WO2003050341A1 - Inverseur pour lave-linge et inverseur pour lave-linge/seche-linge - Google Patents

Inverseur pour lave-linge et inverseur pour lave-linge/seche-linge Download PDF

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WO2003050341A1
WO2003050341A1 PCT/JP2002/011635 JP0211635W WO03050341A1 WO 2003050341 A1 WO2003050341 A1 WO 2003050341A1 JP 0211635 W JP0211635 W JP 0211635W WO 03050341 A1 WO03050341 A1 WO 03050341A1
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WO
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motor
washing
water
control
rinsing
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Application number
PCT/JP2002/011635
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tsuyoshi Hosoito
Kazunobu Nagai
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Toshiba
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Publication date
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    • D06F37/30—Driving arrangements 
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Definitions

  • the present invention relates to a fully automatic washing machine that continuously performs washing, rinsing, and dewatering processes.
  • a washing machine that drives and controls a motor that provides a rotational driving force for performing each of washing, rinsing, and dewatering operations.
  • the rotary driving force for each of the washing, rinsing, dewatering and drying operations is provided.
  • a brushless DC motor is used for a stirring blade (pulse overnight) or a motor for rotating a rotating tub.
  • a system in which the motor is driven by an inverter circuit is widely used.
  • the torque is controlled in accordance with the driving conditions of the motor, the applied voltage of the motor is increased or decreased.
  • the rotation speed of the motor is proportional to the output torque, but the output torque controlled by the applied voltage is not proportional to the voltage. Therefore, a difference is likely to occur between the target speed command and the detection speed of the motor. There is a problem that it tends to be stable.
  • the inventor of the present invention has applied vector control to drive the motor used in a washing machine or the like with higher accuracy, and controlled the output torque by the q (quadrature) axis current.
  • the proposed technology is proposed in Japanese Patent Application No. 2000-171. That is, since the output torque of the brushless DC motor is proportional to the q (quadrature) axis current obtained by the vector control, the torque control of the motor and, consequently, the rotation speed control can be performed with high accuracy.
  • the motor used in the washing machine or the washer / dryer is controlled so that it rotates at a low speed in the washing operation, but rotates at a high speed in the dehydrating operation.
  • the output voltage of the impeller overnight circuit cannot be set close to 100% when performing the weak field operation. For this reason, the field must be weakened further by an amount corresponding to the lowering of the voltage, and the efficiency of the motor is reduced, and the power supply current must be increased. There was a problem.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to realize a weak field operation even when vector control is introduced as a drive control of a motor used in a washing machine or a washer / dryer. It is an object of the present invention to provide an amplifier device that can further increase the output voltage when performing the operation. Disclosure of the invention
  • the inverting device of the washing machine according to the present invention includes a series of washing, rinsing, and dehydrating steps. For a fully automatic washing machine to be performed subsequently, a motor that gives a rotational driving force for performing each operation of washing, rinsing, and dehydration is controlled.
  • the motor In the low-speed rotation region of the washing, rinsing and dehydrating operations, the motor is controlled to operate at the entire field, and in the high-speed rotation region of the dehydration operation, the motor is controlled to operate at the weak field.
  • the output torque of the motor When the all-field operation is performed, the output torque of the motor is vector-controlled, and when the weak-field operation is performed, control means for controlling the voltage and phase of the motor is provided.
  • the inverting device of the washer / dryer of the present invention is a fully automatic washer / dryer that continuously performs each of the steps of washing, rinsing, dehydrating and drying, and performs the operations of washing, rinsing, dewatering and drying.
  • Drive control to provide a rotational drive force to perform
  • Control means for performing vector control of the output torque of the motor when performing the full-field operation, and voltage and phase control for controlling the output torque of the motor when performing the weak-field operation It is characterized by having. That is, in the high-speed rotation region of the dehydration operation in which the weak field operation needs to be performed, the control means switches to the voltage / phase control without performing the vector control. It does not exceed the voltage given as a value. Accordingly, the weak field operation can be performed after setting the voltage supplied to the motor in the high-speed rotation region of the dehydration operation to be higher.
  • FIG. 1 shows a first embodiment in which the present invention is applied to a washing machine, and is a functional block diagram showing a configuration of a control system centered on a microcomputer.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the washing machine
  • FIG. 3 is a flowchart showing the control contents at the beginning of the motor drive control by the microcomputer.
  • Fig. 4 is a diagram corresponding to Fig. 3 during the dehydration operation
  • Fig. 5 shows (a) PWM It is a figure which shows the waveform of a carrier wave and the gate signal of (b) upper arm side, and (c) lower arm side.
  • FIG. 6 is a waveform diagram showing the relationship between (a) the reverse current I MINV of the phase current over time, (b) the current I SR flowing through the shunt resistor, and (c) the phase voltage.
  • FIG. 7 is a diagram showing the rotation speed control unit of the stirring blades during washing or rinsing operation
  • Fig. 7 (b) is a rotation speed control unit shown in (a).
  • FIG. 7 is a diagram showing an output pattern of a q-axis current command value I qref output by a speed PI control unit in response to the above.
  • FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 7 during the dehydration operation.
  • Fig. 9 explains the field weakening control by the lead angle energization.
  • (A) to (g) show the positional relationship between the stay winding coil and the mouth opening magnet when the motor speed is the rotation speed.
  • (H) to (j) show the whole field control, and (k) to (m) show the field weakening control.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the applied voltage (V) and the input power (W) of the motor when driven at the maximum rotation speed of the dehydration operation.
  • FIG. 11 shows a second embodiment in which the present invention is applied to a fully automatic washing and drying machine, and is a longitudinal side view of a drum type washing and drying machine.
  • FIG. 12 is a functional block diagram showing the electrical configuration of the microcomputer and its periphery.
  • FIG. 13 is a diagram showing a series of steps of the washing and drying machine.
  • FIG. 14 is a diagram showing a motor / rotation speed control pattern during the washing or rinsing operation.
  • FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 14 during the dehydration operation, and
  • FIG. 16 is a diagram during the drying operation. It is a figure equivalent to 14.
  • FIG. 17 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing a third embodiment in which the present invention is applied to a vertical washing / drying machine.
  • FIG. 18 is a diagram corresponding to FIG. 14, and FIG. It is a figure equivalent to 5.
  • Fig. 20 (a) is a diagram equivalent to Fig. 16, and Fig. 20 (b) is a diagram showing the rotation direction of the pulse train during drying operation.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the entire configuration of the fully automatic washing machine 1.
  • the outer box 2 has a rectangular shape as a whole, and a water receiving tank 3 is elastically supported therein through four sets (only one set is shown) of a vibration isolating mechanism 4.
  • the anti-vibration mechanism 4 includes a suspension rod 4 a whose upper end is locked upward in the outer box 2, and a vibration damping damper 4 b attached to the other end of the suspension rod 4 a. Consists of '. Since the water receiving tank 3 is elastically held through these vibration isolating mechanisms 4, the vibration generated during the washing operation is prevented from being transmitted to the outer box 2 as much as possible.
  • a rotary tub 5 for a washing tub and a dewatering tub is provided, and a stirring body (pulse set) 6 is provided at the inner bottom of the rotary tub 5.
  • the rotating tank 5 includes a tank body 5a, an inner cylinder 5b provided inside the tank body 5a, and a balance ring 5c provided at an upper end thereof.
  • the water inlet 7 is formed at the bottom of the rotary tank 5 and communicates with the drain 8 through a drain passage 7a.
  • the drain 10 provided with the drain valve 9 is connected to the drain 8. Therefore, when water is supplied into the rotary tank 5 with the drain valve 9 closed, water is stored in the rotary tank 5, and when the drain valve 9 is opened, the water in the rotary tank 5 drains the drain passage 7a and the drain port 8 And drains through the drains 10.
  • the auxiliary drain port 8a is formed at the bottom of the water receiving tank 3, and is connected to the drain channel 10 by bypassing the drain valve 9 via a connecting hose (not shown).
  • the auxiliary drain 8a discharges the water discharged into the water receiving tank 3 when the rotating tank 5 rotates from above.
  • the mechanism housing 11 is attached to the outer bottom of the water receiving tank 3.
  • the hollow tank shaft 12 is provided rotatably with respect to the mechanism housing 11, and the rotary tank 5 is connected thereto.
  • the stirring shaft 13 is rotatably provided inside the tank shaft 12, and a stirring body 6 is connected to the upper end of the stirring shaft 13.
  • the lower end of the stirring shaft 13 is connected to the mouth 14a of the brushless model 14 of the shape of the mouth.
  • the brushless model 14 directly drives the agitator 6 forward and reverse during washing.
  • the brushless model 14 directly rotates the rotary tank 5 and the stirring body 6 in the negative direction while the tank shaft 2 and the stirring shaft 13 are connected by a clutch (not shown). It has become. Therefore, in the present embodiment, the rotation speed of the brushless machine 14 is the same as that of the stirring body 6 during washing, and the same as that of the rotating tank 5 and the stirring body 6 during dehydration. Is adopted.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the drive control system of the motor 14.
  • (h, ⁇ ) is the orthogonal coordinate system obtained by orthogonally transforming the three-phase (UVW) coordinate system with electrical angle intervals of 120 degrees corresponding to each phase of the three-phase brushless model.
  • (D, q) shows the coordinate system of the secondary magnetic flux rotating with the rotation of the mouth 14a of the brushless mode 14.
  • the speed command output unit 15 outputs the target speed command w ref to the subtracter 16 as a value to be subtracted. Detection speed of brushless mode overnight 14 ⁇ is Estime overnight
  • the speed PI controller 18 performs ⁇ I control based on the difference between the target speed command w ref and the detected speed ⁇ , and calculates the q-axis current command value I qref and d (direc axis current command value I dref). Generated and output as subtracted values to the subtracters 1 9 and 20.
  • the d-axis current command value I dref is set to “0”.
  • the drive 14 is driven by full-field control.
  • the q-axis current value I q and the d-axis current value I d are output from the /? / dq converter 21 and are given to the subtracters 19 and 20 as subtracted values, respectively.
  • the subtraction results of the subtracters 19 and 20 are given to the current PI controllers 22q and 22d, respectively.
  • the control cycle in the speed PI controller 18 is set to 1 ms.
  • the current PI controllers 2 2 q and 2 2 d perform PI control based on the difference between the q-axis current command value I qref and the d-axis current command value I dref, and provide the q-axis voltage command value V q and Generates d-axis voltage command value Vd and outputs it to dq / a?
  • the dq / h /? conversion unit 23 is provided with the rotational phase angle (low-sun position angle) 0 of the secondary magnetic flux in the brushless night 14 detected by the estimator 17. Then, (1 / H conversion unit 23 converts the voltage command values V d, V q into voltage command values .V H, V / 3 based on the rotation phase angle 0.
  • the voltage command values V and V output by the dq /? conversion section 23 are given to the a ⁇ / U VW conversion section 24.
  • The? / U VW converter 24 converts the voltage command values Va, V? Into three-phase voltage command values Vu, V, Vw and outputs them.
  • the voltage command values Vu, VV and Vw are given to the fixed contacts 25 ua, 25 Va and 25 wa of the switching switches 25 u, 25 V and 25 w.
  • the other fixed contacts 25 ub, 25 Vb, and 25 wb are given voltage command values Vus, Vvs, and Vws output by the voltage / phase control unit 26.
  • the movable contacts 25 uc, 25 vc, 25 wc of the switching switches 25 u, 25 V, 25 w are connected to the input terminals of the PWM forming section 27.
  • the PWM generator 27 generates a PWM signal Vup (+,-) of each phase obtained by modulating a 16 kHz carrier wave (triangular wave) based on the voltage command values VTIS, Vvs, Vws.
  • V vp (+,-) and V wp (+,-) are output to the inverter circuit 28.
  • the PWM signals Vup to Vwp are based on a sine wave such that a sinusoidal current is supplied to each phase winding 14 u, 14 V, 14 w (see FIG. 2) of the module 14. Is output as a signal having a pulse width corresponding to the applied voltage amplitude.
  • the inverter circuit 28 is composed of six IGBTs 29 (af) connected in a three-phase bridge (only one phase is shown in Fig. 1).
  • the emitters of the IGB T 29 C, 29 d on the lower arm side are connected to ground via a shunt resistor 30 (u, V), and an amplifier (not shown) It is connected to the A / D conversion section 32 via a bias circuit.
  • Amplification The bias circuit is configured to include an operational amplifier, etc., so that the terminal voltage of the shunt resistor 30 is amplified and the output range of the amplified signal falls within the positive range (for example, 0 to +5 V) Bias is applied.
  • the A / D converter 32 outputs the current signals I u and IV obtained by A / D conversion of the voltage signals appearing in the IGBT 29 C and 29 d emitters to the UVW / multi converter 33. I do.
