CN102234908B - 电动机驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电动机驱动装置具备:变频电路,其将直流电力转换为交流电力;多个电动机,由变频电路对该多个电动机进行驱动;负载继电器,其将变频电路的输出切换到多个电动机;电流检测部,其检测电动机电流;以及控制部,其根据电流检测部的电流信号控制电动机。电流检测部具有电流检测集成电路,该电流检测集成电路包括分流电阻和能够切换放大率的差动放大电路,控制部对电流检测集成电路的放大率和负载继电器进行切换来控制电动机。由此,将电流检测部小型化,从而能够实现电动机驱动装置的小型化、部件削减、低成本化。

Description

电动机驱动装置
技术领域
本发明涉及一种利用变频电路来驱动多个电动机的洗衣机等的电动机驱动装置。
背景技术
以往,作为三相感应电动机、无刷电动机这样的三相同步电动机(以下简称为“电动机”)的控制装置,通常使用变频电路。
而且,设置于控制装置中的控制电路通过下面示出的方法来检测电动机的绕组电流,从而对电动机的转速等进行控制。
第一方法是在与电动机的绕组连接的电路(布线)中使用霍尔传感器等电流检测器来直接检测电动机的绕组电流的方法。此外,一般来说,在三相电动机中大多使用两个电路。利用该方法能够高精确度地检测电动机的绕组电流。另外,如果是使用了霍尔元件的霍尔传感器,则能够实现电动机的绕组与控制电路之间的绝缘。
但是,电流检测器(或检测电路)是比较大的,并且价格很高。因此,一般来说,第一方法使用于工业用伺服电动机的控制电路等需要进行高精确度的控制的控制装置中。
第二方法是将串联插入到变频电路的-(负)侧的开关元件的负电源侧的用于检测电流的分流电阻的压降进行放大来检测电动机的绕组电流的方法。即,该方法是在变频电路的各开关元件等接通、断开的时刻根据流过分流电阻的电流的变化来检测电动机的绕组电流的方法。在这种情况下,在控制电路中需要控制对电流进行检测的时刻,因此通常利用微计算机等进行控制。此时,检测的信号的电位为变频电路的-侧的电位,因此虽然在将控制电路设置为相同电位时不会有问题,但是如果将控制电路设置为与变频电路绝缘的电位则需要某种绝缘电路。
但是,利用第二方法能够比较廉价地构成电流检测电路,因此广泛用于工业用的三相感应电动机驱动用的变频器和洗衣机、空调等家电用电动机的控制。
此外,例如在日本特开2008-054812号公报(专利文献1)中公开了第二方法。
下面,使用附图来说明使用于专利文献1的热泵式洗涤干燥机的电动机驱动装置。
图7是表示以往的电动机驱动装置的框图。如图7所示,电动机驱动装置至少包括交流电源1、整流电路2、多个变频电路、控制部6以及多个电动机。整流电路2包括全波整流电路20和电解电容器21,用于将交流电力转换为直流电力来形成直流电源。多个变频电路包括第一变频电路3A、第二变频电路3B以及第三变频电路3C,用于将通过整流电路2得到的直流电力转换为三相交流电力。多个电动机例如包括旋转滚筒驱动电动机4A、热泵用的压缩机电动机4B以及送风风扇电动机4C等。而且,利用通过第一变频电路3A、第二变频电路3B以及第三变频电路3C得到的三相交流电力来分别驱动多个电动机。
另外,控制部6具有变频控制部60和直流电压检测部61,用于检测上述各电动机的电流并进行控制。具体地说,直流电压检测部61利用与第一变频电路3A、第二变频电路3B以及第三变频电路3C的下臂开关晶体管的发射极端子相连接的第一电流检测部5A、第二电流检测部5B以及第三电流检测部5C来检测电动机的电流Isa、Isb、Isc。并且,变频控制电路60由内置有多个对第一变频电路3A、第二变频电路3B及第三变频电路3C进行PWM控制的PWM控制部(未图示)以及高速A/D转换部(未图示)的微计算机等的高速处理器构成,用于同时对第一变频电路3A、第二变频电路3B以及第三变频电路3C进行控制。由此,以各不相同的旋转速度来控制旋转滚筒驱动电动机4A、压缩机电动机4B以及送风风扇电动机4C。
