JP2014110650A - 洗濯機のモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＦＣ回路を備えた構成において、ＤＣ電圧が異常に上昇することを防止し、また、入力電力が大きいときにＤＣ電圧を十分昇圧させる。
【解決手段】本実施形態の洗濯機のモータ駆動装置は、交流電源にリアクトルを介して接続される第１の整流回路と、この第１の整流回路の出力端子間を短絡するスイッチング素子と、第１の整流回路と並列に接続される第２の整流回路とを備える。そして、第２の整流回路の出力側に接続されドラム駆動モータを駆動するインバータ回路と、第２の整流回路の出力側に接続されコンプレッサを駆動するインバータ回路と、スイッチング素子を短絡して高調波成分を低減する短絡制御手段とを備える。更に、短絡制御手段は、ドラム駆動モータを駆動するインバータ回路が動作し且つコンプレッサを駆動するインバータ回路が動作していないときの前記スイッチング素子の短絡時間を短くする。
【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、洗濯機のモータ駆動装置に関する。

洗濯機において、脱水運転を行う場合に、ドラム（回転槽）をドラム駆動モータで高速回転させるようにしている。ここで、ドラム駆動モータとして、洗い運転時に高トルク・低回転の特性で効率が良いモータを用いると、脱水運転時にモータの回転数を高くすることができなくなる。このような場合には、電源電圧を昇圧させて、モータ駆動電圧を上げることにより、必要な高速回転数でドラム駆動モータを駆動するようにしていた。

また、乾燥機能を備えた洗濯機においては、ヒートポンプのコンプレッサを備えた構成があり、この構成では、交流電源の高調波電流を低減するために、ＰＦＣ（力率補正）回路が搭載されている。このＰＦＣ回路が動作するときは、ＤＣ電圧が上昇するため、ドラム駆動モータを高速回転数で駆動することができる。

特開２０１０−２７３５０５号公報 特開２００８−１８３０８７号公報

しかし、上記ＰＦＣ回路を備えた構成では、入力電力が小さい状態で、ＰＦＣ回路を動作させると、ＰＦＣ回路のリアクトルに蓄積したエネルギーを十分に消費することができないため、ＤＣ電圧が異常に上昇するおそれがある。ＤＣ電圧が異常に上昇すると、回路に使用する素子が破壊したり、電気絶縁に悪影響を与えたりするという問題点が発生することがあった。

そこで、ＰＦＣ回路を備えた構成において、ＤＣ電圧が異常に上昇することを防止し、また、入力電力が大きいときにＤＣ電圧を十分昇圧することができる洗濯機のモータ駆動装置を提供する。

本実施形態の洗濯機のモータ駆動装置は、交流電源にリアクトルを介して接続され、交流電圧を直流電圧に変換する第１の整流回路と、この第１の整流回路の出力端子間を短絡するスイッチング素子と、前記第１の整流回路と並列に接続される第２の整流回路とを備える。そして、前記第２の整流回路の出力側に接続され、洗濯機のドラムを回転させるドラム駆動モータを駆動するインバータ回路と、前記第２の整流回路の出力側に接続され、洗濯機に搭載されたヒートポンプのコンプレッサを駆動するインバータ回路と、前記スイッチング素子を短絡して前記リアクトルに蓄えられたエネルギーによって電流の高調波成分を低減する短絡制御手段とを備える。更に、前記短絡制御手段は、前記スイッチング素子の短絡時間を可変制御すると共に、前記ドラム駆動モータを駆動するインバータ回路及び前記コンプレッサを駆動するインバータ回路が動作しているときの前記スイッチング素子の短絡時間よりも、前記ドラム駆動モータを駆動するインバータ回路が動作し且つ前記コンプレッサを駆動するインバータ回路が動作していないときの前記スイッチング素子の短絡時間を短くするように制御する。

第１実施形態によるドラム式洗濯乾燥機における各モータの駆動制御系を概略的に示す図 ドラム式洗濯乾燥機の概略構成を示す縦断側面図 ヒートポンプの構成を示す図 ＩＢＧＴの短絡時間（パルス幅）とＤＣ電圧と入力電力との関係を示す波形図（その１） ＩＢＧＴの短絡時間（パルス幅）とＤＣ電圧と入力電力との関係を示す波形図（その２） ＩＢＧＴの短絡時間（パルス幅）とＤＣ電圧と入力電力との関係を示す波形図（その３） ＩＢＧＴの短絡時間（パルス幅）とＤＣ電圧と入力電力との関係を示す波形図（その４） 洗いから乾燥までの行程を示すタイムチャート 第２実施形態による電源回路の一部分を示す図 ＩＢＧＴの短絡時間（パルス幅）と入力電力とＡＣ入力電圧との関係を表にして示す図

