CN102025252B - 转子位置检测装置 - Google Patents

Abstract

一种转子位置检测装置，对于在转子中配置有在一部分中磁力是不同的永久磁铁的永久磁铁马达，使用低成本的磁检测传感器正确地检测转子位置。永久磁铁马达(1)在转子(3)中配置磁力不同的两种磁铁、钕磁铁(9a)和铝镍钴磁铁(9b)而构成的情况下，速度·位置检测部(55)使用3个霍尔传感器(68)(A、B、C)检测永久磁铁马达(1)的旋转速度，基于该旋转速度检测转子(3)的位置。并且，速度·位置修正部(80)，在根据由霍尔传感器(68)输出的传感器信号的变化状态检测出钕磁铁(9a)与铝镍钴磁铁(9b)的边界时，修正由速度·位置检测部(55)检测出的旋转速度或转子位置。

Description

转子位置检测装置

技术领域

本发明涉及检测在转子中配置有多个中的一部分磁力不同的永久磁铁的永久磁铁马达的转子位置的装置。

背景技术

近年来，在洗涤机中，通过直接驱动方式的永久磁铁马达、与采用矢量控制的马达控制装置的组合，实现马达的控制精度及洗涤性能的提高，并且得到消耗电力的降低及洗涤运转中的振动降低等的效果。在以往的一般的控制方式中，在通过脱水运转等使马达高速旋转的情况下，进行通以对转矩没有作用的d轴电流Id而使马达的感应电压减小的弱励磁控制。在此情况下，在脱水运转中通过总是流过对转矩没有作用的电流使铜损耗增加，导致效率的下降。

对此，在专利文献1所公开的技术中，通过使d轴电流瞬间流过顽磁力较低的永久磁铁中而不可逆地引起减磁现象，在脱水运转时使永久磁铁的磁通减少。由此，使在高速旋转时在马达的绕组中产生的感应电压减少，能够不总是通电d轴电流而进行高速运转。

[专利文献1]日本特开2009－118663号公报

但是，为了驱动控制上述那样的永久磁铁马达，在作为检测转子位置的位置传感器而使用具备检测磁通的霍尔元件及装入有霍尔元件的IC而构成的霍尔传感器的情况下，位置检测误差有可能增加。作为例子，在图13中对于将以两值信号输出磁通的检测信号的霍尔传感器以电角（电气角）60度间隔配置有3个的情况，表示转子位置与从各霍尔传感器输出的信号波形的关系。

霍尔传感器检测永久磁铁的磁通，由于该磁通根据转子位置而变化，所以对应于转子位置，3个两值信号在不同的相位（60度间隔）变化（参照图13（b）），根据这些信号能够检测转子位置及旋转速度。

但是，在如专利文献1那样混合配置有产生的磁通（磁力）较大不同的永久磁铁的情况下，这些磁通的变化与转子位置的变化的关系与图13的情况不同。在图14中，配置在中心的永久磁铁101是低顽磁力的永久磁铁（在专利文献1中是铝镍钴磁铁），配置在其两相邻处的永久磁铁102都是高顽磁力的永久磁铁（在专利文献1中是钕磁铁）。

在此情况下，在两个永久磁铁102相互相邻之间，磁通密度为0的边界呈直线状（在三维上看是平面状），而在永久磁铁101与其两个相邻的永久磁铁102之间，上述边界为被从两侧挤压的形状，为向永久磁铁101侧弯入的曲线状（在三维上看，边界面的上端侧、下端侧呈曲面）。

在图15中表示配置在转子中的永久磁铁产生的磁通、和霍尔传感器（仅A相）的输出脉冲。霍尔传感器在作用于磁力比其他磁铁强的磁铁的情况下脉冲宽度向扩大的方向变化。反之，在霍尔传感器作用于磁力比其他磁铁弱的磁铁的情况下，脉冲宽度向缩窄的方向变化。这样一旦脉冲宽度暂时性变化，则在位置检测中发生误差。

此外，在永久磁铁的磁通不同的情况下，如果对定子线圈通电电流，则线圈产生的磁通给霍尔传感器带来影响，显示出上述位置检测误差进一步扩大的趋势。即，霍尔传感器由于检测从磁铁的漏磁通，所以从定子侧作用于磁铁的磁场向将磁铁的主磁通减磁的方向作用、或向增磁的方向作用，由此，作用在霍尔传感器上的漏磁通量也变化。例如，如果定子侧的磁场向将磁铁的主磁通较大地增磁的方向作用，则也有漏磁通的方向自身反转、脉冲信号部分进行反转的情况。于是，在被检测的转子位置和旋转速度中发生了大的误差，如果基于该检测结果进行马达控制，则有可能因电流的急剧的变化而产生噪声、或因失步而马达停止。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供一种在转子中配置有一部分磁力不同的永久磁铁的永久磁铁马达中、能够使用低成本的磁通检测传感器而正确地检测转子位置的转子位置检测装置。

