JP3142863B2 - Fully automatic washing machine and fully automatic washing and drying machine - Google Patents
Fully automatic washing machine and fully automatic washing and drying machineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は全自動洗濯機及び全自動洗濯乾燥機に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fully automatic washing machine and a fully automatic washing and drying machine.
従来の装置は、特開昭58−155894号公報及び特公昭64
−9040号公報のように、前者は無刷子交流電動機により
駆動される洗濯機、後者は三相交流モータを周波数変換
装置を介して任意の回転数に設定できる可変速制御を特
徴とした洗濯機の駆動方式であり、いずれもインバータ
等の周波数可変装置でモータ回転数を制御するために、
駆動モータのギヤー切換えを不要としている。Conventional devices are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-155894 and Japanese Patent Publication No.
As in JP-9040, the former is a washing machine driven by a brushless AC motor, and the latter is a washing machine characterized by a variable speed control capable of setting a three-phase AC motor to an arbitrary rotation speed via a frequency converter. In order to control the motor rotation speed with a frequency variable device such as an inverter,
The gear change of the drive motor is not required.
しかし、少なくとも洗濯,脱水の工程は勿論である
が、洗濯,脱水さらに乾燥等の工程を1台の洗濯機で行
う場合には駆動用モータの回転数範囲が広いので、従来
のV/F(電圧/周波数)一定制御ではインバータの周波
数制御範囲が広くなる。この結果、各工程におけるモー
タの電圧と電流の関係に差異が生じる。すなわち、モー
タの回転数は乾燥工程が最も低く、次いで洗濯工程、最
も回転速度の大きいのが脱水工程である。このため、洗
濯工程時のモータ回転数に対して脱水工程時の回転数は
4〜6倍大きく、乾燥工程時のモータ回転数と脱水工程
時の回転数ではさらに回転数差が大きく、14〜16倍の差
異がある。However, when the washing, dehydration and drying steps are performed by a single washing machine, not to mention at least the washing and dehydration steps, the range of the rotation speed of the driving motor is wide. In the constant voltage / frequency control, the frequency control range of the inverter is widened. As a result, there is a difference in the relationship between the motor voltage and the current in each step. That is, the rotation speed of the motor is the lowest in the drying process, the washing process is the next, and the spinning speed is the highest in the spinning process. For this reason, the number of rotations in the spinning step is 4 to 6 times larger than the number of rotations in the washing step, and the difference between the number of rotations in the drying step and the number of rotations in the spinning step is larger. There is a 16-fold difference.
このため、1台のモータでギヤー切換を行なわない場
合には各工程でモータの印加電圧及び電流の値に大きな
差異が生じ、駆動モータが大きくなり問題となる。すな
わち、V/F一定制御インバータでは高速回転では周波数
が高くなると同時に電圧も高くなり、低速回転では周波
数が低くなると同時に電圧も低くなるから、回転数範囲
が広いとモータ電流に差異が生じ易い欠点があつた。For this reason, when gear switching is not performed by one motor, a large difference occurs between the applied voltage and the current value of the motor in each step, and the drive motor becomes large, which is a problem. In other words, in the V / F constant control inverter, the frequency increases at the same time as the frequency increases during high-speed rotation, and the voltage decreases at the same time as the frequency decreases during low-speed rotation. There was.
上記従来技術はブラシレスモータを駆動モータもしく
は三相誘導電動機をV/F一定制御インバータで駆動する
場合に洗濯,脱水あるいは乾燥等におけるパルセータや
バスケツトの回転をギヤーあるいはプーリ等の減速比を
変えられる減速機を用いないこと及び回転数範囲が広い
ために、各工程における所要入力の電圧と電流値の差異
が大きくなり、モータの小形化が困難であつた。The above-mentioned conventional technology reduces the rotation of a pulsator or a basket during washing, dehydration or drying when a brushless motor is driven by a drive motor or a three-phase induction motor with a V / F constant control inverter. Since no machine is used and the range of the number of rotations is wide, the difference between the required input voltage and current value in each process becomes large, and it is difficult to reduce the size of the motor.
本発明の目的は、性能の良い全自動洗濯機及び全自動
洗濯乾燥機を提供することにある。An object of the present invention is to provide a fully automatic washing machine and a fully automatic washing and drying machine with good performance.
