JP2001178184A - インバータ装置およびこれを使用した電気洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機を同期電動機として駆動中に負荷が変
動しても、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２を構成するスイッチン
グ手段２ａ〜２ｆをオンオフ制御する制御手段３と、電
機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧を制御する印加電圧制御
手段４と、電機子巻線１ｂ〜１ｄ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６と、基準電圧を設定する基準電圧設
定手段７を設け、電動機１の起動時には、電動機１を同
期電動機として制御するとともに電動機１の速度を増加
し、その後、電動機１が所定速度になると、制御手段３
と印加電圧制御手段４により電動機１の負荷角が増加す
るように制御し、その後、制御手段３は比較手段６の出
力に応じてスイッチング手段２ａ〜２ｆをオンオフ制御
するようにする。

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１０に示す。

【０００３】電動機１は永久磁石１ａを有する回転子と
三つの電機子巻線１ｂ〜１ｄ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。

【０００４】インバータ回路２は高電位側のスイッチン
グ手段２ａ、２ｂ、２ｃと低電位側のスイッチング手段
２ｄ，２ｅ，２ｆにより三相六石の構成としている。ス
イッチング手段２ａ〜２ｆ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】制御手段４１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４４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２ａ〜
２ｆを電気角で１２０度の期間オンオフ制御する。

【０００６】印加電圧制御手段４２は制御手段４１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２ａ〜２ｆのオン期間中の通電比を制御す
ることで、電機子巻線１ｂ〜１ｄ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（ＰＷＭ）によ
り電動機１の印加電圧を制御している。

【０００７】電圧検知手段４３は少なくとも二つの抵抗
と一つのコンデンサからなる分圧回路４３ａ、４３ｂ、
４３ｃが電機子巻線１ｂ〜１ｄの各端子に接続されて構
成されている。

【０００８】比較手段４４は、三つのコンパレータ４４
ａ、４４ｂ、４４ｃにより構成されており、分圧回路４
３ａ、４３ｂ、４３ｃの出力と基準電圧設定手段４５が
設定する基準電圧を比較して、ハイまたはローを制御手
段４１に出力する。

【０００９】基準電圧設定手段４５は、同じ定数を有す
る少なくとも三つの抵抗４５ａ、４５ｂ、４５ｃをスタ
ー結線し三相とした仮想中性点回路４５ｄと、仮想中性
点回路４５ｄの中性点電圧を分圧する少なくとも二つの
抵抗で構成された分圧回路４５ｅにより構成されてい
る。

【００１０】交流電源９は整流回路１０に接続し、整流
回路１０はダイオードブリッジ１０ａと平滑用の二つの
コンデンサ１０ｂ、１０ｃの直列回路により倍電圧整流
回路の構成となっている。整流回路１０はインバータ回
路２に直流電源を供給している。

【００１１】図１１は電動機１の駆動制御のタイムチャ
ートを示している。（ｉ）はインバータ回路２より出力
される電力の出力周波数を示している。（ｊ）は印加電
圧制御手段４２によって制御される電機子巻線１ｂ〜１
ｄの印加電圧の平均値を示している。

【００１２】図１０、１１を用いて動作を説明する。ｔ
０で、電動機１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２ａと２ｅをオ
ンし、電機子巻線１ｂ、１ｃに電力供給する。これによ
り、電機子巻線１ｂ、１ｃが巻かれた鉄心の歯（ティー
ス）にＮ極またはＳ極の磁界が生じ、永久磁石１ａのＳ
極、Ｎ極が吸引され、電機子巻線１ｂ〜１ｄに対する永
久磁石１ａの相対的な位置が確定する。

【００１３】ｔ１からは、電動機１を同期電動機として
駆動するために、制御手段４１はスイッチング手段２ａ
〜２ｆをオンオフ制御する。この時、制御手段４１はス
イッチング手段２ａ〜２ｆ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２の出力周波数に比例した回転磁界が電
機子巻線１ｂ〜１ｄに発生し、この磁界と永久磁石１ａ
間に生じる電磁力により前記回転子を回転駆動する。ｔ
１からｔ２の期間において、制御手段４１はインバータ
回路２の出力周波数が増加するようにスイッチング手段
２ａ〜２ｆを制御する。印加電圧制御手段４２は、電機
子巻線１ｂ〜１ｄ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２ａ〜２ｆの通電比を制御する。

【００１４】ｔ２では、インバータ回路２の出力周波数
が所定値ｆ１になる。つまり、電動機１が同期はずれを
起こしていない場合は、電動機１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１ｂ〜
１ｄの印加電圧の平均値はｖ６になる。ｔ２からは、制
御手段４１は比較手段４４が出力した論理に応じてスイ
ッチング手段２ａ〜２ｆをオンオフ制御する。印加電圧
制御手段４２は電機子巻線１ｂ〜１ｄ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２ａ〜２ｆの通
電比をＰＷＭ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
電動機の起動時には同期電動機として駆動し、その後、
負荷角を増加させ、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、同期電動機として駆動
している間に前記電動機の負荷が変動して前記電機子巻
線に流れる電流が前記電機子巻線に生じる逆起電力に対
して遅れ位相になっても、この状態を補正し、前記電圧
検知手段が前記逆起電力の零電圧付近から約３０度遅れ
の範囲の波形を確実に検知することができ、その後は前
記逆起電力波形に応じて前記電動機を制御することがで
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の
起動時には同期電動機として駆動し、その後、負荷角を
増加させ、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、同期電動機として駆動している
間に前記電動機の負荷が変動して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に対して遅れ
位相になっても、この状態を補正し、前記電圧検知手段
が電機子巻線に生じる逆起電力の零電圧から３０度遅れ
位相の範囲の波形を検知することができ、前記電動機を
確実に前記逆起電力に基づいてブラシレスＤＣモータと
して駆動することができる。

