(57)【要約】【課題】複数のモータを安定に正弦波駆動し、低騒音とする。【解決手段】発振回路１からのクロック信号を受けるプロセッサ２Ａ、２Ｂのそれぞれに制御され、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、モータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを設けることにより、低騒音でかつ、スイッチングノイズの干渉を防いだ安定な正弦波駆動を可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振回路と、前記発振回路からのクロック信号を受ける複数のプロセッサと、前記複数のプロセッサのそれぞれに制御され、直流電力を交流電力に変換する複数のインバータ回路と、前記複数のインバータ回路のそれぞれに接続された複数のモータを有し、前記複数のモータを同時に正弦波駆動するようにした洗濯乾燥機のモータ駆動装置。
【請求項２】
複数のプロセッサは、それぞれ発振回路からのクロック信号を分周してキャリヤ波を生成し、それぞれのキャリヤ波を用いてパルス幅変調によってそれぞれのインバータ回路を制御し、前記複数のプロセッサは、相互間のキャリヤ同期信号の授受を行い、互いに他方のキャリヤ波の極大タイミングおよび極小タイミングが自キャリヤ波の所定位相に保たれるようにした請求項１記載の洗濯乾燥機のモータ駆動装置。
【請求項３】
異なった周波数を持つ複数のキャリヤ波によってパルス幅制御される複数のインバータ回路と、前記複数のインバータ回路のそれぞれに接続された複数のモータを有し、前記複数のインバータ回路の少なくとも１つは、出力の無効電流を所定値となるように制御しながら正弦波駆動する無効電流制御インバータ回路とし、前記複数のインバータ回路の少なくとも１つは、前記無効電流制御インバータ回路のキャリヤ波の周波数よりも低いキャリヤ波の周波数でパルス幅制御を行う低キャリヤ周波数インバータ回路とした洗濯乾燥機のモータ駆動装置。
【請求項４】
複数のインバータ回路は、それぞれが駆動するモータの電流を検出する電流検知手段を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機のモータ駆動装置。
【請求項５】
複数のモータは、回転ドラムを駆動する回転ドラムモータと、乾燥用ヒートポンプの圧縮機を駆動する圧縮機モータを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機のモータ駆動装置。
【請求項６】
無効電流制御インバータ回路は、乾燥時に回転ドラムに送風する送風モータを駆動する送風インバータ回路とし、低キャリヤ周波数インバータ回路は、乾燥用ヒートポンプの圧縮機を駆動する圧縮機モータを駆動する圧縮機インバータ回路とした請求項３記載の洗濯乾燥機のモータ駆動装置。
【請求項７】
複数のモータは、乾燥時に回転ドラムに送風する送風モータを含み、複数のインバータ回路は、前記送風モータを駆動する送風インバータ回路を含み、前記送風インバータ回路は、前記送風モータの無効電流が所定値となるように制御しながら正弦波駆動する請求項１〜６のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のインバータ回路により複数のモータを同時に駆動する洗濯乾燥機のモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の洗濯乾燥機のモータ駆動装置は、複数のモータをそれぞれ駆動する複数のインバータ回路を備え、回転庫ドラム（回転ドラム）と圧縮機と送風手段（送風ファン）をそれぞれインバータ回路とモータにより回転駆動していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１９８９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような従来の洗濯乾燥機のモータ駆動装置は、各インバータ回路を、１２０度の矩形波駆動を行うものとした場合には、騒音の発生が大きく、また正弦波とする場合については、詳細な構成は記載はないが、各モータの回転数、キャリヤ周波数、プロセッサなどが独立であることにより、スイッチングノイズが正弦波とする制御に干渉するため、実際問題として安定に駆動することが困難であるという課題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、複数のインバータ回路を同一の発振回路からのクロック信号を受ける複数のプロセッサにより制御し、複数のモータを同時に正弦波駆動するようにしたことにより、低騒音でかつ、スイッチングノイズの干渉を防いだ安定な正弦波駆動が可能な洗濯乾燥機のモータ駆動装置を提供することを目的とし、またパルス幅変調のキャリヤ周波数が異なる複数のインバータ回路に、無効電流制御インバータ回路を用いることにより、スイッチングノイズの悪影響を抑え、安定な正弦波駆動が可能な洗濯乾燥機のモータ駆動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯乾燥機のモータ駆動装置は、発振回路と、前記発振回路からのクロック信号を受ける複数のプロセッサと、前記複数のプロセッサのそれぞれに制御され、直流電力を交流電力に変換する複数のインバータ回路と、前記複数のインバータ回路のそれぞれに接続された複数のモータを有し、前記複数のモータを同時に正弦波駆動するようにしたものである。
【０００６】
これによって、安定な正弦波駆動に不可欠なタイミング管理が確立されることによって、スイッチングノイズの悪影響を防ぐことができ、安定な正弦波駆動によって低騒音とすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の洗濯兼乾燥機のモータ駆動装置は、スイッチングノイズの悪影響を防いだ安定な正弦波駆動により、低騒音の洗濯乾燥機を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、発振回路と、前記発振回路からのクロック信号を受ける複数のプロセッサと、前記複数のプロセッサのそれぞれに制御され、直流電力を交流電力に変換する複数のインバータ回路と、前記複数のインバータ回路のそれぞれに接続された複数のモータを有し、前記複数のモータを同時に正弦波駆動するようにしたことにより、安定な正弦波駆動に不可欠なタイミング管理が確立され、スイッチングノイズの悪影響を防ぐことができ、安定な正弦波駆動によって低騒音とすることができる。
【０００９】
第２の発明は、特に第１の発明の複数のプロセッサは、それぞれ発振回路からのクロック信号を分周してキャリヤ波を生成し、それぞれのキャリヤ波を用いてパルス幅変調によってそれぞれのインバータ回路を制御し、前記複数のプロセッサは、相互間のキャリヤ同期信号の授受を行い、互いに他方のキャリヤ波の極大タイミングおよび極小タイミングが自キャリヤ波の所定位相に保たれるようにしたことによって、比較的簡単な構成でキャリヤ波間のタイミング管理が完全に確立されたものとすることができ、スイッチングノイズの悪影響を効果的に防ぐことができ、安定な正弦波駆動によって低騒音とすることができる。
【００１０】
第３の発明は、異なった周波数を持つ複数のキャリヤ波によってパルス幅制御される複数のインバータ回路と、前記複数のインバータ回路のそれぞれに接続された複数のモータを有し、前記複数のインバータ回路の少なくとも１つは、出力の無効電流を所定値となるように制御しながら正弦波駆動する無効電流制御インバータ回路とし、前記複数のインバータ回路の少なくとも１つは、前記無効電流制御インバータ回路のキャリヤ波の周波数よりも低いキャリヤ波の周波数でパルス幅制御を行う低キャリヤ周波数インバータ回路としたものとすることにより、比較的簡単なアルゴリズムで無効電流制御インバータ回路の正弦波駆動が可能となり、低キャリヤ周波数インバータからのノイズによる悪影響に対しても安定性の高いものとすることができる。
【００１１】
第４の発明は、特に第１から第３のいずれかの発明の複数のインバータ回路を、それぞれが駆動するモータの電流を検出する電流検知手段を備えたものとすることにより、入力電圧条件や、個々のモータの負荷状態、速度など運転条件の変化にも、脱調などの問題がなく、対応した安定な正弦波駆動が可能となる。
【００１２】
第５の発明は、特に第１から第４のいずれかの発明の複数のモータが、回転ドラムを駆動する回転ドラムモータと、乾燥用ヒートポンプの圧縮機を駆動する圧縮機モータを含むものとすることにより、洗濯から脱水、乾燥までの全工程に必要なモータの駆動を、合理的に行うことができ、省エネ効果にも優れた洗濯乾燥機とすることができるものとなる。
