JP2001238480A

JP2001238480A - インバータ装置およびこれを使用した電気洗濯機

Info

Publication number: JP2001238480A
Application number: JP2000042248A
Authority: JP
Inventors: Hideki Morozumi; 英樹両角; Kazuhiko Asada; 和彦麻田; Yasumichi Kobayashi; 保道小林; Tomoya Fujinami; 知也藤濤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2001-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】電動機の負荷が大きい場合でも、電機子巻線
に生じる逆起電力波形を確実に検知して電動機を駆動す
る。【解決手段】インバータ回路３を構成するスイッチン
グ手段３ａ〜３ｆをオンオフ制御する制御手段８と、電
機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧を制御する印加電圧制御
手段９と、電機子巻線４ａ〜４ｃの端子電圧を検知する
電圧検知手段５と、電圧検知手段５の出力と基準電圧を
比較する比較手段７と、基準電圧を設定する基準電圧設
定手段６を設け、電動機４を同期電動機として制御する
とともに、起動時に電動機４が所定速度になると、印加
電圧制御手段９が一定期間、電機子巻線４ａ〜４ｃの印
加電圧を所定値に制御し、制御手段８は比較手段７の出
力に応じてスイッチング手段３ａ〜３ｆをオンオフ制御
するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石を有する
回転子を備えた電動機を駆動するインバータ装置および
このインバータ装置を備えた電気洗濯機に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のインバータ装置の主要部回路構成
図を図１１に示す。交流電源１は整流回路２に接続し、
整流回路２はインバータ回路３に直流電源を供給し、イ
ンバータ回路３の出力端子は電動機４に接続している。

【０００３】整流回路２はダイオードブリッジ２ａと平
滑用の二つのコンデンサ２ｂ、２ｃの直列回路により倍
電圧整流回路の構成となっている。

【０００４】インバータ回路３は高電位側のスイッチン
グ手段３ａ、３ｂ、３ｃと低電位側のスイッチング手段
３ｄ、３ｅ、３ｆにより三相六石の構成としている。ス
イッチング手段３ａ〜３ｆは高周波スイッチングと大電
流容量に対応可能なＩＧＢＴと逆接続ダイオードの並列
回路で構成されている。

【０００５】電動機４は永久磁石４ｄを有する回転子と
三つの電機子巻線４ａ〜４ｃにより構成される三相巻線
を有する固定子により構成されている。

【０００６】電圧検知手段４１は少なくとも二つの抵抗
とコンデンサからなる分圧回路４１ａ、４１ｂ、４１ｃ
が電機子巻線４ａ〜４ｃの各端子に接続されて構成され
ている。

【０００７】基準電圧設定手段４２は、同じ定数を有す
る少なくとも三つの抵抗４２ａ、４２ｂ、４２ｃをスタ
ー結線し、各抵抗のもう一方の端子を電機子巻線４ａ〜
４ｃの各端子に接続した仮想中定点回路４２ｄと、仮想
中性点回路４２ｄの中性点電圧を分圧する少なくとも二
つの抵抗とコンデンサで構成された分圧回路４２ｅによ
り構成されている。

【０００８】比較手段４３は、電圧検知手段４１の出力
値と基準電圧設定手段４２の出力値を比較する三つのコ
ンパレータ４３ａ、４３ｂ、４３ｃにより構成されてお
り、ハイまたはローの論理を出力する。

【０００９】制御手段４４はマイクロコンピュータや複
数の論理回路で構成されており、比較手段４３の論理出
力の組み合わせに応じて所定のスイッチング手段３ａ〜
３ｆを電気角で１２０度の期間オンオフ制御する。

【００１０】印加電圧制御手段４５は制御手段４４を構
成するマイクロコンピュータ内に設けられており、スイ
ッチング手段３ａ〜３ｆのオン期間中の通電比を制御す
ることで、電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値を
制御している。つまり、パルス幅変調により電動機４の
印加電圧を制御している。

【００１１】図１２は電動機４の駆動制御のタイムチャ
ートを示している。（ａ）はインバータ回路３より出力
される電力の出力周波数を示している。（ｂ）は印加電
圧制御手段４５によって制御される電機子巻線４ａ〜４
ｃの印加電圧の平均値を示している。

【００１２】図１２を用いて図１１のインバータ装置の
動作を説明する。ｔ０で、電動機４の運転開始がなされ
ると、ｔ０〜ｔ１の期間、印加電圧ｖ０でスイッチング
手段３ａと３ｅをオンし、電機子巻線４ａ、４ｂに電力
供給する。これにより、電機子巻線４ａ、４ｂにＮ極ま
たはＳ極の磁界が生じ、永久磁石４ｄのＳ極、Ｎ極が吸
引され、電機子巻線４ａ〜４ｃに対する永久磁石４ｄの
相対的な位置が確定する。

【００１３】ｔ１からは、電動機４を同期電動機として
駆動するために、制御手段４４はスイッチング手段３ａ
〜３ｆをオンオフ制御する。この時、制御手段４４はス
イッチング手段３ａ〜３ｆがそれぞれ電気角で１２０度
の期間オンするように制御している。これにより、イン
バータ回路３の出力周波数に比例した回転磁界が電機子
巻線４ａ〜４ｃに発生し、永久磁石４ｄの磁界との間に
生じる電磁力により前記回転子を回転駆動する。ｔ１か
らｔ２の期間において、制御手段４４はインバータ３の
出力周波数が増加するようにスイッチング手段３ａ〜３
ｆを制御する。印加電圧制御手段４５は、電機子巻線４
ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が増加するようにスイッチ
ング手段３ａ〜３ｆの通電比を制御する。

【００１４】ｔ２では、インバータ３の出力周波数が所
定値ｆ１になる。つまり、電動機４が同期はずれを起こ
していない場合は、電動機４が所定周波数ｆ１に比例し
た速度で回転している。この時、電機子巻線４ａ〜４ｃ
の印加電圧の平均値はｖ６になる。ｔ２からは、制御手
段４４は比較手段４３が出力した論理に応じてスイッチ
ング手段３ａ〜３ｆをオンオフ制御する。印加電圧制御
手段４５は電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が
増加するように、スイッチング手段３ａ〜３ｆの通電比
を制御する。従って、電動機４をブラシレスＤＣモータ
として制御する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のイ
ンバータ装置においては、電動機の起動時においては、
前記比較手段の出力によらず、前記制御手段が前記電動
機を同期電動機として駆動し、その後、前記比較手段の
出力に応じて前記スイッチング手段をオンオフ制御し、
ブラシレスＤＣモータとして前記電動機を駆動するもの
であり、電気洗濯機のように被洗濯物の量の変動が大き
いために確実に同期電動機として動作させるために、前
記電動機の電機子巻線に十分な電流を供給し、その結
果、負荷が小さいときに、前記電圧検知手段の出力に対
し前記電機子巻線に流れる電流が大幅な遅れ位相にな
り、前記電圧検知手段が前記電機子巻線に生じる逆起電
力を検知することができなくなり、前記電動機をブラシ
レスＤＣモータとして制御するときに前記電動機が動作
しないという課題を有していた。なお、この課題は銅機
械になるほど顕著になる傾向を有するものであった。