  • the conversion unit 3 3 estimates the W-phase current data Iw from the current data Iu, Iv, and the three-phase current data Iu, Iv, Iw. Is converted to two-axis current data I, 1? In a rectangular coordinate system according to equation (1).
  • the power conversion unit 33 outputs 1 / 1/5 of the biaxial current data to the a / dq conversion unit 21.
  • the h / dq converter 21 obtains the position angle 0 of the mouth 14 of the motor 14 from the estimator 17 at the time of vector control.
  • E I and I ⁇ are converted to d-axis current value I d and q-axis current value I q on the rotating coordinate system (d, q).
  • the d-axis current value I d and the q-axis current value I q are output to the estimator 17 and the subtracters 19 and 20 as described above.
  • Estimation 17 is based on the d-axis current value Id and the q-axis current value Iq. Estimate the position angle 0 and rotation speed ⁇ of 14a overnight, and output to each part.
  • the DC excitation is performed by the initial power output unit 31 disposed inside the voltage / phase control unit 26 at the time of startup, and the rotation of the motor 14a is performed.
  • the starting pattern is applied and forced commutation is performed.
  • the position angle 0 is obvious without being estimated.
  • the Hi /? / Dq conversion unit 21 sets the current value I d, with the position angle 0 init obtained from the initial pattern output unit 31 as the initial value immediately before the vector control is started. Calculate and output I q.
  • the position angle 0 and the rotation speed ⁇ of the mouth 14a are estimated when the Esteeme 17 is activated.
  • the S.T. meter 17 converts the low-angle position angle 0 n to the current value I
  • the estimation is based on the correlation between the low evening position angle estimated by the vector operation based on d and Iq and the mouth-evening position angle 0 n-2 estimated one cycle earlier. .
  • the phase controller 26 is composed of a speed PI controller 34 and a UVW converter 35.
  • the subtracter 51 outputs the result of subtraction between the speed command wref output from the speed command output unit 15 and the estimated speed ⁇ output from the estimator 17 to the speed I control unit 34.
  • the speed control unit 34 generates a voltage command (DUTY) and a phase command (PHASE) based on the result of the subtraction, and outputs the voltage command (DUTY) and the phase command (PHASE) to the UVW converter 3'5.
  • the speed PI control section 34 is provided with a phase angle 0 output by the estimator 17 in order to perform field weakening control described later.
  • the estimated speed ⁇ is given to the subtractor 51 via the movable contact 50 c and the fixed contact 5 Ob of the switching switch 50.
  • the U VW conversion unit 35 converts the command value output from the speed PI control unit 34 into a three-phase voltage command value of U, V, and W, and outputs it to the switching switch 25. That is, the voltage / phase control unit 26 is configured to perform the same control as the voltage / phase control method conventionally generally performed in the washing machine.
  • the above-described initial pattern output unit 31 is disposed inside the UVW conversion unit 35. Switching between the switching switches 25 and 50 is performed by the switching control unit 52.
  • the switching control section 52 controls the switching of the switching switches 25 and 50 based on the duty information of the PWM signal provided from the PWM forming section 27. Further, the switching control unit 52 outputs a command for performing the field weakening control in the high-speed rotation region of the dehydrating operation to the voltage / phase control unit 26 as described later.
  • FIG. 3 is a flowchart mainly showing a schematic control content of the microcomputer 36.
  • the microcomputer 36 performs the above-described startup processing when, for example, starting the washing operation (step S1). That is, the movable contacts 25 uc to 25 wc of the switching switches 25 u to 25 w are switched by the switching control unit 52 to the voltage / phase control unit 26 side (the fixed contacts 25 ub to 25 wb side).
  • the microcomputer 36 causes the initial power output unit 31 to perform DC excitation, initializes the rotational position of the port — evening 14a, and then inputs the voltage command values Vus to Vws. It is applied to the bar circuit 28 to forcibly commutate the module 14 (step S2). Then, the motor starts to rotate, and the rotation speed gradually increases.
  • the microcomputer 36 determines, for example, that the rotation speed of the motor 14 has reached 2 O rpm based on the detection signal given by the initial power output unit (step S 3, “YES”), and the switching switches 25 u to 25 w are switched so that the movable contacts 25 uc to 25 wc are connected to the fixed contacts 25 ua to 25 wa.
  • the movable contact 50c of the switching switch 50 is switched to the fixed contact 50a.
  • output of the target speed command wref is started, and voltage and phase control (PI control) is performed (step S4). That is, the region where the rotation speed is relatively low In this region, it is difficult to perform vector control with high accuracy.
  • the microcomputer 36 refers to the rotation speed ⁇ given from the estimator 17 and determines that the rotation speed of the motor 14 has reached 60 rpm (steps S5 and S5). “YE S” :), start vector control (and speed PI control) (step S6). Thereafter, the operation is continued until an instruction to stop the operation is given (step S7). In the meantime, when performing the washing or rinsing operation, the motor 14 is rotated forward and reverse so that the maximum rotation speed reaches 150 rpm.
  • the PWM forming unit 27 generates a 16 kHz PWM carrier by the internal countdown output (not shown) of the internal up / down count, and the count value is “0”, that is, the valley of the triangular wave.
  • the conversion timing signal is output to the A / D converter 32 at the point when it reaches (see Fig. 5 (a)).
  • the 1 ⁇ forming unit 27 compares the voltage command values Vu to Vw output by the //? / UVW conversion unit 24 with the level of the PWM carrier, and calculates the period during which the latter level is higher than the former. Then, the PWM signals V up (+) to V wp (+) are output so that the upper arm IGBTs 29 a to 29 c turn on. Then, the lower arm IGBTs 29d to 29f are turned on with the dead time interposed therebetween while the upper arm IGBTs 29a to 29c are off. ing.
  • 6 (a) to 6 (c) are waveform diagrams showing the relationship between the inversion I MINV of the phase current of FIG. 14 and the current I SR flowing through the shunt resistor 30 and the phase voltage.
  • the period during which the current I SR flows is the case where the IGBT 29 on the lower arm side turns on and the phase voltage indicates 0 V. Therefore, the valley of the triangular wave indicates the intermediate phase during the period when the lower arm IGBTs 29 d to 29 f are on.
  • the A / D conversion section 32 performs A / D conversion at the time when the count value “0” inside the PWM formation section 27 is reached, the lower arm of the inverter circuit 28 is provided.
  • the phase current flowing to the side can be reliably sampled.
  • the two-phase current value A / D-converted by the A / D converter 32 is used together with the estimated remaining one-phase current value as the U VW /? Converter 33, ⁇ / ⁇ q converter 21 ,
  • the current is converted into two-axis current data Ihi, I ⁇ , ⁇ Id, Iq, output to the stymmeter 17 and the subtractors 19, 20 and the estimator
  • the position angle 0 and the rotation speed ⁇ are estimated from 17.
  • the current Iq is a current flowing in a direction perpendicular to the direction of the secondary magnetic flux of the motor 14, and is a current component that contributes to the generation of torque.
  • the current Id is a current flowing in a direction parallel to the direction of the secondary magnetic flux, and is a current component that does not contribute to the generation of torque.
  • the speed PI control unit 18 performs q-axis and d-axis current command values I qref, I dref
  • the current PI control units 2 2 q and 2 2 d calculate the voltage command values V q and V d based on the difference between the command values I qref and I dref and the detected current values I q and I d. Is output.
  • the voltage command values V q, V d are converted to voltage command values V u, V v, V w via the dq / h conversion section 23 and the h /? / U VW conversion section 21 to form a PWM.
  • the PWM signal is output to the unit 27, and the PWM forming unit 27 outputs the PWM signals Vup to Vwp to the inverter circuit 28. Then, current is supplied to each phase winding of the motor 14.
  • FIG. 7 (a) shows a rotation speed control pattern of the stirrer 6 (motor 14) during the washing or rinsing operation.
  • the rotation speed is increased from O rpm to 150 rpm in 0.3 seconds, the state is maintained for 0.5 seconds, and then reduced from 150 rpm to 0 rpm in 0.3 seconds. Then, after a stop period of 0.7 seconds, the rotation direction is reversed. Repeat this pattern.
  • FIG. 7B shows an output pattern of the q-axis current command value I qref output from the speed PI control unit 18 according to the rotation speed control pattern shown in FIG. 7A.
  • the d-axis current command value I dref is set to “0”, and the motor 14 is driven in an all-field state.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the control contents of the motor 14 during the dehydration operation.
  • the start processing of step A1 in FIG. 4 corresponds to steps S1 to S5 shown in FIG.
  • the switching control unit 52 switches the switching switches 50 and 25 to the vector control side (that is, the fixed state). Switch (contacts 50a and 25a) (step A2).
  • FIG. 8 shows a diagram corresponding to FIG. 7 during the dehydration operation.
  • Fig. 8 (a) during dehydration, if the rotation speed is increased from 0 rpm to 900 rpm for 90 seconds, the state is maintained for 4 minutes, and then from 900 rpm to O rpm Let go down in 15 seconds.
  • the target rotation speed is gradually increased toward 900 rpm (steps A3 and A4).
  • the torque of the motor 14 is increased by giving the q-axis current command value Iqref, as in the washing or rinsing operation.
  • the d-axis current command value I dref is set to "0", and the motor 14 is driven in the all-field state.
  • the switching control unit 52 refers to the duty information of the glue1 ⁇ signal supplied from the PWM forming unit 27, and determines when to switch from vector control to voltage / phase control. It is determined whether or not it is (step A5). The timing of switching here is determined by whether or not the duty of the PMW signal has exceeded 90%. If the duty does not exceed 90% ("N0"), return to step A2. If the duty exceeds 90% ("YE S"), switch the switches 50, 25 to the voltage Switch to the phase control side (fixed contact 50b, 25b side) (Step A6), and perform voltage / phase control (PI control) by the speed PI control unit 34.
  • PI control voltage / phase control
  • the duty of the PWM signal reaches 90% when the rotational speed of the motor 14 has reached about 400 rpm.
  • the switching control unit 52 also outputs a switching control signal to the speed PI control unit 34 to perform the field weakening control, thereby achieving the target rotation of the motor 14.
  • the number (speed command value wref) is further increased (step A7).
  • Field-weakening control is performed by lead angle conduction.
  • (h) to (j) show that the efficiency of the module 14 is the maximum for the phases P 0 to P 5 every 60 degrees estimated by the estimator 17.
  • the energizing evening is advanced by the phase command PHASE as shown in (k) to (m) and shifted to the phase side, The field is weakened while maintaining the applied voltage for evening 14 at a level based on the voltage command (DUTY) output by the speed PI control unit 34.
  • (A) to (g) show the positional relationship (phases P 0 to P 5) between the stay winding and the mouth magnet when the motor 14 rotates. Then, the energization lead angle is set to increase as the speed command value Wref increases, and the induced voltage generated in the motor 14 is suppressed.
  • step A8 the switching control unit 52 determines whether or not the rotation speed of the motor 14 has reached 900 rpm, and if it has not reached (" N 0 ”) Return to step A7. If it reaches 900 rpm ("Y E S"), perform the dehydration operation as it is for a predetermined period of time (in this case, 4 minutes) (step A9). Thereafter, the power supply to the motor 14 is stopped, a brake mechanism (not shown) is operated to stop the rotation of the mouth, and the rotary tank 5 is stopped (Step A 10), thereby terminating the process.
  • FIG. 10 shows the relationship between the applied voltage (V) and the input power (W) of the motor 14 when driven at the maximum rotation speed of 900 rpm in the dehydration operation.
  • Point A in the figure is the case where vector control is applied to motor 14 and field weakening control is performed at the same time. The applied voltage is about 200 V and the input power is about 208 W.
  • point B is a case where the field and field weakening control is performed simultaneously with the voltage and phase control of the motor 14. The applied voltage rises to about 220 V and the input power becomes about 18 It has dropped to 5 W.
  • the applied voltage to the motor 14 can be further increased, and as a result, the input power becomes 1 This indicates that it could be reduced by about 0%.
  • the motor 14 is operated at full field in the low-speed rotation region of the washing, rinsing operation and dehydration operation, and is operated in the high-speed rotation region of the dehydration operation.
  • 4 is controlled by weak field operation, and when performing full field operation, the output torque of mode 1 is controlled by vector.
  • mode 1 is controlled. 4 is controlled by voltage and phase. Therefore, it is possible to perform the weak field operation after setting the voltage supplied to the motor 14 higher in the high-speed rotation region when performing the dehydration operation, thereby reducing the power consumption and improving the efficiency. Can be enhanced.
  • FIGS. 11 to 16 show a second embodiment in which the present invention is applied to a fully automatic washing and drying machine, and the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and will be described. The description will be omitted, and only different portions will be described below.
  • Fig. 11 shows the vertical side of the drum type washer / dryer.
  • a door 62 is provided at the center of the front of an outer box 61 forming an outer shell of the entire drum type washer / dryer, and an operation panel 63 and a detergent input case (not shown) are provided at an upper portion.