【００１３】
第６の発明は、特に第３の発明の無効電流制御インバータ回路を、乾燥時に回転ドラムに送風する送風モータを駆動する送風インバータ回路とし、低キャリヤ周波数インバータ回路を、乾燥用ヒートポンプの圧縮機を駆動する圧縮機モータを駆動する圧縮機インバータ回路とすることにより、送風インバータ回路の制御を、比較的簡単でかつ十分な安定性を持つアルゴリズムで実現でき、圧縮機の漏れ電流も抑えつつ高効率で駆動することができるものとすることができる。
【００１４】
第７の発明は、特に第１から第６のいずれかの発明の複数のモータが、乾燥時に回転ドラムに送風する送風モータを含み、複数のインバータ回路が、前記送風モータを駆動する送風インバータ回路を含み、前記送風インバータ回路は、前記送風モータの無効電流が所定値となるように制御しながら正弦波駆動するものとすることにより、送風インバータ回路の制御を、比較的簡単でかつ十分な安定性を持つアルゴリズムで実現できる。
【００１５】
以下、本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。なお、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。
【００１６】
（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乾燥機のモータ駆動装置のブロック図を示すものである。
【００１７】
８ＭＨｚのセラミック振動子を用いた発振回路１、発振回路１から８ＭＨｚのクロック信号ＣＫを受ける２個のプロセッサ２Ａ、２Ｂは、両者とも３２ビットのワンチップ・マイクロコンピュータとしている。
【００１８】
このように単一の発振回路１から、複数のプロセッサ２Ａ、２Ｂへとクロック信号ＣＫを送る構成としていることから、個々のプロセッサ毎に発振回路を設ける構成と比較し、セラミック振動子、あるいは水晶発振子などの素子が少なくてすみ、低コストとすることができ、その上プロセッサ相互間の動作周波数のズレを無くすることができることから、干渉などがなく、安定な動作が行えるものとなるという効果がある。
【００１９】
なお、マイクロコンピュータ以外にも、ディジタルシグナルプロセッサ（略してＤＳＰと称す）、あるいはＦＰＧＡ等をプロセッサとして用いてもよく、またＤＳＰやＦＰＧＡなどによるモータ制御部分の信号処理と、シーケンシャルな制御を行うマイクロコンピュータとを組み合わせた処理器を用いたものを使用することもでき、特に１つのチップにこのような構成を組み合わせて設けたプロセッサを使用した場合には、構成部品の点数も抑えられ、極めて有効に作用する。
【００２０】
また、シリコンなどの半導体チップとして成る上記のようなプロセッサを、複数個配置して、樹脂モールドで１つにケース（パッケージ）としたり、同一の半導体チップ内に構成することも有効であり、構成部品の点数削減、組み立て工数の低減などに効果がある。
【００２１】
２個のプロセッサ２Ａ、２Ｂには、合計３個のインバータ回路となる回転ドラムインバータ回路３Ａ、圧縮機インバータ回路３Ｂ、送風インバータ回路３Ｃが接続されているが、本実施の形態においては、プロセッサ２Ａには回転ドラムインバータ回路３Ａと送風インバータ回路３Ｃが接続されており、プロセッサ２Ｂには圧縮機インバータ回路３Ｂが接続されたものとなっている。
【００２２】
なお、各インバータ回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、はいずれも、３相６石のパワーモジュール３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、および３相６石構成の各相の低電圧側（下アーム）のスイッチングトランジスタ（ＩＧＢＴ、図示せず）のシャント抵抗として接続された３本の抵抗で構成し、それぞれが駆動するモータの電流を検出する電流検知手段３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃが備え付けられたものとなっている。
【００２３】
各インバータ回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、いずれも１００Ｖで５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの周波数を持つ交流電源４から、整流回路５を通して直流電圧ＶＤＣが供給されて動作するものとなっており、整流回路５は全波整流回路５１と電解コンデンサ５２より構成されるものであるが、整流回路５については電解コンデンサ１個の事例を示したが、単相１００Ｖ入力の場合には、電解コンデンサを複数個使用する全波倍電圧整流回路方式が実用的であり、昇圧回路を設ける構成もあり得る。
【００２４】
さらに、チョークコイルは図示していないが、電圧リップルを減らし、高調波を減らすために実際には必要となるケースも多い。
【００２５】
それぞれのインバータ回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃの負荷に関しては、回転ドラムインバータ回路３Ａによって駆動される回転ドラムモータ６Ａ、圧縮機インバータ回路３Ｂによって駆動される圧縮機モータ６Ｂ、送風インバータ回路３Ｃによって駆動される送風モータ６Ｃが設けられ、いずれもモータ入力の電圧・電流波形がほぼ正弦波に近い、正弦波駆動が行われるものとなっている。
【００２６】
圧縮機モータ６Ｂは、乾燥用ヒートポンプ８内の圧縮機８０を回転駆動するものであり、乾燥用ヒートポンプ８はさらに熱交換器８１、８２、およびキャピラリチューブ８３を有している。
【００２７】
送風モータ６Ｃは、シロッコ形の送風ファン９に出力軸が接続されたものとなっており、乾燥時に回転ドラム７内に、乾燥用ヒートポンプ８によって生ずる乾燥した風を送り込む構成のものとなっている。
【００２８】
プロセッサ２Ａは、本実施の形態においては、２個のモータ、回転ドラムモータ６Ａと送風モータ６Ｃの分の電流をそれぞれを検出するための高速のＡ／Ｄ変換手段２００Ａ、２００Ｃを内蔵し、かつまた回転ドラムインバータ回路３Ａ、送風インバータ回路３ＣをＰＷＭ制御するＰＷＭ制御手段２１０Ａ、２１０Ｃを内蔵したものとなっている。
【００２９】
また、プロセッサ２Ｂは、圧縮機モータ６Ｂの電流を検出するために、同様に高速のＡ／Ｄ変換手段２００Ｂを内蔵し、圧縮機インバータ回路３ＢをＰＷＭ制御するＰＷＭ制御手段２１０Ｂを内蔵したものとなっている。
【００３０】
これらのＰＷＭ制御手段とＡ／Ｄ変換手段は、いずれも１つで３相モータ１個分の制御ができるだけのものが、それぞれに備わっている。
【００３１】
すなわち、ＰＷＭ制御に関しては、プロセッサ２Ａは、発振回路１からの８ＭＨｚのクロック信号を分周して、周波数が１５．６２５ｋＨｚ（６４μｓ周期）で三角波のキャリヤ波Ｃａを生成してＰＷＭ制御手段２１０Ａを動作させるとともに、同じキャリヤ波にてＰＷＭ制御手段２１０Ｃも動作させ、一方のプロセッサ２Ｂは、やはり発振回路１からの８ＭＨｚのクロック信号を分周し、周波数が３．９０６２５ｋＨｚ（２５６μｓ周期）の三角波のキャリヤ波Ｃｂを生成、ＰＷＭ制御手段２１０Ｂを作動させ、それぞれキャリヤ波を用いてパルス幅変調（ＰＷＭ）によってそれぞれのインバータ回路を制御するものとなっている。
【００３２】
制御されるモータ数が複数となる場合、本実施の形態においては２個のモータを制御するプロセッサ２Ａの場合には、モータ数と等しい数である２個のＡ／Ｄ変換手段２００Ａ、２００Ｃが設けられていることになるが、各Ａ／Ｄ変換手段とは、例えば半導体チップを封入したパッケージに、アナログ電圧を入力できる端子を複数個有し、各入力端子のアナログ値を、それぞれ例えば８ビットのデジタルデータに変換した形でプロセッサ２Ａ内の処理値として扱えるものであり、例えば実際のアナログからデジタルへの変換を行うＡ／Ｄ変換器を１個のみ備え、これに入力されるアナログ電圧を順々に切り替えることにより、見かけ上複数のＡ／Ｄ変換手段として動作できるものであってもかまわない。
【００３３】
なお、このような多数のＰＷＭ制御手段とＡ／Ｄ変換手段については、すべてプロセッサとして１つのチップ上に組み込まれたデバイスを使用した場合には、有利であるが、数が不足した場合や、特に高速の制御が必要なモータが含まれている場合には、外付けのＩＣなどで補充することもできる。
【００３４】
さらに、本実施の形態においては、プロセッサ２Ａがキャリヤ波Ｃａの位相と同期して出力するキャリヤ同期信号ＳＹＮＣが、プロセッサ２Ｂへと送られるものとなっており、複数のプロセッサ相互間のキャリヤ同期信号の授受が行われる構成となっている。
