of the control unit commands the washing program. It is composed of a sequence control circuit and a frequency conversion drive control circuit for driving the drive motor 14, and 20 is an operation dial of the control unit 19.

外枠1の前面と外槽4の前面、回転ドラム9の
前面には、回転ドラム9の回転中心と同心位置に
円形の外枠開口部、すなわち、洗濯物21の投入
口22が設けられ、外槽4の前面と、外枠1の開
口部は、可撓性のあるドアーベローズ23で接続
され、外枠1の開口部には、ドア24が開閉自在
に蝶設されていて、ドア24は、ドアフレーム2
5、ドアガラス26、ドアロツク装置(図示せ
ず)により構成し、ドア24を閉じたとき、ドア
ベローズ23のリツプ部27とドアガラス26と
が水密構造となり、外槽4内の洗浄液28が洩れ
ない構造となつている。
On the front surface of the outer frame 1, the front surface of the outer tub 4, and the front surface of the rotating drum 9, a circular outer frame opening, that is, an input port 22 for the laundry 21, is provided at a position concentric with the rotation center of the rotating drum 9. The front surface of the outer tank 4 and the opening of the outer frame 1 are connected by a flexible door bellows 23, and a door 24 is attached to the opening of the outer frame 1 with a hinge so that it can be opened and closed. is door frame 2
5. Consisting of a door glass 26 and a door lock device (not shown), when the door 24 is closed, the lip 27 of the door bellows 23 and the door glass 26 form a watertight structure, preventing the cleaning liquid 28 in the outer tank 4 from leaking. It has a unique structure.

外枠1の上部裏側には、水道蛇口(図示せず)
からの給水を制御する給水バルブ29が固設さ
れ、外槽4に接続する給水ホース30と洗剤を投
入する洗剤投入器(図示せず)を介して、洗剤と
水が外槽4内に供せられる構造になつている。
A water faucet (not shown) is installed on the upper back side of the outer frame 1.
Detergent and water are supplied into the outer tank 4 via a water supply hose 30 connected to the outer tank 4 and a detergent dispenser (not shown) for introducing detergent. It is structured so that it can be used.

また、外枠1下部の4隅には、脚部31があ
り、外枠1下部の内側左右には、脱水時、吊り棒
3により防振支持された内部機械部、すなわち外
槽4に具備し、回転ドラム9の回転を振動源とし
て振動体となる構成品に対して減衰作用を与える
ための摩擦ダンパー32が固設されていて、前述
の摩擦板15と摺動する構造となつている。な
お、後述の制御回路などは、上記の制御ユニツト
19に係るものである。
In addition, there are legs 31 at the four corners of the lower part of the outer frame 1, and on the inside left and right sides of the lower part of the outer frame 1, there are internal mechanical parts, that is, the outer tank 4, which are vibration-proofly supported by the hanging rods 3 during dewatering. A friction damper 32 is fixedly installed to apply a damping effect to the components that serve as the vibrating body using the rotation of the rotating drum 9 as a vibration source, and is structured to slide on the friction plate 15 described above. . Note that the control circuit and the like described later relate to the control unit 19 described above.

上記の構成のものの作用を説明すると、回転ド
ラム9内に洗濯物21を投入し、洗剤投入器(図
示せず)に洗剤をセツトし、操作ダイアル20を
セツトすると、給水バルブ29が開いて、洗剤と
一緒に外槽4内に注入され、設定水位になると自
動的に給水が止まり、洗濯作業を開始する。
To explain the operation of the above structure, when the laundry 21 is loaded into the rotating drum 9, detergent is set in the detergent dispenser (not shown), and the operation dial 20 is set, the water supply valve 29 opens. It is injected into the outer tank 4 together with detergent, and when the set water level is reached, the water supply is automatically stopped and the washing operation starts.

すなわち、回転ドラム9は、駆動モータ14に
より50〜50rpmで低速回転し、リフター8によつ
て洗濯物21を持ち上げては回転ドラム9の底面
への落下することを繰返すものである。
That is, the rotary drum 9 is rotated at a low speed of 50 to 50 rpm by the drive motor 14, and the laundry 21 is repeatedly lifted by the lifter 8 and dropped to the bottom of the rotary drum 9.

その落下したときの衝撃力と洗浄液28の化学
作用により、洗濯作業が行なわれる。
The washing operation is carried out by the impact force when it falls and the chemical action of the cleaning liquid 28.

洗濯終了後は、排水弁11が開いて、外槽4内
部の洗浄液28が排水ホース13を通つて機外に
排出される。すすぎ時は、前述の洗濯時と同じ工
程を繰り返し(もちろん洗剤だけは投入しない。)
脱水工程へと移行する。脱水時は、排水終了後、
駆動モータ14の速度を切り換えて、回転ドラム
9を800〜900rpmで高速回転し、回転ドラム9の
周壁にある脱水孔7より外槽4内に遠心脱水し
て、排水弁11、排水ホース13を介して機外に
排出するものである。
After washing is completed, the drain valve 11 is opened and the cleaning liquid 28 inside the outer tank 4 is discharged to the outside of the machine through the drain hose 13. When rinsing, repeat the same process as when washing (of course, do not add detergent).
Move on to the dehydration process. When dehydrating, after draining,
By switching the speed of the drive motor 14, the rotating drum 9 is rotated at a high speed of 800 to 900 rpm, and water is centrifugally dewatered into the outer tank 4 through the dewatering hole 7 on the peripheral wall of the rotating drum 9, and the drain valve 11 and the drain hose 13 are removed. It is discharged outside the machine through the

上記構成に係るものにおいて、回転ドラム9
は、洗濯時50〜55rpm、脱水時800〜900rpmと、
複数の回転設定が必要で、かつ、両者の高速範囲
は、1:16と非常に大きく、駆動モータ14は、
周波数変換駆動方式により制御され駆動してい
る。
In the above configuration, the rotating drum 9
is 50 to 55 rpm when washing and 800 to 900 rpm when dehydrating.
Multiple rotation settings are required, and the high speed range of both is extremely large at 1:16, so the drive motor 14 is
It is controlled and driven by a frequency conversion drive system.

第3図、第4図は、その制御方法と、負荷、す
なわち、ドラム式洗濯機の所要トルクと、駆動モ
ータ14の出力トルクとの関係を示すものであ
り、第3図は、負荷回転数にたいする周波数と端
子電圧の変換曲線図、第4図は、負荷回転数にた
いする駆動モータのトルク曲線と負荷トルク曲線
図である。
3 and 4 show the relationship between the control method, the load, that is, the required torque of the drum-type washing machine, and the output torque of the drive motor 14. FIG. 4 is a diagram showing the torque curve of the drive motor and the load torque curve with respect to the load rotation speed.

洗濯時の50〜55rpmの回転は、脱水時の800〜
900rpmまでの変速範囲に含まれるもので、第3,
4図は、脱水時の定常回転(800rpm〜900rpm)
までの変速過程を示すものである。
The rotation speed of 50-55 rpm during washing is 800 rpm during spin-drying.
It is included in the shifting range up to 900 rpm, and the 3rd,
Figure 4 shows steady rotation during dehydration (800rpm to 900rpm)
This shows the gear shifting process up to.

