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図面 (13)

課題

従来の構成の動力発生装置は、3相巻線を構成する三つの巻線のうちの一つが断線したような場合には、残りの巻線に過大電流が流れて破壊焼損に至るという課題を有している。

解決手段

制御手段18は3相巻線13の断線の有無を検知する導通検知手段23を有し、この導通検知手段23が3相巻線13を構成するいずれか1巻線の断線を検知したときはインバータ停止手段25がインバータ回路17を停止する動力発生装置としている。

概要

背景

従来の動力発生装置について、図12を用いて説明する。従来の動力発生装置は、電動機111と、電動機111に3相電流を供給するインバータ回路112と、インバータ回路112に電源を供給する直流電源変換装置113と商用電源114によって構成している。

電動機111は特に図示していないが、3相巻線116を備えている第1の物体115と、第1の物体115によって駆動される第2の物体から構成されている。3相巻線116は、端子U・端子V・端子Wにいずれも一端を接続しており、他端は中性点として接続されている。また第2の物体は、珪素鋼板等を積層して構成した回転子と、回転子の表面に設けたリング状の永久磁石によって構成している。

インバータ回路112は、第1・第2のスイッチング素子、第3・第4のスイッチング素子、第5・第6のスイッチング素子の2個のスイッチング素子を直列に接続した3個の直列回路並列に接続して構成している。また各スイッチング素子にはIGBTを使用している。前記3相巻線116の接続端U・V・Wは、前記スイッチング素子の直列回路の接続点に接続している。つまり2つのスイッチング素子のオンオフの組み合わせによって、3相巻線116を接続している端子U・V・Wを、正電圧電圧・開放3状態に制御している。このスイッチング素子のオン・オフは、マイコン等によって構成している制御手段117によって行われている。

直流電源変換装置113は、ここではダイオードブリッジ118とチョークコイル119と平滑用コンデンサ120によって構成している。またIinは、インバータ回路112の入力電流である。

下前記従来の構成のものの動作について説明する。制御手段117の指示によって、インバータ回路112は端子U・端子V間、端子U・端子W間、端子V・端子W間、端子V・端子U間、端子W・端子U間、端子W・端子V間、端子U・端子V間に順次電圧印加する。この結果、第1の物体115を構成している3相巻線のそれぞれには電流が流れ、第1の物体115は回転磁界を発生する。この回転磁界によって第2の物体にはフレミング左手の法則に従った力が発生し、電動機111は回転する。

図9は、インバータ回路112が3相巻線116に供給する3相電流を示している。3相巻線116の一つの導体に流れる電流をi、第2の物体の表面に設けている永久磁石の磁束密度をb、永久磁石に対向している3相巻線116の導体の長さをl、発生する力をfとすると、f=bilとなり、発生するトルクは、fに導体数半径を乗じた値となる。

概要

従来の構成の動力発生装置は、3相巻線を構成する三つの巻線のうちの一つが断線したような場合には、残りの巻線に過大電流が流れて破壊焼損に至るという課題を有している。

制御手段18は3相巻線13の断線の有無を検知する導通検知手段23を有し、この導通検知手段23が3相巻線13を構成するいずれか1巻線の断線を検知したときはインバータ停止手段25がインバータ回路17を停止する動力発生装置としている。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
2件

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請求項1

3相巻線を有する第1の物体と第1の物体によって駆動される第2の物体と、3相巻線に電流を供給するインバータ回路と、インバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は3相巻線の断線の有無を検知する導通検知手段を有し、この導通検知手段が3相巻線を構成するいずれかの1巻線の断線を検知したときはインバータ回路を停止する動力発生装置