上記目的を達成するために、本発明は、洗い,脱水を
行い、ベクトル制御機能を有する可変周波数制御装置に
よりモータを駆動する全自動洗濯機であって、前記可変
周波数制御装置により、洗い時はモータ電圧を可変して
前記モータの回転数を制御し、脱水時は洗い時より弱め
界磁制御を行って前記モータの回転数を制御するように
したことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention is a fully automatic washing machine that performs washing and dehydration, and drives a motor by a variable frequency control device having a vector control function. The motor speed is controlled by varying the motor voltage, and during dehydration, the field control is performed weaker than during washing to control the motor speed.
洗い,脱水を行い、ベクトル制御機能を有する可変周
波数制御装置によりモータを駆動する全自動洗濯機であ
って、前記可変周波数制御装置により、洗い時はモータ
電圧を可変して前記モータの回転数を制御し、脱水時は
洗い時より弱め界磁制御を行って前記モータの回転数を
制御することで、性能の良い全自動洗濯機及び全自動洗
濯乾燥機を提供することができる。A fully automatic washing machine that performs washing and dehydration and drives a motor by a variable frequency control device having a vector control function, wherein the variable frequency control device changes the motor voltage during washing to change the rotation speed of the motor. By controlling and controlling the rotation speed of the motor by performing field weakening control at the time of dehydration rather than at the time of washing, it is possible to provide a fully automatic washing machine and a fully automatic washing and drying machine with good performance.
以下、本発明を図面の一実施例にもとづいて説明す
る。第1図〜第4図は全自動洗濯乾燥機への実施例で、
第1図は、右側面から見た状態の内部構造説明図、第2
図はベクトル制御インバータで駆動する場合の基本構成
図、第3図は背面から見た状態の内部構造説明図、第4
図は第1図と異なる部分を右側面から見た状態の内部構
造説明図である。Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment of the drawings. FIGS. 1 to 4 show an embodiment of a fully automatic washing and drying machine.
FIG. 1 is an explanatory view of the internal structure viewed from the right side, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration when driven by a vector control inverter. FIG.
The figure is an explanatory diagram of the internal structure in a state where a part different from FIG. 1 is viewed from the right side.
図において、鋼板製で箱形の外枠1内には、吊棒2お
よび防振ばね3によつて回動ベース4が防振支持されて
いる。回動ベース4は、外槽6に可回転的に取り付けら
れている。回動ビーム5は、回動ベース4と同様、その
一端が外槽6に可回転的に取り付けられており、回動ビ
ーム5の他端は、後述する回動モータ機構に取り付けら
れている。外槽6内には、横断面形状がほぼ円形でしか
も、洗い槽,脱水槽,乾燥用ドラムを兼ねるバスケツト
7が設けられている。バスケツト7の上端には、バラン
スリング8が、超音波溶着等の手段により取り付けられ
ている。バスケツト7の内側壁には、バスケツト7を傾
けて乾燥をおこなう場合に布をかき上げる縦リブ状のリ
フター7aが複数個設けられており、また多数の縦溝7bが
設けられている。縦溝7bには、多数の脱水孔7cが設けら
れている。バスケツト7の内底中央には、パルセータ9
を回転自在に装着する凹部7dが設けられている。外槽6
の上端には、外槽6とバスケツト7との間に洗濯物が落
下するのを防止するために槽カバー10を固定する。外槽
6の外底部には、排水バルブ11が取り付けられている。In the figure, a rotating base 4 is supported in a box-shaped outer frame 1 made of a steel plate by a suspension rod 2 and a vibration-proof spring 3 in a vibration-proof manner. The rotation base 4 is rotatably attached to the outer tub 6. One end of the rotating beam 5 is rotatably attached to the outer tub 6 similarly to the rotating base 4, and the other end of the rotating beam 5 is attached to a rotating motor mechanism described later. Inside the outer tub 6, there is provided a basket 7 having a substantially circular cross section and also serving as a washing tub, a dewatering tub and a drying drum. A balance ring 8 is attached to the upper end of the basket 7 by means such as ultrasonic welding. The inner wall of the basket 7 is provided with a plurality of vertical rib-shaped lifters 7a for scraping up the cloth when the basket 7 is tilted and dried, and is provided with a number of vertical grooves 7b. The vertical groove 7b is provided with a large number of dehydration holes 7c. In the center of the bottom of the basket 7, there is a pulsator 9
There is provided a concave portion 7d in which is rotatably mounted. Outer tub 6
A tub cover 10 is fixed to the upper end of the tub to prevent the laundry from falling between the outer tub 6 and the basket 7. A drain valve 11 is attached to the outer bottom of the outer tub 6.