周波数変換駆動制御は、前述のとおり、周波数
()と端子電圧(V)とによつて、駆動モータ
14の回転数および出力トルクの制御ができる。
As described above, frequency conversion drive control allows the rotation speed and output torque of the drive motor 14 to be controlled by the frequency () and the terminal voltage (V).

本発明では、第3図に示すような周波数変換曲
線Aと端子電圧変換曲線Bとによつて、周波数、
端子電圧、Vを制御し、第4図に示す負荷所要
トルク曲線Twにたいし、駆動モータトルク曲線
Tnによつて駆動モータ14を制御している。
In the present invention, the frequency,
By controlling the terminal voltage, V, the drive motor torque curve is calculated for the load required torque curve T w shown in Fig. 4.
The drive motor 14 is controlled by T n .

なお、以下で単にTw、Tnというのは、上記の
ものの略称であり、他も同様である。
Note that in the following, T w and T n are simply abbreviations of the above-mentioned ones, and the same applies to the others.

第3図で概要を述べると、始動変速範囲Ns
ら脱水時最高回転数(以下、定常回転数という。)
の定常回転範囲Nbまでの加速範囲(以下、変速
範囲Naという。)において、周波数は、従来と
同じようにリニアに増加させる。
To give an overview in Figure 3, from the starting speed range Ns to the maximum rotation speed during dehydration (hereinafter referred to as steady rotation speed).
In the acceleration range up to the steady rotation range N b (hereinafter referred to as the shift range N a ), the frequency is linearly increased as in the conventional case.

一方端子電圧Vは、特徴ある制御をしている。 On the other hand, the terminal voltage V is controlled in a characteristic manner.

すなわち、始動を含む変速範囲Naにおいて、
V/≒一定とし、始動端子電圧Vsから端子電
圧Vを上昇させる手段と、一次定電圧Vc1に端子
電圧Vを固定して周波数だけを上昇させる手段
と、当該端子電圧Vc1をステツプ状に上げて二次
定電圧Vc3に端子電圧Vを固定して周波数を上
昇させる手段とによつて制御している。
In other words, in the shifting range N a including starting,
V/≒constant, means for increasing the terminal voltage V from the starting terminal voltage Vs , means for increasing only the frequency by fixing the terminal voltage V at the primary constant voltage Vc1 , and means for increasing the terminal voltage Vc1 in a stepwise manner. The frequency is controlled by increasing the frequency by fixing the terminal voltage V at the secondary constant voltage Vc3 .

詳しくは、周波数は、始動時、0Hzから設定
した定常回転切換点Ccまで、ほぼリニアに上昇さ
せ、当該Cc点以降は、定周波数で負荷の回転を定
速で継続させる。
Specifically, at the time of starting, the frequency is increased almost linearly from 0 Hz to the set constant rotation switching point C c , and after the C c point, the load continues to rotate at a constant speed at a constant frequency.

一方、端子電圧Vは、始動端子電圧Vsを印加
し、始動変速範囲Nsは一次定電圧設定点C1点ま
でV/≒一定で上昇させ、C1点から一次定電
圧切換点C2まで一次定電圧Vc1で推移し、C2点で
二次定電圧設定点C3までステツプ状に上昇させ、
C3点以降、二次定電圧Vc3で定常回転切換点Cc
で推移させ、Cc点以降も同じVv3で、V/≒一
定で定常回転を継続する。
On the other hand, the terminal voltage V is applied with the starting terminal voltage V s , and the starting gear shift range N s is increased at a constant V/≒ constant up to the primary constant voltage setting point C 1 , and from the C 1 point to the primary constant voltage switching point C 2 The voltage changes at the primary constant voltage Vc1 until the point C2 , and increases in steps to the secondary constant voltage setting point C3 .
After point C3 , the secondary constant voltage V c3 is used to transition to the steady rotation switching point C c , and from point C c onwards, steady rotation is continued at the same V v3 and V/≈constant.

以上の制御手段によつて駆動される駆動モータ
トルク曲線Tnとドラム式洗濯機の負荷所要トル
ク曲線Twを対比させたものが第4図である。上
記のTnは、駆動モータ14出力軸部トルクでな
く、モータプーリ15と、ドラムプーリ18との
減速比を考慮したドラム回転軸6部の出力トルク
であり、Twも、ドラム回転軸6部での負荷トル
クである。
FIG. 4 shows a comparison between the drive motor torque curve T n driven by the above control means and the load required torque curve T w of the drum type washing machine. The above T n is not the output shaft torque of the drive motor 14, but is the output torque of the drum rotation shaft 6 in consideration of the reduction ratio between the motor pulley 15 and the drum pulley 18, and T w is also the output torque of the drum rotation shaft 6. is the load torque.

Twを詳述すると、始動時に最大のトルクが必
要で、高速になるほど、小さな加速トルクとな
る。これは、排水直設、洗濯物21に含まれてい
る水が多く、始動トルクが大きく、回転ドラム9
の回転数が上昇するにつれて遠心力を受けて水分
が抜けていき、回転体の重量が小さくなるためで
ある。もちろん、回転ドラム9は振動源になり、
変速過程において、一次(V1)、二次(V2)、三
次(V3)の共振点が存在し、前記した防振ばね
2および吊り棒3で構成する防振装置の設定、仕
様、および摩擦板15、摩擦ダンパー32で構成
する減衰装置の設定仕様など、さらには、回転体
(回転ドラム)の設定仕様により、これらの共振
点V13の発生する一次〜三次共振時回転数Nv1
Nv2,Nv3)、および一次〜三次各々の共振時負荷
トルクTv1,Tv2,Tv3の大きさは異なるが、ドラ
ム式洗濯機の場合、洗濯物21が水を多く含んで
いる、比較的低い回転数のときに生じる一次およ
び二次共振点V1,V2での振巾が大きく、負荷も
大きい。また、少なくとも、二次共振点を乗り切
れば、定常回転まで加速できる。
To explain T w in detail, the maximum torque is required at startup, and the higher the speed, the smaller the acceleration torque. This is because the drainage is installed directly, there is a lot of water contained in the laundry 21, the starting torque is large, and the rotating drum 9
This is because as the rotational speed of the rotating body increases, water is removed by centrifugal force and the weight of the rotating body becomes smaller. Of course, the rotating drum 9 becomes a source of vibration,
In the gear shifting process, there are primary (V 1 ), secondary (V 2 ), and tertiary (V 3 ) resonance points, and the settings and specifications of the vibration isolator consisting of the vibration isolating spring 2 and hanging rod 3 described above, The rotational speed at the time of primary to tertiary resonance at which these resonance points V 1 to 3 occur depends on the setting specifications of the damping device composed of the friction plate 15 and the friction damper 32, and further on the setting specifications of the rotating body (rotating drum). N v1 ,
N v2 , N v3 ) and the magnitudes of the primary to tertiary resonance load torques T v1 , T v2 , T v3 are different, but in the case of a drum-type washing machine, the laundry 21 contains a lot of water. The amplitudes at the primary and secondary resonance points V 1 and V 2 that occur at relatively low rotational speeds are large, and the load is also large. Furthermore, at least if the secondary resonance point is overcome, the rotation can be accelerated to steady rotation.