【００３５】
回転ドラムモータ６Ａおよび圧縮機モータ６Ｂおよび送風モータ６Ｃは、いずれも永久磁石同期モータより構成されている。
【００３６】
この内、回転ドラムモータ６Ａについては、３個のホールＩＣを用いてロータ位置を検出するロータ位置センサ６０ａを設けたものとしていて、ロータ磁極位置に対応して電気角６０度毎のロータ位置信号を出力するものとなっており、回転ドラムモータ６Ａは、ロータ位置信号に同期して正弦波駆動される。
【００３７】
他方、圧縮機モータ６Ｂと送風モータ６Ｃにはロータ位置検出手段はなく、圧縮機モータ６Ｂと送風モータ６Ｃは、位置センサレス正弦波駆動により回転制御される。
【００３８】
直流電圧検知手段１００は、抵抗による分圧を行うことにより、整流回路５の出力電圧ＶＤＣの値に比例したアナログ直流電圧をプロセッサ２Ａおよびプロセッサ２Ｂに出力するものである。
【００３９】
以上の構成により、回転ドラムインバータ回路３Ａは、回転ドラムモータ６Ａを駆動して回転ドラム７を回転駆動し、圧縮機インバータ回路３Ｂは、圧縮機モータ６Ｂを回転駆動し、送風インバータ回路３Ｃは、送風モータ６Ｃを駆動して送風ファン９を回転駆動し、回転ドラム７内に温風、あるいは冷風を送風し回転ドラム７内の衣類を乾燥させるものとなるが、いずれのモータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃについても電圧波形、および電流波形について歪みが少なく正弦波に近いものとなっているため、騒音が低く、深夜に使用したりすることができ、使用時間を選ばず使用できるものとなり非常に効果が大きい。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、回転ドラム７は回転軸が水平としているが、特に水平に限定されるものではなく、例えば水平に対して２０度から３０度程度前側を高くして、衣類の出し入れが行い易くしたものや、一般に縦型と呼ばれるような、ほぼ垂直に近い回転軸を有する構成のものとしてもよく、またさらに回転ドラム７内に別の回転体として、パルセータやアジテータなどと呼ばれるような回転翼を設けたものであってもよく、回転翼などの回転体を、回転ドラム駆動モータ６Ａからの機械出力からクラッチなどの切換機構を介すなどして駆動したものであってもかまわない。
【００４１】
乾燥用ヒートポンプ８の動作に関しては、圧縮機モータ６Ｂにより、乾燥時に２ピストン構成の圧縮機８０を回転駆動されると、圧縮されて高温となったＲ１３４ａ冷媒が回転ドラム７と送風ファン９とを連通する循環経路に設けた熱交換器８１にて、通過する空気を加熱される凝縮器として働いて回転ドラム７内に加熱された空気が供給され、同様に循環経路に設けた熱交換器８２では逆に蒸発器として作用し、キャピラリチューブ８３で膨張されて低温となった冷媒により、回転ドラム７から排出される湿った空気を冷却して除湿するという動作を行うものとなり、乾燥用ヒートポンプ８が構成されたものとなり、エネルギーを有効に使いながら、乾燥した空気を回転ドラム７内に吹き込まれ、極めて良好な乾燥性能が得られるものとなっている。
【００４２】
なお、乾燥用ヒートポンプ８として、本実施の形態においては、冷媒として代替フロンＲ１３４ａを使用しているが、他の物質であっても良く、例えばＣＯ２を超臨界状態まで圧縮して使用するものなどであってもよく、その場合には熱交換器８１はガスクーラーなどと呼ばれるものとなる。
【００４３】
また、本実施の形態においては、送風ファン９は、熱交換器８２から熱交換器８１に空気を送る途中に設けた構成となっており、熱交換器８２を通過した低温の空気が送風ファン９を通ることになるため、送風モータ６Ｃの損失による発熱が効果的に冷却され、またその損失が熱交換器８１に入る前の空気加熱に使用されることから、加熱パワーとしても有効に作用するという特長があるものとなっているが、送風ファン９の位置については、本実施の形態のような熱交換器８２から熱交換器８１に至る途中に設けるということが絶対条件となるものではなく、他の部分でもかまわず、要は熱交換器８１、８２と回転ドラム７とを連結する空気の通路にどこかに設けていれば良い。
【００４４】
また、圧縮機８０を２ピストンとしていることから、１ピストン構成のものよりも負荷トルクのリプルが小さく、特にプロセッサ２Ｂにおいて行われる計算の頻度・精度などが、それほど高度なものとしなくとも、回転速度の安定化が図られ、低騒音とすることができるものであるが、振動などの問題がなければ１ピストンでもよく、またスクロール式なども用いることができるものである。
【００４５】
次に、各インバータ回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃから、各モータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃへの電力供給の方法、すなわち制御方法について説明を加える。
【００４６】
回転ドラムインバータ回路３Ａは、回転ドラムモータ６Ａをベクトル制御するものであり、特に制御ブロック図などは示さないが、回転ドラムモータ６Ａの位置センサ６０ａによりロータ永久磁石の位置を検出し、電流検出手段３２ＡからＡ／Ｄ変換手段２００Ａを経て回転ドラムモータ６Ａの相電流を検出して、ロータ永久磁石のｄ軸方向と直角のｑ軸方向のベクトルに座標変換（ｄ−ｑ変換）し、設定速度と実際の速度との差がゼロとなるように、トルクの設定（表面磁石モータの場合はｑ軸電流に相当）の設定を行い、ｄ軸電流の設定値とともに、電圧ベクトルの成分ＶｑとＶｄを決め、ＰＷＭ制御手段２１０Ａを働かせて、回転ドラムインバータ回目３Ａを構成する各スイッチング素子のオンオフ制御を行うことにより、回転ドラムモータ６Ａがベクトル制御された状態となる。
【００４７】
また、回転ドラムモータ６Ａが表面磁石モータの場合などは、電流検知しないオープンループベクトル制御により電流値を演算により求めて制御する構成でも安定な制御が可能となる。
【００４８】
圧縮機インバータ回路３Ｂは、圧縮機モータ６Ｂのモータ電流を電流検知手段３２Ｂで検出して、プロセッサ２Ｂに読み込ませ、プロセッサ２Ｂは、無効電流成分が所定値となるように圧縮機インバータ回路３Ｂの出力電圧の大きさを制御しながら、位置センサレス正弦波駆動するものであり、圧縮機駆動モータ６Ｂにはやはり正弦波電流が供給されるものとなる。
【００４９】
送風インバータ回路３Ｃについても同様で、送風モータ６Ｃのモータ電流を電流検知手段３２Ｃで検出して、プロセッサ２Ａに読み込ませ、プロセッサ２Ａは、無効電流成分が所定値となるように送風インバータ回路３Ｃの出力電圧の大きさを制御しながら、位置センサレス正弦波駆動するものであり、結果的には送風モータ６Ｃにも正弦波電流が供給されるものとなる。
【００５０】
一般に永久磁石同期モータの回転速度は、駆動周波数ｆをロータ磁極対数ｎｐで除した値となるので、駆動周波数ｆを所定値に固定することにより、圧縮機モータ６Ｂと冷却ファンモータ６Ｃは、電源電圧変動や負荷変動とは無関係に回転速度は所定値とすることができる。
【００５１】
加えて、回転ドラムインバータ回路３Ａと圧縮機インバータ回路３Ｂと送風インバータ回路３Ｃは、整流回路５を共用しているので、乾燥時に洗濯物が収容された回転ドラム７を回転起動および回転停止させる際に、洗濯物の負荷抵抗等により、直流電源電圧変動は非常に大きくなるが、本実施の形態においては、圧縮機モータ６Ｂと送風モータ６Ｃを駆動周波数を所定値に固定し、無効電流が所定値となるように制御することにより、直流電源電圧変動に関わらず圧縮機８０と送風ファン９をそれぞれ駆動する圧縮機モータ６Ｂと送風モータ６Ｃの回転速度を所定値に固定することができるので、圧縮機８０と送風ファン９から発生する騒音は変化せず、よって回転速度変動による耳障りな騒音変動を無くすことができる。
【００５２】
図２は、本発明の第１の実施の形態における圧縮機インバータ回路３Ｂを制御するプロセッサ２Ｂの制御ブロック図であり、プロセッサ２Ａによる送風インバータ回路３Ｃについても全く同様に制御が行われるものとなっている。
【００５３】
図３の制御ベクトル図は、表面磁石モータにおけるロータ回転軸（ｄ−ｑ軸）とインバータ出力電圧軸（ａ−ｒ軸）の関係を示し、モータ電流Ｉをインバータ出力電圧Ｖａと同方向軸（ａ軸）の成分Ｉａとインバータ出力電圧軸（ａ軸）と直角のｒ軸成分Ｉｒに分解し、電流Ｉと電圧Ｖａの位相をφ、電流Ｉと誘起電圧Ｅｍの位相をγ、電圧Ｖａと誘起電圧Ｅｍの位相（内部相差角）をδとしている。表面磁石モータにおいては、電流位相をｑ軸からわずかに遅れるように、無効電流Ｉｒあるいは有効電流Ｉａを制御すると安定な回転制御が可能となる。負荷変動が少ない場合には、無効電流Ｉｒと有効電流Ｉｒの比（力率）、あるいは、力率角φを制御してもよい。
