專利名稱：洗滌干燥機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備使用熱泵進(jìn)行被干燥物的干燥的功能的洗滌干燥機(jī)。
技術(shù)背景作為以往技術(shù)，公開了一種在被干燥物的干燥中使用包括壓縮機(jī)(compressor)、冷凝器(condenser)以及蒸發(fā)器(evaporator)等的熱 泵(制冷循環(huán))的結(jié)構(gòu)的洗滌干燥機(jī)，其中經(jīng)由逆變器電路對(duì)驅(qū)動(dòng)壓縮 機(jī)的馬達(dá)進(jìn)行矢量控制(參照專利文獻(xiàn)1)。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，效率 較高，起到能夠降低干燥運(yùn)行時(shí)的噪音的效果。 專利文獻(xiàn)l:特開2006-116066號(hào)公報(bào)但是，在上述結(jié)構(gòu)的洗滌干燥機(jī)中，必須使干燥運(yùn)行在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束，所以要求在運(yùn)行開始后使洗滌槽內(nèi)的溫度在盡可能短的時(shí)間內(nèi)上升。因此， 使壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速急劇上升，此時(shí)，出于進(jìn)一步提高壓縮機(jī)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的目 的，進(jìn)行弱磁場(chǎng)運(yùn)行。然而，在矢量控制中進(jìn)行弱磁場(chǎng)運(yùn)行，在想要使馬達(dá)的轉(zhuǎn)速上升時(shí)， 會(huì)產(chǎn)生下述的問題。在矢量控制中，如果不出矢量運(yùn)算結(jié)果，則不知道實(shí) 際的驅(qū)動(dòng)電壓變?yōu)槟姆N程度的級(jí)別。另外，當(dāng)在馬達(dá)的負(fù)栽轉(zhuǎn)矩上產(chǎn)生變 動(dòng)時(shí)，必須確保以抑制該轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的方式控制q軸電流的余量，不能使驅(qū) 動(dòng)電壓接近100%，不得不將上限設(shè)定為更低的級(jí)別。作為結(jié)果，縮短了壓縮機(jī)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍，不能充分縮短干燥運(yùn)行所 需要的時(shí)間。而且，必須另外將磁場(chǎng)削弱驅(qū)動(dòng)電壓降低的量，導(dǎo)致馬達(dá)效 率的下降。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述事情而完成的，其目的在于提供一種能夠進(jìn)一步縮 短干燥運(yùn)行時(shí)間、并且也能夠謀求消耗電力的降低的洗滌干燥機(jī)。本發(fā)明的洗滌干燥機(jī)，其特征在于，包括熱泵，其通過壓縮機(jī)對(duì)制 冷劑進(jìn)行壓縮，通過冷凝器對(duì)制冷劑進(jìn)行冷凝，通過蒸發(fā)器4吏制冷劑蒸發(fā)， 由此使制冷劑循環(huán)；空氣循環(huán)路徑，其將通過所述冷凝器加熱的空氣導(dǎo)入 干燥室從而將內(nèi)部的被干燥物干燥，通過所述蒸發(fā)器對(duì)來自所述干燥室的 排氣進(jìn)行除濕，然后通過所述冷凝器再次加熱，由此使空氣循環(huán)；逆變器 電路，其用于控制對(duì)所迷壓縮機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)馬達(dá)；和控制單元，其 控制該逆變器電路；所述控制單元，在干燥運(yùn)行的初始階段，通過電壓.相 位控制使所述壓縮機(jī)馬達(dá)進(jìn)行弱磁場(chǎng)運(yùn)行，然后切換為通過電流控制所述 壓縮機(jī)馬達(dá)的矢量控制，進(jìn)行全磁場(chǎng)運(yùn)行。即，在干燥運(yùn)行的初始階段，如果通過電壓.相位控制使壓縮機(jī)馬達(dá) 進(jìn)行弱磁場(chǎng)運(yùn)行，則能夠以更高的速度使該馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，能夠使壓縮機(jī)的轉(zhuǎn) 速急劇上升而使干燥室內(nèi)的溫度在短時(shí)間內(nèi)上升。然后，在使千燥室內(nèi)的 溫度上升到某種程度的級(jí)別后，如果切換為通過電流控制壓縮機(jī)馬達(dá)的矢 量控制而進(jìn)行全磁場(chǎng)運(yùn)行，則能夠良好地抑制在壓縮機(jī)產(chǎn)生的負(fù)載變動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的洗滌干燥機(jī)，能夠縮短干燥運(yùn)行所需的時(shí)間，并且能夠 提高壓縮機(jī)馬達(dá)的效率，從而降低電力消耗。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施例，是洗滌干燥機(jī)的控制裝置對(duì)壓縮機(jī)馬達(dá) 進(jìn)行的無傳感器矢量控制的功能框圖。圖2是表示滾筒式洗滌干燥機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的縱剖側(cè)碎見圖。圖3是表示熱泵的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示洗滌干燥機(jī)的控制系統(tǒng)的功能框圖。圖5是表示由干燥行程控制部進(jìn)行的控制內(nèi)容的流程圖。