次に、上記のTnとTwの対比を詳述すると、Tn
は、始動から一次定電圧設定点C1までV/≒
一定、すなわち一定の出力トルクである始動時−
C1間トルクTsで推移する。もちろん、Tw<Ts
関係であり、C1点は一次共振時回転数Nv1と、二
次共振時回転数Nv2の間に設定されており、C1
からC2点は、端子電圧に係る一次定電圧Vc1が一
定で、周波数は上昇するので、周波数の2乗
に反比例して、電動機出力に係る一次定電圧トル
クTc1が減少する。もちろん、Tc1は、二次共振
点を乗り切るための負荷に係る二次共振時負荷ト
ルクTv2に対し、Tc1は大きく、Tv2<Tc1<Ts
関係を満たしており、かつ第4図に示すとおり、
Tvn>Tc1(=Tvd)>Tv0の関係を満して設定され
ている。
Next, to elaborate on the contrast between T n and T w above, T n
is V/≒ from start to primary constant voltage set point C 1
At start-up, which is constant, that is, constant output torque -
Torque changes at T s during C 1 . Of course, the relationship is T w < T s , and the C1 point is set between the rotational speed Nv1 at the time of primary resonance and the rotational speed Nv2 at the secondary resonance, and from the C1 point to the C2 point, Since the primary constant voltage V c1 related to the terminal voltage is constant and the frequency increases, the primary constant voltage torque T c1 related to the motor output decreases in inverse proportion to the square of the frequency. Of course, T c1 is larger than the load torque T v2 at the time of secondary resonance , which is related to the load for surviving the secondary resonance point, and satisfies the relationship T v2 < T c1 < T s , and As shown in Figure 4,
It is set to satisfy the relationship T vn > T c1 (=T vd ) > T v0 .

Tvnは、本ドラム式洗濯機での二次共振時最大
負荷トルク、すなわち、異常アンバランス発生時
の負荷トルクで、Tv0は、二次共振時Tv2の最低
負荷トルク、すなわち、発生アンバランス量が小
さいときの負荷トルク、Tvdは、設計により設定
したTc1で、Tvdより大きな二次共振時負荷トル
クが発生した場合には、駆動モートルはトルク不
足で失速するよう設定されている。
T vn is the maximum load torque at the time of secondary resonance in this drum type washing machine, that is, the load torque when abnormal imbalance occurs, and T v0 is the minimum load torque of T v2 at the time of secondary resonance, that is, the generated unbalance. The load torque T vd when the balance amount is small is T c1 set by design, and if a load torque greater than T vd occurs during secondary resonance, the drive motor is set to stall due to insufficient torque. There is.

Tc1で減少しつづけると、三次共振時トルク
Tv3時または、高速時失速するためC2点におい
て、C3点まで端子電圧に係る一次定電圧Vc1を二
次定電圧Vc3にステツプ状に上昇させ、トルクを
(Vc3/Vc12に比例して上昇させる。二次定電圧
設定点である。C3点から、定常回転仕換点であ
るCc点までは二次定電圧部で電動機出力に係る二
次定電圧トルクTc3が周波数の2乗に反比例して
定常時出力トルクまで減少する。もちろん、定常
時出力トルクは、定常時負荷トルクより大きい。
しかして、第4図で、Nc,Ndは、それぞれ二次
共振最低回転数、二次共振最高回転数を示すもの
である。
If T c1 continues to decrease, the torque at third resonance
At T v3 or due to stall at high speed, the primary constant voltage V c1 related to the terminal voltage is increased stepwise to the secondary constant voltage V c3 up to the C 3 point at C 2 points, and the torque is increased to (V c3 /V c1 ) Increase in proportion to 2 . This is the secondary constant voltage set point. From point C 3 to point C c , which is the steady rotation switching point, the secondary constant voltage torque T c3 related to the motor output decreases to the steady state output torque in the secondary constant voltage section in inverse proportion to the square of the frequency. . Of course, the steady state output torque is larger than the steady state load torque.
In FIG. 4, N c and N d indicate the minimum secondary resonance rotation speed and the maximum secondary resonance rotation speed, respectively.

すなわち、異常アンバランスが生じたときは、
わざと駆動モートルを失速させ、設定アンバラン
ス量のとき以外は、回転体(回転ドラム9)を高
速回転に加速せず、機器の過振動防止を行ない安
全性を高めるものであり、さらに駆動モートルの
失速時は、過負荷現象によつて生じる過負荷電流
を検知して、機器の一旦停止、再起動の過アンバ
ランス検知機構を構成するようにさせるものであ
る。
In other words, when an abnormal imbalance occurs,
This purposely stalls the drive motor and does not accelerate the rotating body (rotating drum 9) to high speed rotation except when the set unbalance amount is reached, preventing excessive vibration of the equipment and increasing safety. When a stall occurs, an overload current caused by an overload phenomenon is detected, and an over-imbalance detection mechanism is configured to temporarily stop and restart the equipment.

なお、第4図で、Tc1′およびTvd′は、従来の
一次定電圧トルク、二次共振時設計負荷トルク
を、対比のために示したものである。
In FIG. 4, T c1 ' and T vd ' are the conventional primary constant voltage torque and secondary resonance design load torque for comparison.

次に、上記制御手段の回路構成について、第5
図以降で説明する。
Next, regarding the circuit configuration of the control means, the fifth
This will be explained in the following figures.

第5図に示す構成は、入力交流電圧を直流電圧
に変換するコンバータ回路33、さきの駆動モー
タ14に相当する電動機34に交流電圧を印加す
るスイツチング回路35、該スイツチング回路3
5のトランジスタ36〜41をON、OFFさせる
制御信号回路42、洗濯物21の片寄りによるア
ンバランス状態における回転ドラム9の回転数上
昇時の過負荷電流を検出するアンバランス検出回
路43、電動機34が拘束された場合の拘束電流
を検出する過電流検出回路44より成つている。
The configuration shown in FIG. 5 includes a converter circuit 33 that converts an input AC voltage to a DC voltage, a switching circuit 35 that applies an AC voltage to an electric motor 34 corresponding to the drive motor 14, and the switching circuit 3.
5, an unbalance detection circuit 43 that detects an overload current when the rotational speed of the rotary drum 9 increases in an unbalanced state due to one-sidedness of the laundry 21, and an electric motor 34. It consists of an overcurrent detection circuit 44 that detects a restraint current when the motor is restrained.