  • the door 62 is provided with a laundry outlet formed in the center of the front of the outer box 61. Open and close entrance 65.
  • the operation circuit unit 66 is provided on the upper rear side (the rear side of the operation panel 63) of the outer box 61, and the control circuit unit 67 is provided on the lower side.
  • the water tank 68 is provided inside the outer box 61.
  • the water tank 68 has a cylindrical shape, and is disposed in a horizontal axis shape with the axial direction being forward and backward (in FIG. 11, left and right), and is arranged in a forwardly inclined shape, and a pair of left and right (FIG. 11) Only one of them is shown).
  • the drum (dewatering tank) 70 is coaxially arranged inside the water tank 68.
  • the drum 70 functions as a tub commonly used for washing, dewatering and drying, and has a large number of small holes 71 in almost the entire body (only a part is shown in FIG. 11). ). Further, a plurality of baffles 72 are provided on the inner peripheral side of the body to lift up the laundry inside when the drum 70 rotates (only one baffle is shown in FIG. 11).
  • Both the water tank 6'8 and the drum 70 have openings 73 and 74 at the front thereof for taking in and out of laundry.
  • the opening 73 of the water tank 68 is connected (watertightly) to the laundry entrance 65 of the outer box 61 by a tongue 75.
  • the opening 74 of the drum 70 faces the opening 73 of the water tub 68 so that the laundry entrance 65 can be communicated with the inside of the drum 70.
  • a motor 76 for rotating and driving the drum 70 is provided on the back of the water tank 68.
  • the mode 76 is a DC-brush-less-type DC brassile-mode, and the station 76 a is attached to the back of the water tank 68.
  • the rotating shaft 76c is arranged at the center of the mouth 76b, and communicates with the inside of the water tank 68, and the center of the back of the drum 70 is attached to the front end thereof.
  • the water basin 77 is attached to the lower surface of the water tank 68, and a heater 78 for heating the rinsing water is provided inside the basin 77.
  • the drain hose 80 is connected to the rear of the basin 77 via a drain valve 79.
  • the drain valve 79 is an electric type that is opened by a driving force such as an electromagnet or a motor.
  • the blower 81 is disposed on the rear side above the water tank 68, and the heater 82 is disposed on the front side.
  • the blower 81 is provided with a blowing blade 84 inside the casing 83, and a motor 85 (see FIG. 12) for rotating the blow blade 84 is provided outside the casing 83.
  • the heater 82 is provided with a hot air generator 88 inside the case 87, and the inlet of the case 87 is equipped with a blower and a casing 81. It communicates with the outlet of 3.
  • the duct 89 is disposed at the front part of the water tank 68, and one end communicates with the outlet of the case 87 of the heater 82, and the other end faces the water tank 68. .
  • the heat exchanger 90 is disposed on the back of the water tank 68.
  • the heat exchanger 90 is a water-cooled type in which water in the air passing from below through the inside is exchanged with water to cool, condense, and dehumidify by pouring water from the top. It has a hollow shape.
  • the heat exchanger 90 has a shape that is concentrically curved with respect to the rotation shaft 76 c of the motor 6 that is the rotation center of the drum 70. It is arranged to avoid.
  • the heat exchanger 90 has an air inlet 91 serving as a water outlet, which is a communication port, at a lower portion thereof, and the air inlet 91 communicates with an inner lower portion of the water tank 68.
  • the upper part of the heat exchanger 90 communicates with the casing 83 of the blower 81 by a duct 92.
  • the heat exchanger 90, the duct 92, the blower 81, and the heater 82, and the duct 89 constitute a drying unit 93.
  • the water injection pipe 94 is suspended above the inside of the heat exchanger 90.
  • the water injection pipe 94 has a large number of fountain ports (not shown), for example, arranged in a horizontal line on the lower surface facing the lower part in the heat exchanger 90, and one end thereof is connected to the heat exchanger 90. It is located outside.
  • One end of the water injection pipe 9 is connected to one end of a water injection tube 95, and the other end of the water injection tube 95 is connected to a water supply valve 9 disposed at the top of the outer box 61. Connected to 6.
  • the water level sensor 97 is located at the top of the outer box 61 (see Fig. 12). ).
  • the water level sensor 97 detects the water level in the water tank 68 by air pressure from an air trap (not shown) attached to the bottom of the water tank 68 via an air tube.
  • the inside of the water tank 68 communicates with the inside of the drum 70 via the small hole 71, and when water is stored in the water tank 68, the water is also stored in the drum 70 through the small hole 71. You. Therefore, the water level sensor 97 and the air trap and air tube (not shown) also detect the water level in the drum 70.
  • the water supply pump 99 is disposed at the top of the outer box 61.
  • the water supply pump 99 sucks and discharges water other than tap water, such as bath water, through a water absorption hose (not shown).
  • the water injection case 100 is disposed in front of the uppermost part in the outer box 61, and receives water other than tap water discharged from the water supply pump 99 via the connection hose 101.
  • the water injection case 100 receives tap water supplied from a water tap (not shown) through a water supply valve 102 (see FIG. 12) through a connection hose 103.
  • the detergent-injection case is housed in a water injection case 100, and a front bottom portion of the water injection case 100 communicates with the water tank 68 through a water injection pipe 94. ing.
  • FIG. 12 shows the electrical configuration of the microcomputer (control means) 105 and its surroundings.
  • the microcomputer 105 is included in the control circuit unit 67. It controls the overall operation of the drum type washer / dryer.
  • Various operation signals are input to the microcomputer 105 from an operation input unit 106 composed of various switches of the operation panel 63.
  • the operation input unit 106 is included in the operation circuit unit 66, and outputs various operation signals according to a user operation on the operation panel 63.
  • the microcomputer 105 receives a water level detection signal from the water level sensor 97, and receives a dirt detection signal from the dirt sensor 107 provided to detect dirt of the washing water in the water tank 68. Is entered.
  • the microcomputer 105 receives a temperature detection signal from a temperature sensor (for example, a summer evening) 108 for detecting the temperature in the drum 70, and simultaneously detects the water temperature in the water tank 68.
  • a water temperature detection signal is input from a water temperature sensor 1 1 2 for detection.
  • the microcomputer 105 is configured to drive the motor 76 based on a current detection signal supplied to the A / D converter 32 and a control program stored in advance. 9 is provided with a drive control signal.
  • the configuration in which the microcomputer 105 drives and controls the motor 76 via the inverter circuit 109 is exactly the same as that shown in FIG. 1 in the first embodiment.
  • the microcomputer 105 is composed of a display unit 110 composed of various display sections of the operation panel 63, a heating water heater 78 for heating the washing water, a drain valve ⁇ 9, and a blower 81
  • a drive control signal is supplied to a drive circuit 1 1 1 for driving a blower module 8 5, a hot air generator 8 8, a water supply pump 9 9, a water supply valve 9 6, 10 2. ing.
  • FIGS. Fig. 13 shows a series of steps of the washer / dryer.
  • cloth amount detection is performed to estimate the amount of laundry put into the drum 70 by the user, and as a result, the amount of detergent to be put in is displayed on the display unit 60.
  • the user looks at the display and puts the detergent in the detergent case.
  • the drum 70 is driven forward and reverse to perform the washing process.
  • the electricity is supplied at 780 overnight.
  • the process proceeds to the rinsing process, and after the “water supply” is performed, the first “rinsing 1” is started. After “Rinse 1”, the “Drain”, “Drain”, “Drain”, and “Rinse” sets are repeated twice, for a total of three rinses. Then, the process shifts to the dehydration process, and when “draining” and “dehydration” are performed, the process shifts to the drying process. As a result, hot air is circulated in the drum 70.
  • FIGS. 14 to 16 show the rotational speed control of the drum 70 (motor 76) during washing or rinsing, dehydration, and drying.
  • increasing the rotation speed from 0 rpm to 50 rpm in 1 second maintains the state for 3 seconds, and then lowers from 5 O rpm to O rpm in 1 second. . Then, after a stop period of 3 seconds, the rotation direction is reversed. Repeat this pass.
  • the motor 76 is operated at all fields in the low-speed rotation region of the washing, rinsing, dehydration operation and the dehydration operation, and the motor is operated in the high-speed rotation region of the deactivation operation.
  • the motor is controlled to operate in the weak field in the evening, and the motor is controlled by the torque control of the motor when performing the full-field operation.
  • the voltage and phase of 7 6 are controlled. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained in the washing / drying machine.
  • FIGS. 17 to 20 show a third embodiment in which the present invention is applied to a vertical washing and drying machine.
  • FIG. 17 is a longitudinal sectional side view showing a part of the entire configuration of the washing and drying machine in a developed state.
  • a lid 1 2 2 for opening and closing the laundry entrance is provided at the center of the upper surface of the main body 1 2 1 forming the outer shell, and an operation panel 1 2 3 having various selection switches is provided on the main body 1 2 1. It is arranged in front.
  • the control device (control means) 124 controls the overall washing and drying operations, and is composed of a circuit mainly composed of a computer with a microphone, and the main body of the part where the operation panel 123 is arranged.
  • 1 2 1 Provided inside.
  • the water tank 125 is formed in a bottomed cylindrical shape having an open upper surface and capable of storing water, and is provided inside the main body 122 through a plurality of elastic support devices 126 (only one is shown). .
  • the drain outlet 125a is located at the lowest part of the water tank 125.
  • a drainage valve 127 is connected to the drainage outlet 125a, and a drainage hose 128 is connected at one end to the outside.
  • the water tank 125 is made of a synthetic resin.
  • the water tank 125 is used as a drying chamber by molding a composite material in which glass fiber is added to a base material of polypropylene and 15 wt% or more. Heat-resistant reinforced for use.
  • the rotating tub 1229 stores laundry and serves as both a washing tub and a dewatering tub, and is rotatably disposed inside the water tub 125.
  • the rotary tank 1229 is made of a metal or a material mainly composed of metal and has a rigid structure.
  • the upper surface is opened almost in the same manner as the water tank 125, and a large number of through holes are formed in the entire peripheral wall including the bottom. 1 2 9 a It has a vertical cylindrical shape.
  • the stirrer 130 is rotatably provided at the center of the inner bottom of the rotating tank 127, and the balance ring 125 b is fixed to the upper end of the rotating tank 127.
  • the rotary tank 12 9 and the stirring body 13 30 are rotationally driven by a driving motor 13 1 mounted on the outer bottom of the water tank 125. Then, through a clutch mechanism (not shown), only the agitator 130 is driven in the washing operation, and both the agitator 130 and the water tank 125 are rotated in the dehydration operation or the drying operation. However, the water tank 125 is controlled to rotate at a lower speed during the drying operation than during the dehydrating operation.
  • the module 13 is composed of a brushless type brushless module similar to the first or second embodiment.
  • the hot air circulation path 1332 circulates and supplies hot air into the water tank 125, and is located at the back corner of the main body 122 and at the side of the water tank 125 configured as described above from the lower end. It is formed so as to surround the water tank 125 over the upper end.
  • the lower end of the hot air circulation path 132 is in open communication with the drainage port 125a below the water tank 125 via the duct 133a.
  • the upper end of the hot air circulation path 132 opens at a position facing the top opening of the water tank 125 via the duct 133b.
  • the dehumidifying unit 134 is formed between the ducts 133a and 133b.
  • the hot air generator is provided with a blower 135 and a drying heater 136 arranged in sequence on the downstream side of the dehumidifying unit 134.
  • the hot air circulation path 13 2 is provided with a duct 13 3, a dehumidifying unit 13 4 and a hot air generator,
  • the heat exchanging section 13 7 constituting the dehumidifying unit 13 4 is formed in a tubular shape with inner and outer peripheral surfaces forming bellows, and arranged so as to connect ducts 13 3 a and 13 3 b. .
  • the cooling fan device 1338 supplies outside air as cool air to the peripheral side of the heat exchange section 1337.
  • the short cylindrical wind tunnel 1339 is provided so as to surround an upper portion of the heat exchange section 1337 and form an air passage for guiding the cool air downward. Then, when the outside air taken in by driving the cooling fan device 1338 is guided to the wind tunnel 1339 as cool air, the cool air flows downward on the outer surface of the heat exchange section 1337.
  • the air (warm exhaust air) flowing upward in the direction of the arrow shown in the figure in the heat exchange section 137 is cooled, and the condensed water drops to remove moisture from the air.
  • the above mechanism constitutes the air-cooled dehumidifier 140.
  • the water supply means for injecting the cooling water is provided inside the upper part of the heat exchange section 137.
  • the water supply means is composed of a water supply switching valve 14 1 connected to a water supply source such as a water supply, and water passages 14 2 and 14 3 branched at least two from the water supply switching valve 14 1.