【００１９】本発明の請求項２に記載の発明は、上記請
求項１記載の発明において、制御手段は電動機の速度が
増加するようにスイッチング手段をオンオフ制御すると
ともに、印加電圧制御手段は電機子巻線の印加電圧が所
定値になるように制御することによって、負荷角を増加
させるので、前記電動機を加速しながら、前記電機子巻
線に生じる前記逆起電力に基づいてブラシレスＤＣモー
タとして制御できる。

【００２０】本発明の請求項３に記載の発明は、上記請
求項１記載の発明において、印加電圧制御手段は電動機
の速度の増加率に比べて小さな増加率で電機子巻線の印
加電圧が増加するように制御することによって、負荷角
を増加させるので、前記電動機を加速しながら、前記電
機子巻線に生じる逆起電力に基づいてブラシレスＤＣモ
ータとして制御できるようになるとともに、前記電動機
を同期電動機として駆動している期間の特にブラシレス
ＤＣモータとして制御する直前の同期はずれを防止でき
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
が所定値になるようにスイッチング手段をオンオフ制御
し、印加電圧制御手段は電機子巻線の印加電圧が減少す
るように制御することによって、負荷角を増加させるの
で、前記電動機を同期電動機として駆動している間に負
荷が変動しても、確実に所定速度で前記電動機を前記電
機子巻線に生じる逆起電力に基づいてブラシレスＤＣモ
ータとして制御することができる。

【００２２】本発明の請求項５に記載の発明は、上記請
求項１〜４いずれか記載の発明において、負荷角が所定
範囲にあることを判定する判定手段を有し、前記判定手
段の出力をうけて、比較手段の出力に応じてスイッチン
グ手段をオンオフ制御するので、電圧検知手段が確実に
前記電機子巻線に生じる逆起電力波形の所定位相を検知
できる状態で前記電動機をブラシレスＤＣモータとして
制御することになり、性能の安定したインバータ装置及
び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、判定手段は、比較手段の
出力信号に応じたスイッチング手段のオンオフ状態と、
制御手段が出力している前記スイッチング手段のオンオ
フ状態を比較するので、前記電動機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切り替
える際に、前記スイッチング手段のオンオフ状態を変え
る必要がない円滑な切り替えを実現できる。

【００２４】本発明の請求項７に記載の発明は、上記請
求項５、６いずれかに記載の発明において、印加電圧制
御手段は、判定手段の出力をうけると、電機子巻線の印
加電圧を増加させるように制御するので、前記電動機を
同期電動機としての制御からブラシレスＤＣモータとし
ての制御に切り替えたときに、前記電動機の速度の低下
を抑えることができる。

【００２５】本発明の請求項８に記載の発明は、上記請
求項１〜７いずれかに記載の発明において、前記請求項
１〜７いずれか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。

【００２６】

【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。

【００２７】（実施例１）図１は本実施例におけるイン
バータ装置の主要部回路構成図を示している。

【００２８】電動機１は回転子を固定子の内側に設けた
構成にしている。前記回転子は８極の永久磁石１ａを鉄
心の外周に配置した構成にしている。本実施例では特に
図示していないが、永久磁石１ａの各極はそれぞれ分割
されており、これを鉄心に８極になるように配置した後
で樹脂モールドしている。前記固定子は１２スロットの
形状の珪素鋼板を積層した鉄心と電機子巻線１ｂ、１
ｃ、１ｄを有しており、電機子巻線１ｂ〜１ｄは各スロ
ットに集中巻されている。電機子巻線１ｂ〜１ｄは三相
のスター結線で構成されている。なお、電動機の構成は
これに限定するものではなく、例えばアウターロータの
構成にしてもよいし、永久磁石の極数や固定子のスロッ
ト数を変更してもよいし、電機子巻線についても分布巻
の構成にしてもよいものである。

【００２９】インバータ回路２は三つの高電位側のスイ
ッチング手段２ａ、２ｂ、２ｃと三つの低電位側のスイ
ッチング手段２ｄ、２ｅ、２ｆにより三相六石の構成に
なっており、電動機１に三相全波の交流電力を供給す
る。スイッチング手段２ａ〜２ｆはＩＧＢＴと逆接続ダ
イオードの並列回路で構成されている。なお、本実施例
は一例であり、ＩＧＢＴをパワートランジスタやＭＯＳ
ＦＥＴやサイリスタなどにしてもよいし、インバータ回
路２の構成を三相三石や単相四石などにしてもよい。

【００３０】制御手段３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、スイッチング手段２ａ〜
２ｆのオンオフ状態を設定する。本実施例では、スイッ
チング手段２ａ〜２ｆのそれぞれのオン期間は電気角１
２０度になるようにしている。第一の記憶手段３ａ、３
ｂはマイクロコンピュータ内のメモリで構成されてい
る。タイマ３ｃはマイクロコンピュータ内のタイマを利
用している。第一の記憶手段３ａにはタイマ３ｃが出力
する電動機１の駆動開始からの経過時間に対応したスイ
ッチング手段２ａ〜２ｆのオンオフ状態が記憶されてい
る。第二の記憶手段３ｂには、後で述べる比較手段６の
出力に応じたスイッチング手段２ａ〜２ｆのオンオフ状
態が設定されている。

【００３１】印加電圧制御手段４は制御手段３と同様に
マイクロコンピュータと論理回路により構成され、スイ
ッチング手段２ａ〜２ｆのオン期間中の通電比を制御す
る。つまり本実施例ではパルス幅変調（ＰＷＭ）を行う
ことで、電機子巻線１ｂ〜１ｄへの印加電圧の平均値を
制御している。本実施例では低騒音化のために、ＰＷＭ
を行うためのキャリア周波数を約１５．６２５ｋＨｚに
している。しかしながら、これは一例であり、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し、ＰＷＭのキャリア
周波数を変更してもよい。なお、本実施例では、制御手
段３と印加電圧制御手段４を構成するマイクロコンピュ
ータは一体化されている。