コンバータ回路33は、整流スタツク45、
FLS(1)46、FLS(2)47、コンデンサC(1)48、
C(2)49、抵抗R(1)50、R(2)51、から成つて
いる。FLS(1)46は、入力交流電圧を制御する位
相制御用であり、FLS(2)47は、倍電圧整流用で
ある。各々の動作については後述する。
The converter circuit 33 includes a rectifier stack 45,
FLS(1)46, FLS(2)47, capacitor C(1)48,
It consists of C(2)49, resistor R(1)50, and R(2)51. FLS(1) 46 is for phase control to control the input AC voltage, and FLS(2) 47 is for voltage doubler rectification. Each operation will be described later.

アンバランス検出回路43について説明する。 The imbalance detection circuit 43 will be explained.

抵抗R(3)52の両端の電圧を可変抵抗器(1)53
と、抵抗54,55により分圧された電圧がホト
カプラ(1)56を介して、コンパレータ(1)57のマ
イナス端子に接続され、プラス端子には、設定さ
れたアンバランス電流に相当する電圧を抵抗58
と59とにより、基準電圧として印加されてい
る。動作としては、ドラム9内の洗濯物21の片
寄りによるアンバランスが原因で、抵抗R(3)52
の両端に発生する電位差が大きくなり、ホトカプ
ラ(1)56より伝えられるコンパレータ(1)57のマ
イナス端子電圧が、プラス端子に印加されている
基準電圧よりも大きくなると、第9,10図に示
す信号UNBが発せられる。
The voltage across the resistor R (3) 52 is changed to the variable resistor (1) 53.
The voltage divided by the resistors 54 and 55 is connected to the negative terminal of the comparator (1) 57 via the photocoupler (1) 56, and the voltage corresponding to the set unbalanced current is connected to the positive terminal. resistance 58
and 59 are applied as reference voltages. As for the operation, resistance R(3) 52 is caused by unbalance caused by the laundry 21 being lopsided in the drum 9.
When the potential difference generated across the terminals becomes large and the negative terminal voltage of the comparator (1) 57 transmitted from the photocoupler (1) 56 becomes larger than the reference voltage applied to the positive terminal, as shown in Figures 9 and 10. Signal UNB is issued.

過電流検出回路44も上記アンバランス検出回
路43と同一構成であり、電動機34の拘束によ
り、抵抗R(3)52の両端の電位差が異常に大きく
なると、コンパレータ(2)60から第9,11図に
示す信号OCが発生される。
The overcurrent detection circuit 44 also has the same configuration as the unbalance detection circuit 43, and when the potential difference between both ends of the resistor R(3) 52 becomes abnormally large due to the restriction of the motor 34, the comparator (2) 60 to the ninth and eleventh The signal OC shown in the figure is generated.

上記信号UNBとOCの制御信号回路42内での
処理に関しては後述する。
The processing of the signals UNB and OC within the control signal circuit 42 will be described later.

制御信号回路42は、第6図に示す構成であ
り、第7図にそのタイムチヤートを示す。第6図
に示す制御信号回路は、フリツプフロツプ(以
下、FFとする。)61〜63またはFF64〜6
6により、リングカウンタを構成し、また電動機
34逆転のための相順を切替えるデータセレクタ
67と、ドライブ信号UP,UN,VP,VN,WP
WNを得るAND回路68〜73がある。
The control signal circuit 42 has a configuration shown in FIG. 6, and FIG. 7 shows its time chart. The control signal circuit shown in FIG.
6 constitutes a ring counter, and a data selector 67 that switches the phase order for reversing the motor 34 , and drive signals UP, UN , VP , VN , WP ,
There are AND circuits 68-73 for obtaining WN .

これらの動作は、電動機回転数指令であるV−
F変換回路108(第9図に示す。)より、クロ
ツクパルスCP1,CP2が得られ、回転方向指令
Dirが別の指令器により得られる。前記クロツク
パルスCP1により、リングカウンタであるFF6
1〜63により、第7図に示すタイムチヤート6
1Q,61〜63Q,63が得られる。ま
た、前記クロツクパルスCP2により、リングカ
ウンタであるFF64〜66により、第7図に示
すタイムチヤート64Q,64〜66Q,66
Qが得られる。以上のFFの出力の各々をAND回
路68〜73を用いて、ドライブ信号UP,UN
VP,VN,WP,WNを、第7図に示すタイムチヤ
ートのごとく得ている。
These operations are based on the motor rotation speed command V-
Clock pulses CP1 and CP2 are obtained from the F conversion circuit 108 (shown in FIG. 9), and rotation direction commands are obtained.
Dir is obtained by another command. The clock pulse CP1 triggers the ring counter FF6.
1 to 63, the time chart 6 shown in FIG.
1Q, 61 to 63Q, 63 are obtained. In addition, the clock pulse CP2 causes the ring counters FF64 to 66 to display the time charts 64Q, 64 to 66Q, and 66 shown in FIG.
Q is obtained. Using AND circuits 68 to 73, each of the outputs of the above FFs is converted into drive signals UP , UN ,
V P , V N , W P , and W N are obtained as shown in the time chart shown in FIG.

第8図に示す回路は、電圧制御回路であり、前
述のFLS(1)46、FLS(2)47の駆動回路である。
The circuit shown in FIG. 8 is a voltage control circuit, and is a drive circuit for the FLS(1) 46 and FLS(2) 47 described above.

以下、動作を説明する。 The operation will be explained below.

まず、入力交流電圧の制御方法について説明す
る。
First, a method of controlling the input AC voltage will be explained.

入力信号Bは、入力交流電圧の全波整流後の逆
転波形(第8図中に示す。)であり、前記入力交
流電圧の周波数と同期している。入力信号Bは、
抵抗75を介して、抵抗76とコンデンサ77に
よりバイアスされ、トランジスタ78のベースに
入力される(以下、回路各部の信号波形は第8図
中に示す)。
The input signal B is an inverted waveform (shown in FIG. 8) after full-wave rectification of the input AC voltage, and is synchronized with the frequency of the input AC voltage. Input signal B is
It is biased by a resistor 76 and a capacitor 77 via a resistor 75, and is input to the base of a transistor 78 (hereinafter, signal waveforms of each part of the circuit are shown in FIG. 8).

トランジスタ78のコレクタは、抵抗79を介
してトランジスタ80のベースに接続され、該ト
ランジスタ80のコレクタは、抵抗81を介して
マイナス電圧(−VEE)に接続されているので、
トランジスタ80のコレクタから得られる信号
は、第8図中に示す三角波となり、コンパレータ
82のマイナス端子に入力される。前記コンパレ
ータ82のプラス端子には、抵抗83を介して、
オペアンプ84の出力信号が入力される。オペア
ンプ84のプラス端子には、第9図に示すV−F
変換器109の入力信号V1が抵抗85を介して
入力され、抵抗86,87の比で決定される増幅
率分だけ増幅され、前記オペアンプ84の出力端
子より出力される。
The collector of the transistor 78 is connected to the base of the transistor 80 via the resistor 79, and the collector of the transistor 80 is connected to the negative voltage (-VEE) via the resistor 81.
The signal obtained from the collector of transistor 80 becomes a triangular wave shown in FIG. 8, and is input to the negative terminal of comparator 82. A positive terminal of the comparator 82 is connected through a resistor 83.
The output signal of the operational amplifier 84 is input. The positive terminal of the operational amplifier 84 has V-F as shown in FIG.
The input signal V1 of the converter 109 is inputted through the resistor 85, amplified by an amplification factor determined by the ratio of the resistors 86 and 87, and outputted from the output terminal of the operational amplifier 84.

