TWI452821B - 洗衣機之變頻裝置 - Google Patents

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TWI452821B
TWI452821B TW102129465A TW102129465A TWI452821B TW I452821 B TWI452821 B TW I452821B TW 102129465 A TW102129465 A TW 102129465A TW 102129465 A TW102129465 A TW 102129465A TW I452821 B TWI452821 B TW I452821B
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Tsuyoshi Hosoito
Isamu Nitta
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Toshiba Kk
Toshiba Consumer Elect Holding
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Description

洗衣機之變頻裝置
本發明係有關用於控制洗衣機所使用之永久磁鐵馬達之變頻裝置。
在洗衣機中，相對於洗衣運轉時所要求之馬達之輸出特性為低速度．高轉矩，脫水運轉時所要求之馬達之輸出特性為高速度．低轉矩。由於兩者具有相反的特性，所以多使用將馬達特性設計成位於其中間者。而且有人設計在脫水運轉時為使旋轉速度提高，在馬達的感應電壓超過變頻電路之電源電壓之領域時，藉由進行弱場磁控制控制感應電壓之技術。不過，此時由於會招致馬達電流之增加，而無法避免功率之降低。
例如專利文獻1揭示將配置於無刷DC馬達之轉子之永久磁石配置2個成環狀，而使其中之一方轉動以變化磁極位置以變化界磁磁力來變化馬達之輸出特性的技術。惟該技術中，必須有轉動一方之永久磁鐵之構造，有對轉子側的構造加以重大限制之問題。
另外，專利文獻2揭示了組合高保磁力之釹磁鐵與低 保磁力之鋁鎳鈷磁石以構成永久磁鐵馬達，並在藉由增減鋁鎳鈷磁鐵之磁通量以進行高速旋轉時，使合併2種磁鐵而流動之全交鏈磁通量減少之技術。
[專利文獻1]特開平10-155262號公報
[專利文獻2]特開2006-280195個公報
然而，專利文獻2由於預定使適用於混合式汽車與電車上之驅動馬達，在增減鋁鎳鈷磁鐵之磁通量時，等於在馬達旋轉中產生磁通量增減用之d軸電流(利用向量控制)。在馬達旋轉時，除了供應q軸電流之外，在馬達的繞線產生感應電壓。為在向量控制中產生d軸電流與q軸電流，必須對馬達施加電壓，惟若要使產生之電流成為一定之值時，施加電壓在馬達之感應電壓為OV時成為最低。而在馬達之感應電壓上升而與變頻電路之驅動電源電壓均衡時，則即使變頻電路之輸出電壓設成最大也無法使其產生馬達電流。因此，在感應電壓高的狀態下進行磁化時，必須準備輸出電壓高的變頻電路。另外，為在馬達的高速旋轉時進行磁化並進一步提高輸出電壓，必須有升壓電路，成本也變高。
本發明係鑒及上述問題而完成者，其目的在提供一種洗衣機的變頻裝置，其可以使具有特定構造之永久磁鐵馬達之輸出特性變化以適合洗衣機之各種運轉之特性。
申請專利範圍第1項所記載之洗衣機之變頻裝置係載置於利用永久磁鐵馬達產生之驅動旋轉力進行洗衣運轉之洗衣機上，以控制上述永久磁鐵馬達，其特徵為：上述永久磁鐵馬達在轉子側具備轉子磁鐵，係由第1永久磁鐵以及保磁力比上述第1永久磁鐵小且具有可以容易變更磁化量之位準之保磁力之第2永久磁鐵所構成；具備用於檢測上述轉子之旋轉位置之位置檢測手段；使產生激磁電流俾變化上述第2永久磁鐵之磁化量，而脫水運轉係在使上述轉子磁鐵之磁通量減少之狀態下進行運轉；當最高旋轉數被設定得較上述脫水運轉為低之運轉，則在增加上述轉子磁鐵之磁通量之狀態下進行運轉；要在上述永久磁鐵馬達之旋轉停止的期間中，變化上述第2永久磁鐵之磁化量時，係依照上述轉子的旋轉停止位置切換上述磁化量變化的激磁電流之相位。
亦即可以藉由變化保磁力較小的第2永久磁鐵之磁化量，依照洗衣機的不同運轉形態，將轉子磁鐵整體的磁通量增減俾使永久磁鐵馬達之輸出特性成為最適合。而在洗衣機的情形下，由於與電動車或電車等比較，在馬達的旋轉中所產生之感應電壓不會太大，所以可以容易變化第2永久磁鐵之磁化量。因此，在洗衣機上可以極為有效地適用具有第2永久磁鐵而構成的永久磁鐵馬達。
而且由於在係永久磁鐵馬達的旋轉停止之期間中變化 第2永久磁鐵的磁化量，所以可以在繞線未發生感應電壓之狀態下將對馬達之施加電壓設定較低，而可以小型化變頻電路。另外，還可以抑制變化磁化量時發生異常聲音。
此外，因為依照位置檢測手段所檢測出之轉子之旋轉停止位置切換使磁化量變化之激磁電流之通電相位，因此可以盡量降低轉子之移動量以更進一步抑制異音之發生。
申請專利範圍第2項所記載之洗衣機之變頻裝置係載置於利用永久磁鐵馬達所產生之驅動旋轉力進行洗衣運轉之洗衣機上，以控制上述永久磁鐵馬達者，其特徵為：上述永久磁鐵馬達在轉子側具備轉子磁鐵，係由第1永久磁鐵以及保磁力比上述第1永久磁鐵小且具有可以容易變更磁化量之位準之保磁力之第2永久磁鐵所構成；使產生激磁電流俾變化上述第2永久磁鐵之磁化量，而脫水運轉係在使上述轉子磁鐵之磁通量減少之狀態下進行運轉；當最高旋轉數被設定得較於上述脫水運轉為低之運轉，則在增加上述轉子磁鐵之磁通量之狀態下進行運轉；要執行結束脫水運轉時所進行之執動動作時，以須增加上述第2永久磁鐵之磁化量為特徵。如此構成時，即可加強執動器之制動力並迅速停止永久磁鐵馬達以縮短運轉時間。