【００３２】電圧検知手段５は電機子巻線１ｂ〜１ｄと
インバータ回路２の接続端子の電圧を検知する。本実施
例では各端子ごとに設けられた複数の抵抗とコンデンサ
からなる分圧回路５ａ、５ｂ、５ｃにより構成されてい
る。

【００３３】比較手段６は三つのコンパレータ６ａ、６
ｂ、６ｃとフィルタ回路６ｄにより構成される。コンパ
レータ６ａ〜６ｃは分圧回路５ａ〜５ｃの出力電圧と基
準電圧Ｖｒｅｆを比較し、ハイまたはローをフィルタ回
路６ｄに出力する。フィルタ回路６ｄは複数の論理回路
により構成され、所定期間出力をラッチさせることで、
コンパレータ６ａ〜６ｃの出力信号の不要成分を除去し
ている。なお、これは一例であり、例えばコンパレータ
６ａ〜６ｃをマグニチュードコンパレータに変更しＡＤ
変換器を設け、分圧回路５ａ〜５ｃ及び基準電圧をＡＤ
変換し、この出力値をマグニチュードコンパレータで比
較するようにしてもよいし、フィルタ回路６ｄについて
も制御手段３、印加電圧制御手段４を構成するマイクロ
コンピュータで構成し、前記マイクロコンピュータによ
る演算処理によりコンパレータ６ａ〜６ｃの出力信号の
不要成分を除去してもよい。この場合は比較手段はコン
パレータのみで構成されることになる。

【００３４】基準電圧設定手段７は、少なくとも三つの
抵抗７ａ、７ｂ、７ｃを三相になるようにスター結線
し、残る一方を電機子巻線１ｂ〜１ｄの入力端子に接続
した仮想中性点回路７ｄと仮想中性点回路７ｄの中性点
電圧を分圧する抵抗とコンデンサにより構成された分圧
回路７ｅにより構成される。しかしながら、基準電圧設
定手段７の構成はこれに限定するものではなく、例えば
電機子巻線１ｂ〜１ｄの中性点電圧を基準電圧にしても
よいし、分圧回路５ａ〜５ｃの出力電圧の合成電圧を基
準電圧にしてもよい。

【００３５】ようするに、電圧検知手段５、比較手段
６、基準電圧設定手段７においては、永久磁石１ａが回
転して電機子巻線１ｂ〜１ｄに鎖交する磁束が変化し、
これにより電機子巻線１ｂ〜１ｄに生じる逆起電力を利
用して、電機子巻線１ｂ〜１ｃに対する永久磁石１ａの
相対的な位置を検知すればよいものである。従って、例
えば電圧検知手段５および基準電圧設定手段７の出力に
積分回路を接続し、この積分回路の出力値を比較手段６
で比較してもよいし、基準電圧設定手段についても電動
機１の中性点電圧に相当するものだけではなく、電機子
巻線の残る二相の端子の合成電圧を基準にしてもよいも
のである。

【００３６】駆動回路８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１５
Ｖ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。

【００３７】９は交流電源で、整流回路１０が接続して
いる。整流回路１０はダイオードブリッジ１０ａ、二つ
の電解コンデンサ１０ｂ、１０ｃ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。

【００３８】図２は図１に示したインバータ装置におい
て電動機１を駆動するときのフローチャートの一例を示
している。図２について図１を用いて説明する。

【００３９】電動機１の運転を開始すると、ブロック１
１で電動機１の起動制御を行う。

【００４０】起動制御１１では、制御手段３はスイッチ
ング手段２ａ、２ｅを所定期間オンする。同時に印加電
圧制御手段４は電機子巻線の印加電圧の平均値が所定値
になるようにスイッチング手段２ａまたは２ｅの通電比
を制御する。これにより電機子巻線１ｂ、１ｃに電流が
流れ、電機子巻線１ｂ、１ｃが巻かれた歯（ティース）
にＮ極またはＳ極の磁界が生じる。この磁界により永久
磁石１ａのＳ極、Ｎ極は吸引または反発し、所定の位置
に固定される。所定期間が経過すると、ブロック１２で
電動機１を同期電動機として駆動する同期電動機制御を
行う。

【００４１】同期電動機制御１２が開始されると、タイ
マ３ｃは経過時間をカウントし、現在の経過時間を第一
の記憶手段３ａに出力する。第一の記憶手段３ａには予
めタイマ３ｃが出力する経過時間に応じたスイッチング
手段２ａ〜２ｆのオンオフ状態が設定されている。第一
の記憶手段３ａの設定に基づいて、制御手段３は制御開
始からの経過時間に応じてスイッチング手段２ａ〜２ｆ
をオンオフ制御し、電動機１を同期電動機として駆動す
る。本実施例では、電動機１の速度が時間の経過ととも
に増加するように、スイッチング手段２ａ〜２ｆのオン
オフ状態を第一の記憶手段３ａに設定している。同時に
印加電圧制御手段４はタイマ３ｃの出力に応じてスイッ
チング手段２ａ〜２ｆのオン期間の通電比が増加するよ
うに制御している。

【００４２】切り替え制御１４では、印加電圧制御手段
４は電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧の平均値が所定値
になるようにスイッチング手段２ａ〜２ｆの通電比を制
御する。制御手段３は同期電動機制御１２と同様にタイ
マ３ｃの出力に応じてスイッチング手段２ａ〜２ｆのオ
ンオフを設定し、電動機１を同期電動機として制御す
る。この時、電動機１の速度が増加するようにスイッチ
ング手段２ａ〜２ｆのオンオフ状態を第一の記憶手段３
ａに設定している。従って、電機子巻線１ｂ〜１ｄの印
加電圧の平均値が一定であるのに対し、電動機１の速度
は増加するので、電動機１の負荷角は増加し、負から零
の方向に変化する。ここで負荷角とは永久磁石による誘
導起電力に対する電動機の端子電圧の位相差のことであ
る。すなわち、電機子巻線１ｂ〜１ｃに生じる逆起電力
に対する電機子巻線電流の遅れ位相の位相差が少しずつ
小さくなり、電圧検知手段５が前記逆起電力の零電圧付
近の位相における電圧波形を検知できるようになり、ブ
ロック１５において、制御手段２が比較手段６の出力に
応じてスイッチング手段２ａ〜２ｆをオンオフ制御し、
電動機１をブラシレスＤＣモータとして駆動できるよう
になる。