第8図中に示すように、前記コンパレータ82
の出力信号は、方形波となり、ダイオード88、
抵抗89を介して、トランジスタ90のベースに
入力される。トランジスタ90のエミツタには、
パルストランス91が接続され、その2次側端子
G1,K1は、第5図中に示すFLS(1)46に接続
されている。
As shown in FIG. 8, the comparator 82
The output signal of is a square wave, and the diode 88,
It is input to the base of transistor 90 via resistor 89. At the emitter of the transistor 90,
A pulse transformer 91 is connected, and its secondary terminals G1, K1 are connected to FLS(1) 46 shown in FIG.

したがつて、V−F変換器109の入力信号V
1をオペアンプ84により増幅した信号、すなわ
ち、コンパレータ82のプラス端子に入力される
信号を基準とし、前記トランジスタ80のコレク
タから得られる三角波信号を比較して、FLS(1)4
6の導通角度を変化させることにより、入力交流
電圧を制御している。
Therefore, the input signal V of the V-F converter 109
1 is amplified by the operational amplifier 84, that is, the signal input to the positive terminal of the comparator 82, and compared with the triangular wave signal obtained from the collector of the transistor 80, FLS(1)4 is obtained.
By changing the conduction angle of 6, the input AC voltage is controlled.

次に、倍圧整流制御回路について説明する。 Next, the voltage doubler rectification control circuit will be explained.

コンパレータ92のプラス端子には、第9図に
示すV−F変換器109の入力信号V1が抵抗9
3を介して入力され、コンパレータ92のマイナ
ス端子に入力される抵抗94と95により設定さ
れる基準信号と比較し、前記入力信号V1が前記
基準信号よりも大きくなると、コンパレータ92
の出力が反転し、第8図中に示すように、LOW
状態からHIGH状態に変化する。コンパレータ9
2の出力は、FF96の入力端子Jに入力され、
FF96の入力端子CKに入力される後述のクロツ
クパルスの立上りと同期して、FF96の出力端
子QよりHIGH信号が次段の発振回路97に送ら
れる。発振回路97は、NAND回路98,99
と、抵抗100,101、コンデンサ102から
なり、NAND回路98の一方の入力端子に前記
FF96の出力端子QからHIGH信号が入力され
るのと同期して発振し、その出力は、ダイオード
103、抵抗104を介して、トランジスタ10
5のベースに入力される。トランジスタ105の
ベースに入力された信号(第8図中に示す発振信
号)により、トランジスタ105はON、OFFを
くり返し、エミツタに接続されているパルストラ
ンス106の2次側端子G2−K2間に、第8図
に示す波形の信号を発生する。前記パルストラン
ス106の2次側端子G2,K2は、第5図中に
示すFLS(2)47に接続されているため、前記発振
回路97が動作するのと同期して、FLS(2)47で
導通し、第5図中に示すコンバータ回路33が倍
圧整流回路となる。前記FF96の入力端子CKに
入力されるクロツクパルスは、第8図中に示すよ
うに、トランジスタ78のコレクタからNOT回
路107を介して得ているため、入力交流電圧の
周波数と同期し、更に、前記入力交流電圧がゼロ
クロスするタイミングとも同期している。
The positive terminal of the comparator 92 receives the input signal V1 of the V-F converter 109 shown in FIG.
When the input signal V1 becomes larger than the reference signal, the comparator 92
The output of is inverted and becomes LOW as shown in Figure 8.
state to HIGH state. Comparator 9
The output of 2 is input to the input terminal J of FF96,
A HIGH signal is sent from the output terminal Q of the FF 96 to the oscillation circuit 97 in the next stage in synchronization with the rise of a clock pulse, which will be described later, that is input to the input terminal CK of the FF 96. The oscillation circuit 97 includes NAND circuits 98 and 99
, resistors 100 and 101, and a capacitor 102, and one input terminal of the NAND circuit 98 is connected to the
It oscillates in synchronization with the input of a HIGH signal from the output terminal Q of the FF96, and the output is sent to the transistor 10 via the diode 103 and the resistor 104.
It is input to the base of 5. The transistor 105 is repeatedly turned ON and OFF by the signal input to the base of the transistor 105 (the oscillation signal shown in FIG. 8), and a voltage is generated between the secondary side terminals G2 and K2 of the pulse transformer 106 connected to the emitter. A signal having the waveform shown in FIG. 8 is generated. Since the secondary terminals G2 and K2 of the pulse transformer 106 are connected to the FLS(2) 47 shown in FIG. The converter circuit 33 shown in FIG. 5 becomes a voltage doubler rectifier circuit. The clock pulse input to the input terminal CK of the FF 96 is obtained from the collector of the transistor 78 via the NOT circuit 107 as shown in FIG. It is also synchronized with the timing at which the input AC voltage crosses zero.

このようにして得たクロツクパルスをFF96
の入力端子CKに入力することにより、前記発振
回路97の動作は、入力交流電圧のゼロクロスす
るタイミングと完全に同期している。したがつ
て、第9図に示すV−F変換器109の入力信号
V1が、設定された基準電圧、すなわち、コンパ
レータ92のマイナス端子に入力される信号より
も大きくなつた状態(FF96の入力端子Jに
HIGH信号が入力された状態)で、かつ、入力交
流電圧のゼロクロスするタイミングと同期したク
ロツクパルスがFF96の入力端子CKに入力さ
れ、該クロツクパルスの立上りと同期してFLS(2)
47が、ON−OFF制御されることになる。
The clock pulse obtained in this way is
The operation of the oscillation circuit 97 is completely synchronized with the zero-crossing timing of the input AC voltage. Therefore, the input signal V1 of the V-F converter 109 shown in FIG. to J
A clock pulse synchronized with the zero-crossing timing of the input AC voltage is input to the input terminal CK of the FF96, and FLS(2) is input in synchronization with the rising edge of the clock pulse.
47 will be controlled ON-OFF.

第9図に示す回路は、電動機回転数指令である
V−F変換回路108および、前述のアンバラン
ス検出回路43からの信号UNB、過電流検出回
路44からの信号OCとにより、電動機34の回
転を、ある一定時間だけ停止させる停止時限回路
である。
The circuit shown in FIG. 9 rotates the motor 34 using the V-F conversion circuit 108 which is the motor rotation speed command, the signal UNB from the unbalance detection circuit 43 mentioned above, and the signal OC from the overcurrent detection circuit 44. This is a stop timer circuit that stops the motor for a certain period of time.

まずV−F変換回路108について説明する。 First, the V-F conversion circuit 108 will be explained.