回転駆動装置12は、鋼板製のベース13に取り付けられ
ている。ベース13は、ほぼ箱形に形成されており、ねじ
等の手段により外槽7に固定されている。The rotation drive device 12 is mounted on a base 13 made of a steel plate. The base 13 is formed in a substantially box shape, and is fixed to the outer tub 7 by means such as screws.
内部排水ホース15の一端は、排水バルブ11に接続さ
れ、他端は、外枠1の下部に設けたベース16上に開放さ
れている。ベース16は、その下部に複数個の足16a,外枠
1の保持部16b,水受部16c、および排水口部16dを有す
る。水受部16cは、中央に向けて傾斜させた構成とし、
排水ホース15から放出された水は、前記排水口部16dか
ら排出される。なお、排水口部16dからの水は、外部排
水ホース20を介して外部に排出される。One end of the internal drainage hose 15 is connected to the drainage valve 11, and the other end is opened on a base 16 provided below the outer frame 1. The base 16 has a plurality of feet 16a, a holding portion 16b of the outer frame 1, a water receiving portion 16c, and a drain port 16d at a lower portion thereof. The water receiving portion 16c is configured to be inclined toward the center,
The water discharged from the drain hose 15 is discharged from the drain port 16d. The water from the drain port 16d is discharged to the outside via the external drain hose 20.
全自動洗濯機の場合は洗濯と脱水、また、全自動洗濯
乾燥機の場合は洗濯,脱水,乾燥工程があり、その駆動
システムの基本構成を第2図で説明する。洗いはパルセ
ータ9を回転させ、脱水及び乾燥はバスケツト7を回転
させる。バスケツト7とパルセータ9の駆動はモータ出
力軸からプーリもしくはギヤー等からなる一定の減速比
の減速装置19aを介しバスケツト7あるいはパルセータ
9のいずれかを駆動するのをクラツチ装置19bで切換え
る構成になつており、これらを回転駆動装置12としてい
る。In the case of a fully automatic washing machine, there are washing and dehydration, and in the case of a fully automatic washing and drying machine, there are washing, dehydration, and drying steps. The basic configuration of a drive system thereof will be described with reference to FIG. For washing, the pulsator 9 is rotated, and for dehydration and drying, the basket 7 is rotated. The driving of the basket 7 and the pulsator 9 is switched by the clutch device 19b to drive either the basket 7 or the pulsator 9 from the motor output shaft via a reduction gear 19a having a constant reduction ratio composed of a pulley or a gear. These are the rotation drive devices 12.
モータ17は三相誘導モータで構成し、巻線形もしくは
かご形誘導モータを用いるが、構成の堅固なかご形誘導
モータが望ましい。The motor 17 is constituted by a three-phase induction motor, and uses a winding type or a cage type induction motor.
モータ17を駆動する可変周波数制御装置18はベクトル
制御インバータで構成し、モータ17に速度センサを設け
る方式と速度センサを設けない方式があるが、洗濯機で
は速度センサを設けない方式が望ましいことから、第2
図は速度センサレスベクトル制御インバータを示してい
る。The variable frequency control device 18 for driving the motor 17 is constituted by a vector control inverter, and there are a system in which a speed sensor is provided in the motor 17 and a system in which a speed sensor is not provided. , Second
The figure shows a speed sensorless vector control inverter.
本構成では洗い工程ではクラツチ19bはパルセータ9
側が直結され、脱水工程と乾燥工程はバスケツト7側が
直結されて、減速装置19aを介してモータ17にベクトル
制御インバータからなる可変周波数制御装置18から電力
を供給されて、各工程に適した回転速度になるように周
波数が設定される。In this configuration, the clutch 19b is used as the pulsator 9 in the washing process.
In the dewatering step and the drying step, the basket 7 side is directly connected, and the motor 17 is supplied with power from the variable frequency control device 18 composed of a vector control inverter via the reduction gear 19a, and the rotation speed suitable for each process is The frequency is set so that
なお、モータ17,減速装置19aとクラツチ19bからなる
回転駆動装置12は外槽6の底部にベース13を介して取り
付けられている。In addition, a rotary drive device 12 including a motor 17, a speed reduction device 19a and a clutch 19b is attached to the bottom of the outer tub 6 via a base 13.
