(57)【要約】【課題】低騒音かつ低振動で、安価なモータ回転数制御の洗濯機を提供すること。【解決手段】脱水運転時に、パワースイッチング手段２を通電開始する信号を、交流電源１の零クロスに同期、または、一定の間隔で制御し、零クロスを基準に偶数パルスと奇数パルスに分類し、偶数パルス、若しくは、奇数パルスがそれぞれ連続して通電開始出力するよう制御するとともに、連続する数をｎとした時、交流電源周波数の１／（２ｎ＋１）（ｎは、０、若しくは、正の整数）となる周波数の平均電圧をモータ３に印加して制御する構成とすることにより、特別な回路を追加する用いることなく、消費電力を増大させずに、振動や騒音を低減することが可能なモータ３の速度制御を行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央底部にパルセータを回転自在に配した洗濯兼脱水槽と、筐体内部に防振支持され、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記パルセータや前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記筐体上部に設けられた上部枠体と、前記上部枠体の前部に設けられ各種の入力設定や設定内容を表示する操作表示部と、前記操作表示部の内方に設けられた制御装置と、前記制御装置に設けられ、前記モータと直列に接続したパワースイッチング手段と、前記モータの回転数を検知する回転数検知手段と、前記回転数検知手段の出力信号により前記パワースイッチング手段を制御して前記モータの回転数を制御するとともに、洗い，すすぎ，脱水の一連の行程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は，脱水運転時に、前記パワースイッチング手段を通電開始する信号を、交流電源の零クロスに同期、または、一定の間隔で制御し、零クロスを基準に偶数パルスと奇数パルスに分類し、前記偶数パルス、若しくは、前記奇数パルスがそれぞれ連続して通電開始出力するよう制御するとともに、連続する数をｎとした時、交流電源周波数の１／（２ｎ＋１）（ｎは、０、若しくは、正の整数）となる周波数の平均電圧をモータに印加して制御する洗濯機。
【請求項２】
前記制御手段は、連続する偶数パルス、若しくは、奇数パルスの数が、交流電源周波数が５０Ｈｚの場合、０以上２５以下であり、交流電源周波数が６０Ｈｚの場合、前記連続する偶数パルス、０若しくは、奇数パルスの数が、０以上３０以下に設定され通電開始出力するよう制御する請求項１に記載の洗濯機。
【請求項３】
前記制御手段は、連続する偶数パルス、若しくは、奇数パルスのそれぞれのパルス間隔が、等間隔でないタイミングで通電開始出力するよう制御する請求項１または２に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗い、すすぎ、脱水行程を自動制御して行う洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の洗濯機は、洗濯物を収容する洗濯兼脱水槽の脱水回転速度を制御することにより、行程を制御する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の脱水時の回転速度変化および供給電力の変化を示す図、図１１は、交流電圧の波形制御を示す図である。
【０００４】
図１０、図１１において、脱水行程の開始時にはモータ（図示せず）に交流電源が全通電されるから、その回転速度（検出回転速度Ｎｘ）は順次立ち上がってゆき、そして、上限設定回転速度Ｎ３以上となると、位相制御による電力Ｗ１を供給する。この電力は、Ｗ１は全通電の場合の１５％の電力（通電角αを１５％の電力）とされている。
【０００５】
これにてモータの回転速度が低下してゆき、下限設定速度Ｎ１以下となると、再び全通電パターンに切換えられる。このような全通電と位相制御による低電力との切換えによりモータの回転速度が第１の目標回転速度Ｎ２に制御される。
【０００６】
しかし、脱水行程開始からｔ１が経過すると、全通電パターンとする。そして、脱水行程開始からｔ２が経過したか否かを判断し、経過していなければ、ホール素子（図示せず）から与えられるパルス信号に基づいて回転速度を検出する。
【０００７】