另外,第一变频电路3A根据由位置检测部40a检测出的旋转滚筒驱动电动机4A的转子的永磁铁的位置H和由第一电流检测部5A检测出的旋转滚筒驱动电动机4A的电动机的电流Isa来控制旋转滚筒驱动电动机4A。
与上述第一变频电路3A同样地,第二变频电路3B控制压缩机电动机4B、第三变频电路3C控制送风风扇电动机4C。
另外,第一电流检测部5A、第二电流检测部5B以及第三电流检测部5C利用由三个分流电阻和电流信号放大部构成的三分流式的电流检测方式来检测电动机的电流。此外,第一电流检测部5A、第二电流检测部5B以及第三电流检测部5C的基本结构完全相同,只是分流电阻的值根据电动机的电流的值而不同。
具体地说,第一电流检测部5A、第二电流检测部5B以及第三电流检测部5C构成为如下结构:分流电阻的一个端子与桥式三相变频电路的下臂晶体管的各发射极端子(Nu、Nv、Nw)相连接,分流电阻的另一个端子与直流电源的负侧的G端子(GND)相连接。而且,由于由三个分流电阻构成,因此被称为三分流式。
下面,使用附图来详细说明以往的电动机驱动装置的变频电路。
图8是以往的电动机驱动装置的变频电路的电路图。如图8所示,变频电路是由包括U相臂30A、V相臂30B、W相臂30C以及控制用IC(未图示)的功率模块构成的。
U相臂30A是通过将由绝缘栅双极型晶体管(以下简称为“IGBT”)形成的上臂晶体管31a1和反并联二极管32a1的并联体与由IGBT形成的下臂晶体管31a2和反并联二极管32a2的并联体串联连接而构成的。而且,上臂晶体管31a1的集电极端子与直流电源的正电位侧的端子P相连接,上臂晶体管31a1的发射极端子与针对电动机的输出端子U相连接。并且,下臂晶体管31a2的发射极端子Nu经由构成第一电流检测部5A的U相分流电阻50a与直流电源的负电位侧的端子G相连接。
另外,利用上臂驱动信号Up并通过上臂栅极驱动电路33a1对上臂晶体管31a1进行驱动,利用下臂驱动信号Un并通过下臂栅极驱动电路33a2对下臂晶体管31a2进行开关控制。
同样地,V相臂30B是通过将上臂晶体管31b1和反并联二极管32b1的并联体与下臂晶体管31b2和反并联二极管32b2的并联体串联连接而构成的。而且,上臂晶体管31b 1的集电极端子与直流电源的正电位侧的端子P相连接,上臂晶体管31b1的发射极端子与针对电动机的输出端子V相连接。此时,利用上臂驱动信号Vp并通过上臂栅极驱动电路33b 1对上臂晶体管31b 1进行驱动,利用下臂驱动信号Vn并通过下臂栅极驱动电路33b2对下臂晶体管31b2进行开关控制。
W相臂30C是通过将上臂晶体管31c1和反并联二极管32c1的并联体与下臂晶体管31c2和反并联二极管32c2的并联体串联连接而构成的。而且,上臂晶体管31c1的集电极端子与直流电源的正电位侧的端子P相连接,上臂晶体管31c1的发射极端子与针对电动机的输出端子W相连接。此时,利用上臂驱动信号Wp并通过上臂栅极驱动电路33c1对上臂晶体管31c1进行驱动,利用下臂驱动信号Wn并通过下臂栅极驱动电路33c2对下臂晶体管31c2进行开关控制。
另外,与U相臂30A同样地,V相臂30B、W相臂30C的下臂晶体管31b2、31c2的发射极端子Nv、Nw与构成第二电流检测部5B和第三电流检测部5C的V相分流电阻50b、W相分流电阻50c的一个端子相连接。V相分流电阻50b、W相分流电阻50c的另一个端子与直流电源的负电位侧的端子G相连接。