請求項2

3相巻線を構成するいずれか1巻線に、所定温度で動作する電流開閉手段を設けた請求項1記載の動力発生装置。

請求項3

3相巻線を構成するいずれか2巻線に、所定温度で動作する電流開閉手段を設けた請求項1記載の動力発生装置。

請求項4

制御手段は、インバータ回路の入力電流最大値平均値を比較する請求項1から3のいずれか1項に記載した動力発生装置。

請求項5

制御手段は、インバータ回路が有しているスイッチング素子オンしている時、スイッチング素子に流れる電流を測定する請求項1から3のいずれか1項に記載した動力発生装置。

請求項6

制御手段は、電動機の回転数とインバータ回路の入力電流のリプル周波数とを比較する請求項1から3のいずれか1項に記載した動力発生装置。

請求項7

請求項1から6のいずれか1項に記載した動力発生装置を有する電気洗濯機

技術分野

0001

本発明は、民生用または産業用の各種の機器に使用する動力発生装置と、この動力発生装置を使用した電気洗濯機に関するものである。

背景技術

0002

従来の動力発生装置について、図12を用いて説明する。従来の動力発生装置は、電動機111と、電動機111に3相電流を供給するインバータ回路112と、インバータ回路112に電源を供給する直流電源変換装置113と商用電源114によって構成している。

0003

電動機111は特に図示していないが、3相巻線116を備えている第1の物体115と、第1の物体115によって駆動される第2の物体から構成されている。3相巻線116は、端子U・端子V・端子Wにいずれも一端を接続しており、他端は中性点として接続されている。また第2の物体は、珪素鋼板等を積層して構成した回転子と、回転子の表面に設けたリング状の永久磁石によって構成している。

0004

インバータ回路112は、第1・第2のスイッチング素子、第3・第4のスイッチング素子、第5・第6のスイッチング素子の2個のスイッチング素子を直列に接続した3個の直列回路並列に接続して構成している。また各スイッチング素子にはIGBTを使用している。前記3相巻線116の接続端U・V・Wは、前記スイッチング素子の直列回路の接続点に接続している。つまり2つのスイッチング素子のオンオフの組み合わせによって、3相巻線116を接続している端子U・V・Wを、正電圧電圧・開放3状態に制御している。このスイッチング素子のオン・オフは、マイコン等によって構成している制御手段117によって行われている。

0005

直流電源変換装置113は、ここではダイオードブリッジ118とチョークコイル119と平滑用コンデンサ120によって構成している。またIinは、インバータ回路112の入力電流である。

0006

下前記従来の構成のものの動作について説明する。制御手段117の指示によって、インバータ回路112は端子U・端子V間、端子U・端子W間、端子V・端子W間、端子V・端子U間、端子W・端子U間、端子W・端子V間、端子U・端子V間に順次電圧印加する。この結果、第1の物体115を構成している3相巻線のそれぞれには電流が流れ、第1の物体115は回転磁界を発生する。この回転磁界によって第2の物体にはフレミング左手の法則に従った力が発生し、電動機111は回転する。

0007

図9は、インバータ回路112が3相巻線116に供給する3相電流を示している。3相巻線116の一つの導体に流れる電流をi、第2の物体の表面に設けている永久磁石の磁束密度をb、永久磁石に対向している3相巻線116の導体の長さをl、発生する力をfとすると、f=bilとなり、発生するトルクは、fに導体数半径を乗じた値となる。

発明が解決しようとする課題

0008

前記従来の構成の動力発生装置は、3相巻線を構成する三つの巻線のうちの一つが断線したような場合には、残りの巻線に過大電流が流れて破壊焼損に至るという課題を有している。つまり一つの巻線が非導通状態となった場合、制御手段はインバータ回路を駆動して残りの二つの巻線の端子間に交互に電力を供給して、断線前と同じ回転数またはトルクの状態にするものである。このため、残り二つの巻線に流れる電流は過大となって、前記破壊・焼損に至るものである。

課題を解決するための手段

0009

このような従来の構成が有している課題を解決するために、本発明は3相巻線のいずれか一つの巻線が断線したことを導通検知手段によって検知すると、インバータ回路を停止するように働く動力発生装置としているものである。