为了解决上述问题，技术方案1所述的转子位置检测装置，其将在配置在转子中的多个永久磁铁的一部分中具备磁力不同的永久磁铁的永久磁铁马达作为检测对象，其特征在于，具备：速度·位置检测机构，使用多个磁检测传感器检测上述永久磁铁马达的旋转速度，基于该旋转速度检测上述转子的位置；以及修正机构，当根据由上述磁检测传感器输出的传感器信号的变化状态检测到上述多个永久磁铁中磁力相互不同的永久磁铁的边界时，修正由上述速度·位置检测机构检测的上述旋转速度或上述转子位置,

上述修正机构存储在上述永久磁铁马达的旋转中检测出的上述边界的位置，以后在超过存储了的边界的情况下进行修正。

根据技术方案1所述的转子位置检测装置，在通过磁检测传感器检测在转子中配置有一部分磁力不同的永久磁铁的永久磁铁马达的转子位置的情况下，即使在磁力不同的磁铁的边界发生变形，也由修正机构修正由速度·位置检测机构检测的永久磁铁马达的旋转速度或转子位置，所以能够正确地得到转子位置。

所述的转子位置检测装置，其特征在于，上述修正机构在超过上述存储了的边界的情况下监视由上述磁检测传感器输出的传感器信号的脉冲间隔变化的时间，如果该脉冲间隔变化的时间超过容许范围，则进行修正。

所述的转子位置检测装置，其特征在于，上述修正机构，根据上述永久磁铁马达的旋转方向改换为以在配置的多个磁检测传感器中、将位于最两端的磁检测传感器的某个作为因误检测而要进行修正的对象。

所述的转子位置检测装置，其特征在于，上述修正机构在由上述多个磁检测传感器输出的各传感器信号的电平变化的组合为异常的图形的组合的情况下也进行修正。

所述的转子位置检测装置，其特征在于，上述修正机构，基于由上述速度·位置检测机构检测的上述旋转速度或上述转子位置的上次值，分别修正上述旋转速度或上述转子位置。

附图说明

图1是一实施例，是表示修正速度及位置的处理的流程图。

图2是表示速度及位置的检测处理的流程图。

图3是表示所有的磁铁的磁力相等的情况下的各信号波形的时间图。

图4是部分磁铁的磁力不同的情况下的对应于图3的图。

图5是表示将霍尔传感器的信号脉冲宽度较大地扩大的情况下的时间图。

图6是表示通过转子的旋转方向误检测的霍尔传感器不同的情况的图。

图7是表示马达控制装置的构成的框图。

图8是表示永久磁铁马达的转子的结构的平面图。

图9是表示霍尔传感器的配置状态的图。

图10是概略地表示滚筒式洗涤干燥机的内部结构的纵剖侧视图。

图11是表示热泵的结构的图。

图12是表示洗涤机的运转顺序的图。

图13是说明以往技术的对应于图3的一部分的图。

图14是说明在配置于转子中的磁铁的磁力不同的情况下、磁通密度为0的边界变化的状态的图。

图15是表示配置在转子中的永久磁铁产生的磁通和A相霍尔传感器的输出脉冲的图。

具体实施方式

以下，参照图1至图12对一实施例进行说明。图8是表示永久磁铁马达1（外转子型无刷马达）的转子的结构的平面图。永久磁铁马达1由定子2、和设在其外周上的转子3构成。定子2由定子芯4和定子绕组5构成。定子芯4是将冲切形成的作为软磁性体的硅钢板层叠多片而构成的，具有环状的磁轭部4a、和从该磁轭部4a的外周部以放射状突出的许多齿部4b。定子芯4的表面除了各齿部（テイース部）4b的前端面以外，被PET树脂（铸造树脂）覆盖。

此外，由该PET树脂构成的多个安装部6一体地成形在定子2的内周部上。在这些安装部6上设有多个螺孔6a，通过将各安装部6螺钉固定，将定子2在此情况下固接在滚筒式洗涤干燥机21的水槽25（参照图10）的背面上。定子绕组5由三相构成，卷装在各齿部4b上。

转子3为将框架7、转子芯8和多个永久磁铁9（9a、9b）通过未图示的铸造树脂一体化的结构。框架7通过将作为磁性体的例如铁板冲压加工而形成为扁平的有底圆筒状。转子芯8是将冲切形成大致环状的作为软磁性体的硅钢板层叠多片并敛缝（かしめる）而构成的，配置在框架7的内周部。该转子芯8的内周面（与定子2的外周面（定子芯4的外周面）对置而在与该定子2之间形成空隙的面）形成为具有朝向内方以圆弧状突出的多个凸部（磁极片）8a的凹凸状（参照图9）。

在这些多个凸部8a的内部，形成有沿轴向（硅钢板的层叠方向）贯通转子芯8的矩形状的插入孔，这些多个插入孔以环状被配置在转子芯8上。永久磁铁9由插入在插入孔中的矩形状的钕磁铁9a（高顽磁力永久磁铁）、和同样矩形状的铝镍钴磁铁9b（低顽磁力永久磁铁）构成。在此情况下，钕磁铁9a的顽磁力是约900kA/m，铝镍钴磁铁9b的顽磁力是约100kA/m，顽磁力相差9倍左右。永久磁铁9的总数是48，它们中的6个是铝镍钴磁铁9b，42个是钕磁铁9a。