以下、複数の実施形態によるドラム式洗濯乾燥機を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において実質的に同一の構成部品には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
第１実施例について、図１ないし図８を参照して説明する。図２は、本実施形態のドラム式洗濯乾燥機の概略構成を示す縦断側面図である。外箱１は前板と後板と左側板と右側板と底板と天板を有する中空状をなすものであり、外箱１の前板には貫通孔状の出入口２が形成されている。この外箱１の前板には扉３が装着されている。この扉３は使用者が前方から閉鎖状態および開放状態相互間で操作可能なもので、扉３の閉鎖状態では出入口２が閉鎖され、扉３の開放状態では出入口２が開放される。

外箱１の内部には水受槽４が固定されている。この水受槽４は後面が閉鎖された円筒状をなすもので、軸心線ＣＬが前から後に向けて下降する傾斜状態に配置されている。この水受槽４は前面が開口するものであり、扉３の閉鎖状態では扉３が水受槽４の前面を気密状態に閉鎖する。

水受槽４の後板には、水受槽４の外部に位置してドラムモータ（ドラム駆動モータ）５が固定されている。このドラムモータ５は速度制御可能なＤＣブラシレスモータからなり、ドラムモータ５の回転軸６は水受槽４の内部に突出している。この回転軸６は水受槽４の軸心線ＣＬに重ねて配置されたものであり、回転軸６には水受槽４の内部に位置してドラム（回転槽）７が固定されている。このドラム７は後面が閉鎖された円筒状をなすもので、ドラムモータ５の運転状態で回転軸６と一体的に回転する。このドラム７の前面は水受槽４の前面を介して出入口２に後方から対向しており、ドラム７の内部には扉３の開放状態で前方から出入口２と水受槽４の前面とドラム７の前面を通して洗濯物が出し入れされる。

ドラム７には、複数の貫通孔８が形成されており、ドラム７の内部空間は複数の貫通孔８のそれぞれを通して水受槽４の内部空間に接続されている。このドラム７には複数のバッフル９が固定されている。これら複数のバッフル９のそれぞれはドラム７が回転することに応じて軸心線ＣＬを中心に円周方向へ移動するものであり、ドラム７内の洗濯物は複数のバッフル９のそれぞれに引掛かりながら円周方向へ移動した後に重力で落下することで撹拌される。

外箱１の内部には、給水弁１０が固定されている。この給水弁１０は入口および出口を有するものであり、給水弁１０の入口は水道の蛇口に接続されている。この給水弁１０は給水弁モータ（図示しない）を駆動源とするものであり、給水弁１０の出口は給水弁モータの回転量に応じて開放状態および閉鎖状態相互間で切換えられる。この給水弁１０の出口は、注水ケース１２に接続されており、給水弁１０の開放状態では水道水が給水弁１０を通して注水ケース１２内に注入され、給水弁１０の閉鎖状態では水道水が注水ケース１２内に注入されない。この注水ケース１２は外箱１の内部に水受槽４より高所に位置して固定されたものであり、筒状の注水口１３を有している。この注水口１３は水受槽４の内部に挿入されており、給水弁１０から注水ケース１２内に注入された水道水は注水口１３から水受槽４の内部に注入される。

水受槽４には、最底部に位置して排水管１４の上端部が接続されており、排水管１４には排水弁１５が介在されている。この排水弁１５は排水弁モータ（図示しない）を駆動源とするものであり、排水弁モータの回転量に応じて開放状態および閉鎖状態相互間で切換えられる。この排水弁１５の閉鎖状態では注水口１３から水受槽４内に注入された水道水が水受槽４内に貯留され、排水弁１５の開放状態では水受槽４内の水道水が排水管１４を通して水受槽４の外部に排出される。

外箱１の底板には、水受槽４の下方に位置してメインダクト１７が固定されている。このメインダクト１７は前後方向へ指向する筒状をなすものであり、メインダクト１７の前端部には前ダクト１８の下端部が接続されている。この前ダクト１８は上下方向へ指向する筒状をなすものであり、前ダクト１８の上端部は水受槽４の内部空間に水受槽４の前端部で接続されている。メインダクト１７の後端部にはファンケーシング１９が固定されている。このファンケーシング１９は貫通孔状の吸気口２０および筒状の排気口２１を有するものであり、ファンケーシング１９の内部空間は吸気口２０を介してメインダクト１７の内部空間に接続されている。