発明を実施するための最良の形態

0010

請求項1に記載した発明は、制御手段は3相巻線の断線の有無を検知する導通検知手段を有し、この導通検知手段が3相巻線を構成するいずれか1巻線の断線を検知したときはインバータ停止手段がインバータ回路を停止する動力発生装置としている。

0011

請求項2に記載した発明は、3相巻線のいずれか1巻線には所定温度で動作する電流開閉手段を設けて、異常によって巻線の温度が上昇した場合には1巻線をオープンとして導通検知手段・インバータ停止手段によってインバータ回路を確実に停止できる動力発生装置としている。

0012

請求項3に記載した発明は、3相巻線のいずれか2巻線に設けた電流開閉手段によって、制御手段に異常が生じてもインバータ回路を確実に停止できる動力発生装置としている。

0013

請求項4に記載した発明は、制御手段は、インバータ回路の入力電流の最大値平均値を比較するようにして、簡単な構成で巻線の非導通を確実に検知できる安全な動力発生装置としている。

0014

請求項5に記載した発明は、制御手段は、インバータ回路が有しているスイッチング素子がオンしている時スイッチング素子に流れる電流を測定するようにして、高速で巻線の断線を検知できる安全な動力発生装置としている。

0015

請求項6に記載した発明は、制御手段は、電動機の回転数とインバータ回路の入力電流のリプル周波数とを比較するようにして、耐ノイズ性が高く、かつ異常状態時に確実に動作を停止する動力発生装置としている。

0016

請求項7に記載した発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載した動力発生装置を有する電気洗濯機として、衣類の入れ過ぎ、電源異常などの異常状態においても過熱を防止でき、安全性の高い電気洗濯機としている。

0017

(実施例1)以下本発明の第1の実施例について説明する。図1は本実施例の動力発生装置の構成を示す回路図である。本実施例の動力発生装置は、3相巻線13を有する第1の物体12と、第1の物体12によって駆動される第2の物体と、前記3相巻線13に電流を供給するインバータ回路17と、インバータ回路17を制御する制御手段18と、インバータ回路17に直流電源を供給する直流電源装置20と、商用電源19とから成っている。

0018

第1の物体12は、珪素鋼板を積層して構成した鉄心と、鉄心に設けているスロットを利用して巻き回した第1の巻線14と第2の巻線15と第3の巻線16とを有している。第1の巻線14と第2の巻線15と第3の巻線16は、3相巻線13を構成するように電気的に120°ずつ離れた配置としている。図示していない第2の物体は、例えば磁性体の表面にリング状の永久磁石を配設した構成としているものである。またインバータ回路17は、第1・第2のスイッチング素子、第3・第4のスイッチング素子、第5・第6のスイッチング素子の2個のスイッチング素子を直列に接続した3個の直列回路を並列に接続して構成している。なお各スイッチング素子にはIGBTを使用している。またこれらのスイッチング素子の出力側は、前記3相巻線13の接続端子U・V・Wに接続している。つまり2つのスイッチング素子のオン・オフの組み合わせによって、3相巻線13を接続している端子U・V・Wを、正電圧・零電圧・開放の3状態に制御している。また各スイッチング素子の入力側は、直流電源20の出力を接続している。

0019

直流電源20は、商用電源19を、ダイオードブリッジ20・チョークコイル21・平滑用コンデンサ22によって直流に変換している。

0020

制御手段18は例えばホールICとマイコンによって構成しており、前記スイッチング素子のオン・オフを制御している。また本実施例では、制御手段はマイコンの機能を起用して導通検知手段23と導通検知手段23の信号によって動作するインバータ停止手段25を有している。導通検知手段23は、インバータ回路17の入力電流Iinの大きさを検知している。つまり入力電流Iinの最大値と第2の物体の出力トルクとが殆ど比例関係にあり、また第2の物体の出力トルクと回転数も殆ど比例関係であることを利用して、第2の物体が所定の回転数である時に、入力電流Iinの最大値が所定値を超えた時に、インバータ回路17を構成する各スイッチング素子のゲート信号強制的に零バイアスとするものである。