検出回転速度Ｎｘが第２の目標回転速度Ｎ５についての下限設定速度Ｎ４以下であるか否かを判断し、Ｎ４以下であれば、全通電をそのまま実行する。検出回転速度ＮｘがＮ４以下でなければ上限設定速度Ｎ６以上であるか否かを判断する。
【０００８】
Ｎ６以上であれば、交流電源の交流電圧を位相制御して全通電の場合より低い電力Ｗ２をモータに供給する。この場合の電力Ｗ２は２０％電力（通電角αを２０％の電力）としている。このような全通電パターンと位相制御パターンとの繰返しにより、第２の目標回転速度Ｎ５に制御される。
【０００９】
このような全通電パターンと位相制御パターンとの繰返しにより、第３の目標回転速度Ｎ８に制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０―５４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記従来の構成では、位相制御による電力制御であるために、交流電源と等しい周波数のみモータに電圧を印加せざるを得ず、これが振動や騒音の原因となっているという課題があった。
【００１２】
また、位相制御では、電源周波数に同期したタイミングでスイッチングデバイスをＯＮ／ＯＦＦ制御する必要があるため、電源周波数と同じ回数のスイッチング損失が増大し、
素子の放熱部品が大きくなり、洗濯機本体の消費電力も増加するという課題があった。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、特別な回路を追加する用いることなく、消費電力を増大させず、振動や騒音を低減することが可能な速度制御を行う洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、中央底部にパルセータを回転自在に配した洗濯兼脱水槽と、筐体内部に防振支持され、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記パルセータや前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記筐体上部に設けられた上部枠体と、前記上部枠体の前部に設けられ各種の入力設定や設定内容を表示する操作表示部と、前記操作表示部の内方に設けられた制御装置と、前記制御装置に設けられ、前記モータと直列に接続したパワースイッチング手段と、前記モータの回転数を検知する回転数検知手段と、前記回転数検知手段の出力信号により前記パワースイッチング手段を制御して前記モータの回転数を制御するとともに、洗い，すすぎ，脱水の一連の行程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は，脱水運転時に、前記パワースイッチング手段を通電開始する信号を、交流電源の零クロスに同期、または、一定の間隔で制御し、零クロスを基準に偶数パルスと奇数パルスに分類し、前記偶数パルス、若しくは、前記奇数パルスがそれぞれ連続して通電開始出力するよう制御するとともに、連続する数をｎとした時、交流電源周波数の１／（２ｎ＋１）（ｎは、０、若しくは、正の整数）となる周波数の平均電圧をモータに印加して制御する構成としたものである。
【００１５】
これによって、特別な回路を追加する用いることなく、消費電力を増大させず、振動や騒音を低減することが可能なモータの速度制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の洗濯機は、特別な回路を追加する用いることなく、消費電力を増大させず、騒音や振動を低減することが可能なモータの速度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の縦断面図
【図２】同洗濯機の回転数制御の一部ブロック化した回路図
【図３】同洗濯機の回転数制御の回転数と電圧位相差信号の特性図
【図４】同洗濯機の回転数制御の制御フローチャート
【図５】同洗濯機の回転数制御の指令周波数１／３１時の制御タイミングチャート
【図６】同洗濯機の回転数制御の指令周波数１／９時の制御タイミングチャート
【図７】本発明の実施の形態２における洗濯機の回転数制御の制御タイミングチャート
【図８】同洗濯機の回転数制御の低電力時の制御タイミングチャート
【図９】同洗濯機の回転数制御の指令周波数１／９時の低電力制御タイミングチャート