ファンケーシング１９には、ファンケーシング１９の外部に位置してファンモータ２２が固定されている。このファンモータ２２は速度制御可能なＤＣブラシレスモータからなる。上記ファンモータ２２はファンケーシング１９の内部に突出する回転軸２３を有するものであり、回転軸２３にはファンケーシング１９の内部に位置してファン２４が固定されている。このファン２４は軸方向から空気を吸込んで径方向へ吐出する遠心式のものであり、ファンケーシング１９の吸気口２０はファン２４にファン２４の軸方向から対向し、ファンケーシング１９の排気口２１はファン２４にファン２４の径方向から対向している。

ファンケーシング１９の排気口２１には、後ダクト２５の下端部が接続されている。この後ダクト２５は上下方向へ指向する筒状をなすものであり、後ダクト２５の上端部は水受槽４の内部空間に水受槽４の後端部で接続されている。これら後ダクト２５とファンケーシング１９とメインダクト１７と前ダクト１８と水受槽４は水受槽４の内部空間を始点および終点のそれぞれとする環状の循環ダクト２６を構成するものであり、扉３の閉鎖状態でファンモータ２２が運転されている場合にはファン２４が一定方向へ回転することに基づいて水受槽４内の空気が前ダクト１８内からメインダクト１７内を通してファンケーシング１９内に吸引され、ファンケーシング１９内から後ダクト２５内を通して水受槽４内に戻される。

外箱１の内部には、コンプレッサ（圧縮機）２７が固定されている。このコンプレッサ２７は循環ダクト２６の外部に配置されたものであり、冷媒を吐出する吐出口および冷媒を吸込む吸込口を有している。このコンプレッサ２７はコンプモータ２８（図１参照）を駆動源とするものであり、コンプモータ２８は速度制御可能なＤＣブラシレスモータから構成されている。

メインダクト１７の内部には、コンデンサ（凝縮器）２９が固定されている。このコンデンサ２９は空気を加熱するものであり、蛇行状に曲折する１本の冷媒管３０の外周面に板状をなす複数の加熱フィン３１のそれぞれを接触状態で固定することから構成されている。このコンデンサ２９の冷媒管３０はコンプレッサ２７の吐出口に接続されており、コンプモータ２８の運転状態ではコンプレッサ２７の吐出口から吐出された冷媒がコンデンサ２９の冷媒管３０内に進入する。

外箱１の内部には、図３に示すように、キャピラリーチューブ（減圧器）３２が固定されている。このキャピラリーチューブ３２はコンデンサ２９の冷媒管３０に接続されたものであり、循環ダクト２６の外部に配置されている。このキャピラリーチューブ３２はコンデンサ２９の下流側で冷媒の流れを絞るものであり、１本のパイプから構成されている。メインダクト１７の内部には、エバポレータ３３が固定されている。このエバポレータ３３は空気を冷却するものであり、コンデンサ２９よりも空気の流れの上流側に配置されている。尚、コンプレッサ２７には、アキュームレータ６１が併設されており、これらコンプレッサ２７、アキュームレータ６１、コンデンサ２９、キャピラリーチューブ３２、エバポレータ３３及びこれらを接続する冷媒管からヒートポンプ（冷凍サイクル）が構成されている。

図１は、ドラムモータ５，ファンモータ２２及びコンプモータ２８の駆動制御系を概略的に示すものである。インバータ回路３４は、６個のＩＧＢＴ（スイッチング素子）３５ａ〜３５ｆを三相ブリッジ接続して構成されており、各ＩＧＢＴ３５ａ〜３５ｆのコレクタ−エミッタ間には、フライホイールダイオード３６ａ〜３６ｆが接続されている。インバータ回路３４の各相出力端子は、ドラムモータ５の各相巻線に接続されている。

下アーム側のＩＧＢＴ３５ｄ、３５ｅ、３５ｆのエミッタは、シャント抵抗３７ｕ、３７ｖ、３７ｗを介してグランドに接続されている。また、ＩＧＢＴ３５ｄ、３５ｅ、３５ｆのエミッタとシャント抵抗３７ｕ、３７ｖ、３７ｗとの共通接続点は、制御回路（マイクロプロセッサ，マイクロコンピュータ）４２Ａの入力端子に接続されている。