回動モータ21の出力軸には、回動アーム22が取り付け
られており、回動アーム22には、回動ビーム5の一端が
可回転的に取り付けられている。外槽6には、軸ベース
23が、ねじ等の手段により設けられており、軸ベース23
の一部を延出してビーム受け24が形成されている。回動
ビーム5の他端は、ビーム受け24の係止部25に可回転的
に支持されている。外槽軸26は、軸ベース23に取り付け
られており、また外槽軸26は、回動ベース4の軸受部27
で可回転的に支持されている。スイツチレバー40は、外
槽軸26に一体的に設けられており、またスイツチレバー
40は、マイクロスイツチ(H)41,マイクロスイツチ
(V)42に係合するように取り付けられている。A rotation arm 22 is attached to an output shaft of the rotation motor 21, and one end of the rotation beam 5 is rotatably attached to the rotation arm 22. The outer tank 6 has a shaft base
23 is provided by means such as screws, and the shaft base 23
Is extended to form a beam receiver 24. The other end of the rotating beam 5 is rotatably supported by a locking portion 25 of the beam receiver 24. The outer tank shaft 26 is attached to the shaft base 23, and the outer tank shaft 26 is
And is rotatably supported. The switch lever 40 is provided integrally with the outer tank shaft 26.
Reference numeral 40 is attached so as to engage with the microswitch (H) 41 and the microswitch (V) 42.
ダクト44は、乾燥工程中に熱風を循環するためのもの
であり、その一端は、外槽6の排気部6bに、他端は、送
風機45の吸気口45aに気密的に接続されている。ダクト4
4の中央内径部44aは、外槽6に一体的に設けられた溢水
すすぎ用の溢水口46の上端部47よりH寸法だけ高くし
て、洗濯水が送風機45の内部に侵入しないよう構成され
ている。The duct 44 is for circulating hot air during the drying process. One end of the duct 44 is air-tightly connected to the exhaust part 6b of the outer tub 6 and the other end is air-tightly connected to the air inlet 45a of the blower 45. Duct 4
The central inner diameter portion 44a of the fourth is higher than the upper end portion 47 of the overflow port 46 provided for integral rinsing of the outer tub 6 by an H dimension so that washing water does not enter the inside of the blower 45. ing.
ダクト44の内部には、ノズル50が設置されており、ホ
ース49を介して導入された水がダクト44内に噴霧され
る。すなわち、乾燥工程中、衣類からの湿気を含んだ空
気が循環するのを防止すべく、バスケツト7内の熱風を
ダクト44内に導びき、このダクト44内を通過する熱風に
水を噴射して、当該熱風中の湿気を凝縮捕集する。送風
ガイド52の一端は、送風機45の排気側に取り付けられ、
他端は、加熱ユニツト51に接続されている。さらに、加
熱ユニツト51は、槽内排気口53を有している。A nozzle 50 is provided inside the duct 44, and water introduced through a hose 49 is sprayed into the duct 44. That is, during the drying process, the hot air in the basket 7 is guided into the duct 44 and water is injected into the hot air passing through the duct 44 in order to prevent the air containing moisture from the clothes from circulating. Then, the moisture in the hot air is condensed and collected. One end of the blower guide 52 is attached to the exhaust side of the blower 45,
The other end is connected to the heating unit 51. Further, the heating unit 51 has an exhaust port 53 in the tank.
以上の構成において、洗い−すすぎ−脱水の洗濯工程
は、外槽6,バスケツト7を直立させた状態でおこなう。
なお、この位置検出は、スイツチレバー40がマイクロス
イツチ(V)42と係合することによりおこなわれる。In the above configuration, the washing process of washing-rinsing-dehydration is performed with the outer tub 6 and the basket 7 upright.
This position detection is performed when the switch lever 40 is engaged with the micro switch (V) 42.
なお、洗い,すすぎの洗濯工程は減速装置19aを介し
てクラツチ19bでパルセータ9が直結されて基底回転速
度で励磁電流成分の大きい状態で運転される。また、乾
燥工程は洗濯工程の基底回転速度より低い回転速度で運
転されるが、洗濯工程と同様にベクトル制御により励磁
電流成分の大きい状態で運転される。但し乾燥工程はク
ラツチ19bの動作でバスケツト7が直結される。In the washing and rinsing steps, the pulsator 9 is directly connected to the clutch 19b via the speed reducer 19a, and is operated at a base rotation speed with a large exciting current component. Further, the drying process is operated at a rotation speed lower than the base rotation speed of the washing process, but is operated in a state where the exciting current component is large by the vector control similarly to the washing process. However, in the drying step, the basket 7 is directly connected by the operation of the clutch 19b.