圖6是表示與圖5的控制內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的馬達(dá)的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)槽(滾筒)的熱風(fēng)出口溫度、輸入電力的變化的時(shí)間圖，圖7是說明電壓 相位控制中的弱磁場(chǎng)運(yùn)行的圖。圖8是將本實(shí)施例的控制與全都通過電流控制進(jìn)行的情況相比較的 圖，(a)是表示輸入電力的改善效果的圖，(b)是表示壓縮機(jī)馬達(dá)的最 大轉(zhuǎn)速的改善效果的圖。圖9是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的與圖l相當(dāng)?shù)膱D。圖IO是與圖5相當(dāng)?shù)膱D。圖11是逆變器電路的輸出電壓波形，(a)是表示調(diào)制度小于1.0的 情況的圖，(b )是表示調(diào)制度超過1.0的情況的圖。 圖12是與圖8相當(dāng)?shù)膱D。 符號(hào)說明3:旋轉(zhuǎn)槽(干燥室)42:蒸發(fā)器43:冷凝器45:壓縮機(jī)54M:壓縮機(jī)馬達(dá) 47:熱泵70:干燥行程控制部 83:逆變器電路具體實(shí)施方式
(第1實(shí)施例)下面，參照?qǐng)D1至圖8對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施例進(jìn)行il明。圖2是滾筒 式(橫軸形)洗滌干燥機(jī)的縱剖側(cè)視圖，在外箱1的內(nèi)部配設(shè)有水槽2， 在水槽2的內(nèi)部配設(shè)有旋轉(zhuǎn)槽(滾筒、干燥室)3。所述水槽2和旋轉(zhuǎn)槽3 都形成為圓筒狀，在前側(cè)(圖中左側(cè))的端面部上具有各自的開口部4、 5， 將其中的水槽2的開口部4經(jīng)由波紋管7連接在形成在外箱1的前面部的 洗滌物出入用的開口部6上。在外箱1的開口部6上能夠開閉地設(shè)有門8。在旋轉(zhuǎn)槽3的周側(cè)部(槽體部)的大致整個(gè)區(qū)域，形成有孔9 (僅圖 示一部分)，該孔9在洗滌時(shí)以及脫水時(shí)作為通水孔而起作用，在干燥時(shí) 作為通風(fēng)孔而起作用。在7jC槽2上，在前側(cè)的端面部的上部(比所述開口 部4更靠上方的部分)形成有熱風(fēng)出口 10，在后側(cè)的端面部的上部形成有 熱風(fēng)入口 11。另外，在水槽2的底部的最后部形成有排水口 12,在該排水 口 12上在水槽2外連接排水閥13，進(jìn)而在排水閥13上連接排水管14，由 此將水槽2內(nèi)的水排出到機(jī)外。在旋轉(zhuǎn)槽3的后側(cè)的端面部的后面(背面)上，安裝有加強(qiáng)部件15， 在該加強(qiáng)部件15的中心部，向安裝后方突出地設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸16。在旋轉(zhuǎn)槽3 的后側(cè)端面部的中心部周圍，形成有多個(gè)熱風(fēng)導(dǎo)入孔17。在水槽2的后側(cè)端面部的中心部，安裝有軸承座18，將上述旋轉(zhuǎn)軸16 插通在該軸承座18的中心部，并通過軸承19、 20將旋轉(zhuǎn)軸16支撐得能夠 旋轉(zhuǎn)。另外由此，將旋轉(zhuǎn)槽3支撐得能夠與水槽2同軸狀地旋轉(zhuǎn)。另外， 水槽2通過未圖示的懸架彈性支撐在外箱l上，其支撐形態(tài)為水槽2的軸 方向變?yōu)榍昂蟮臋M軸狀并且是前方翹起的傾斜狀，如上所述那樣支撐在該 水槽2上的旋轉(zhuǎn)槽3也形成相同形態(tài)。在所述軸承座18上，在外周安裝有馬達(dá)21的定子22,使安裝在旋轉(zhuǎn) 軸16的后端部的轉(zhuǎn)子23從外側(cè)與該定子22相對(duì)。因此，馬達(dá)21為外轉(zhuǎn) 子型的無刷直流馬達(dá)，以旋轉(zhuǎn)軸16為中心通過直接驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)槽3 使其旋轉(zhuǎn)。在水槽2的后側(cè)端面部的內(nèi)側(cè)，裝設(shè)有熱風(fēng)罩24。另一方面，在所述 加強(qiáng)部件15上，在安裝了所述旋轉(zhuǎn)軸16的中心部的周圍部分形成有多個(gè) 比較大的熱風(fēng)導(dǎo)入口 25,在該部分的外周部裝設(shè)密封部件26,將該密封部 件26壓接在熱風(fēng)罩24的前面上，由此構(gòu)成氣密地從所述熱風(fēng)入口 11通向 所述熱風(fēng)導(dǎo)入口 25的熱風(fēng)通路27。在水槽2的下方(外箱l的底面上)，經(jīng)由多個(gè)緩沖墊28配置有臺(tái)板 29,在該臺(tái)板29上配置有通風(fēng)管30。該通風(fēng)管30,在前端部的上部具有 吸風(fēng)口 31，在該吸風(fēng)口 31上，經(jīng)由回風(fēng)管32以及連接管33連接有所述水槽2的熱風(fēng)出口 10。另外，回風(fēng)管32被配置成在所述波紋管7的左側(cè) 迂回。另一方面，在通風(fēng)管30的后端部連接有循環(huán)用送風(fēng)才幾34的外殼35, 該外殼35的出口部36，經(jīng)由連接管37以及給風(fēng)管38，連接在水槽2的熱 風(fēng)入口11上。另外，給風(fēng)管38被配置成在馬達(dá)21的左側(cè)迂回。然后，通過回風(fēng)管32、連接管33、通風(fēng)管30、外殼35、連接管37、 給風(fēng)管38,將所述水槽2的熱風(fēng)出口 IO和熱風(fēng)入口 ll連接，從而設(shè)置成 通風(fēng)路39。循環(huán)用送風(fēng)機(jī)34，通過該通風(fēng)路39使旋轉(zhuǎn)槽3內(nèi)的空氣以排 到旋轉(zhuǎn)槽3外、并再次返回旋轉(zhuǎn)槽3內(nèi)的方式循環(huán)，通過通風(fēng)路39和循環(huán) 用送風(fēng)機(jī)34，構(gòu)成使旋轉(zhuǎn)槽3內(nèi)的空氣循環(huán)的循環(huán)裝置40。