V−F変換器109の入力端子には、抵抗11
0、コンデンサ111がGNDと並列に接続され、
さらに、コンデンサ112と抵抗113により積
分回路を構成し、回転ドラム9の所要回転数に応
じた入力電圧V1が印加される。トランジスタ1
14のベースには、抵抗115を介して、後述の
停止信号STOPが入力され、該信号が入力される
と、トランジスタ114がONし、前記入力電圧
V1をGND電位まで低下させることにより、電
動機34が再始動する際、高い周波数で駆動され
るのを防止している。V−F変換器109の出力
端子は抵抗116でプルアツプされ、NOT回路
117を介してCP1が、NOT回路117の入力
側よりCP2が、前述の制御信号回路42に送ら
れている。
A resistor 11 is connected to the input terminal of the V-F converter 109.
0, capacitor 111 is connected in parallel with GND,
Further, a capacitor 112 and a resistor 113 constitute an integrating circuit, to which an input voltage V1 corresponding to the required number of rotations of the rotary drum 9 is applied. transistor 1
A stop signal STOP, which will be described later, is input to the base of the motor 34 through a resistor 115, and when this signal is input, the transistor 114 is turned on and the input voltage V1 is lowered to the GND potential. This prevents the engine from being driven at a high frequency when restarting. The output terminal of the V-F converter 109 is pulled up by a resistor 116, and CP1 is sent through a NOT circuit 117, and CP2 is sent from the input side of the NOT circuit 117 to the control signal circuit 42 described above.

次に停止時限回路について説明する。 Next, the stop time limit circuit will be explained.

V−F変換器109の入力電位を、コンパレー
タ118のプラス端子とコンパレータ119のマ
イナス端子に印加し、コンパレータ118のマイ
ナス端子には、第4図に示すNd点の回転数に相
当する電位が、抵抗120と抵抗121により基
準電位Bとして印加されており、コンパレータ1
19のマイナス端子には、第4図に示すNc点の
回転数に相当する電位が抵抗122と抵抗123
により基準電位Aとして印加されている。コンパ
レータ118と119の出力C,Dおよび、前述
のアンバランス検出回路43からの信号UNBが
NAND回路124に入力され、出力Eおよび、
前述の過電流検出回路からの信号OCは、カウン
タ125のロード端子LおよびFF126のリセ
ツト端子Rに接続されている。カウンタ125の
クロツク端子CKには、NAND回路127を介し
て発振器128が接続されている。前記カウンタ
125のリツプルキヤリー端子RCには、NOT回
路129を介して、FF126のクロツク端子CK
に接続され、出力端子からの信号Gが、抵抗1
30とコンデンサ131で構成される積分回路を
通してNAND回路132の一方の入力端子へ、
他方の入力端子には、前記信号GがNOT回路1
33を介して入力され、2個のNOT回路134,
135を介して、Reset信号およびSTOP信号が
発信される回路構成となつている。
The input potential of the V-F converter 109 is applied to the positive terminal of the comparator 118 and the negative terminal of the comparator 119, and the negative terminal of the comparator 118 has a potential corresponding to the rotation speed at point Nd shown in FIG. , is applied as reference potential B by resistor 120 and resistor 121, and comparator 1
The negative terminal of 19 has a potential corresponding to the rotational speed of point Nc shown in Fig. 4, which is connected to resistors 122 and 123.
is applied as a reference potential A. The outputs C and D of comparators 118 and 119 and the signal UNB from the aforementioned unbalance detection circuit 43 are
is input to the NAND circuit 124, and the output E and
The signal OC from the overcurrent detection circuit described above is connected to the load terminal L of the counter 125 and the reset terminal R of the FF 126. An oscillator 128 is connected to a clock terminal CK of the counter 125 via a NAND circuit 127. The ripple carry terminal RC of the counter 125 is connected to the clock terminal CK of the FF 126 via a NOT circuit 129.
The signal G from the output terminal is connected to the resistor 1
30 and a capacitor 131 to one input terminal of the NAND circuit 132,
The signal G is connected to the other input terminal of NOT circuit 1.
33, and two NOT circuits 134,
The circuit configuration is such that a Reset signal and a STOP signal are transmitted via 135.

以上の第9図に示す回路の動作を第10図に示
すタイムチヤートで説明する。
The operation of the circuit shown in FIG. 9 will be explained with reference to the time chart shown in FIG. 10.

コンパレータ118と119は、ウインドコン
パレータを構成しており、各基準電位A,Bの範
囲内に、前記入力電圧V1が達した場合、すなわ
ち第4図に示す二次共振回転数範囲(Nc〜Nd
に回転ドラム9の回転数が達した場合で、かつア
ンバランス信号UNBが発信された場合、NAND
回路124の出力信号Eは、前記信号UNBと同
じ幅で、HIGH→LOW→HIGHのパルス信号と
なる。該信号Eがカウンタ125のロード端子L
およびFF126のリセツト端子Rに入力される
と、FF126の出力信号GがLOWからHIGHに
反転し、発振器128の出力がNAND回路12
7を介して、クロツク信号Fとしてカウンタ12
5のクロツク端子CKに入力される。それと同期
して、前記信号Gが、抵抗130とコンデンサ1
31で構成される積分回路およびNOT回路13
3にも入力され、NOT回路135の出力より停
止信号STOPが、第6図に示すダイオードOR回
路に伝えられる。
Comparators 118 and 119 constitute a window comparator, and when the input voltage V1 reaches within the range of each reference potential A, B, that is, the secondary resonance rotation speed range (N c ~ Nd )
When the rotational speed of the rotating drum 9 reaches , and the unbalance signal UNB is transmitted, the NAND
The output signal E of the circuit 124 has the same width as the signal UNB, and is a pulse signal of HIGH→LOW→HIGH. The signal E is the load terminal L of the counter 125.
When input to the reset terminal R of the FF126, the output signal G of the FF126 is inverted from LOW to HIGH, and the output of the oscillator 128 is input to the NAND circuit 12.
7 to the counter 12 as a clock signal F.
It is input to the clock terminal CK of No.5. At the same time, the signal G is connected to the resistor 130 and the capacitor 1.
Integrating circuit and NOT circuit 13 consisting of 31
3, and the stop signal STOP is transmitted from the output of the NOT circuit 135 to the diode OR circuit shown in FIG.