申請專利範圍第3項所記載之洗衣機之變頻裝置係載置於利用永久磁鐵馬達所產生之驅動旋轉動力進行洗衣運轉之洗衣機上，以控制上述永久磁鐵馬達，其特徵為： 上述永久磁鐵馬達在轉子側具備轉子磁鐵，係由第1永久磁鐵以及保磁力比上述第1永久磁鐵小且具有可以容易變更磁化量之位準之保磁力之第2永久磁鐵所構成；使產生激磁電流俾變化上述第2永久磁鐵之磁化量，而脫水運轉係在使上述轉子磁鐵之磁通量減少之狀態下進行運轉；當最高旋轉數被設定得較上述脫水運轉為低之運轉，則在增加上述轉子磁鐵之磁通量之狀態下進行運轉；要執行多次不同的最高旋轉數之設定的脫水運轉時，須依照上述最高旋轉數之高度，將上述第2永久磁鐵之磁化減少量增加。如此構成時，即可使轉子磁鐵之磁通量最適當地變化以提升馬達的效率。
申請專利範圍第4項所記載之洗衣機之變頻裝置係載置於利用永久磁鐵馬達產生之驅動旋轉動力進行洗衣運轉之洗衣機上，以控制上述永久磁鐵馬達，其特徵為：上述永久磁鐵馬達在轉子側具備轉子磁鐵，係由第1永久磁鐵以及保磁力比上述第1永久磁鐵小且具有可以容易變更磁化量之位準之保磁力之第2永久磁鐵所構成；使產生激磁電流俾變化上述第2永久磁鐵之磁化量，而脫水運轉係在使上述轉子磁鐵之磁通量減少之狀態下進行運轉；當最高旋轉數被設定得較上述脫水運轉為低之運轉，則在增加上述轉子磁鐵之磁通量之狀態下進行運轉；使上述磁化量變化時之激磁電流之產生法是逐漸增加。如此一來，即可進一步抑制雜音之發生。
申請專利範圍第5項所記載之洗衣機之變頻裝置係載 置於利用永久磁鐵馬達所產生之驅動旋轉動力進行洗衣運轉之洗衣機上，以控制上述永久磁鐵馬達，其特徵為：上述永久磁鐵馬達在轉子側具備轉子磁鐵，係由第1永久磁鐵以及保磁力比上述第1永久磁鐵小且具有可以容易變更磁化量之位準之保磁力之第2永久磁鐵所構成；使產生激磁電流俾變化上述第2永久磁鐵之磁化量，而脫水運轉係在使上述轉子磁鐵之磁通量減少之狀態下進行運轉；當最高旋轉數被設定得較上述脫水運轉為低之運轉，則在增加上述轉子磁鐵之磁通量之狀態下進行運轉；在洗衣或沖洗運轉時，無法獲得上述運轉時所必要之旋轉數時，須再度執行使上述第2永久磁鐵之磁化量增加之處理。如此構成時，在例如驅動永久磁鐵馬達中，通電角度發生偏差而第2永久磁鐵被減磁，以致運轉時無法獲得必要之轉矩(torque)之情形等時，可以再度進行增磁俾適當繼續運轉。
申請專利範圍第6項所記載之洗衣機之變頻裝置係載置於利用永久磁鐵馬達所產生之驅動旋轉動力進行洗衣運轉之洗衣機上，以控制上述永久磁鐵馬達，其特徵為：上述永久磁鐵馬達在轉子側具備轉子磁鐵，係由第1永久磁鐵以及保磁力比上述第1永久磁鐵小且具有可以容易變更磁化量之位準之保磁力之第2永久磁鐵所構成；使產生激磁電流俾變化上述第2永久磁鐵之磁化量，而脫水運轉係在使上述轉子磁鐵之磁通量減少之狀態下進行運轉；若最高旋轉數被設定得較上述脫水運轉為低之運 轉，則在增加上述轉子磁鐵之磁通量之狀態下進行運轉；並且，具備磁化判定手段，係根據將上述永久磁鐵馬達以特定之轉速空轉時所產生之感應電壓之大小，判定上述第2永久磁鐵之磁化是否正確進行。如此構成時，洗衣機出廠做為商品後，在用戶使用的環境下，也可以進行功能判定。而且在第2之永久磁鐵之保磁力因經年變化而變弱時，可以視其狀況調整磁化量。
申請專利範圍第7項所記載之洗衣機之變頻裝置係載置於利用永久磁鐵馬達所產生之驅動旋轉動力進行洗衣運轉之洗衣機上，以控制上述永久磁鐵馬達者；係載置於利用永久磁鐵馬達所產生之驅動旋轉動力進行洗衣運轉之洗衣機上，以控制上述永久磁鐵馬達的變頻裝置；其特徵為：上述永久磁鐵馬達在轉子側具備轉子磁鐵，係由第1永久磁鐵以及保磁力比上述第1永久磁鐵小且具有可以容易變更磁化量之位準之保磁力之第2永久磁鐵所構成；使產生激磁電流俾變化上述第2永久磁鐵之磁化量，而脫水運轉係在使上述轉子磁鐵之磁通量減少之狀態下進行運轉；若最高旋轉數被設定得較上述脫水運轉為低之運轉，則在增加上述轉子磁鐵之磁通量之狀態下進行運轉，並且；具備磁化判定手段，係由以特定之轉速空轉上述永久磁鐵馬達之狀態進行短路制動操作，並根據當時產生之短 路電流之大小判定上述第2永久磁鐵之磁化是否正確進行。如此構成時，可以不使用申請專利範圍第6項為檢測感應電壓而使用之元件進行磁化功能之檢測。
利用本發明之洗衣機之變頻裝置，在要求高速旋轉。低輸出轉矩之脫水運轉中，可以減少永久磁鐵馬達之轉子磁鐵之磁通量以適合其輸出特性，不必如先前進行弱界磁控制且不增加馬達電流來運轉。因此，可以提升馬達的驅動效率並減少洗衣機的電力消耗。另外，可以小型化變頻電路以抑制變化磁化量時所發生異常噪音。
1‧‧‧外箱
2‧‧‧水槽
3‧‧‧支撐裝置
4‧‧‧旋轉滾筒
4a‧‧‧脫水孔
4b‧‧‧擋板
5、6、7‧‧‧開口部
8‧‧‧波紋管
9‧‧‧門
10‧‧‧旋轉軸
11‧‧‧滾筒馬達(永久磁鐵馬達)
12‧‧‧支撐構件
13‧‧‧外殼
13a‧‧‧排出口
13b‧‧‧吸入口
14‧‧‧熱閥
15‧‧‧壓縮機
16‧‧‧凝縮器
17‧‧‧蒸發器
18‧‧‧送風扇
19‧‧‧吸氣口
20‧‧‧排氣口
21‧‧‧直線管道
23‧‧‧環狀管
24‧‧‧連結管
25‧‧‧空氣循環路徑
26‧‧‧供水閥
26a‧‧‧去垢劑投入器
26b‧‧‧洗衣用供水管
26c‧‧‧沖洗用供水管
26d‧‧‧供水管
27、28‧‧‧排水管
29‧‧‧操作盤部
30‧‧‧控制電路(磁化判定)
32‧‧‧變頻電路
33‧‧‧IGBT
34‧‧‧飛輪二極管
35‧‧‧分路電阻
36‧‧‧位準移動電路
38‧‧‧過電流比較電路
39‧‧‧驅動用電源電路
40‧‧‧交流電源
41‧‧‧全波整流電路
42‧‧‧電容器
43‧‧‧第1電源電路
44‧‧‧驅動電路
45‧‧‧第2電源電路
46‧‧‧高壓驅動電路
78‧‧‧旋轉位置感測器(位置檢測手段)
79‧‧‧電阻元件
80‧‧‧二極管