另外，循環(huán)用送風(fēng)機(jī)34為例如離心風(fēng)扇，在外殼35的內(nèi)部具有離心 葉片34a，在外殼35的外部具有使該離心葉片34a旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)34b。在通風(fēng)路39中通風(fēng)管30的內(nèi)部，從前部向后部按順序配置有過濾器 41、蒸發(fā)器42、冷凝器43。其中，過濾器41捕獲由旋轉(zhuǎn)槽3內(nèi)的空氣搬 運(yùn)的線絨(線屑)，所述旋轉(zhuǎn)槽3內(nèi)的空氣從7K槽2的熱風(fēng)出口 IO通過回 風(fēng)管32以及連接管33流入通風(fēng)管30。蒸發(fā)器42,是在例如形成蛇行狀的 例如銅制的制冷劑流通管上裝^L多個(gè)例如鋁制的傳熱管而成的，冷凝器43 也是同樣的結(jié)構(gòu)，流過通風(fēng)管30的旋轉(zhuǎn)槽3內(nèi)的空氣在這些傳熱管的各自 之間通過。蒸發(fā)器42以及冷凝器43,與圖3所示的壓縮機(jī)45以及節(jié)流閥46 — 起構(gòu)成熱泵47。在熱泵47，通過連接管48，按照壓縮機(jī)45、冷凝器43、 節(jié)流閥46、蒸發(fā)器42的順序?qū)⑺鼈冄h(huán)連接(制冷循環(huán))，通過壓縮機(jī) 45工作使封入循環(huán)內(nèi)的制冷劑循環(huán)。在制冷劑中，使用例如作為高溫用制 冷劑的R143a。制冷劑R143a，是比制冷劑R410a等適于高溫的制冷劑，所以能夠?qū)?干燥運(yùn)行時(shí)的初始轉(zhuǎn)速如后所述設(shè)為100rps從而實(shí)現(xiàn)段時(shí)間內(nèi)的急劇的 溫度上升，有助于縮短干燥運(yùn)行時(shí)間。另外，壓縮機(jī)45如圖2所示，并列 設(shè)置在通風(fēng)管30外。節(jié)流閥46此時(shí)由膨脹閥(特別是電子式膨脹岡[PMV:Pulse Motor Valvep構(gòu)成，具有開度調(diào)整功能。在吸風(fēng)口 31與蒸發(fā)器42之間的通風(fēng)管30的側(cè)面部、靠近底面30a 的部分，形成有除濕水排出口 49，該除濕水排出口 49通過連接管51連接 在形成在外箱1的側(cè)面下部的排氷口 50上。另外，通風(fēng)管30將底面中部 的位于蒸發(fā)器42的正下的部分30b形成為向所述除濕水排出口 49下降的 傾斜面。另一方面，在外箱1內(nèi)的后上部配置有給水閥52。該給水閥52具有 多個(gè)出口部，這些出口部通過連接管54、 55連接在配置在外箱1內(nèi)的前側(cè) 的上部的給水箱53上。進(jìn)而，給水箱53雖然沒有詳細(xì)圖示，但具有洗滌 劑投入部以及柔順劑投入部，所述水閥52通過出口部的開放的選擇，在洗 滌時(shí)從連接管54經(jīng)給水箱53的洗滌劑投入部向水槽2內(nèi)給水，在最終漂 洗時(shí)從連接管55經(jīng)給水箱53的柔順劑投入部同樣向水槽2內(nèi)給水。此外，在外箱l的前面部的上部里側(cè)配置有控制裝置56。該控制裝置 56由例如樣i型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，作為控制洗滌干g的動(dòng)作整體的控制單元而 起作用。在控制裝置56中，如圖4所示，通過具有操作面板(圖示省略) 的由各種操作開關(guān)構(gòu)成的操作輸入部57輸入各種操作信號(hào)，并且從為檢測(cè) 水槽2內(nèi)的水位而設(shè)置的水位傳感器58輸入水位檢測(cè)信號(hào)。進(jìn)而，在控制裝置56中，從作為檢測(cè)蒸發(fā)器42的入口和出口、冷凝 器43以及壓縮機(jī)45的制冷劑噴出部的各自溫度的單元的溫度傳感器59 ~ 62分別輸入溫度檢測(cè)信號(hào)，另外從后述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器86輸入電流值檢測(cè) 信號(hào)。另夕卜，控制裝置56經(jīng)由溫度傳感器59、 61檢測(cè)蒸發(fā)器42的入口以 及出口的溫度，由此控制節(jié)流閥46以^X口溫度比出口溫度稍低(例如差 為5'C左右)。控制裝置56，基于所述各種信號(hào)的輸入以及預(yù)先儲(chǔ)存的控制程序，經(jīng) 由驅(qū)動(dòng)電路65控制給水閥52、馬達(dá)21、排水閥13、壓縮機(jī)45、節(jié)流閥 46、循環(huán)用送風(fēng)才幾34的馬達(dá)34b、加熱器44以及壓縮才幾冷卻用送風(fēng)才幾64。 另外，壓縮機(jī)冷卻用送風(fēng)機(jī)64在圖4以外沒有圖示，是為了冷卻壓縮機(jī) 45而設(shè)置的。圖l是表示控制裝置56對(duì)馬達(dá)21以及壓縮機(jī)馬達(dá)45M進(jìn)行的無傳感 器矢量控制的功能框圖(這里，僅對(duì)壓縮機(jī)馬達(dá)45M側(cè)進(jìn)行圖示)。其結(jié) 構(gòu)與例如特開2003-181187號(hào)z^凈艮等所/〉開的相同，所以在這里概略性地 進(jìn)行說明。另外，(ot、 & )表示將例如作為三相IPM( Interior Permanent Magnet:內(nèi)部7^a茲鐵)馬達(dá)的壓縮才幾馬達(dá)45M的、與各相相對(duì)應(yīng)的電氣 角120度間隔的三相(UVW)坐標(biāo)系進(jìn)行正交變換后的坐標(biāo)系，(d、 q) 表示伴隨著壓縮機(jī)馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的2次磁通的坐標(biāo)系。干燥行程控制部70,將目標(biāo)速度指令coref輸出到切換開關(guān)71的可動(dòng) 觸點(diǎn)71a,經(jīng)由固定觸點(diǎn)71b、 71c作為被減數(shù)輸出到減法器72、 73。