【００４３】ブラシレスＤＣモータ制御１４では、制御
手段２は比較手段６の出力に応じてスイッチング手段２
ａ〜２ｆをオンオフ制御する。第二の記憶手段３ｂには
予め比較手段６の出力に応じたスイッチング手段２ａ〜
２ｆのオンオフ状態が設定されており、この設定に基づ
いてスイッチング手段２ａ〜２ｆをオンオフ制御する。
なお、電動機１の回転方向が正逆両方ある場合は、回転
方向ごとに比較手段６の出力に対するスイッチング手段
２ａ〜２ｆを設定しておく必要がある。印加電圧制御手
段４はタイマ３ｃの出力する経過時間に応じて、スイッ
チング手段２ａ〜２ｆの通電比を切り替え制御１４で設
定していた所定値から増加させる。

【００４４】以上のように、スイッチング手段２ａ〜２
ｆのオン期間の通電比を所定値に制御するとともに電動
機の速度を増加させるようにスイッチング手段２ａ〜２
ｆをオンオフ制御することで、電動機１の負荷角を増加
させることができるので、電圧検知手段５が電機子巻線
１ｂ〜１ｄに生じる逆起電力波形を所望の位相で検知で
き、電動機を停止させることなく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切り替える
ことができる。なお、本実施例は本発明の請求項１およ
び２の一実施例を示している。 （実施例２）図３は、図１に示したインバータ装置にお
いて電動機１を駆動するときのタイムチャートの一例を
示している。（ａ）は電動機１に出力するインバータ回
路２の出力周波数を示している。（ｂ）は印加電圧制御
手段４が制御する電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧の平
均値を示している。

【００４５】図３について図１、２を用いて説明する。
ｔ０で、電動機１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２ａと２ｅを
オンし、電機子巻線１ｂ、１ｃに電力供給する。これに
より、電機子巻線１ｂ、１ｃにＮ極またはＳ極の磁界が
生じ、永久磁石１ａのＳ極、Ｎ極が吸引され、前記固定
子に対する永久磁石１ａの相対的な位置が確定する。

【００４６】ｔ１からは、電動機１を同期電動機として
駆動するために、同期電動機制御１２を行う。ｔ１から
ｔ２の期間において、制御手段３は第一の記憶手段３ａ
の設定に基づいてスイッチング手段３ａ〜３ｆを制御
し、インバータ回路３の出力周波数を増加させる。印加
電圧制御手段４は、電機子巻線１ｂ〜１ｄ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２ａ〜２ｆの
通電比を制御する。

【００４７】ｔ２からは、図２に示した切り替え制御１
４を行う。ｔ２では、インバータ回路２の出力周波数が
所定値ｆ１になる。つまり、電動機１が同期はずれを起
こしていない場合は、電動機１は所定周波数ｆ１に比例
した速度で回転している。制御手段３は第一の記憶手段
３ａの設定に基づいてスイッチング手段２ａ〜２ｆをオ
ンオフ制御し、インバータ回路２の出力周波数を増加さ
せる。同時に印加電圧制御手段４は電機子巻線１ｂ〜１
ｄ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２ａ〜２ｆの通電比を制御する。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。
この期間のうちに、電動機１の負荷角は徐々に増加し、
負から零に向かって変化する。同時に電機子巻線に生じ
る逆起電力に対する電機子巻線電流の遅れ位相も少しず
つ補正される。これにより、電圧検知手段５は前記逆起
電力の零電圧付近の位相を検知できるようになり、比較
手段６は正確な位置検出信号を制御手段３に出力でき
る。

【００４８】ｔ３からは、図２に示したブラシレスＤＣ
モータ制御を行う。制御手段３はｔ２において比較手段
６が出力した論理に応じて第二の記憶手段の設定に基づ
きスイッチング手段２ａ〜２ｆをオンオフ制御する。印
加電圧制御手段４は電機子巻線１ｂ〜１ｃ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２ａ〜２ｆ
の通電比を制御する。従って、電動機１をブラシレスＤ
Ｃモータとして駆動するものになる。

【００４９】なお、本実施例は、本発明の請求項２の一
実施例を示している。 （実施例３）図４は、図１に示したインバータ装置にお
いて電動機１を駆動するときのタイムチャートの別の一
例を示している。（ｃ）は電動機１に出力するインバー
タ回路２の出力周波数を示している。（ｄ）は印加電圧
制御手段４が制御する電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧
の平均値を示している。

【００５０】図４について図１、２を用いて説明する。
ｔ０で、電動機１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２ａと２ｅを
オンし、電機子巻線１ｂ、１ｃに電力供給する。これに
より、電機子巻線１ｂ、１ｃにＮ極またはＳ極の磁界が
生じ、永久磁石１ａのＳ極、Ｎ極が吸引され、前記固定
子に対する永久磁石１ａの相対的な位置が確定する。

【００５１】ｔ１からは、電動機１を同期電動機として
駆動するために、同期電動機制御１２を行う。ｔ１から
ｔ２の期間において、制御手段３は第一の記憶手段３ａ
の設定に基づいてスイッチング手段３ａ〜３ｆを制御
し、インバータ回路３の出力周波数を増加させる。印加
電圧制御手段４は、電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧の
平均値がタイマ３ｃの出力する経過時間に比例して増加
するようにスイッチング手段２ａ〜２ｆの通電比を制御
する。