81‧‧‧電阻元件
82‧‧‧電容器
83‧‧‧電器用品
84‧‧‧顯示操作用基板
60‧‧‧速度指令輸出部
62‧‧‧減法器
65‧‧‧速度PI控制部
66‧‧‧減法器
67‧‧‧αβ/dq轉換部
68q，68d‧‧‧電流PI控制部
69‧‧‧dq/αβ轉換部
70‧‧‧αβ/UVW轉換部
71‧‧‧固定接觸
73‧‧‧PWM形成部
63‧‧‧推算器
76‧‧‧起始圖案輸出部
91‧‧‧定子
92‧‧‧轉子
93‧‧‧定子鐵心
94‧‧‧框架
95‧‧‧轉子鐵心
96‧‧‧釹磁鐵(第1永久磁鐵)
97‧‧‧鋁鎳鈷磁鐵(第2永久磁鐵)
98‧‧‧轉子磁鐵
99‧‧‧變頻裝置
100‧‧‧轉子
101‧‧‧釹磁鐵(第1永久磁鐵)
102‧‧‧鋁鎳鈷磁鐵(第2永久磁鐵)
103‧‧‧轉子鐵心
104‧‧‧開口部
105‧‧‧合成樹脂
106‧‧‧轉子磁鐵
110‧‧‧基板
103a‧‧‧突出部
圖1為本發明之第1實施例，(a)表示鋁鎳鈷磁鐵之增磁處理，(b)表示該減磁處理之流程圖。
圖2為表示轉子之停止位置與旋轉位置感測器之各訊號輸出位準之關係的圖。
圖3(a)為表示將鋁鎳磁鐵增磁至最大之情形，(b)為減磁最多之情形，(c)為減磁最小時之d軸電流之輸出圖案之圖。
圖4為表示一般的洗衣機進行全自動運轉時之工程，以及馬達旋轉數之推移之圖。
圖5為概略表示滾筒馬達之整體構造，(a)表示平面圖，(b)為擴大表示轉子之一部分的斜視圖。
圖6為表示洗衣乾燥機之構造的縱剖側面圖。
圖7為表示滾筒馬達的驅動系統之概略圖。
圖8為表示對滾筒馬達進行無感測向量控制之功能區塊圖。
圖9為本發明之第2實施例，為表示脫水運轉後之制動動作之前進行增磁處理時之方塊圖。
圖10為與圖9之處理相對應之圖3(a)相當。
圖11為本發明之第3實施例，表示滾筒馬達之啟動失敗時再度進行增磁處理之情形的流程圖。
圖12為本發明之第4實施例，用於表示鋁鎳鈷磁鐵之磁化量變化是否正確進行之判定處理之流程圖。
圖13為表示本發明之第5實施例之圖12相當之圖。
圖14為表示本發明之第6實施例之圖12相當之圖。
圖15為概略表示標準的洗衣運轉之工程的流程圖。
圖16為表示本發明之第7實施例之圖14相當之圖。
圖17為表示本發明之第8實施例之圖5(b)相當之圖。
 (第1實施例)
下面參照圖1至圖8說明適用本發明於熱泵式(heat pump)洗衣乾燥機(laundry machime)。在圖示洗衣乾燥機之縱剖側面之圖6中，水槽2係以多個支撐裝置3彈性支撐而配置於外箱1內部成水平狀態。旋轉滾筒4係配 設於水槽2內部成可與水槽2以同軸狀態旋轉，且在周側壁與後壁具有許多兼充通風孔之脫水孔4a(只圖示部分)，並且兼具洗衣槽，脫水槽與乾燥室之功能。另外，在旋轉滾筒4的內周面設有多個擋板(buffle)4b(僅圖示1個)。
外箱1，水槽2與旋轉滾筒4在前面部(圖中右邊部分)分別具有洗濯物出入之開口部5，6，7，開口部5與開口部6被可彈性變形的波紋管8水密地連通連接。另外，門9設成可以開關外箱1之開口部5。旋轉滾筒4之背面部具有旋轉軸10，此旋轉軸10被軸承(未圖示)所支撐，而被裝設於水槽2背面部的外側之外齒輪型的三相無刷DC馬達所構成之滾筒馬達(洗衣．脫水馬達，永久磁鐵馬達)11所驅動旋轉。此外，旋轉軸10與馬達11的旋轉軸成為一體，旋轉滾筒4係以直接驅動方式驅動。
外殼13係透過多個支撐構件12支撐於外箱1之底板1a，排出口13a與吸入口13b係分別形成於外殼13之右端部上部與左端部上部。構成熱泵(冷凍周期)14之壓縮機15係設置於底板1a，同樣地，構成熱泵14之凝縮器16與蒸發器17在外殼13內由圖中之右側向天側依次設置。而且送風扇18係配置於外殼13內之右端部。盤狀的承水部13c係被形成於外殼13之蒸發器17下方之部位。
吸氣口19係形成於水槽2之前面部上部，並透過直線管道21與伸縮自如的連結管道22連接到外殼13之排 出口13a。排氣口20形成於背面部下部，並透過環狀管道23與伸縮自如之連結管道24連接到外殼13之吸入口13b。環狀管道23係安裝於水槽2之背面部外側，而與滾筒馬達11形成同心圓狀。亦即，環狀管道23之入口側被連接到排氣口20，而出口側則透過連結管道24連接到吸入口13b。而空氣循環路徑25係由上述外殼13，連結管道22，直線管道21，吸氣口19，排氣口20，環狀管道23以及連結管道14所構成。
由三通閥所構成之供水閥26係配置於外箱1內之後方上部，去垢劑投入器26a係配置於其前方上部。供水閥26進水口係經由供水軟管連接到自來水之龍頭，第1出水口係透過洗衣用供水軟管26b連接到去垢劑投入器26a上段之進水口，第2出水口係透過沖洗用供水軟管26c連接到去垢劑投入器26a下段之進水口。而且去垢劑投入器26a之出水口經由供水軟管26d連接到形成在水槽2上部之供水口2a。
排水口2b係形成於水槽2底部之後方部位，並經由排水閥27a連接到排水軟管27。排水軟管27之一部分被構成伸縮自如。外殼13之承水部13c經由排水軟管28與單向閥28a連接到排水軟管27之中途部位。
操作盤部29係設置於外箱1之前面上部，雖然沒有圖示，惟裝設有顯示器與各種操作開關。顯示．操作用基板84係裝設於操作盤部29之背面，操作盤部29係藉由與內裝於基板盒110之控制電路30進行通話來控制。控 制電路30係以微電腦構成而依據操作盤29之操作開關之操作控制供水閥26，滾筒馬達11以及排水閥27a，而且控制由驅動洗衣，沖洗與脫水之洗衣運轉，滾筒馬達11與壓縮機15之三相無刷DC馬達所構成之壓縮機馬達(compressor motor，未圖示)以執行乾燥運轉。
圖7為概略地圖示滾筒馬達11之驅動系統統者。變頻電路(PWM控制方式變頻器)32係以三相橋接6個IGBT(半導體開關元件)33a-33f所構成，續流二極管34a至34f係分別連接到各IGBT33a至33f的集極一射極之間。