制御回路４２Ａの内部では、図示しないが、オペアンプなどを含んで構成されレベルシフト回路により、シャント抵抗３７ｕ〜３７ｗの端子電圧を増幅すると共にその増幅信号の出力範囲が正側に収まるように（例えば、０〜＋３．３Ｖ）バイアスを与える。また制御回路４２Ａには、インバータ回路３４の上下アームが短絡した場合に回路の破壊を防止するために過電流検出を行なう機能がある。

そして、ファンモータ２２に対しては、同様に構成されるインバータ回路３８及びシャント抵抗３９（ｕ，ｖ，ｗ）が配置され、コンプモータ２８に対しては、インバータ回路４０及びシャント抵抗４１（ｕ，ｖ，ｗ）が配置されている。インバータ回路３８及び４０の制御は、もう１つの制御回路４２Ｂ（マイクロプロセッサ，マイクロコンピュータ，短絡制御手段）によって行われる。制御回路４２Ａ，４２Ｂは、シリアル通信による双方向通信が可能となっている。

インバータ回路３４，３８，４０の入力側には、駆動用電源回路４３が接続されている。駆動用電源回路４３は、１００Ｖの交流電源に対し、一端側にリアクトル（誘導性リアクタ）４４を介して接続され、ダイオードブリッジで構成される全波整流回路（第２の整流回路）４５と、全波整流回路４５の出力側に直列接続された２個のコンデンサ４６ａ、４６ｂとを備えている。コンデンサ４６ａ、４６ｂの共通接続点は、全波整流回路４５の入力端子の一方に接続されている。駆動用電源回路４３は、後述するリアクトル４４を用いた昇圧動作を行わない場合には、１００Ｖの交流電源を倍電圧全波整流し、約２８０Ｖの直流電圧をインバータ回路３４等に供給する。

全波整流回路４５の入力端子には、同様にダイオードブリッジで構成されるもう１つの全波整流回路（第１の整流回路）４７が並列に接続されており、全波整流回路４７の出力端子間には、ＩＧＢＴ４８（スイッチング素子）が接続されている。ＩＧＢＴ４８のオンオフ制御は、制御回路４２Ｂが行う。ＩＧＢＴ４８、全波整流回路４７及びリアクトル４４でＰＦＣ回路が構成されている。

インバータ回路３４，３８の入力端子間には、それぞれ抵抗４９ａ及び４９ｂの直列回路、抵抗５０ａ及び５０ｂの直列回路が接続されており、それぞれの共通接続点は、制御回路４２Ａ，４２Ｂの入力端子に接続されている。制御回路４２Ａ，４２Ｂは、上記各共通接続点の電圧を参照することで、インバータ回路３４，３８に入力される駆動電源電圧を検知する。

また、ドラムモータ５に対しては、ロータ位置を検出するため、例えばホールＩＣなどで構成される位置センサ５１（ｕ，ｖ，ｗ）が配置されており、位置センサ５１が出力するセンサ信号は、制御回路４２Ａに与えられている。また、交流電源とリアクトル４４との間には、例えば電流トランス（ＣＴ）などからなる電流センサ５２が介挿されており、電流センサ５２が出力するセンサ信号は、制御回路４２Ｂに与えられている。

制御回路４２Ａ，４２Ｂは、モータ５，２２，２８の各相巻線に流れる電流を検出し、その電流値に基づいて２次側の回転磁界の位相θ及び回転角速度ωを推定すると共に、三相電流を直交座標変換及びｄｑ(direct-quadrature) 座標変換することで励磁電流成分Ｉｄ、トルク電流成分Ｉｑを得る。そして、制御回路４２Ａ，４２Ｂは外部より速度指令が与えられると、推定した位相θ及び回転角速度ω並びに電流成分Ｉｄ、Ｉｑに基づいて電流指令Ｉｄref 、Ｉｑref を生成し、それを電圧指令Ｖｄ、Ｖｑに変換すると直交座標変換及び三相座標変換を行なう。最終的には、駆動信号がＰＷＭ信号として生成され、インバータ回路３４，３８，４０を介してモータ５，２２，２８の各相巻線に出力される。

以上の構成において、インバータ回路３４，３８，４０，制御回路４２Ａ及び４２Ｂ，駆動用電源回路４３，リアクトル４４，整流回路４５，４７，ＩＧＢＴ４８等は、駆動装置６０を構成している。