在图8中，对于配置有铝镍钴磁铁9b的位置赋予A～F，配置在A－B间的钕磁铁9a为5个，配置在B－C间的钕磁铁9a为9个，配置在C－D间的钕磁铁9a为5个，配置在D－E间的钕磁铁9a为9个，配置在E－F间的钕磁铁9a为5个，配置在F－A间的钕磁铁9a为9个。该配置形态是通过将对相同的相产生的感应电压的平均值都设为相同的值、来抑制齿槽转矩的发生。并且，永久磁铁马达1为48极/36槽结构，每3个槽对应有4极（4极/3槽）。

在图8所示的磁铁配置的情况下，A～F的铝镍钴磁铁9b与位于其两相邻处的钕磁铁9a之间，如图14所示，为在周向上在磁通为“0”的边界上发生变形的位置。

另外，钕磁铁9a是高顽磁力、铝镍钴磁铁9b是低顽磁力，在如后述那样经由定子2通以磁化电流的情况下，在能够使铝镍钴磁铁9b的磁化量变化之程度的电流下钕磁铁9a的磁化量不变化的基准中，将前者称作高顽磁力，将后者称作低顽磁力。

接着，对具备如上述那样构成的永久磁铁马达1的滚筒式洗涤干燥机21的结构进行说明。图10是概略地表示滚筒式洗涤干燥机21的内部结构的纵剖侧视图。形成滚筒式洗涤干燥机21的外壳的外箱22，在前面上具有以圆形状开口的洗涤物出入口23，该洗涤物出入口23通过门24开闭。在外箱22的内部，配置有背面被封闭的有底圆筒状的水槽25，在该水槽25的背面中央部，通过螺钉固定（ねじ止め）而固接着上述永久磁铁马达1（定子2）。该永久磁铁马达1的旋转轴26的后端部（在图10中是右侧的端部）固定在永久磁铁马达1（转子3）的轴安装部10上，前端部（在图10中是左侧的端部）突出到水槽25内。

在旋转轴26的前端部上，固定着背面被封闭的有底圆筒状的滚筒27，以使其相对于水槽25为同轴状，该滚筒27通过永久磁铁马达1的驱动而与转子3及旋转轴26一体地旋转。另外，在滚筒27上，设有空气及水能够流通的多个流通孔28、和用来进行滚筒27内的洗涤物的搅起及揉开的多个挡板29。在水槽25上连接着供水阀30，如果将该供水阀30开放，则对水槽25内供水。此外，在水槽25上连接着具有排水阀31的排水软管32，如果将该排水阀31开放，则水槽25内的水被排出。

在水槽25的下方，设有向前后方向延伸的通风管道33。该通风管道33的前端部经由前部管道34连接在水槽25内，后端部经由后部管道35连接在水槽25内。在通风管道33的后端部上设有送风风扇36，通过该送风风扇36的送风作用，将水槽25内的空气如箭头所示那样从前部管道34送到通风管道33内，通过后部管道35回到水槽25内。

在通风管道33内部的前端侧配置有蒸发器37，在后端侧配置有冷凝器38。这些蒸发器37及冷凝器38与压缩机39及节流阀40一起构成热泵41（参照图11），在通风管道33内流动的空气被蒸发器37除湿、被冷凝器38加热，循环到水槽25内。节流阀40由膨胀阀构成，具有开度调节功能。

在外箱22的前面，位于门24的上方设有操作面板42，在该操作面板42上设有用来设定运转过程等的多个操作开关（未图示）。操作面板42连接至以微型计算机为主体被构成的、控制滚筒式洗涤干燥机21的整体运转的控制电路部（未图示），该控制电路部按照经由操作面板42设定的内容，一边控制永久磁铁马达1、供水阀30、排水阀31、压缩机39、节流阀40等的驱动一边执行各种运转过程。此外，虽然没有图示，但对于构成压缩机39的压缩机马达也可以采用与永久磁铁马达1同样的结构。

图7是用框图表示矢量控制永久磁铁马达1的旋转的马达控制装置50的构成的图。另外，上述压缩机马达也通过同样的构成被控制。在矢量控制中，将流到电枢绕组中的电流分离为作为磁场的永久磁铁的磁通方向和与其正交的方向，将它们独立地调节，控制磁通和产生转矩。在电流控制中，使用由与马达1的转子一起旋转的坐标系、即所谓的d-q坐标系表示的电流值，而d轴是安装在转子上的永久磁铁形成的磁通方向，q轴是正交于d轴的方向。作为流到绕组中的电流的q轴成分的q轴电流Iq是产生旋转转矩的成分（转矩成分电流），作为其d轴成分的d轴电流Id是形成磁通的成分（励磁或磁化成分电流）。