另外， 在減法器72、 73中，輸入由角速度.轉(zhuǎn)子位置推定部74檢測(cè)的馬達(dá)45M 的檢測(cè)速度co作為減數(shù)。然后，減法器72的減算結(jié)果被輸入(電流控制) 速度PI ( Proportional-Integral:比例積分)控制部75。速度PI控制部75，基于目標(biāo)速度指令w ref與檢測(cè)速度co的差量進(jìn)行 PI (比例積分)控制，生成q ( quadrature:正交)軸電流指令值Iqref和 d (direct:順)軸電流指令值Idref，作為被減數(shù)分別輸出到減法器76q、 76d。另外，在進(jìn)行矢量控制時(shí)，d軸電流指令值Idref設(shè)定為稍稍低于"0" 的負(fù)值側(cè)，由此一邊使用存在于作為IPM馬達(dá)的馬達(dá)45M的磁鐵周圍的 4失心的/F茲阻力， 一邊通過全》茲場(chǎng)控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)45M。在減法器76q、 76d 中，分別輸入由d .q軸電流轉(zhuǎn)換部77輸出的q軸電流值Iq、 d軸電流Id 作為減數(shù)，減法結(jié)果被分別輸入電流PI控制部78q、 78d。電流PI控制部78q、 78d，基于q軸電流指令值Iqref和d軸電流指 令值Idref的差量進(jìn)行PI控制，生成q軸電壓指令值Vq和d軸電壓指令 值Vd，輸出到dq/oc P轉(zhuǎn)換部79。在dq/oc P轉(zhuǎn)換部79中，輸入由角速度轉(zhuǎn) 子位置推定部74檢測(cè)出的壓縮機(jī)馬達(dá)45M的2次磁通的旋轉(zhuǎn)相位角(轉(zhuǎn) 子位置角)6，基于該旋轉(zhuǎn)相位角6將電壓指令值Vd、 Vq轉(zhuǎn)換為電壓指 令值V a 、 V P 。dq/a p轉(zhuǎn)換部79輸出的電壓指令值Va、VP被輸入到UVW輸出轉(zhuǎn) 換部80, UVW輸出轉(zhuǎn)換部80將電壓指令值Voc、 VP轉(zhuǎn)換成三相電壓指令值Vu、 Vv、 Vw輸出。所述電壓指令值-皮輸入切換開關(guān)81u、 81v、 81w 的一方的固定觸點(diǎn)81ua、 81va、 81wa，在另一方的固定觸點(diǎn)81ub、 81vb、 81wb中，輸入由電壓控制側(cè)的UVW輸出波形生成部89輸出的電壓指令 值。而且，切換開關(guān)81u、 81v、 81w的可動(dòng)觸點(diǎn)81uc、 81vc、 81wc ,皮連 接在PWM形成部82的輸入端子上。PWM形成部82，將基于電壓指令值Vu、 Vv、 Vw對(duì)載波(三角波) 進(jìn)行調(diào)制后的各相的PWM信號(hào)Vup (+, -) 、 Vvp (+， -) 、 Vwp (+， -)輸出到逆變器電路83。為了向例如馬達(dá)45M的各相線圈通入正弦波狀 的電流，將PWM信號(hào)Vup ~ Vwp設(shè)為與基于正弦波的電壓振幅相對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的信號(hào)而輸出，在構(gòu)成逆變器電路83的下臂側(cè)IGBT84un、 84vn、 84wn (在圖1中 僅表示l相的量)的發(fā)射極，插入有分流電阻85u、 85v、 85w，模/數(shù)轉(zhuǎn)換 器86對(duì)分流電阻85的端子電壓進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，將電流數(shù)據(jù)Iu、 Iv、 Iw 輸出到3相/2相轉(zhuǎn)換部87。 3相/2相轉(zhuǎn)換部87根據(jù)規(guī)定的運(yùn)算式將三相電 流數(shù)據(jù)Iu、 Iv、 Iw轉(zhuǎn)換為正交坐標(biāo)系的2軸電流數(shù)據(jù)Ioc、 IP。然后，將 2軸電流數(shù)據(jù)Icc、 IP輸出到d . q軸電流轉(zhuǎn)換部77。d q軸電流轉(zhuǎn)換部77,在矢量控制時(shí)通過角速度 轉(zhuǎn)子位置推定部 74獲得馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)子位置角6 ，由此根據(jù)規(guī)定的運(yùn)算式將2軸電流數(shù) 據(jù)Ia、 IP轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(d、 q)上的d軸電流值Id、 q軸電流值Iq。 然后，將d軸電流值Id、 q軸電流值Iq如上所述輸出到角速度'轉(zhuǎn)子位置 推定部74以及減法器76q、 76d。角速度 轉(zhuǎn)子位置推定部74,基于q軸電壓指令值Vq、 d軸電壓指 令值Vd、 q軸電流值Iq、 d軸電流值Id推定轉(zhuǎn)子的位置角6以及旋轉(zhuǎn)速 度(O，輸出到各部。在這里，馬達(dá)45M，在起動(dòng)時(shí)通過速度PI控制部75 施加起動(dòng)模式而進(jìn)行強(qiáng)制換流，在旋轉(zhuǎn)速度上升到某種程度從而開始矢量 控制以后，將角速度 轉(zhuǎn)子位置推定部74起動(dòng)而推定壓縮機(jī)馬達(dá)45M的 轉(zhuǎn)子的位置角6以及^t轉(zhuǎn)速度w。另一方面，減法器73的減法結(jié)果被輸入(電壓控制)速度PI控制部88。速度PI控制部88基于該減法結(jié)果生成電壓指令(占空比)以及相位 指令(相位)，輸出到UVW輸出轉(zhuǎn)換部89。 UVW輸出轉(zhuǎn)換部89將速度 PI控制部88輸出的指令值轉(zhuǎn)換成U、 V、 W的三相電壓指令值，如上所 述輸出到切換開關(guān)81。在干燥行程控制部70中，輸入有電壓指令(占空比)以及相位指令(相 位)和q軸、d軸電壓指令值Vq、 Vd，干燥行程控制部70參照這些指令 值進(jìn)行切換開關(guān)71以及81的切換。