0021

以下本実施例の動作について説明する。制御手段18がインバータ回路17を制御して、3相巻線を構成する第1の巻線14の接続端子Uを正に、第2の巻線15の接続端子Vを0に、第3の巻線の接続端子Wを開放にすると、第1の巻線14と第2の巻線15には電流が流れる。また引き続いて、接続端子U・接続端子W間、接続端子V・接続端子W間、接続端子V・接続端子U間、接続端子W・接続端子U間、接続端子W・接続端子V間、接続端子U・接続端子V間に順次電圧を印加する。この結果、第1の物体12を構成している3相巻線13のそれぞれには電流が流れ、第1の物体12は回転磁界を発生する。この回転磁界によって第2の物体にはフレミング左手の法則に従った力が発生し、第2の物体は回転する。

0022

このとき、つまり正常時にインバータ回路17に流れる入力電流Iinは、図2(a)に示すように変化している。ここで例えば、落下物衝突したりするような異常によって、3相巻線13を構成する第1の巻線14が断線したとする。この瞬間には、3相巻線13に流れる電流が減少するので、電動機11の回転数及びトルクは低下する。このとき制御手段18はマイコンにより回転数制御を行っており、第2の物体の回転数・トルクを正常状態に維持しようとする。このため、インバータ回路17に流れる入力電流Iinを図2(b)に示しているように、増加させる。つまり、第2の巻線15と第3の巻線16に流れる電流を増加させるものである。導通検知手段23は、この入力電流Iinの大きさを検知しており、この最大値が所定値を超えるとインバータ停止手段25にオン信号を送るものである。

0023

本実施例では、この所定値を正常時の値と断線時の値の間に設定しているものである。従って前記異常現象によって3相巻線13の1つが断線した場合には、インバータ停止手段25が作用して、インバータ回路17を構成するすべてのスイッチング素子をオフ状態とし、インバータ回路17を停止するものである。

0024

なお本実施例においては、一旦インバータ停止手段25が動作すると、ラッチされた状態となり、これを解除するには、一度商用電源19を切り離す事が必要となるものである。ただし、本発明は前記ラッチ動作を行う構成のみに限定するものではなく、またラッチ状態を解除する解除方法についても、例えば解除信号を装置に入力することによって商用電源19を切り離すことなく解除できるものである。

0025

以上のように本実施例によれば、3相巻線13の内の一つの巻線のみが断線した場合であっても、確実にこの断線を検知して、インバータ回路17の動作を停止することができるものである。このため、インバータ回路17に過電流が流れることを防止でき、従って装置が過熱することを防止できる安全な動力発生装置を実現できるものである。また、断線部分修理することによって復旧することも可能な動力発生装置としているものである。

0026

(実施例2)続いて本発明の第二の実施例について説明する。図3は、本実施例の構成を示す回路図である。本実施例では、3相巻線12を構成する一巻線14に所定温度で回路を開閉する電流開閉手段30を接続している。電流開閉手段30としては本実施例では、所定温度に達すると形状が変化するバイメタルを使用している。巻線14の一端はこの電流開閉手段30の一端に接続しており、電流開閉手段30の他端は接続端子Uに接続している。

0027

以下本実施例の動作について説明する。第1の物体12と第2の物体との間に何かの原因によって異物混入し、第2の物体がロック状態になったとする。このとき制御手段18は、三相巻線13に供給する電流を増加させてロック状態を解除しようとする。従って三相巻線13の発熱量は増加し、第1の物体12は温度上昇する。電流開閉手段30は、この温度が所定値を越えると変形して回路をオープンにするものである。すなわち、巻線14はオープンとなって、巻線15と巻線16とが導通状態となるものである。この結果前記第1の実施例で説明したように、導通検知手段23が動作し、インバータ停止手段25がインバータ回路17の動作を停止するものである。