次に、乾燥工程に入るが、この乾燥工程に際しては、
通常のドラム式乾燥機と同じように、バスケツト7をほ
ぼ水平の位置まで傾斜させる。すなわち、この動作は、
回動モータ21により回動アーム22を回転させ、いわゆる
リンク機構の一要素をなす回動ビーム5を移動させるこ
とによりおこなわれる。なお、回動角度の検出は、スイ
ツチレバー40がマイクロスイツチ(H)41と係合するこ
とによりおこなわれる。そして、所定の乾燥工程が実施
されると、前記と逆の動作で外槽6,バスケツト7が直立
の位置まで戻される。Next, the drying process is started. In the drying process,
The basket 7 is tilted to a substantially horizontal position, as in a conventional drum dryer. That is, this operation
The rotation is performed by rotating the rotation arm 22 by the rotation motor 21 and moving the rotation beam 5 which is an element of a so-called link mechanism. The detection of the rotation angle is performed when the switch lever 40 is engaged with the microswitch (H) 41. When the predetermined drying step is performed, the outer tub 6 and the basket 7 are returned to the upright position by the reverse operation.
ここで、洗い,脱水及び乾燥工程に必要なパルセータ
9とバスケツト7を回転させるモータ17の所要トルクと
回転数の関係について詳述する。Here, the relationship between the required torque and the number of rotations of the motor 17 for rotating the pulsator 9 and the basket 7 necessary for the washing, dewatering and drying steps will be described in detail.
まず、洗い時あるいはすすぎ時には、パルセータ9を
約120rpmで短周期反転させる。なお、実験によれば、こ
の場合のパルセータ9を回転させるのに必要なトルク
は、衣類の種類にもよるが、最大約200kg cmである。脱
水時には、バスケツト7を約900rpmで高速一方向回転さ
せる。First, at the time of washing or rinsing, the pulsator 9 is inverted at a short cycle of about 120 rpm. According to experiments, the torque required to rotate the pulsator 9 in this case is up to about 200 kgcm, depending on the type of clothing. At the time of dehydration, the basket 7 is rotated at a high speed of about 900 rpm in one direction.
なお、同じく実験によれば、この場合のバスケツト7
の定常回転を維持させるのに必要なトルクは、最大約15
kg cmと小さな値となる。その理由を述べると、バスケ
ツト7の回転を阻害させようとする力は、駆動装置12の
伝達損失でありしかも、主として軸心の狂い、軸受部の
回転損失であるため、前記のごとく小さな値となる。According to the same experiment, the basket 7 in this case was
The torque required to maintain a steady rotation of
The value is as small as kg cm. The reason for this is that the force that hinders the rotation of the basket 7 is a transmission loss of the driving device 12 and is mainly a deviation of the shaft center and a rotation loss of the bearing portion. Become.
乾燥時には、バスケツト7を約55rpmで回転させる。
なお、乾燥工程が進むにしたがつて負荷は減少するが、
実験によれば、この場合のバスケツト7の定常回転を維
持させるのに必要なトルクは、最大約100kg cmである。During drying, the basket 7 is rotated at about 55 rpm.
In addition, the load decreases as the drying process proceeds,
According to experiments, the maximum torque required to maintain the steady rotation of the basket 7 in this case is about 100 kgcm.
以上を整理すると、この乾燥機に要求される回転動力
は、表1に示すようになる。Summarizing the above, the rotational power required for this dryer is as shown in Table 1.
しかして、このように種々変化する回転数,トルクに
対して好適な動力として、近年急速に普及してきた交流
式のインバータモータがある。 As an appropriate power for such variously changing rotational speeds and torques, there is an AC inverter motor which has been rapidly spread in recent years.