另外，在上面的結(jié)構(gòu)中，除去逆變器電路83的結(jié)構(gòu)可以將由控制裝置 (控制單元)56的軟件實(shí)現(xiàn)的功能模塊化。接下來，參照?qǐng)D5至圖8，對(duì)本實(shí)施例的作用進(jìn)行說明。圖5是表示 由干燥行程控制部70進(jìn)行的控制內(nèi)容的流程圖。另外，圖6是表示與所述的溫度(滾筒出口溫度)、以及輸入電力的變化的時(shí)間圖。在洗滌干燥機(jī) 的干燥運(yùn)行開始時(shí)，干燥行程控制部70使旋轉(zhuǎn)槽3內(nèi)的溫度上升，所以將 壓縮機(jī)45的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)為100rps而開始馬達(dá)45M的起動(dòng)(步驟Sl)。 另外，作為初始狀態(tài)，切換開關(guān)71以及81將可動(dòng)觸點(diǎn)都設(shè)在電流控制側(cè)。首先，通過由速度PI控制部75輸出的電流指令，通電相位固定，將 電流值逐漸增大到8A從而進(jìn)行馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)子定位(步驟S2 )，然后， 將電流值固定在8A，使通電相位旋轉(zhuǎn)而使馬達(dá)45M強(qiáng)制換流(步驟S3 )。 然后，干燥行程控制部70基于強(qiáng)制換流的指令頻率判斷馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)速 是否到達(dá)6rps以上(步驟S4)，如果到達(dá)6rps以上(是)，則開始馬達(dá) 45M的矢量控制(步驟S5)。之后，通過角速度 轉(zhuǎn)子位置推定部74推 定壓縮機(jī)馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)子的位置角6以及旋轉(zhuǎn)速度co ，基于該推定結(jié)果獲 得d軸、q軸電流Id、 Iq而控制輸出矢量。另外，在例如特開2003-181187號(hào)公"R等所^Hf的結(jié)構(gòu)中，與步驟SI ~ S4相當(dāng)?shù)鸟R達(dá)的起動(dòng)處理在電壓控制側(cè)進(jìn)行。其原因是由于驅(qū)動(dòng)對(duì)象是 配置在比較開放的空間內(nèi)的洗滌機(jī)馬達(dá)，所以必須盡力抑制噪音的產(chǎn)生， 所以必須避免由電流控制引起的噪音的產(chǎn)生。與此相對(duì)，本實(shí)施例的情況下，在洗滌^L的外箱1內(nèi)，配置在進(jìn)一步密閉的外殼的內(nèi)部的壓縮機(jī)馬達(dá)45M為驅(qū)動(dòng)對(duì)象，另外在該外殼的周圍也配置有遮音件，所以馬達(dá)45M的 驅(qū)動(dòng)音不會(huì)作為噪音成問題，通過電流控制進(jìn)行起動(dòng)。這樣，通過電流控 制進(jìn)行馬達(dá)45M的起動(dòng)，能夠減少起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的偏差。在開始矢量控制時(shí)，干燥行程控制部70將電壓指令值Vq、 Vd合t 以相對(duì)于逆變器電路83提供的直流電源電壓(例如約220V 280V)為基 準(zhǔn)，判斷逆變器電路83的輸出電壓是否上升到變?yōu)?40V以上的級(jí)別(約 180V 240V)(步驟S6)。所述的級(jí)別用于判斷下迷情況對(duì)于由矢量 控制進(jìn)行的輸出電壓的控制范圍，用于抑制轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的余量變沒。然后， 在判斷為變?yōu)樗龅募?jí)別以上時(shí)(是)，將切換開關(guān)71以及81的可動(dòng)觸 點(diǎn)都切換為電壓控制側(cè)，進(jìn)行由速度PI控制部88進(jìn)行的電壓 相位控制 (步驟S7)。此時(shí)，為了進(jìn)一步提高馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)速，通過超前角控射 進(jìn)行弱磁場(chǎng)運(yùn)行。即，如圖7所示，(b)是馬達(dá)45M的效率變?yōu)樽畲蟮耐姸〞r(shí)(全 磁場(chǎng))的情況，如(c)所示通過相位指令(相位)將通電定時(shí)移位到超前 相位側(cè)，由此將相對(duì)于馬達(dá)45M的附加電壓維持為基于速度PI控制部88 輸出的電壓指令(占空比)的級(jí)別地減弱磁場(chǎng)。另外，(a)表示馬達(dá)45M 旋轉(zhuǎn)時(shí)的定子線圏與轉(zhuǎn)子磁鐵的位置關(guān)系(相位P0 P5)。然后，與速度 指令值coref上升相對(duì)應(yīng)，將通電超前角設(shè)定得較大，抑制馬達(dá)45M的線 圏上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。在接下來的步驟S8中，干燥行程控制部70通過壓縮機(jī)噴出部用溫度 傳感器62監(jiān)視來自壓縮機(jī)45的噴出溫度。然后，如果該溫度變?yōu)镠OC 以上，則結(jié)束溫度上升期間，使馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)速下降而轉(zhuǎn)移到溫度穩(wěn)定期 間，以將噴出溫度維持為110'C的方式進(jìn)行控制。然后，干燥行程控制部70再次參照逆變器電路83的輸出電壓，判斷 是否降低到從相對(duì)于逆變器電路83提供的直流電源電壓變?yōu)?60V以下的 級(jí)別(160V~220V)(步驟S9)。另外，將步驟S9的判定電壓設(shè)定得比 步驟S6低，是為了防止振蕩。