0028

すなわち本実施例によれば、第2の物体がロック状態になって三相巻線13が温度上昇した場合に、確実に三相巻線の一巻線をオープンとして、インバータ回路17を停止して、装置の温度が所定値以上に上昇しない動力発生装置を実現できるものである。

0029

(実施例3)続いて本発明の第3の実施例について説明する。図4は本実施例の構成を示す回路図である。本実施例では、三相巻線13を構成する巻線14・巻線15に、電流開閉手段30・電流開閉手段31を接続しているものである。

0030

以下本実施例の動作について説明する。異常時には二つの電流開閉手段30・31の内のいずれかが先に動作する。例えば電流開閉手段30が先に動作したとする。この時点で導通検知手段23は三相巻線12の一巻線14の断線を検知し、インバータ停止手段25が動作してインバータ回路17を停止する。しかしこのとき、制御手段18が誤動作したりしてインバータ回路17が動作し続けた場合には、第2の巻線15と第3の巻線16には過電流が供給されることになるものである。本実施例はこのような異常に際しても、電流開閉手段31が動作することによって回路が確実に遮断され、装置は停止するものである。

0031

つまり本実施例によれば、第2の物体がロック状態になったという異常に加えて、制御手段18が異常を起こした場合であっても、確実に動作を停止できる非常に安全な動力発生装置を実現するものである。

0032

(実施例4)続いて本発明の第4の実施例について説明する。図5は本実施例の構成を示す回路図である。インバータ回路17は、本実施例ではIGBTと逆導通ダイオード並列回路からなるスイッチング素子によって構成しているものである。すなわち、第1のスイッチング素子40と第2のスイッチング素子41の直列回路と、第3のスイッチング素子42と第4のスイッチング素子43の直列回路と、第5のスイッチング素子44と第6のスイッチング素子45の直列回路を並列接続した構成としている。また制御手段18は、インバータ回路17と平滑用コンデンサ22との間に接続した抵抗器からなる電流検知手段50と、最大値検知手段51と、平均値検知手段52と、比較手段53と、インバータ停止手段25と、ドライブ回路66を備えている。ドライブ回路66は、第1のスイッチング素子40・第2のスイッチング素子41・第3のスイッチング素子42・第4のスイッチング素子43・第5のスイッチング素子44・第6のスイッチング素子45のオンオフを制御している。最大値検知手段51は、本実施例ではトランジスタエミッタフォロワ回路コンデンサとによって構成したピークホールド回路を使用している。また平均値検知手段52は、定数を適切に設定した抵抗器とコンデンサとの直列回路によって構成している。

0033

以下本実施例の動作について説明する。図6(a)は、正常状態時でのインバータ回路17への入力電流Iinの波形を示している。入力電流Iinは3相巻線13のインダクタンスによって、三角波に近い波形となっている。従って、入力電流Iinの最大値Ipと、入力電流Iinの平均値Iaveとの間には、正常状態時ではIp=2*Iave という関係が成り立っている。また第2の物体に接続した負荷が重くなって、第2の物体が発生するトルクが増加すると、インバータ17への入力電流Iinの波形は3相巻線13の抵抗値によって制限され、方形波に近くなる。この状態ではIpとIaveとの関係は、Ip=Iaveとなっている。

0034

3相巻線13を構成する三つの巻線の内の一つの巻線が断線したり、または、第2の物体のロック状態となって、実施例2または実施例3で説明した電流開閉手段30または31が非導通となった場合には、インバータ17への入力電流Iinは図6(b)に示しているようになる。つまり、導通状態となっている二つの巻線にのみ、インバータ17から電力が供給されているものであり、この状態ではIpとIaveとの関係は、Ip=6*Iaveとなっている。また、三相巻線が13が2巻線となっている状態で、第2の物体が発生するトルクが増加して、インバータ17への入力電流Iinの波形が方形波に近くなった場合は、Ip=3*Iaveという関係になっているものである。