电流传感器51（U、V、W）是检测流到马达1的各相（U相、V相、W相）中的电流Iu、Iv、Iw的传感器。另外，也可以是代替电流传感器51（电流检测机构）而在构成逆变（インバータ）电路52（驱动机构）的下臂侧的开关元件与地线之间配置3个分流电阻，且基于它们的端子电压检测电流Iu、Iv、Iw的结构。

将由电流传感器51检测到的电流Iu、Iv、Iw、通过未图示的A/D变换器进行A/D变换后，通过uvw/dq坐标变换器53变换为2相电流Iα、Iβ之后，再变换为d轴电流Id、q轴电流Iq。α、β是固定在马达1的定子上的2轴坐标系的坐标轴。在这里的坐标变换的计算中，使用由切换开关56选择由速度·位置推测部54推测的转子的旋转位置推测值（α轴与d轴的相位差的推测值）θ_est、或者由速度·位置检测部55检测、经由速度·位置修正部80输出的旋转位置检测值θ_h0的某个、并输出的相位θ。此外，通过与切换开关56联动的切换开关57选择由速度·位置推测部54推测的马达1的旋转速度（角速度）ω_est、和由速度·位置检测部55检测并经由速度·位置修正部80输出的旋转速度ω_h0，而输出旋转速度ω。

速度·位置修正部80将由速度·位置检测部55检测到的马达的旋转速度ω_h与上次检测到电角（电气角）θ_h的值比较，而进行修正处理，输出修正后的马达的旋转速度ω_h0和电角θ_h0。此外，从管理洗涤机整体的运转的控制电路部接受洗涤机的时序信号，根据时序状态切换是否进行修正。

磁化控制部58（磁化控制机构）将基于上述相位θ及旋转速度ω确定的、用来将铝镍钴磁铁9b磁化的磁化电流指令Id_com2输出给加法器59，加法器59将对该磁化电流指令Id_com2加上在高速旋转时等根据需要而输出的弱励磁电流指令Id_com1的结果、作为d轴电流指令值Id_ref输出给电流控制部60。此外，如果在减法器61中求出从外部给出的转速指令值ω_ref与旋转速度ω的差，则在比例积分器62中将该差进行比例积分运算，输出q轴电流指令值Iq_ref，并供给电流控制部60。

磁化电流指令Id_com2在增磁的情况下取正值，在减磁的情况下取负值。并且，基于转子3旋转的情况下的通电指令位置θref（在内部设定），电角每360度输出两次分别为几ms～几十ms的期间通电指令。即，将铝镍钴磁铁9b分两次每次3个进行磁化。

在电流控制部60中，在减法器63d、63q分别求出d轴电流指令值Id_ref、q轴电流指令值Iq_ref与d轴电流Id、q轴电流Iq的差，将该差用比例积分器64d、64q进行比例积分运算。并且，将比例积分运算的结果作为用d－q坐标系表示的输出电压指令值Vd、Vq，输出给dq/uvw坐标变换器65。在dq/uvw坐标变换器65，将电压指令值Vd、Vq变换为用α－β坐标系表示的值之后，再变换为各相电压指令值Vu、Vv、Vw。另外，在dq/uvw坐标变换器65的坐标变换的计算中也使用旋转位置θ。

将各相电压指令值Vu、Vv、Vw输入到电力变换部66中，形成用来供给与指令值一致的电压的脉冲宽度调制后的门极驱动信号。逆变（变换）电路52将例如IGBT等的开关元件进行三相桥接而构成，从未图示的直流电源电路接受直流电压的供给。将在电力变换部66形成的门极驱动信号传送给构成逆变电路52的各开关元件的门极，由此生成与各相电压指令值Vu、Vv、Vw一致的PWM调制后的三相交流电压，而施加于马达1的绕组5上。

在上述构成中，在电流控制部60中进行基于比例积分（PI）运算的反馈控制，进行控制以使d轴电流Id、q轴电流Iq分别与d轴电流指令值Id_ref、q轴电流指令值Iq_ref一致。将作为该控制结果的角速度推测值ω反馈给减法器61，比例积分器62通过比例积分运算使偏差Δω收敛为零。结果，使旋转速度ω与指令值ωref一致。

速度·位置推测部54（速度·位置推测机构）是分别用于推测马达1的角速度ω、转子的旋转位置θ的，并存储有作为马达1的电路常数（马达常数）的电枢绕组的d轴电感Ld、q轴电感Lq、绕组电阻值R的各值，并且被输入d轴电流Id、q轴电流Iq及d轴输出电压指令值Vd。速度·位置推测部54使用公式（1）的d轴马达电压方程式，推测马达1的旋转速度

Vd=R·|d一ω_est·Lq·|q...(1)

ω_est。

进而，将角速度ω_est用积分器67积分，将该积分结果作为旋转位置推测值θ_est输出。

在马达1中，配置有3个（A、B、C）使用霍尔IC构成的位置传感器：霍尔传感器（磁检测传感器）68，由这些霍尔传感器68输出的位置信号Ha、Hb、Hc被供给速度·位置检测部55。速度·位置检测部55基于位置信号Ha、Hb、Hc计算旋转位置检测值θ_h、旋转速度检测值ω_h并输出。