【００５２】ｔ２からは、図２に示した切り替え制御１
４を行う。ｔ２では、インバータ回路２の出力周波数が
所定値ｆ１になる。つまり、電動機１が同期はずれを起
こしていない場合は、電動機１は所定周波数ｆ１に比例
した速度で回転している。ｔ２からｔ３の期間、制御手
段３は第一の記憶手段３ａの設定に基づいてスイッチン
グ手段２ａ〜２ｆをオンオフ制御し、インバータ回路２
の出力周波数を増加させる。同時に印加電圧制御手段４
は電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧の平均値が所定値ｖ
１からタイマ３ｃの出力する経過時間に比例して増加す
るように、スイッチング手段２ａ〜２ｆの通電比を制御
する。この時の増加率すなわち比例定数は同期電動機制
御１２のときよりも小にする。この期間のうちに、電動
機１の負荷角は徐々に増加し、電機子巻線に生じる逆起
電力に対する電機子巻線電流の遅れ位相が少しずつ補正
される。すなわち位相の変化の時間的割合は本発明の実
施例２に比べ小さく、電圧検知手段５は前記逆起電力の
零電圧付近の位相を長期間検知できるようになり、比較
手段６は正確な位置検出信号を制御手段３に出力できる
とともに、電動機１の負荷角が過大になり遅れ位相が進
み位相に転じるまでの時間を長くすることができる。

【００５３】もしも、比較手段６からの位置検出信号を
制御手段３が見落とした場合は電動機１が同期はずれで
停止してしまうことを考慮すると、長期間にわたって位
置検出信号が得られる本実施例は装置の信頼性を高める
上でも有効に作用するものと考えられる。

【００５４】ｔ３からは、図２に示したブラシレスＤＣ
モータ制御を行う。制御手段３はｔ２において比較手段
６が出力した論理に応じて第二の記憶手段の設定に基づ
きスイッチング手段２ａ〜２ｆをオンオフ制御する。印
加電圧制御手段４は電機子巻線１ｂ〜１ｃ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２ａ〜２ｆ
の通電比を制御する。従って、電動機１をブラシレスＤ
Ｃモータとして駆動するものになる。

【００５５】以上のように、本実施例では、制御手段３
が電動機１の速度を増加するようにスイッチング手段２
ａ〜２ｆをオンオフ制御するとともに、印加電圧制御手
段４が電機子巻線１ｂ〜１ｄ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２ａ〜２ｆの通電比を制御
するので、電機子巻線１ｂ〜１ｄに生じる逆起電力に対
する電機子巻線電流の遅れ位相の差を少しずつ小さくす
ることができる。従って、前記逆起電力に対する電機子
巻線電流の位相が遅れ位相から進み位相に転じるまでの
期間を長くし、電動機１の同期はずれを防止するととも
に、電圧検知手段５が前記逆起電力の所望の位相を検知
できる期間が長くなるので、確実に電動機１を比較手段
６の出力により制御できる。 （実施例４）図５は、図１に示したインバータ装置にお
いて電動機１を駆動するときのタイムチャートの別の一
例を示している。（ｅ）は電動機１に出力するインバー
タ回路２の出力周波数を示している。（ｆ）は印加電圧
制御手段４が制御する電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧
の平均値を示している。

【００５６】図５について図１、２を用いて説明する。
ｔ０で、電動機１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２ａと２ｅを
オンし、電機子巻線１ｂ、１ｃに電力供給する。これに
より、電機子巻線１ｂ、１ｃにＮ極またはＳ極の磁界が
生じ、永久磁石１ａのＳ極、Ｎ極が吸引され、前記固定
子に対する永久磁石１ａの相対的な位置が確定する。

【００５７】ｔ１からは、電動機１を同期電動機として
駆動するために、同期電動機制御１２を行う。ｔ１から
ｔ２の期間において、制御手段３は第一の記憶手段３ａ
の設定に基づいてスイッチング手段３ａ〜３ｆを制御
し、インバータ回路３の出力周波数を増加させる。印加
電圧制御手段４は、電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧の
平均値がタイマ３ｃの出力する経過時間に比例して増加
するようにスイッチング手段２ａ〜２ｆの通電比を制御
する。

【００５８】ｔ２からは、図２に示した切り替え制御１
４を行う。ｔ２では、インバータ回路２の出力周波数が
所定値ｆ１になる。つまり、電動機１が同期はずれを起
こしていない場合は、電動機１は所定周波数ｆ１に比例
した速度で回転している。ｔ２からｔ３の期間、制御手
段３はインバータ回路２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２ａ〜２ｆをオンオフ制御す
る。同時に印加電圧制御手段４は電機子巻線１ｂ〜１ｄ
の印加電圧の平均値が所定値ｖ１からタイマ３ｃの出力
する経過時間に比例して減少するように、スイッチング
手段２ａ〜２ｆの通電比を制御する。この期間のうち
に、電動機１の負荷角は徐々に増加し、電機子巻線に生
じる逆起電力に対する電機子巻線電流の遅れ位相が少し
ずつ補正される。これにより、電圧検知手段５は前記逆
起電力の零電圧付近の位相を検知できるようになり、比
較手段６は正確な位置検出信号を制御手段３に出力でき
る。

【００５９】ｔ３からは、図２に示したブラシレスＤＣ
モータ制御を行う。制御手段３はｔ２において比較手段
６が出力した論理に応じて第二の記憶手段の設定に基づ
きスイッチング手段２ａ〜２ｆをオンオフ制御する。印
加電圧制御手段４は電機子巻線１ｂ〜１ｃ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２ａ〜２ｆ
の通電比を制御する。従って、電動機１をブラシレスＤ
Ｃモータとして駆動するものになる。