然后，在降低到所述級(jí)別時(shí)(是)，將切換開關(guān)71以及81的可動(dòng)觸點(diǎn)都切換為電流控制側(cè)，再次通過矢量控制對(duì)馬 達(dá)45M進(jìn)行全磁場(chǎng)運(yùn)行(步驟S10 )。在這里直到再次切換為矢量控制為 止與干燥運(yùn)行的"初始階段"相對(duì)應(yīng)。以后，將馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)速維持為大 致一定，持續(xù)到由用戶設(shè)定干燥運(yùn)行的時(shí)間為止，或者通過傳感器檢測(cè)到 洗滌物千燥為止(步驟S11:是)。另外，在將來自壓縮機(jī)45的噴出溫度維持為110匸之后，圖6所示的 滾筒出口溫度也繼續(xù)上升。另外，在圖6中顯示的是實(shí)施上述的控制時(shí)的相對(duì)于逆變器電路83 的輸入電力的變化，和將相同控制模式全都設(shè)為電流控制(矢量控制)時(shí) 的輸入電力的變化(對(duì)于左側(cè)的縱軸指標(biāo)，xi000W)。如本實(shí)施方式所 示，可知在溫度上升期間在使馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)速上升的途中，如果切換為 電壓控制進(jìn)行弱磁場(chǎng)控制，則消耗電力比全都通過電流控制進(jìn)行時(shí)降低。另外，圖8是將本實(shí)施例的控制與如以往所述全都通過電流控制進(jìn)行 的情況相比較的圖，(a)是表示相對(duì)于逆變器電路83的輸入電力的改善 效果的圖，(b)是表示壓縮機(jī)馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速的改善效果的圖。另夕卜，A、 B是壓縮機(jī)的種類，B壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)比A更適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)(定子線圈的圈 數(shù)較少)。對(duì)于圖8 (a)，表示將每個(gè)壓縮機(jī)的動(dòng)作條件設(shè)為下述條件的情況， 即起動(dòng)時(shí)為100rps/1.5N ' m，穩(wěn)定時(shí)為70rps/1.7N m。在壓縮機(jī)A的 情況下，起動(dòng)時(shí)的輸入電力從以往的1025W降低到990W,可見-3.4%的 改善，穩(wěn)定時(shí)的輸入電力從以往的816W降低到809W,可見-0.8%的 丈善。 另外，在壓縮機(jī)B的情況下，起動(dòng)時(shí)的輸入電力從以往的1020W降低到 990W,與A同樣可見-3，4%的改善，對(duì)于穩(wěn)定時(shí)的輸入電力，從以往的 820W上升到821W，比基準(zhǔn)惡化了+0.6%。對(duì)于該惡化，可以推斷由壓縮 機(jī)馬達(dá)比A更適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)引起的。對(duì)于圖8(b),表示將起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩設(shè)為1.5N . m、 1.7N'm的 穩(wěn)定負(fù)栽轉(zhuǎn)矩的情況。在壓縮機(jī)A的情況下，1.5N m時(shí)的最高轉(zhuǎn)速從以 往的115rps升到143rps，可見+24%的改善，1.7N . m時(shí)的最高轉(zhuǎn)速從以往的102rps升到127rps,可見+25%的改善。另外，在壓縮機(jī)B的情況下， 1.5N .m時(shí)的最高轉(zhuǎn)速從以往的118rps升到175rps，可見+52%的改善(未 獲取1.7N'm時(shí)的數(shù)據(jù))。另外，獲取圖8的數(shù)據(jù)時(shí)的逆變器電路的輸出 電壓范圍，與圖5所示的流程圖所示的不同。如上所述根據(jù)本實(shí)施例，在洗滌干燥機(jī)的內(nèi)部構(gòu)成熱泵47,具備逆變 器電路83，其在將通過冷凝器43加熱的空氣導(dǎo)到旋轉(zhuǎn)槽3內(nèi)將內(nèi)部的洗 滌物干燥、通過蒸發(fā)器42對(duì)來自旋轉(zhuǎn)槽3的排氣進(jìn)行除濕、然后通過冷凝 器43再次加熱、^吏其循環(huán)時(shí)，對(duì)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)45的壓縮機(jī)馬達(dá)45M進(jìn)行控 制，干燥行程控制部70，在干燥運(yùn)行的初始階段通過電壓 相位控制使壓 縮機(jī)馬達(dá)45M進(jìn)行弱磁場(chǎng)運(yùn)行，然后切換為通過電流控制壓縮機(jī)馬達(dá)45M 的矢量控制，進(jìn)行全磁場(chǎng)運(yùn)行。因此，在干燥運(yùn)行的初始階段，能夠以比以往更高的速度使壓縮機(jī)馬 達(dá)45M旋轉(zhuǎn)，能夠使壓縮機(jī)45的轉(zhuǎn)速急劇上升而使旋轉(zhuǎn)槽3內(nèi)的溫度在 短時(shí)間內(nèi)上升，縮短千燥運(yùn)行所需時(shí)間。而且，在使旋轉(zhuǎn)槽3內(nèi)的溫度上 升到某種程度的級(jí)別后，能夠良好地抑制在壓縮機(jī)45產(chǎn)生的負(fù)載變動(dòng)，能 夠使壓縮機(jī)馬達(dá)45M的效率提高，降低電力消耗。而且，干燥行程控制部70，在結(jié)束電壓 相位控制之前開始使壓縮積i 馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)速降低，在該使轉(zhuǎn)速降低的過程的途中進(jìn)行到矢量控制的切 換，所以能夠平滑地進(jìn)行切換。