【図１０】従来の洗濯機の脱水時の回転速度変化および供給電力の変化を示す図
【図１１】同洗濯機の交流電圧の波形制御を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明は、中央底部にパルセータを回転自在に配した洗濯兼脱水槽と、筐体内部に防振支持され、前記洗濯兼脱水槽を回転自在に内包する外槽と、前記パルセータや前記洗濯兼脱水槽を回転駆動するモータと、前記筐体上部に設けられた上部枠体と、前記上部枠体の前部に設けられ各種の入力設定や設定内容を表示する操作表示部と、前記操作表示部の内方に設けられた制御装置と、前記制御装置に設けられ、前記モータと直列に接続した
パワースイッチング手段と、前記モータの回転数を検知する回転数検知手段と、前記回転数検知手段の出力信号により前記パワースイッチング手段を制御して前記モータの回転数を制御するとともに、洗い，すすぎ，脱水の一連の行程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は，脱水運転時に、前記パワースイッチング手段を通電開始する信号を、交流電源の零クロスに同期、または、一定の間隔で制御し、零クロスを基準に偶数パルスと奇数パルスに分類し、前記偶数パルス、若しくは、前記奇数パルスがそれぞれ連続して通電開始出力するよう制御するとともに、連続する数をｎとした時、交流電源周波数の１／（２ｎ＋１）（ｎは、０、若しくは、正の整数）となる周波数の平均電圧をモータに印加して制御する洗濯機とすることにより、特別な回路を追加する用いることなく、消費電力を増大させずに、振動や騒音を低減することが可能なモータの速度制御を行うことができる。
【００１９】
第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、連続する偶数パルス、若しくは、奇数パルスの数が、交流電源周波数が５０Ｈｚの場合、０以上２５以下であり、交流電源周波数が６０Ｈｚの場合、前記連続する偶数パルス、０若しくは、奇数パルスの数が、０以上３０以下に設定され通電開始出力するよう制御する洗濯機とすることにより、特別な回路を追加する用いることなく、消費電力を増大させずに、振動や騒音を低減することが可能なモータの速度制御を行うことができる。
【００２０】
第３の発明は、特に第１または第２の発明の制御手段は、連続する偶数パルス、若しくは、奇数パルスのそれぞれのパルス間隔が、等間隔でないタイミングで通電開始出力するよう制御する洗濯機とすることにより、特別な回路を追加する用いることなく、消費電力を増大させずに、振動や騒音を低減することが可能なモータの速度制御を行うことができる。
【００２１】
以下、発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。また、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は，本発明の第１の実施の形態における洗濯機の縦断面図、図２は、同洗濯機の回転制御の一部をブロック化した回路図、図３は、同洗濯機の回転数制御の回転数と電圧位相差信号の特性図である。
【００２３】
図１において，筐体１１は，内部に複数のサスペンション８によって外槽１３を弾性的に吊り下げている。洗濯・脱水軸１４は中空で２軸構造としている。
【００２４】
洗濯兼脱水槽１５は側壁に多数の脱水孔（図示せず）を有するとともに、内周の上部に振動低減用の流体バランサ１６を有し，中央底部には外周を傾斜面としたナベ型の形状に形成した衣類攪拌用のパルセータ１７が配設されている。
【００２５】
伝達機構部１８は、内部に洗濯時の減速ギア（図示せず）を内蔵している。モータ３は外槽１３の底部に取り付けられ，伝達機構部１８を介し，パルセータ１７，及び洗濯兼脱水槽１５を回転させる。
【００２６】
筐体１１の上部には、上部枠体１０を載設し、上部枠体１０の前部には、各種の入力設定を行い、設定内容を表示する操作表示部６を配設している。そして、操作表示部６の内方には、制御手段５（図２参照）を有する制御装置７が収設されている。
【００２７】
制御手段５は、モータ３や、図示しない給水弁、排水弁などを制御し、洗い、すすぎ、脱水の各行程を逐次制御する。
【００２８】