  • the water passage 144 is a water passage communicating with the inside of the upper part of the heat exchange section 133 to allow a small amount of cooling water to flow, and the water passage 144 faces the water tank 125 to serve as washing water. It is a waterway for supplying a large amount of water. Therefore, a small amount of cooling water is supplied into the heat exchange section 1337 from the water passage 1432, and the water contacts the air moving upward in the heat exchange section 1337. For cooling, moisture in the air is condensed and dehumidified.
  • the dehumidifying unit 134 has a configuration provided with two air-cooling type and water-cooling type dehumidifying units.
  • the heat exchange section 1337 in this embodiment is formed in a bellows shape, the heat exchange area can be increased and efficient heat exchange can be performed.
  • the agitating ribs 144 protrude from an inner lower portion of the heat exchanging section 135. The air flowing through the heat exchange section 13 7 comes into uniform contact with the cooling water by the stirring ribs 1 4 5.
  • the dry air dehumidified through the dehumidification unit 13 4 is efficiently heated by the blower 13 5 and the air heater 13 6 that generate warm air, which are located downstream of the unit. It is supplied to water tank 125 through duct 133b.
  • the dehumidifying unit 134 and the hot air circulation passage 132 are connected and fixed to the elastically supported water tank 125, though the detailed mounting structure is omitted. Further, the cooling fan device 1388 for taking in outside air is also elastically attached and supported at a position facing the outside of the main body 121.
  • the electrical configuration of the washer / dryer is basically the same as that of the second embodiment.
  • FIGS. 18 to 20 show the rotation speed control patterns of the motor 131 during washing or rinsing, dehydration, and drying.
  • the rotation speed is increased from 0 rpm to 150 rpm for 0.3 seconds', the state is maintained for 0.5 seconds, followed by 150 rpm From 0 to O rpm in 0.5 seconds. Then, after a pause of 0.7 seconds, the direction of rotation is reversed. Repeat this pass.
  • the rotation speed is increased to 5 Orpm to maintain that state, and then reduced from 5 Orpm to Orpm. This period is 10 minutes. Then, after a 1-minute suspension period, the direction of rotation is reversed (see (a)). During the stop period, the agitator 130 is alternately inverted at 100 rpm (see (b)). This pattern is repeated. This place In this case, vector control is performed on torque as in the case of the washing or rinsing operation, and PI control is performed on the speed to control the entire field.
  • the same effects as those of the first or second embodiment can be obtained even when the present invention is applied to a vertical washing / drying machine.
  • the rotation speed, the current value, and the like are merely examples, and may be appropriately changed according to individual designs.
  • the switching from vector control to voltage and phase control is not limited to the one based on the 90% duty of the PMW signal, but is optimized according to individual design.
  • the standard may be set appropriately.
  • the impeller device of the present invention to a washing machine or a washer / dryer, it is possible to reduce power consumption and improve the efficiency of the motor.

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Description

明 細 書 洗濯機のィ ンバ一夕装置及び洗濯乾燥機のィ ンバ一夕装置 技術分野
本発明は、 洗い， 濯ぎ及び脱水の各行程を連続して行う全自動洗濯機に ついて、 洗い， 濯ぎ及び脱水の各運転を行うための回転駆動力を与えるモ —夕を駆動制御する洗濯機のイ ンバ一夕装置， 及び洗い， 濯ぎ， 脱水及び 乾燥の各行程を連続して行う全自動洗濯乾燥機について、 洗い， 濯ぎ， 脱 水及び乾燥の各運転を行うための回転駆動力を与えるモー夕を駆動制御す る洗濯乾燥機のィ ンバ一夕装置に関する。 背景技術
従来、 全自動洗濯機においては、 洗い， 濯ぎ運転や脱水運転を行う場合 に撹拌翼 （パルセ一夕） 或いは回転槽を回転させるモ一夕にはブラシレス D Cモ一夕が使用され、 そのブラシレス D Cモ一夕をィ ンバ一夕回路によ つて駆動する方式が広く採用されている。 そして、 トルクをモ一夕の駆動 条件に応じて制御する場合は、 モ一夕の印加電圧を増減させるよう にして いる。 しかし、 モー夕の回転速度は出力 トルクに比例するが、 印加電圧に よって制御される出力 トルクは電圧に比例しないため、 目標速度指令とモ —夕の検出速度とに差が生じやすく制御が不安定にな りがちである という 問題がある。
そこで、 本発明の発明者は、 洗濯機等に使用されるモー夕をよ り高い精 度で駆動制御するためにべク トル制御を適用し、 q (quadrature)軸電流に よって出力 トルクを制御する技術を特願 2 0 0 1 - 1 7 1 1 8 5で提案し た。 即ち、 ブラシレス D Cモー夕の出力 トルクは、 ベク トル制御によって 得られる q (quadrature)軸電流に比例することから、 モー夕の トルク制御 、 ひいては回転速度制御を高精度で行う ことが可能となる。 ところで、 洗濯機、 または洗濯乾燥機に使用されるモー夕は、 洗い運転 では低速で回転されるが、 脱水運転では高速で回転されるように駆動制御 される。 モー夕の卷線に発生する誘起電圧は髙速回転時に高くなるため、 それに伴なつてよ り高い駆動電圧を供給する必要がある。 しかし、 一般に モー夕をィ ンバ一夕装置で駆動制御する場合には供給可能な駆動電圧に限 界があるこ とから、 モー夕に発生する誘起電圧を抑制しつつ回転数を高め るために、 高速回転時には弱界磁運転を行うことが行われている。
そして、 特願 2 0 0 1 — 1 7 1 1 8 5で提案したぺク トル制御技術では 、 与え られた速度指令値と、 検出されたモ一夕の電流値とに応じて演算が 行われ、 その結果としてイ ンバ一夕回路に与える駆動電圧、 即ち、 P W M 信号のデューティが決定される。 即ち、 実際の駆動電圧は、 ベク トル制御 の演算結果が出なければどの く らいのレベルになるかは分からない。 従って、 ベク トル制御を行いながら弱界磁運転を行う場合、 P W Mデュ —ティ が 9 0 % (即ち、 駆動電圧の 9 0 % ) を超える と判断すると、 d (direct)軸電流を （ = 0 ) の全界磁状態からマイナス方向の値に設定する ように切り換えを行うようにしている。
即ち、 イ ンパ一夕回路の出力電圧は、 弱界磁運転を行う場合 1 0 0 %近 く に設定することができなく なる。 そのため、 電圧が低く なる分だけ界磁 を余計に弱めなければならずモ一夕の効率が低下する と共に、 電源電流も 増加せざるを得ず、 イ ンバ一夕回路やモー夕が大型化してしまう という問 題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ り、 その目的は、 洗濯機ま たは洗濯乾燥機に使用されるモー夕の駆動制御にベク トル制御を導入した 場合でも、 弱界磁運転を行う場合の出力電圧をよ り高めることができるィ ンパ一夕装置を提供することにある。 発明の開示
本発明の洗濯機のイ ンバー夕装置は、 洗い， 濯ぎ及び脱水の各行程を連 続して行う全自動洗濯機について、 洗い， 濯ぎ及び脱水の各運転を行うた めの回転駆動力を与えるモ一夕を駆動制御するものにおいて、
洗い， 濯ぎ運転と脱水運転の低速回転領域においては前記モー夕を全界 磁で運転し、 脱水運転の高速回転領域においては前記モ一夕を弱界磁で運 転するように制御すると共に、 前記全界磁運転を行う場合は前記モ一夕の 出力 トルクをぺク トル制御し、 前記弱界磁運転を行う場合は前記モ一夕を 電圧 · 位相制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
また、 本発明の洗濯乾燥機のイ ンバ一夕装置は、 洗い， 濯ぎ， 脱水及び 乾燥の各行程を連続して行う全自動洗濯乾燥機について、 洗い， 濯ぎ， 脱 水及び乾燥の各運転を行うための回転駆動力を与えるモー夕を駆動制御す るものにおいて、
洗い， 濯ぎ， 乾燥の各運転と脱水運転の低速回転領域においては前記モ —夕を全界磁で運転し、 脱水運転の高速回転領域においては前記モ一夕を 弱界磁で運転するように制御する と共に、 前記全界磁運転を行う場合は前 記モー夕の出力 トルクをべク トル制御し、 前記弱界磁運転を行う場合は前 記モ一夕を電圧 · 位相制御する制御手段を備えたことを特徴とする。 即ち、 弱界磁運転を行う必要がある脱水運転の高速回転領域では、 制御 手段はぺク トル制御を行う ことな く電圧 · 位相制御に切り換えるので、 ィ ンパ一夕回路の出力電圧は、 指令値として与えられる電圧を超えることは ない。 従って、 脱水運転の高速回転領域においてモー夕に供給する電圧を よ り髙く設定した上で、 弱界磁運転を行う ことができるようになる。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明を洗濯機に適用した場合の第 1実施例であ り、 マイクロ コンピュータを中心とする制御系の構成を示す機能プロヅク図である。 図 2 は、 洗濯機の縦断面図であ り、 図 3は、 マイクロコンピュー夕によ るモー夕駆動制御の初期における制御内容を示すフローチャートである。 図 4は、 脱水運転時における図 3相当図であ り、 図 5は、 （ a ) P W M 搬送波と （ b ) 上アーム側， （ c ) 下アーム側のゲー ト信号の波形を示す 図である。
