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JP3222838B2 - Fully automatic washing machine and fully automatic washing and drying machine - Google Patents
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JP3222838B2 - Fully automatic washing machine and fully automatic washing and drying machine - Google Patents

Fully automatic washing machine and fully automatic washing and drying machine

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JP3222838B2
JP3222838B2 JP23752398A JP23752398A JP3222838B2 JP 3222838 B2 JP3222838 B2 JP 3222838B2 JP 23752398 A JP23752398 A JP 23752398A JP 23752398 A JP23752398 A JP 23752398A JP 3222838 B2 JP3222838 B2 JP 3222838B2
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は全自動洗濯機及び全
自動洗濯乾燥機に係り、特にベクトル制御インバータか
らなる可変周波制御装置を用いてパルセータやバスケツ
トを駆動する駆動方式の構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fully automatic washing machine and a fully automatic washing and drying machine, and more particularly to a drive system for driving a pulsator or a basket by using a variable frequency control device comprising a vector control inverter.

【0002】[0002]

【従来の技術】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。
2. Description of the Related Art A conventional apparatus is a washing machine driven by a brushless AC motor, and the latter is a three-phase AC motor, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-155894 and Japanese Patent Publication No. 64-9040. This is a washing machine drive system characterized by variable speed control that can be set to an arbitrary rotation speed via a frequency conversion device.In each case, the drive motor gear is controlled by controlling the motor rotation speed with a frequency variable device such as an inverter. Switching is not required.

【0003】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、1
4〜16倍の差異がある。
[0003] However, in the case where at least the washing, dehydration and other steps such as washing, dehydration and drying are performed by a single washing machine, the rotation speed range of the driving motor is wide, so that the conventional V-type motor is used. In / F (voltage / frequency) constant 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 rotation speed in the dehydration step is 4 to 6 times larger than the motor rotation speed in the washing step, and the rotation speed difference between the motor rotation speed in the drying step and the rotation speed in the dehydration step is further larger.
There is a 4-16 fold difference.

【0004】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。
[0004] 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. That is, in the V / F constant control inverter, the frequency increases at the same time as the frequency increases at the high speed rotation, and the voltage decreases at the same time as the frequency decreases at the low speed rotation. There was.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】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 prior art described above uses a brushless motor as a drive motor or a three-phase induction motor as V /
When driving with an F constant control inverter, the rotation of the pulsator or basket during washing, dehydration or drying is not performed by using a speed reducer such as a gear or pulley that can change the reduction ratio, and the rotation speed range is wide. The difference between the required input voltage and current value became large, and it was difficult to reduce the size of the motor.

【0006】本発明の目的は、洗濯,脱水,乾燥等の各
工程におけるモータ回転数及び電圧,電流がほぼ近い値
となるように、ベクトル制御インバータにより、洗いも
しくは洗い,乾燥をベクトル制御で基底回転数以下で運
転し、脱水工程のみを最高回転数にして弱め界磁運転す
ることによりモータの小形化を図り、高性能な全自洗濯
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 perform washing or washing and drying by vector control using a vector control inverter so that the motor speed, voltage, and current in each step of washing, dehydration, drying, etc., are almost the same. It is an object of the present invention to provide a high-performance fully automatic washing machine and a fully automatic washing and drying machine that operates at a rotation speed of less than the rotation speed and performs the field weakening operation by setting only the dehydration process to the maximum rotation speed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る全自動洗濯
機は洗い,脱水工程からなり、可変周波数制御装置をベ
クトル制御インバータで構成した三相モータを備えた全
自動洗濯機であって、洗い時よりも脱水時は弱め界磁制
御を行ってモータの回転数を制御するようにしたことを
特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A fully automatic washing machine according to the present invention comprises a washing and dewatering process, and is provided with a three-phase motor in which a variable frequency control device is constituted by a vector control inverter. It is characterized in that field weakening control is performed during dehydration rather than during washing to control the number of revolutions of the motor .

【0008】また、本発明に係る全自動洗濯乾燥機は洗
い,脱水,乾燥工程からなり、可変周波数制御装置をベ
クトル制御インバータで構成した三相モータを備えた全
自動洗濯乾燥機であって、洗い,乾燥時よりも脱水時は
弱め界磁制御を行って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ものである。
A fully automatic washing and drying machine according to the present invention is a fully automatic washing and drying machine having a three-phase motor comprising a washing, dehydrating and drying step, and a variable frequency control device comprising a vector control inverter. It is characterized in that field weakening control is performed at the time of dehydration rather than at the time of washing and drying to control the rotation speed of the motor .