另外，在干燥運(yùn)行的初始階段，在最初通 過矢量控制使壓縮機(jī)馬達(dá)45M進(jìn)行全磁場(chǎng)運(yùn)行后，切換為由電壓'相位控 制進(jìn)行的弱磁場(chǎng)運(yùn)行，所以能夠在使轉(zhuǎn)速上升的過程中盡力抑制壓縮機(jī)馬 達(dá)45M的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)。 (第2實(shí)施例)圖9至圖11是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的圖，對(duì)于與第1實(shí)施例相同 的部分標(biāo)以相同符號(hào)，將說明省略，下面對(duì)不同部分進(jìn)行說明。在作為與 圖l相當(dāng)?shù)膱D的圖9中，與第1實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相比，將干燥行程控制部70 置換為干燥行程控制部卯，并且加上調(diào)制度控制部91以及占空比 相位 到Vd、 Vq轉(zhuǎn)換部92。而且，在第2實(shí)施例中，以逆變器電路83的輸出電壓波形為正弦波狀的方式進(jìn)行振幅調(diào)制，當(dāng)在干燥運(yùn)行的初始階段通過電壓.相位控制使壓縮機(jī)馬達(dá)45M進(jìn)行弱磁場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，以輸出電壓變?yōu)檫^ 調(diào)制狀態(tài)的方式進(jìn)行控制。在調(diào)制度控制部91中，輸入d軸電流指令I(lǐng)dref和d軸電流Id，調(diào)制 度控制部91基于這兩個(gè)值確定調(diào)制度指令，輸出到電壓控制速度PI控制 部88。占空比 相位到Vd、 Vq轉(zhuǎn)換部92, -故插入電壓控制速度PI控制 部88與輸出波形生成部89之間，將從PI控制部88輸出的占空比、相位 指令轉(zhuǎn)換成d軸電壓Vd、 q軸電壓Vq，輸出到輸出波形生成部89和角速 度 轉(zhuǎn)子位置推定部74。接下來，參照?qǐng)D10以及圖11對(duì)第2實(shí)施例的作用進(jìn)行說明。圖10 是與圖5相當(dāng)?shù)膱D。在代替步驟S6的步驟S21中，干燥行程控制部卯判 斷逆變器電路83的輸出電壓是否上升到相對(duì)于直流電源電壓的下限值變 為70%以上的級(jí)別。然后，在判斷為變?yōu)樗龅募?jí)別以上時(shí)(是)，進(jìn)行 由速度PI控制部88進(jìn)行的電壓.相位控制(步驟S22 )。但是，與第1 實(shí)施例不同，在該時(shí)刻不進(jìn)行弱磁場(chǎng)控制，而使將馬達(dá)45M產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn) 矩消除的量的勵(lì)磁電流流動(dòng)，從而進(jìn)行全磁場(chǎng)控制。另外，振幅調(diào)制度為 l.O以下的范圍。接下來，干燥行程控制部90待機(jī)，直到逆變器電路83的輸出電壓相 對(duì)于直流電源電壓的下P艮值到達(dá)100%(步驟S23 ),在到達(dá)100%時(shí)(是)， 進(jìn)行對(duì)輸出電壓進(jìn)行了過調(diào)制的電壓 相位控制，并且使勵(lì)磁電流在負(fù)極 側(cè)增加而進(jìn)行弱磁場(chǎng)控制(步驟S24)。在這里，在圖11中，表示當(dāng) 在逆變器電路83輸出由2相調(diào)制產(chǎn)生的正弦波狀的電壓時(shí)，振幅調(diào)制度小 于1.0的情況(a )和振幅調(diào)制度超過1.0的情況(即，過調(diào)制狀態(tài))(b ) 的波形(這里，圖ll僅表示了包絡(luò)線，實(shí)際上由于PWM信號(hào)，波形是斷 續(xù)的)。在通常的電壓.相位控制的情況下，振幅調(diào)制度最大為1.0,在電壓波 形不失真的范圍內(nèi)輸出正弦波狀的電壓。與此相對(duì)，在步驟S24中，將振 幅調(diào)制度設(shè)定為比1.0大，由此以從正弦波失真的狀態(tài)輸出電壓波形。另外，調(diào)制度控制部91如上所述，基于d軸電流指令I(lǐng)dref和d軸電流Id 確定調(diào)制度指令。此時(shí)，在電流矢量控制側(cè)沒有輸入轉(zhuǎn)速指令coref，所以 作為整體不起作用。但是，d軸電流指令I(lǐng)dref，在全磁場(chǎng)的情況和弱磁場(chǎng) 的情況下，只要預(yù)先設(shè)定賦予的值即可，d軸電流Id也一樣，當(dāng)在步驟S7 中對(duì)控制進(jìn)行切換時(shí)，只要使角速度'轉(zhuǎn)子位置推定部74持續(xù)動(dòng)作即可得 到。即，弱磁場(chǎng)控制，以進(jìn)一步提高馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)速為目的，通過使勵(lì)磁 電流向負(fù)極正側(cè)流得更多(比與磁阻轉(zhuǎn)矩平衡的狀態(tài))而進(jìn)行，但勵(lì)磁電 流是無助于轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生的電流，如果流得更多則銅損增大所以效率下降。 因此，如果如上所述那樣進(jìn)行過調(diào)制控制，則由于波形的失真，執(zhí)行輸出 電壓變得更高，所以能夠使開始弱磁場(chǎng)控制的時(shí)刻更晚，能夠提高效率。然后，與第1實(shí)施例同樣執(zhí)行步驟S8，在逆變器電路83的輸出電壓 下降到相對(duì)于直流電源電壓的下限值變?yōu)?0%以下時(shí)(步驟S25,是)， 切換為矢量控制側(cè)。圖12是與第1實(shí)施例的圖8相一致地表示在第2實(shí)施例中在電壓控制 上組合過調(diào)制控制的情況的圖。在圖12 (a)的壓縮機(jī)A的情況下，起動(dòng) 時(shí)的輸入電力從以往的1025W降低到985W，可見-4%的改善，穩(wěn)定時(shí)的 輸入電力從以往的816W降低到810W，可見-0.7%的改善。