TW483965B - Electrical washing machine - Google Patents

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叫3965 五 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 、發明説明（1) 本發明涉及’用連接於逆變器的輸出端的電動機來驅 動的電氣洗衣機。 以往’日本特開平5-137875號公報中所公開的電氣洗 衣機’是由電流檢測器來檢測正在洗滌運行的直流無刷電 動機中所流過的電流，在該電流超過規定值的場合，降低 對直流無刷電動機的外加電壓，使直流無刷電動機和撥輪 (攪拌器）的轉速降低，縮短對直流無刷電動機的通電時間 以便減小旋轉角度，此外還延長撥輪從左旋轉到右旋轉之 間直流無刷電動機的停止時間等，借此使水流變更得比設 疋值更弱，減小直流無刷電動機的耗電功率。 此外’是增加洗滌時間來確保洗滌性能。借此，即使 同時使用其他電氣產品也防止超過家庭中的電氣容量，使 斷路器不斷開。 以往的構成的電氣洗衣機，是在洗滌運行中由於負載 量變化等原因直流無刷電動機中所流過的電流加大的場合 ，作為水流的設定值，降低對直流無刷電動機的外加電壓 使轉速IV低，同時縮短對直流無刷電動機的通電時間等 ，降低水流的設定，借此把直流無刷電動機中所流過的電 流抑制在規定值以下。 可是，在以往的電氣洗衣機中，存在著這樣的第1問 題，即不是在洗滌運行中限制成直流無刷電動機的電流不 超過設定值，而是在直流無刷電動機的電流超過設定電流 值的場合限制電流值，電動機的轉矩和耗電量一時地加2 ’電動機的輸出軸和逆變器上受到過大的負擔。 Μ氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇 X 297公釐） - -------，罐衣------1Τ------Φ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 483965 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 此外，存在著這樣的第2問題，即限制直流無刷電動 機的電流僅在洗滌運行中，不能在漂洗、脫水過程中與由 於負載變動而流過過大的電流的場合相對應。 此外’存在者這樣的第3問題，即使在洗條運行中， 如果直流無刷電動機的電流一度超過設定電流值，則成了 減小水流的設定值的狀態，即使在負載暫時地變大的場合 ’也不能恢復水流設定值。 本發明是解決上述以往的問題的發明，其目的在於， 即使在衣物量、水量等負載量多的場合等中，也始終把電 樞繞組中所流過的電流抑制成恆定，把電動機的轉矩抑制 成恆定，把施加在電動機輸出軸上的轉矩抑制成恆定。 本發明為了實現上述目的，把電動機連接於逆變器的 輸出端，用控制機構來控制構成逆變器的開關元件的通斷 ，用電流檢測機構來檢測與電動機的電樞繞組中所流過的 電流相對應的電流，做成把電流檢測機構的輸出值與設定 值相比較並用導通比設定機構來控制開關元件的導通比。 借此，即使在衣物量、水量等負載量多的場合中，也 能始終把電樞繞組中所流過的電流控制成恆定，把電動機 的轉矩控制成恆定，把施加在電動機輸出輛上的轉矩 成恆定。 1 ▲本發明的技術方案i的發明，具有：逆變器，連接於 前述逆變器的輸出端的電動機，控制構成前述逆變器的開 關元件的通斷的控制機構’檢測與前述電動機的電樞心 中所流過的電流相對應的電流的電流檢測機構，二 本紙張尺度適财目 .丨·壯衣-- C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j -訂 .4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 - -------B7 五、發明説明（3 ) ~ _~~-- 、八電爪檢/貝J機構的冑出值與設定值相比較並控制前述開關 元件的導通比的導通比設定機構，由於即使在衣物量、水 :等負載量過大的場合，也始終把電樞繞組中所流過的電 μ抑制成恆定，以恆定的轉矩來驅動電動機，所以抑制施 加在電動機輸出軸上的轉矩，可以實現能防止輸出轴損壞 的^全的電氣洗衣機。此外，由於把電樞繞組中所流過的 “ L抑制成丨互疋，所以能防止電動機和逆變器的由過電流 引起的過熱、故障，可以提高可靠性。 技術方案2的發明，是在上述技術方案丨的發明中，具 有根據電流檢測機構的輸出值和設定值來設定電動機的目 軚轉速的轉速設定機構，以及檢測電動機轉速的轉速檢測 機構，其中導通比設定機構根據由前述轉速設定機構所設 定的目標轉速和由前述轉速檢測機構所檢測的電動機的轉 速來控制開關元件的導通比，由於即使衣物量、水量等的 負載$成為過大，也始終把電樞繞組的電流限制成恆定， 所以把電動機的轉矩抑制成恆定，抑制施加在電動機輸出 軸上的轉矩，防止輸出軸的損壞，同時能防止電動機和逆 變器的由過電流引起的過熱、故障，可以提高安全性。此 外，可以根據衣物量、水量的負載量進行最佳的加速。 技術方案3的發明，是在上述技術方案1或2的發明中 ，導通比設定機構在電動機起動時把開關元件的導通比設 定成規定值，然後，根據轉速設定機構的輸出值和轉速檢 測機構的輸出值來控制開關元件的導通比，在電動機起動 時，通過由規定值來限制電樞繞組中所流過的電流，防止 本紙張尺度適