【００５４】
図４は、埋込磁石モータ（ＩＰＭＳＭとも呼ばれる）において、電流位相がｑ軸からβ進角させた運転状態でのベクトル図を示しており、図３とは若干ベクトル図が異なる埋込磁石モータの場合には、インダクタンス値Ｌが一定値ではなく、ｄ軸方向とｑ軸方向で大きく異なり、Ｌｑ（ｑ軸インダクタンス）＞Ｌｄ（ｄ軸インダクタンス）となり、リラクタンストルクが発生するものとなる。
【００５５】
これにより、電流位相がｑ軸からβ進角させた条件においても、高トルクで安定な運転が可能となり、電圧Ｖａ（ａ軸）に対しての電流Ｉの位相は、やや遅れた条件となる。
【００５６】
よって、埋込磁石モータの場合においても、無効電流Ｉｒの制御によって、安定性に富んだ回転駆動の制御が行われるものとなる。
【００５７】
３シャント式の第２の電流検出手段３２ＢのＵＶＷ各相に対応した出力信号ｖｅｕ、ｖｅｖ、ｖｅｗが高速のＡ／Ｄ変換手段２００Ｂに入力され、高速のＡ／Ｄ変換手段２００Ｂは各相電流に対応した電流信号Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを３相／２相・母線軸変換手段２０１Ｂに加える。３相／２相・母線軸変換手段２０１Ｂは、３相電流を２相電流に変換した後、インバータ出力電圧軸に座標変換するもので、数式１に従い演算し有効電流成分Ｉａと無効電流成分Ｉｒを求める。
【００５８】
【数１】
2008054911.tif 000003
【００５９】
３相／２相・母線軸変換手段２０１Ｂの無効電流成分出力信号Ｉｒと、駆動条件設定手段２０２Ｂより無効電流設定手段２０３Ｂを介して出力される無効電流設定信号Ｉｒｓとを電流比較手段２０４Ｂに加え、電流比較手段２０４ＢはＩｒｓとＩｒの誤差信号ΔＩｒを出力し、誤差信号演算手段２０５Ｂに加える。誤差信号演算手段２０５Ｂは、誤差信号ΔＩｒを比例積分演算して電圧補正信号ΔＶａを出力する。駆動条件設定手段２０２Ｂは、前述したように回転速度と負荷トルクに対応したモータ駆動条件を出力するもので、オープンループによる回転速度設定手段２０６Ｂを介して駆動周波数ｆを設定し、Ｖ／ｆ設定手段２０７Ｂは、駆動周波数ｆに対応した印加電圧を設定することにより、モータ印加電圧と駆動周波数の比、いわゆるＶ／ｆ値を設定し、出力電圧補正手段２０８Ｂに出力する。
【００６０】
出力電圧補正手段２０８Ｂは、回転速度Ｎと誘起電圧定数Ｋｅより求めた誘起電圧に所定の係数（印加電圧定数ｋｒ）を掛け、電圧補正信号ΔＶａを加えてインバータ出力電圧Ｖａを数式２より求め、２相／３相・母線軸逆変換手段２０９ＢによりＵＶＷ各相の出力電圧信号Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを数式３に従い演算する。電圧補正信号ΔＶａは、数式２に示すように誤差信号ΔＩｒに比例定数Ｋｐを掛けた値と、誤差信号ΔＩｒの積分値に積分定数Ｋｓを掛けた値の和より求める。
【００６１】
【数２】
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【００６２】
【数３】
2008054911.tif 000005
【００６３】
インバータ出力電圧軸（ａ−ｒ軸）のｒ軸電圧成分Ｖｒは零なので、数式３においては、Ｖａのみ計算すればよいので、演算が簡単となる特長がある。ＰＷＭ制御手段２１０Ｂは、正弦波出力電圧に対応してＰＷＭ制御するもので超音波周波数の三角波のキャリヤ波で変調し、６個のスイッチングトランジスタを制御するインバータ制御ゲート信号ＧＢを出力する。直流電圧検知手段１００は、整流回路５の直流電圧Ｅｄｃを検知してＰＷＭ制御手段２１０Ｂの変調度Ｍを制御するもので、直流電圧Ｅｄｃに逆比例して変調度Ｍを制御することにより直流電源電圧が変動しても一定のインバータ出力電圧が得られ、電圧変動による乱調や脱調を防止できる。
【００６４】
すなわち、正弦波駆動の出力電圧Ｖｏは数式４で表され、変調度Ｍが一定ならば直流電圧Ｅｄｃに比例して出力電圧が変動する。よって、数式５に示すように基準直流電圧Ｅｄｓに対する直流電圧Ｅｄｃの比率に応じて変調度ＭをＭ１に変換することにより一定出力が得られる。
【００６５】
【数４】
2008054911.tif 000006
【００６６】
【数５】
2008054911.tif 000007
【００６７】
しかしながら、デッドタイムｔｄの影響により数式６に示すように出力電圧Ｖｏは直流電圧Ｅｄｃにほぼ比例して低下する項があり、変調度Ｍ１を直流電圧Ｅｄｃに逆比例させると、出力電圧Ｖｏが低下するのでデッドタイム相当分出力電圧補正する必要がある。簡単な補正方法として、デッドタイム相当のＰＷＭデューティを加算する案が考えられる。
【００６８】
【数６】
2008054911.tif 000008
【００６９】
無効電流Ｉｒが設定値Ｉｒｓとなるようにインバータ出力電圧制御する方法、すなわち、無効電流一定制御方式の特長は、駆動周波数一定制御しても、電流位相φ、あるいは、内部相差角δが負荷変動に応じて自動的に変化する点にある。ＩｒとＩｒｓの誤差信号ΔＩｒを積分制御することにより安定化制御可能となり、定格負荷から無負荷までの負荷変動に対しても安定に動作する。
【００７０】
よって、圧縮機８０に関しては、起動直後などで熱交換機８１の温度が十分に上昇していない状態、また送風ファン９に関しては、吐出口が衣類により閉塞されたり、回転ドラム７の中の衣類が一杯となって風量がほとんど出ない状態でも、安定に動作する特長がある。
【００７１】
一般に、圧縮機モータ６Ｂの回転速度は、６０００ｒ／ｍｉｎ〜８０００ｒ／ｍｉｎに設定され、（モータは）突極性の埋め込み磁石モータ（ＩＰＭモータ）が使用され、進角制御により高速回転制御する。
【００７２】
発明者らの試験例では、電流位相がβ＝２５〜３０度程度の条件で、電流に対するトルクが最大となり、出力に対する銅損をほぼ最小とすることができ、また銅量を一定の条件で、圧縮機モータ６Ｂの巻線ターン数を変化させて圧縮機インバータ回路３Ｂからの最大供給電圧を、整流回路５の出力電圧に対応した一定値以下に抑えた場合には、電流位相をβ＝４５度程度の進角とした条件で、圧縮機インバータ回路３Ｂからの供給電流が最小となり、圧縮機インバータ回路３Ｂを構成するＩＧＢＴ等のスイッチング素子の電流容量の小さい、安価なものの使用が可能となる、あるいは圧縮機インバータ回路３Ｂの損失が低減できるなどの効果が確認できた。
【００７３】
したがって、本実施の形態にて、βを２５〜４５度程度の間から選んだ値となるように無効電流の設定値をおくことにより、低コストで高効率の回転駆動制御が可能となる。
【００７４】
ただし、無効電流を制御する構成以外に、位相φを一定制御するか、あるいは、有効電流Ｉａを一定制御する構成としてもよい。
【００７５】
また、直流電源電圧Ｅｄｃのリップルが大きくなって、交流電圧の零電圧近辺で直流電圧が低下した場合など、進角が過大となって回転が不安定となるため、直流電圧Ｅｄｃに応じて変調度を制御し、進角し過ぎないように制御する。
【００７６】
有効電流一定とした場合には、駆動周波数一定にすると負荷変動に対して制御性能が低下する傾向が見られるが、通常運転においては回転速度一定制御すると、所定の圧縮動作や風量が確保されるので問題なく動作する。
【００７７】
本実施の形態においては、プロセッサ２Ａにより２個のインバータ回路３Ａ、３Ｃを制御するため、２個のＰＷＭ制御手段２１０Ａ、２１０Ｃと２個のモータ電流をそれぞれを検出するＡ／Ｄ変換手段２００Ａ、２００Ｃとを備えているが、Ａ／Ｄ変換手段２００Ａ、２００Ｃについては、いずれもＰＷＭ制御手段２１０Ａ、２１０Ｃに同期してＡ／Ｄ変換するものとし、２個のＰＷＭ制御手段２１０Ａ、２１０Ｃについても相互にキャリヤ波位相の同期をとりながら動作するものとなっている。
【００７８】
図５は、プロセッサ２Ａ内部のＡ／Ｄ変換手段２００Ａ、２００Ｃ、ＰＷＭ制御手段２１０Ａ、２１０Ｃのブロック図、図６は、そのＵ相の分の動作波形図である。
【００７９】
電流検出手段３２Ａ、３２Ｃから出力されるアナログ出力信号Ｖｓａ、Ｖｓｃのそれぞれを、ＧＮＤから５Ｖの範囲であって、かつ適度な電圧の振幅となるようにするための若干のレベルシフトと増幅、およびノイズ落としなどを行うための３相分がそれぞれに含まれるアンプ２００１Ａ、２００１Ｃが、いずれも入力部分に設けた形で、Ａ／Ｄ変換手段２００Ａ、２００Ｃが構成されているが、本実施の形態においては、アンプ２００１Ａ、２００１Ｃ以降については、共通として合理的に構成したものとなっている。
【００８０】
すなわち、選択的に出力するマルチプレクサ２００Ｄを有しており、アナログ信号をディジタル信号に高速変換する３個のＡ／Ｄ変換回路２００Ｕ、２００Ｖ、２００Ｗより構成がなされたものを使用している。