図２において、交流電源１は、一方のラインにパワースイッチング手段２を直列に接続し、パワースイッチング手段２と直列にモータ３を接続する。パワースイッチング手段２は、３端子双方向性サイリスタ等の半導体素子（以降サイリスタ）により構成し、交流電源１に同期して通電、オフ制御や位相制御を行うようにしている。
【００２９】
モータ３は、洗濯兼脱水槽１５とパルセータ１７を回転駆動するもので、通常、コンデンサラン誘導モータで構成し、主巻線３ａと補助巻線３ｂ間に進相コンデンサ３０を接続している。
【００３０】
この主巻線３ａに直列にパワースイッチング手段２ａを接続し、補助巻線３ｂと直列にパワースイッチング手段２ｂを接続し、パワースイッチング手段２ａまたは２ｂをオンすることにより、モータ３の正反転制御が可能となる。
【００３１】
また、パワースイッチング手段２ａを位相制御して回転制御する場合には、主巻線３ａとパワースイッチング手段２ａ間にチョークコイル（図示せず）を接続してラジオ雑音を低減させてもよい。
【００３２】
モータ３を逆回転させたい場合は、パワースイッチング手段２ａに印加していた信号を、パワースイッチング手段２ｂに切り替えることで実現可能である。
【００３３】
回転数検知手段４は、パワースイッチング手段２のフル通電時における進相コンデンサ電圧位相と、パワースイッチング手段２をオフした直後の誘起電圧パルス幅よりモータ３の回転数を検知するようにしたものであり、進相コンデンサ３０の電圧位相を検出する進相コンデンサ零電圧検出回路４１と、交流電源１の零電圧を検出する交流零電圧検出回路４２と、進相コンデンサ零電圧検出回路４１の出力信号と交流零電圧検出回路４２の出力信号位相差、および進相コンデンサ電圧周期より回転数を検出する回転数検出回路４３とで構成している。
【００３４】
すなわち、サイリスタのフル通電時の進相コンデンサ３０の電圧位相差信号φと、サイリスタのオフ直後の進相コンデンサ３０の電圧周期（あるいはコンデンサパルス幅ｔｐｗ）を回転数検知回路４３により検知することで、モータ３の回転数を検知するようにしている。
【００３５】
コンデンサ零電圧検出回路４１は、フォトカプラーと抵抗による簡単な回路構成により実現でき、モータ３のロータ回転を永久磁石とホールＩＣ等で検出する回転センサよりも安価で、機械的取り付けが不必要で、信頼性の高い回転数検知手段を実現できる。
【００３６】
図３は、交流電源１の電圧Ｖａと進相コンデンサ３０の電圧Ｖｃ、および交流零電圧検出回路４２の出力信号である電源位相信号ｖａと、進相コンデンサ零電圧検出回路４１の出力信号である電圧位相信号ｖｃの波形関係を示すものであり、交流電源１の電圧Ｖａと進相コンデンサ電圧Ｖｃの電圧位相差信号φは、交流零電圧検出回路４２の出力信号である電源位相信号ｖａの時間差より検出できることを示している。
【００３７】
モータ３の回転数が零の場合には、位相φは零に近づくが、回転数が増加すると（滑りが小さくなると）、モータ３のロータの２次側電流により巻線インピーダンスと見かけの２次抵抗が変化して電圧位相差信号φが大きくなるので、電圧位相差信号φより回転数を検知することが可能となる。
【００３８】
制御手段５は、パワースイッチング手段２の通電、オフ制御、あるいは位相制御を行う
もので、交流零電圧検出回路４２の出力信号に同期してパワースイッチング手段２の導通を制御する。
【００３９】
ここで、制御手段５は、回転数検知手段４の出力信号によりモータ３の回転数を制御するとともに、モータ３の回転起動時に所定時間、モータ３を通電、オフを繰返しながら回転数を上げていき、回転数検知手段４によりモータ３を通電したときの交流電源１と進相コンデンサ３０の検出値に対応した電圧位相差信号を検知し、設定回転数の誤差を小さくするようにパワースイッチング手段２への指令パルスのタイミングを変化させ、回転数フィードバック制御を行う。
【００４０】
以上のように構成された洗濯機について，その動作，作用を説明する。
【００４１】
図４は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の回転数制御の制御フローチャート、図５は、同洗濯機の回転数制御の指令周波数１／３１時の制御タイミングチャート、図６は、同洗濯機の回転数制御の指令周波数１／９時の制御タイミングチャートである。
【００４２】