下臂側之IGBT33d，33e，33f之射極透過分路電阻(Shunt resistor，電流檢測手段)35u，35v，35w接地。另外IGBT33d，33e，33f的射極與分路電阻35u，35v，35w之共同連接點分別透過位準移動(level shift)電路36連接到控制電路30。此外，電流最大以15A左右流至滾筒馬達11之繞線11u至11w，因此，分路電阻35u至35w之電阻值係設定於例如0.1Ω。
位準移動電路36係以運算放大器(operational amplifier)等構成，除了增大分路電阻35u至35w之端子電壓之外，還賦予偏壓(bias)俾使其增幅訊號之輸出範圍完滿進入正方(例如0至+3.3V)。另外，過電流比較電路38在變頻電路32之上下臂短路時，為防止電路之破壞而進行過電流之檢測。
驅動用電源電路39係連接到變頻電路32之輸入側， 而藉由以二極管橋(Diode bridge)構成的全波整流電流41以及被串聯的2個電容器42a，42b倍壓全波整流100V的交流電源40，並將約280V的直流電壓供應至變頻電路32。變頻電路32的各相輸出端子係連接到滾筒馬達11之各相繞線11u，11v，11w。
控制電路30透過位準移動電路36檢測流經繞線11u至11w之電流Iau至Iaw，並根據該電流值推定第2次側的旋轉磁場之相位θ以及旋轉角速度ω，同時將三相電流進行正交座標轉換以及d-q(direct-quadrature)座標轉換以求得勵磁電流成分Id與轉矩電流成分Iq。
而在控制電路30由外部獲得速度指令時，即根據指定的相位θ與旋轉角速度ω以及電流成分Id，Iq產生電流指令Idref．Iquef，在將其轉換成電壓指令Vd，Vq時即進行正交座標轉換與三相座標轉換。最後，驅動訊號被產生做為PWM訊號，透過變頻電路32輸出至馬達11的繞線11u至11w。
第1電源電路43將供應至變頻電路32之約280V之驅動用電源降壓以產生15V之控制用電源，並供應至控制電路30與驅動電路44。另外，第2電源電路45為三端調節器，用於由第1電源電路43所產生之15V電源產生3.3V電源，以供應控制電路30。高壓驅動電路46係為驅動變頻電路32之上臂側之IGBT33a至33c而配置。
例如，以霍爾IC構成的旋轉位置感測器78(u，v，w)係配置於馬達11之轉子上，而由旋轉位置感測器(位 置檢測手段)78所輸出之轉子的位置訊號被提供給控制電路30。控制電路30在馬達11啟動時，在到達轉子位置可以推定之旋轉速度(例如，約30rpm)時，是使用旋轉位置感測器78進行向量控制，在達到上述旋轉速度以後，即切換至不使用旋轉位置感測器78之無感測器向量控制。
有關壓縮機用馬達雖未具體圖示，惟係以與滾筒馬達11之驅動系統大致對稱的構造配置。
電阻元件79a，79b之串聯電路係連接到電源電路39之輸出端子與地線之間，其共同連接點係連接到控制電路30之輸入端子。控制電路30讀入被電阻元件79a，79b所分壓的變頻電路32之輸入電壓，做為決定PWM訊號工作之基準。
二極管80，電阻元件81a，81b之串聯電路係連接到變頻電路32之W相輸出端子與地線之間，電容器82與電阻元件81b並聯。而且電阻元件81a，81b之共同連接點係連接到控制電路30之輸入端子，控制電路30在馬達11空轉時，用於檢測出繞線11W所發生之感應電壓。
另外，控制電路30有時控制例如門鎖控制電路或乾燥用風扇馬達等之各種電器用品83，有時在上述顯示．操作用基板84之間進行操作訊號或控制訊號等之輸出入。
圖8為表示控制電路30針對滾筒馬達11(以及壓縮機用馬達)所進行的無感測器向量(sensorless vector)控 制之功能方塊圖。該項構造與例如特開2003-181187號公報等所揭示者相同，在此只概略加以說明。在圖8中，(α，β)表示將與馬達11之各相位對應之電角120度間隔之三相(UVW)座標系正交座標系正交轉換之正交座標系，(d，q)表示伴隨馬達11之轉子的旋轉而旋轉之2次磁通量之座標系。
由速度指令輸出部60輸出的目標速度指令ω ref提供給減法器62做為被減值，而由推算器(Estimator)63檢測出之馬達11之檢測速度ω係提供給減法器62做為減算值。減法器62之減算結果被提供給速度PI(Proportionalintegral)控制部65，速度PI控制部65根據目標速度指令ω ref與檢測速度ω之差分量進行PI(比例積分)控制，以產生q軸電流指令值Iqref與d軸電流指令值Idref。該等指令值Iqref，Idref被做為被減算值而分別輸出至減法器66q，66d，而在減法器66q，66d分別被提供由αβ/dq轉換部67輸出之q軸電流值Iq，d軸電流值Id做為減算值。減法器66q，66d之減算結果分別被提供給電流PI控制部68q，68d。此外，在速度PI控制部65的控制周期係設定於1m秒。
電流PI控制部68q，68d根據q軸電流指令值Iqref與d軸電流指令值Idref之差分量進行PI控制，以產生q軸電壓指令值Vq與d軸電壓指令值Vd而輸出到dq/αβ轉換部69。被推算器63檢測出的2次磁通量的旋轉相位角(轉子位置角)θ係被提供給dq/αβ轉換部69，而 dq/αβ轉換部69根據該旋轉相位角θ將電壓指令值Vd，Vq轉換為電壓指令值Vα，Vβ。
電壓指令值Vα，Vβ被αβ/UVW轉換部70轉換成三相的電壓指令值Vu，Vv，Vw而輸出。電壓指令值Vu，Vv，Vw被供應給切換開關71u，71v，71w之一方的固定接點71ua，71va，71wa，在另一方之固定接點71ub，71vb，71wb被供應起始圖案輸出部76輸出之電壓指令值Vus，Vvs，Vws。切換開關71u，71v，71w之活動接點71uc，71vc，71wc係連接到PWM形成部73之輸入端子。