0035

つまり本実施例の比較手段53は、IpがIaveの3倍以上になった時点で、3相巻線13を構成する三つの巻線の内の一つが非導通状態であると判断して、インバータ停止手段25にオン信号を送信する。このとき本実施例では、IpとIaveとの関係が単純なものであるため、最大値検知手段51の出力電圧と、平均値検知手段52の出力電圧とをそれぞれ適当に分圧することで、比較手段53をコンパレータ一基で実現できるものである。

0036

以上のように本実施例によれば、簡単な構成で導通検知手段を実現でき、3相巻線13を構成する三つの巻線の内の一つの巻線が非導通になると、確実に動作を停止する安全な動力発生装置を実現できる。

0037

(実施例5)続いて本発明の第5の実施例について説明する。図7は本実施例の構成を示す回路図である。本実施例では制御手段18は、第2のスイッチング素子41に直列に接続した第1の電流検知手段60と、第4のスイッチング素子43に直列に接続した第2の電流検知手段61と、第6のスイッチング素子45に直列に接続した第3の電流検知手段62と、第1の論理回路63と第2の論理回路64と、第3の論理回路65と、インバータ停止手段25と、ドライブ回路66とを備えている。第1の論理回路63は、第2のスイッチング素子41がオンの時、第1の電流検知手段60に流れる電流が0であると、インバータ停止手段25にオン信号を送信する。第2の論理回路64は、第4のスイッチング素子43がオンの時、第2の電流検知手段61に流れる電流が0であると、インバータ停止手段25にオン信号を送信する。第3の論理回路65は、第6のスイッチング素子457がオンの時、第3の電流検知手段62に流れる電流が0であると、インバータ停止手段25にオン信号を送信する。前記第1の電流検知手段60・第2の電流検知手段61・第3の電流検知手段62は、抵抗器によって構成しており、また前記第1の論理回路63・第2の論理回路64・第3の論理回路65はICによって構成しているものである。

0038

以下本実施例の動作について説明する。図8(a)は、第2のスイッチング素子41・第4のスイッチング素子43・第6のスイッチング素子45のオン・オフ動作を示す波形である。また、図8(b)は正常状態時でのインバータ回路17への入力電流Iinを示す波形で、図8(c)は3相巻線13を構成する三つの巻線の内の一つ(ここでは、第1の巻線14とする)が非導通状態となった時のインバータ回路17への入力電流Iinを示す波形である。

0039

この図8から明らかであるように、各スイッチング素子のオンの周期は決まっているものである。従って例えば、第2のスイッチング素子41がオンの時、所定周期の間、第1の電流検知手段60が電流を検知しないときには異常が発生したものであり、第1の論理回路63は、インバータ停止手段25にオン信号を送信する。こうして、インバータ停止手段25はインバータ回路17を停止するものである。

0040

以上のように本実施例によれば、比較的高速で動作する導通検知手段を実現でき、3相巻線を構成する三つの巻線の内の一つの巻線が非導通になった時点で、確実に動作を停止する安全な動力発生装置を実現できるものである。

0041

(実施例6)続いて本発明の第6の実施例について説明する。図9は本実施例の構成を示す回路図である。本実施例では制御手段18は、周波数検知手段70と回転数検知手段71と、比較手段72と、ドライブ回路66とを備えている。周波数検知手段70は、インバータ回路17に流れる入力電流Iinを電圧に変換して検知する抵抗器からなる電流検知手段と、電流検知手段が検知した入力電流の波形をハイ・ローのパルス波形に変換し、所定期間このパルス数カウントするカウンタとによって構成している。また回転数検知手段71は、第2の物体が有している永久磁石の磁極を検知するホールICと、このホールICが出力する信号のパルス数をカウントするカウンタとから構成している。比較手段72は、回転数検知手段71が出力したカウント数と、周波数検知手段70が出力したカウンタ数とを比較して、所定値以上の差が生じた時にインバータ停止手段25にオン信号を送信している。