丨 衣— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -ί —^1 —ϋ —ϋ - 訂 A7 '發明説明 電樞繞組中所流過的電流一時地超過設定值，可以防止在 電動機的輸出軸上施加過大的轉矩，防止輸出軸因過大的 轉矩而損壞，可以提高安全性。此外，即使起動時的轉速 檢測機構的檢測速度慢，也不會由於未進行反饋控制而產 生不穩定的動作，可以可靠地起動。 技術方案4的發明，是在上述技術方案1或2的發明中 ，在電動機起動時，把設定值設定成規定值，然後，使設 疋值：t曰加’即使在電動機起動時電樞繞組中所流過的電流 日寸地超過設定值’也由於設定值本身很低所以電動機的 輸出轉矩不會過大，因而在電動機的輸出軸上也不會施加 過大的轉矩，可以實現故障少的電氣洗衣機。此外，由於 通過使σ又疋值階段地增加，在起動時以低加速度來驅動電 動機’所以可以防止脫水時的含水狀態的洗滌物被高加速 引起的離^力推壓在洗衣桶兼脫水槽上，及洗滌物的損傷 〇 技術方案5的發明，是在上述技術方案2的發明中，轉 速没疋機構在電動機起動時，把目標轉速設定成規定值， ^後根據電μ檢測機構的輸出值和前述設定值來控制目 標轉速’在電動機起動時’防止電動機的轉速急劇加速， 可以防止洗滌物被由此引起的離心力所損傷。此外，由於 同時防止電樞繞組的電流相對於設定值急劇上升，所以防 止電U的電流超過設定值，防止在電動機的輸出轴上 施加過大的轉矩，可以提高安全性。 技術方案6的發明，是在上述技術方案2〜5的發明中 Α7 Β7 經濟部中央襟準局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) ’在由轉速設定機構所設定的目標轉速中設置上限值，由 於可以防止電動機的轉速變成過高的，防止電動機的輸出 軸和電氣洗衣機的構件上施加過大的負載，所以可以實現 故障少的可靠性高的電氣洗衣機。此外，還可以解決洗滌 物與洗衣桶兼脫水槽之間產生摩擦力，發生衣物損傷的問 題。 技術方案7的發明，是在上述技術方案6的發明中，可 以根據運行時間或負載量來變更目標轉速的上限值者，由 於即使在電流檢測機構的輸出值與設定值之差很大的場合 ，也限制目標轉速的急速上升，所以能始終防止電動機急 劇加速，結果，防止脫水時等中所發生的衣物損傷成為可 月b此外通過限制加速，而限制施加在電動機輸出軸上的 轉矩，可以提高安全性。 技術方案8的發明，是在上述技術方案2〜6的發明中 ，根據轉速檢測機構所檢測的電動機轉速來變更設定值， 自如地熒更電動機的加速度成為可能，在洗滌或脫水時， 可以抑制對最終目標轉速的轉速超過。因而，由於在脫水 時抑制了電動機的轉速變成過高，戶斤以可以實現故障少而 且安全的電氣洗衣機。第1圖是本發明的第1實施例的電氣洗衣機的方框圖。 第2圖是該電氣洗衣機的系統構成圖。 第3圖是該電氣洗衣機的電動機的局部俯視圖。 第4圖是該電氣洗衣機的電動機的電樞繞組的接線圖 ί ϋϋ ί 0 . -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tr d 本紙張尺錢财_ 483965 A7 B7 五、發明说明（6 ) 第5圖是該電氣洗衣機的電動機的局部電壓、電流波 形圖。 第6圖是該電氣洗衣機的電流檢測機構的一個例子的 電路圖。 第7圖是該電氣洗衣機的電流檢測機構的另一個例子 的電路圖。 第8圖是該電氣洗衣機的導通比設定機構的一個例子 的方框圖。 第9圖是該電氣洗衣機的導通比設定機構的另一個例 子的方框圖。 第10圖是該電氣洗衣機的導通比設定機構的另一個例 子的方框圖。 第11圖是該電氣洗衣機的脫水控制的動作流程圖。 第12圖是該電氣洗衣機的脫水控制的初始充電模式中 的局部電壓波形圖。 第13圖是本發明的第2實施例的電氣洗衣機的方框圖 〇 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第14圖是該電氣洗衣機的轉速設定機構和導通比設定 機構的方框圖。 第15圖疋该電氣洗衣機的脫水控制的動作流程圖。 第16圖是該電氣洗衣機的軟起動子程序的一個例子的 流程圖。 第17圖是該電氣洗衣機的軟起動子程序的另一個例子 的流程圖。 9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公慶） 483965 A7 一________ B7 五、發明説明（7 ) 第18圖是該電氣洗衣機的軟起動子程序的另一個例子 的流程圖。 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 第19圖是本發明的第3實施例的電氣洗衣機的方框圖 〇 下面參照附圖來說明本發明的實施例。 (第1實施例） 如第2圖中所示，盛水桶丨可自由旋轉地設有在内底部 可自由旋轉地設有撥輪2的洗衣桶兼脫水槽3，靠懸掛件4 吊掛在洗衣機主體5中。減速機構6設在盛水桶丨的底部， 是把動力轉遞到撥輪2和洗衣桶兼脫水槽3的，在此一減速 機構6的下部設有電動機7。供水閥8是向洗衣桶兼脫水槽3 内供水的，排水閥9是把洗衣桶兼脫水槽3内的洗務水等排 出的。 經濟部中央襟準局員工消費合作社印製 電動機7的控制裝置10，由例如U〇v 60^[2的商用交 流電源11 ’和連接於其輸出端並把交流電源丨丨整流而變換 成直流電壓的整流平滑電路12，構成第1直流電源13，在 其輸出端連接著三相六管的逆變器14，在其輸出端連接著 電動機7。此外，逆變器14連接於控制機構15，由控制機 構15來通、斷控制。 這裡’減速機構6帶有行星齒輪，在旋轉驅動撥輪2之 際’由電動機7的軸驅動太陽輪，把行星輪的旋轉傳遞到 撥輪2，通過這樣的構成，減速到1/6，同時把電動機7的 輸出轉矩變換成6倍。在脫水和隨後述及的穿過洗滌中， 雖然沒有特別圖示，但是靠離合器機構把減速機構6從電 本紙張尺度適用 五、發明説明（8 ) 動機7的輸出軸分離，用電動機7不減速地直接驅動洗衣桶 兼脫水槽3。 在本實施例中，把電動機7直接安裝在減速機構6的下 邛，通過這樣的構成，與例如經由皮帶來傳遞動力的構成 相比，沒有由皮帶輪與皮帶打滑引起的機械功率損失，而 且不發生由於對皮帶施加很大的張力而拉斷皮帶等由皮帶 引起的故障，可以實現可靠性高的電氣洗衣機。 像以上這樣，在第2圖中所示的電氣洗衣機中，由於 電動機7被裝設在盛水桶丨的中心，所以盛水桶丨的重量平 衡良好，所以靠沒有必要為了取平衡而增加重量這樣的效 果，和與減速機構6的構件共用球軸承等構件的效果，可 以減輕電氣洗衣機的重量。 可是，並不是特別限定於這樣的電動機構成，也可以 採用例如靠皮帶把電動機7的動力傳遞到減速機構6的構成 ，或者是不設減速機構6而在洗滌過程中也把動力直接傳 遞到撥輪的直接驅動的構成。 電動機7 ’如第3圖中所示，由定子16和轉子17構成， 定子16由把繞組19a〜191捲繞在層疊薄矽鋼片而構成的鐵 18的w。卩的非包τ式集中線圈構成，此外作為位置檢測 機構設有霍耳集成電路20、21、22。 第4圖是表示繞組19a〜191的接線的，如第4圖中所示 ，每4個繞組串聯連接，借此構成電樞繞組23、24、25。 在第4圖中，各繞組的黑點是表示極性的，捲設成在使電 流從各繞組的帶有黑點的一方流入時，在各齒的内側（轉 本紙張尺度it财關家標準（CNS ) A扣見格（210X297公釐) A7 B7 五 、發明説明（9) 子側）的表面上產生N極。霍耳集成電路2〇、21、22，構 成任何一個對著的永久磁鐵的表面為8極時輸出高，為n 極時輸出低。

I 轉子17，帶有起背軛鐵作用的杯形鐵心％和與鐵心％ 的表面接觸固定的永久磁鐵27a〜27h，以及輸出軸28。這 裡，、永久磁鐵27a〜27h使用平行取向的鐵氧體磁鐵。此外 ，永久磁鐵27a、27c、27e、27g充磁成外側為，永久 磁鐵27b、27d、27f、27h充磁成外側為s極。 再者，必要的話，為了防止離心力引起永久磁鐵飛散 ，也可以把例如具有熱收縮性的樹脂套管等附加在轉子17 上，此外也可以把非磁性不銹鋼管設在最外部，實現堅固 的構成。 訂 此外，雖然在本實施例中，做成把定子16放在外側， 把轉子17放在内侧的内轉子構成，但是並不是特別限定於 這樣的構成，也可以相反地做成把轉子設在定子的外側的 外轉子構成。 雖然像以上這樣本實施例的電動機7做成8極丨2槽的構 成，但是並不是特別限定於這樣的構成，也可以是其他的 極數、槽數，此外，關於電動機的原理上的種類，也並不 是限於這種直流無刷電動機，也可以是例如三相感應電動 機、磁阻電動機、磁滯電動機等，此外也並不是特別限定 於三相，也可以是例如單相、四相等。闕鍵是要能靠逆變 器來驅動’只要是帶有整流平滑電路的，無論設置什麼種 類的電動機，都能得到同樣的效果。 I紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 公釐）

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（10) 下面就本實施例中的第2圖中所示的電氣洗衣機的動 作進行說明。在使用者把洗滌物和洗滌劑投入洗衣桶兼脫 水槽3内的狀態下，一開始運行，就打開供水閥8，把自來 水放入盛水桶1内，使盛水桶i内的水上升到規定水位。 在本實施例中’靠離合器機構使洗衣桶兼脫水槽3與 電動機7的輸出軸28直接連接，以15〇 rpm左右來進行洗衣 桶兼脫水槽3的旋轉驅動。通過以丨5〇卬111來旋轉驅動洗衣 桶兼脫水槽3，洗滌物成了靠離心力貼在洗衣桶兼脫水槽3 的内側的狀態，盛水桶1内的水，中心部的水位下降，同 時洗衣桶兼脫水槽3外側的水位上升，在從盛水桶丨的上部 再次落入洗衣桶兼脫水槽3内的循環路徑上產生水流。 靠此一水流，使洗滌液穿過洗滌物，對洗滌物進行洗 滌。本發明中把此一洗滌方式稱為穿過洗滌。這裡，穿過 洗滌物的洗滌液，由於特別是靠離心力而指向洗衣桶兼脫 水槽3的外側的力強力地作用，所以穿過洗滌的效果非常 大’洗衣桶兼脫水槽3的旋轉速度越高則該效果越大，洗 衣桶兼脫水槽3周圍的孔數越多則該效果越大。 再者’雖然進行穿過洗滌的場合，在把洗滌液和含有 此一洗滌液的洗滌物投入洗衣桶兼脫水槽3的狀態下，由 於旋轉驅動洗衣桶兼脫水槽3，所以60 kg · cm左右的大轉 矩成為必要的，但是在本實施例中，如前所述，與以往的 電容起動的感應電動機相比，採用在低速時輸出轉矩變大 的’用逆變器14來驅動轉子中具有永久磁鐵的電動機7的 直流無刷電動機方式，可以實現穿過洗滌。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（21〇><297公羡） ^~77 : 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -HI衣.