また、カウンタ125が動作を開始して、入力
端子A,B,C,Dの設定条件に従つた時間を経
たのち、NOT回路129を介して、FF126の
クロツク端子CKに信号Hを伝えると、FF126
の出力信号GはHIGHからLOWに反転し、信号
FをHIGHのままに保持するとともに、停止信号
STOPをHIGHからLOWに反転させ、リセツト
信号Resetが、抵抗130、コンデンサ131に
より構成される積分回路を介し、NAND回路1
32、およびNOT回路134を通して、第6図
に示すダイオードOR回路に入力される。また、
過電流検出回路44からの信号OCがNOT回路1
36を介して、カウンタ125のロード端子Lお
よびFF126のリセツト端子Rに入力された場
合も、第10図に示す信号E,F,G,H、
STOP、Resetのタイムチヤートと同一となる。
次に、第6図、第9図、第10図、第11図によ
り、信号OC、STOP、Resetの制御信号回路での
処理に関し説明する。
Furthermore, after the counter 125 starts operating and a period of time has elapsed according to the setting conditions of the input terminals A, B, C, and D, a signal H is transmitted to the clock terminal CK of the FF 126 via the NOT circuit 129. FF126
The output signal G of is inverted from HIGH to LOW, keeping the signal F as HIGH and the stop signal
STOP is inverted from HIGH to LOW, and the reset signal Reset is sent to the NAND circuit 1 through an integrating circuit composed of a resistor 130 and a capacitor 131.
32 and the NOT circuit 134, the signal is input to the diode OR circuit shown in FIG. Also,
Signal OC from overcurrent detection circuit 44 is NOT circuit 1
36 to the load terminal L of the counter 125 and the reset terminal R of the FF 126, the signals E, F, G, H, shown in FIG.
It is the same as the time chart for STOP and Reset.
Next, the processing of the signals OC, STOP, and Reset in the control signal circuit will be explained with reference to FIGS. 6, 9, 10, and 11.

第11図に示すごとく、信号E(LOW)が発生
すると、FF74のセツト端子Sに停止信号
STOP(HIGH)が入力され、FF74の出力Qが
HIGHとなり、FF64〜66のセツト端子Sに
入力される。そうすると、FF64〜66の各々
の出力QはHIGH状態、出力はLOW状態で保
持される。また、FF74の出力Qは、データセ
レクタ67のイネイブル端子Eにも入力され、該
データセレクタ67の出力端子Y1〜Y4も全て
LOW状態に保持されるため、AND回路68〜7
3の出力UP,UN,VP,VN,WP,WNは、全て
LOW状態で保持されることになる。次に、第9
図に示すカウンタ125により、ある一定時間を
経たのち、停止信号STOPが反転(HIGH→
LOW)すると同時に、リセツト信号Reset
(HIGH)が発生し、前述のAND回路68〜73
の出力UP〜WNをLOW状態から解除する。第1
1図にそのタイムチヤートを示す。また、過電流
検出回路からの信号OCが発生した場合も、第6
図に示す制御信号回路での処理は全く、前述と同
一である。
As shown in Fig. 11, when signal E (LOW) is generated, a stop signal is sent to the set terminal S of FF74.
STOP (HIGH) is input, and the output Q of FF74 is
It becomes HIGH and is input to the set terminal S of FF64-66. Then, the output Q of each of the FFs 64 to 66 is held in a HIGH state, and the output is held in a LOW state. Furthermore, the output Q of the FF74 is also input to the enable terminal E of the data selector 67, and all output terminals Y 1 to Y 4 of the data selector 67 are also input to the enable terminal E of the data selector 67.
Since it is held in the LOW state, AND circuits 68 to 7
3 outputs U P , U N , V P , V N , W P , W N are all
It will be held in the LOW state. Next, the ninth
After a certain period of time, the counter 125 shown in the figure inverts the stop signal STOP (HIGH→
LOW) and at the same time, the reset signal Reset
(HIGH) occurs, and the above-mentioned AND circuits 68 to 73
Release the outputs U P ~ W N from the LOW state. 1st
Figure 1 shows the time chart. Also, when the signal OC from the overcurrent detection circuit occurs, the sixth
The processing in the control signal circuit shown in the figure is completely the same as described above.

上記に説明した、本発明に係る実施例によれ
ば、次のような諸効果を所期することができるも
のである。
According to the embodiments of the present invention described above, the following effects can be expected.

水分を含んだ洗濯物が、回転ドラムの回転上昇
にともない片寄りを生じ、アンバランス負荷とな
り、洗濯機の振動増加となり、この状態でドラム
の回転数を脱水定常回転数まで上昇させると、洗
濯機の振動が異常に大きくなり、危険な状態にな
ることは、従来技術のところでも述べたとおりで
あるが、本発明によれば、ドラムの振動が最も大
きくなり、かつ、始動時に次いで、加速トルクの
必要な二次共振点よりも低い回転数で、電動機の
トルクを周波数の2乗に比例し低下させることに
より、二次共振点でのアンバランス量を設定する
ことができ、さらに、過アンバランス量となつた
場合は、電動機を失速させ、一定時間停止させた
のち、再び始動し、ドラムの回転を上昇させるよ
うにし、この工程を、アンバランス量が前記設定
よりも小さくなるまでくり返すことにより、洗濯
機の異常振動を確実に防止できるものである。
As the rotation of the rotating drum increases, moisture-containing laundry becomes uneven, creating an unbalanced load and increasing the vibration of the washing machine.In this state, if the drum rotation speed is increased to the dehydrating steady rotation speed, the washing machine will stop washing. As mentioned in the prior art section, the vibration of the machine becomes abnormally large, leading to a dangerous situation. However, according to the present invention, the vibration of the drum becomes the largest, and second only during startup, during acceleration. By reducing the motor torque in proportion to the square of the frequency at a rotation speed lower than the secondary resonance point where torque is required, it is possible to set the amount of unbalance at the secondary resonance point, and furthermore, it is possible to set the amount of unbalance at the secondary resonance point. If the amount of unbalance is reached, the motor is stalled, stopped for a certain period of time, and then started again to increase the rotation of the drum, and this process is repeated until the amount of unbalance is smaller than the above setting. By returning the washing machine, abnormal vibrations of the washing machine can be reliably prevented.