另外，在壓縮 機(jī)B的情況下，起動(dòng)時(shí)的輸入電力從以往的1020W降低到985W,與A 同樣可見-4%的改善，對(duì)于穩(wěn)定時(shí)的輸入電力，與以往的820W相同，比 比較基準(zhǔn)惡化了+0.5%。對(duì)于其原因，與在第1實(shí)施例中所述的同樣。對(duì)于圖12 (b),在壓縮機(jī)A的情況下，1.5N ■ m時(shí)的最高轉(zhuǎn)速從以 往的115rps升到157rps，可見+37%的改善，1.7N m時(shí)的最高轉(zhuǎn)速從以 往的102rps升到137rps，可見+34%的改善。另外，未獲取與壓縮機(jī)B有 關(guān)的數(shù)據(jù)?？傊?，改善效果比第1實(shí)施例上升。如上所述根據(jù)第2實(shí)施例，在以將逆變器電路83的輸出電壓波形設(shè)為 正弦波狀的方式進(jìn)行振幅調(diào)制、在干燥運(yùn)行的初始階段通過電壓 相位控 制88進(jìn)行弱磁場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，將輸出電壓的振幅調(diào)制度設(shè)置為比l.O更大來控制為過調(diào)制狀態(tài)。因此，能夠進(jìn)一步提高附加在馬達(dá)45M上的執(zhí)行電壓， 使弱磁場(chǎng)控制的開始時(shí)刻更晚，由此能夠提高效率。本發(fā)明并不僅僅局限于上述或附圖所記載的實(shí)施例，能夠進(jìn)行下述的 變形或擴(kuò)展。也可以與使電壓.相位控制結(jié)束而切換為矢量控制的同時(shí)，開始4吏壓 縮機(jī)馬達(dá)45M的轉(zhuǎn)速下降。對(duì)矢量控制和電壓相位控制進(jìn)行切換的輸出電壓的級(jí)別設(shè)定，也可以 根據(jù)個(gè)別的設(shè)計(jì)而適當(dāng)改變。也可以從最開始通過電壓控制進(jìn)行馬達(dá)45M的起動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種洗滌干燥機(jī)，其特征在于，包括熱泵，其通過壓縮機(jī)對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮，通過冷凝器對(duì)制冷劑進(jìn)行冷凝，通過蒸發(fā)器使制冷劑蒸發(fā)，由此使制冷劑循環(huán)；空氣循環(huán)路徑，其將通過所述冷凝器加熱的空氣導(dǎo)入干燥室從而將內(nèi)部的被干燥物干燥，通過所述蒸發(fā)器對(duì)來自所述干燥室的排氣進(jìn)行除濕，然后通過所述冷凝器再次加熱，由此使空氣循環(huán)；逆變器電路，其用于控制對(duì)所述壓縮機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)馬達(dá)；和控制單元，其控制該逆變器電路；所述控制單元，在干燥運(yùn)行的初始階段，通過電壓·相位控制使所述壓縮機(jī)馬達(dá)進(jìn)行弱磁場(chǎng)運(yùn)行，然后切換為通過電流控制所述壓縮機(jī)馬達(dá)的矢量控制，進(jìn)行全磁場(chǎng)運(yùn)行。
2. 如權(quán)利要求l所述的洗滌千燥機(jī)，其特征在于 所述控制單元，在結(jié)束所述電壓 相位控制之前開始使所述壓縮機(jī)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速降低， 在該使轉(zhuǎn)速降低的過程的途中進(jìn)行向所迷矢量控制的切換。
3. 如權(quán)利要求l所迷的洗滌干燥機(jī)，其特征在于 所述控制單元，在所述干燥運(yùn)行的初始階段，在通過矢量控制使所述壓縮機(jī)馬達(dá)進(jìn)行 全磁場(chǎng)運(yùn)行后，切換為由所述電壓 相位控制進(jìn)行的弱磁場(chǎng)運(yùn)行。
4. 如權(quán)利要求1 ~3中的任意一項(xiàng)所述的洗滌干燥機(jī)，其特征在于 所述控制單元，以將所述逆變器電路的輸出電壓設(shè)為正弦波狀的方式進(jìn)行振幅調(diào)制， 并且在通過所述電壓.相位控制進(jìn)行弱磁場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，將所迷輸出電壓 的振幅調(diào)制度設(shè)置為比1.0更大來控制為過調(diào)制狀態(tài)。
全文摘要
提供一種能夠進(jìn)一步縮短干燥運(yùn)行時(shí)間、并且也能夠謀求消耗電力的降低的洗滌干燥機(jī)。在洗滌干燥機(jī)的內(nèi)部構(gòu)成熱泵，并包括逆變器電路(83)，其在將通過冷凝器加熱的空氣導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)槽從而將內(nèi)部的被干燥物干燥、通過蒸發(fā)器對(duì)來自旋轉(zhuǎn)槽的排氣進(jìn)行除濕、然后通過冷凝器再次加熱、使空氣循環(huán)時(shí)，控制對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)馬達(dá)(45M)；和控制單元(56)，其控制該逆變器電路(83)；控制單元(56)的干燥行程控制部(70)，在干燥運(yùn)行的初始階段，通過電壓·相位控制使壓縮機(jī)馬達(dá)(45M)進(jìn)行弱磁場(chǎng)運(yùn)行，然后切換為通過電流控制壓縮機(jī)馬達(dá)(45M)的矢量控制，進(jìn)行全磁場(chǎng)運(yùn)行。
文檔編號(hào)F25B30/00GK101270543SQ20081008585
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者前川佐理, 細(xì)糸強(qiáng)志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝;東芝電器營銷株式會(huì)社;東芝家電制造株式會(huì)社