【００８１】
ここで、電流検出手段３２Ａ、３２Ｃのアナログ出力信号Ｖｓａ、Ｖｓｃは、それぞれに３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが含まれるため、トータル６つのアナログ信号がマルチプレクサ２００Ｄには入力されるものとなっており、マルチプレクサ２００Ｄは、その６つの入力信号から入力選択信号Ｃｓにより３つを選択して出力するものであり、同一モータのＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗが同時に検出できるように選択が行われるため、例えば回転ドラムモータ６Ａが選択された場合には、マルチプレクサ２００Ｄの出力は、回転ドラムモータ６Ａの３相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが電流検知手段３２Ａから得られたものが選択され、Ａ／Ｄ変換開始信号によってＡ／Ｄ変換回路２００Ｕ、２００Ｖ、２００Ｗに同時に入力され、デジタル値へと変換され、出力Ｄｉｕ、Ｄｉｖ、Ｄｉｗが得られるものとなっている。
【００８２】
以上のような構成により、本実施の形態では３相分１組に相当する３個のＡ／Ｄ変換回路２００Ｕ、２００Ｖ、２００Ｗを時間をずらせて順々に働かせることにより、２個のＡ／Ｄ変換手段２００Ａ、２００Ｃとして動作させ、２個のインバータ回路３Ａ、３Ｃの出力電流を数マイクロ秒で検出できるものとしているが、必ずしもこのようなマルチプレクサ２００Ｄを設ける必要があるというものではなく、例えば３相モータ２台分の電流を同時に検出できるように、６個のＡ／Ｄ変換回路を設ける構成としてももちろん良いものであり、またマルチプレクサを設けるとしても、２個のモータ６Ａ、６ＣのＵ相電流が同時に変換される構成なども考えられる。
【００８３】
キャリヤ波発生手段２１００が、発振回路１からの８ＭＨｚの周波数を持った方形波のクロック信号ＣＫを受けて、三角波のキャリヤ波Ｃａを発生する。
【００８４】
ＰＷＭ制御手段２１０Ａは、回転ドラムインバータ回路３Ａを制御するもので、Ｕ相ＰＷＭ回路２１０１ｕａ、Ｖ相ＰＷＭ回路２１０１ｖａ、Ｗ相ＰＷＭ回路２１０１ｗａより構成される。
【００８５】
キャリヤ波発生手段２１００は、発振回路１が出力する８ＭＨｚ（０．１２５μｓ周期）のクロック信号ＣＫを、８ビットのアップダウンカウンタに入力し、クロック信号の立ち上がりエッジにて、０から２５５（いずれも１０進数）まで１ずつカウントアップし、２５５に達した段階で、今度はカウントダウンに切り替わり、２５５、２５４、２５３…というように０まで減少し、再び増加（カウントアップ）に切り替わる、という動作が繰り返して行われることにより、アップダウンカウンタの極大値として２５５、極小値として０となり、周期、すなわち極大タイミングから極大タイミングまで、あるいは極小タイミングから極小タイミングまでの時間は、６４μｓとなり、周波数で示すと１５．６２５ｋＨｚという値となり、本実施の形態においては、プロセッサ２Ａによって制御される回転ドラムモータ６Ａと送風モータ６Ｃは、どちらも前記１５．６２５ｋＨｚという同一周波数での駆動となることから、単一のキャリヤ信号発生手段２１００が使用されるものとなる。
【００８６】
しかしながら、プロセッサ２Ａとして使用するマイクロコンピュータなどの仕様によっては、個々のＰＷＭ制御手段毎に、独立したキャリヤ波発生手段を設ける構成となっている場合もあり得、その場合には例えば一方のアップダウンカウンタが０となるタイミングで、他方のアップダウンカウンタも強制的に０とし、カウントアップとカウントダウンが同様に行われるように、すなわち同一のプロセッサ２Ａ内でのキャリヤ同期を行うという方法をとれば、等価的に１つのキャリヤ波で２つのＰＷＭ制御手段が働いているのとほぼ同じ状態となる。
【００８７】
Ｕ相ＰＷＭ回路２１０１ｕａは、比較手段２１０２ｕａ、出力電圧設定手段２１０３ｕａ、相補信号発生手段２１０４ｕａより構成され、比較手段２１０２ｕａはキャリヤ波発生手段２１００Ａの出力信号Ｃａと出力電圧設定手段２１０３ｕａの出力信号を比較してＰＷＭ信号を発生させ、相補信号発生手段２１０４ｕａにより反転信号とデッドタイム挿入等の波形成形処理を行い、Ｕ相上アーム制御信号Ｇｕｐａ、Ｕ相下アーム制御信号Ｇｕｎａを出力する。
【００８８】
Ｖ相ＰＷＭ回路２１０１ｖａ、Ｗ相ＰＷＭ回路２１０１ｗａも同様の動作をするので説明を省略する。
【００８９】
共通のキャリヤ波Ｃａに対して、一点鎖線で示すＶｕａおよびＶｕｃが大きくなると、上アーム制御信号ＧｕｐａやＧｕｐｃのＰＷＭデューティ（オン時間の比率）が増加し、下アーム制御信号ＧｕｎａやＧｕｎｃのそれは減少し、インバータ出力電圧が上昇するものとなる。
【００９０】
Ｄｉａはインバータ回路３Ａの出力電流信号をＡ／Ｄ変換するタイミング期間で、Ｄｉｃはインバータ回路３Ｃの出力電流信号をＡ／Ｄ変換するタイミング期間であり、ＤｉａとＤｉｃは、６４μｓ毎に交互に発生するものとなっている。
【００９１】
いずれのインバータ回路についても、下アームトランジスタがオンの時に必ずＡ／Ｄ変換されるものとなる。
【００９２】
Ｖｍは出力電圧限界設定信号で、Ａ／Ｄ変換期間にトランジスタがスイッチングしないように設定するもので、下アーム制御信号Ｇｕｎｃの最小パルス幅を制限する作用があり、これは回転ドラムモータ６Ａに関しても同様である。
【００９３】
ＰＷＭ制御手段２１０Ｃは、送風インバータ回路３Ｃを制御するもので、三角波の信号を発生する信号発生手段２１００Ｃと、Ｕ相ＰＷＭ回路２１０１ｕｃ、Ｖ相ＰＷＭ回路２１０１ｖｃ、Ｗ相ＰＷＭ回路２１０１ｗｃより構成され、ＰＷＭ制御手段２１０Ａと同様の動作をする。
【００９４】
プロセッサ２Ａからプロセッサ２Ｂへと出力される、キャリヤ同期信号ＳＹＮＣは、キャリヤ発生手段２１００が発生するキャリヤ波Ｃａの極大タイミングが来る毎に、ＨｉｇｈからＬｏｗ、またＬｏｗからＨｉｇｈへと切り替わるエッジを持つ信号となっている。
【００９５】
そのため、キャリヤ同期信号ＳＹＮＣのＨｉｇｈ期間とＬｏｗ期間は、いずれも６４μｓ、一周期は１２８μｓの信号となっている。
【００９６】
図７は、プロセッサ２Ｂ内部のＡ／Ｄ変換手段２００Ｂ、ＰＷＭ制御手段２１０Ｂのブロック図、図８はＵ相の分の動作波形図である。
【００９７】
なお、Ｖ相、Ｗ相に関してもＵ相と同様に制御が行われるものとなっている。
【００９８】
プロセッサ２Ｂにより制御される圧縮機インバータ回路３Ｂについては、ＰＷＭ制御手段２１０Ｂのキャリヤ波に同期して、Ａ／Ｄ変換手段２００Ｂを動作させるものとなっている。
【００９９】
ここで、プロセッサ２Ａとプロセッサ２Ｂは、両者とも同一の発振回路１から８ＭＨｚのクロック信号を受け、それぞれのプロセッサ内のカウンタで分周しキャリヤ波を生成しており、その上プロセッサ相互間のキャリヤ同期信号の授受、すなわちキャリヤ同期信号ＳＹＮＣがプロセッサ２Ａから発せられたものがプロセッサ２Ｂにて受ける構成としていることから、プロセッサ２Ａ、２Ｂ相互において、互いに他方のキャリヤ波の極大タイミングおよび極小タイミングが自キャリヤ波の所定位相に保たれた状態とすることができるものとなっている。
【０１００】
本実施の形態においては、プロセッサ２Ｂによって制御されるモータは、圧縮機モータ６Ｂの１つだけであり、プロセッサ２Ａからのキャリヤ同期信号ＳＹＮＣを受けながら、２５６μｓのＰＷＭ制御を行うものであることから、プロセッサ２Ａと類似した構成となっている。
【０１０１】
すなわち、電流検出手段３２Ｂから出力されるアナログ出力信号Ｖｓｂを、ＧＮＤから５Ｖの範囲であって、かつ適度な電圧の振幅となるようにするための若干のレベルシフトと増幅、およびノイズ落としなどを行うための３相分がそれぞれに含まれるアンプ２００１Ｂが、入力部分に設けた形で、Ａ／Ｄ変換手段２００Ｂが構成されている。
【０１０２】
プロセッサ２Ａで用いていたようなマルチプレクサについては、モータ数が１個のみであるため設けていない。
【０１０３】
ＰＷＭ制御手段２１０Ｂは、２５６μｓの周期を持った三角波の信号を発生する第２のキャリヤ波発生手段２１００Ｂと、Ｕ相ＰＷＭ回路２１０１ｕｂ、Ｖ相ＰＷＭ回路２１０１ｖｂ、Ｗ相ＰＷＭ回路２１０１ｗｂより構成されているが、これらの構成については、図５に示した、Ｕ相ＰＷＭ回路２１０１ｕａ、Ｖ相ＰＷＭ回路２１０１ｖａ、Ｗ相ＰＷＭ回路２１０１ｗａと同等のものとなっている。
【０１０４】
第２のキャリヤ波発生手段２１００Ｂについては、アップダウンが可能な、１０ビットのバイナリィカウンタを用い、プロセッサ２Ａからのキャリヤ同期信号ＳＹＮＣの立ち上がりエッジのタイミングが、三角波としたキャリヤ波Ｃｂが極大および極小となるタイミングに合致する形で同期が確保されるものとなっている。