図４において、ステップＳ１００にて回転制御が開始すると、ステップＳ１０１にて目標回転数となる回転指令値を設定、また各種タイマーのクリヤ等の初期設定、またサイリスタへの初回パルス設定を実行する。
【００４３】
次に、ステップＳ１０２にて電源電圧の零クロスタイミングを検出し、同時に、電源電圧の周波数を検知する。また、このとき、零クロスパルスのカウントを開始し、交流零電圧検出回路４２の出力信号の立ち上がり信号を偶数パルス、立下り信号を奇数パルスとして定義する検知カウンタを設定する。この偶数パルス、奇数パルスによるサイリスタ制御の詳細については、後述する。
【００４４】
所定時間サイリスタを通電させながら、ステップＳ１０３で交流電源１と進相コンデンサ３０の電圧位相差信号φ（図３参照）を検知し、現在の回転数を検出する。この時、あらかじめマイコンにプログラムされたテーブルに基づいた回転数に変換する。
【００４５】
そして、ステップＳ１０４で現在回転数と指令回転数の比較を行い、指令回転数よりも低い場合（ステップＳ１０４のＹ）は、ステップＳ１０５に移行し、後述の仕組みに沿ったサイリスタ指令値を設定し、指令回転数よりも高い場合（ステップＳ１０４のＮ）は、ステップＳ１０６に移行し、サイリスタへの駆動パルスを停止する指令設定をし、ステップＳ１０７に移行する。
【００４６】
ステップＳ１０７では、サイリスタへの駆動信号を出力し、所定時間が経過していなければ（ステップＳ１０８のＮ）、再びステップＳ１０２に戻る動作を行う。以降、回転数制御の停止信号がステップＳ１０２において入力されるまでの間、本制御ステップを繰り返すことで、指令回転数に応じたサイリスタへ駆動信号が送られ、モータ３が所望の回転数に制御される。所定時間が経過すれば（ステップＳ１０８のＹ）、次行程へと移行する。
【００４７】
ここで、ステップＳ１０５においてサイリスタ指令値を設定する仕組みについて、図５を用いて説明する。
【００４８】
図５は、横軸を時間とした３つの波形を図示しており、それぞれ上から、交流電源電圧Ｖａ、パワースイッチング手段２ａをオンさせる信号Ｑ２ａ、パワースイッチング手段２ａの導通によりモータ３の主巻線に印加される瞬時電圧Ｖ３ａ、モータ３の主巻線に印加される平均電圧Ｖ３ａ’の波形を示している。
【００４９】
このとき、パワースイッチング手段２ａをオンさせるＱ２ａのタイミングは、電源電圧がマイナスからプラスに変わるタイミング、若しくは、電源電圧がプラスからマイナスに変わるタイミング、つまり、零クロスのタイミングでオンさせる。このタイミングは、サイリスタに電源電圧が印加されない、つまり零電圧状態でサイリスタがオフからオンへ切り替えられる。
【００５０】
スイッチ状態が変化する際に発生する損失は、スイッチの端子間に印加される電圧とスイッチに流れる電流の積、及びスイッチングの遷移時間にそれぞれ比例する。つまり、スイッチ端子間の電圧が低ければ、スイッチ損失も低くなる。よって、電源電圧がマイナスからプラスに変わるタイミングもしくは、マイナスからプラスになるタイミングである零クロスのタイミングにおいて、Ｑ２ａの信号を立ち上げることで、スイッチング損失を低くすることが可能となる。
【００５１】
Ｖ３ａの波形は、Ｑ２ａの信号に同期し、Ｑ２ａがオン状態の時に電源電圧Ｖａが印加される波形となる。ことのとき、Ｑ２ａ信号を電源電圧がマイナスからプラスになる零クロスのタイミングつまり偶数パルスのみで、オンさせるとＶ３ａの波形は交流電源の一方の極性の電圧のみ印加され、その結果平均電圧Ｖ３ａ’の電圧極性は変化せず、図５の波形の場合は正方向となり、同様に、電源電圧がプラスからマイナスになる零クロスのタイミングつまり奇数パルスのみで、オンさせると、平均電圧Ｖ３ａ’は常に負となる。
【００５２】
つまり、偶数パルス若しくは奇数パルスを交互ではなく、連続して印加するタイミング制御を実施することにより、その連続の数に応じた周波数を平均的にモータ３に印加することが可能となる。偶数パルス若しくは奇数パルスの連続数をｘとした場合、ｘ＝０，１，２，３，４，・・・，ｎと整数倍で増加させることで、交流電源の周波数の１／１、１／３、１／５、１／７，１／９、・・・１／（２ｎ＋１）となる周波数に変換することが可能となる。
【００５３】
モータ３を起動する際、低速から加速する際に発生する振動や騒音は、電源周波数とモータ３の回転周波数の差が大きいと、より増大する傾向にあるため、モータ３を低速で回転させたい場合には、目標回転数よりも少しだけ高い周波数の電圧を印加する必要がある。