【００１６】本発明は上記従来のインバータ装置の課題
を解決するものであり、前記電動機の起動毎に負荷が変
化したりしても、確実に前記電動機を起動し、その後は
確実に前記電機子巻線に生じる逆起電力波形にもとづい
て前記電動機を駆動するインバータ装置およびこれを使
用した電気洗濯機を提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、回転子に永久磁石を有し、固定子に電機子
巻線を有する電動機と、前記電動機に接続したインバー
タ回路と前記インバータ回路を構成するスイッチング手
段のオンオフを制御する制御手段と、前記電機子巻線の
印加電圧を制御する印加電圧制御手段と、前記電機子巻
線の端子電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知
手段の出力電圧と基準電圧を比較する比較手段と前記基
準電圧を設定する基準電圧設定手段を有し、起動時に
は、前記制御手段は前記電動機を同期電動機として制御
するとともに前記電動機の速度を増加させ、前記電動機
の速度が所定値になると、前記印加電圧制御手段は一定
期間、前記電機子巻線の印加電圧を所定値に制御し、前
記制御手段は前記比較手段の出力に応じて、前記スイッ
チング手段を制御するので、前記制御手段が前記比較手
段の出力により前記スイッチング手段の制御をする際に
前記電機子巻線に流れる電流が小になり、前記電機子巻
線に回生電流が流れる期間が短くなり、前記電圧検知手
段の出力波形に前記電機子巻線に生じる逆起電力波形が
出力される期間が長くなり、前記比較手段が前記電圧検
知手段の出力電圧と前記基準電圧設定手段の出力電圧を
正確に比較することができる性能の安定したインバータ
装置を実現できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、回転子に永久磁石を有し、固定子に電機子巻線を有
する電動機と、前記電動機に接続したインバータ回路と
前記インバータ回路を構成するスイッチング手段のオン
オフを制御する制御手段と、前記電機子巻線の印加電圧
を制御する印加電圧制御手段と、前記電機子巻線の端子
電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知手段の出
力電圧と基準電圧を比較する比較手段と前記基準電圧を
設定する基準電圧設定手段を有し、起動時には、前記制
御手段は前記電動機を同期電動機として制御するととも
に前記電動機の速度を増加させ、前記電動機の速度が所
定値になると、前記印加電圧制御手段は一定期間、前記
電機子巻線の印加電圧を所定値に制御し、前記制御手段
は前記比較手段の出力に応じて、前記スイッチング手段
を制御するので、前記制御手段が前記比較手段の出力に
より前記スイッチング手段の制御をする際に前記電機子
巻線に流れる電流が小になり、前記電機子巻線に回生電
流が流れる期間が短くなり、前記電圧検知手段が前記電
機子巻線に生じる逆起電力波形を検知できる期間が長く
なり、前記比較手段が前記電圧検知手段の出力電圧と前
記基準電圧設定手段の出力電圧を正確に比較することが
できる性能の安定したインバータ装置を実現できる。

【００１９】本発明の請求項２に記載の発明は、上記請
求項１に記載の発明において、制御手段は電動機の速度
が所定値になると、スイッチング手段の出力周波数の瞬
時値を変化させ、その後、比較手段の出力に応じて、前
記スイッチング手段を制御するので、前記制御手段が前
記電動機を同期電動機として駆動していたときに電機子
巻線に流れる電流が前記電機子巻線に生じる逆起電力波
形に対し遅れ位相であった状態を補正し、前記比較手段
が電圧検知手段の出力値と基準電圧設定手段の出力電圧
を正確に比較することができるようになる。

【００２０】本発明の請求項３に記載の発明は、上記請
求項１に記載の発明において、制御手段は電動機の速度
が所定値になると、スイッチング手段を全てオフにし、
その後、比較手段の出力に応じて前記スイッチング手段
をオンオフ制御するので、前記制御手段が前記比較手段
の出力に応じて前記スイッチング手段を制御する際に、
一旦、電機子巻線に流れる電流がなくなり、前記電機子
巻線に生じる逆起電力を検知することができる。従っ
て、前記電動機を確実に駆動することができる性能の安
定したインバータ装置を実現できる。

【００２１】本発明の請求項４に記載の発明は、上記請
求項１〜３いずれかに記載の発明において、印加電圧制
御手段は、電機子巻線の印加電圧の第一の設定値と前記
第一の設定値より小である第二の設定値と前記第二の設
定値より小である第三の設定値を有し、電動機を同期電
動機として回転駆動すると前記印加電圧制御手段は時間
に比例して前記第一の設定値まで前記電機子巻線の印加
電圧を増加させ、前記電動機の速度が所定値になると、
前記印加電圧制御手段は一定期間、前記電機子巻線の印
加電圧を前記第三の設定値に制御し、制御手段が比較手
段の出力に応じてスイッチング手段を制御すると、前記
印加電圧制御手段は前記第二の設定値より増加させるの
で、前記制御手段が前記比較手段の出力に応じて前記ス
イッチング手段を制御するときに、前記電動機の速度が
急加速されたり、減速したりすることを防止できる。

【００２２】本発明の請求項５に記載の発明は、上記請
求項１〜４いずれかに記載のインバータ装置を備えてい
るので、電気洗濯機の被洗濯物の量が変動して電動機の
負荷が変化し、電機子巻線に流れる電流と前記電機子巻
線に生じる逆起電力波形の位相差が変動しても、確実に
制御手段が比較手段の出力に応じてスイッチング手段を
制御できる性能の安定した電気洗濯機を実現できる。

【００２３】本発明の請求項６に記載の発明は、上記請
求項５に記載の発明において、被洗濯物の量を検知する
布量検知手段を有し、印加電圧制御手段は電動機の起動
時に、前記布量検知手段の出力に応じて電機子巻線への
印加電圧を制御するので、前記被洗濯物の量が変動して
も、前記電動機を同期電動機として駆動する際に同期は
ずれを起こすことを防止することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００２５】（実施例１）図１は実施例１におけるイン
バータ装置の主要部回路ブロック図を示している。１は
交流電源で、整流回路２が接続している。

【００２６】整流回路２はダイオードブリッジ２ａ、二
つの平滑用の電解コンデンサ２ｂ、２ｃの直列回路によ
り倍電圧整流回路の構成になっており、直流電源をイン
バータ回路３に供給している。

【００２７】インバータ回路３は三つの高電位側のスイ
ッチング手段３ａ、３ｂ、３ｃと三つの低電位側のスイ
ッチング手段３ｄ、３ｅ、３ｆにより三相六石の構成に
なっており、電動機４に三相全波の交流電源を供給す
る。本実施例では、スイッチング手段３ａ〜３ｆはＩＧ
ＢＴと逆接続ダイオードの並列回路で構成される。しか
し、スイッチング手段３ａ〜３ｆはこれに限定するもの
ではなく、例えばトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、トライ
アックなどの半導体スイッチング素子と逆接続ダイオー
ドの並列回路でもよい。