図 6は、 （ a ) モ一夕の相電流の反転 I MINV と （ b ) シャ ン ト抵抗に 流れる電流 I SR及び （ c ) 相電圧との関係を示す波形図である。
図 7 ( a ) は、 洗いまたは濯ぎ運転時における撹拌翼 （モ一夕） の回転 数制御パ夕一ンを示す図、 図 7 ( b ) は （ a ) に示す回転数制御パ夕一ン に応じて速度 P I制御部が出力する q軸電流指令値 I qref の出力パ夕一 ンを示す図である。
図 8は、 脱水運転時における図 7相当図である。
図 9は、 進み角通電による弱め界磁制御を説明するもので、 （ a ) 〜 （ g ) はモ一夕が回転数場合のステ一夕卷線と口一夕マグネ ヅ ト との位置関 係、 （ h) ~ ( j ) は全界磁制御、 （ k ) 〜 （m) は弱め界磁制御を示す図 である。
図 1 0は、 脱水運転の最高回転数で駆動した場合におけるモ一夕の印加 電圧 （V) と入力電力 （W) との関係を示す図である。
図 1 1 は、 本発明を全自動洗濯乾燥機に適用した場合の第 2実施例であ り、 ドラム式洗濯乾燥機の縦断側面図である。
図 1 2は、 マイクロコンピュー夕及びその周辺.よ りなる電気的構成を示 す機能ブロ ック図であ り、 図 1 3は、 洗濯乾燥機の一連の行程を示す図で ある。
図 1 4は、 洗いまたは濯ぎ運転時におけるモー夕の回転数制御パターン を示す図であ り、 図 1 5は、 脱水運転時における図 1 4相当図、 図 1 6は 、 乾燥運転時における図 1 4相当図である。
図 1 7は、 本発明を縦型洗濯乾燥機に適用した場合の第 3実施例を示す 図 2相当図であ り、 図 1 8は、 図 1 4相当図、 図 1 9は、 図 1 5相当図で ある。
図 2 0 ( a ) は図 1 6相当図， 図 2 0 ( b ) は乾燥運転時におけるパル セ一夕の回転方向を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を縦軸形の全自動洗濯機に適用した場合の第 1実施例につ き、 図 1ないし図 1 0を参照して説明する。 まず、 図 2は、 全自動洗濯機 1の全体構成を示す縦断面図である。 外箱 2は全体と して矩形状をなして おり、 その内部には、 水受槽 3が 4組 （ 1組のみ図示） の防振機構 4を介 して弾性支持されている。 防振機構 4は、 上端が外箱 2内において上方に 係止された吊り棒 4 aと、 その吊 り棒 4 aの他端側に取り付けられた振動 減衰用のダンパ一4 b とを含んで構成されている'。 水受槽 3がこれらの防 振機構 4を介して弾性ま持されることで、 洗濯運転時に発生する振動が外 箱 2に伝達されるこ とを極力防止している。
上記水受槽 3 内には、 洗濯槽兼脱水槽用の回転槽 5が配設されており、 回転槽 5の内底部には撹拌体 （パルセ一夕） 6が配設されている。 上記回 転槽 5は、 槽本体 5 aと、 この槽本体 5 aの内側に設けられた内筒 5 b と 、 これらの上端部に設けられたバランスリ ング 5 c とで構成されている。 そして、 この回転槽 5が回転されると、 内部の水は回転違心力に'よ り揚水 され、 槽本体 5 aの上部の脱水孔 5 dから水受槽 3内に放出されるように なっている。
通水口 7 は、 回転槽 5の底部に形成されており、 排水通路 7 aを通して 排水口 8に連通している。 そして、 排水弁 9を備えた排水路 1 0は排水口 8に接続されている。 従って、 排水弁 9を閉塞した状態で回転槽 5 内に給 水すると回転槽 5内に水が貯溜され、 排水弁 9を開放する と回転槽 5内の 水は排水通路 7 a、 排水口 8および排水路 1 0を通じて排出されるように なっている。
補助排水口 8 aは水受槽 3の底部に形成されており、 図示しない連結ホ —スを介し排水弁 9 をバイパス して排水路 1 0に接続されている。 そして 、 補助排水口 8 aは、 回転槽 5が回転したときに水受槽 3 内に放出された 水をその上部から排出するようになっている。 機構部ハウジング 1 1 は、 水受槽 3の外底部に取付けられている。 中空 の槽軸 1 2は、 機構部ハウジング 1 1 に対して回転自在に設けられ、 回転 槽 5が連結されている。 撹拌軸 1 3は槽軸 1 2の内部に回転自在に設けら れており、 撹拌軸 1 3の上端部には撹拌体 6が連結されている。 そして、 撹拌軸 1 3の下端部は、 ァゥ夕口一夕形のブラシレスモ一夕 1 4の口一夕 1 4 aに連結されている。 このブラシレスモ一夕 1 4は、 洗い時には、 撹 拌体 6 を直接正逆回転駆動するようになっている。
また、 ブラシレスモ一夕 1 4は、 脱水時には、 図示しないクラヅチによ り槽軸 2 と撹拌軸 1 3 とが連結された状態で、 回転槽 5および撹拌体 6 を —方向に直接回転駆動するようになっている。 従って、 本実施例では、 ブ ラシレスモー夕 1 4の回転速度は、 洗い時には撹拌体 6のそれと同一にな り、 脱水時には回転槽 5および撹拌体 6のそれと同一になる、 いわゆる、 ダイ レク ト ドライ ブ方式が採用されている。
図 1 は、 モー夕 1 4の駆動制御系を示す機能プロヅク図である。 尚、 図 1 において、 （ひ， β ) は、 三相ブラシレスモ一夕 1 4の各相に対応する 電気角 1 2 0度間隔の三相 （ U V W ) 座標系を直交変換した直交座標系を 示し、 （ d， q ) は、 ブラシレスモ一夕 1 4の口一夕 1 4 aの回転に伴つ て回転している 2次磁束の座標系を示すものである。
速度指令出力部 1 5は、 目標速度指令 w ref を減算器 1 6 に被減算値と して出力する。 ブラシレスモ一夕 1 4の検出速度 ωはエスティメ一夕
(Estimator) 1 7によって検出され、 切替えスイ ッチ 5 0の可動接点 5 0 c , 固定接点 5 0 aを介して減算器 1 6 に減算値として与えられている。 そして、 減算器 1 6の減算結果は、 速度 P I (Proportional-Integral) 制御 部 1 8 に与え られている。
速度 P I制御部 1 8は、 目標速度指令 w ref と検出速度 ωとの差分量に 基づいて Ρ I制御を行い、 q軸電流指令値 I qref と d (direcり軸電流指令 値 I dref とを生成して減算器 1 9 , 2 0 に被減算値として夫々出力する。 尚、 ベク トル制御を行なう場合、 d軸電流指令値 I dref は " 0 " に設定さ れモ一夕 1 4を全界磁制御によって駆動する。 q軸電流値 I q， d軸電流 値 I dはひ /?/ d q変換部 2 1 よ り出力され、 減算器 1 9 , 2 0 に減算値 として夫々与え られている。 減算器 1 9， 2 0の減算結果は、 電流 P I制 御部 2 2 q， 2 2 dに夫々与えられている。 尚、 速度 P I制御部 1 8 にお ける制御周期は 1 m秒に設定されている。
電流 P I制御部 2 2 q , 2 2 dは、 q軸電流指令値 I qref と d軸電流指 令値 I dref との差分量に基づいて P I制御を行い、 q軸電圧指令値 V q及 び d軸電圧指令値 V dを生成して d q/a ?変換部 2 3 に出力する。 d q /ひ /?変換部 2 3 には、 エスティ メ一夕 1 7によって検出されたブラシレ スモ一夕 1 4における 2次磁束の回転位相角 （ロー夕位置角） 0が与えら れている。 そして、 （1 /ひ 変換部 2 3 は、 その回転位相角 0に基づい て電圧指令値 V d , V qを電圧指令値. Vひ， V /3に変換するようになって いる。
d q/ ?変換部 2 3が出力する電圧指令値 Vひ， V は、 a ^/U V W変換部 2 4に与え られている。 ?/ U V W変換部 2 4は、 電圧指令値 V a , V ?を三相の電圧指令値 V u , V , Vwに変換して出力する。 電 圧指令値 V u， V V , Vwは、 切替えスイ ッチ 2 5 u , 2 5 V , 2 5 wの —方の固定接点 2 5 u a , 2 5 V a , 2 5 w aに与え られており、 他方の 固定接点 2 5 u b , 2 5 V b , 2 5 w bには、 電圧 · 位相制御部 2 6 によ つて出力される電圧指令値 Vus， Vvs, Vwsが与えられている。 そして 、 切替えスィ ッチ 2 5 u , 2 5 V , 2 5 wの可動接点 2 5 u c , 2 5 v c , 2 5 w cは、 P WM形成部 2 7の入力端子に接続されている。
PWM形成部 2 7は、 電圧指令値 VTIS, Vvs, Vwsに基づいて 1 6 k H zの搬送波 （三角波） を変調した各相の P WM信号 Vup(+,-) ,
V vp(+,-) ， V wp(+,-) をイ ンバ一夕回路 2 8に出力するようになってい る。 P WM信号 Vup〜 Vwpは、 例えばモ一夕 1 4の各相卷線 1 4 u , 1 4 V , 1 4 w (図 2参照） に正弦波状の電流が通電されるように正弦波に 基づいた電圧振幅に対応するパルス幅の信号として出力される。 イ ンバー夕回路 2 8は、 6個の I GB T 2 9 ( a〜 f ) を三相ブリ ッジ 接続して構成されている （図 1では、 一相分のみを示す）。 これらの内、 下アーム側の I GB T 2 9 C , 2 9 dのエミ ヅ夕は、 シャン ト抵抗 3 0 ( u , V ) を介してグラン ドに接続されていると共に、 図示しない増幅 · バ ィァス回路を介して A/D変換部 3 2に接続されている。 増幅 ' バイアス 回路はオペアンプなどを含んで構成されるもので、 シャ ン ト抵抗 3 0の端 子電圧を増幅すると共にその増幅信号の出力範囲が正側に収まるように （ 例えば、 0 ~ + 5 V ) バイアスを与えるようになつている。
A/D変換部 3 2は、 I G B T 2 9 C , 2 9 dのエミ ヅ夕に現れる電圧 信号を A/D変換した電流デ一夕 I u , I Vを UVW/ひ ?変換部 3 3に 出力する。 11¥ / ひ /?変換部 3 3は、 電流デ一夕 I u, I vから W相の 電流デ一夕 I wを推定し、 三相の電流デ一夕 I u , I v, I wを （ 1 ) 式 に従って直交座標系の 2軸電流デ一夕 I ， 1 ?に変換する。
Figure imgf000010_0003
Figure imgf000010_0001
そして、 ひ ?変換部 3 3は、 2軸電流デ一夕 1 ひ ， 1 /5を a ?/d q変換 部 2 1 に出力する。
ひ^/ d q変換部 2 1は、 べク トル制御時にはエスティ メ一夕 1 7よ り モ一夕 1 4の口一夕位置角 0を得ることで、 （ 2 ) 式に従って 2軸電流デ 一夕 I ひ ， I βを回転座標系 （ d , q ) 上の d軸電流値 I d， q軸電流値 I qに変換する。
Figure imgf000010_0004
Figure imgf000010_0002
そして、 d軸電流値 I d , q軸電流値 I qを前述したようにエスティ メ 夕 1 7及び減算器 1 9 , 2 0に出力するようになっている。
エスティ メ一夕 1 7は、 d軸電流値 I d， q軸電流値 I qに基づいて口 一夕 1 4 aの位置角 0及び回転速度 ωを推定し、 各部に出力する。 ここで 、 モ一夕 1 4は、 起動時には電圧 · 位相制御部 2 6 の内部に配置される初 期パ夕一ン出力部 3 1 によって直流励磁が行われて口一夕 1 4 aの回転位 置が初期化された後、 起動パ夕一ンが印加され強制転流が行われる。 この 起動パ夕一ンの印加による強制転流時においては、 位置角 0は推定するま でもな く明らかである。 そして、 ひ /? / d q変換部 2 1 は、 べク トル制御 が開始される直前において初期パ夕ーン出力部 3 1 よ り得られる位置角 0 initを初期値として、 電流値 I d , I qを演算して出力する。
ベク トル制御の開始以降、 口一夕 1 4 aの位置角 0及び回転速度 ωはェ スティ メ一夕 1 7が起動されて推定される。 この場合、 エスティ メ一夕 1 7がひ ^/ d q変換部 2 1 に出力するロー夕位置角 0 n とすると、 エス.テ ィ メータ 1 7は、 ロー夕位置角 0 n を、 電流値 I d , I qに基づいてぺク トル演算によ り推定したロー夕位置角 とその一周期前に推定した口 —夕位置角 0 n-2 との相関に基づいて推定するようになっている。