PWM形成部73根據電壓指令值Vus，Vvs，Vws或Vu，Vv，Vw將15.6kHz的載波(carrier，三角波)調變的各相之PWM訊號Vup(+，-)，Vvp(+，-)，Vwp(+，-)輸出至變頻電路32。PWM訊號Vup至Vwp被輸出做為根據正弦波之電壓振幅相對應之脈衝寬度之信號，俾使在例如馬達11之各相繞線11υ，11ν，11ω有正弦波狀之電流通過。
A/D轉換部74將出現於IGBT33d至33f之射極之電壓訊號A/D轉換，並將電流資料Iau，Iav，Iaw輸出至UVW/αβ轉換部75。UVM/αβ轉換部75依照特定的運算式將三相的電流資料Iau，Iav，Iaw轉換成正交座標系之2軸電資料Iα，Iβ後，即將該等資料輸出到αβ/dq轉換部67。
αβ/dq轉換部67在向量控制時由推算器63求得馬達 11之轉子位置角θ，並依照特定之運算式將2軸電流資料Iα，Iβ轉換成旋轉座標系(d，q)上之d軸電流值Id與q軸電流值Iq，即將該等值如前述輸出至推算器63與減法器66d，66q。
推算器63根據q軸電壓指令值Vq，d軸電壓指令值Vd，q軸電流值Iq，d軸電流值Id，推定轉子的位置角θ與旋轉速度ω並輸出至各部。在此，馬達11在啟動時，被施加起始圖案輸出部76的啟動圖案而進行強制換流。然後，依據旋轉位置感測器78之感測訊號實行向量控制時即啟動推算器63，並過渡至推定滾筒馬達11之轉子的位置角θ與旋轉速度ω之無感測向量控制。另外，在壓縮機馬達之情形係由強制換流過渡至無感測器向量控制。
切換控制部77係依據PWM形成部73所提供之PMW訊號之工作(Duty)資訊控制切換開關71之切換。此外，在上述構造中，去除變頻電路32之構造係將以控制電路30之軟體所實現之功能方塊化者。向量控制中之電流控制周期係設定於例如128μ秒。但是，PWM載波周期在滾筒馬達11側為64μ秒，在壓縮機馬達側為128μ秒。而控制電路30與變頻電路32構成變頻裝置99。
圖5係將滾筒馬達11之整體構造概略圖示之(a)平面圖與(b)一部分擴大圖示之斜視圖。滾筒11係以定子91以及設置於其外周之轉子92所構成，而定子91係以定子鐵心93與定子繞線11u，11v，11w所構成。定子鐵心93具備環狀的軛部93a以及由該軛部93a之外周部突 出成輻射狀的許多齒部93b，定子繞線11u，11v，11w係被捲繞於各齒部93b。
轉子92係以未圖示之模製樹脂(mold resin)將框架94，轉子鐵心95，多個永久磁鐵96，97一體化而成。框架94係以磁性體如鐵板經由壓力加工形成扁平的有底圓筒狀。而且永久磁鐵96，97構成轉子磁鐵98。
轉子鐵心95係配置於框架94周側壁之內周部，其內周面形成具有向內突出成圓弧狀之多個凸部95a之凹凸狀。在該等多個凸部95a內部形成有貫穿於軸向，且形成短邊長度不同的矩形狀插入孔95b，95c，該孔個個交互配置成環狀。各插入孔95b，95c被插入釹磁鐵96(第1永久磁鐵)與鋁鎳鈷磁鐵97)第2永久磁鐵)。此時，釹磁鐵96之保磁力為妁900kA/m，鋁鎳鈷磁鐵97之保磁力為約100kA/m，保磁力差達9倍左右。
另外，該2種永久磁鐵96，97分別以一種類形成一磁極，例如分別配置24個，合計48個俾使其磁化方向沿著永久磁鐵馬達1的徑向。藉由如上述將兩種永久磁鐵96，97交互配置成其磁化方向沿著徑向，配置於緊鄰之永久磁鐵96，97成為在互為相反之方向上具有磁極的狀態(一方的N極在內側，另一方之N極在外側之狀態)，而在釹磁鐵96與鋁鎳鈷磁鐵97之間，例如在箭號B所示之方向產生磁性路徑(磁通量)。亦即，磁性路徑被形成可以通過保磁力大的釹磁鐵96與保磁力小的鋁鎳鈷磁鐵97雙方。
其次，要參照圖1至圖4說明本實施例之作用。圖4表示一般的洗衣機進行全自動運轉時之工程，橫軸為經過時間(分)，縱軸為滾筒馬達11之旋轉數(rpm)。此外，上述構成為洗衣乾燥機，惟有關乾燥運轉因為說明上之方便而省略。
上述之中，滾筒馬達11之旋轉數之變化顯著之主要工程為(B)洗衣工程，(E)沖洗(1)工程，(G)沖洗攪拌(1)工程，(J)沖洗脫水(2)工程，沖水攪拌(2)工程，與(O)最終脫水工程。在工程(B)，(G)，(L)之馬達11之最高轉速為50rpm左右，而在(E)，(J)之最高轉速為1300rpm左右，在工程(O)之最高轉速為800rpm左右。另外，在工程(B)，(G)，(L)之馬達11之輸出轉矩為280kgf．cm左右，而在工程(E)，(J)之輸出轉矩為20至30kgf．cm左右。亦即，工程(B)，(G)，(L)為低速運轉．高輸出轉矩之運轉，工程(E)，(J)為高速運轉．低輸出轉矩之運轉。
另外，在洗衣乾燥機邊對旋轉滾筒4內之洗濯物加熱邊進行脫水之「預熱脫水」運轉時，其方式與(E)，(J)之沖洗脫水工程相同。
而在先前的洗衣機中，如上述，在高速旋轉．低輸出轉矩運轉中，須進行弱界磁控制以升高轉速等。相對於此，在本實施例中，係藉由變化構成滾筒馬達11之轉子92之鋁鎳鈷磁鐵97之磁化量以動態變化轉子磁鐵98之 磁通量俾使滾筒馬達11之特性適合於洗衣機之各種運轉所要求之特性。
亦即，在洗衣．沖洗運轉中要求馬達11有低速旋轉．高輸出轉矩時，藉由增加(增磁)鋁鎳鈷磁鐵97之磁化量增加轉子磁鐵98整體之磁通量，而在脫水運轉中要求馬達11有高轉速．低輸出轉矩時，即藉由減少(減磁)鋁鎳鈷97之磁化量，將轉子磁鐵98整體之磁通量控制使其減少。