、1T 五、發明説明（U) 3 欠在本實施例中，進行穿過洗滌後，進行靠撥輪2的洗 滌。在此一洗滌中，靠離合器機構把洗衣桶兼脫水槽3與 電動機7的輸出軸28分離，同時把減速機構6與電動機7的 輸出軸28連接，把電動機7的轉速減速到1/6而旋轉驅動撥 輪2。此時，雖然控制裝置1〇控制電動機7，以便電動機7 反覆正轉、反轉，但是作為電動機7的轉速控制，只是把 目標轉速的設定從穿過洗滌時的1.50 rpm進行變更，就可 以與穿過洗滌時同樣地進行控制。 訂 靠撥輪2的洗滌一結束，就打開排水閥9，把盛水桶1 内的洗滌液排出。然後，與穿過洗滌時同樣地用離合器機 構使電動機7的輸出軸28與洗衣桶兼脫水槽3直接連接，用 電動機7以比穿過洗滌時更高的轉速來旋轉驅動洗衣桶兼 脫水槽3，借此把洗滌物中所含有的洗滌液脫水。 接著，雖然進行漂洗，但是這裡通過與靠撥輪2的洗 滌同樣的動作，由電動機7經由減速機構6來旋轉驅動撥輪 2 ° _ 在最後的脫水過程中，打開排水閥9，把盛水桶丨内的 洗務液排出，與穿過洗務相同，靠離合器機構洗衣桶兼脫 水槽3與電動機7直接連接，由電動機7以9〇〇 r_旋轉驅動 洗衣桶兼脫水槽3，靠此一洗衣桶兼脫水槽3的轉速引起的 離心力來進行脫水。再者，在本實施例中，脫水時與穿過 洗滌時的電動機7的轉速控制方法是相同的。 第1圖表示本實施例中的電動機7和控制裝置1〇的電路 圖。在本實施例中，整流平滑電路12，是由二極管電橋Μ 14 - 483965 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（l2) ，連接到其交流電源11 一側的兼作改善功率因數和防止噪 聲的線圈30，以及用兩個電解電容器構成的平滑電容器31 、3 2構成’以父流電源11的2倍電壓進行平滑的。因而， 在有效電壓100V的交流電源被輸入的場合，可以構成直 流2 8 8 V的直流電源。 因而，靠整流平滑電路12對交流電源11進行整流平滑 ’做成直流電源來使用，借此即使在電源頻率因地域而不 同的場合’也可以得到能構成可以始終確保一定的性能的 電氣洗衣機的與頻率無關的效果。 逆變器14，具有與電動機7的三相繞組33相對應的3個 高電位側開關元件（開關元件）34、35、36和3個低電位側 開關元件（開關元件）37、38、39，在高電位侧開關元件34 、35、36各個柵極與射極端子間連接著高電位侧驅動電路 40' 41 ' 42 ’在低電位側開關元件37、38、39的各個柵極 連接著低電位側驅動電路43、44、45。 這裡，由於構成把逆變器14和高電位侧驅動電路4〇、 41、42，低電位側驅動電路43、44、45封裝在一個器件中 的IPM(集成功率模塊），所以在電路安裝中把控制裝置 做小成為可能。 高電位側驅動電路4〇、41、42，做成這樣的構成，即 針對三相的各相，在低電位側開關元件37、38、39處於導 通狀態期間，靠用例如開關電源等構成的第2直流電源牝 ’經由二極管47、48、49和充電電阻50、51、52，以電解 電容器為自舉電容器53、54、55來充電，並把它們作為各 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 d

483965 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（l3) 相的高電位側驅動電路40、41、42的電源使用。 但是，並不是限定於用這樣的元件來構成，例如也可 以使用包含6個IGBT的模塊，此外也可以做成使用6個分 立的IGBT元件來構成，此外也可以使用除7IGBT以外的 功率元件，例如電力MOS型FET、NPN型雙極式晶體管等 〇 再者，在本實施例中，由於使用〗gbt，所以所謂M0S 柵極的驅動所需的電力變小，因此即使自舉電路電容器53 、54、55的靜電容量很小，足夠的開關元件驅動也成為可 能。 電流檢測機構56是檢測逆變器14的輸入電流的，導通 比設定機構5 7把電流檢測機構5 6的輸出值v丨n與設定電流 值Vs相比較，PWM輸出機構58根據導通比設定機構”的 輸出值輸出15.5kHz的PWM信號。控制機構15根據霍耳集 成電路20、21、22的輸出信號的組合和電動機的旋轉方向 來设定開關元件的通、斷，向高電位側驅動電路4〇、41、 42和低電位側驅動電路43、44、45輸出通、斷信號。 再者，導通比設定機構57、PWM輸出機構58、控制 機構15在微計算機59内構成。在本實施例中，微計算機59 使用旎8位並行處理的，而且在内部的R〇M(只讀存儲器） 中，除了控制機構15之外，也把作為本實施例的電氣洗衣 機進行工作所需要的穿過洗滌、靠撥輪2的洗滌、漂洗、 脫水的順序全都存成程序。 在本貫施例中’在第1圖中所示的微計算機59中，在 ϋ· ϋ I n n I - I I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4

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交流電源11的零電壓附近的相位下連接輸出高信號的零電 壓檢測電路6()，微計算機59設定讀取電流檢測機構⑽輪 出值的疋°再者’雖然在本實施例巾，作為噪聲對策， 把電流檢測機構56的輸出值的若干次的平均值確定為電流 檢測機構56的輸出值，但是也可以按一次的讀取來確定。L 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 PWM輸出機構58可以這樣構成，即以155kHz交替輸 出咼、低邏輯電平，同時可以增減該高的期間的比率，即 脈衝寬度，例如，靠微計算機59内部的計數器61和量值比 較器62 ,可以根據導通比設定值來輸出pWM信號。也就 是說，可以這樣構成，即用量值比較器62把導通比設定機 構57的輸出值與計數器61的輸出值相比較，借此可以輸出 成為與輸出值相對應的脈衝寬度的PWM信號。 6與’電路63、64、65由CMOS邏輯集成電路構成，在 輸入PWM信號的同時，輸入控制機構丨5的輸出值，把此 一輸出值與P WM信號的邏輯積向高電位側驅動電路4〇、4! 、42輸出，借此使高電位側開關元件34、35、36按與導通 比設定機構57的輸出值相對應的導通比來通斷，從而可以 與使外加於電動機7的第1直流電源13等效地降低的狀態， 幾乎同樣地運行。 電流檢測機構56，在本實施例中，是檢測逆變器14的 輸入電流的峰值的，由連接在整流平滑電路12與逆變器14 之間的分路電阻25和放大分路電阻25兩端電壓值的放大電 路66和保持放大電路67的輸出電壓峰值的峰值保持電路68 構成，在微計算機59的AD輸入端檢測此一輸入電壓值。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 17 483965 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（15) 在本實施例中，檢測逆變器輸入電流這件事，如從第 5圖的電樞繞組23、24、25與逆變器輸入電流的關係所看 出的那樣，成了檢測三相繞組3 3的總相電流，例如，通過 用電流傳感器檢測相電流也可以以簡單的構成來可靠地檢 測三相繞組33中所流過的電流。因而，檢測逆變器輸入電 流的峰值這件事，也就成了檢測三相繞組33的電流的峰值 〇 由於對直流無刷電動機而言，三相繞組33的電流峰值 與輸出轉矩幾乎成比例關係，所以檢測電動機7的輸出轉 矩成為可能。因而，通過把逆變器的輸入電流峰值控制成 恒定值，可以控制電動機7的轉矩，在脫水時或穿過洗條 時防止在電動機7輸出軸28上施加過大的轉矩，防止輸出 軸28的損壞，同時在洗滌時驅動撥輪2的場合，也能防止 在構成減速機構6的行星齒輪、離合器上施加過大的轉矩 〇 雖然在直流無刷電動機中，三相繞組電流一超過規定 值’構成轉子的永久磁鐵就產生退磁現象，但是由於檢測 逆變器輸入電流就是檢測三相繞組電流，所以檢測規定值 成為可能，能防止電動機7的退磁，也可以防止退磁引起 性能降低。 在本實施例中，作為分路電阻66，不是具有電感的線 繞型電阻，而是採用無電感電阻，借此可以可靠地檢測與 PWM信號同步地通斷的逆變器輸入電流。此外，當 信號引起構成逆變器丨4的開關元件導通時對所流過的瞬