图9表示霍尔传感器68的配置状态。如图9（b）所示，设有端子台81，以使其从定子2的齿部4b的图中上方突出到转子3的上方，霍尔传感器68配置在对应于永久磁铁9的部位的上方。并且，如图9（a）所示，配置成使霍尔传感器68A与68B之间、68B与68C之间分别成为相当于电角60度的间隔。

另外，在以上的结构中，对马达控制装置50加上永久磁铁马达1后构成马达控制系统70。此外，速度·位置检测部55、霍尔传感器68和速度·位置修正部80构成转子位置检测装置82。此外，除了逆变电路52、电力变换部66以外的部分是由构成马达控制装置50的微型计算机的软件实现的功能。

接着，对具备马达控制系统70的滚筒式洗涤干燥机21的作用进行说明。如果控制电路部经由磁化控制部58、并通过逆变电路52对定子绕组5通电，则电枢反作用带来的外部磁场（通过流过定子绕组5的电流产生的磁场）作用在转子3的永久磁铁9a、9b上。并且，将顽磁力较小的铝镍钴磁铁9b的磁化状态通过上述外部磁场减磁或增磁，结果使交链于定子绕组5的磁通量（交链磁通量）增减。

在洗涤运转中，控制电路部将供水阀30开放而对水槽25内进行供水，接着使滚筒27旋转而进行洗涤。在此情况下，使铝镍钴磁铁9b的磁化状态增磁。由此，作用在定子绕组5上的磁通量变多（磁力变强），所以马达1成为适合于使滚筒27以高转矩低速度旋转的特性。

在脱水运转中，控制电路部将排水阀31开放而将水槽25内的水排出，接着使滚筒27高速旋转而将包含在洗涤物中的水分脱水。在此情况下，使铝镍钴磁铁9b的磁化状态减磁。由此，作用在定子绕组5上的磁通量变少（磁力变弱），所以马达1成为适合于使滚筒27以低转矩高速度旋转的特性。最后，在干燥运转中，控制电路部驱动送风风扇36及热泵41并使滚筒27旋转而进行洗涤物的干燥。在此情况下，为下次洗涤运转准备，使铝镍钴磁铁9b的磁化状态增磁。

接着，参照图1至图6，对本实施例的作用进行说明。首先，假设配置在转子3中的永久磁铁9都是钕磁铁9a的情况（是一般的永久磁铁马达的结构），说明进行转子位置检测的情况下的处理。如图3所示，如果转子3旋转，则霍尔传感器68对应于此，将3个两值（低：L，高：H）脉冲以60度相位差输出（参照图3（a）、图3（b））。另外，它们对应于图1所示的位置信号Ha、Hb、Hc。

速度·位置检测部55在内部中具备编码器55E，根据这3个脉冲的L、H图形，对例如图中所示的霍尔数（3位）编码并输出（参照图3（c））。例如，在霍尔传感器68的A/B/C各相的信号电平是L/H/H的组合的情况下输出数0，以后每当信号电平的组合变化，使霍尔数循环变化为1、3、7、6、4、0、1、3、……。

通过这些霍尔数及其变化，能够检测当前的转子位置和转子的旋转方向。图3（e）表示对应于霍尔数的变化而以台阶状变化的转子位置。设定为使得在霍尔数是0的情况下转子位置、即霍尔传感器68的检测角度为－150度。接着，速度·位置检测部55通过计数器等计测（测量）霍尔数变化的时间间隔，将该时间换算为速度，运算转子速度ω_h。运算出的结果是霍尔传感器检测马达速度（参照图3（d），每当霍尔数变化时值被更新。另外，图3（d）以表示检测速度的转变时的含意（意味）而用不连续的线表示，但只要马达1的旋转速度是一定，则当然为连续的直线。

并且，通过将检测到的马达速度积分，计算基于速度的霍尔传感器检测角度（在图3（e）中用向右上上升的直线表示）。基于该检测角度控制马达电流。因此，电流波形如图3（f）所示那样成为（只有U相）正弦波状，没有电流急剧变化的情况，所以马达驱动时的噪声减少。

另外，在控制驱动永久磁铁马达1的情况下，如果将马达1通过强制电流启动，则切换开关56及57，以使得在转速为例如到30rpm之前（以内）使用由速度·位置检测部55检测的旋转位置及速度、在其之后使用由速度·位置推测部54推测的旋转位置及速度进行无位置传感器控制。

图2是表示位置检测处理的流程图。该处理例如以1m秒的周期执行。速度·位置检测部55如果取得霍尔数（步骤S1），则判断该霍尔数是否从上次的值变化了（步骤S2），如果没有变化（否），则将计测霍尔数变化的间隔的计数器（间隔测定计数器）增量（步骤S8）。接着，根据上述计数器的值运算马达1的旋转速度（角速度ω），通过将该速度积分而计算马达位置（电角）（步骤S9）。