【００６０】以上のように、本実施例では、制御手段３
が電動機１の速度が所定値になるようにスイッチング手
段２ａ〜２ｆをオンオフ制御するとともに、印加電圧制
御手段４が電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧の平均値が
減少するようにスイッチング手段２ａ〜２ｆの通電比を
制御するので、電機子巻線１ｂ〜１ｄに生じる逆起電力
に対する電機子巻線電流の遅れ位相の差を小さくするこ
とができる。従って、所定速度で前記逆起電力に対する
電機子巻線電流の遅れ位相を小さくできるので、常に電
圧検知手段５が検知するのに十分な逆起電力が生じる速
度において電動機１をブラシレスＤＣモータとして駆動
に切り替えることができる。なお、本実施例は本発明の
請求項４の一実施例を示している。 （実施例５）図６は、図１とは別の一例であるインバー
タ装置の主要部回路構成図を示している。

【００６１】判定手段２１、切替手段２２は制御手段３
と印加電圧制御手段４を構成しているマイクロコンピュ
ータで構成されている。従って、本実施例では、制御手
段３と印加電圧制御手段４と判定手段２１と切替手段２
２を構成するマイクロコンピュータは一体化されてい
る。判定手段２１は第一の記憶手段３ａが出力するスイ
ッチング手段２ａ〜２ｆのオンオフ設定と第二の記憶手
段３ｂが出力するスイッチング手段２ａ〜２ｆのオンオ
フ設定を比較し、上記二つの記憶手段の出力が同じかど
うかを切替手段２２に出力する。その他の構成について
は図１と同様である。

【００６２】切替手段２２は判定手段２１の出力をうけ
て、駆動回路８に出力するスイッチング手段２ａ〜２ｆ
のオンオフ設定を第一の記憶手段３ａによるものと第二
の記憶手段３ｂによるものとに切り替える。

【００６３】なお、これは一例であり、判定手段２１は
２入力のＥＸＯＲ回路を六つと６入力のアンド回路など
の論理回路で構成してもよいし、切替手段２２は市販の
データセレクタＩＣを用いてもよい。

【００６４】図７は、図２の切替制御１３のフローチャ
ートを示している。

【００６５】図７について、図６を用いて説明する。切
替制御１３を開始すると、ブロック３１で判定手段２１
の出力をローに初期設定する。ブロック３２では印加電
圧制御手段が電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧の平均値
が所定値ｖ１になるようにスイッチング手段２ａ〜２ｆ
の通電比をＰＷＭ制御する。本実勢例では切替制御１３
が終了するまで電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧の平均
値は所定値ｖ１のままとする。ブロック３３では、第二
の記憶手段３ｂが比較手段６の出力に応じてスイッチン
グ手段２ａ〜２ｆのオンオフ設定を切替手段２２に出力
するようにする。なお、この時、判定手段２１の出力は
ローであり切替手段２２は第一の記憶手段２１の設定す
るスイッチング手段のオンオフ状態を駆動回路８に出力
している。ブロック３４では、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２ａ〜２ｆを
オンオフ制御する。本実施例では、第一の記憶手段３ａ
に予めタイマ３ｃの出力する経過時間に対応したスイッ
チング手段２ａ〜２ｆのオンオフ状態が記憶されてお
り、この設定に基づいてインバータ回路３の出力周波数
が増加するようにしている。ブロック３５では、判定手
段２１により第一の記憶手段３ａと第二の記憶手段３ｂ
の出力論理が同じであるかを判定し、同じである場合は
ハイを切替手段２２に出力する。判定手段２１の出力が
ハイである場合は、ブロック３６で切替手段２２により
第二の記憶手段３ｂの出力するスイッチング手段２ａ〜
２ｆのオンオフ設定を駆動回路８に出力するようにし、
切替制御１３を終了する。なお、判定手段２２の出力が
ローの場合は、ハイ出力になるまで引き続きインバータ
回路３の出力周波数を増加させていく。

【００６６】従って、本実施例においては、図３、４、
５に示したタイムチャートにおけるｔ２〜ｔ３の期間が
一定ではなく、判定手段２１の出力によって変動するも
のとなる。

【００６７】以上のように、本実施例では、第一の記憶
手段３ａとタイマ３ｃにより設定されるスイッチング手
段２ａ〜２ｆのオンオフ状態と、第二の記憶手段３ｂと
比較手段６により設定されるスイッチング手段２ａ〜２
ｆのオンオフ状態を比較することで、電動機１の負荷角
の大きさが適正であるかを判定する判定手段２１を設け
たので、判定手段２１の出力により確実に電動機１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
の制御に切り替え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。なお、本実施例は、本発明の請
求項５、６の一実施例を示している。 （実施例６）図８は図６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８に
記載の電気洗濯機の一実施例を示している。図８に示す
ように、水受け槽３１は、内底部に攪拌翼３２を回転自
在に設けた洗濯兼脱水槽３３を回転自在に設け、サスペ
ンション３４により洗濯機本体３５に吊り下げている。
減速機構３６は、水受け槽３１の底部に設け、攪拌翼３
２および洗濯兼脱水槽３３に動力を伝達するもので、こ
の減速機構３６の下部に電動機１を設けている。給水弁
３７は洗濯兼脱水槽３３内に給水するものであり、排水
弁３８は洗濯兼脱水槽３３内の洗濯水などを排水するも
のである。制御基板３９は、図６に示したインバータ装
置の他に給水弁３７，排水弁３８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。

【００６８】減速機構３６は、遊星ギアを有し、攪拌翼
３２を回転駆動する際には、太陽歯車を電動機１の出力
軸で駆動し、遊星ギアの回転を攪拌翼３２に伝達する構
成により、１／６に減速するとともに電動機１の出力ト
ルクを６倍に変換する。脱水など洗濯兼脱水槽３３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３６を電動機１の出力軸より切
り離し、洗濯兼脱水槽３３を電動機１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１の動力を減速機構
３６に伝える構成や、減速機構３６を設けずに電動機１
の動力を直接、攪拌翼３２に伝える構成でもよい。