【０１０５】
すなわち、プロセッサ２Ｂに電源が供給されて起動した時点では、プロセッサ２Ａとは独立して三角波を出力し始めるが、初回のキャリヤ同期信号ＳＹＮＣの立ち上がりエッジを受けた時点で、極小値（０）として、カウントアップを始める動作が行われ、次回のＳＹＣ信号の立ち上がりでは極大値（１０２３）をセットしてカウントダウンに移り、以降ＳＹＮＣ信号の立ち上がりエッジを受ける度に、交互に極小値と極大値のセット、およびカウントアップとカウントダウンの切換を行うことになる。
【０１０６】
このような動作により、本実施の形態においては、キャリヤ波ＣａとＣｂは、周波数の面では、４：１となり、その上で、キャリヤ同期信号ＳＹＮＣの立ち上がりエッジのタイミング（Ｃａは極大値となる）において、キャリヤ波Ｃｂは、極大値と極小値を交互に繰り返すことになり、２個のプロセッサ２Ａ、２Ｂは、相互間のキャリヤ同期信号ＳＹＮＣの授受を行うことにより、互いに他方のキャリヤ波の極大タイミングおよび極小タイミングが自キャリヤ波の所定位相に保たれた状態となる。
【０１０７】
図９は、同時に駆動する２つのインバータ回路３Ａ、３ＣのＰＷＭ制御を同期させ、電流検出とベクトル演算を行うプロセッサ２Ａのフローチャートである。
【０１０８】
図６のＤｉａおよびＤｉｃに示されるタイミングで、三角波のキャリヤＣａはいずれもピーク位相となるが、それぞれＳＹＮＣ信号の立ち上がりと立ち下がりのエッジに相当しており、両エッジを割り込み信号として、ステップ９００にてキャリヤ波割り込みサブルーチンが開始する。
【０１０９】
ステップ９０１にてインバータ回路３Ａ、３ＣのいずれかをＳＹＮＣ信号のエッジ極性（正／負）にて判別し、立ち上がりであれば、ステップ９０２に進む。
【０１１０】
インバータ回路３Ａの電流検出とＡ／Ｄ変換を実行し、ステップ９０３に進んで３相／２相変換とｄ−ｑ軸変換を行い、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを求め、次にステップ９０４に進んで、Ｉｄ、Ｉｑをメモリに格納する。求めたｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑは、モータ制御のメインフローで使用し、メインフローでｑ軸電流指令値Ｉｑｓとの誤差信号を検出してｑ軸電圧指令値Ｖｑを演算する。次にステップ９０５に進んで、メインフローで求めたｑ軸電圧指令値Ｖｑ、ｄ軸電圧指令値Ｖｄを呼び出し、ステップ９０６で逆変換してインバータ回路３Ａの各相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを求める。
【０１１１】
その後、ステップ９０８に進んでインバータ回路３Ａ、３Ｃの各相電圧の位相に対応したＰＷＭ制御設定電圧をすべての出力電圧設定手段（２１０３ｕａなど）に設定し、ステップ９０９に進んでサブルーチンをリターンする。
【０１１２】
次回の割り込み時には、インバータ回路３Ｃの番となり、ＳＹＮＣ信号のエッジが立ち下がりであることから、ステップ９１０に進み、インバータ回路３Ａで説明されたフローとほぼ同様のフローによりインバータ回路３Ｃを制御する。
【０１１３】
送風モータ６Ｃの制御は、無効電流一定方式を用いたセンサレス正弦波駆動なので、ステップ９１０にてインバータ回路３Ｃの電流検出とＡ／Ｄ変換を実行し、ステップ９１１に進んで３相／２相変換と、印加電圧軸（ａ−ｒ軸）への座標変換を行い、有効電流成分Ｉａと無効電流成分Ｉｒを演算し、ステップ９１２にてＩａ、Ｉｒをメモリする。メインフローでは、無効電流Ｉｒと設定値Ｉｒｓとの誤差信号を検出して印加電圧Ｖａを比例積分制御する。
【０１１４】
次に、ステップ９１３に進んでメインフローで求めた印加電圧設定値Ｖａｓを呼び出し、ステップ９１４で逆変換して３相各相印加電圧を演算し、ステップ９０８、ステップ９０９に進む。
【０１１５】
以上に説明したフローチャートにおいては、６４マイクロ秒間隔で、２つのモータ６Ａ、６Ｃが順番に制御されていくものとなり、両モータとも１２８マイクロ秒間隔での制御となり、インバータ駆動周波数（電気角周波数とも言われる）が比較的高くても良好な正弦波駆動が可能となる。
【０１１６】
本実施の形態では、無効電流成分を算出したり、各種の設定値に対する誤差から制御量を求め出す計算、またＰＷＭ制御手段２１０Ｃへの出力を行うための演算が必要であるが、インバータ回路３Ａの説明で述べたベクトル制御と類似点も多く、例えば有効電流と無効電流を求め出す計算は、一般的なベクトル制御で用いる角度θがｄ軸あるいはｑ軸を基準とする回転角であるのに対して、インバータ回路３Ｃの出力電圧軸（ａ軸）を基準とする位相角とするという相違点は生ずるものとなるが、制御ブロック図としてのパーツが共通に使用できるものとなるので、回転ドラムモータ６Ａと送風モータ６Ｃの２個のモータに対して、モータ毎に個別のプロセッサを設けて駆動させる構成に対して、共用できるソフトなども発生してくるので、メモリの浪費も抑えることができるものとなる。
【０１１７】
本実施の形態においては、プロセッサ２Ａが起動した後も、ずっとＳＹＮＣ信号をプロセッサ２Ｂに送り続け、プロセッサ２Ｂは、ＳＹＮＣ信号の立ち上がりエッジが来る度に、キャリヤ波Ｃｂの瞬時値を極大値、極小値に交互にセットする構成としているため、定常動作中にノイズなどが入った場合などに、万が一三角波をカウントする動作が狂ったとしても、次回のＳＹＮＣ信号の立ち上がりのタイミングで極大値もしくは極小値がセットされ、以降の動作が正常に保たれるものとなり、信頼性面で優れたものとなっている。
【０１１８】
しかしながら、キャリヤ同期信号としては、必ずしもこのような仕様に限定されるものではなく、例えば電源が複数のプロセッサに与えられて、それぞれのプロセッサが起動した後、前記複数のプロセッサ間に、１回のみのキャリヤ同期信号の授受を行って、キャリヤ波の同期を行うものであっても良い。
【０１１９】
その場合でも、同一の発振回路１からのクロック信号ＣＫをそれぞれ分周してキャリヤ波を生成するものであれば、カウンタ動作が正常に行われる限りは、以降も互いに他方のキャリヤ波の極大タイミングおよび極小タイミングが自キャリヤ波の所定位相に保たれ状態となることは当然であり、問題は全くない。
【０１２０】
本実施の形態においては、回転ドラムモータ６Ａと送風モータ６Ｃについては、可聴周波数の騒音が響きやすい構造であることから、キャリヤ周波数をｆ１＝１５．６２５ｋＨｚという可聴周波数の上限に近く、人間の耳感度が低くなってくる高い値としており、これに対して圧縮機モータ６Ｂについては、キャリヤ周波数成分の騒音が外部に漏れにくい構造であることと、特に水を使用する洗濯乾燥機として、冷媒を通しての漏れ電流（リーク電流）を抑えて感電を少なくする必要があることから、キャリヤ周波数をｆ２＝３．９０６２５ｋＨｚとしており、ｆ１：ｆ２＝４：１という整数比としている。
【０１２１】
本実施の形態においては、上記のようなキャリヤ同期信号ＳＹＮＣを用いた、ｆ１：ｆ２＝４：１とした動作を行っていることから、ＳＹＮＣ信号の立ち上がりのタイミングについては、キャリヤ波Ｃｂは極大値か極小値のいずれかのタイミング、すなわち圧縮機インバータ３ＢのＰＷＭによるスイッチングが行われずＯＮもしくはＯＦＦ状態にある期間が、回転ドラムインバータ回路３ＡのＡ／Ｄ変換のタイミングと合致するものとなる。
【０１２２】
したがって、回転ドラムインバータ回路３ＡのＡ／Ｄ変換については、圧縮機インバータ回路３Ａのスイッチングがなく、よって、回転ドラムモータ６Ａの電流をＡ／Ｄ変換する際には、ノイズの影響の無い期間で精度の高い計測値を得ることができるものとなる。
【０１２３】
ただし、キャリヤ周波数の比として、４：１以外の整数比としてもよく、例えば５：１などであってもノイズの影響を排除した運転が行えることは同様であり、効果も同等のものが得られる。
【０１２４】
よって、負荷変動がかなり大となる回転ドラムモータ６Ａに対して、例えばベクトル制御などのような、高速で繊細な制御を施すことにより、安定、振動低減、高応答性などの性能向上を行おうとする場合にも、ノイズの影響が無い電流検知が効果的に作用するものとなる。
【０１２５】
一方、これに対して、本実施の形態においては、送風モータ６Ｃについては、流れる電流の検知を行うためのＡ／Ｄ変換のタイミングをＣａの極大点付近（ただし回転ドラムモータ６Ａから６４μｓ後）とした場合、三角波のキャリヤ波Ｃｂにおける斜面のほぼ中間点のタイミングでのＡ／Ｄ変換動作となり、例えばＵ相のＰＷＭする際、Ｖｕｂの値によっては、ちょうど圧縮器インバータ回路３Ｂのスイッチングタイミングが、送風モータ６Ｃに対してのＡ／Ｄ変換タイミングと重なることもあり得るものとなり、スイッチングノイズの影響による送風モータ６Ｃ電流の計測値に誤差が発生する可能性が、ある程度高いものとなる傾向がある。