【００２８】電動機４は回転子と固定子で構成される。
前記固定子は電機子巻線４ａ、４ｂ、４ｃを有してお
り、電機子巻線４ａ〜４ｃはスター結線されて三相巻線
を構成している。前記固定子は１２スロットの構成の鉄
心を有しており、電機子巻線４ａ〜４ｃは集中巻きされ
ている。前記回転子は８極の永久磁石４ｄを有してい
る。本実施例では図示していないが、電動機４はインナ
ーロータの構成にしている。しかし、特にこれに限定す
るものではなくアウターロータの構成にしてもよい。ま
た、永久磁石４ｄの極数、前記固定子のスロット数につ
いても特に限定するものではない。

【００２９】電圧検知手段５は電機子巻線４ａ〜４ｃの
各端子の電圧を検知している。本実施例では各端子毎に
設けられた分圧回路５ａ、５ｂ、５ｃで構成されてい
る。分圧回路５ａ〜５ｃは少なくとも二つの抵抗とコン
デンサで構成されている。

【００３０】基準電圧設定手段６は、少なくとも三つの
抵抗６ａ、６ｂ、６ｃをスター結線した仮想中性点回路
６ｄと、抵抗６ａ〜６ｃの中性点電圧を分圧する分圧回
路６ｅにより構成される。抵抗６ａ〜６ｃのもう一方の
端子は電機子巻線４ａ〜４ｃの各端子にそれぞれ接続し
ている。抵抗６ａ〜６ｃは同じ定数である。なお、基準
電圧設定手段６の構成はこれに限定するものではなく、
例えば整流回路２の出力電圧を１／２にしたものでも良
いし、分圧回路５ａ〜５ｃの出力端子を少なくとも三つ
の抵抗でスター結線された回路に接続し、この回路の中
性点電圧を基準電圧にしても良いし、電機子巻線４ａ〜
４ｃの中性点電圧を分圧したものを基準電圧にしても良
い。

【００３１】比較手段７は三つのコンパレータ７ａ〜７
ｃにより構成され、分圧回路５ａ〜５ｃそれぞれの出力
電圧と、基準電圧設定手段６の出力電圧を比較し、ハイ
またはローを出力する。しかし、比較手段７の構成は、
これに限定するものではない。例えば、コンパレータ７
ａ〜７ｃをオペアンプにしてもよいし、分圧回路５ａ〜
５ｃおよび基準電圧設定手段６の出力電圧をＡＤ変換し
た後、この値をマグニチュードコンパレータで比較して
も良い。

【００３２】ようするに、電圧検知手段５、基準電圧設
定手段６、比較手段７は、前記回転子を構成する永久磁
石４ｄが回転することで電機子巻線４ａ〜４ｃに鎖交す
る磁束が変化し、これにより電機子巻線４ａ〜４ｃに発
生する逆起電力を用いて、電機子巻線４ａ〜４ｃに対す
る永久磁石４ｄの相対的な位置を検知すればよいもので
あり、特に本実施例の構成に限定するものではない。

【００３３】制御手段８はマイクロコンピュータや複数
の論理回路で構成されている。フィルタ手段８ａは、コ
ンパレータ７ａ〜７ｃの出力信号の不要成分を除去する
ものでマイクロコンピュータ内部の演算処理により実現
している。制御手段８は、この信号の論理の組み合わせ
に応じて、スイッチング手段３ａ〜３ｆをオンオフ制御
する。本実施例では比較手段７の出力をフィルタリング
した信号の論理の組み合わせに対応したスイッチング手
段３ａ〜３ｆのオンオフ状態をテーブルとして予め前記
マイクロコンピュータ内のメモリに記憶している。本発
明の電気洗濯機のように電動機４の回転方向に正逆があ
る機器では、回転方向ごとに比較手段７が出力する論理
の順番が変化するので、回転方向ごとに前記テーブルを
設けてもよい。ただし、このテーブルは一例であり、こ
れに限定するものではない。

【００３４】印加電圧制御手段９は制御手段８を構成す
るマイクロコンピュータ内に設けられており、スイッチ
ング手段３ａ〜３ｆのオン期間中の通電比を制御するこ
とで、電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値を制御
している。すなわち、パルス幅変調により電動機４の印
加電圧を制御している。なお、電機子巻線４ａ〜４ｃの
印加電圧の制御方法は、これに限定するものではなく、
例えば、整流回路２の構成を昇圧回路または降圧回路ま
たは昇降圧回路などの構成にすることにより、整流回路
２の出力する直流電圧を制御するようにしてもよい。

【００３５】駆動回路１０は、例えばＮＰＮトランジス
タとＰＮＰトランジスタによりプッシュプル回路の構成
になっており、オンの場合はＩＧＢＴのゲート端子に１
５Ｖの電源を供給し、オフの場合は前記ゲート端子の電
圧を０Ｖにするものである。

【００３６】図２は図１のインバータ装置の電動機４を
回転駆動するときのフローチャートを示している。

【００３７】図２および図１を用いて、本実施例のイン
バータ装置の動作について説明する。

【００３８】インバータ装置が動作を開始すると、ブロ
ック１１で起動制御を行う。この起動制御では、制御手
段８がスイッチング手段３ａ、３ｅをオンするととも
に、印加電圧制御手段９が電機子巻線４ａ〜４ｃの印加
電圧を所定値になるようにスイッチング手段３ａ、３ｅ
の通電比を制御し、電機子巻線４ａ、４ｂに電力供給す
る。これにより、電機子巻線４ａ、４ｂにＮ極またはＳ
極の磁界が生じ、永久磁石４ｄのＳ極、Ｎ極が吸引さ
れ、前記固定子に対する永久磁石４ｄの相対的な位置が
確定するようにしている。

【００３９】ブロック１２の同期電動機制御では、電動
機４を同期電動機として駆動するために、制御手段８は
スイッチング手段３ａ〜３ｆをオンオフ制御する。この
時、制御手段８はスイッチング手段３ａ〜３ｆがそれぞ
れ電気角で１２０度の期間のみオンするように制御して
いる。これにより、インバータ回路３の出力周波数に比
例した回転磁界が電機子巻線４ａ〜４ｃに発生し、前記
回転子を回転駆動する。その後、制御手段８はインバー
タ回路３の出力周波数が増加するようにスイッチング手
段３ａ〜３ｆを制御する。印加電圧制御手段９は、電機
子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が増加するように
スイッチング手段３ａ〜３ｆの通電比を制御する。