【００６９】以上のように本実施例の電気洗濯機では、
電動機１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
３９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１
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。

【００７０】図９は、図８に示した電気洗濯機の撹拌翼
３２を電動機１を用いて駆動するときのタイムチャート
の一例を示している。（ｇ）は電動機１に出力するイン
バータ回路２の出力周波数を示している。（ｈ）は印加
電圧制御手段４が制御する電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加
電圧の平均値を示している。

【００７１】図９について図６、７、８を用いて説明す
る。ｔ０で、電動機１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２ａと２
ｅをオンし、電機子巻線１ｂ、１ｃに電力供給する。こ
れにより、電機子巻線１ｂ、１ｃにＮ極またはＳ極の磁
界が生じ、永久磁石１ａのＳ極、Ｎ極が吸引され、前記
固定子に対する永久磁石１ａの相対的な位置が確定す
る。

【００７２】ｔ１からは、電動機１を同期電動機として
駆動する。ｔ１からｔ２の期間において、制御手段３は
第一の記憶手段３ａの設定に基づいてスイッチング手段
３ａ〜３ｆを制御し、インバータ回路２の出力周波数を
増加させる。印加電圧制御手段４は、電機子巻線１ｂ〜
１ｄ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２ａ〜２ｆの通電比を制御する。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１ｂ〜１ｄに発生し、永久磁石１ａ間との電磁力に
より前記回転子を回転駆動する。なお、電気洗濯機にお
いては撹拌翼３２を回転駆動して、被洗濯物の布をかき
回すため、電動機１の負荷は絶えず変化するものにな
る。従って、電動機１を同期電動機として制御する場合
は電動機１が同期はずれを起こさないように、電機子巻
線１ｂ〜１ｄの印加電圧の平均値を十分に大きくしてお
く必要がある。

【００７３】ｔ２からは、図７に示した切替制御を行
う。ｔ２では、インバータ回路２の出力周波数が所定値
ｆ１になる。つまり、電動機１が同期はずれを起こして
いない場合は、電動機１は所定周波数ｆ１に比例した速
度で回転している。制御手段３は第一の記憶手段３ａの
設定に基づいてスイッチング手段２ａ〜２ｆをオンオフ
制御し、インバータ回路２の出力周波数を増加させる。
同時に印加電圧制御手段４は電機子巻線１ｂ〜１ｄ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
２ａ〜２ｆの通電比を制御する。同時に判定手段２１は
第一の記憶手段３ａの出力と第二の記憶手段３ｂの出力
を比較する。以上のように、切替制御が開始されると、
電動機１の負荷角は増加し、電機子巻線に生じる逆起電
力に対する電機子巻線電流の位相が遅れ位相から進み位
相の方向へと少しずつ補正される。これにより、電圧検
知手段５は前記逆起電力の零電圧付近の位相を検知でき
るようになり、比較手段６は正確な位置検出信号を第二
の記憶手段３ｂに出力できるようになるので、第二の記
憶手段３ｂより出力されるスイッチング手段２ａ〜２ｆ
のオンオフ状態と第一の記憶手段３ａより出力されるス
イッチング手段２ａ〜２ｆのオンオフ状態が一致し、判
定手段２１は一致したと判定し切替制御を終了する。

【００７４】切替制御が終了したｔ３からは、図２に示
したブラシレスＤＣモータ制御を行う。制御手段３は比
較手段６が出力した論理に応じて第二の記憶手段３ｂの
設定に基づきスイッチング手段２ａ〜２ｆをオンオフ制
御する。印加電圧制御手段４は切替制御が終了するとす
ぐに、電機子巻線１ｂ〜１ｃの印加電圧の平均値が所定
値ｖ１から増加するように、スイッチング手段２ａ〜２
ｆの通電比をＰＷＭ制御する。従って、電動機１をブラ
シレスＤＣモータとして駆動するものになる。

【００７５】以上のように、電気洗濯機のように撹拌翼
３２を回転駆動することにより被洗濯物の状態が常に変
化し、その結果、電動機１の負荷が絶えず変化するよう
な機器においては、電動機１の負荷角を増加させるよう
に制御するとともに、判定手段２１により電動機１の負
荷角の度合いを判定することで、確実に電動機１をブラ
シレスＤＣモータとしての制御に切り替えることができ
る。また、撹拌翼２１のようにイナーシャが小さいもの
においては、慣性力で回転駆動する期間が短いので電力
供給を停止すると、すぐに電動機１が動作停止するが、
判定手段２１を設けることにより電力供給を停止するこ
となく電動機１をブラシレスＤＣモータとして制御でき
る。また、判定手段２１の出力をうけるとすぐに印加電
圧制御手段４が電機子巻線１ｂ〜１ｄの印加電圧の平均
値を増加させるようにスイッチング手段２ａ〜２ｆの通
電比をＰＷＭ制御するので、電動機１をブラシレスＤＣ
モータとしての制御に切り替えた直後に、被洗濯物に布
がらみなどにより負荷が大になり電動機１の速度が低下
するということを抑えることができる。なお、本実施例
は本発明の請求項６、７、８のインバータ装置および電
気洗濯機の一実施例を示している。

【００７６】

【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
記電動機の起動時には同期電動機として駆動し、その
後、負荷角を増加させ、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ようにしたので、同期電
動機として駆動している間に前記電動機の負荷が変動し
て前記電機子巻線に流れる電流が前記電機子巻線に生じ
る逆起電力に対して遅れ位相になっても、この遅れ位相
を進み方向に補正し、前記電圧検知手段が電機子巻線に
生じる逆起電力の零電圧から３０度遅れ位相の範囲の波
形を検知することができ、前記電動機を確実に前記逆起
電力に基づいてブラシレスＤＣモータとして駆動するこ
とができる効果を有するものである。