従来、インバータでモータを駆動する場合は、可変周
波数にできることから任意の回転数に設定できるので減
速装置の減速比を変えないで、モータ軸出力を負荷に直
接直結する方式と一定の減速比で洗濯,脱水及び乾燥を
行う方式が適用されていた。しかし、この減速装置の減
速比が一定(例えば、ギヤー比ε=1/10)とすると表2
に示すモータの所要特性となる。表2中のモータの所要
出力P(W)は表1の回転数N(rpm),必要トルクτ
(kg−m)とすると次式から求められる。Conventionally, when a motor is driven by an inverter, it can be set to an arbitrary rotation speed because it can be set to a variable frequency.Therefore, without changing the reduction ratio of the reduction gear, a method that directly connects the motor shaft output to the load and a fixed reduction ratio A method of washing, dehydrating and drying has been applied. However, if the reduction ratio of this reduction gear is constant (for example, the gear ratio ε = 1/10), Table 2
The required characteristics of the motor shown in FIG. The required output P (W) of the motor in Table 2 is the rotation speed N (rpm) and the required torque τ in Table 1.
(Kg-m), it is obtained from the following equation.
P=1.027・τ・N なお、表2はブラシレスモータあるいはV/F一定制御
インバータで誘導モータを駆動する場合の所要回転数に
対するトルク及びその時の出力とその出力を出すための
モータ電圧と電流の関係を示す。モータ電圧,電流はモ
ータ効率100%と仮定した概略計算値で示している。P = 1.027 · τ · N Table 2 shows the torque for the required number of revolutions when the induction motor is driven by the brushless motor or the V / F constant control inverter, the output at that time, and the motor voltage and current for producing the output. Show the relationship. The motor voltage and current are indicated by approximate calculation values assuming that the motor efficiency is 100%.
表2より、減速比が一定の場合に、V/F一定制御イン
バータで回転数が最も高い脱水工程のモータ電圧を最大
の200Vに設定すると洗い工程では26.6Vで、電流が9.3A
と大きくなる。また、乾燥工程はモータ電圧が12.2Vと
最少となるが、電流は4.6Aと比較的大きい値となる。す
なわち、モータ電流が各工程で大幅な差異を生じ、モー
タの設計上からは洗い工程のモータ電流9.3Aにモータが
耐えられるように設計しなければならなくなり、モータ
が大きくなる。 According to Table 2, when the reduction ratio is constant, the motor voltage in the dehydration process with the highest rotation speed is set to the maximum 200V by the constant V / F control inverter, and the washing process is 26.6V and the current is 9.3A.
It becomes big. In the drying step, the motor voltage is a minimum of 12.2 V, but the current is a relatively large value of 4.6 A. That is, the motor current greatly differs in each process, and the motor must be designed to withstand the motor current 9.3 A in the washing process from the viewpoint of the motor design, and the motor becomes large.
これに対し、本発明では洗い工程のモータ所要回転数
1200rpmを基底回転速度に設定した場合の例を表3に示
す。なお、本表では減速装置19aの減速比を1/10に設定
した場合を仮定している。On the other hand, in the present invention, the required rotation speed of the motor in the washing process
Table 3 shows an example in which 1200 rpm is set as the base rotation speed. In this table, it is assumed that the reduction ratio of the reduction gear transmission 19a is set to 1/10.
表3より、洗いのモータ回転数を基底回転数とすると
1200rpmで定格電圧となり、この時の電圧が200Vとなる
ので電流は1.23Aとなる。脱水の時は9000rpmなので弱め
界磁制御となるので電圧は定格電圧の200Vに維持する。 From Table 3, if the motor speed for washing is the base speed
The rated voltage is reached at 1200 rpm, and the voltage at this time is 200 V, so the current is 1.23 A. The voltage is maintained at the rated voltage of 200 V because the field control is weaker at 9000 rpm during dehydration.
このため、界磁電流成分は回転数を増加させるための
周波数増加に対して減少させる制御を行う。実際には12
00rpmを基底回転数にして最高回転数を9000rpmにするの
は界磁制御範囲が広いので、実際には基底回転数をもう
少し高い回転数に設定することになると考えられる。For this reason, the field current component is controlled so as to decrease as the frequency increases for increasing the rotation speed. Actually 12
Since setting the maximum rotation speed to 9000 rpm by setting 00 rpm to the base rotation speed has a wide field control range, it is considered that the base rotation speed is actually set to a slightly higher rotation speed.