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、1T d 483965 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（I6) 電流也可以檢測了，不僅電動機7的轉矩控制，而且開關 元件的過電流檢測也可以進行了。但是，即使在使用線繞 型電的場合，通過設置低通濾波器，雖然響應性有所惡化 ，但是也可以檢測逆變器輸入電流。 在本實施例中，由於把分路電阻66設成小值，為了在 微計算機69中檢測其兩端電壓需要精度，所以設有放大電 路67。放大電路目的是放大15讣沿的電壓波形，雖然如 第6圖中所示做成用一個NPN晶體管和一個pNp晶體管的 構成，但並不是一定使用晶體管的方式，例如也可以如第 7圖中所不採用由運算放大器組成翻轉放大器的構成。但 是，在運算放大器的場合，為了放大15 5kHz的波形，有 必要使用轉換速度高的，往往會增加成本，因此，多檢測 平均值。 再者，雖然在本實施例中採用放大電路67，但是如果 Μ计算機的檢測精度高，則也可以不特別設置放大電路π ，而直接進行峰值保持。此外，雖然如第6，7圖中所示把 峰值保持電路68構成射極跟隨器，但是並不一定使用晶體 管，也可以使用二極管。 此外，雖然在本實施例中檢測逆變器輸入電流的峰值 ，並控制得峰值成為恆定，但是這並不限定於峰值，也可 以做成檢測有效值或平均值的方法。在此一場合，逆變器 輸入電流的有效值’在直流無刷電動機中，與其輸出轉矩 成比例關係，通過把此一值限制成恆定值，能限制轉矩， 與峰值同樣，可以防止在與轉子相連接的輸出軸28或構成 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 、1Τ

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 減速機構6的行星齒輪、離合料上施加過度的負擔。 在檢測逆變器輸入電流的平均值的場合，雖然一般來 說與檢測對整流平滑電路12的輸人電流值等效，可以^ 線圈30中所流過的電流，抑制高次諧波也成為可能，但是 與電動機7的轉矩的比例關係不成立。因而，在進行轉2 限制的場合，考慮按電動機7的轉速等進行設定電流值的 修正的方法。 再者，雖然在本實施例中，檢測逆變器輸入電流，但 是並不限定於此，也可以採用用電流傳感器檢測三相繞組 的電流的方法。 導通比設定機構57，把微計算機59所讀入的電流檢測 機構56的輸出值Vin與預先儲存在rom中的變換成電壓值 的a又疋電流值Vs相比較，根據其大小來控制向pwM輸出 機構58的輸出值。再者，設定電流值Vs沒有必要限定成 一個，需要的話也可以按洗滌、漂洗、脫水等各過程來設 定。 導通比設定機構5 7，如第8圖中所示地構成，電流偏 差運异部69按Hi = Vs —Vin運算設定電流值Vs與電流檢測 機構56的輸出值Vin的偏差Hi，把其結果向導通比變化量 運算部70輸出。導通比變化量運算部70根據預先儲存的變 換表來設定與此一結果相對應的導通比設定值的變化量 △ duty，把其結果向導通比運算部71輸出。導通比運算部 71計算 duty = duty + Δ duty 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 20 €衣丨丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Μ ^〜----- Β7____ 五、發明説明（IS) 即在前次的導通比設定值上加^卿，得到新的導通 比設定值duty，向pWM輸出機構58輸出。 再者，為了把電流偏差變換成導通比變化量，並不限 定於使用變換表的方法，例如，也可以把某個規定值乘以 電流偏差而求出導通比變化量。 此外就V通比没疋機構57來說，也可以如第9圖中 所示’在電流變化量運算部72中運算電流檢測機構56的此 次的輸出值Vin⑻與前次的輸出值νίη(η_υ之差，即vin的 變化量’在導通比變化量運算部73中，設定鱼此一變 相對應科通比設定值的變化量，此外在電流偏差運算部 69中運算設定值％與此次的輪出值W⑻之差（偏差），在 導通比變化量運算部70中，設定與此一偏差相對應的導通 比設定值的變化量，在導通比運算部74中，以把這兩個變 化量加在前次的導通比設定值上的值作為導通比設定值的 變化量來設定。 、六還有，除此之外，也可以如第聞中所示，設置把電 u偏差運算σ卩6 9輸出的電流偏差h丨分等級的電流偏差等級 設定部75和把電流變化量運算部72輸出的電流變化量咐 等及的電机變化置等級設定部76，把這兩個等級預先儲存 在2比變化量運算部77中，根據某個數據表來設定導通 二疋值的豎化虿，在導通比運算部Η中把此一變化量加 人的V通比5又疋值上，作為新的導通比設定值向 輸出機構58輸出。 第5圖表不運行電動機7時各部分的電壓、電流波形， — (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 、發明説明（D) (匀〜（C)分別表示來自構成位置檢測機構的霍耳集成電路 2〇、21、22的輸出電壓波形。在本實施例中，就霍耳集成 電路20、21、22來說，構成當轉子17上的永久磁鐵的對面 表面為S極時產生高輸出，當為N極時產生低輸出。此外 就雈耳集成電路21來說，構成當對面的永久磁鐵的表面 為N極時產生高輸出，當為s極時產生低輸出。 (d)〜⑴表示來自控制機構15的輸出電壓波形νι〜ν6 。⑴〜⑴表示電樞繞組23、24、25中所流過的三相電流 這裡田兩電位側開關元件導通時，電流在電樞繞組23 、24、25中正向地流過。（m)表示分路電阻％中所流過的 逆變器輸入電流。再者，這時的波形表示導通比1〇〇%時 的情形。 像以上這樣，在第5圖中，霍耳集成電路2〇、21、22 的輸出信號的邏輯組合，每當在電氣角中轉過6〇。，就變 化一位，把這些輸入到控制機構15，在正向地旋轉驅動電 動機7的條件下，控制機構15進行處理，輸出νι〜ν6。根 據此輸出使構成逆變器14的開關元件通斷，在電樞繞組23 、24、25的三個輸入端子中的兩個端子之間加上第1直流 一電壓與電動機7的旋轉引起的感 電流在電樞繞組23、24、25中像⑴ 電源13的電壓，由於此一 應電動勢的差分電壓，電 〜⑴那樣流過。 像以上k樣，在本實施例中，等效地把信號為

弟丨直流電源13的電壓值，作 二相繞組33供給電流，此一電流與電動 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（20) 機7的永久磁鐵之間產生符合弗來明左手定則的作用、反 作用力，借此在轉子17與定子16之間產生轉矩，可以把旋 轉動力供給機械負載。 再者，雖然在本實施例中，借助於使用霍耳集成電路 2〇、21、22的位置檢測機構來進行與轉子17具有的永久磁 鐵同步的控制，但是並不是特別限定於靠霍耳集成電路來 進仃位置檢測，例如，也可以使用檢測電樞繞組23、24、 25中產生的感應電動勢，在其輸出中經由低通濾波器，檢 測其輸出的零點，借此進行與用霍耳集成電路的位置檢測 機構同樣的位置檢測，此外，也可以實行用光電斷路器光 學地進行位置檢測等方法。 第11圖表示脫水控制的流程圖。這裡，雖然在第u圖 中，就脫水控制進行說明，但是如前所述電動機7的旋轉 控制在穿過洗滌、靠撥輪2的洗滌、漂洗、脫水的任何一 個中都是一樣的。不過，在穿過洗滌、靠撥輪2的洗滌、 漂洗、脫水中，電動機7的最終目標轉速是不同的。 在第11圖的脫水控制中，靠第5圖中所示的信號，驅 動逆變器14，旋轉驅動電動機7，靠電動機7的輸出軸“來 旋轉驅動洗衣桶兼脫水槽3，實行脫水動作。 當脫水控制被微計算機59的順序控制所選擇，就在步 驟91中開始脫水控制。在電動機7起動時，在預先儲存在 微计异機59中的步驟92的初始充電模式中，對構成高電位 側驅動電路40、41、42的電源的自舉電容器53、54、55進 行充電。這裡，就初始充電模式92進行說明。