次に、本実施形態の作用について図４ないし図８も参照して説明する。
図４ないし図７は、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンオフ制御すると共に、オン時間を変化させ、更に、交流電源の入力電力を変化させたときの、駆動用電源回路４３のＤＣ電圧の変化を示す図である。尚、ＩＧＢＴ４８をオフしたとき、即ち、ＰＦＣ回路を動作させていないときの状態（図示しない）では、ＤＣ電圧は約２３０Ｖ程度である。

まず、図４は、ＩＧＢＴ４８をオンしたとき、即ち、ＰＦＣ回路を動作させたときの状態を示し、この場合、ＩＧＢＴ４８を交流電源電圧の半周期内で１回オンさせると共に、そのオン時間（パルス幅、短絡時間）を短く例えば１ｍｓに設定しており、また、交流電源の入力電力（消費電力）は、「小」例えば約４００Ｗ程度の状態である。この状態では、ＤＣ電圧は約３２０Ｖ程度に上昇する。そして、このようにＰＦＣ回路を動作させると、交流電流の力率が改善されて高調波も低減される。

図５は、ＩＧＢＴ４８をオンしたとき、即ち、ＰＦＣ回路を動作させたときの状態を示し、この場合、ＩＧＢＴ４８を交流電源電圧の半周期内で１回オンさせると共に、そのオン時間を長く例えば１．５ｍｓに設定しており、また、交流電源の入力電力は、「中」例えば約５００Ｗ程度の状態である。この状態では、ＤＣ電圧は約３２０Ｖ程度に上昇する。そして、このようにＰＦＣ回路を動作させると、交流電流の力率が改善されて高調波も低減される。

図６は、ＩＧＢＴ４８をオンしたとき、即ち、ＰＦＣ回路を動作させたときの状態を示し、この場合、ＩＧＢＴ４８を交流電源電圧の半周期内で１回オンさせると共に、そのオン時間を長く例えば１．５ｍｓに設定しており、また、交流電源の入力電力は、「小」例えば約４００Ｗ程度の状態である。この状態では、ＤＣ電圧は約３６０Ｖ程度に上昇する。そして、このようにＰＦＣ回路を動作させると、交流電流の力率が改善されて高調波も低減される。

図７は、ＩＧＢＴ４８をオンしたとき、即ち、ＰＦＣ回路を動作させたときの状態を示し、この場合、ＩＧＢＴ４８を交流電源電圧の半周期内で１回オンさせると共に、そのオン時間を長く例えば１．５ｍｓに設定しており、また、交流電源の入力電力は、「大」例えば約７００Ｗ程度の状態である。この状態では、ＤＣ電圧は約２８０Ｖ程度に上昇する。そして、このようにＰＦＣ回路を動作させると、交流電流の力率が改善されて高調波も低減される。

次に、図８は、ドラム式洗濯乾燥機の洗いから乾燥までの行程を概略的に示す図（タイムチャート）である。まず、給水を開始する前に洗濯物の重量センシングを行い、ドラム７に注水した後、例えば約５０ｒｐｍの回転数でドラム７を正反転させ、洗い動作を行う。この洗い動作時は、交流電源の入力電力（消費電力）は「小」であり、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオフしている、即ち、ＩＧＢＴ４８のオン時間のパルス幅は０に設定されている。これにより、交流電源の入力電力が「小」のときには、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８がオフされ、ＤＣ電圧が異常に上昇することを防止できる。

この後、中間脱水（脱水１）を行った後、シャワー給水（シャワー１、シャワー２）及び中間脱水（脱水２−１、脱水２−２）を２回実行し、再度注水してすすぎ動作を行う。この場合、各中間脱水においては、ドラム７の回転数は例えば約１２００ｒｐｍに設定し、交流電源の入力電力は「中」となり、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンする、即ち、ＩＧＢＴ４８のオン時間（のパルス幅）を例えば１ｍｓに設定する。この場合、脱水動作開始後、交流電源の入力電力が上昇し始め、入力電力が例えば４００Ｗに達した時点で、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンし、ＩＧＢＴ４８のオン時間を１ｍｓに設定する。尚、入力電力が４００Ｗに達した時点の判定は、脱水開始後の経過時間で判定しても良いし、入力電力を測定して判定しても良い。これにより、ドラムモータ５に大きな電流が流れる場合に、力率を改善して高調波を低減し、ＤＣ電圧を上昇させて電流消費を抑制することができる。そして、すすぎ動作においては、洗い動作と同様に、例えば約５０ｒｐｍの回転数でドラム７を正反転させ、交流電源の入力電力は「小」となり、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオフしている、即ち、ＩＧＢＴ４８のオン時間のパルス幅を０に設定している。これにより、交流電源の入力電力が「小」のときには、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８がオフされ、ＤＣ電圧が異常に上昇することを防止できる。