電圧 ■ 位相制御部 2 6は、 速度 P I制御部 3 4 と U VW変換部 3 5 とで 構成されている。 減算器 5 1 は、 速度指令出力部 1 5 よ り 出力される速度 指令 wref と、 エスティ メ一夕 1 7が出力する推定速度 ωとの減算結果を 速度 Ρ I制御部 3 4に出力する。 速度 Ρ Ι制御部 3 4は、 その減算結果に 基づいて電圧指令（DUTY)及び位相指令（PHASE) を生成し U VW変換部 3 '5 に出力する。 また、 速度 P I制御部 3 4には、 後述する弱め界磁制御を 行うため、 エスティ メ一夕 1 7が出力する位相角 0が与え られている。 尚 、 推定速度 ωは、 切替えスィ ッチ 5 0 の可動接点 5 0 c , 固定接点 5 O b を介して減算器 5 1 に与えられる。
U VW変換部 3 5は、 速度 P I制御部 3 4が出力する指令値を U , V , Wの三相の電圧指令値に変換して切替えスィ ヅチ 2 5 に出力する。 即ち、 電圧 · 位相制御部 2 6は、 洗濯機において従来一般に行われてきた電圧 · 位相制御方式と同様の制御を行う構成である。 尚、 前述した初期パターン 出力部 3 1 は U VW変換部 3 5の内部に配置されている。 切替えスィ ツチ 2 5及び 5 0の切替えは、 切替え制御部 5 2によって行 われる。 切替え制御部 5 2は、 P WM形成部 2 7よ り与え られる P MW信 号のデューティ情報に基づいて切替えスィ ヅチ 2 5及び 5 0の切替えを制 御する。 また、 切替え制御部 5 2は、 後述するように脱水運転の高速回転 領域において弱め界磁制御を行うための指令を電圧 · 位相制御部 2 6に出 力するようになっている。
尚、 以上の構成において、 イ ンバ一夕回路 2 8を除く構 β!ύま、 マイクロ コンピュータ （制御手段） 3 6のソフ トウェアによって実現されている機 能をブロック化したものである。 そして、 ベク トル制御における電流制御 周期は P WM搬送波周波数の逆数である 6 2. 5 秒に設定されている。 次に、 本実施例の作用について図 3乃至図 1 3をも参照して説明する。 図 3は、 主にマイコン 3 6による概略的な制御内容を示すフローチャー ト である。 マイコン 3 6は、 例えば洗い運転を開始させる場合に前述した起 動処理を行う （ステップ S 1 )。 即ち、 切替えスィ ヅチ 2 5 u~ 2 5 wの 可動接点 2 5 u c ~ 2 5 w cを切替え制御部 5 2によ り電圧 · 位相制御部 2 6側 （固定接点 2 5 u b〜 2 5 w b側） に切り換えると共に、 切替えス イ ッチ 5 0の可動接点 5 0 cを固定接点 5 0 b側に切り換える。 それから 、 マイ コン 3 6は、 初期パ夕一ン出力部 3 1によ り直流励磁を行わせ、 口 —夕 1 4 aの回転位置を初期化させてから電圧指令値 Vus~ Vwsをイ ン バー夕回路 2 8に与えてモ一夕 1 4を強制転流させる '（ステップ S 2 )。 すると、 モ一夕 1 4は回転を開始し、 回転速度は徐々に上昇して行く。 次に、 マイ コ ン 3 6は、 例えば、 初期パ夕一ン出力部によって与えられ る検知信号によ りモ一夕 1 4の回転数が 2 O r p mに達したと判断する と (ステ ップ S 3 , 「 Y E S」）、 切替えスイ ッチ 2 5 u〜 2 5 wの可動接点 2 5 u c〜 2 5 w cを固定接点 2 5 u a〜 2 5 w aに接続するよう に切 り 替える と共に、 切替えスィ ツチ 5 0の可動接点 5 0 cを固定接点 5 0 a側 に切り換える。， そして、 目標速度指令 wref の出力を開始し電圧 · 位相制 御 （P I制御） を行う （ステップ S 4 )。 即ち、 回転速度が比較的低い領 域では、 ぺク トル制御を高精度で行う ことが困難となるからである。
続いて、 マイ コン 3 6は、 エスティ メ一夕 1 7よ り与え られる回転速度 ωを参照してモ一夕 14の回転数が 6 O r p mに達したと判断する と （ス テヅプ S 5， 「YE S」：)、 べク トル制御 （及び速度 P I制御） を開始させ る （ステップ S 6 )。 その後は、 運転停止の指示があるまで運転を継続す る （ステッ プ S 7 )。 その間、 洗いまたは濯ぎ運転を行う場合は、 モー夕 1 4を最大回転数が 1 5 0 r p mに達するように正逆転させる。
以下、 ステップ S 6以降におけるベク トル制御 （及び速度 P I制御） に ついて処理の流れを説明する。 PWM形成部 2 7は、 内部のアップダウン カウン夕 （図示せず） のカウン夕出力によって 1 6 k H zの PWM搬送波 を生成しており、 そのカウン夕値が " 0 ", 即ち三角波の谷に達した時点 で変換タイ ミ ング信号を A/D変換部 3 2に出力するようになっている （ 図 5 ( a ) 参照）。
図 5 (b )， ( c ) に示すように、 ？ 1^形成部 2 7は、 ひ /?/ UVW変 換部 2 4が出力する電圧指令値 Vu〜Vwと PWM搬送波とのレベルを比 較して、 '後者のレベルが前者を上回っている期間に上アーム側の I G B T 2 9 a〜 2 9 cがオンするように PWM信号 V up (+) 〜 V wp (+) を出力す る。 そして、 下アーム側の I G B T 2 9 d〜 2 9 f は、 上アーム側の I G B T 2 9 a ~ 2 9 cがオフしている期間にデヅ ド夕ィムを挟んでオンされ るようになっている。
図 6 ( a ) 〜 （ c ) は、 モ一夕 1 4の相電流の反転 I MINVとシャン ト 抵抗 3 0に流れる電流 I SR及び相電圧との関係を示す波形図である。 即 ち、 電流 I SRが流れる期間は、 下アーム側の I G B T 2 9がオンして相 電圧が 0 Vを示す場合である。 従って、 三角波の谷は、 下アーム側の I G B T 2 9 d ~ 2 9 f がオンしている期間の中間位相を示すことになる。 つ ま り、 A/D変換部 3 2が、 P WM形成部 2 7内部のカウン夕値 " 0 " の 時点で A / D変換を行う ようにすれば、 イ ンバー夕回路 2 8の下アーム側 に流れる相電流を確実にサンプリ ングすることができる。 A/D変換部 3 2 によ り A/D変換された 2相の電流値は、 推定された 残り 1相の電流値と共に U VW/ ?変換部 3 3 , β / ά q変換部 2 1 を介すことで 2軸電流デ一夕 I ひ ， I β , → I d , I qに変換され、 エス ティ メ一夕 1 7及び減算器 1 9 , 2 0 に出力され、 エスティ メ一夕 1 7 に よって位置角 0及び回転速度 ωが推定される。 尚、 電流 I qは、 モー夕 1 4の 2次磁束の方向に対して垂直となる方向に流れる電流であ り、 トルク の発生に寄与する電流成分である。 一方、 電流 I dは、 2次磁束の方向に 対して平行となる方向に流れる電流であり、 トルクの発生には寄与しない 電流成分である。
そして、 速度 P I制御部 1 8は、 速度指令値出力部 1 5 よ り与え られる 目標速度指令 Wref と検出速度 ωとの差分量に基づいて q軸， d軸電流指 令値 I qref， I dref を出力し、 電流 P I制御部 2 2 q， 2 2 dは、 指令値 I qref, I dref と検出された電流値 I q , I dとの差分に基づいて電圧指 令値 V q， V dを出力する。 電圧指令値 V q , V dは、 d q/ひ ?変換部 2 3 ， ひ /? / U VW変換部 2 1 を介して電圧指令値 V u , V v , Vwに変 換されて P WM形成部 2 7に出力され、 P WM形成部 2 7は、 イ ンバ一夕 回路 2 8に P WM信号 Vup〜 Vwpを出力する。 すると、 モ一夕 1 4の各 相巻線に通電が行われる。
図 7 ( a ) は、 洗いまたは濯ぎ運転時における撹拌体 6 (モー夕 1 4 ) の回転数制御パターンを示すものである。 回転数は O r p mから 1 5 0 r p mまで 0 . 3秒間で上昇させるとその状態を 0 . 5秒間維持し、 続いて 1 5 0 r p mから 0 r p mまで 0 . 3秒間で下降させる。 それから、 0 . 7秒間の停止期間を経て回転方向を反転させる。 このパターンを繰り返し 行う。
そして、 図 7 ( b ) は、 図 7 ( a) に示す回転数制御パターンに応じて 、 速度 P I制御部 1 8が出力する q軸電流指令値 I qref の出力パ夕一ン を示す。 尚、 前述したように、 この場合、 d軸電流指令値 I dref は " 0 " に設定され、 モ一夕 1 4は全界磁状態で駆動される。 次に、 図 4は、 脱水運転時におけるモー夕 1 4の制御内容を示すフロー チヤ一 トである。 図 4におけるステップ A 1の起動処理は、 図 3に示すス テヅプ S 1〜S 5に相当する ものである。 そして、 図 3のステップ S 5に おいて 「 Y E S」 と判断される状態になる と、 切替え制御部 5 2は、 切替 えスイ ッチ 5 0及び 2 5をべク トル制御側 （即ち、 固定接点 5 0 a , 2 5 a側） に切り換える （ステップ A 2 )。
こ こで、 図 8には、 脱水運転時における図 7相当図を示す。 図 8 ( a) に示すよう に、 脱水時は、 回転数を 0 r p mから 9 0 0 r p mまで 9 0秒 間で上昇させる とその状態を 4分間維持し、 続いて 9 0 0 r p mから O r p mまで 1 5秒間で下降させる。
従って、 図 4では、 ステップ A 2でベク トル制御に移行すると、 回転数 9 0 0 r p mに向かって目標回転数を次第に上昇させる （ステヅプ A 3， A 4 )。 この初期段階では、 図 8 ( b ) に示すように、 洗いまたは濯ぎ運 転時と同様に、 q軸電流指令値 I q ref を与えることでモ一夕 1 4の トル クを上昇させるが、 d軸電流指令値 I d ref は " 0 " に設定され、 モー夕 1 4はやは り全界磁状態で駆動される。
続いて、 切替え制御部 5 2は、 PWM形成部 2 7ょ り与ぇられる卩1\ ¥ 信号のデューティ情報を参照し、 べク トル制御から電圧 · 位相制御に切替 えを行うべきタイ ミ ングであるか否かを判断する （ステヅ プ A 5 )。 ここ での切替えのタイ ミ ングは、 PMW信号のデューティが 9 0 %を超えたか 否かによって行う。 そして、 デューティが 9 0 %を超えない場合は （「N 0」） ステップ A 2に戻り、 9 0 %を超える場合は （「YE S」） 切替えス イ ッチ 5 0， 2 5を電圧 · 位相制御側 （固定接点 5 0 b , 2 5 b側） に切 り換えて （ステップ A 6 )、 速度 P I制御部 3 4によ り電圧 · 位相制御 （ P I制御） を行う。 P MW信号のデューティが 9 0 %に達するのは、 図 8 の例では、 モ一夕 1 4の回転数が 4 0 0 r p m程度に達した場合となる。 またこの時、 切替え制御部 5 2は、 速度 P I制御部 3 4にも切り換え制' 御信号を出力して弱め界磁制御を行わせることで、 モー夕 1 4の目標回転 数 （速度指令値 wref ) を更に上昇させる （ステ ップ A 7 )。 弱め界磁制 御は進み角通電によって行う。
即ち、 図 9 に示すように、 （ h) 〜 （ j ) がエスティ メータ 1 7 によ り 推定された 6 0度毎の位相 P 0 ~ P 5 に対してモ一夕 1 4の効率が最大と なる通電夕イ ミ ング （全界磁） である場合に、 （ k ) ~ ( m) に示すよう に位相指令 PHASE によって通電夕ィ ミ ングを進み位相側にシフ トするこ とで、 モー夕 1 4に対する印加電圧を速度 P I制御部 3 4が出力する電圧 指令（DUTY)に基づ く レベルに維持したまま界磁を弱める。 尚、 （ a ) ~ ( g ) はモ一夕 1 4が回転する場合のステ一夕卷線と口一夕マグネヅ トとの 位置関係 （位相 P 0 ~ P 5 ) を示す。 そして、 速度指令値 Wref が上昇す るのに応じて通電進み角が大き く なるように設定し、 モ一夕 1 4に発生す る誘起電圧を抑制する。
ステ ップ A 7 に続くステッ プ A 8では、 切替え制御部 5 2は、 モ一夕 1 4の回転数が 9 0 0 r p mに到達したか否かを判断し、 到達していなけれ ば （「 N 0」） ステップ A 7に戻る。 9 0 0 r p mに到達した場合は （「 Y E S」） そのまま定められた所定時間 （この場合、 4分間） 脱水運転を行 う （ステップ A 9 )。 その後、 モー夕 1 4に対する通電を停止して、 口一 夕の回転を停止させるために図示しないブレーキ機構を動作させ、 回転槽 5 を停止させると （ステップ A 1 0 ) 処理を終了する。