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 、11 d 五、發明説明（21) 在本實施例中，採用靠自舉電容器53、54、55來確保 高電位側驅動電路40、4卜42的電源的自舉電路方式，設 有以電源電壓對此-自舉電容器53、54、55進行充電的期 間。 如第12圖中所示，在把高電位側開關元件％、％、％ 保持導通狀態下，使低電位侧開關元件37、38、洲相同 的定時間歇地通斷，從第2直流電源16經由二極管仏料 、49和充電電阻50、51、52對自舉電容器53、54、55進行 充電。 接著，在從初始充電模式92向軟起動控制94過渡之際 ，作為步驟93，把高電位側開關元件34、％、刊和低電位 侧開關元件37、38、39在規定時間内全都切斷。 然後，把PWM輪出機構58的脈衝寬度調節到規定值 ，起動後逐漸增加，在軟起動控制94中使電動機7的轉速 逐漸上升。 如果就軟起動控制94進行說明，則在步驟％中把導通 比〇又疋值duty叹疋成dl，與此同時作為步驟96使在微計算 機59内構成的定時器起動，經過規定時間遵，作為步驟π ，進行dUty==duty+d2的計算。在步驟％中，判定此一計 # ^果疋否為d3，在疋這樣的場合，結束軟起動控制94， 作為下-個步驟移到電流控制99。在不是這樣的場合，經 過規定時間t後再次加上d2，再次判定是否為们。 當移到電流控制99，就首先作為步驟1〇〇，設定電流 值Vs被設定。這裡，Vs是預先儲存在微計算機％中的。 本紙張尺度適用中國國家 483965 A7 五、發明説明（22) 接著’在步驟111中把電流檢測機構56的輸出值Vin輸入。 雖然在本實施例中未特別地表示，但是每當零電壓檢測電 路60高輸出時就檢測電流檢測機構56的輸出值，把4次的 平均值判定為Vin。此外，Vin的改寫的定時與霍耳集成電 路22的輸出同步。 在步驟112中，按Hi = Vs—Vin來計算電流偏差Hi， 在步驟113中求出針對Hi的導通比變化量△此矽。根據此 一 Aduty，在步驟114中作為duty=duty+Adut^f算導通 比設定值duty。因而，把導通比變化量加在前次的 導通比設定值duty使其成為新的導通比設定值duty，在步 驟115中向PWM輸出機構58輸出。 在步驟115中，一把導通比設定值duty向PWM輸出機 構58輸出，就按與此一設定值相對應的脈衝寬度來輸出 PWM信號，經由‘與’電路63、64、65與pWM信號同步地 對咼電位側驅動電路4〇、41、42進行通斷控制。再者，雖 然沒有特別地圖示，但是電流控制99經過儲存在微計算機 59中的脫水時間，持續到作出脫水控制結束的判定為止。 經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 ----------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

! - 1 I 如前所述，用電流檢測機構56檢測逆變器輸入電流的 峰值，使微計算機59檢測電流檢測機構56的輸出值的定時 與零電流檢測電路60的輸出定時同步，此一定時對直流無 刷電動機來說，不一定與逆變器輸入電流的峰值定時相一 致。可是，用放大電路67把分路電阻66的輸出值放大後， 通過連接峰值保持電路68，即使與逆變器輸入電流的峰值 定％不一致，也可以可靠地檢測逆變器峰值電流值。

本紙張尺度適财_緖準 25 - 483965 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（23) 但是’靠微計算機59的性能，使電流檢測定時與位置 檢測機構的輸出定時相同步，借此即使不設峰值保持電路 68，也可以檢測逆變器峰值電流。 像以上這樣，雖然在本實施例中，在脫水或穿過洗滌 的起動時，特別由於含水衣物裝入洗衣桶兼脫水槽3，所 以性矩成為大約0 · 8 kg · m2這樣大的值，但是負載的慣 性矩隨衣物的數1和質量而變化。此外，在洗滌液靠脫水 旋轉的離心力從衣物中甩出之際，在洗滌液由於洗衣桶兼 脫水槽3的旋轉而產生泡沫，或由於洗滌劑放入過多而在 洗滌時產生泡沫的場合，洗衣桶兼脫水槽3的旋轉所需要 的轉矩由於泡沫的摩擦力而加大，產生電動機電流加大的 狀態。 口而，通過控制成無論怎樣的場合逆變器輸入電流的 峰值都幾乎恆定，使限制施加在電動機7的輸出軸28上的 轉矩，防止各開關元件的過電流，而且一邊防止電動機7 帶有的永久磁鐵的退磁一邊進行脫水控制成為可能。 除此之外，還產生控制裝置1〇的輸入電力的上限也受 到限制的效果，就整流平滑電路12的構成元件的標稱電流 、發熱零件也可以進行削減，降低成本成為可能。此外， 對商用電源的負擔也可以減輕。 雖然在第11圖中，就脫水控制來加以說明，但是就在 穿過洗務、靠撥輪2的洗蘇以及漂洗的控制來說，也與脫 水控制同樣地進行控制，由於借此可以限制電動機了的轉 矩’所以可以得到與脫水控制同樣的結果。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣·

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 483965 A7 ___________ 五、發明説明（" 此外，在本實施例中，通過進行軟起動控制94，在電 動機起動時用電流控制9 9把所產生的對逆變器輸入電流的 設定值的超過抑制得低些成為可能，能防止由於逆變器輸 入電流的過大的超調引起在電動機7輸出軸28上施加過大 的轉矩，同時抑制各開關元件的電流，而且防止電動機7 帶有的永久磁鐵的退磁，此外可以限制得對整流平滑電路 12的各構成元件的電氣負擔也不變成過大，實現可靠性高 的裝置。 此外，在電流檢測機構56之外，有時也另外單獨地設 置退磁電流檢測機構、過電流檢測機構，確保電動機7和 控制裝置10、減速機構6等的安全性。在此一場合，退磁 電流檢測機構，用例如比較器來構成，以比電動機7帶有 的永久磁鐵退磁的電流更低的值作為設定值，在超過設定 值的場合使比較器為低輸出，借此把供入高電位側開關元 件34、35、36和低電位侧開關元件37、38、39的來自微計 算機59的k號全都切斷，使逆變器的工作瞬時地停止。 再者，此時的電流檢測也可以用分路電阻66來進行。 此外，過電流檢測機構，例如與退磁電流檢測機構同樣地 用比較器來構成，作為進行判定的設定值，設定成比構成 逆變器14的開關元件被損壞的電流值更低的值，如果流過 超過設定值的電流，則比較器輸出低電平，把供入高電位 側開關元件34、35、36和低電位側開關元件37、38、39的 來自微計异機59的信號全都切斷，使逆變器的工作瞬時地 停止。 —I I - I I- I I — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 - - I I a ----:

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這裡，過電流檢測機構的電流設定值，做成比退磁電 流檢測機構的設定值更大，退磁電流檢測機構的電流設定 值做成比微計算機59預先儲存的向導通比設定機構57輸入 的設定電流值更大。通過這樣做，就電動機7的退磁保護 來說，即使退磁電流檢測機構出了做障，由於電流檢測機 構56存在，雙重保護成為可能，此外，就過電流保護來說 ，由於靠電流檢測機構56、退磁電流檢測機構、過電流檢 測機構而成為三重保護，所以可以可靠地保護電動機7和 逆變器14。 (第2實施例） 如第13圖中所示，轉速設定機構78，是根據電流檢測 機構56的輸出值與設定值來設定電動機7的目標轉速的。 轉速檢測機構79，運算霍耳集成電路22的輸出信號的周期 並檢測電動機7的轉速，把此一結果向導通比設定機構8〇 輸出。這裡，轉速設定機構78、轉速檢測機構79，全都由 微a十算機81的軟件來構成。其他構成與上述第i實施例相 同0 在本貫施例中，轉速檢測的確定由霍耳集成電路22的 脈衝數來判^。因1^，雖然轉速檢測的周期由於電動機7 的轉速而成為變動的，但是通過根據轉速的範圍來確定地 調整所需的霍耳集成電路22的脈衝數，減少了該變動。在 本實施例中’特収在脫水控制中，把轉速檢測的範圍分 成a、b、c、d、e五檔，在微計算機81用軟件設定成在範 圍a中不進行轉速檢測，在範_中按霍耳集成電路22的輸