続いて、ドラム７の回転数を例えば約１２００ｒｐｍに設定して最終脱水を行う。この場合、交流電源の入力電力は「中」となり、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンする。即ち、最終脱水動作開始後、交流電源の入力電力が上昇し始め、入力電力が例えば４００Ｗに達した時点で、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンし、ＩＧＢＴ４８のオン時間を１ｍｓに設定する。尚、入力電力が４００Ｗに達した時点の判定は、脱水開始後の経過時間で判定しても良いし、入力電力を測定して判定しても良い。これにより、ドラムモータ５に大きな電流が流れる場合に、力率を改善して高調波を低減し、ＤＣ電圧を上昇させて電流消費を抑制することができる。

この後、ドラム７の回転数を例えば約２０〜３０ｒpｍで正反転させながら、コンプレッサ２７及びファン２４を動作させてドラム７に温風を送風しつつ、除湿乾燥動作を行う。具体的には、まず、ドラム７の回転数を例えば約２０〜３０ｒpｍで正反転させる。この場合、交流電源の入力電力（消費電力）は「小」であり、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオフしている、即ち、ＩＧＢＴ４８のオン時間を０に設定している。これにより、交流電源の入力電力が「小」のときには、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８がオフされ、ＤＣ電圧が異常に上昇することを防止できる。

続いて、コンプレッサ２７及びファン２４をオンすると、交流電源の入力電力が上昇し始め、入力電力が例えば４００Ｗに達した時点で、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンする、即ち、ＩＧＢＴ４８のオン時間を例えば１ｍｓに設定する。これにより、コンプレッサ２３に中程度の大きさの電流が流れる場合に、力率を改善して高調波を低減し、ＤＣ電圧を上昇させることにより、電流消費を抑制することができる。この後、交流電源の入力電力が更に上昇し、入力電力が例えば７００Ｗに達した時点で、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８のオン時間を長く例えば１．５ｍｓに設定する。これにより、コンプレッサ２３に大きな電流が流れる場合に、力率を改善して高調波を低減し、ＤＣ電圧を更に上昇させることにより、電流消費を抑制することができる。尚、入力電力が４００Ｗまたは７００Ｗに達した各時点の判定は、コンプレッサ２７及びファン２４をオンした後の経過時間で判定しても良いし、入力電力を測定して判定しても良い。

このような構成の本実施形態によれば、ドラム式洗濯乾燥機の洗い、すすぎ、脱水、乾燥等の洗濯動作（行程）に応じて、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８のオンオフ制御を行う構成としたので、入力電力が少ないときに（例えばドラムを低速度で正逆回転させて洗いまたはすすぎ等の運転動作を行っているときに）、ＩＧＢＴ４８を確実にオフすることができ、ＤＣ電圧が異常上昇することを確実に防止することができる。そして、本実施形態によれば、入力電力が「中」のときに（例えばドラムを高速回転させて中間脱水や最終脱水等の運転動作を行っているとき）、ＩＧＢＴ４８をオンすることができるので、交流電流波形の歪みを低減して力率を改善することができ、また、ＤＣ電圧を昇圧することができる。更に、本実施形態によれば、入力電力が「大」のときに（例えばドラムを低速度で正逆回転させると共に、コンプモータ２８及びファン２４をオンさせて除湿乾燥運転動作を行っているときに）、ＩＧＢＴ４８をオンすると共に、そのオン時間を長くしたので、交流電流波形の歪みを低減して力率を改善することができ、また、ＤＣ電圧をより一層昇圧することができ、電流消費を抑制して省エネルギー化を図ることができる。

（第２実施形態）
図９及び図１０は、第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には同一符号を付している。この第２実施形態では、交流電源の入力電力（消費電力）を直接的に検出し、該検出した入力電力に基づいてＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８のオンオフ制御を行うようにした。

具体的には、図９に示すように、交流電源の入力電圧を検出する電圧検出回路（電圧検出手段）６２を設けた。この電圧検出回路６２は、交流電源の２本の電源線間に一次巻線の両端が接続されたトランス６３と、トランス６３の二次巻線の両端に接続された２本の線間に接続された抵抗６４及びコンデンサ６５と、抵抗６４の一端とコンデンサ６５の一端との間に図示する極性で接続されたダイオード６６とを備える。電圧検出回路６２から出力される電圧検出信号は、制御回路４２Ｂへ与えられる。