【００４０】ブロック１３の切換制御では、印加電圧制
御手段９は電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が
小さくなるように、スイッチング手段３ａ〜３ｆの通電
比を制御する。このとき、制御手段８はインバータ回路
３の出力周波数が同期電動機制御１２のときと同じにな
るようにスイッチング手段３ａ〜３ｆをオンオフ制御す
る。

【００４１】ブロック１４のブラシレスＤＣモータ制御
では、制御手段８は比較手段７の出力に応じてスイッチ
ング手段３ａ〜３ｆをオンオフ制御する。

【００４２】以上のように、同期電動機制御１２とブラ
シレスＤＣモータ制御１４の間に切換制御１３を設ける
ことにより、同期電動機としての駆動からブラシレスＤ
Ｃモータとしての駆動に変更する際の、電動機４の動作
停止などを防止できる。

【００４３】なお、別の一例になるが、後から述べる図
４、６、８、９においては、起動制御１１はｔ０〜ｔ１
の期間に相当し、同期電動機制御１２はｔ１〜ｔ２の期
間に相当し、切換制御１３はｔ２〜ｔ３に相当し、ブラ
シレスＤＣモータ制御１４は相当する。

【００４４】図３は図１のインバータ装置を使用した電
気洗濯機の要部ブロック図であり、本発明の請求項５に
記載の電気洗濯機の一実施例を示している。図３に示す
ように、水受け槽２１は、内底部に撹拌翼２２を回転自
在に設けた洗濯兼脱水槽２３を回転自在に設け、サスペ
ンション２４により洗濯機本体２５に吊り下げている。
減速機構２６は、水受け槽２１の底部に設け、撹拌翼２
２および洗濯兼脱水槽２３に動力を伝達するもので、こ
の減速機構２６の下部に電動機４を設けている。給水弁
２７は洗濯兼脱水槽２３内に給水するものであり、排水
弁２８は洗濯兼脱水槽２３内の洗濯水などを排水するも
のである。電動機４の制御基板２９は、図１に示した回
路の他に給水弁２７，排水弁２８の駆動回路や使用者が
操作するための操作表示部などで構成されている。

【００４５】減速機構２６は、遊星ギアを有し、撹拌翼
２２を回転駆動する際には、太陽歯車を電動機４の出力
軸で駆動し、遊星ギアの回転を撹拌翼２２に伝達する構
成により、１／６に減速するとともに電動機４の出力ト
ルクを６倍に変換する。脱水など洗濯兼脱水槽２３を回
転駆動する場合においては、特に図示してないが、クラ
ッチ機構により減速機構２６を電動機４の出力軸より切
り離し、洗濯兼脱水槽２３を電動機４で直接駆動する。
しかし、特にこのような電動機の構成に限定するもので
はなく、例えばベルトにより電動機４の動力を減速機構
２６に伝える構成や、減速機構２６を設けずに電動機４
の動力を直接、撹拌翼２２に伝える構成でもよい。

【００４６】以上のように本実施例の電気洗濯機では、
電動機４にホールＩＣなどで構成された位置検知手段を
配設する必要がないので、前記位置検知手段と制御基板
２９を配線で接続する必要がなくなり、配線コストなど
がなくなり低コストにすることができる。また前記位置
検知手段の設置個所を設ける必要がないので、電動機４
を小型化でき、その結果、電気洗濯機の高さも低くする
ことができる。

【００４７】図４は、図３において、洗濯兼脱水槽を回
転駆動する時の電動機４の駆動制御のタイムチャートの
一例を示している。（ａ）は電動機４に出力するインバ
ータ回路３の出力周波数を示している。（ｂ）は印加電
圧制御手段９が制御する電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電
圧の平均値を示している。

【００４８】ｔ０で、電動機４の運転開始がなされる
と、ｔ０〜ｔ１の期間、印加電圧ｖ０でスイッチング手
段３ａと３ｅをオンし、電機子巻線４ａ、４ｂに電力供
給する。これにより、電機子巻線４ａ、４ｂにＮ極また
はＳ極の磁界が生じ、永久磁石４ｄのＳ極、Ｎ極が吸引
され、前記固定子に対する永久磁石４ｄの相対的な位置
が確定する。

【００４９】ｔ１からは、電動機４を同期電動機として
駆動するために、制御手段８はスイッチング手段３ａ〜
３ｆをオンオフ制御する。この時、制御手段８はスイッ
チング手段３ａ〜３ｆがそれぞれ電気角で１２０度の期
間のみオンするように制御している。これにより、イン
バータ回路３の出力周波数に比例した回転磁界が電機子
巻線４ａ〜４ｃに発生し、前記回転子を回転駆動する。
ｔ１からｔ２の期間において、制御手段８はインバータ
回路３の出力周波数が増加するようにスイッチング手段
３ａ〜３ｆを制御する。印加電圧制御手段９は、電機子
巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が増加するようにス
イッチング手段３ａ〜３ｆの通電比を制御する。

【００５０】ｔ２では、インバータ回路３の出力周波数
が所定値ｆ１になる。つまり、電動機４が同期はずれを
起こしていない場合は、電動機４が所定周波数ｆ１に比
例した速度で回転している。印加電圧制御手段９は電機
子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値がｖ１になるよう
に、スイッチング手段３ａ〜３ｆの通電比を制御する。
このとき、制御手段８はインバータ回路３の出力周波数
が所定値ｆ１になるようにスイッチング手段３ａ〜３ｆ
をオンオフ制御する。本実施例では、ｔ２〜ｔ３の期間
は電気角３６０度の期間にしている。本実施例のよう
に、洗濯兼脱水槽２３を駆動する場合は、洗濯兼脱水槽
２３の質量が大きくかつ直径も大きいので、一旦回転す
ると電動機４による動力供給を停止しても慣性力により
しばらくの間回転を持続する。従って、図３に示したよ
うに印加電圧制御手段９が電機子巻線４ａ〜４ｃの印加
電圧の平均値を小さくするように制御し、電機子巻線４
ａ〜４ｃに流れる電流が小さくなっても、洗濯兼脱水槽
２３の慣性力により電動機４はｔ２時点の速度とほぼ同
じ速度で回転し続けるので、電圧検知手段５は電機子巻
線４ａ〜４ｃの逆起電力波形の零電圧付近の出力を確実
に検知し、比較手段７は正確な論理を制御手段８に出力
できる。

【００５１】ｔ３からは、制御手段８はｔ２において比
較手段７が出力した論理に応じてスイッチング手段３ａ
〜３ｆをオンオフ制御する。印加電圧制御手段９は電機
子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が増加するよう
に、スイッチング手段３ａ〜３ｆの通電比を制御する。
従って、電動機４をブラシレスＤＣモータとして駆動す
るものになる。

【００５２】図５は、ｔ２前後の電機子巻線４ａ〜４ｃ
の各端子の電圧波形を示している。（ａ）は電機子巻線
４ａの端子電圧波形、（ｂ）は電機子巻線４ｂの端子電
圧波形、（ｃ）は電機子巻線４ｃの端子電圧波形、
（ｄ）は電機子巻線４ａの電流波形、（ｅ）は電機子巻
線４ｂの電流波形、（ｆ）は電機子巻線４ｃの電流波形
を示している。図５には示していないが、スイッチング
手段３ａ〜３ｆは各々電気角１２０度の期間のみオンす
るようにしている。