以下要說明使鋁鎳鈷磁鐵97之磁化量變化之處理。圖1(a)為表示由脫水運轉過渡至洗衣．沖洗運轉時，使鋁鎳鈷磁鐵97由被減磁之狀態被增磁時之處理的流程圖。為使脫水運轉中之旋轉滾筒4-馬達11之旋轉停止，開始制動操作(步驟S1)，旋轉-停止(步驟S2：Yes)，即輸出d軸電流俾使鋁鎳鈷磁鐵97增磁(步驟S3)。此時，藉由供應d軸電流即可固定轉子92之旋轉位置。然後，由該狀態變化通電相位俾將轉子92移動1電角度分(1/24機械角分)(步驟S4)，再度輸出d軸電流(步驟5)即結束處理。
在此，如圖5(a)所示，鋁鎳鈷磁鐵97係順時鐘依U，V，W，...順序排列，例如若以最上部之U相為基準定位轉子92時，則與定子91的齒93b相對的鋁鎳鈷磁鐵97成U，W，V，U，W，V，..每隔一個的順序。從而，在步驟S3中，如上所述，鋁鎳鈷磁鐵97每隔一個被增磁，而位於其間的鋁鎳鈷磁鐵97的磁化即成為不完全的 狀態。因此，在步驟S4中，若移動轉子92一電角分，即可使剩下的鋁鎳鈷磁鐵97良好地增磁。
另外，要在步驟S3產生d軸電流以進行最初的增磁時，則在之前利用旋轉位置感測器78掌握停止狀態中之轉子92之位置後，依其停止位置決定其通電相。亦即，如圖2所示，旋轉位置感測器(霍爾感測器)78u，78v，78w之各訊號A，B，C，之輸出位準依據轉子92之停止位置每電角60度具有不同的6個狀態。因此，若在與感測器訊號A，B，C之輸出位準相對應之通電相供應d軸電流，將轉子92固定於30度，90度，150度，...之各位置，則通電時轉子92之旋轉移動量變少，而可以抑制噪音。此外，由於洗衣機多安裝於室內，降低噪音很重要。
此外，圖1(b)為表示由洗衣．沖洗運轉過渡至脫水運轉時，將鋁鎳鈷磁鐵97由增磁之狀態減磁時之處理的流程圖。基本程序與圖1(a)之情形相同，僅有與步驟S3，S5相對應之步驟S8，S10成為「輸出減磁電流」而已。
另外，若在洗衣機之工程如圖4所示之類型時，將該等依滾筒馬達11之驅動類型(旋轉速度，輸出轉矩)分類時，可得3種類型(pattern)。
第1類型：工程(B)，(G)，(L)
第2類型：工程(O)
第3類型：工程(E)，(J)
而且在需要最高的輸出轉矩的第1類型中，使鋁鎳鈷 磁鐵97增磁至最大，第2類型則由該狀態稍為減磁，要求最高旋轉數之第3類型則使減磁量為最大。亦即，盡量使鋁鎳鈷磁鐵97之磁力降低。例如，在圖5所示之構造，進行模擬(simulation)的結果，可以使轉子92之界磁力：轉子磁鐵98之磁通量由最大狀態減少到30%。
圖3係用於表示在圖1之步驟S3，S5進行d軸電流之增磁處埋時，以及在步驟S8，S10進行減磁處理時要分別如何輸出者，(a)與鋁鎳鈷磁鐵97被增磁至最大時(第1類型)相對應；(b)與減磁最大時(第3類型)相對應；(c)與減磁稍小時(第2類型)相對應。另外，在任何情形下，q軸電流皆設定為0。
在圖3(a)中，將d軸電流於0.3秒間由0A上升於十方向至8A，並將該狀態維持0.01秒鐘後，0.1秒間由8A返回0A。另方面，在圖3(b)的情形是以相同的時間(timing)將d軸電流上升於(-)方向至12A；而圖3(c)之情形是將d軸電流之負側尖峰設定為8A。如上所述，藉將d軸電流賦予適度的傾斜以慢慢增減，即可抑制進行增磁處理與減磁處理時噪音的發生。
如上述，依據本實施例，在滾筒馬達11之轉子92具備釹磁鐵96與由鋁鎳鈷磁鐵97所構成之轉子磁鐵98時，變頻裝置99之控制電路30會使產生d軸電流俾使鋁鎳鈷磁鐵97的磁化量變化，脫水運轉以減少轉子磁鐵98之磁通量的狀態下進行運轉，而洗衣．沖洗運轉係在增加轉子磁鐵98的磁通量之狀態進行運轉。
因此，在要求高速旋轉．低輸出入轉矩的脫水運轉中，不必如先前一樣必須進行弱界磁控制，不必增加馬達電流即可運轉，所以可以提升滾筒馬達11之驅動效率俾更減少洗衣機的電力消耗。另外，即使滾筒馬達11為小型也可以充分進行洗衣．沖洗運轉與脫水運轉雙方面，因此也可以使旋轉滾筒大容量化。再者，由於高速一方的弱磁通量範圍擴大，所以可以藉由增加繞線11u至11w之圈數，或使用磁力強的永久磁鐵，改善低速一方的馬達效率，並擴大轉速範圍。
而且，因為係在滾筒馬達11的旋轉停止的期間中使鋁鎳鈷磁鐵97之磁化量變化，所以可以將馬達11之施加電壓在繞線11u至11w未產生感應電壓之狀態下設得低，可以小型化變頻電路32。另外，還可以抑制變化磁化量時發生雜音。
此外，控制電路30係依據旋轉位置感測器78所檢測出之轉子92之旋轉停止位置切換使磁化量變化之d軸電流之通電相，所以可以盡力減少轉子92之移動量並進一步抑制雜音之發生。
再者，在洗衣機如在沖洗脫水工程與最終脫水工程一般，多次執行最高轉速之設定不同之脫水運轉時，會依據最高轉速之高度增大鋁鎳鈷磁鐵97之磁化減少量，因此可以使轉子磁鐵98之磁通量最適切地變化以提升效率。另外，控制電路30會使變化磁化量時之d軸電流漸次增加，所以更進一步抑制雜音之發生。
(第2實施例)
圖9與圖10為本發明之第2實施例，與第1實施例相同的部分賦予相同符號而省略其說明，以下針對不同部分加以說明。第2實施例之構造基本上與第1實例相同；在進行脫水運動之後，要增加轉子磁鐵98之磁通量時，鋁鎳鈷磁鐵97之增磁處理係在進行停止旋轉滾筒4之旋轉的制動動作之前進行為其不同之處。
在圖9所示之流程圖中，開始脫水運轉後(步驟S11)而成運轉的結束時間時(步驟S12：YES)，控制電路30即進行鋁鎳鈷磁鐵97之增磁處理(步驟S13)。此時，在圖10所示之d軸電流，q軸電流之輸出定時圖(Timing chart)中，將脫水運動中輸出至(+)方向之q軸電流設成「0」之同時，將d軸電流在8A僅輸出0.05秒鐘以增磁鋁鎳鈷磁鐵97。然後，增磁處理結束時，即將q軸電流輸出至(-)方向以開始再生制動(步驟S14)，然後待命直到滾筒馬達11之旋轉停止(步驟S15：NO)。