另一方面，在步骤S2中，在霍尔数从上次的值变化的情况下（是），将在该时点求出的马达速度作为上次值保存（步骤S3）。接着，如果由间隔测定计数器的值新计算出马达速度（步骤S4），则将间隔测定计数器清零（步骤S5）。接着，如果由此次的霍尔数和上次的霍尔数计算出各电角60度的马达位置（步骤S6），则根据该马达位置计算机械角（步骤S7）。

在本实施例的永久磁铁马达1的结构中，由于电角360度相当于机械角（360/24=）15度，所以电角60度对应于作为其1/6的机械角2.5度。因而，只要将该值累积，就能够得到机械角。

接着，如图8所示，对混合有磁通不同的永久磁铁的情况下的转子的位置检测处理进行说明。这里，设想基于C相的霍尔传感器68C检测到的磁通的信号的脉冲波形如图4（b）中用虚线包围的部分所示那样偏移的情况。但是，该情况下的偏移没有对应于图8所示的转子3的结构，而表示因磁力比其他永久磁铁强的永久磁铁的存在而脉冲宽度向扩大的方向偏移的情况。

通过发生上述偏移，霍尔数从3变化为7的定时变得比正常的情况早（参照图4（c）），所以在检测角度中发生误差（参照图4（e）），霍尔传感器的速度被以比实际的速度高的值检测出（参照图4（d））。于是，对永久磁铁马达1的定子绕组5通电的电流波形如图4（f）中用虚线表示那样急剧地变化，并产生噪声等。所以，为了修正这样的误差，如以下这样进行处理。

图1是表示修正速度及位置的处理的流程图，接着执行以1m秒的周期执行的图2的处理。首先，与步骤S2同样，判断霍尔数是否变化（步骤S11），仅在变化的情况下（是）执行以后的处理。根据霍尔数的变化状态判断马达1的旋转方向是否是正转方向（步骤S12），对于正转（是）、反转（否）各自的情况，判断后述的修正次数测定计数器的值是否没有达到根据转子的构造预先确定的应修正的次数（步骤S13、S14）。

这里，所谓“应修正的次数”，为例如对配置于转子的永久磁铁中的、磁力不同的永久磁铁各自的配置数、设为作为少数侧的磁铁的数量的2倍。就本实施例的转子3而言，为将少数侧的铝镍钴磁铁9b的数量“6”乘以2倍成为“12”。即，对应于转子3向正转方向、反转方向分别旋转1周、全部通过图8所示的铝镍钴磁铁9b的位置A～F的次数。将铝镍钴磁铁9b的数量乘以2倍，是因为如图15所示对应于霍尔传感器68检测的磁通波形的变化，对于输出的信号脉冲的上升侧和下降侧的两者发生偏移。另外，在图4中，为了使说明变得简单，表示了仅向信号脉冲的一侧发生了偏移（偏差）的情况。

在步骤S13、S14中，如果修正次数测定计数器的值达到了应修正次数（否），则分别转移到步骤S15、S16，根据马达机械角，判断此次霍尔数变化后的位置是否是在以后的处理中已经进行了修正的位置。如果是已经进行了修正的位置（是），则转移到后述的步骤S19，如果不是进行了修正的位置（否），则结束图1的处理（继续）。

此外，对于正转、反转分别进行情况区分是因为，根据马达的旋转方向，而发生误检测的霍尔传感器不同。对于该现象，参照图6进行说明。图6表示在马达正转的情况和反转的情况下输出的3相的信号脉冲波形。但是，在此情况下，霍尔传感器A、B、C的配置与图9所示的情况不同，C相的霍尔传感器位于中央。此外，为了使波形的变化变得明确，如上述那样表示了脉冲波形部分反转的状态。

即，如果如图6（a）所示那样转子向正转方向（图中右方向）旋转，则在图中配置在右端的A相的信号脉冲中发生部分反转，但如果如图6（b）所示那样转子向反转方向（图中左方向）旋转，则在图中配置在左端的B相的信号脉冲中发生部分反转。这样，在配置有多个霍尔传感器的情况下，配置在两端侧的传感器受到较大影响。

再次参照图1。如果在步骤S13、S14的某个中修正次数测定计数器的值未达到应修正次数（是），则转移到步骤S17，判断霍尔数的变化是否以分别对应于正转方向、反转方向的顺序变化。并且，如果是上述轮换顺序（是），则转移到步骤S18，如果不是轮换顺序（否），则转移到步骤S19。

这里，参照图5，对在步骤S17中判断为（否）的情况进行说明。图5表示C相的信号脉冲宽度更大地扩大那样变化的情况。在正常的正转情况下，霍尔数“1”的下一个为“3”，C相信号脉冲的下降超过电角60度较大地变化的结果，接着数“1”之后，成为异常的电平的组合（HLH），由编码器55E编码了错误“E”。在这样的情况下，也转移到步骤S19而进行修正。