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五、發明説明（26) 周期來確㈣速檢測，在範心中按輪出㈡ 疋’在範圍d中按輪出信號4周期來確定：周 中按輸出信號8周期來確定。 執園e 第13圖表示轉速設定機構78和導通比設定機構 成，轉速設定機構78，根據電流檢測機構56的輪出的構 =儲存在R〇M中的設定電流值％，設定電動機7的目^ 8 丨 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，雖然在本實施例中，是按第14圖的構成來 動作的說明的，但是並不限定於此一構成，也可以像仃 圖那樣僅由偏差運算部來構成，此外，也可以像第9圖那 樣做成不設等級設定部，僅靠運算來設定目標轉速的構成 〇 在第14圖中，電流偏差運算部69運算電流檢測機構％ 的當前的輸出值Vin(n)與預先儲存的設定電流值％的偏差 HhVs—Vin，把其結果向電流偏差等級設定部乃輸出。 此外，電流變化量運算部72運算電流檢測機構兄的當前的 輸出值Vin(n)與前次值之差，即Vin的變化量Di， 把其結果向電流變化量等級設定部76輸出。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 電流偏差等級設定部75、電流變化量等級設定部76針 對各自的輸入值設定預先儲存的電流偏差等級、電流變化 量等級’向轉速變化量運算部82輸出。轉速變化量運算部 82根據預先设疋的數據表來設定目標轉速的變化量△ ns ，向轉速運算部83輸出。轉速運算部83把八价加在前次 的目標轉速Ns上，把其結果作為新的目標轉速_向導通 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 29 五、發明説明（27) 比設定機構80輸出。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 導通比設定機構80，如第14圖中所示地構成，轉速偏 差運算部84運算轉速設㈣構78所輪出的目標轉速_ 轉速檢測機構79的當前的輸出值Nin⑻的偏差办=1 Nin⑻，把其結果向轉速偏差等級設定部85輸出。轉速變 化量運算部86運算轉速檢測機構79的當前的輸出值胸⑻ 與前次輸出值Nin(n-l)之差，即轉速變化量Dn，把其結果 向轉速變化量等級設定部87輸出。 轉速偏差等級設定部85、轉速變化量等級設定部”設 定與預先儲存的轉速偏差Hn、轉速變化量Dn相對應的轉 速偏差等級、轉速變化量等級，向導通比變化量運算部77 輸出。在導通比變化量運算部77中，預先儲存了數據表， 根據所輸入的轉速偏差等級、轉速變化量等級，來設定導 通比設定值的變化量△ duty，向導通比運算部71輸出。 導通比運异部71把此一變化量△ duty加在前次的導通 比設定值上，把其結果作為新的導通比設定值duty向pWM 輸出機構3 0輸出。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第15圖是表示本實施例中的脫水控制的流程圖的。這 裡’雖然在第15圖中就脫水控制進行說明，但是像前述那 樣，電動機7的旋轉控制對穿過洗滌、靠撥輪2的洗滌、漂 洗、脫水的任何一個都是同樣的。但是，電動機7的最終 目標轉速，在穿過洗滌、靠撥輪2的洗滌、漂洗、脫水中 不同。 在第15圖中，作為步驟132，當脫水控制開始被微計 30 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（210X297公釐） 483965 A7

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In j 1 經濟部中央襟準局員工消費合作社印製 483965 A7 -------—____一 __ 五、發明説明（29) 軟起動子程序133—結束，就在步驟134中靠轉 機構79來開始電動機7的轉速檢測。接著作為步驟135，解 除對來自導通比設定機構80的輸出的禁止，把Nsmin作為 轉速設定機構78所輸出的目標轉速的初始值輸入。在步驟 135中，為了使轉速設定機構78工作，設定預先儲存在微 計算機内的設定電流值VS。 接著，在步驟137中，轉速檢測機構79確定電動機7的 轉速，輸入所輸出的檢測轉速Nin(n)。於是，由於電流檢 測機構56的輸出值Vin(n)的輸入定時，也被做成與轉速檢 測機構79的輸出值Nin(n)的輸入定時相同步，所以在步驟 139中輸入Vin(n)，開始電流控制138。 在步驟139中，一輸入電流檢測機構56的輸出值vin(n) ’就在步驟140中計算電流偏差Hi = Vs — Vin(n)，由電流 偏差等級設定部75根據其結果來設定偏差等級。在步驟141 中計算電流變化量Di = Vin(n) — Vin(n-l)，由電流變化量 荨級设定部76根據此一結果來設定變化量等級。 再者，Vin(n-l)在剛從軟起動子程序133過渡後，由 於尚未進行電流檢測，所以輸入為〇。在步驟142中，用數 據表來設定與偏差等級、變化量等級相對應的目標轉速的 變化量ANs。在步驟142中一設定目標轉速的變化量ans ’就在步驟143中把ANs加在前次的目標轉速上，作為新 的目標轉速Ns，向導通比設定機構80輸出。 因而，就成了在剛起動後，Ns = Nsmin+△ Ns作為目 標轉速被設定。此後，在步驟144中，在把當前的輸出值 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 32 -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 483965 A7 ----- B7 五、發明説明（3〇)

Vln(n)作為前次輸出值Vinb-1)儲存之後，電流控制138暫 寺Ό束電/;,L控制13 8 一結束，就在步驟145中確認轉速設 定機構78所輸出的目標轉速Ns，判定是在霍耳集成電路22 的輸出脈衝多少次下來確定轉速檢測的，並移到速度控制 111 〇 在速度控制11丨中，首先在步驟146中計算目標轉速价 與轉速檢測機構79的Nin(n)的偏差Hn，設定與此一結果相 對應的轉速偏差等級。接著，在步驟147中從轉速檢測機 構79所輸出的當前的轉速Nin(n)中減去前次輸出的Nin(n_工) 以求出轉速變化量Dn，設定與此一結果相對應的轉速變 化量等級。 在步驟148中，按預先儲存在微計算機81中的數據表 設定針此一轉速偏差等級、轉速變化量等級的導通化變化 里Aduty，在步驟149中把此_Admy加在前次的導通比 設定值上，作為新的導通比設定值duty，在步驟15〇中向 PWM輸出機構58輸出。 在步驟150中，一把導通比設定值向pWM輸出機構％ 輸出，就按與此一值相對應的脈衝寬度來輸出pwM信號 ’經由6與’電路63、64、65與PWM信號相同步地對高電位 側驅動電路40、41、42進行通斷控制。 然後，把此次的輸出值Nin(n)輸入到轉速檢測機構79 的輸出值的前次值NiWn-D，在步驟137中轉速檢測機構79 再次確定檢測轉速，一邊輸出Nin(n)，一邊進行電流控制 U8、速度控制m，逐漸地使電動機7的轉速上 家標準「CNS ) A4規格丁210x297公羡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •-^11 衣· 訂 發明説明（31) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第16圖中所示的軟起動 从法 勖子私序，在電動機7起動時不 淪導通比設定機構80的輪出 幻掏出如何，都從預先設定的規定偵 dl起逐漸地提高導通比 ^ °疋值，廷相當於本發明的技術方 案3的發明的一個實施例。 再者，第16圖中所示的軟起動子程序，由於在電動機 7起動時靠電流控制138，可以抑制在逆變器輸入電流將要 成為設定電流值Vs之際所發生的一時的對設定電流值的 超過，所以抑制三相繞組33中所流過的電流變成過大，可 以抑制施加在電動機7的輸出軸28上的轉矩。因而，能防 止過大的轉矩引起把電動機7與洗衣桶兼脫水槽3相連接的 輸出軸28損壞，可以實現可#性高的電氣洗衣機。 此外，像本實_這樣，在用構纽置制機構的霍 耳集成電路22來進行轉速檢測的場合，雖然往往由於電動 機7的轉速低時的轉速檢測的確定時間變長這個響應性 題所以如果在低速時進行速度控制，則導通比設定值 大，結果二相繞組33中所流過的電流變成過大，施加在 動機7輸出軸28上的轉矩成為過大，但是如果執行第16 中所不的軟起動子程序，則由於直到轉速變成相當高期 不進仃速度控制，把導通比設定值調節成很低的值，所 一相繞組3 3中所流過的電流被抑制在恆定值以下，可以防 止在電動機7的輸出軸28上施加過大的轉矩。 第17圖疋表示本發明的技術方案4的發明的一個例子 的軟起動子程序。再者，自此以下的實施例的說明，是在 取’肖了不進行轉速檢測的範圍，即在0〜900 rpm的範圍内 問 變電圖 以 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂

-34 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 牝 3965 A7 B7 五、發明説明（32) 一 ' 進行轉速檢測的條件下進行的。 在第17圖中，在步驟161中把向轉速設定機構78輸入 的設定電流值設定成比Vs更低的值Vs2。在步驟162中， 作為初始值把〇輸入到電流檢測機構56的前次的輸出值 Vm(n-l)，在步驟163中，作為初始值把〇輸入到轉速檢測 機構79的前次的輸出值Ninh-i)。然後，在步驟134中開 始轉速檢測，在步驟135中轉速檢測機構79 一確定電動機7 當前的轉速，就進行第15圖中所示的電流控制138。 在電流控制138中，在步驟164中判定所設定的目標轉 速是否超過Nsmin，在低於Nsmin的場合，進行第15圖中 所示的速度控制111。此外，在超過Nsmin的場合，在步 驟160中結束軟起動子程序，過渡到下一個步驟。 因而，第17圖中所示的軟起動子程序，在電動機7起 動時以使設定電流值為小的狀態進行電流控制，借此，即 使在對設定電流值的超調節變大的場合，也由於設定電流 值本身很低，所以三相繞組33中所流過的電流成為低的， 把施加在電動機7輸出軸28上的轉矩抑制得很低，可以實 現能防止輸出軸28的損壞，同時還能防止構成逆變器14的 開關元件流過過電流的，故障少的安全的電氣洗衣機。再 者’本實施例也是本發明的技術方案8的發明的一個實施 例。 第18圖是表示本發明的技術方案5的發明的一個例子 的軟起動子程序。在第18圖中，在步驟171中把向導通比 設定機構80輸入的目標轉速Ns的初始值設定成Nsl，在步 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 35 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ^ ___B7^_ 五、發明説明（33) 驟163中把0 rpm作為初始值輸入到轉速檢測機構79的前次 的Nin(n-l)。然後，在步驟134中開始靠轉速檢測機構79 的轉速檢測，在步驟137中在轉速檢測機構79確定了電動 機7的轉速之後，進行第15圖中所示的速度控制U1。 速度控制111結束後，在步驟172中把ANsiM在目標 轉速Ns上’求出新的目標轉速。在步驟173中判定Ns是否 為Nsmin ’如果不是這樣，則在轉速檢測機構79輸出後再 次進行速度控制Π 1。此外，在Ns = Nsmin的場合，在步 驟160中結束軟起動子程序，並過渡到下一個步驟。 因而’在起動時與轉速檢測機構79的輸出值無關地使 目標轉速從低值起逐漸上升並僅進行速度控制m，不進 行電流控制13 8，借此不產生電流控制時的對設定電流值 的超過。 此外’由於在速度控制中也把目標轉速限制成低值， 所以轉速檢測機構79的電動機7起動時的檢測速度很慢， 即使檢測精度中有偏移，也由於導通比設定機構8〇所輸出 的導通比設定值被抑制成低值，所以防止三相繞組電流變 成過大’防止在電動機7輸出軸28上施加過大的轉矩。因 而，可以實現故障少的安全的電氣洗衣機。 像以上這樣在第15圖中’設置軟起動子程序13 3，借 此在電動機7起動時，抑制電流控制138引起的電動機7的 輸出轉矩一時的超調，可以抑制施加在電動機7輸出軸28 上的轉矩。 但是，由於如果調整轉速設定機構78和導通比設定機 ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 483965 A7 -—-— ___B7_ 五、發明説明（34) 構80的輸出對輸入的變換比率，則可以降低三相繞組33中 所流過的電流在起動時的超調和電動機7的轉速在起動時 的超调，所以軟起動子程序133成為不特別需要的。 在此一場合’就成了本發明的技術方案2的範圍的一 個貝施例’由於剛起動後逆變器輸入電流即靠電流控制來 穩定在設定電流值下，所以在脫水控制和穿過洗滌時既能 抑制施加在電動機7輸出軸28上的轉矩，又能迅速進行電 動機7的升速，可以縮短驅動時間，減少耗電量。 (第3實施例） 如第19圖中所示，限幅器判定機構88，設在轉速設定 機構78的輸出側。這裡，限幅器判定器88是由微計算機89 的軟件構成的。其他構成與上述第2實施例相同。 在本實施例中，把脫水時的電動機7的最終目標轉速 作為滿足脫水性能的轉速而設定成90〇 rpm。因而，雖然 也可以以900 rpm以上來旋轉驅動電動機7，但是在大幅度 地超過900 rpm的場合，洗衣桶兼脫水槽3的離心力引起在 電動機7輸出軸28上施加很大的力，根據情況也可能出現 輸出軸28的損壞。 這裡，限幅器判定機構88判定轉速設定機構78所輸出 的目標轉速是否超過900 rpm，在超過900 rpm的場合把目 標轉速設定成900 rpm，借此把電動機7的轉速抑制成低於 900 rpm，抑制洗衣桶兼脫水槽3的離心力引起施加在電動 機7輸出軸28上的力成為可能，可以實現安全的電氣洗衣 機。這相當於本發明的技術方案6的發明的一個例子。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) " " ~ ~~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ------ -B7 發明説明（35) 在第19圖中，在本發明的技術方案7的實施例中，限 幅器判定機構88的判定條件不是900 rpin這個恆定值，而 疋成為隨著從電動機7起動時開始的工作時間t而變化的。 在此一場合中，在微計算機89内預先設定針對從電動機7 起動時開始的工作時間1:的限幅器用函數Nsmax⑴，把工 作時間t中的限幅器值Nsmax⑴與當時的轉速設定機構78 所輸出的目標轉速Ns的大小相比較，如果目標轉速仏大 則把Nsmax(t)設定成新的目標轉速，借此，即使在幾乎無 負載的狀態下起動電動機7，也由於逆變器輸入電流的峰 值比設定電流值小得多，所以防止目標轉速Ns變高。 因而’可以實現防止以急劇加速升速，防止急劇加速 引起的振動，同時防止洗滌物被急劇加速引起的離心力推 壓在洗衣桶兼脫水槽3上引起的衣物損傷等的，安全而且 高性能的電氣洗衣機。 雖然在本實施例中，除了第17圖的軟起動子程序133 以外是不變更向轉速設定機構78輸入的設定電流值Vs的 ’但疋並不是特別限定的，例如，在本實施例的脫水控制 中’在電動機7的轉速上升的場合，通過降低設定電流值 Vs使加速度變慢，減小實際轉速對最終目標轉速9〇〇 rpni 的一時的超調的值就成為可能。 因而’防止超調時的電動機7的轉速相對於目標轉速 900 rpm變成過高，抑制洗衣桶兼脫水槽3的離心力引起施 加在電動機7輸出軸28上的力就成為可能，可以實現故障 少的電氣洗衣機。此外，可以防止洗滌物被離心力推壓在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 38 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂· 五、 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 發明説明（36) 洗衣桶兼脫水槽3上引起的衣物損傷等。 像以上這樣，根據電動機7的轉速來改變設定電流值 ，成了本發明的技術方案8的發明的_個實施例。 ^再者，雖然在上述各實施例中，表示了採用靠自舉電 容器53、54、55來確保逆變器14的高電位側驅動電路4〇、 41、42的電源的方式，採用電流反饋控制的脫水控制的一 個例子，㈣逆變器14的驅動方式沒有必要特別做成採用 自舉電路電容器的方式，例如，也可以靠開關電源等分別 地設置高電位側驅動電路4〇、41、42的電源，代替自舉電 谷器。在此一場合，包括脫水控制的起動時在内，在電動 機7起動時沒有必要設置初始充電模式。 像以上這樣雖然就本實施例的電氣洗衣機的脫水控制 進行說明，但是像在第丨實施例中也述及的那樣，電動機了 的旋轉控制對穿過洗滌、靠撥輪2的洗滌、漂洗、脫水的 任何一個都是同樣的。但是，電動機7的最終目標轉速， 在穿過洗滌、靠撥輪2的洗滌、漂洗、脫水中不同。 因而，在穿過洗滌、靠撥輪2的洗滌和漂洗的控制中 ’也與脫水控制同樣地進行控制，由於借此可以限制電動 機7的轉矩，所以具有與脫水控制同樣的效果。 像以上這樣根據本發明的技術方案1的發明，因為具 有：逆變器，連接於前述逆變器的輸出端的電動機，控制 構成前述逆變器的開關元件的通斷的控制機構，檢測與前 述電動機的電樞繞組中所流過的電流相對應的電流的電流 檢測機構，以及把前述電流檢測機構的輸出值與設定值相 39 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 483965 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ---—-~----___五、發明説明（37) " --- 比較並控制前述開關元件的導通比的導通比設定機構，故 由於即使在衣物量、水量等負載量過大的場合，也始終把 電樞繞組中所流過的電流控制抑制成怪定，以怪定的轉矩 來㈣電動機，所以抑制施加在電動機輸出轴上的轉矩， 可以實現能防止輸出軸損壞的安全的電氣洗衣機。此外，由於把電樞繞組中所流過的電流抑制成值定，所以能防止 電動機和逆變器的由過電流引起的過熱、故障，可以提高 可靠性。 μ 此外，根據技術方案2的發明，因為具有根據電流檢 測機構的輸出值和設定值來設定電動機的目標轉速的轉速 設定機構，以及檢測電動機轉速的轉速檢測機構，其中導 通比設定機構根據由前述轉速設定機構所設定的目標轉速 和由則述轉速檢測機構所檢測的電動機的轉速來控制開關 兀件的導通比’故由於即使衣物量、水量等的負載量成為 過大，也始終把電樞繞組的電流限制成恆定，所以把電動 機的轉矩抑制成恆定，抑制施加在電動機輸出軸上的轉矩 ，防止輸出軸的損壞，同時能防止電動機和逆變器的由過 電流引起的引熱、故障，可以提高安全性。此外，可以根 據衣物量、水量的負載量進行最佳的加速。 此外，根據技術方案2的發明，因為導通比設定機構 在電動機起動時把開關元件的導通比設定成規定值，然後 ，根據轉速設定機構的輸出值和轉速檢測機構的輸出值來 控制開關元件的導通比，故在電動機起動時，通過由規定 值來限制電樞繞組中所流過的電流，防止電樞繞組中所流 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂

r P 0 I I ϋ·· I— - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇χ；297公釐） ί - 1 - 40 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 483965 A7 B7 五、發明説明（38) ^ ~ 過的電流一時地超過設定值，可以防止在電動機輪出轴上 施加過大的轉矩，防止輸出軸因過大的轉矩而損壞，可以 提高安全性。此外，即使起動時轉速檢測機構的檢測速度 慢’也不會由於未進行反饋控制而產生不穩定的動作，可 以可靠地起動。 此外’根據技術方案4的發明，因為在電動機起動時 ，把設定值設定成規定值，然後，·使設定值增加，故即使 在電動機起動時電樞繞組中所流過的電流一時地超過設定 值，也由於設定值本身很低所以電動機的輸出轉矩不會過 大’因而在電動機輸出轴上也不會施加過大的轉矩，可以 貫現故障少的電氣洗衣機。此外，由於通過使設定值階段 地增加’在起動時以低加速度來驅動電動機，所以可以防 止脫水時的含水狀態的洗滌物被高加速引起的離心力推壓 在洗衣桶兼脫水槽上，及洗滌物的損傷。 此外，根據技術方案5的發明，因為轉速設定機構在 電動機起動時，把目標轉速設定成規定值，然後，根據電 流檢測機構的輸出值和前述設定值來控制目標轉速，故在 電動機起動時，防止電動機的轉速急遽加速，可以防止洗 滌物被由此引起的離心力所損傷。此外，由於同時防止電 樞繞組的電流相對於設定值急劇上升，所以防止電樞繞組 的電流超過設定值，防止在電動機輸出軸上施加過大的轉 矩，可以提高安全性。 此外，根據技術方案6的發明，因為其中在由轉速設 定機構所設定的目標轉速中設置上限值，故由於可以防止 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 41

483965 五、發明說明（39 ) 電動機的轉速變成過高的，防止電動機的輪出軸和電氣洗 衣機的構件上施加過大的負載，所以可以實現故障少的。 靠性高的電氣洗衣機。此外，還可以解決洗務物與洗衣^ 兼脫水槽之間產生摩擦力，發生衣物損傷的問題。& 此外’根據技術方案7的發明，因為可以根據運行時 間或負載量來變更目標轉速的上限值，故由於即使在電^ 檢測機構的輸出值與設定值之差很大的場合，也限制目2 轉速的急劇上升’所以能始終防止電動機急劇加速，結^ ，防止脫水時等中所發生的衣物損傷成為可能，此外^過 限制加速，而限制施加在電動機輸出軸上的轉矩，可以提 高安全性。 此外’根據技術方案8的發明，因為根據轉速檢測機 構所檢測的電動機轉速來變更設定值，故自如地變更電動 機的加速度成為可能’在洗務或脫水時，可以抑制對最終 目標轉速的轉速超過。因而，由於在脫水時抑制了電動機 的轉速變成過高的，所以可以實現故障少而且安全的電氣 洗衣機。 【元件標號對照】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝-----r---訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 盛水桶 9 排水閥 2 撥輪 10 控制裝置 3 洗衣桶兼脫水桶 11 交流電源 4 懸掛件 12 整流平滑電路 5 主體 13 第1直流電源 6 減速機構 14 逆變器 7 電動機 15 控制機構 8 供水閥 16 定子 42 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 483965 A7 _B7 五、發明說明（40 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 17 轉子 74 導通比運算部 18 鐵心 75 電流偏差等級設定部 19a〜191 繞組 76 電流變化量等級設定部 20-22 霍耳集成電路 77 導通比變化量運算部 23 〜25 電枢繞組 78 轉速設定機構 26 杯形鐵心 79 轉速檢測機構 27a〜27h 永久磁鐵 80 導通比設定機構 28 輸出軸 81 微計算機 29 二極管電橋 82 轉速變化量運算部 30 線圈 83 轉速運算部 31、32 平滑電容器 84 轉速偏差運算部 33 三相繞組 85 轉向偏差等級設定部 34〜39 開關元件 86 轉速變化量運算部 40—45 驅動電路 46 直流電源 47 〜49 二極管 50〜52 充電電阻 53〜55 自舉電容器 56 電流檢測機構 57 導通比設定機構 58 PWM輸出機構 59 微計算機 60 零電壓檢測電路 61 計數器 62 量值比較器 63 〜65 ‘與’電路 66 ^ 67 放大電路 68 峰值保持電路 69 電流偏差運算部 70 導通比變化量運算部 71 導通比運算部 72 電流變化量運算部 73導通比變化量運算部 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _____Γ---_________, 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -43 -

Claims (1)

1. 483965 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、申請專利範圍 第87120983號申請案申請專利範圍修正本 修正本89年9月20曰 1· 一種電氣洗衣機，包含：逆變器；連接於前述逆變器 的輸出端的電動機；用以控制構成前述逆變器的開關 元件的通斷的控制機構；用以檢測與前述電動機的電 樞繞組中所流過的電流相對應的電流的電流檢測機構 ，把前述電流檢測機構的輸出值與設定值相比較並控 制前述開關元件的導通比的導通比設定機構；檢測前 述電動機之說轉數的旋轉數檢測機構；以及旋轉數設 定機構，其中前述電氣洗衣機係可控制電動機之旋轉 數或控制電流成一定值。 2·如申請專利範圍第1項所記載之電氣洗衣機，更包含·· 根據電流檢測機構的輸出值和設定值來設定電動機的 目標轉速的轉速設定機構；以及用以檢測電動機轉速 的轉速檢測機構，其中導通比設定機構根據由前述轉 速設定機構所設定的目標轉速和由前述轉速檢測機構 所檢測的電動機的轉速來控制開關元件的導通比。 3·如申請專利範圍第1或2項所記載之電氣洗衣機，其 ，導通比設定機構在電動機起動時，把開關元件的 通比設定成規定值，然後，根據轉速設定機構的輸 值和轉速檢測機構的輸出值，控制開關元件的導通 中 導 出 比 4·如申請專利範圍第1或2項所記載之電氣洗衣機，其中 ，在電動機起動時，把設定值設定成規定值，然後， 參紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 -44 :丨^!^裝--------訂---------^9— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 申請專利範圍 8888 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使設定值增加。 、申明專利feil第2項所記載之電氣洗衣機，其中，轉 、、疋機構在電動機起動時，把目標轉速設定成規定 ^後’根據電流檢測機構的輸出值和前述設定值 ’控制目標轉速。 如申明專利1巳圍第2或5項所記載之電氣洗衣機，其中 在由轉速β又定機構所設定的目標轉速中設置上限值。 如申印專㈣圍第3項所記載之電氣洗衣機，其中在由 轉速口X定機構所設定的目標轉速中設置上限值。 如申π專利範圍第4項所記載之電氣洗衣機，其中在由 轉速設定機構所設定的目標轉速中設置上限值。 如申明專利範圍第6項所記載之電氣洗衣機，其中可以 根據運行時間或負载量來變更目標轉速的上限值。 1()·如中請專利範圍第7項所記載之電氣洗衣機，其中可以 根據運仃時間或負載量來變更目標轉速的上限值。 如申明專利範圍第8項所記載之電氣洗衣機，其中可以 根據運仃時間或負載量來變更目標轉速的上限值。 如申叫專利範圍第2或5項所記載之電氣洗衣機，其中 根據轉速檢測機構所檢測的電動機轉速，變更設定值 13·如申請專利範圍第3項所記載之 電氣洗衣機，其中根據 轉速檢測機構所檢測的電動機轉速，變更設定值。 14·如申睛專利範圍第4項所記載之電氣洗衣機，其中根據 轉速檢測機構所檢測的電動機轉速，變更設定值。

   -45 X 297公釐） ------------裝--------訂---------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上 ------- A、申請專利範圍 15·如申請專利範圍第 轉迷檢測機構所撿 °載之電氣洗衣機，其中根據 16·如申請專利範圍第7項的電動機轉速，變更設定值。 轉速檢測機構所檢二所記載之電氣洗衣機，其中根據 17 ^ ^ ^ ^ 、的電動機轉速，變更設定值。 Α/.如申請專利範圍第 LA 貝所記載之電氣洗衣機，其中根據 轉逮檢測機構所檢、、 ’的電動機轉速，變更設定值。 請 先 閱 讀 背 面 之 注、 意， 事， 項 I裝 頁I I I 訂 # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 46