如上述，依據第2實施例，鋁鎳鈷磁鐵97的磁化量在執行結束脫水運轉時所執行之制動動作時增加，因此可以加強制動之制動力使旋轉滾筒4-馬達11更快速停止，以縮短運轉時間。此時，鋁鎳鈷磁鐵97係在滾筒馬達11之旋轉中增磁，惟產生於滾筒馬達11之感應電壓與專利文獻2之情形相比位準較低，因此增磁容易。此外，在脫 水運轉中，噪音係在比較高的位準下產生，所以即使在進行增磁處理時使d軸電流產生成脈衝(pulse)狀，其本身之噪音也會被掩蓋(masking)因此不成問題。
(第3實施例)
圖11為表示本發明之第3實施例者，而僅對與第1實施例不同的部分加以說明。在第3實施例中，例如在進行洗衣運轉時，若滾筒馬達11之旋轉未達到該洗衣運轉所要求之轉數時，即判定為鋁鎳鈷磁鐵97之增磁處理未被適當進行而再度試行增磁處理。
在圖11所示之流程圖中，開始洗衣運轉(沖洗運轉也可)後(步驟S21)，若滾筒馬達11之轉速達到例如最高轉速之50rpm時即判定為啟動成功；若未達到50rpm時即判定為啟動失敗(步驟S22)。在步驟S22中，啟動失敗時，例如再嘗試啟動10次，其間若啟動成功(NO)，即直接繼續洗衣運轉至時間結束(步驟S27，S28)。
另方面，在步驟S22中，若滾筒馬達11啟動連續失敗10次時(YES)，則先停止馬達11之旋轉(步S23)，再與圖1(a)所示之步驟S3至S5一樣進行鋁鎳鈷磁鐵97之增磁(步驟S24)。惟此時之增磁處理須將電流值比前次上升10%。然後返回至步驟S21再開始洗衣運轉。
如上所述，依據第3實施例，在洗衣或沖洗運轉時， 若未獲得該運轉所必要之轉速時，會再執行增加鋁鎳鈷磁鐵97之磁化量之處理，所以例如在驅動滾筒馬達11之間，在通電角發生參差以致鋁鎳鈷磁鐵97被減磁，且無法獲得運轉所必要之轉矩時等，也可以藉由再度進行增磁俾使繼續正確運轉。
(第4實施例)
圖12為本發明的第4實施例，表示在洗衣機的生產線上，判定鋁鎳鈷磁鐵97之磁化量之變化是否確實進行之情形。首先，進行鋁鎳鈷磁鐵97之增磁處理(步驟S31)，例如以100rpm定速旋轉滾筒馬達11十秒鐘(步驟S32)。
然後，使滾筒馬達11空轉3秒鐘，在其間為獲得感應電壓之平均值而進行採樣(步驟S33)。亦即，控制電路(磁化判定手段)30將電容器82之端子電壓進行A/D轉換而讀入。
然後評估在步驟S33所採樣的感應電壓值是否異常(步驟S34)。亦即，若感應電壓係以與使鋁鎳鈷磁鐵97增磁的狀態相符的位準(level)產生時，則判定為正常，感應電壓僅在低位準產生時則判定為異常。如為正常即過渡至步驟S35以進行鋁鎳鈷磁鐵97之減磁處理，如為異常，即過渡至步驟S40而在操作盤部29的顯示部顯示異常。
進行減磁時也同樣地在後續的步驟S36至S38中進行 與步驟S32至S34相同的處理。但，在步驟S34之判斷為若感應電壓係在與減磁鋁鎳鈷磁鐵時相同之低位準下發生即判定為正常，若感應電壓以與增磁時的相同程度的高位準下產生時，判定為異常。如屬正常即過渡至步驟S39並在操作盤部29的顯示部顯示正常，若屬異常則過渡至步驟S40。
如上所述，依據第4實施形態，控制電路30根據以特定轉速空轉滾筒馬達11時所產生之感應電壓之大小判斷是否正確進行鋁鎳鈷磁鐵97之磁化，因此在洗衣機的出廠前之階段可以檢查功能是否正常。
(第5實施例)
圖13為本發明之第5實施例，茲針對與第4實施例不同之部分加以說明。第5實施例如同第4實施例，表示鋁鎳鈷磁鐵97之磁化量之變化是否正確進行之判定，係根據使短路制動發生作用時流經線圈11u至11w之短路電流值以取代感應電壓來進行之情形。
在步驟S33a中，對滾筒馬達11作用短路制動10秒鐘以採樣其最初3秒鐘間所得到之短路電流，並平均短路電流(d軸電流，q軸電流之向量合成值)之實效值。在後續步驟S34a中，如上述短路電流之平均值在鋁鎳鈷磁鐵97被增磁之狀態相符的位準下發生即判定為正常，若上述短路電流僅在低位準下發生時即判定為異常，如屬正常，即過渡至步驟S35，若屬異常即過渡至步驟S40。另 外，減磁時，也同樣地，在步驟S37a，S38a中，根據短路電流是否在與減磁狀態相符之位準產生以判定正常或異常。
如上述，依據第5實施例，控制電路30係由特定轉速空轉之狀態進行短路制動動作，根據當時所產生短路電流之大小判定鋁鎳鈷磁鐵97之磁化是否正確進行，因此，可以不使用用於檢測感應電壓之元件80至82以進行磁化功能之檢查。
(第6實施例)
圖14與圖15為表示本發明之第6實施例者，茲對與第4實施例不同之部分加以說明。第6實施例，雖然與第4實施例一樣用於表示檢測出滾筒馬達11之感應電壓以檢查鋁鎳鈷磁鐵97之磁化變化功能，但該項檢查係在洗衣機進行通常之洗衣旋轉時所進行之洗濯物量之感測處理中所進行之情形。
圖15為概略地表示標準的洗衣運轉之工程者，在電源打開(ON)(步驟W1)以選擇洗衣行程後(步驟W2)進行開始操作(步驟S3)時，控制電路30先增磁鋁鎳鈷磁鐵97(步驟W4)再進行洗濯物量之感測處理(步驟W5)。然後，依據洗渥物量決定去垢劑投入量等後依次進行洗衣沖洗，脫水之各種運轉(步驟W6至W8)。
在第6實施例中如圖14所示，執行步驟W5之感測處理。最初參照以低旋轉滾筒馬達11時之q軸電流之參 差以進行旋轉滾筒內之洗濯物之不均衡檢測(步驟S41)，一直待命至不均衡(unbalance)變成充分變小俾利感測(步驟S42)。當不均衡充分變小時(YES)，將滾筒馬達11加速至例如270rpm，並根據其加速期間中之q軸電流值判定洗濯物量(步驟S43)。
而在洗濯物量之感測(sensing)結束時(步驟S44：YES)，如同步驟S32，S34使滾筒馬達11空轉3秒鐘，並在其間採樣感應電壓之平均值(步驟S45)，再根據感應電壓值進行異常判定(步驟S46)。如屬正常即使再生制動發生作用(步驟S47)，並使滾筒馬達11之旋轉停止(步驟48：YES)。