尚、前記電流センサ５２は、交流電源の一方の電源線に設けられた例えば電流トランス５２で構成されている。この電流トランス５２と、該電流トランス５２の両端に接続された２本の線間に接続された抵抗６７及びコンデンサ６８と、抵抗６７の一端とコンデンサ６８の一端との間に図示する極性で接続されたダイオード６９とから電流検出回路７０が構成される。電流検出回路７０から出力される電流検出信号は、制御回路４２Ｂへ与えられる。尚、第１実施形態（図１参照）においても、図示はしないが上記電流検出回路７０とほぼ同じ構成が備わっていることが好ましい。

上記第２実施形態においては、制御回路４２Ｂは、電圧検出信号及び電流検出信号に基づいて交流電源の入力電力（消費電力）を検出し、この検出した入力電力と入力電圧（電圧検出信号）とに基づいてＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８のオンオフ制御を、図１０の表に示すように実行する。この場合、制御回路４２Ｂは、電力検出手段としての機能を有する。また、制御回路４２Ｂ内には、図１０の表に示す複数の時間データを記憶する記憶手段として例えばフラッシュメモリ等（図示しない）が備わっている。

具体的には、入力電圧が例えば９０Ｖ未満の場合においては、入力電力が例えば０Ｗ以上４００Ｗ未満のとき、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオフ（即ち、ＩＧＢＴ４８のオン時間（のパルス幅）を０に設定）し、入力電力が例えば４００Ｗ以上７００Ｗ未満のとき、ＩＧＢＴ４８をオンすると共に、ＩＧＢＴ４８のオン時間を例えば１．２ｍｓに設定し、入力電力が例えば７００Ｗ以上のとき、ＩＧＢＴ４８のオン時間を長く例えば１．８ｍｓに設定する。

また、入力電圧が例えば９０Ｖ以上１０５Ｖ未満の場合においては、入力電力が例えば０Ｗ以上４００Ｗ未満のとき、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオフ（即ち、ＩＧＢＴ４８のオン時間（のパルス幅）を０に設定）し、入力電力が例えば４００Ｗ以上７００Ｗ未満のとき、ＩＧＢＴ４８をオンすると共に、ＩＧＢＴ４８のオン時間を例えば１ｍｓに設定し、入力電力が例えば７００Ｗ以上のとき、ＩＧＢＴ４８のオン時間を長く例えば１．５ｍｓに設定する。

更に、入力電圧が例えば１０５Ｖ以上の場合においては、入力電力が例えば０Ｗ以上４００Ｗ未満のとき、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオフ（即ち、ＩＧＢＴ４８のオン時間（のパルス幅）を０に設定）し、入力電力が例えば４００Ｗ以上７００Ｗ未満のとき、ＩＧＢＴ４８をオンすると共に、ＩＧＢＴ４８のオン時間を例えば０．９ｍｓに設定し、入力電力が例えば７００Ｗ以上のとき、ＩＧＢＴ４８のオン時間を長く例えば１．３ｍｓに設定する。

上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第２実施形態によれば、交流電源の入力電力（消費電力）を検出し、検出した入力電力に基づいてＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８のオンオフ制御を行う構成としたので、入力電力が少ないときに、ＩＧＢＴ４８を確実にオフすることができ、ＤＣ電圧が異常上昇することを確実に防止することができる。

そして、第２実施形態によれば、入力電力が「中」のときに、ＩＧＢＴ４８をオンすることができるので、交流電流波形の歪みを低減して力率を改善することができ、また、ＤＣ電圧を昇圧させることができる。更に、第２実施形態によれば、入力電力が「大」のときに、ＩＧＢＴ４８をオンすると共に、そのオン時間を長くすることができるので、交流電流波形の歪みを低減して力率を改善することができ、また、ＤＣ電圧をより一層昇圧させることができる。

また、第２実施形態によれば、交流電源の入力電圧の高低に応じて、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンするときのオン時間の長さを可変制御するように構成したので、入力電圧が低いときに、ＤＣ電圧を十分に昇圧することができるから、ドラムの回転速度を十分高くすることができ、また、消費電力を低減することができる。