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面の一実施例に
もとづいて説明する。図1〜図4は全自動洗濯乾燥機へ
の実施例で、図1は右側面から見た状態の内部構造説明
図、図2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、図3は背面から見た状態の内部構造説明図、
図4は図1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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to an embodiment of the drawings. 1 to 4 show an embodiment of a fully automatic washing and drying machine, FIG. 1 is an explanatory diagram of an internal structure viewed from a right side, FIG. 2 is a basic configuration diagram when driven by a vector control inverter, and FIG. Internal structure explanatory diagram viewed from the back,
FIG. 4 is an explanatory diagram of the internal structure in a state where a portion different from FIG. 1 is viewed from the right side.

【0010】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. The rotation beam 5 is connected to the rotation base 4
Similarly to the above, one end is rotatably attached to the outer tub 6, 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. A number of dehydration holes 7c are provided in the vertical groove 7b. In the center of the inner bottom of the basket 7, there is provided a recess 7d in which the pulsator 9 is rotatably mounted. A tub cover 10 is fixed to the upper end of the outer tub 6 to prevent the laundry from dropping between the outer tub 6 and the basket 7. A drain valve 11 is attached to the outer bottom of the outer tub 6.

【0011】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 rotary drive unit 12 is a base 13 made of a steel plate.
Attached to. The base 13 is formed in a substantially box shape, and is fixed to the outer tub 7 by means such as screws.

【0012】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16
c、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 16
c, and a drain port 16d. The water receiving section 16c
The structure is inclined toward the center, and the water discharged from the drain hose 15 is discharged from the drain port 16d.
The water from the drain port 16d is supplied to the external drain hose 20
Is discharged to the outside through

【0013】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図2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, washing and dehydration,
In the case of a fully automatic washing and drying machine, there are washing, dewatering, and drying steps. 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 performed by switching the driving of either the basket 7 or the pulsator 9 by a clutch device 19b from a motor output shaft via a reduction gear 19a having a constant reduction ratio composed of a pulley or a gear. These are used as the rotary drive device 12.

【0014】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 employs a winding type or a cage type induction motor, but a squirrel cage type induction motor is desirable.

【0015】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、図2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 no speed sensor is provided. FIG. 2 shows a speed sensorless vector control inverter because it is desirable.

【0016】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 construction, the clutch 19b is directly connected to the pulsator 9 in the washing step, and the basket 7 is directly connected to the dewatering step and the drying step in the dehydrating step and the variable frequency control device 18 comprising a vector control inverter to the motor 17 via the reduction gear 19a. And the frequency is set so that the rotation speed becomes suitable for each process.

【0017】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。
A rotary drive unit 12 comprising a motor 17, a reduction gear 19a and a clutch 19b is mounted on the bottom of the outer tub 6 via a base 13.

【0018】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 the output shaft of the rotation motor 21. One end of the rotation beam 5 is rotatably attached to the rotation arm 22. A shaft base 23 is provided in the outer tank 6 by means such as screws, and a part of the shaft base 23 is extended to form a beam receiver 24.
Are formed. 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 rotatably supported by a bearing 27 of the rotating base 4. The switch lever 40 is provided integrally with the outer tank shaft 26, and the switch lever 40 includes a micro switch (H) 41 and a micro switch (V) 42.
It is attached so as to engage with.

【0019】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44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, and one end thereof is connected to the exhaust portion 6b of the outer tank 6.
The other end is air-tightly connected to the air inlet 45a of the blower 45. The central inner diameter portion 44a of the duct 44 is
The height is set higher than the upper end portion 47 of the overflow port 46 for water rinsing provided integrally with the blower 45 so that the washing water does not enter the inside of the blower 45.

【0020】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4
4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 installed 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 introduced into the duct 44 to prevent the air containing moisture from the clothes from circulating.
Water is injected into the hot air passing through the inside 4 to condense and collect the moisture in the hot air. One end of the blower guide 52 is connected to the blower 45.
And the other end is connected to a heating unit 51. Further, the heating unit 51 has an exhaust port 53 in the tank.

【0021】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4
0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 arrangement, the washing process of washing, rinsing and dehydrating is performed with the outer tub 6 and the basket 7 upright. Note that this position detection is performed by the switch lever 4.
0 is engaged with the microswitch (V) 42.

【0022】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。
The washing process of washing and rinsing is performed by a speed reducer.
The pulsator 9 is directly connected to the clutch 19b via the clutch 19b, and is operated with a large exciting current component at the base rotational speed. 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.

【0023】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 step is started. In this drying step, the basket 7 is inclined to a substantially horizontal position as in the case of a normal drum dryer. That is, this operation is performed by rotating the rotating arm 22 by the rotating motor 21 and rotating the beam 5 which is an element of a so-called link mechanism.
This is done by moving. The detection of the rotation angle is performed when the switch lever 40 is engaged with the micro switch (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.

【0024】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.