【００７７】本発明の請求項２に記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明において、制御手段は電動機の
速度が増加するようにスイッチング手段をオンオフ制御
するとともに、印加電圧制御手段は電機子巻線の印加電
圧が所定値になるように制御することによって、負荷角
を増加させるようにしたので、前記電動機を加速しなが
ら、前記電機子巻線に生じる前記逆起電力に基づいてブ
ラシレスＤＣモータとして制御できる効果を有する。

【００７８】本発明の請求項３に記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明において、印加電圧制御手段は
電動機の速度の増加率に比べて小さな増加率で電機子巻
線の印加電圧が増加するように制御することによって、
負荷角を増加させるようにしたので、前記電動機を加速
しながら、前記電機子巻線に生じる逆起電力に基づいて
ブラシレスＤＣモータとして制御できるようになるとと
もに、前記電動機を同期電動機として駆動している期間
の特にブラシレスＤＣモータとして制御する直前の同期
はずれを防止できる効果を有するものである。

【００７９】本発明の請求項４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、制御手段は電動機
の速度が所定値になるようにスイッチング手段をオンオ
フ制御し、印加電圧制御手段は電機子巻線の印加電圧が
減少するように制御することによって、負荷角を増加さ
せるようにしたので、前記電動機を同期電動機として駆
動している間に負荷が変動しても、確実に所定速度で前
記電動機を前記電機子巻線に生じる逆起電力に基づいて
ブラシレスＤＣモータとして制御することができる効果
を有する。

【００８０】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いずれか記載の発明において、負荷角
が所定範囲にあることを判定する判定手段を有し、前記
判定手段の出力をうけて、比較手段の出力に応じてスイ
ッチング手段をオンオフ制御するようにしたので、電圧
検知手段が確実に前記電機子巻線に生じる逆起電力波形
の所定位相を検知できる状態で前記電動機をブラシレス
ＤＣモータとして制御することになり、性能の安定した
インバータ装置を実現できる効果を有する。

【００８１】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、判定手段は、比較
手段の出力信号に応じたスイッチング手段のオンオフ状
態と、制御手段が出力している前記スイッチング手段の
オンオフ状態を比較するようにしたので、前記電動機を
同期電動機としての制御からブラシレスＤＣモータとし
ての制御に切り替える際に、前記スイッチング手段のオ
ンオフ状態を変える必要がない円滑な切り替えを実現で
きる効果を有するものである。

【００８２】本発明の請求項７に記載の発明によれば、
上記請求項５、６いずれかに記載の発明において、印加
電圧制御手段は、判定手段の出力をうけると、電機子巻
線の印加電圧を増加させるように制御するようにしたの
で、前記電動機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切り替えたときに、前記電
動機の速度の低下を抑えることができる効果を有するも
のである。

【００８３】本発明の請求項８に記載の発明によれば、
上記請求項１〜７いずれかに記載の発明において、前記
請求項１〜７いずれか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効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１〜４の実施例であるインバータ装
置の主要部回路構成図

【図２】本発明の第１の実施例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】本発明の第２の実施例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４】本発明の第３の実施例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５】本発明の第４の実施例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６】本発明の第５の実施例であるインバータ装置の
主要部回路構成図

【図７】同インバータ装置の切替制御フローチャート

【図８】本発明の第６の実施例である電気洗濯機の要部
ブロック図

【図９】同電気洗濯機の撹拌翼駆動時の電動機の駆動制
御フローチャート

【図１０】従来のインバータ装置の主要部回路構成図

【図１１】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】

１ 電動機 １ａ 永久磁石 １ｂ〜１ｄ 電機子巻線 ２ インバータ回路 ２ａ〜２ｆ スイッチング手段 ３ 制御手段 ４ 印加電圧制御手段 ５ 電圧検知手段 ６ 比較手段 ７ 基準電圧設定手段

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） 5H007 AA06 BB06 CA01 CB05 DA06 DB01 DB12 DC05 EA02 GA01 5H560 AA10 BB04 BB12 DA13 DB13 DC13 EB01 EC10 GG04 HA04 JJ12 SS07 TT01 TT08 TT15 UA06 XA04 XA12

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   記電動機の起動時には同期電動機として駆動し、その
   後、負荷角を増加させ、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。
2. 【請求項２】 制御手段は、電動機の速度が増加するよ
   うにスイッチング手段をオンオフ制御するとともに、印
   加電圧制御手段は電機子巻線の印加電圧が所定値になる
   ように制御することによって、負荷角を増加させる前記
   請求項１に記載のインバータ装置。
3. 【請求項３】 印加電圧制御手段は、電動機の速度の増
   加率に比べて小さな増加率で電機子巻線の印加電圧が増
   加するように制御することによって、負荷角を増加させ
   る前記請求項１に記載のインバータ装置。
4. 【請求項４】 制御手段は、電動機の速度が所定値にな
   るようにスイッチング手段をオンオフ制御し、印加電圧
   制御手段は電機子巻線の印加電圧が減少するように制御
   することによって、負荷角を増加させる前記請求項１に
   記載のインバータ装置。
5. 【請求項５】 負荷角が所定範囲にあることを判定する
   判定手段を有し、前記判定手段の出力をうけて、比較手
   段の出力に応じてスイッチング手段をオンオフ制御する
   前記請求項１〜４のいずれか１項に記載のインバータ装
   置。
6. 【請求項６】 判定手段は、比較手段の出力信号に応じ
   たスイッチング手段のオンオフ状態と、制御手段が出力
   している前記スイッチング手段のオンオフ状態を比較す
   る前記請求項５に記載のインバータ装置。
7. 【請求項７】 印加電圧制御手段は、判定手段の出力を
   うけると、電機子巻線の印加電圧を増加させるように制
   御する前記請求項５または６に記載のインバータ装置。
8. 【請求項８】 前記請求項１〜７のいずれか１項記載の
   インバータ装置を備えた電気洗濯機。