0042

以下本実施例の動作について説明する。図10(a)は、回転数検知手段71を構成するホールICのパルス波形を示している。また図10(b)は、正常動作時のインバータ回路17への入力電流Iinの波形を示している。図10(c)は、3相巻線13を構成する三つの巻線の内の一つの巻線が非導通となった時の、インバータ17への入力電流Iinの波形を示している。

0043

本実施例では周波数検知手段70を構成しているパルス発生装置は、インバータ回路17への入力電流が零になると所定時間、ハイを出力するようなICを用いている。これによって、図10(b)に示している正常状態時では、周波数検知手段70が検知しているパルス数は図10(a)に示している回転数検知手段71が検知した信号のパルス数の約2倍のパルス数となっている。また図10(c)に示しているように3相巻線13を構成する三つの巻線の内の一つの巻線が非導通となった時には、周波数検知手段70が検知しているパルス数は、図10(a)に示している回転数検知手段71が検知したパルス数の1.5倍となっている。

0044

この現象を利用して、本実施例ではICによって構成している比較手段72が回転数検知手段71が出力したカウント数と、周波数検知手段70が出力したカウント数とを比較して、所定値以上の差が生じた時にインバータ停止手段25にオン信号を送信しているものである。従って、3相巻線13を構成する三つの巻線の内の一つが非導通になった場合に確実に検知して、インバータ回路17を停止できるものである。またこのとき本実施例では、導通検知手段23を周波数検知手段70と回転数検知手段71と比較手段72とによって構成しており、ハイ・ローのパルスのみによって導通状態を判別しているものであるため、耐ノイズ性が高いものである。

0045

なお前記実施例1から実施例6で説明した動力発生装置は、いずれも回転運動を行いつつ負荷に動力を供給するモータを例として示しているが、本発明の動力発生装置はこのようなモータに限定するものではなく、例えば直線運動を行う一般にリニアモータと呼ばれる構造のものについても適用できるものである。

0046

(実施例7)続いて本発明の第7の実施例について説明する。図11は本実施例の構成を示す断面図である。洗濯機外枠91は四隅に設けている4本の吊り棒92によって水受け槽93を吊り下げており、洗濯兼脱水槽94は水受け槽93内に回転自在に配設している。洗濯兼脱水槽94の底部には、攪拌翼95を回転自在に配設している。水受け槽93の底部には、インバータと電動機によって構成した動力発生装置96を設けている。動力発生装置96の回転力は、Vベルト97及び減速機構98を介して前記攪拌翼95及び洗濯兼脱水槽94に伝達されている。99は排水弁、100は給水弁である。制御装置101は図示していない入力手段によって使用者が設定した条件によって、洗い・すすぎ脱水の各行程を制御し、動力発生装置96を制御するものである。なお本実施例で使用している動力発生装置96は、前記各実施例で説明した構成のものとする。

0047

以下本実施例の動作について説明する。洗濯兼脱水槽94に過大な量の衣類を投入した状態で動力発生装置96を駆動すると、動力発生装置96は過負荷状態となって温度上昇する。このとき実施例3で説明したように、動力発生装置96内の電流開閉手段は所定温度で動作して非導通状態となり、続いて導通検知手段・インバータ停止手段が動作してインバータ回路を停止するものである。このため動力発生装置は、過熱状態となる前に停止し、周囲の構成物の特性劣下や、発煙発火などを防ぐことができる。また、動力発生装置96を構成する制御手段が故障した場合においても、所定温度を超えた段階で、2つの電流開閉手段が順次非導通となって、確実に動力発生装置を停止することができるものである。