【００５４】
具体的には、交流電源周波数を６０Ｈｚとした場合、目標の回転数が３００ｒ／ｍｉｎ（５Ｈｚ）であれば、モータ３に印加する電圧周波数を６０Ｈｚとするよりも、６Ｈｚにした方が、より低振動、低騒音で駆動することが可能である。
【００５５】
また、前述の整数ｎの最大値は、電源周波数とモータ３を低速で回転させたい周波数との比率で決定することができ、具体的には、交流電源周波数が６０Ｈｚの場合にモータ３の最低回転周波数を１Ｈｚと設定したい時には、ｎ＝２９とし、６０／５９Ｈｚの周波数を印加すれば良い。また、交流電源周波数が５０Ｈｚの場合においても同様に、ｎ＝２４とし、５０／４９Ｈｚの周波数を印加することで実現できる。
【００５６】
従来の回転数制御では、電源周波数と同じ電圧周波数しか印加できないが、本実施の形態によれば、連続した偶数パルス、若しくは奇数パルス制御により、Ｖ３ａ’は等価的に電源電圧よりも低い周波数の電圧を出力することが可能となるため、目標の回転数を電源周波数の１／（２ｎ＋１）（ｎは整数）として徐々に高く設定することができる。
【００５７】
よって、振動や騒音を低減することができ、また、従来の電圧位相制御に比べてスイッチング損失を小さくすることができる。
【００５８】
図５の波形では、交流電源電圧の周期をＴ１とした時、偶数パルスと奇数パルスをそれぞれ１５回印加する制御パターンの例であり、モータ３の主巻線の平均値Ｖ３ａ’には、電源電圧の周期の３１倍の電圧波形、つまり、電源周波数の１／３１の電圧波形が印加できることを示している。
【００５９】
図６は、電源電圧の周期Ｔ１は図５と同じ条件下で、モータ３の主巻線の平均値Ｖ３ａ’の周波数を変化させた場合の例を示す。
【００６０】
偶数パルスと奇数パルスをそれぞれ連続４回印加する制御パターンの例であり、モータ３の主巻線の平均値Ｖ３ａ’には、電源電圧の周期の９倍の電圧波形、つまり、指令周波数１／９の電圧波形が印加できることを示している。
【００６１】
モータ３が低い回転数の場合には、回転数より若干高い周波数となる連続パルス数ｎを演算により求め、電源周波数の１／（２ｎ＋１）となる低い周波数を印加することにより、任意の回転数でモータ３を駆動できるので、従来制御方法で騒音振動の原因となっていた、電源電圧周波数と同一の周波数のみ印加するという制約がなくなり、騒音や振動を低減することが可能となる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態１においては、脱水運転時に、パワースイッチング手段２を通電開始する信号を、交流電源１の零クロスに同期、または、一定の間隔で制御し、零クロスを基準に偶数パルスと奇数パルスに分類し、偶数パルス、若しくは、奇数パルスがそれぞれ連続して通電開始出力するよう制御するとともに、連続する数をｎとした時、交流電源周波数の１／（２ｎ＋１）（ｎは、０、若しくは、正の整数）となる周波数の平均電圧をモータ３に印加して制御する構成とすることにより、特別な回路を追加する用いることなく、消費電力を増大させずに、振動や騒音を低減することが可能なモータ３の速度制御を行うことができる。
【００６３】
また、連続する偶数パルス、若しくは、奇数パルスの数が、交流電源周波数が５０Ｈｚの場合、０以上２５以下であり、交流電源周波数が６０Ｈｚの場合、連続する偶数パルス、０若しくは、奇数パルスの数が、０以上３０以下に設定され通電開始出力するよう制御する構成とすることにより、特別な回路を追加する用いることなく、消費電力を増大させず、振動や騒音を低減することが可能なモータ３の速度制御を行うことができる。
【００６４】
（実施の形態２）
図７は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の回転数制御の制御タイミングチャート、図８は、同洗濯機の回転数制御の低電力時の制御タイミングチャート、図９は、同洗濯機の回転数制御の指令周波数１／９時の低電力制御タイミングチャートである。なお、回転数制御以外は、第１の実施の形態と同じであり、説明を省略する。
【００６５】
図７において、Ｖ３ａ’の出力周波数は、図５と同じ１／３１となっているが、その振幅の値が図５で出力したＶ１よりも低いＶ２となっているところが異なる。