一方、乾燥工程は基底回転数以下の回転数なので電圧
も基底回転数との比で減少して92Vとなり、電流が0.61A
となる。表2に対して、表3のように可変周波数制御装
置18に強め界磁及び弱め界磁制御が可能なベクトル制御
インバータとすることにより、各工程におけるモータ電
流の電流値の差が小さくできる結果、モータ体格を小さ
くすることになり、モータの小形軽量化を図ることがで
きる。On the other hand, in the drying step, since the rotation speed is lower than the base rotation speed, the voltage is also reduced to 92 V in proportion to the base rotation speed, and the current is 0.61 A.
Becomes In contrast to Table 2, by using a vector control inverter capable of controlling the strong field and the weak field in the variable frequency control device 18 as shown in Table 3, the difference between the motor current values in each process can be reduced. Since the physique is reduced, the size and weight of the motor can be reduced.
なお、ベクトル制御インバータとした可変周波数制御
装置18とモータ17を三相誘導モータとした時の構成を第
5図に示す。家庭用の単相100V電源100の場合は力率改
善回路101を介して倍電圧整流ダイオード102a,102bを介
して平滑コンデンサ103a,103bを充電する。平滑コンデ
ンサの出力は高周波スイツチング素子としてのIGBT(In
sulated Gate Bipolar Transister)106a〜106c′から
なるインバータ回路を介してモータ17に電力を供給す
る。FIG. 5 shows a configuration in which the variable frequency control device 18 as a vector control inverter and the motor 17 are three-phase induction motors. In the case of a single-phase 100V power supply 100 for home use, the smoothing capacitors 103a and 103b are charged through the power factor improvement circuit 101 and the voltage doubler rectifier diodes 102a and 102b. The output of the smoothing capacitor is an IGBT (In) as a high-frequency switching element.
Electric power is supplied to the motor 17 through an inverter circuit including sulated gate bipolar transistors (106a to 106c ').
また、電源は単相100Vでなくて200Vでも良いことは勿
論で、この場合には倍電圧整流回路とする必要はない。In addition, the power supply may be 200 V instead of single-phase 100 V. In this case, it is not necessary to use a voltage doubler rectifier.
半導体スイツチング素子106a〜106c′としてIGBTを適
用しているが、これは誘導モータの場合はエアーギヤツ
プが小さいために、インバータのPWMチヨツパ周波数を1
6kHz以上に上げて可聴周波数内での騒音が発生しないよ
うにするためである。Although IGBTs are applied as the semiconductor switching elements 106a to 106c ', in the case of an induction motor, the air gap is small, so that the inverter PWM
This is to increase the frequency to 6 kHz or more so that noise within the audible frequency is not generated.
特に洗濯機及び洗濯乾燥機は外槽がスピーカのような
形状のために騒音発生源を極力小さくしなければならな
い。In particular, since the outer tub of a washing machine and a washing / drying machine has a shape like a speaker, the noise source must be minimized.
また、単相電源を整流した場合の平滑コンデンサ103
a,103bに印加される電圧はコンデンサ容量の大小で影響
されるが直流電圧が脈動する。In addition, when the single-phase power supply is rectified, the smoothing capacitor 103
The voltage applied to a and 103b is affected by the size of the capacitor, but the DC voltage pulsates.
しかし、直流電圧の脈動はベクトル制御インバータで
は問題となるので、直流脈動電圧を検出しPWMインバー
タのパルス幅変調信号のパルス幅を直流電圧が高い場合
はインバータ出力電圧が絞られる側にし、逆の場合は逆
に変化させて、直流脈動電圧を補償するための信号を出
力する直流脈動電圧補償回路105を設け、その出力信号
をベクトル制御の駆動制御回路110に入力する。ベクト
ル制御の駆動制御回路は洗濯工程を順次指令する速度指
令回路111からの信号と直流電流検出回路104の信号及び
ベクトル制御による二つの相の電流検出回路107からの
信号により、インバータを構成するIGBT106a〜106c′を
駆動するゲート信号を出す構成としている。However, the pulsation of the DC voltage is a problem in the vector control inverter, so the DC pulsation voltage is detected, and the pulse width of the pulse width modulation signal of the PWM inverter is set to the side where the inverter output voltage is narrowed when the DC voltage is high, and vice versa. In such a case, a DC pulsation voltage compensating circuit 105 that outputs a signal for compensating for the DC pulsating voltage by changing the reverse is provided, and the output signal is input to the drive control circuit 110 for vector control. The drive control circuit of the vector control is an IGBT 106a that constitutes an inverter based on a signal from a speed command circuit 111 for sequentially commanding a washing process, a signal from a DC current detection circuit 104, and a signal from a two-phase current detection circuit 107 by vector control. To 106c '.