以上に述べたところをも総合して、本発明によ
るときは、洗濯機に係る加速負荷特性にマツチし
た制御手段と、アンバランス発生に対応した安全
な加速手段とに係る洗濯機駆動方式を提供するこ
とができるものであつて、すぐれた効果を奏する
発明ということができる。
In summary, the present invention provides a washing machine drive system that includes a control means that matches the acceleration load characteristics of the washing machine and a safe acceleration means that can cope with the occurrence of imbalance. This invention can be said to have excellent effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の洗濯機駆動方式の一実施例
に供されるドラム式洗濯機の略示断面図、第2図
は、その第1図のX−X線に沿う縦断面図、第3
図は、負荷回転数にたいする周波数と端子電圧の
変換曲線図、第4図は、負荷回転数にたいする駆
動モータのトルク曲線と負荷トルク曲線図、第5
図は、一実施例に係る制御手段回路構成図、第6
図は、その制御信号回路図、第7図は、そのタイ
ムチヤート図、第8図は、その電圧制御回路図、
第9図は、そのV−F変換回路および、停止時限
回路図、第10図は、第9図の回路のタイムチヤ
ート図、第11図は、停止時限回路が動作した場
合のタイムチヤート図である。 1……ドラム回転軸、9……回転ドラム、14
……駆動モータ、16……モータプーリ、18…
…ドラムプーリ、19……制御ユニツト、33…
…コンバータ回路、34……電動機、35……ス
イツチング回路、42……制御信号回路、43…
…アンバランス検出回路、44……過電流検出回
路、45……整流スタツク、46……FLS(1)、4
7……FLS(2)、108……V−F変換回路、10
9……V−F変換器、CP1,CP2……クロツク
パルス、A……周波数変換曲線、B……端子電圧
変換曲線、Ns……始動変速範囲、Na……変速範
囲、Nb……定常回転範囲、C1……一次定電圧設
定点、C2……二次定電圧設定点、C3……三次定
電圧設定点、Vs……始動端子電圧、Vc1……一次
定電圧、Vc3……二次定電圧、Cc……定常回転切
換点、V1……一次共振点、V2……二次共振点、
V3……三次共振点、Nv1……一次共振時回転数、
Nv2……二次共振時回転数、Nv3……三次共振時
回転数、Tn……駆動モータトルク曲線、Tw……
ドラム式洗濯機所要トルク曲線、Tc1……電動機
出力に係る一次定電圧トルク、Ts……始動−C1
間トルク、Tv1,Tv2,Tv3……一次、二次、三次
共振時負荷トルク、Tvd……二次共振時設定負荷
トルク、Tvn,Tv0……二次共振時最大、最低負
荷トルク、Nc,Nd……二次共振最低、最高回転
数。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a drum-type washing machine used in an embodiment of the washing machine drive system of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view taken along the line X-X of FIG. Third
The figure is a conversion curve of frequency and terminal voltage with respect to load rotation speed, Figure 4 is a diagram of the drive motor torque curve and load torque curve with respect to load rotation speed, and Figure 5 is a diagram of the drive motor torque curve and load torque curve with respect to load rotation speed
The figure is a control means circuit configuration diagram according to an embodiment, No. 6
The figure shows the control signal circuit diagram, FIG. 7 shows the time chart, and FIG. 8 shows the voltage control circuit diagram.
Figure 9 is a diagram of the V-F conversion circuit and stop timer circuit, Figure 10 is a time chart of the circuit in Figure 9, and Figure 11 is a time chart when the stop timer circuit is in operation. be. 1...Drum rotating shaft, 9...Rotating drum, 14
...Drive motor, 16...Motor pulley, 18...
...Drum pulley, 19...Control unit, 33...
... converter circuit, 34 ... electric motor, 35 ... switching circuit, 42 ... control signal circuit, 43 ...
...Unbalance detection circuit, 44 ... Overcurrent detection circuit, 45 ... Rectifier stack, 46 ... FLS (1), 4
7...FLS(2), 108...V-F conversion circuit, 10
9... V-F converter, CP1, CP2... Clock pulse, A... Frequency conversion curve, B... Terminal voltage conversion curve, N s ... Starting gear shift range, N a ... Gear shifting range, N b ... Steady rotation range, C 1 ...Primary constant voltage setting point, C 2 ...Secondary constant voltage setting point, C 3 ...Tertiary constant voltage setting point, V s ...Starting terminal voltage, V c1 ...Primary constant voltage , V c3 ... Secondary constant voltage, C c ... Steady rotation switching point, V 1 ... Primary resonance point, V 2 ... Secondary resonance point,
V 3 ……Third resonance point, N v1 ……Rotation speed at primary resonance,
N v2 ...Rotation speed at secondary resonance, N v3 ...Rotation speed at tertiary resonance, T n ...Drive motor torque curve, T w ...
Required torque curve for drum type washing machine, T c1 ...Primary constant voltage torque related to motor output, T s ...Starting -C 1
T v1 , T v2 , T v3 ... Load torque at primary, secondary, and tertiary resonance, T vd ... Set load torque at secondary resonance, T vn , T v0 ... Maximum, minimum at secondary resonance Load torque, N c , N d ...Secondary resonance minimum and maximum rotation speed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 交流を直流に変換する整流器部と、この整流
器部分で得られる直流を任意の周波数の交流出力
に変換するインバータ部より構成される周波数変
換駆動方式による洗濯機の変速制御において、始
動から定常回転までの変速過程で電動機に印加す
る周波数と端子電圧Vとの比、すなわちV/
≒一定として変速させる始動を含む変速範囲か
ら、前記比を変えて変速させる範囲への切換点
C1を、洗濯機の負荷の一次共振点を生じる回転
数と、二次共振点を生じる回転数との範囲に設定
し、この二次共振点を生じる回転数時の電動機出
力に係るTc1を、始動時出力トルクTsと、二次共
振時の負荷トルクTv2との間、すなわち、Ts
Tc1>Tv0(Tv0:Tv2の最低負荷トルク)の関係に
なるように設定したことを特徴とする洗濯機駆動
方式。 2 特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、
アンバランス量の違いによつて生じる二次共振時
負荷トルクの最大(Tvn)と最低(Tv0)の範囲
内に設計負荷トルクTvdを設定し、電動機出力に
係るTc1と上記Tvdとを等しく設定しTvn>(Tc1
Tvd)>Tv0の関係になるように設定するものであ
る洗濯機駆動方式。 3 特許請求の範囲第2項記載のものにおいて、
Tc1(=Tvd)より大きな値の二次共振時負荷(過
アンバランス負荷)が生じたとき、電動機の失速
(過負荷現象)によつて生じる過負荷電流を、過
アンバランス検知装置により検知せしめて、洗濯
機の停止、あるいは停止―再起動を行なうように
したものである洗濯機駆動方式。 4 特許請求の範囲第3項記載のものにおいて、
過アンバランス検知装置の動作範囲を、二次共振
が発生する最低回転数と最高回転数との間とした
ものである洗濯機駆動方式。
[Scope of Claims] 1. Speed change control of a washing machine using a frequency conversion drive system, which is comprised of a rectifier section that converts alternating current into direct current, and an inverter section that converts the direct current obtained by the rectifier section into alternating current output of an arbitrary frequency. , the ratio of the frequency applied to the motor during the speed change process from startup to steady rotation and the terminal voltage V, that is, V/
≒ Switching point from a shifting range that includes the start where the gears are shifted at a constant rate to a range where the gears are shifted by changing the ratio.
Set C 1 in the range of the rotation speed that causes the primary resonance point of the load of the washing machine and the rotation speed that causes the secondary resonance point, and calculate T c1 related to the motor output at the rotation speed that causes this secondary resonance point. is between the output torque T s at the time of starting and the load torque T v2 at the time of secondary resonance, that is, T s >
A washing machine drive system characterized by setting the relationship such that T c1 > T v0 (T v0 : minimum load torque of T v2 ). 2. In what is stated in claim 1,
The design load torque T vd is set within the range of the maximum (T vn ) and minimum (T v0 ) of the load torque during secondary resonance caused by the difference in the amount of unbalance, and T c1 related to the motor output and the above T vd are set. are set equal and T vn > (T c1 =
A washing machine drive system that is set so that the relationship T vd ) > T v0 . 3 In what is stated in claim 2,
When a secondary resonance load (over-unbalanced load) with a value larger than T c1 (= T vd ) occurs, an over-unbalance detection device detects the overload current caused by motor stall (overload phenomenon). A washing machine drive system that detects this and stops the washing machine, or stops and restarts it. 4 In what is stated in claim 3,
A washing machine drive system in which the operating range of the over-imbalance detection device is between the minimum and maximum rotation speeds at which secondary resonance occurs.
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