在步骤S18中，判断是否发生了图4所示那样的误检测。即，将在步骤S4中计算出的马达速度ω_h与对在步骤S3中存储的上次值ω_h_d1乘以规定的比例后的阈值比较，判断计算出的马达速度是变化到了上述阈值以上、或是变化到了上述阈值以下。如果哪种情况都不符合（否），则判断没有发生误检测，所以不进行修正。另一方面，如果符合其中某种情况（是），则判断此次检测到的ω_h不是由实际的转子位置·速度检测到的，而是因通过磁力不同的磁铁的影响发生的霍尔传感器检测误差带来的。即，判断为发生了图4所示那样的误检测（在此情况下，计算马达速度≥阈值），所以转移到步骤S19进行修正。

在步骤S19中，代替在步骤S4中计算出的马达速度，在运算处理中使用在步骤S3中存储的上次值，将此次采用的霍尔传感器速度ω_h改写为作为上次值的ω_h_d1。通过将该速度积分得到转子位置而进行修正（步骤S20）。通过使用该ω_h_d1进行霍尔传感器检测角度的修正，能够降低角度检测的误差，并能够进行控制使马达电流也不会急剧地变化，也不产生因磁力不同的磁铁的影响带来的误检测造成的噪声。

接着，将此次的霍尔数与上次的霍尔数（在图4的情况下是“7”和“3”）存储，并且将在步骤S7中得到的马达机械角也存储（步骤S21）。然后，与步骤S12同样判断马达1的旋转方向（步骤S22），对于正转（是）、反转（否）各自的情况，进行与步骤S15、S16同样的判断（步骤S23、S24）。并且，如果在各自中判断为“YES”，则将正转用、反转用的修正次数测定计数器增量（步骤S25、S26）。

因而，如果马达1向正转方向和反转方向分别以机械角旋转1周，则各自的修正次数测定计数器成为“应修正次数”以上，所以在步骤S13、S14中判断为（否），而进行步骤S15、S16中的判断。并且，如果是进行了修正后的机械角的霍尔数（是），则转移到步骤S19，同样进行修正。

设想将以上说明的一系列的位置及速度的检测处理和它们的修正处理应用到洗涤机实际运转中的情况。图12表示洗涤机的运转过程（顺序）。首先，在开始供水之前，例如使滚筒27以规定的加速度旋转，评价在此期间内取样的q轴电流的积算（累计）值等，进行测量投入的衣物的重量的重量感知（重量检测处理）。接着，重复清洗运转、脱水运转和漂洗运转（然后，根据用户的选择而进行干燥运转）。

并且，在进行最初的重量感知运转的期间，速度·位置修正部80进行图2中的一系列的处理，进行应修正位置的判断及存储。另外，在仅使滚筒27向一个方向旋转而进行重量感知运转的情况下，只要在上述运转结束后向反方向旋转1周就可以。在然后进行的清洗运转等中，由于在步骤S13、S14中判断为“NO”，所以在存储的旋转位置中（步骤S15、S16：YES）使用在步骤S19及S20中得到的修正值而进行运转。

于是，在负荷较重而马达电流变大的清洗运转时，在已判断过的修正位置进行修正，所以不会有当通以大的电流时电流急剧地变化而产生噪声的情况，能够进行稳定的运转。此外，由于速度检测和角度检测的误差被降低，所以马达速度控制的追随性变好，作为洗涤机的清洗性能也提高。

以上，根据本实施例，永久磁铁马达1在转子3中配置磁力不同的两种磁铁、钕磁铁9a和铝镍钴磁铁9b而构成的情况下，速度·位置检测部55如果使用3个霍尔传感器68（A、B、C）检测永久磁铁马达1的旋转速度，则基于该旋转速度检测转子3的位置。并且，速度·位置修正部80，在根据由霍尔传感器68输出的传感器信号的变化状态检测到钕磁铁9a与铝镍钴磁铁9b的边界时，将由速度·位置检测部55检测的旋转速度或转子位置进行修正。

因而，即使在因钕磁铁9a与铝镍钴磁铁9b的磁力差而在由霍尔传感器68输出的传感器信号中发生了偏移（偏差）的情况下，也能够通过修正得到正确的转子位置。并且，在基于该转子位置经由逆变电路52驱动控制永久磁铁马达1的情况下，能够避免通电电流的急剧变化带来的噪声的发生并且防止永久磁铁马达1失步。

此外，由于速度·位置修正部80，存储在永久磁铁马达1的旋转中检测到的上述边界的位置，然后在超过存储的边界的情况下进行修正，所以能够更简单地进行修正处理。并且，速度·位置修正部80，在永久磁铁马达1的旋转中超过了上述边界的情况下，通过计数器监视由霍尔传感器68输出的传感器信号的脉冲间隔变化的时间，如果该变化时间超过容许范围则进行修正，所以能够可靠地检测传感器信号的输出状态变化的情况。

进而，速度·位置修正部80，根据永久磁铁马达1的旋转方向改变作为修正对象的霍尔传感器68。即，在配置有3个霍尔传感器68（A、B、C）的情况下，位于两端的霍尔传感器68（A、C）容易受到磁变化的影响，它根据转子3的旋转方向而不同，所以能够恰当地进行修正。