此外,当利用IGBT、功率MO SFET构成下臂晶体管时,能够通过控制栅极电压来进行开关控制。此时,在IGB T的情况下,只要对与发射极端子相连接的分流电阻的电阻值进行设定以使在该分流电阻中产生的电压为1V以下,在功率MO SFET的情况下,只要对与源极端子相连接的分流电阻的电阻值进行设定以使在该分流电阻中产生的电压为1V以下,就能够几乎不影响开关动作而通过控制栅极电压来对下臂晶体管进行开关控制。其结果,通过检测U相分流电阻50a的电压veu、V相分流电阻50b的电压vev、W相分流电阻50c的电压vew,能够检测出变频电路的输出电流、即电动机的电流。
下面,使用附图来说明在以往的电动机驱动装置中对在分流电阻处检测到的电动机的电流进行放大的电流检测部5的电流信号放大部。
图9是以往的电动机驱动装置的电流检测部5的电流信号放大部的放大电路的电路图。
如图9所示,在电流信号放大部51a、51b、51c中,利用非反转放大器503a将由U相分流电阻50a、V相分流电阻50b、W相分流电阻50c检测到的电流信号转换为电压,并通过U相的输出端子54a、V相的输出端子54b以及W相的输出端子54c输出到控制部6。此时,将所转换得到的电压转换为内置于控制部6的微计算机等处理器内的A/D转换器所能够检测的DC电压水平后输出。
然而,以往的电动机驱动装置的第一电流检测部5A是由电流信号放大部51a构成的,该电流信号放大部51a包括将电动机的电流检测为电压的U相分流电阻50a、V相分流电阻50b、W相分流电阻50c、运算放大器等的非反转放大器503a、决定非反转放大器503a的放大率(增益)的多个电阻器R31、R41、以及电容器、二极管等部件。另外,第二电流检测部5B以及第三电流检测部5C也构成为同样的结构。因此,需要大量的结构部件和较大的安装面积,成本较高。
因此,一般例如利用混合IC等将上述结构的电流检测部模块化来构成。但是,存在以下问题:虽然通过模块化能够实现某种程度的小型化,但是进一步的小型化是有限的,而且也不能降低成本。
另外,以往的电动机驱动装置的放大器由于电阻值固定,因此其电流放大率也是固定的。但是,由于要驱动的电动机所需的电流值是不同的,因此在具有多个电动机的设备中,每个电动机都需要一个电流检测部。因此,存在无法削减电流检测部的安装面积的问题。
发明内容
本发明的电动机驱动装置具备:变频电路,其将直流电力转换为交流电力;多个电动机,由变频电路对该多个电动机进行驱动;负载继电器,其将变频电路的输出切换到多个电动机;电流检测部,其检测电动机电流;以及控制部,其根据电流检测部的电流信号控制电动机。电流检测部具有分流电阻和电流检测集成电路(IC:Integrated Circuit),该电流检测集成电路包括能够切换放大率的差动放大电路,控制部对电流检测集成电路的放大率和负载继电器进行切换来控制电动机。由此,通过电流检测部的小型化、安装面积的削减,能够实现小型化、部件数削减、低成本的电动机控制装置。
另外,本发明的电动机驱动装置具备:变频电路,其将直流电力转换为交流电力;电动机,由变频电路对该电动机进行驱动;电流检测部,其检测电动机电流;以及控制部,其根据电流检测部的电流信号控制电动机。电流检测部具有分流电阻和电流检测集成电路,该电流检测集成电路包括能够切换放大率的差动放大电路,控制部根据电动机的目标电流值来对电流检测集成电路的放大率进行切换以控制电动机。由此,即使在电动机的负荷(目标电流值)发生变化的情况下,也能够切换电流检测集成电路的差动放大电路的放大率以对电动机进行控制。其结果是能够以较少的部件结构实现最佳的电动机的驱动控制。
附图说明
图1是本发明的实施方式1中的电动机驱动装置的系统框图。
图2是上述电动机驱动装置的电流检测部周边的主要部分框图。
图3是构成上述电动机驱动装置的电流检测部的电流检测IC的电路结构图。
图4是本发明的实施方式2中的对变频式洗衣机的浴缸泵(バスポンプ)进行驱动时的流程图。
图5是使用了本发明的实施方式3中的电动机驱动装置的变频式洗衣机等的系统框图。