另一方面，若在步驟S46判定為異常，即判斷感應電壓是否比鋁鎳鈷磁鐵97之磁化狀態不足(步驟S49)。如有不足時，則將進行增磁處理時所輸出之(+)方向之d軸電流記憶於記憶體等俾比起始值增加。同時，使進行減磁處理時所輸出之(-)方向的d軸電流比起始值減少(步驟S50)。
相反地，在步驟S49中，若感應電壓比鋁鎳鈷磁鐵97之磁化狀態多太多時，就使增磁處理時所輸出之(+)方向之d軸電流比起始值減少，而使減磁處理時所輸出之(-)方向之d軸電流比起始值增加(步驟S51)。
如上述，依據第6實施例，控制電路30在依據為感測洗濯物量而使滾筒馬達11加速後，使空轉時所發生之感應電壓之大小判斷鋁鎳鈷磁鐵97之磁化量是否正確進 行，因此，在洗衣機出廠後，縱使在被使用者使用的環境下也可以進行功能判定。而且，在因時效變化以致鋁鎳鈷磁鐵97之保磁力弱化時，也可以依照其狀態調整磁化量。另外，磁化判定係在洗濯物量感測後之空轉期間中執行，所以為磁化判定，不必另行驅動滾筒馬達11，可以避免總運轉時間之增加。
(第7實施例)
圖16為表示本發明之第7實施例者，茲針對與第6例之不同點加以說明。在第7實施例中，雖與第6實施例一樣在洗濯物量之感測處理中進行磁化變化功能之判定，惟在此時，與第5實施例一樣，係據發揮短路制動時所流過之短路電流值取代感應電壓來判定。
亦即，在步驟S45a中，代替使滾筒馬達11空轉而使短路制動操作1.5秒，並在其間取樣短路電流，在後續的步驟S46a根據取樣的短路電流之實效值之平均值判斷異常。另外，判定為異常時，在步驟S49a判定短路電流值之過與不足，並根據該判定結果，執行步驟S50，S51。利用上述第7實施例，即可獲得與第6實施例相同之效果。
(第8實施例)
圖17為表示本發明之第8實施例，為使用轉子側的構造有些不同之滾筒馬達之情形。在轉子100上釹磁鐵 101(第1永久磁鐵)在周方向設置許多個(例如48個)，每一個與轉子鐵心103上之各突出部103a相對應。釹磁鐵101被磁化成每一個在徑向有不同磁極。鋁鎳鈷磁鐵102(第2永久磁鐵)係配置於兩個相鄰的突出部103a之間，且比釹磁鐵101位於更靠近定子91側(圖5(a)參照)。
鋁鎳鈷磁鐵102被磁化成分別在周方向成不同極。此時，以一個釹磁鐵101與左右兩個鋁鎳鈷磁鐵102構成一極，鋁鎳鈷磁鐵102為相鄰二極所兼用。轉子鐵心103之開口部104係形成於鋁鎳鈷磁鐵102之定子91側，其開口部104部分係以合成樹脂105所封閉。而且，轉子磁鐵106係以釹磁鐵101與鋁鎳鈷磁鐵102所構成。
其次要說明第8實施例之作用。要增加轉子磁鐵106之磁通量時，如圖17(a)所示，將鋁鎳鈷磁鐵102之磁極面臨相對應之釹磁鐵101之一側磁化成與該釹磁鐵101之磁極相同之極(若釹磁鐵101之突出部103a側的極為N極時，則位於該釹磁鐵101左右兩側之鋁鎳鈷磁鐵102相對之側也成為N極)。
另方面，若要減少轉子磁鐵106之磁通量時，鋁鎳鈷磁鐵102之磁極如圖17(b)所示，與面臨相應的釹磁鐵101一側被磁化成與該釹磁鐵101之磁極相反之極(當釹磁鐵101之突出部103a側的極為N極時，則位於該釹磁鐵101左右兩側之鋁鎳鈷磁鐵102之對面側成為S極)。
依據上述構成之第8實施例，由於轉子磁鐵106係以 一個高保磁力之釹磁鐵101與2個低保磁力之鋁鎳鈷磁鐵102構成一個極，所以鋁鎳鈷磁鐵102可以使磁極反轉，可以大幅度增減轉子磁鐵106整體之磁通量。
本發明並非侷限於上述說明與圖式所記載之實施例，因可能有以下之變形或擴充。
第1，第2永久磁鐵並不限定於釹磁鐵與鋁鎳鈷磁鐵，兩者的保磁力只要適當選擇使用在變化後者的磁化量時，前者的磁化狀態具有不受影響之程度的差者即可。
要進行增磁處理或減磁處理時之d軸電流之輸出圖案(pattern)可以依據個別的設計適當變更即可。
也可以適用於有乾燥功能之洗衣機。
不侷限用於滾筒式洗衣機，也可以適用於使脈動裝置(pulsator)旋轉之直立型洗衣機上。
不侷限用於進行向量(vactor)控制之洗衣機。
也不侷限用於外轉子(outer rotor)型，也可以適用於內轉子型的永久磁鐵馬達。
在第2實施例中，也可以開始脫水運轉結束時的制動動作後，才進行增磁處理。
在第3實施例中，啟動之成否判定並不限於判定是否達最高轉速，也可以較低轉速做為判定臨界值。另外，判定啟動失敗的連續失敗次數不限於10次。
旋轉滾筒4之旋轉軸也可以設成具有對水平傾角方向傾斜10度至15度左右。
[產業上的可利用性]
如上所述，本發明的洗衣機之變頻裝置係藉由在轉子磁鐵上具有可以容易變更磁化量之位準的保磁力之第2永久磁鐵之永久磁鐵馬達進行洗衣運轉之洗衣機上，藉由變更第2永久磁鐵之磁化量來最佳化馬達特性，有益於提升驅動效率。

Claims (1)

  1. 一種洗衣機之變頻裝置(99)，載置於利用永久磁鐵馬達(11)產生之旋轉驅動力進行洗衣運轉之洗衣機上，以控制上述永久磁鐵馬達(11)，其特徵為：上述永久磁鐵馬達(11)在轉子(92)側具備轉子磁鐵(98)，係由第1永久磁鐵(96)以及保磁力比上述第1永久磁鐵(96)小，且具有可以容易變更磁化量之位準之保磁力之第2永久磁鐵(97)所構成；具有用以檢測上述轉子(92)之旋轉位置之位置檢測手段(78)；使產生激磁電流俾變化上述第2永久磁鐵(97)之磁化量，而脫水運轉係在使上述轉子磁鐵(98)之磁通量減少之狀態下進行運轉，若最高旋轉數被設定得低於上述脫水運轉之運轉，則在增加上述轉子磁鐵(98)之磁通量之狀態下進行運轉；在上述永久磁鐵馬達(11)之旋轉停止的期間中，要變化上述第2永久磁鐵(97)之磁化量時，係依照上述轉子(92)之旋轉停止之位置，切換使上述磁化量變化的激磁電流之相以使轉子之旋轉移動量盡量變少。
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