（その他の実施形態）
以上説明した複数の実施形態に加えて以下のような構成を加えても良い。
第１実施形態では、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンするときに、オン時間（短絡時間）を１ｍｓまたは１．５ｍｓと設定したが、これに限られるものではなく、オン時間の長さは適宜変更しても良い。

第１実施形態では、中間脱水や最終脱水時のドラムの回転速度を１２００ｒｐｍに設定したが、これに限られるものではなく、中間脱水時と最終脱水時のドラムの回転速度を適宜変更するように、中間脱水時または最終脱水時のドラムの回転速度をより一層高く（例えば１７００ｒｐｍ、１８００ｒｐｍ等）設定するように構成しても良い。

第１実施形態では、脱水動作開始後、入力電力が例えば４００Ｗに達した時点で、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンするように構成したが、これに代えて、脱水動作開始後、直ちに（または設定時間経過後に）ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンするように構成しても良い。また、第１実施形態では、除湿乾燥動作開始後、入力電力が例えば４００Ｗに達した時点で、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンし、ＩＧＢＴ４８のオン時間を例えば１ｍｓに設定し、入力電力が例えば７００Ｗに達した時点で、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８のオン時間を例えば１．５ｍｓに設定するように構成したが、これに代えて、除湿乾燥動作開始後、直ちに（または設定時間経過後に）ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンし、ＩＧＢＴ４８のオン時間を例えば１．５ｍｓに設定するように構成しても良い。

また、上記各実施形態では、ＰＦＣ回路のＩＧＢＴ４８をオンしているときに、ＤＣ電圧を更に高くする必要があるときに、ＩＧＢＴ４８のオン時間を長くするように構成したが、これに代えて、ＩＧＢＴ４８のオン時間は短いままとすると共に、ＩＧＢＴ４８を交流電源電圧の半周期内で複数回オンさせるように構成しても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は外箱、４は水受槽、５はドラムモータ（ドラム駆動モータ）、６は回転軸、７はドラム、１０は給水弁、１５は排水弁、１７はメインダクト、２２はファンモータ、２６は循環ダクト、２７はコンプレッサ、２８はコンプモータ、２９はコンデンサ、３３はエバポレータ、３４はインバータ回路、３８はインバータ回路、４０はインバータ回路、４２Ａ、４２Ｂは制御回路、４３は駆動用電源回路、４４はリアクトル、４５は全波整流回路、４７は全波整流回路、４８はＩＧＢＴ４８（スイッチング素子）、６２は電圧検出回路、７０は電流検出回路を示す。

Claims (4)

1. 交流電源にリアクトルを介して接続され、交流電圧を直流電圧に変換する第１の整流回路と、
   この第１の整流回路の出力端子間を短絡するスイッチング素子と、
   前記第１の整流回路と並列に接続される第２の整流回路と、
   前記第２の整流回路の出力側に接続され、洗濯機のドラムを回転させるドラム駆動モータを駆動するインバータ回路と、
   前記第２の整流回路の出力側に接続され、洗濯機に搭載されたヒートポンプのコンプレッサを駆動するインバータ回路と、
   前記スイッチング素子を短絡して前記リアクトルに蓄えられたエネルギーによって電流の高調波成分を低減する短絡制御手段とを備え、
   前記短絡制御手段は、前記スイッチング素子の短絡時間を可変制御すると共に、前記ドラム駆動モータを駆動するインバータ回路及び前記コンプレッサを駆動するインバータ回路が動作しているときの前記スイッチング素子の短絡時間よりも、前記ドラム駆動モータを駆動するインバータ回路が動作し且つ前記コンプレッサを駆動するインバータ回路が動作していないときの前記スイッチング素子の短絡時間を短くするように制御することを特徴とする洗濯機のモータ駆動装置。
2. 前記スイッチング素子の短絡時間の長さが異なる複数の時間データを記憶する記憶手段を備え、
   前記短絡制御手段は、複数の時間データの中から選択して用いることを特徴とする請求項１記載の洗濯機のモータ駆動装置。
3. 交流電源の入力電力を検出する電力検出手段を備え、
   前記短絡制御手段は、検出された入力電力に応じて前記複数の時間データの中から選択して用いることを特徴とする請求項２記載の洗濯機のモータ駆動装置。
4. 交流電源電圧を検出する電圧検出手段を備え、
   前記短絡制御手段は、検出された交流電源電圧が所定値よりも低いときには、前記スイッチング素子の短絡時間を長することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の洗濯機のモータ駆動装置。
   

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