图6是使用上述电动机驱动装置对变频式洗衣机等的风扇电动机进行驱动时的流程图。
图7是表示以往的电动机驱动装置的框图。
图8是以往的电动机驱动装置的变频电路的电路图。
图9是以往的电动机驱动装置的电流检测部的电流信号放大部的放大电路的电路图。
具体实施方式
下面,参照附图来说明本发明的实施方式。此外,本发明并不限定于本实施方式。
(实施方式1)
图1是本发明的实施方式1中的电动机驱动装置的系统框图。此外,本实施方式1的电动机驱动装置例如使用于变频式洗衣机等中。
如图1所示,电动机驱动装置至少包括交流电源100、整流电路102、变频电路103A、103B、电流检测部107A、107B、控制部108、负载继电器109、洗涤电动机(WM)104、风扇电动机(FM)105以及浴缸泵(BP)106。整流电路102包括全波整流电路102A和电解电容器102B,用于将交流电源100的交流电力转换为直流电力来形成直流电源。变频电路103A对进行洗涤、漂洗、脱水等的洗涤电动机104进行驱动。变频电路103B对使空气循环的风扇电动机105以及供给用于洗涤的洗衣用水的浴缸泵106进行驱动。
另外,电流检测部107A将以根据放大率设定信号zs1设定的放大率进行差动放大得到的变频电路103A的电流信号idc1输出到控制部108,该放大率设定信号zs1是来自包括微计算机等的控制部108的信号。然后,控制部108根据所输入的电流信号idc1,将以最佳条件驱动洗涤电动机104的驱动信号inv1输出到变频电路103A。
同样地,电流检测部107B将以根据来自控制部108的放大率设定信号zs2设定的放大率进行差动放大得到的变频电路103B的电流信号idc2输出到控制部108。然后,控制部108根据所输入的电流信号idc2,将以最佳条件驱动风扇电动机105的驱动信号inv2输出到变频电路103B。
另外,控制部108例如判断在洗涤工序中是驱动风扇电动机105还是驱动热泵106,并将切换信号r 1输出到负载继电器109。然后,根据切换信号r1,利用负载继电器109将变频电路103B的输出切换到风扇电动机105或浴缸泵106,来对风扇电动机105或浴缸泵106进行驱动。如上所述构成本实施方式的电动机驱动装置。
下面,使用附图来详细说明本实施方式的电动机驱动装置的电流检测部。
图2是本实施方式中的电动机驱动装置的电流检测部外围的重要部分框图。此外,图2中例示了对图1中的洗涤电动机104进行驱动的情况。图3是构成上述电动机驱动装置的电流检测部的电流检测IC的电路结构图。
如图2所示,三相电动机驱动用的变频电路是由合计六个开关元件构成的,即,将上臂开关元件131a 1和下臂开关元件131a2、上臂开关元件131b 1和下臂开关元件131b2、上臂开关元件131c1和下臂开关元件131c2分别串联连接后,以两个开关元件为一组,将三组并联连接。此时,例如使用IGBT作为开关元件。
而且,关于两个为一组的开关元件的连接点,例如将上臂开关元件131a 1的发射极侧(下侧)与下臂开关元件131a2的集电极侧(上侧)进行连接来形成该连接点,该连接点连接到未图示的电动机。并且,各下臂开关元件131a2、131b2、131c2的发射极侧全部共同连接到作为用于检测电流的电阻的分流电阻111。
另外,分流电阻111的两端被连接在电流检测IC 110上,由分流电阻111和电流检测IC 110构成电流检测部107A。
而且,如图2和图3所示,电流检测IC 110利用差动放大电路112的放大器116对分流电阻111的两端电压进行放大,并作为模拟的电流信号idc1通过输出端子7输入到控制部108。输入到控制部108的电流信号idc1经A/D转换后作为电流检测值而使用于各电动机的速度控制、扭矩控制等。
下面,使用图3来详细说明具有差动放大电路的电流检测IC110。