ここで、 図 1 0は、 脱水運転の最高回転数 9 0 0 r p mで駆動した場合 におけるモ一夕 1 4の印加電圧 （V) と入力電力 （W) との関係を示すも のである。 図中の点 Aは、 モー夕 1 4をベク トル制御する と同時に弱め界 磁制御を行った場合であ り、 印加電圧は約 2 0 0 V， 入力電力は約 2 0 8 Wである。 これに対して、 点 Bはモ一夕 1 4を電圧 · 位相制御すると同時 に弱め界磁制御を行った場合であ り、 印加電圧は約 2 2 0 Vに上昇し、 入 力電力は約 1 8 5 Wまで低下している。 即ち、 高速回転領域において制御 形態をべク トル制御から電圧 · 位相制御に切り替えたことでモー夕 1 4に 対する印加電圧をよ り高めることが可能となり、 その結果、 入力電力を 1 0 %程度低下させることができたことを示している。
以上のように本実施例によれば、 洗い， 濯ぎ運転と脱水運転の低速回転 領域においてはモー夕 1 4を全界磁で運転し、 脱水運転の高速回転領域に おいてはモ一夕 1 4を弱界磁で運転するように制御して、 全界磁運転を行 う場合はモ一夕 1 4の出力 トルクをベク トル制御し、 弱界磁運転を行う場 合はモ一夕 1 4を電圧 · 位相制御するよう にした。 従って、 脱水運転を行 う場合の高速回転領域においてモー夕 1 4に供給する電圧をよ り高く設定 した上で弱界磁運転を行う ことが可能とな り、 消費電力を低下させて効率 を高めることができる。
尚、 このように、 弱界磁運転を行う高速回転領域において制御形態をべ ク トル制御から電圧 · 位相制御に切り替えてもデメ リ ッ トは生じない。 何 故なら、 べク トル制御によってモ一夕 1 4の出力 トルクを制御することで
、 回転数の目標値に対する制御応答が速く且つ正確になり結果として振動 が低減されるなどのメ リ ッ トがあるが、 この効果は、 主に低速回転領域に おいて得られるものだからである。 その理由は、 高速回転領域では出力電 圧が飽和しているためぺク トル制御の制御性が低下するこ と、 洗濯機固有 の共振周波数は低速回転領域にあるこ と、 などによる。
従って、 高速回転領域において制御形態を電圧 · 位相制御に切り替えて も、 本来べク トル制御であれば得られる効果を喪失するということはなく 、 モ一夕 1 4に供給する電圧をよ り高く設定した上で弱界磁運転を行う こ とができる、 という メ リ ヅ トを得ることができるのである。
図 1 1乃至図 1 6は本発明を全自動洗濯乾燥機に適用した場合の第 2実 施例を示すものであ り、 第 1実施例と同一部分には同一符号を付して説明 を省略し、 以下異なる部分についてのみ説明する。
図 1 1 は、 ドラム式洗濯乾燥機の縦断側面を示すものである。 ドラム式 洗濯乾燥機全体の外殻を成す外箱 6 1 の前面部には、 ドア 6 2が中央部に 設けられ、 操作パネル 6 3及び図示しない洗剤投入用ケースが上部に設け られている。 ドア 6 2は、 外箱 6 1の前面部の中央部に形成した洗濯物出 入口 6 5を開閉する。 操作回路ュニッ ト 6 6は、 外箱 6 1 の前面部裏側の 上部 （操作パネル 6 3の裏側） に設けられ、 制御回路ュニッ ト 6 7 は下部 に設けられている。
水槽 6 8 は外箱 6 1の内部に配設されている。 水槽 6 8は円筒状を成す ものであり、 その軸方向が前後 （図 1 1 中、 左右） となる横軸状で、 且つ 、 前上がりの傾斜状に配設され、 左右一対 （図 1 1では一方のみを示す） の弹性支持装嗇 6 9 によって支持されている。
ドラム （脱水槽） 7 0は、 水槽 6 8 の内部において同軸状に配設されて いる。 この ドラム 7 0は、 洗濯、 脱水及び乾燥に共用される槽として機能 するものであ り、 胴部のほぼ全域に小孔 7 1 を多数有している （図 1 1 で は一部のみ図示）。 また、 胴部の内周側には、 ドラム 7 0が回転した時に 内部の洗濯物を搔き上げるためのバッフル 7 2を複数有している （図 1 1 では 1 つのみ図示）。
水槽 6 '8及びドラム 7 0は、 いずれも前面部に洗濯物出し入れほの開口 部 7 3 , 7 4 を有している。 水槽 6 8の開口部 7 3は、 ベロ一 7 5 によつ て外箱 6 1 の洗濯物出入口 6 5 に （水密に） 接続されている。 そして、 ド ラム 7 0の開口部 7 4を水槽 6 8の開口部 7 3 に臨ませることで、 洗濯物 出入口 6 5は ドラム 7 0の内部に通じるようになつている。
ドラム 7 0 を回転駆動するモー夕 7 6は、 水槽 6 8の背面部に配設され ている。 モー夕 7 6 は、 モ一夕 1 4 と同様に、 ァゥ夕一口一夕形の D Cブ ラシレスモ一夕であ り、 そのステ一夕 7 6 aは水槽 6 8の背面部に取付け られている。 回転軸 7 6 cは口一夕 7 6 bの中心部に配置され、 水槽 6 8 内に揷通されており、 その前端部に ドラム 7 0の背部の中心部が取付けら れている。
水溜器 7 7は、 水槽 6 8の下面部に取付けられており、 その内部には洗 濯水加熱用のヒー夕 7 8が配設されている。 排水ホース 8 0は、 水溜器 7 7の後部に排水弁 7 9を介して接続されている。 排水弁 7 9は、 電磁石や モー夕等の駆動力で開放される電動式のものである。 送風機 8 1 は、 水槽 6 8の上方において後方側に配設され、 加熱器 8 2 は前方側に配設されている。 送風機 8 1は、 ケ一シング 8 3の内部に送風 羽根 8 4を設け、 この送風羽根 8 4を回転駆動するモ一夕 8 5 (図 1 2参 照） をケ一シング 8 3の外部に設けて構成されており、 それらの間は図示 しないペル ト伝動機構 よ り連結されている。 一方、 加熱器 8 2は、 ケ一 ス 8 7の内部に温風生成用ヒ一夕 8 8 を設けて構成されており、 ケース 8 7の入口部は、 送風機, 8 1 のケ一シング 8 3の出口部に連通している。 ダク ト 8 9は水槽 6 8上の前部に配設され、 一端部が上記加熱器 8 2 の ケース 8 7 の出口部に連通しており、 他端部が水槽 6 8内に臨んでいる。 熱交換器 9 0は、 水槽 6 8の背面部に配設'されている。 熱交換器 9 0 は 、 上部から水が注ぎ入れられるこ とで内部を下方から通る空気中の水分を 水によ り熱交換して冷却し凝縮させて除湿する水冷式であ り、 全体に中空 状を成している。 又、 この熱交換器 9 0は、 ドラム 7 0の回転中心たる前 記モー夕 Ί 6の回転軸 7 6 cに対して同心円状に湾曲する形状を成してお り、 モ一夕 7 6 を避けて配設されている。
そして、 熱交換器 9 0は、 下部に連通口である水出口兼用の空気入口 9 1 を有しており、 その空気入口 9 1は水槽 6 8の内下部に連通している。 又、 熱交換器 9 0は、 上部がダク ト 9 2によ り送風機 8 1 のケ一シング 8 3に連通している。 以上の熱交換器 9 0、 ダク ト 9 2、 送風機 8 1、 並び に前記加熱器 8 2、 及びダク ト 8 9によつて乾燥ュニヅ ト 9 3が構成され ている。
注水管 9 4は、 熱交換器 9 0内部の上方に横架されている。 この注水管 9 4は、 熱交換器 9 0内の下方部を臨む下面部に例えば横一列状に多数の 噴水口 （図示せず） を有しており、 その一端部は熱交換器 9 0外に位置し ている。 そして、 その注水管 9 の一端部には注水チューブ 9 5の一端部 が接続され、 該注水チューブ 9 5の他端部は、 前記外箱 6 1 内の最上部に 配設された給水弁 9 6に接続されている。
水位センサ 9 7は、 外箱 6 1 内の最上部に配設されている （図 1 2参照 )。 この水位センサ 9 7は、 水槽 6 8 内の水位を、 水槽 6 8 の底 に取付 けた図示しないエア トラ ップからエアチューブを介して空気圧によ り検知 するようになつている。 ここで、 水槽 6 8内は前記小孔 7 1 を介して ドラ ム 7 0内と連通しており、 水槽 6 8内に貯水すれば、 小孔 7 1 を通じて ド ラム 7 0内にも貯水される。 従って、 水位センサ 9 7及び図示しないエア トラップとエアチューブは、 ドラム 7 0内の水位をも検知する。
給水ポンプ 9 9は、 外箱 6 1 内の最上部に配設されている。 この給水ポ ンプ 9 9は、 風呂水などのような水道水以外の水を図示しない吸水ホース を介し吸入して吐出する。 注水ケース 1 0 0は、 外箱 6 1 内最上部の前方 に配設されており、 給水ポンプ 9 9から吐出される水道水以外の水を接続 ホース 1 0 1 を介して受容する。 また、 注水ケース 1 0 0は、 図示しない 水道の蛇口から給水弁 1 0 2 (図 1 2参照） を通じて供給される水道水を 接続ホース 1 0 3を介して受容するようになっている。 そして、 前記洗剤 投入用ケースは、 注水ケース 1 0 0の内部に収容されており、 注水ケース 1 0 0の前底部は、 注水管 9 4を介して前記水槽 6 8 内に連通するよう に なっている。
この構成で、 水道水は、 給水弁 9 6 によ り接続ホース 1 0 3を通じて注 水ケース 1 0 0内に供給されると、 洗剤投入用ケース内を経て注水管 9 4 を通じ水槽 6 8 内に供給され、 更には ドラム 7 0の前記小孔 7 1 を通じて ドラム 7 0内に供給される。 従って、 このとき、 洗剤投入用ケース内に洗 剤を投入すれば、 その洗剤は水と共に ドラム 7 0 内に投入される。 一方、 給水ポンプ 9 9によ り接続ホース 1 0 1 を通じて注水ケース 1 0 0 内に供 給された水道水以外の水は、 直接 （洗剤投入用ケースを経ずに） 注水管 9 4を通じ水槽 6 8 内 （ ドラム 7 0 内） に供給されるようになっている。 なお、 給水弁 1 0 2 と前記給水弁 9 6 も、 前記排水弁 7 9 と同様の電動 式のものである。
図 1 2は、 マイ コ ン （制御手段） 1 0 5及びその周辺よ りなる電気的構 成を示している。 このマイコン 1 0 5 は前記制御回路ュニヅ ト 6 7に含ま れ、 ドラム式洗濯乾燥機の運転全般を制御するようになっている。 このマ イコン 1 0 5には、 前記操作パネル 6 3の各種スィ ヅチから成る操作入力 部 1 0 6から各種操作信号が入力されるようになっている。 操作入力部 1 0 6は前記操作回路ュニッ ト 6 6 に含まれており、 操作パネル 6 3 に対す る使用者の操作に応じた各種操作信号を出力するようになっている。 このほか、 マイコン 1 0 5には水位センサ 9 7から水位検知信号が入力 されると共に、 水槽 6 8 内の洗濯水の汚れを検知するよう に設けた汚れセ ンサ 1 0 7から汚れ検知信号が入力される。 また、 マイコ ン 1 0 5 には ド ラム 7 0内の気温を検知するための気温センサ （例えば、 サ一ミス夕） 1 0 8から気温検知信号が入力されると共に水槽 6 8内の水温を検知するた めの水温センサ 1 1 2から水温検知信号が入力されるよう になっている。 そして、 マイ コン 1 0 5は、 A / D変換部 3 2に与えられる電流検出信 号並びに予め記憶された制御プログラムに基づいて、 前記モー夕 7 6 を駆 動するィ ンパ一夕回路 1 0 9に駆動制御信号を与えるよう になつている。 尚、 マイコ ン 1 0 5がイ ンバー夕回路 1 0 9を介してモ一夕 7 6を駆動制 御する構成については、 第 1実施例における図 1 に示すものと全く 同様で ある。
また、 マイコ ン 1 0 5は、 操作パネル 6 3の各種表示部から成る表示ュ ニッ ト 1 1 0、 洗濯水を加熱するための温水用ヒ一夕 7 8、 排水弁 Ί 9、 送風機 8 1 の送風用モ一夕 8 5、 温風生成用ヒー夕 8 8、 給水ポンプ 9 9 、 給水弁 9 6 , 1 0 2を駆動するための駆動回路 1 1 1に駆動制御信号を 与えるようになつている。
次に、 本実施例の作用について図 1 3乃至図 1 6をも参照して説明する 。 図 1 3は、 洗濯乾燥機の一連の行程を示すものである。 先ず、 ユーザが ドラム 7 0 に投入した洗濯物の量を推定するため布量検知が行われ、 その 結果、 投入すべき洗剤の量が表示ユニッ ト 6 0に表示される。 ユーザは、 その表示を見て洗剤投入ケース内に洗剤を投入する。 同時に、 給水が水槽 6 8内に洗濯物の量に応じた水位まで行われて完了すると、 モ一夕 7 6 に よって ドラム 7 0が正反転駆動され洗い行程が実施される。 この時、 ユー ザによって 「煮洗い」 が選択された場合はヒ一夕 7 8に通電が行われる。 洗い行程の最後に 「排水」， 「脱水」 が行われると続いて濯ぎ行程に移行 し、 「給水」 が行われた後一回目の 「濯ぎ 1」 が開始される。 「濯ぎ 1」 の 後は、 「排水」， 「脱水」， 「排水」， 「濯ぎ」 のセッ トを 2回繰り返し、 計 3 回の濯ぎを行う。 それから、 脱水行程に移行して 「排水」， 「脱水」 が行わ れると、 乾燥行程に移行し、 ドラム 7 0が回転されると共にヒ一夕 8 8が 通電され、 モ一夕 8 5が回転されることで熱風が ドラム 7 0内に循環され る。
図 1 4乃至図 1 6は、 洗いまたは濯ぎ時， 脱水時， 乾燥時における ドラ ム 7 0 (モー夕 7 6 ) の回転数制御パ夕一ンを示すものである。 図 1 4に 示す洗いまたは濯ぎ時は、 回転数を 0 r p mから 5 0 r p mまで 1秒間で 上昇させる とその状態を 3秒間維持し、 続いて 5 O r p mから O r p mま で 1秒間で下降させる。 それから、 3秒間の停止期間を経て回転方向を反 転させる。 このパ夕一ンを繰り返し行う。 この場合、 第 1実施例と同様に 、 モ一夕 7 6の出力 トルクは q軸電流指令値 I q ref によ りべク トル制御 が行なわれると共に回転速度については P I制御が行われ、 d軸電流指令 値； I dref = 0 として全界磁制御される。