【０１２６】
ここで、本実施の形態においては、送風インバータ回路３Ｃは、送風モータ６Ｃの無効電流がほぼ所定値となるように制御する無効電流制御インバータ回路としているが、無効電流制御インバータ回路においては、スイッチングによるノイズにより、電流の計測値に多少の誤差が発生する場合にあっても、積分制御、すなわち設定された無効電流の値と実際の無効電流との誤差を、時間積分した値を操作量、すなわち電圧値Ｖａとして、十分な安定性が確保できるものとなることから、ノイズに対する影響については、複数回分を平均する効果があるものとなり、スイッチングによるノイズからの悪影響の問題は、回避できるものとなる。
【０１２７】
すなわち、本実施の形態の構成は、１５．６２５ｋＨｚと３．９０６２５ｋＨｚという異なった周波数を持つキャリヤ波によって、パルス幅制御される３個のインバータ回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃの内のインバータ回路３Ｂ、３Ｃは、出力の無効電流を所定値となるように制御しながら正弦波駆動する無効電流制御インバータ回路であるが、この内の無効電流制御インバータ回路３Ｃについては、キャリヤ周波数が１５．６２５ｋＨｚという値であって、一方のインバータ回路３Ｂに関しては、そのキャリヤ周波数を３．９０６２５ｋＨｚとしているものとなっていおり、３個のインバータ回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃの一つであるインバータ回路３Ｂについては、キャリヤ周波数が１５．６２５ｋＨｚとした無効電流制御インバータ回路３Ｃよりも低い、３．９０６２５ｋＨｚのキャリヤ周波数を持った、低キャリヤ周波数インバータ回路３Ｂとしても存在しているものとなっており、上記のスイッチングによるノイズの悪影響の回避は、そのような構成によって実現されるものとなる。
【０１２８】
なお、圧縮機インバータ回路３Ｂについては、本実施の形態においては、やはり送風インバータ回路３Ｃと同様に、無効電流を所定値に制御する構成としているが、圧縮機インバータ回路３Ｂに関しては、Ａ／Ｄ変換タイミングが完全に他のインバータ回路３Ａ、３ＣのＰＷＭのスイッチングが行われることの無いタイミングに確定することから、例えばセンサレスベクトル制御と呼ばれるような制御の方法を採用しても、高い精度の電流計測値が得られて、良好に動作することができるものとなり、特に圧縮機８０が大きな負荷トルクリプルを有する仕様となっている場合、またさらに慣性モーメントが比較的小さい特性となっている場合、電流の進角がやや大きい場合などには、無効電流を所定値に制御する構成よりも安定に駆動できる傾向もあり、動作の安定性、振動低減、省エネなどの効果がある場合がある。
【０１２９】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の第２の実施の形態における洗濯乾燥機のモータ駆動装置の部分的なブロック図を示すものである。
【０１３０】
図１０においては、発振回路１からのクロック信号を受けるプロセッサ２Ｅは、Ａ／Ｄ変換手段２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、およびＰＷＭ制御手段２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃを内蔵したものとなっており、その他の構成としては、実施の形態１に示したものと同等の構成により、洗濯乾燥機のモータ駆動装置が成り立っているものとなっている。
【０１３１】
よって、本実施の形態においては、１つのプロセッサ２Ｅによって、３つのインバータ回路、すなわち回転ドラムインバータ回路３Ａ、圧縮機インバータ回路３Ｂ、送風インバータ回路３Ｃを制御することにより、３つモータ、すなわち回転ドラムモータ６Ａ、圧縮機モータ６Ｂ、送風モータ６Ｂを駆動するものとなっている。
【０１３２】
プロセッサ２Ｅにおける、Ａ／Ｄ変換手段２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、およびＰＷＭ制御手段２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃの動作タイミングに関しては、単一のプロセッサ２Ｅでのタイミング管理が可能であることから、実施の形態１で説明したＳＹＮＣ信号線は、特に不必要であるが、プログラム上での処理で実現が可能なものとなる。
【０１３３】
Ａ／Ｄ変換手段２００ＢのＡ／Ｄ変換タイミングにおいては、同じタイミングでＡ／Ｄ変換手段２００ＡもＡ／Ｄ変換動作に入る必要があるが、本実施の形態においては、実施の形態１で説明した３個のＡ／Ｄ変換回路２００Ｕ、２００Ｖ、２００Ｗを、６個まで倍増して備えることにより、３相分の電流の２組分の相当する６つの電流値を、同時にＡ／Ｄ変換動作できるようにしているが、必ずしもこのような構成でなくてもよく、例えば３個のＡ／Ｄ変換回路２００Ｕ、２００Ｖ、２００Ｗを用いながら、これらを数マイクロ秒間にすばやく切り替える動作を行わせることにより、ほぼ同時にＡ／Ｄ変換手段２００ＡとＡ／Ｄ変換手段２００Ｂが動作できるようにするなどの構成であってもよい。
【０１３４】
Ａ／Ｄ変換手段２００Ｃに関しては、Ａ／Ｄ変換手段２００Ａのタイミングから常に６４μｓ後の、ちょうどＡ／Ｄ変換手段２００Ａと交互となるタイミングにおいて、１２８μｓ間隔でＡ／Ｄ変換動作が行われるため、他のモータの分とＡ／Ｄ変換タイミングが重なることがなく、単独でのＡ／Ｄ変換が行われるものとなる。
【０１３５】
したがって、本実施の形態の構成においては、１つのプロセッサ２Ｅによって、３個のインバータ回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃを通じて、３個のモータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃのすべてが制御されるものとなり、プロセッサ２Ｅとして必要となるマイクロコンピュータなどの性能としては、若干高めのものが必要とはなるものの、部品点数面が削減できるものとなり、まふプログラムの工夫により、キャリヤ同期信号ＳＹＮＣを別段設けなくとも、比較的簡単な構成で、発振回路１からのキャリヤ波の生成、Ａ／Ｄ変換タイミングの生成が実現できるものとなり、複数のプロセッサを用いる場合に必要となる各種の信号授受（通信）なども不要となることにより、トータルとして構成面が非常にシンプルなものとすることができるものとなる。
【０１３６】
なお、本実施の形態においても、インバータ回路３Ｂは、無効電流制御インバータ回路３Ｂとしていたが、インバータ回路３Ｂの出力電流のＡ／Ｄ変換に関しては、他のインバータ回路３Ａ、３Ｃと重なるものとはならないことから、ノイズの影響を比較的受けやすい制御アルゴリズム、例えばセンサレスベクトル制御などで、積分制御のみでは十分な安定性や応答性が得られないような制御アルゴリズムにも対応できるものであり、低キャリヤ周波数インバータ回路３Ｂについては、無効電流制御インバータ回路３Ｂとすることは、必ずしも必要なものではなく、これに関しても実施の形態１において述べ上げたと同等の内容となる。
【０１３７】
（実施の形態３）
図１１の（ア）（イ）（ウ）は、それぞれ本発明の第３の実施の形態における洗濯乾燥機のモータ駆動装置のプロセッサ周囲の部分的なブロック図を示すものである。
【０１３８】
（ア）においては、同一の発振回路１からの８ＭＨｚのクロック信号を受ける２個のプロセッサ２Ｆ、２Ｇを設けた上で、プロセッサ２Ｆには、Ａ／Ｄ変換手段２００Ａ、２００Ｂ、およびＰＷＭ制御手段２１０Ａ、２１０Ｂを内蔵したものとし、もう一方のプロセッサ２Ｇに関しては、Ａ／Ｄ変換手段２００Ｃ、およびＰＷＭ制御手段２１０Ｃを内蔵したものとして構成しており、その他の構成に関しては、やはり実施の形態１に示したものと同等の構成とすることにより、洗濯乾燥機のモータ駆動装置を成り立たせているものとなっている。
【０１３９】
キャリヤ同期信号ＳＹＮＣは、具体的には実施の形態１と同等の波形を用い、プロセッサ２Ｆから発せられ、プロセッサ２Ｇにてこれが受けられ、相互のキャリヤ波の同期、すなわち互いに他方のキャリヤ波の極大タイミングおよび極小タイミングが自キャリヤ波の所定位相に確保している。
【０１４０】
その他の部分の構成としては、すべてにおいて実施の形態１と同等のもので構成したものとなっており、洗濯乾燥機としての動作としては、全く同等になされるものとなる。