【００５３】図５に示したように、ｔ２前の電動機４を
同期電動機として駆動している状態では、同期はずれを
防止するために電機子巻線４ａ〜４ｃの電流が逆起電力
波形に対し遅れ位相になるようスイッチング手段３ａ〜
３ｆをオンオフ制御しているので、ブラシレスＤＣモー
タとして駆動する時に比べ電流が大となり、回生電流が
流れる期間が長くなり、電機子巻線４ａ〜４ｃに生じる
逆起電力波形を検知できる期間が短くなる。しかしなが
ら、ｔ２以降では印加電圧制御手段９が電機子巻線４ａ
〜４ｃの印加電圧の平均値が所定値ｖ０になるように、
スイッチング手段３ａ〜３ｆの通電比を小さくするの
で、電機子巻線４ａ〜４ｃに流れる電流が小になり、回
生電流が流れる期間が短くなる。従って、電機子巻線４
ａ〜４ｃに生じる逆起電力波形を検知できる期間が長く
なるので、電圧検知手段５が電機子巻線４ａ〜４ｃの逆
起電力の零電圧付近の位相を確実に検知できるようにな
り、比較手段７は正確な論理を制御手段８に出力でき
る。

【００５４】以上のように、制御手段８がスイッチング
手段３ａ〜３ｆを比較手段７の出力に応じて制御する際
に、印加電圧制御手段９が電機子巻線４ａ〜４ｃの印加
電圧の平均値を制御するので、電動機４を同期電動機と
しての制御からブラシレスＤＣモータとしての制御に確
実に切り替えることができる。従って、電動機４を確実
に目標速度まで回転駆動できる信頼性の高いインバータ
装置およびこれを使用した電気洗濯機を実現できる。

【００５５】（実施例２）図６は本発明の実施例２のイ
ンバータ装置を使用した電気洗濯機の洗濯兼脱水槽２３
を回転駆動する時の電動機４の駆動制御のタイムチャー
トを示している。従って、この電気洗濯機は請求項５の
一実施例に相当する。その他の構成については図１、３
と同様である。

【００５６】（ａ）は電動機４に出力するインバータ回
路３の出力周波数を示している。（ｂ）は印加電圧制御
手段９が制御する電機子巻線４ａ〜４ｃに印加される電
圧の平均値を示している。

【００５７】図６を用いて説明する。ｔ０で、電動機４
の運転開始がなされると、ｔ０〜ｔ１の期間、所定の印
加電圧ｖ０でスイッチング手段３ａと３ｅをオンし、電
機子巻線４ａ、４ｂを通電する。これにより、電機子巻
線４ａ、４ｂにＮ極またはＳ極の磁界が生じ、永久磁石
４ｄのＳ極、Ｎ極が吸引され、永久磁石４ｄの前記固定
子に対する相対的な位置が確定する。

【００５８】ｔ１からは、電動機４を同期電動機として
駆動するために、制御手段８はスイッチング手段３ａ〜
３ｆをオンオフ制御する。この時、制御手段８はスイッ
チング手段３ａ〜３ｆがそれぞれ電気角で１２０度の期
間のみオンするように制御している。これにより、イン
バータ回路３の出力周波数に比例した回転磁界が電機子
巻線４ａ〜４ｃに発生し、前記回転子を回転駆動する。
ｔ１からｔ２の期間において、制御手段８はインバータ
回路３の出力周波数が増加するようにスイッチング手段
３ａ〜３ｆをオンオフ制御する。印加電圧制御手段９
は、電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が増加す
るようにスイッチング手段３ａ〜３ｆのオン期間中の通
電比を制御する。

【００５９】ｔ２では、インバータ回路３の出力周波数
が所定値ｆ１になる。つまり、電動機４が同期はずれを
起こしていない場合は、電動機４が所定周波数ｆ１に比
例した速度で回転している。印加電圧制御手段９は電機
子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が所定値ｖ２にな
るように、スイッチング手段３ａ〜３ｆの通電比を制御
する。制御手段８はスイッチング手段３ａ〜３ｆのうち
の一つのスイッチング手段のオン期間のみ短くする。す
なわち、ｔ２になるとインバータ回路３の出力周波数を
所定周波数ｆ１より高い周波数ｆ２にする。本実施例で
は、後の電気角３６０度の期間は所定周波数ｆ１でスイ
ッチング手段３ａ〜３ｆをオンオフ制御し、ｔ３になる
ようにしている。

【００６０】本実施例のように、洗濯兼脱水槽２３を駆
動する場合は、洗濯兼脱水槽２３の質量が大きくかつ直
径も大きいので、一旦回転すると電動機４による動力供
給を停止しても慣性力によりしばらくの間回転を持続す
る。従って、図５に示したように印加電圧制御手段９が
電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値を小さくする
ようにスイッチング手段３ａ〜３ｃの通電比を小さく
し、電機子巻線４ａ〜４ｃに流れる電流を小さくして
も、洗濯兼脱水槽２３の慣性力により電動機４はｔ２時
点の速度とほぼ同じ速度で回転し続ける。本実施例で
は、制御手段８がスイッチング手段３ａ〜３ｆのオンオ
フ切換を一瞬早くしたので、電動機４を同期電動機とし
て駆動していた際に電機子巻線４ａ〜４ｃに流れる電流
と、電機子巻線４ａ〜４ｃに生じる逆起電力間に生じて
いた位相差を小にすることができる。これにより、比較
手段７は電圧検知手段５が出力する電機子巻線４ａ〜４
ｃの逆起電力波形と基準電圧設定手段６の出力を確実に
検知し、正確な論理を制御手段８に出力することができ
る。

【００６１】ｔ３からは、制御手段８はｔ２において比
較手段７が出力した論理に応じてスイッチング手段３ａ
〜３ｆをオンオフ制御する。印加電圧制御手段９は電機
子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が増加するよう
に、スイッチング手段３ａ〜３ｆの通電比を制御する。
つまり、電動機４をブラシレスＤＣモータとして制御す
るものになる。

【００６２】図７は、ｔ２前後の電機子巻線４ａ〜４ｃ
の各端子の電圧波形を示している。（ａ）は電機子巻線
４ａの端子電圧波形、（ｂ）は電機子巻線４ｂの端子電
圧波形、（ｃ）は電機子巻線４ｃの端子電圧波形、
（ｄ）は電機子巻線４ａの電流波形、（ｅ）は電機子巻
線４ｂの電流波形、（ｆ）は電機子巻線４ｃの電流波形
を示している。