【００６６】
モータ３への入力電力を制御するためには、モータ３への印加電圧振幅を制御する必要があるが、本実施の形態２では、連続的に印加する偶数パルスと奇数パルスの数をそれぞれ１０パルスに減らすことで、等価的な周波数を変化させることなく、図５の出力電圧Ｖ１の２／３になるような電圧を出力するように構成している。
【００６７】
なお、出力電圧をＶ１よりも高めたい場合は、一時的に零クロスのタイミング制約を外し、印加する電圧の時間を延ばすことで出力を大きくすることも可能である。
【００６８】
従来の回転数制御では、電力の増減制御をするため、電圧位相を変化させるが、電源電圧と同じ周期で、電圧位相を変化させると、前述のスイッチ素子に電圧を印加した状態でスイッチを毎回オンにしなければならないため、損失や電磁ノイズの課題が発生する。
【００６９】
本実施の形態では、スイッチ素子に印加する電圧を零近辺に制御でき、スイッチング損失を低くしながら、低速で一定の回転数を維持する時に必要となる電圧制御が可能となる。
【００７０】
また、モータ３へ印加する電圧の周波数も実施の形態１と同様に変化させることができるため、起動時の低速回転に必要な電源電圧よりも低い周波数の電圧を印加しながら、モータ３の負荷に応じた電圧制御が可能であることが特徴である。
【００７１】
図８は、さらに電力を低く制御するためのパルスの例を示しており、Ｖ３ａ’の出力周波数は図７と同じ１／３１となっているが、その振幅の値がＶ２よりも低いＶ３となっているところが異なる。
【００７２】
モータ電圧振幅を制御するため、連続的に印加する偶数パルスと奇数パルスの数をそれぞれ５パルスに減らすことで、等価的な周波数を変化させることなく、図５の出力電圧Ｖ１の１／３になるような電圧が出力可能である。
【００７３】
図９は、Ｖ３ａ’の出力周波数は図６と同じ１／９となっているが、その振幅の値が図６で出力したＶ４よりも低いＶ５となっているところが異なる。モータ入力電力を制御するためには、連続的に印加する偶数パルスと奇数パルスの数をそれぞれ２パルスに減らすことで、等価的な周波数を変化させることなく、図６の出力電圧Ｖ４の１／２になるような電圧Ｖ５を出力するように構成している。
【００７４】
このとき、偶数パルスと奇数パルスの数を一定に設定することで、等価的な電圧は一定に制御可能であるが、各パルスの間隔を変化させることで、Ｖ３ａ’が持つ周波数の高調波成分を変化させることが可能である。
【００７５】
図７、及び図８でも同様のことが可能であり、時間当たりのパルスの数を同一にしながらパルスを印加するタイミングを零クロスの場所でれば、任意に設定することができる。
【００７６】
モータ３に印加する電圧波形の高調波成分は、洗濯機がもつ固有の機械振動数と共振した場合、騒音や振動を増幅する原因となるため、モータ３の回転数に応じて機械共振点を回避する高調波成分となるように制御することで、より騒音や振動を低減する制御方法を実現可能である。
【００７７】
以上のように、本実施の形態２においては、連続する偶数パルス、若しくは、奇数パルスのそれぞれのパルス間隔が、等間隔でないタイミングで通電開始出力するよう制御する構成とすることにより、特別な回路を追加する用いることなく、消費電力を増大させず、振動や騒音を低減することが可能なモータ３の速度制御を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明に係る洗濯機は、特別な回路を追加する用いることなく、消費電力を増大させずに、振動や騒音を低減することが可能なモータの速度制御を行うことが可能となるので、ドラム式など他の洗濯機の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１  交流電源
２、２ａ、２ｂ  パワースイッチング手段
３  モータ
３ａ  主巻線
３ｂ  補助巻線
４  回転数検知手段
５  制御手段
６  操作表示部
７  制御装置
１０  上部枠体
１１  筐体
１３  外槽
１５  洗濯兼脱水槽
１７  パルセータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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