【０１４１】
（ア）においては、２つのプロセッサ２Ｆ、２Ｇの分担が、実施の形態１とは異なり、回転ドラムモータ６Ａと圧縮モータ６Ｂがプロセッサ２Ｆからの制御により、また送風モータ６Ｃが、プロセッサ２Ｇからの制御によって駆動されるという構成になるが、効果としてはほぼ同等のものが得られるものとなる。
【０１４２】
（イ）においては、同一の発振回路１からの８ＭＨｚのクロック信号を受ける２個のプロセッサ２Ｈ、２Ｉを設けた上で、プロセッサ２Ｈには、Ａ／Ｄ変換手段２００Ａ、およびＰＷＭ制御手段２１０Ａを内蔵したものとし、もう一方のプロセッサ２Ｉに関しては、Ａ／Ｄ変換手段２００Ｂ、２００Ｃ、およびＰＷＭ制御手段２１０Ｂ、２１０Ｃを内蔵したものとして構成しており、その他の構成に関しては、やはり実施の形態１に示したものと同等の構成とすることにより、洗濯乾燥機のモータ駆動装置を成り立たせているものとなっている。
【０１４３】
（イ）の構成の場合には、２つのプロセッサ２Ｈ、２Ｉの分担が実施の形態１、３とも異なるものであるが、どのプロセッサがどのモータを制御するかの組み合わせについては、自由に設計できるものとなり、またキャリヤ同期信号に関しても、どのプロセッサが出力し、どのプロセッサで受けるかの組み合わせに関しては、多々考えられるが、それについても設計者が、各構成部品のスペックなどを考慮しつつ、自由に設計することができる。
【０１４４】
（ウ）においては、同一の発振回路１からの８ＭＨｚのクロック信号を受ける３個のプロセッサ２Ｊ、２Ｋ、２Ｌを設け、プロセッサ２Ｊには、Ａ／Ｄ変換手段２００Ａ、およびＰＷＭ制御手段２１０Ａを内蔵したものとし、プロセッサ２Ｋには、Ａ／Ｄ変換手段２００Ｂ、およびＰＷＭ制御手段２１０Ｂを内蔵したものとし、プロセッサ２Ｌには、Ａ／Ｄ変換手段２００Ｃ、およびＰＷＭ制御手段２１０Ｃを内蔵したものとして構成しており、その他の構成に関しては、やはり実施の形態１に示したものと同等の構成とすることにより、洗濯乾燥機のモータ駆動装置は成り立っている。
【０１４５】
以上、図１１（ア）（イ）（ウ）以外にも、プロセッサの分担の組み合わせは多数あり、キャリヤ同期信号ＳＹＮＣの送受信の組み合わせも併せて多数の構成が考えられるものとなるが、いずれを選択するかも、設計の範囲で自由となる。
【０１４６】
また、キャリヤ同期信号の波形についても、各実施の形態に示したＳＹＮＣ信号の形式に限定されるものではなく、アナログ、デジタルなどいずれの信号でもよく、プロセッサ間の他の情報通信の授受を多重で行うようなものなどであってもかまわず、単方向、双方向など、設計によって様々な形態のものを用いることができる。
【０１４７】
ちなみに、１つのプロセッサで複数のインバータ回路を制御する場合には、例えば座標変換やフィードバック等の各種サブルーチンなどのプログラム、および正弦波データなどのソフトを、３つのモータに関して共通に利用するなどの合理化も可能となるようなケースも多々あり、ソフトが合理的に作成できるというメリットをうまく活かせる場合もある。
【０１４８】
以上、説明した各実施の形態においては、いずれもシャント抵抗と呼ばれるような電流検出の構成以外の他の電流検知手段の構成として、例えば３相モータの場合には、３本の線の内の２本の線について、ホール素子と増幅器などを用いて周波数が零、すなわち直流成分からでも電流が検知することのできる、ＤＣＣＴと呼ばれる電流検知手段を使用する構成もある。
【０１４９】
ＤＣＣＴを使用する場合には、各実施の形態とは異なり、下アームのスイッチング素子がオンとなっている期間以外の期間であっても、つねに正しい電流に対するアナログ出力信号電圧が得られるものとなっているため、Ａ／Ｄ変換を行うタイミングは原理的には自由となるが、複数のインバータ回路を有する構成であることから、他のインバータ回路からのスイッチングノイズの影響や、逆に他のインバータ回路にスイッチングノイズの悪影響を与える可能性はあるため、やはり複数のモータのＰＷＭ制御、およびＡ／Ｄ変換のタイミングを一元化して管理することのできる本発明の構成は、効力を発揮する。
【０１５０】
また、各実施の形態においては三角波のキャリヤ波形を使用しているものを示しているが、三角波の代わりに鋸波を使用することも考えられる。
【０１５１】
正弦波駆動を行うためのＰＷＭ制御手段として鋸波を使用した場合には、各相のスイッチングタイミングが同時期となることがあり、高調波成分の発生状況についても、三角波のキャリヤ波を用いた場合により若干悪くなる場合もあるが、設定された電圧がモータの各相に出力されるという基本的な動作においては、三角波を用いたものと全くの同等であり、構成面では簡単になる傾向もあり、複数のモータを１つのプロセッサで駆動し、ＰＷＭ制御回路に関して、複数のモータと同期をとり、またＡ／Ｄ変換のタイミングについてもＰＷＭ変換と同期して動作させるという構成が、スイッチングノイズによるＡ／Ｄ変換の影響をなくし、より安定に各モータの正弦波駆動が実現できるという効果は、同じように得られるものとなる。
【０１５２】
なお、正弦波駆動については、モータに供給される電流波形が、ほぼ正弦波となるものを意味しているが、現実的にはキャリヤ周波数成分の重畳や、誘導起電力波形に歪みがあることによる電流波形の歪み、またモータの磁気特性の非線形性などによっても歪みが生ずるものとなり、さらにトルクリプルやコギングトルクをキャンセルするなどの目的から、故意にモータに供給される電流波形に歪みを加えたものとすることもあるので、完全な正弦波電流波形となることはあり得ず、高調波成分が含まれている波形であっても正弦波駆動の範疇に入るものとなる。
【０１５３】
さらに、各実施の形態においては、各モータの相数を３相とし、いずれのモータについても全波式の６石のインバータ回路からの交流電力の供給を行う構成としているが、このような構成に限定されるものでもなく、相数やインバータ回路の石の数は他の組み合わせもよく、また使用されるスイッチング素子に関しても、ＩＧＢＴ、バイポーラ形、ＭＯＳＦＥＴなどがあり得るものであり、１つのプロセッサによって制御されることにより、タイミング管理が一元化されることにより、各インバータ回路内のスイッチング素子のオンオフタイミングが容易に管理できることによる安定な正弦波駆動の実現ができ、騒音・振動の小さい洗濯乾燥機が実現できるという効果は同様に期待できるものとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機のモータ駆動装置は、発振回路からのクロック信号を受ける複数のプロセッサで複数のインバータ回路を制御することにより、低騒音でかつ、スイッチングノイズの干渉を防いだ安定な正弦波駆動を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機のモータ駆動装置のブロック図
【図２】同モータ駆動装置のインバータ回路の制御のブロック図
【図３】同モータ駆動装置の表面磁石モータのベクトル図
【図４】同モータ駆動装置の埋込磁石モータのベクトル図
【図５】同モータ駆動装置のプロセッサ２Ａの詳細ブロック図
【図６】同モータ駆動装置のプロセッサ２Ａの動作波形図
【図７】同モータ駆動装置のプロセッサ２Ｂの詳細ブロック図
【図８】同モータ駆動装置のプロセッサ２Ｂの動作波形図
【図９】同モータ駆動装置のプロセッサ２Ａのフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機のモータ駆動装置のプロセッサのブロック図
【図１１】本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機のモータ駆動装置のプロセッサ周辺のブロック図
【符号の説明】
【０１５６】
１  発振回路
２Ａ、２Ｂ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ、２Ｈ、２Ｉ、２Ｊ、２Ｋ、２Ｌ  プロセッサ
３Ａ  回転ドラムインバータ回路
３Ｂ  圧縮機インバータ回路、無効電流制御インバータ回路、低キャリヤ周波数インバータ回路
３Ｃ  送風インバータ回路、無効電流制御インバータ回路
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ  電流検知手段
６Ａ  回転ドラムモータ
６Ｂ  圧縮機モータ
６Ｃ  送風モータ
７  回転ドラム
８  乾燥用ヒートポンプ
８０  圧縮機
【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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