【００６３】図７に示すように、ｔ２前の電動機４を同
期電動機として駆動している状態では、同期はずれを防
止するために電機子巻線４ａ〜４ｃに流れる電流が逆起
電力波形に対し遅れ位相になるようにしているので、電
動機４をブラシレスＤＣモータとして駆動するときに比
べ電流が大となり、回生電流が流れる期間が長くなり、
電機子巻線４ａ〜４ｃに生じる逆起電力波形を検知でき
る期間は短くなる。しかしながら、ｔ２になると、スイ
ッチング手段３ａ〜３ｆのオンオフ切換が１回だけ早く
なるので、瞬時に電機子巻線４ａ〜４ｃに流れる電流の
逆起電力波形に対する遅れ位相を補正することができ
る。同時に印加電圧制御手段９が電機子巻線４ａ〜４ｃ
に印加される電圧の平均値が所定値ｖ２になるように、
スイッチング手段３ａ〜３ｆの通電比を小さくするの
で、電機子巻線４ａ〜４ｃに流れる電流が小になり、前
記逆接続ダイオードに回生電流が流れる期間が短くな
る。従って、電機子巻線４ａ〜４ｃに生じる逆起電力波
形とスイッチング手段３ａ〜３ｆのオンオフ波形の位相
差が小になり、電機子巻線４ａ〜４ｃに生じる逆起電力
波形の零電圧付近の位相を電圧検知手段５が確実に検知
できるようになるので、比較手段７が確実に基準電圧設
定手段６の出力電圧と、電圧検知手段５の出力電圧を比
較することができる。

【００６４】（実施例３）図８は本発明の実施例３であ
るインバータ装置を使用した電気洗濯機の洗濯兼脱水槽
２３を回転駆動する時の電動機４の駆動制御のタイムチ
ャートを示している。従って、本実施例は請求項５に記
載の電気洗濯機の一実施例にも相当する。その他の構成
については図１、３と同様である。

【００６５】（ａ）は電動機４に出力するインバータ回
路３の出力周波数を示している。（ｂ）は印加電圧制御
手段９が制御する電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平
均値を示している。

【００６６】図８を用いて説明する。ｔ０で、電動機４
の運転を開始すると、ｔ０〜ｔ１の期間、所定の印加電
圧ｖ０でスイッチング手段３ａと３ｅをオンし、電機子
巻線４ａ、４ｂに電力を供給する。これにより、電機子
巻線４ａ、４ｂにＮ極またはＳ極の磁界が生じ、永久磁
石４ｄのＳ極、Ｎ極が吸引され、永久磁石４ｄの前記固
定子に対する相対的な位置が確定する。

【００６７】ｔ１からは、制御手段８はスイッチング手
段３ａ〜３ｆをオンオフ制御して電機子巻線４ａ〜４ｃ
に回転磁界を発生させ、電動機４を同期電動機として回
転駆動する。この時、制御手段８はインバータ回路３の
出力周波数が増加するように制御している。同時に、印
加電圧制御手段９は電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の
平均値が増加するようにスイッチング手段３ａ〜３ｆの
通電比を制御する。

【００６８】ｔ２では、インバータ回路３の出力周波数
が所定値ｆ１になる。つまり、電動機４が同期はずれを
起こしていない場合は、電動機４は所定周波数ｆ１に比
例して速度で回転している。制御手段８はスイッチング
手段３ａ〜３ｆを全てオフにする。従ってインバータ回
路３の出力周波数は０になる。本実施例に示した電気洗
濯機の洗濯兼脱水槽２３のように、ある程度回転する
と、しばらくは慣性力で回転し続ける負荷の場合は、ス
イッチング手段３ａ〜３ｆを全てオフにしても、その直
前の電動機４の速度とほぼ同じ速度で電動機４は回転す
る。従って、電圧検知手段５の出力波形は電機子巻線４
ａ〜４ｃの逆起電力波形のみになり、比較手段７は確実
に逆起電力の零電圧付近の位相で、電圧検知手段５の出
力値と基準電圧設定手段６の出力値を比較することがで
きる。

【００６９】ｔ３からは、制御手段８が比較手段７の出
力に応じてスイッチング手段３ａ〜３ｆをオンオフ制御
し、最終目標回転数まで電動機４を回転駆動する。

【００７０】以上のように、制御手段８が比較手段７の
出力に応じてスイッチング手段３ａ〜３ｆをオンオフ制
御する際に、制御手段８がスイッチング手段３ａ〜３ｆ
を全てオフし、電機子巻線４ａ〜４ｃに流れる電流をな
くし、電機子巻線４ａ〜４ｃに生じる逆起電力波形を電
圧検知手段５が検知できるので、比較手段７の出力論理
が正確になり、電動機４の信頼性を向上させることがで
きる。

【００７１】（実施例４）図９は実施例４であるインバ
ータ装置を使用した電気洗濯機の洗濯兼脱水槽２３の起
動から目標速度までのタイムチャートを示している。
（ａ）は制御手段８が制御するインバータ回路３の出力
周波数を示している。（ｂ）は印加電圧制御手段９が制
御する電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値を示し
ている。その他の構成については図１、図３と同様であ
る。

【００７２】図９を用いて説明する。ｔ０で、電動機４
の運転開始がなされると、ｔ０〜ｔ１の期間、所定の印
加電圧ｖ０でスイッチング手段３ａと３ｅをオンし、電
機子巻線４ａ、４ｂを通電する。これにより、電機子巻
線４ａ、４ｂにＮ極またはＳ極の磁界が生じ、永久磁石
４ｄのＳ極、Ｎ極が吸引され、永久磁石４ｄの前記固定
子に対する相対的な位置が確定する。

【００７３】ｔ１からは、電動機４を同期電動機として
駆動するために、制御手段８はスイッチング手段３ａ〜
３ｆをオンオフ制御する。この時、制御手段８はスイッ
チング手段３ａ〜３ｆがそれぞれ電気角で１２０度の期
間のみオンするように制御している。これにより、イン
バータ回路３の出力周波数に比例した回転磁界が電機子
巻線４ａ〜４ｃに発生し、前記回転子を回転駆動する。
ｔ１からｔ２の期間において、制御手段８はインバータ
回路３の出力周波数が時間に比例して増加するようにス
イッチング手段３ａ〜３ｆをオンオフ制御する。印加電
圧制御手段９は、電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平
均値がｔ１からの経過時間に比例して第一の設定値ｖ３
まで増加するようにスイッチング手段３ａ〜３ｆのオン
期間中の通電比を制御する。本実施例では、電機子巻線
４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値の増加率は（ｖ３−ｖ
０）／（ｔ２−ｔ１）となる。しかしながら、これは一
例であり時間に比例して前記印加電圧の平均値を上げる
必要はなく、ステップ状に増加させても良いし、一定値
に固定しても良い。