【0025】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20
0kgcmである。脱水時には、バスケツト7を約90
0rpm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 period of about 120 rpm. In addition,
According to experiments, the torque required to rotate the pulsator 9 in this case depends on the type of clothing, but can be up to about 20.
0 kgcm. At the time of dehydration, put the basket 7 on about 90
High-speed unidirectional rotation at 0 rpm.

【0026】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15kgcm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 experiment, the torque required to maintain the steady rotation of the basket 7 in this case is a small value of about 15 kgcm at maximum. 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.

【0027】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1
00kgcmである。
At the time of drying, the basket 7 is set at about 55 rpm.
Rotate with. Although the load decreases as the drying process proceeds, according to the experiment, the basket 7 in this case is not used.
The torque required to maintain the steady rotation of the
00 kgcm.

【0028】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.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】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。
However, as an appropriate power for such variously changing rotational speeds and torques, there is an AC type inverter motor which has been rapidly spread in recent years.

【0031】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=1/1
0)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(rp
m),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, a variable frequency can be set, so that an arbitrary number of revolutions can be set. Therefore, a method in which a motor shaft output is directly connected to a load without changing a reduction ratio of a reduction gear is used. A method of washing, dehydrating and drying at a reduction ratio has been applied. However, the reduction ratio of this reduction gear is constant (for example, the gear ratio ε = 1/1
0), the required characteristics of the motor shown in Table 2 are obtained. Table 2
The required output P (W) of the middle motor is the rotation speed N (rp) in Table 1.
m) and the required torque τ (kg-m) are obtained from the following equation.

【0032】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 with respect to the required rotation speed when the induction motor is driven by the brushless motor or the V / F constant control inverter, the output at that time, and the output for outputting the output. 3 shows the relationship between motor voltage and current. The motor voltages and currents are shown as roughly calculated values assuming that the motor efficiency is 100%.

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】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2
6.6V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。
As shown in Table 2, when the reduction ratio is constant, V / F
If the motor voltage in the dehydration process with the highest number of rotations is set to the maximum of 200 V by the constant control inverter, the washing process has
At 6.6V, the current increases to 9.3A. In the drying step, the motor voltage is as low as 12.2 V, but the current is 4.2.
This is a relatively large value of 6A. In other words, the motor current greatly differs in each step, and the motor must be designed to withstand the motor current of 9.3 A in the washing step from the viewpoint of the motor design, and the motor becomes large.

【0035】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, Table 3 shows an example in which the required motor rotation speed of 1200 rpm in the washing step is set to the base rotation speed. In this table, it is assumed that the reduction gear ratio of the reduction gear transmission 19a is set to 1/10.

【0036】[0036]

【表3】 [Table 3]

【0037】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。
As can be seen from Table 3, when the motor speed for washing is the base speed, the rated voltage is obtained at 1200 rpm, and the voltage at this time is 200 V, so that the current is 1.23 A. At the time of dehydration, the voltage is maintained at the rated voltage of 200 V because the field weakening control is performed since the rotation speed is 9000 rpm.

【0038】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1200rpm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 to increase the rotation speed.
Actually, setting 1200 rpm to the base rotation speed and setting the maximum rotation speed to 9000 rpm has a wide field control range.
Actually, it is considered that the base rotation speed is set to a slightly higher rotation speed.

【0039】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ができることにな
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 in proportion to the base rotation speed to 92 V, and the current becomes 0.61 A. In contrast to Table 2, as shown in Table 3, the variable frequency control device 18 is configured as a vector control inverter capable of performing the strong field control and the weak field control.
As a result of reducing the difference between the motor current values in each step, the motor size can be reduced, and the size and weight of the motor can be reduced.

【0040】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
た時の構成を図5に示す。家庭用の単相100V電源1
00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1
03a,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(Insulated G
ate 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 controller 18 as a vector control inverter and the motor 17 are three-phase induction motors. Single phase 100V power supply 1 for home
In the case of 00, the smoothing capacitor 1 is connected via the voltage doubler rectifier diodes 102a and 102b via the power factor improving circuit 101.
03a and 103b are charged. The output of the smoothing capacitor is an IGBT (Insulated G) as a high-frequency switching element.
The power is supplied to the motor 17 via an inverter circuit composed of ate bipolar transistors (106a to 106c ').

【0041】また、電源は単相100Vでなくて200
V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。
The power supply is not single-phase 100 V but 200
Of course, V may be used, and in this case, it is not necessary to use a voltage doubler rectifier circuit.

【0042】半導体スイツチング素子106a〜106
c′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16kHz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。
Semiconductor switching elements 106a to 106
The IGBT is applied as c '. This is because, in the case of an induction motor, since the air gap is small, the PWM chopper frequency of the inverter is increased to 16 kHz or more so that noise within an audible frequency is not generated. .