本発明によれば、性能の良い全自動洗濯機及び全自動
洗濯乾燥機を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a fully automatic washing machine and a fully automatic washing and drying machine with good performance.
第1図はベクトル制御インバータの可変周波数制御装置
でモータを駆動する本発明の全自動洗濯乾燥機の一実施
例の右側面から見た状態の内部構造説明図、第2図は駆
動システムの基本構成図、第3図は背面から見た状態の
内部構造説明図、第4図は第1図と異なる部位を右側面
から見た状態の内部構造説明図、第5図はベクトル制御
インバータの可変周波数制御装置とモータの回路構成
図、である。 1……外枠、6……外槽、7……バスケツト、9……パ
ルセータ、12……回転駆動装置、17……モータ、18……
ベクトル制御の可変周波数制御装置、19a……減速装
置、19b……クラツチ、105……直流脈動電圧補償回路。FIG. 1 is an explanatory view of the internal structure of a fully automatic washing and drying machine according to an embodiment of the present invention in which a motor is driven by a variable frequency control device of a vector control inverter, as viewed from the right side, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of the internal structure when viewed from the back, FIG. 4 is an explanatory diagram of the internal structure when a portion different from FIG. 1 is viewed from the right side, and FIG. FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a frequency control device and a motor. 1 ... Outer frame, 6 ... Outer tub, 7 ... Basket, 9 ... Pulsator, 12 ... Rotary drive device, 17 ... Motor, 18 ...
Variable frequency control device of vector control, 19a: reduction gear, 19b: clutch, 105: DC pulsation voltage compensation circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 俊昭 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 遠藤 常博 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 藤本 登 東京都千代田区神田駿河台4丁目6番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 宮下 邦夫 茨城県日立市東多賀町1丁目1番1号 株式会社日立製作所多賀工場内 (72)発明者 広瀬 悦朗 茨城県日立市東多賀町1丁目1番1号 株式会社日立製作所多賀工場内 (56)参考文献 特開 昭57−148589(JP,A) 特公 昭64−9040(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D06F 33/02 D06F 37/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshiaki Okuyama 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Laboratory (72) Inventor Tsunehiro Endo 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi, Ltd. Inside the research laboratory (72) Inventor Noboru Fujimoto 4-6 Kanda Surugadai, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kunio Miyashita 1-1-1, Higashitaga-cho, Hitachi City, Ibaraki Pref. (72) Inventor Etsuro Hirose 1-1-1, Higashitaga-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Taga Factory of Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-57-148589 (JP, A) JP-A 64-9040 (JP) , B2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) D06F 33/02 D06F 37/40
Claims (2)
する可変周波数制御装置によりモータを駆動する全自動
洗濯機であって、 前記可変周波数制御装置により、洗い時はモータ電圧を
可変して前記モータの回転数を制御し、脱水時は洗い時
より弱め界磁制御を行って前記モータの回転数を制御す
るようにしたことを特徴とする全自動洗濯機。1. A fully automatic washing machine which performs washing and dehydration and drives a motor by a variable frequency control device having a vector control function, wherein the variable frequency control device changes a motor voltage during washing to change the motor voltage. A fully automatic washing machine wherein the number of revolutions of the motor is controlled, and the spinning speed is controlled by performing field weakening control at the time of dehydration rather than at the time of washing.
能を有する可変周波数制御装置によりモータを駆動する
全自動洗濯乾燥機であって、 前記可変周波数制御装置により、洗い,乾燥時はモータ
電圧を可変して前記モータの回転数を制御し、脱水時は
洗い,乾燥時より弱め界磁制御を行って前記モータの回
転数を制御するようにしたことを特徴とする全自動洗濯
乾燥機。2. A fully automatic washing and drying machine which performs washing, dehydration and drying, and drives a motor by a variable frequency controller having a vector control function, wherein the variable frequency controller controls a motor voltage during washing and drying. The rotation speed of the motor is controlled by varying the rotation speed of the motor, and the rotation speed of the motor is controlled by performing field weakening control during washing and drying when spin-drying.
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- 1990-09-17 JP JP02246473A patent/JP3142863B2/en not_active Expired - Lifetime
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