【００７４】ｔ２では、インバータ回路３の出力周波数
が所定値ｆ１になる。つまり、電動機４が同期はずれを
起こしていない場合は、電動機４が所定周波数ｆ１に比
例した速度で回転している。印加電圧制御手段９は電機
子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が第三の設定値ｖ
５になるように、スイッチング手段３ａ〜３ｆの通電比
を制御する。本実施例では、制御手段８は電気角３６０
度の期間、所定周波数ｆ１でスイッチング手段３ａ〜３
ｆをオンオフ制御し、ｔ３になるようにしている。

【００７５】本実施例のように、洗濯兼脱水槽２３を駆
動する場合は、洗濯兼脱水槽２３の質量が大きくかつ直
径も大きいので、一旦回転すると電動機４による動力供
給を停止しても慣性力によりしばらくの間回転を持続す
る。従って、図９に示したように印加電圧制御手段９が
電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値を小さくする
ようにスイッチング手段３ａ〜３ｃの通電比を小さく
し、電機子巻線４ａ〜４ｃに流れる電流が小さくなって
も、洗濯兼脱水槽２３の慣性力により電動機４はｔ２時
点の速度とほぼ同じ速度で回転し続けるので、電圧検知
手段５は電機子巻線４ａ〜４ｃの逆起電力波形を確実に
検知し、比較手段７は電圧検知手段５が出力値と基準電
圧設定手段６の出力を正確に比較できる。

【００７６】ｔ３からは、制御手段８は比較手段７が出
力した論理に応じてスイッチング手段３ａ〜３ｆをオン
オフ制御する。印加電圧制御手段９は電機子巻線４ａ〜
４ｃの印加電圧の平均値が第二の設定値ｖ４になるよう
に、スイッチング手段３ａ〜３ｆの通電比を制御し、そ
こから電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が増加
するようにスイッチング手段３ａ〜３ｆの通電比を制御
する。従って、ｔ３以降では電動機４はブラシレスＤＣ
モータとして制御される。

【００７７】電動機４をブラシレスＤＣモータとして制
御すると、電動機４を同期電動機として制御していたと
きに生じていた電機子巻線電流の遅れ位相が低減される
ので、ｔ３において印加電圧制御手段９が電機子巻線４
ａ〜４ｃの印加電圧の平均値が第一の設定値ｖ３になる
ように制御しておくと電動機４の速度が急速に立ち上が
り、本実施例の電気洗濯機に使用されている場合は、騒
音が瞬間的に大になるなどの不都合が生じる。しかしな
がら、ｔ３において、印加電圧制御手段９が制御する印
加電圧を小さい第二の設定値ｖ４に設定するので、電動
機４の急加速などを防止することができる。

【００７８】また、第二の設定値ｖ４が第三の設定値ｖ
５より小さいと、電動機４に十分な電力が供給されず、
電動機４の速度が低下し、電機子巻線４ａ〜４ｃに生じ
る逆起電力が小さくなるので、電圧検知手段５が正確に
逆起電力波形を検知できなくなり、電動機４をブラシレ
スＤＣモータとして制御できなくなるが、本実施例では
第二の設定値ｖ４を第三の設定値ｖ５より大きくしてい
るので、電動機４の減速および動作停止を防止できる。

【００７９】（実施例５）図１０は、本発明の請求項６
に係わる実施例５の電気洗濯機を示している。布量検知
手段３１は洗濯兼脱水槽２３内に入れられた被洗濯物の
量を検知し、その結果を印加電圧制御手段３５に出力す
る。本実施例では、電機子巻線４ａ〜４ｃの電流を検知
する電流検知手段３２とマイクロコンピュータ内のメモ
リにより構成される記憶手段３３で構成されている。電
流検知手段３２は整流回路２とインバータ回路３間の負
電位側に接続した電流検出抵抗３２ａと電流検出抵抗３
２ａの出力を増幅する増幅回路３２ｂにより構成されて
いる。記憶手段３３は電流検知手段３２の出力に対する
被洗濯物の量のテーブルを予め記憶している。なお、布
量検知手段３１はこれに限定するものではなく、例えば
図３の電気洗濯機を構成するサスペンション２４に重量
センサを設け、これにかかる力を検知することで判定し
ても良い。制御手段３４はスイッチング手段３ａ〜３ｆ
をオンオフ制御するものであり、起動時には電動機４を
同期電動機として制御し、所定速度以上では比較手段７
の出力に応じてスイッチング手段３ａ〜３ｆをオンオフ
制御することで電動機４をブラシレスＤＣモータとして
制御している。印加電圧制御手段３５はスイッチング手
段３ａ〜３ｆのオン期間中の通電比を制御することで、
電機子巻線４ａ〜４ｃの印加電圧の平均値を制御してい
る。印加電圧制御手段３５は布量検知手段３１の出力に
応じて、電動機４の起動時の電機子巻線４ａ〜４ｃの印
加電圧の平均値を設定する。この値は布量検知手段３１
が検知した被洗濯物の量が多いほど大きいものになるよ
うに設定される。

【００８０】その他の構成については、図１、図３と同
様である。

【００８１】以上のように、布量検知手段３１を設け、
布量検知手段３１が検知した被洗濯物の量に応じて、電
動機４を同期電動機として制御する間の電機子巻線４ａ
〜４ｃの印加電圧の平均値を印加電圧制御手段３５が制
御することで、負荷に最適な印加電圧で電動機４を回転
駆動することができるので、電動機４を同期電動機とし
て駆動しているときの騒音をより低減することができ
る。また、同期はずれも防止できるので、性能の安定し
た電気洗濯機を実現できる。

【００８２】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載の
発明によれば、回転子に永久磁石を有し、固定子に電機
子巻線を有する電動機と、前記電動機に接続したインバ
ータ回路と前記インバータ回路を構成するスイッチング
手段のオンオフを制御する制御手段と、前記電機子巻線
の印加電圧を制御する印加電圧制御手段と、前記電機子
巻線の端子電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検
知手段の出力電圧と基準電圧を比較する比較手段と前記
基準電圧を設定する基準電圧設定手段を有し、起動時に
は、前記制御手段は前記電動機を同期電動機として制御
するとともに前記電動機の速度を増加させ、前記電動機
の速度が所定値になると、前記印加電圧制御手段は一定
期間、前記電機子巻線の印加電圧を所定値に制御し、前
記制御手段は前記比較手段の出力に応じて前記スイッチ
ング手段を制御したので、前記制御手段が前記比較手段
の出力により前記スイッチング手段の制御をする際に前
記電機子巻線に流れる電流が小になり、前記電機子巻線
に回生電流が流れる期間が短くなり、前記電圧検知手段
が前記電機子巻線に生じる逆起電力波形を検知できる期
間が長くなり、前記比較手段が前記電圧検知手段の出力
電圧と前記基準電圧設定手段の出力電圧を正確に比較す
ることができる性能の安定したインバータ装置を実現で
きる。