【0043】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.

【0044】また、単相電源を整流した場合の平滑コン
デンサ103a,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。
The voltage applied to the smoothing capacitors 103a and 103b when the single-phase power supply is rectified is affected by the size of the capacitor, but the DC voltage pulsates.

【0045】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P
WM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, since the pulsation of the DC voltage is a problem in the vector control inverter, the pulsation of the DC
When the DC voltage is high, the pulse width of the pulse width modulation signal of the WM inverter is set such that the inverter output voltage is reduced.
In the opposite case, a DC pulsation voltage compensating circuit 105 for changing the reverse and outputting a signal for compensating the DC pulsating voltage is provided.
To enter. The drive control circuit of the vector control uses the signal from the speed command circuit 111 for sequentially instructing the washing process, the signal of the DC current detection circuit 104, and the signal from the two-phase current detection circuit 107 by the vector control to form an IGBT 106a that constitutes an inverter. To 106c '.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、全自動洗濯機及び全自
動洗濯乾燥機を対象にして、モータの駆動をベクトル制
御インバータの可変周波数制御装置で運転した場合に、
強め界磁及び弱め界磁制御に対応した励磁電流成分を制
することにより、つまり洗いと乾燥工程は励磁電流成
分を大きくし、脱水工程は励磁電流成分を小さくするよ
うに制御して、モータ電流が各工程で大きな差異となら
ないようにすることにより、各運転工程におけるモータ
の電圧,電流の値が比較的に近い値となり、全工程を1
台のモータで運転しても小形軽量化を達成することがで
きる。
According to the present invention, when the motor is driven by a variable frequency control device of a vector control inverter for a fully automatic washing machine and a fully automatic washing and drying machine ,
By controlling the exciting current components corresponding to the strong field control and the weak field control, the washing and drying processes
The dehydration process will reduce the exciting current component.
If the motor current is significantly different in each process
By avoiding this, the values of the voltage and current of the motor in each operation process become relatively close values, and the entire process is reduced to one.
Even when driven by a single motor, small size and light weight can be achieved.

【0047】また、ベクトル制御インバータである可変
周波数制御装置で運転するので連続的に低速回転から高
トルクを得ることができ、高速回転まで任意に設定でき
るのでゆつくりした洗いを実現することができる。
Further, since the operation is performed by the variable frequency control device which is a vector control inverter, a high torque can be continuously obtained from a low speed rotation, and a high speed rotation can be arbitrarily set, so that it is possible to realize a comfortable washing. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】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である。
FIG. 1 is a diagram illustrating 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.

【図2】駆動システムの基本構成図である。FIG. 2 is a basic configuration diagram of a drive system.

【図3】背面から見た状態の内部構造説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an internal structure when viewed from the back.

【図4】図1と異なる部位を右側面から見た状態の内部
構造説明図である。
FIG. 4 is an internal structure explanatory diagram of a state different from FIG. 1 when viewed from a right side surface.

【図5】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。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a variable frequency control device of a vector control inverter and a motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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、19
b…クラツチ、105…直流脈動電圧補償回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer frame, 6 ... Outer tank, 7 ... Basket, 9 ... Pulsator, 12 ... Rotation drive device, 17 ... Motor, 18 ... Variable frequency control device of vector control, 19a ... Decreaser, 19
b: clutch, 105: DC pulsating 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四丁目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一丁目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一丁目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60−139186(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D06F 33/02 D06F 25/00 D06F 37/40 H02P 5/408 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 Prefecture Hitachi, Ltd. 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 Prefecture Inside the Taga Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Etsuro Hirose 1-1-1, Higashitaga-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Taga Factory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-60-139186 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) D06F 33/02 D06F 25/00 D06F 37/40 H02P 5/408

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 洗い,脱水工程からなり、可変周波数制
御装置をベクトル制御インバータで構成した三相モータ
を備えた全自動洗濯機であって、洗い時よりも脱水時は
弱め界磁制御を行って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 comprising a three-phase motor comprising a washing and dewatering process and a variable frequency control device constituted by a vector control inverter, wherein the motor performs field weakening control during dehydration rather than during washing. A fully automatic washing machine characterized by controlling the number of revolutions of a washing machine.
【請求項2】 洗い,脱水,乾燥工程からなり、可変周
波数制御装置をベクトル制御インバータで構成した三相
モータを備えた全自動洗濯乾燥機であって、洗い,乾燥
よりも脱水時は弱め界磁制御を行ってモータの回転数
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 washing, dehydration, consists drying step, a variable frequency control to a fully automatic washing and drying machine equipped with a three-phase motor which is constituted by a vector control inverter, washing, weakened during dewatering than when dry A fully automatic washing and drying machine characterized by controlling the number of rotations of a motor by performing field control.
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