0048

以上のように本実施例によれば、衣類の入れ過ぎや、電源異常などの異常状態が発生しても動力発生装置を過熱状態になる前に確実に停止し、構成部品の熱による劣化等を防止できる安全性の高い電気洗濯機を実現するものである。

発明の効果

0049

請求項1に記載した発明は、3相巻線を有する第1の物体と第1の物体によって駆動される第2の物体と、3相巻線に電流を供給するインバータ回路と、インバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は3相巻線の断線の有無を検知する導通検知手段を有し、この導通検知手段が3相巻線を構成するいずれかの1巻線の断線を検知したときはインバータ回路を停止する構成として、過熱を防止できる安全な動力発生装置を実現するものである。

0050

請求項2に記載した発明は、3相巻線を構成するいずれか1巻線に所定温度で動作する電流開閉手段を設けた構成として、異常によって巻線の温度が上昇した場合には1巻線をオープンとして導通検知手段・インバータ停止手段によってインバータ回路を確実に停止できる動力発生装置を実現するものである。

0051

請求項3に記載した発明は、3相巻線を構成するいずれか2巻線に、所定温度で動作する電流開閉手段を設けた構成として、異常によって巻線の温度が上昇した場合には、制御手段に異常が生じていても確実に停止できる動力発生装置を実現するものである。

0052

請求項4に記載した発明は、制御手段は、インバータ回路の入力電流の最大値と平均値を比較する構成として、簡単な構成で巻線の非導通を確実に検知できる安全な動力発生装置を実現するものである。

0053

請求項5に記載した発明は、制御手段は、インバータ回路が有しているスイッチング素子がオンしている時、スイッチング素子に流れる電流を測定する構成として、高速で巻線の断線を検知できる安全な動力発生装置を実現するものである。

0054

請求項6に記載した発明は、制御手段は、電動機の回転数とインバータ回路の入力電流のリプル周波数とを比較する構成として、耐ノイズ性が高く、かつ異常状態時に確実に動作を停止する動力発生装置を実現するものである。

0055

請求項7に記載した発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載した動力発生装置を有する電気洗濯機として、衣類の入れ過ぎ、電源異常などの異常状態においても過熱を防止でき、安全性の高い電気洗濯機を実現するものである。

図面の簡単な説明

0056

図1本発明の第1の実施例である動力発生装置の構成を示す回路図
図2同、正常時に巻線に流れる電流の波形及び1巻線が断線した場合に残りの巻線に流れる電流の波形を示す波形図
図3本発明の第2の実施例である動力発生装置の構成を示す回路図
図4本発明の第3の実施例である動力発生装置の構成を示す回路図
図5本発明の第4の実施例である動力発生装置の構成を示す回路図
図6同、正常時に巻線に流れる電流の波形及び1巻線が断線した場合に残りの巻線に流れる電流の波形を示す波形図
図7本発明の第5の実施例である動力発生装置の構成を示す回路図
図8同、正常時でのスイッチング素子の動作、正常時に巻線に流れる電流の波形及び1巻線が断線した場合に巻線に流れる電流の波形を示す波形図
図9本発明の第6の実施例である動力発生装置の構成を示す回路図
図10同、回転数検知手段が検知しているホールICのパルス波形を正常動作時のインバータ回路の入力電流の波形及び1巻線が断線した状態でのインバータ回路の入力電流の波形を示す波形図
図11本発明の第7の実施例である洗濯機の構成を示す断面図
図12従来の動力発生装置の構成を示す回路図

--

0057

12 第1の物体
133相巻線
17インバータ回路
18 制御手段
23導通検知手段
25インバータ停止手段
30電流開閉手段
31 電流開閉手段
50電流検知手段
51最大値検知手段
52平均値検知手段
53 比較手段
60 第1の電流検知手段
61 第2の電流検知手段
62 第3の電流検知手段
63 第1の論理回路
64 第2の論理回路
65 第3の論理回路
70周波数検知手段
71回転数検知手段
72 比較手段
96 動力発生装置

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