【００８３】本発明の請求項２に記載の発明によれば、
上記請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、
前記電動機の速度が所定値になると、前記スイッチング
手段の出力周波数の瞬時値を変化させ、その後、前記比
較手段の出力に応じて、前記スイッチング手段を制御し
たので、前記制御手段が前記電動機を同期電動機として
駆動していたときに前記電機子巻線に流れる電流が前記
電機子巻線に生じる逆起電力波形に対し大幅な遅れ位相
であっても、この状態を補正し、前記電圧検知手段が前
記逆起電力波形の零電圧付近を検知できるようになり、
前記比較手段が前記電圧検知手段の出力値と前記基準電
圧設定手段の出力電圧を比較して、前記永久磁石の位置
を正確に検知することができる。従って、前記電動機を
確実に駆動することができるインバータ装置を実現でき
る。

【００８４】本発明の請求項３に記載の発明によれば、
上記請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、
前記電動機の速度が所定値になると、前記スイッチング
手段を全てオフにし、その後、前記比較手段の出力に応
じて前記スイッチング手段をオンオフ制御したので、前
記制御手段が前記比較手段の出力に応じて前記スイッチ
ング手段を制御する際に、一旦、前記電機子巻線に流れ
る電流がなくなり、前記電機子巻線に生じる逆起電力を
検知することができる。従って、前記電動機を確実に駆
動することができる性能の安定したインバータ装置を実
現できる。

【００８５】本発明の請求項４に記載の発明によれば、
上記請求項１〜３いずれかに記載の発明において、前記
印加電圧制御手段は、前記電機子巻線の印加電圧の第一
の設定値と前記第一の設定値より小である第二の設定値
と前記第二の設定値より小である第三の設定値を有し、
前記電動機を同期電動機として回転駆動すると前記印加
電圧制御手段は時間に比例して前記第一の設定値まで前
記電機子巻線の印加電圧を増加させ、前記電動機の速度
が所定値になると、前記印加電圧制御手段は一定期間、
前記電機子巻線の印加電圧を前記第三の設定値に制御
し、前記制御手段が前記比較手段の出力に応じて前記ス
イッチング手段を制御すると、前記印加電圧制御手段は
前記第二の設定値より増加させたので、前記制御手段が
前記比較手段の出力に応じて前記スイッチング手段を制
御するときに、前記電動機の速度が急加速されたり、減
速したりすることを防止できる。

【００８６】本発明の請求項５に記載の発明によれば、
上記請求項１〜４いずれかに記載のインバータ装置を備
えたので、前記電気洗濯機の被洗濯物の量が変動して前
記電動機の負荷が変化し、前記電機子巻線に流れる電流
と前記電機子巻線に生じる逆起電力波形の位相差が変動
しても、確実にこの逆起電力波形を前記電圧検知手段が
検知でき、前記制御手段が前記比較手段の出力に応じて
前記スイッチング手段を制御できる性能の安定した電気
洗濯機を実現できる。

【００８７】本発明の請求項６に記載の発明によれば、
上記請求項５に記載の発明において、被洗濯物の量を検
知する布量検知手段を有し、前記印加電圧制御手段は前
記電動機の起動時に、前記布量検知手段の出力に応じ
て、前記電機子巻線への印加電圧を制御するので、前記
被洗濯物の量が変動しても、前記電動機を同期電動機と
して駆動する際に同期はずれを起こすことを防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１であるインバータ装置の主要
部回路構成図

【図２】本発明の実施例１であるインバータ装置の電動
機の駆動制御フローチャート

【図３】同インバータ装置を備えた電気洗濯機の要部ブ
ロック図

【図４】同インバータ装置の電動機の駆動制御タイムチ
ャート

【図５】同インバータ装置の主要部動作波形を示す図

【図６】本発明の実施例２であるインバータ装置の電動
機の駆動制御タイムチャート

【図７】同インバータ装置の主要部動作波形を示す図

【図８】本発明の実施例３であるインバータ装置の電動
機の駆動制御タイムチャート

【図９】本発明の実施例４であるインバータ装置の電動
機の駆動制御タイムチャート

【図１０】本発明の実施例５である電気洗濯機の主要部
回路構成図

【図１１】従来のインバータ装置の主要部回路構成図

【図１２】従来のインバータ装置の電動機の駆動制御タ
イムチャート

【符号の説明】

３インバータ回路３ａ〜３ｆスイッチング手段４電動機４ａ〜４ｃ電機子巻線４ｄ永久磁石５電圧検知手段６基準電圧設定手段７比較手段８制御手段９印加電圧制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林保道大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者藤濤知也大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3B155 AA01 BB08 BB19 HB09 HC05 KA02 KB08 KB11 LC02 LC13 LC15 MA01 MA06 MA07 MA09 5H560 BB04 BB07 BB12 DA13 DA19 DC12 EB01 GG04 SS07 TT07 TT08 TT11 UA02 XA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転子に永久磁石を有し固定子に電機子
巻線を有する電動機と、前記電動機に接続したインバー
タ回路と、前記インバータ回路を構成するスイッチング
手段のオンオフを制御する制御手段と、前記電機子巻線
の印加電圧を制御する印加電圧制御手段と、前記電機子
巻線の端子電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検
知手段の出力電圧と基準電圧を比較する比較手段と、前
記基準電圧を設定する基準電圧設定手段を有し、前記制
御手段は、前記電動機を同期電動機として制御するとと
もに前記電動機の速度を増加させ、前記電動機の速度が
所定値になると、前記印加電圧制御手段は一定期間前記
電機子巻線の印加電圧を所定値に制御し、前記制御手段
は前記比較手段の出力に応じて前記スイッチング手段を
制御するインバータ装置。
【請求項２】制御手段は、電動機の速度が所定値にな
ると、スイッチング手段の出力周波数の瞬時値を変化さ
せるとともに、比較手段の出力に応じて前記スイッチン
グ手段を制御する請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】制御手段は、電動機の速度が所定値にな
ると、スイッチング手段を全てオフにし、その後、比較
手段の出力に応じて前記スイッチング手段をオンオフ制
御する請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項４】印加電圧制御手段は、電機子巻線の印加
電圧の第一の設定値と前記第一の設定値より小である第
二の設定値と前記第二の設定値より小である第三の設定
値を有し、電動機を同期電動機として回転駆動すると、
前記印加電圧制御手段は時間に比例して前記第一の設定
値まで前記電機子巻線の印加電圧を増加させ、前記電動
機の速度が所定値になると、前記印加電圧制御手段は一
定期間前記電機子巻線の印加電圧を前記第三の設定値に
制御し、制御手段が比較手段の出力に応じてスイッチン
グ手段を制御すると、前記印加電圧制御手段は前記第二
の設定値より増加させる請求項１〜３のいずれか１項に
記載のインバータ装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載のイ
ンバータ装置を備えた電気洗濯機。
【請求項６】被洗濯物の量を検知する布量検知手段を
有し、印加電圧制御手段は電動機の起動時に、前記布量
検知手段の出力に応じて、電機子巻線への印加電圧を制
御する請求項５に記載の電気洗濯機。