図 1 5に示す脱水時は、 回転数を 0 r p mから 1 0 0 0 r p mまで 3分 間で上昇させるとその状態を 7分間維持し、 続いて 1 0 0 O r p mから 0 r p mまで 1分間で下降させる。 この場合も、 第 1実施例と同様に図 4に 示すフローチャー トに従って制御することで、 PWM信号のデューティ が 9 0 %を超えると （例えば回転数 5 0 0 r p m)、 ベク トル制御から電圧 • 位相制御に切替えを行う と共に、 図 9に示したように進み角通電によ り 弱め界磁制御を行う ようにする。
図 1 6示す乾燥時は、 回転数を 6 0 r p mまで上昇させるとその状態を 維持し、 続いて 6 O r p mから O r p mまで下降させる。 この期間を 1分 間とする。 それから、 僅かな停止期間を経て回転方向を反転させる。 この パターンを繰り返し行う。 この場合は、 洗いまたは濯ぎ運転と同様に トル クをぺク トル制御すると共に速度を P I制御し、 全界磁制御する。
以上のように第 2実施例によれば、 洗い， 濯ぎ， 脱水運転と脱水運転の 低速回転領域においてはモー夕 7 6 を全界磁で運転し、 脱永運転の高速回 転領域においてはモー夕 7 6 を弱界磁で運転するように制御して、 全界磁 運転を行う場合はモ一夕 7 6の出力 トルクをぺク トル制御し、 弱界磁運転 を行う場合はモ一夕 7 6 を電圧 · 位相制御するようにした。 従って、 洗濯 乾燥機においても、 第 1実施例と同様の効果が得られる。
図 1 7乃至図 2 0は本発明を縦型の洗濯乾燥機に適用した場合の第 3実 施例を示すものである。 図 1 7は洗濯乾燥機全体の構成を一部展開して示 す縦断側面図である。 洗濯物の出し入れ口を開閉する蓋 1 2 2は、 外郭を 形成する本体 1 2 1 の上面中央部に備えられ、 各種の選択スィ ツチを有す る操作パネル 1 2 3は本体 1 2 1 の前方に配設されている。 制御装置 （制 御手段） 1 2 4は、 洗濯および乾燥運転の全般を制御するもので、 マイク 口コンピュータを主体とする回路で構成され、 操作パネル 1 2 3が配置さ れている部位の本体 1 2 1 内方に設けられている。
水槽 1 2 5は、 上面を開口した貯水可能な有底筒状に 成され、 複数の 弾性支持装置 1 2 6 ( 1個のみ図示） を介して本体 1 2 1 の内部に設けら れている。 排水口 1 2 5 aは水槽 1 2 5の最低部位に位置している。 排水 口 1 2 5 aには排水弁 1 2 7が連通接続され、 更に、 一端側が機外に導出 される排水ホース 1 2 8が接続されている。 尚、 上記水槽 1 2 5は合成樹 脂製であ り、 例えばポリ プロ ピレンを基材にガラス繊維を 1 5 wt%以上加 えた複合材料にて成形し、 該水槽 1 2 5を乾燥室として使用できるように 耐熱補強が施されている。
回転槽 1 2 9 は、 洗濯物を収容し洗濯槽と脱水槽を兼用するもので、 水 槽 1 2 5の内部に回転可能に配設されている。 この回転槽 1 2 9は、 金属 製若しくは金属を主体とする材料によ り堅固に構成されており、 水槽 1 2 5 と略同様に上面が開口され、 底部を含む全周壁に多数の透孔 1 2 9 aを 有する縦形円筒状をなしている。 撹拌体 1 3 0は、 回転槽 1 2 9の内底部 の中心に回転可能に設けられ、 バランスリ ング 1 2 9 bは、 回転槽 1 2 9 の上端部に固着されている。
回転槽 1 2 9および撹拌体 1 3 0は、 水槽 1 2 5の外底部に装着された 駆動モ一夕 1 3 1 によ り回転駆動される。 そして、 図示しないクラヅチ機 構を介すことで、 洗い運転では撹拌体 1 3 0のみが駆動され、 脱水運転や 乾燥運転時には撹拌体 1 3 0 と水槽 1 2 5 とが共に回転駆動される。 但し 、 水槽 1 2 5は、 乾燥運転時には脱水運転時に比較して低速回転に制御さ れる。 モ一夕 1 3 1 は、 第 1 または第 2実施例と同様にァゥ夕口一夕型の ブラシレスモ一夕で構成されている。
温風循環路 1 3 2は、 水槽 1 2 5内に温風を循環供給するもので、 本体 1 2 1 の奥方隅部で且つ上記構成の水槽 1 2 5の側方において、 下端部か ら上端部にかけて水槽 1 2 5を取り巻く ように形成されている。 温風循環 路 1 3 2の下端部は、 ダク ト 1 3 3 aを介して水槽 1 2 5下部の排水口 1 2 5 a近傍に開口連通している。 温風循環路 1 3 2の上端部は、 ダク ト 1 3 3 bを介して水槽 1 2 5の上面開口を臨む位置に開口している。 そして 、 除湿ユニッ ト 1 3 4は、 ダク ト 1 3 3 a , 1 3 3 bの間に形成されてい る。 ·
温風発生装置は、 除湿ュニッ ト 1 3 4の下流側に送風機 1 3 5および乾 燥用ヒー夕 1 3 6 を順次配設して設けられている。 温風循環路 1 3 2は、 ダク ト 1 3 3、 除湿ュニヅ ト 1 3 4および温風発生装置によって、 水槽 1
2 5をその一部に介すことで形成されている。
除湿ュニッ ト 1 3 4を構成する熱交換部 1 3 7は、 内外周面が蛇腹をな す管状に形成され、 ダク ト 1 3 3 a , 1 3 3 bを接続するように配置され ている。 冷却ファン装置 1 3 8は、 熱交換部 1 3 7の周側に冷風としての 外気を供給する。 短筒状の風洞 1 3 9 は、 熱交換部 1 3 7の上方部位を包 囲して、 その冷風を下方向へ案内する風路を形成するよう に設けられてい る。 そして、 冷却ファン装置 1 3 8が駆動されることで取り込まれた外気は 冷風として風洞 1 3 9に案内されると、 その冷風が熱交換部 1 3 7の外側 面を下方に流れる。 すると、 熱交換部 1 3 7の内部を図示矢視方向の上方 に流れる空気 （排気温風） は冷やされ、 凝縮された水分が滴下することで 空気中から湿気が取り除かれる。 以上の機構が空冷式除湿器 1 4 0 を構成 している。
風洞 1 3 9を流れる冷風の一部は水槽 1 2 5め外周壁面に沿って流下し 、 該水槽 1 2 5 の下半部を冷却する。 これによ り、 水槽 1 2 5を介して内 部の排気温風との間で一部熱交換が行なわれ、 水分の冷却凝縮による除湿 作用が促進される。
冷却水を注入するための給水手段は、 熱交換部 1 3 7の上部内方に設け られている。 この給水手段は、 水道等の給水源に接続された給水切替弁 1 4 1 と、 この給水切替弁 1 4 1から少なく とも 2分岐される通水路 1 4 2 ， 1 4 3 とから構成されている。 通水路 1 4 2は、 熱交換部 1 3 7 の上部 内方に連通して少水量の冷却水を流す水路であ り、 通水路 1 4 3は、 水槽 1 2 5内に臨み洗濯水として多量の水を供給するための水路である。 従つ て、 熱交換部 1 3 7内には、 通水路 1 4 2からは少量の冷却水が供給され 、 その水が熱交換部 1 3 7内を上方に移動中の空気に接触して冷却するた め、 空気中の水分が凝縮されて除湿される。
このように、 熱交換部 1 3 7内に冷却水供給用の給水手段を設けるこ と で、 所謂水冷式除湿器 1 4 4が構成されている。 そして、 除湿ュニヅ ト 1 3 4は、 これら空冷式および水冷式の二つの除湿手段を具備する構成であ る。 特に、 本実施例における熱交換部 1 3 7は、 蛇腹状に形成されるこ と で熱交換面積を大きく して効率の良い熱交換が可能である。 撹拌用リブ 1 4 5は、 該熱交換部 1 3 7の内方下部に突設されている。 熱交換部 1 3 7 を流れる空気は、 撹拌用 リブ 1 4 5 によって冷却水とむらなく接触するよ うになる。 また、 冷却水自体も撹拌用リ ブ 1 4 5 によって飛散するので、 水と空気との接触が更に良好となる。 除湿ュニッ ト 1 3 4を経て除湿された乾いた空気は、 この下流側に配設 された温風を発生させる送風機 1 3 5 とヒ一夕 1 3 6によ り効率良く温風 化され、 ダク ト 1 3 3 bを経て水槽 1 2 5に供給される。
尚、 除湿ユニッ ト 1 3 4や温風循環路 1 3 2は、 詳細な取付構造は略す が弾性支持された水槽 1 2 5側に連結固定されている。 また、 外気を取り 込む冷却フ ァン装置 1 3 8も、 本体 1 2 1の外方に臨む位置にやはり弾性 的に取付支持されている。 また、 洗濯乾燥機の電気的.構成は、 基本的に第 2実施例と同様である。
図 1 8乃至図 2 0は、 洗いまたは濯ぎ時， 脱水時， 乾燥時におけるモ一 夕 1 3 1の回転数制御パターンを示すものである。 図 1 8に示す洗いまた は濯ぎ時は、 回転数を 0 r p mから 1 5 0 r p mまで 0. 3秒'間で上昇さ せるとその状態を 0. 5秒間維持し、 続いて 1 5 0 r p mから O r p mま で 0. 5秒間で下降させる。 それから、 0. 7秒間の停止期間を経て回転 方向を反転させる。 このパ夕一ンを繰り返し行う。 この場合も、 第 1実施 例と同様に、 モ一夕 7 6の出力 トルクについては q軸電流指令値 I qref によ りべク トル制御を行なう と共に回転速度については P I制御を行い、 d軸電流指令値 I dref = 0として全界磁制御する。
図 1 9に示す脱水時は、 回転数を 0 r p mから 9.0 0 r p mまで 3分間 で上昇させるとその状態を 7分間維持し、 続いて 9 0 O r pmから O r p mまで 1分間で下降させる。 この場合も、 第 1実施例と同様に図 4に示す フローチャート に従って制御することで、 PWM信号のデューティが 9 0 %を超える と （回転数 4 0 0 r p m)、 ぺク トル制御から電圧 ■ 位相制御 に切替えを行う と共に、 弱め界磁制御を行うようにする。
図 2 0に示す乾燥時は、 回転数を 5 O r pmまで上昇させる とその状態 を維持し、 続いて 5 O r p mから O r p mまで下降させる。 この期間を 1 0分間とする。 それから、 1分間の停止期間を経て回転方向を反転させる (( a ) 参照）。 また、 その停止期間には、 撹拌体 1 3 0を 1 0 0 r p mで 交互に正反転させる （（ b ) 参照）。 このパターンを繰り返し行う。 この場 合は、 洗いまたは濯ぎ運転と同様に トルクについてべク トル制御を行う と 共に速度について P I制御を行い、 全界磁制御する。
即ち、 これらの動作は、 機構的な相違によって具体数値例が第 2実施例 とは異なるが、 洗濯乾燥機としての基本的な動作は略同一である。
以上のように第 3実施例によれば、 本発明を縦型の洗濯乾燥機に適用し た場合でも、 第 1 または第 2実施例と同様の効果が得られる。
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではな く、 次のような変形または拡張が可能である。
回転数や電流値などは一例であ り、 個別の設計に応じて適宜変更して実 施すれば良い。 また、 脱水運転の高速回転領域においてベク トル制御から 電圧 ' 位相制御に切り替える夕ィ ミ ングも、 P M W信号のデューティ 9 0 %を基準とするものに限らず、 個別の設計に応じて最適となる基準を適宜 設定すれば良い。 産業上の利用可能性
以上のように本発明のィ ンパ一夕装置は、 洗濯機または洗濯乾燥機に適 用することで、 消費電力を低減してモ一夕の効率を向上させることができ る。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 以下の構成を備えてなることを特徴とする洗濯機のィ ンバ一夕装置。 洗い， 濯ぎ及び脱水の各行程を連続して行う全自動洗濯機について、 洗 い， 濯ぎ及び脱水の各運転を行うための回転駆動力を与えるモ一夕を駆動 制御するものであ り、 洗い， 濯ぎ運転と脱水運転の低速回転領域において は前記モー夕を全界磁で運転し、 脱水運転の高速回転領域においては前記 モ一夕を弱界磁で運転するように制御する と共に、 前記全界磁運転を行う 場合は前記モー夕の出力 トルクをべク トル制御し、 前記弱界磁運転を行う 場合は前記モ一夕を電圧 · 位相制御する制御手段を備える。
2 . 以下の構成を備えてなることを特徴とする洗濯乾燥機のイ ンバ一夕装 置。
洗い， 濯ぎ， 脱水及び乾燥の各行程を連続して行う全自動洗濯乾燥機に ついて、 洗い， 濯ぎ， 脱水及び乾燥の各運転を行うための回転駆動力を与 えるモー夕を駆動制御するもので、 洗い， 濯ぎ， 乾燥の各運転と脱水運転 の低速回転領域においては前記モー夕を全界磁で運転し、 脱水運転の高速 回転領域においては前記モ一夕を弱界磁で運転するように制御する と共に 、 前記全界磁運転を行う場合は前記モ一夕の出力 トルクをぺク トル制御し 、 前記弱界磁運転を行う場合は前記モー夕を電圧 · 位相制御する制御手段 を備える。
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