而且，速度·位置修正部80，由于在由3个霍尔传感器68输出的各传感器信号的电平变化的组合成为异常的图形的组合的情况下也进行修正，所以即使在不同种类的磁铁的磁力差大、且传感器信号脉冲的偏移宽度变大的情况下也能够进行修正。

此外，由于配置于转子3的铝镍钴磁铁9b是磁化量可变更程度的低顽磁力的永久磁铁，磁化控制部58根据由速度·位置检测部55检测到的转子位置，将铝镍钴磁铁9b的至少一部分磁化，所以通过使铝镍钴磁铁9b的磁化状态变化，能够使永久磁铁马达1的特性变化以使其适用于高转矩输出－低速旋转、或低转矩输出－高速旋转。

此外，洗涤干燥机21具备马达控制系统70，通过永久磁铁马达1产生的旋转驱动力使滚筒27旋转而进行洗涤运转，所以能够使运转控制稳定。并且，通过使永久磁铁马达1的特性如上述那样变化，能够适应于适合清洗运转的特性、适合脱水运转的特性而以高的效率进行运转，并能够降低消耗电力。

此外，洗涤干燥机21，在运转开始时进行用来检测洗涤物的重量的重量感知动作的情况下，马达控制装置50的速度·位置修正部80，在进行重量感知动作的期间、或在对滚筒27内开始供水之前检测上述边界，并存储该边界位置。因而，在开始对滚筒27开始供水而负荷变重的清洗运转开始之前，边界检测处理结束，所以在清洗运转的执行时，能够在检测到的位置进行修正。由此，在通以大的电流的运转期间，能够避免基于位置检测误差的电流值的急剧变化及噪声的发生，且能够稳定地进行运转。

本发明并不仅限定于上述或附图中记载的实施例，且能够进行以下这样的变形或扩展。

例如，即使是相同的永久磁铁，也有在其制造过程中形成特性（磁力）不同的情况。在这样的制造上发生了的离差（偏差）的情况下，也能够通过进行本发明的修正而正确地进行位置检测。

钕磁铁9a、铝镍钴磁铁9b的配置个数比只要根据单独的设计适当变更就可以。

低顽磁力的永久磁铁并不限于铝镍钴磁铁，除此以外也可以使用例如钐钴（サマリウム·コバルト）磁铁。此外，高顽磁力的永久磁铁也并不限于钕磁铁。

磁力不同的永久磁铁也可以是3种以上。

速度·位置推测部54、磁化控制部58只要根据需要设计就可以。

关于修正，也可以不修正旋转速度而仅修正转子位置。

霍尔传感器68的配置数既可以是两个，也可以是4个以上。

磁检测传感器并不限于霍尔传感器，只要是根据检测磁的结果输出信号的传感器就可以。

并不限定于洗涤机，只要是将配置了转子侧的磁铁的一部分中有磁力不同的磁铁的永久磁铁马达作为检测对象或是控制对象的结构就能够适用。

标号说明

在图中，1表示永久磁铁马达，3表示转子，9a表示钕磁铁，9b表示铝镍钴磁铁（低顽磁力永久磁铁），21表示滚筒式洗涤干燥机，50表示马达控制装置，52表示逆变电路，55表示速度·位置检测部（速度·位置检测机构），58表示磁化控制部68表示霍尔传感器（磁检测传感器），80表示速度·位置修正部（修正机构），82表示转子位置检测装置。

Claims (5)

1.一种转子位置检测装置，其将在配置在转子中的多个永久磁铁的一部分中具备磁力不同的永久磁铁的永久磁铁马达作为检测对象，其特征在于，具备：

速度·位置检测机构，使用多个磁检测传感器检测上述永久磁铁马达的旋转速度，基于该旋转速度检测上述转子的位置；以及

修正机构，当根据由上述磁检测传感器输出的传感器信号的变化状态检测到上述多个永久磁铁中磁力相互不同的永久磁铁的边界时，修正由上述速度·位置检测机构检测的上述旋转速度或上述转子位置,

上述修正机构存储在上述永久磁铁马达的旋转中检测出的上述边界的位置，以后在超过存储了的边界的情况下进行修正。

2.如权利要求1所述的转子位置检测装置，其特征在于，上述修正机构在超过上述存储了的边界的情况下监视由上述磁检测传感器输出的传感器信号的脉冲间隔变化的时间，如果该脉冲间隔变化的时间超过容许范围，则进行修正。

3.如权利要求1所述的转子位置检测装置，其特征在于，上述修正机构，根据上述永久磁铁马达的旋转方向改换为以在配置的多个磁检测传感器中、将位于最两端的磁检测传感器的某个作为因误检测而要进行修正的对象。

4.如权利要求1所述的转子位置检测装置，其特征在于，上述修正机构在由上述多个磁检测传感器输出的各传感器信号的电平变化的组合为异常的图形的组合的情况下也进行修正。

5.如权利要求1所述的转子位置检测装置，其特征在于，上述修正机构，基于由上述速度·位置检测机构检测的上述旋转速度或上述转子位置的上次值，分别修正上述旋转速度或上述转子位置。

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