如图3所示,变频电路的分流电阻111的两端与电流检测IC110的输入端子T1、T2相连接。此外,下面,设输入端子T1与图2所示的分流电阻111的右侧(例如IGBT等的下侧臂开关元件的发射极侧)相连接,输入端子T2与图2所示的分流电阻111的左侧(电解电容器102B侧)相连接,来进行说明。
在此,设对输入端子T1的输入电压为VT1[V],对输入端子T2的输入电压为VT2[V],对输出端子T7的输出电压为VOUT[V],电阻R4的VREF侧的基准电压为VREF[V],电阻R1、R2、R4、R5的电阻值为R1[Ω]、R2[Ω]、R4[Ω]、R5[Ω]。在这种情况下,输出电压VOUT[V]表示为:
VOUT={(R1R2+R1R5)VREF+(R2R4+R4R5)VT1
+(-R1R5-R4R5)VT2}/{R2(R1+R4)}...(1)
另外,通常在构成差动放大电路的情况下,将电阻R1、R2、R4、R5的值设定为R1=R2、R4=R5(或者R1∶R4=R2∶R5)。因此,当将上述关系代入(1)式时,输出电压VOUT[V]为:
VOUT=VREF+(VT1-VT2)R4/R1...(2)
而且,当设基准电压VREF为虚拟GND时,以虚拟GND为中心且以放大率R4/R1放大后的电压被输出到输出端子T7。
另外,在本实施方式中,构成为如下结构:在电流检测IC110中设置能够调整或选择差动放大电路112的放大率的放大率设定功能,并设置放大率设定用端子。
即,图3所示的输入端子T13、T14是放大率设定端子,与放大率设定器114相连接。在这种情况下,输入端子T13、T14有两个,因此例如能够由控制部108根据接通/断开信号设定出四种状态。而且,根据输入端子T13、T14的四种状态,放大率设定器14改变差动放大电路112的电阻R4、R5的电阻值来进行变更。例如,在将电阻R1、R2的电阻值设为40kΩ的情况下,放大率设定器114根据输入端子T13、T14的状态将电阻R4、R5的电阻值同时变更设定为100kΩ、200kΩ、400kΩ、800kΩ。由此,差动放大电路112的放大率被分别设定为2.5倍、5倍、10倍、20倍。
具体地说,在要控制的电动机的电流值小的情况下(例如电流最大为1A以下),将图2所示的用于检测电流的分流电阻111的电阻值设定为1Ω,将差动放大电路112的放大率设定为2.5倍。由此,即使电动机的电流小也能够进行信噪比良好的电流检测。
另一方面,在电动机的电流值较大的情况下,用于检测电流的分流电阻111的电力损耗变大,因此优选的是尽量降低分流电阻111的电阻值。因此,例如在电流检测值的最大值为20A的情况下,将用于检测电流的分流电阻111的电阻值设定为10mΩ,将差动放大电路112的放大率设定为20倍。由此,能够构成极力抑制了分流电阻111的电力损耗的电流检测部107A。
下面,以对驱动电流的最大值为±8A(零峰值)的洗涤电动机104进行驱动的情况为例来说明图1的结构中的电动机驱动装置的各常数的设计值。
在这种情况下,优选的是将分流电阻111的压降设为1V以下,使得不影响构成变频电路的、例如由IGBT形成的下臂开关元件131a2、131b2、131c2的动作。例如,在将分流电阻111的电阻值设为50mΩ时,电动机的最大电流引起的压降为8A×50mΩ=0.4V(<1V)。其结果是,即使有时电动机的驱动电流值超过8A,也能够留有余量地对变频电路的开关元件进行驱动。
另外,在对输入到控制部108的电流信号idc 1进行A/D转换的情况下,当假设微计算机的A/D转换器时,能够输入的电压一般为0V~5V。因此,优选的是将差动放大器的输出电压VOUT设定在以A/D转换器的输入电压的中心电压2.5V为基准的±2.5V的范围内。因此,将电流检测IC 110的内部的基准电压VREF设定为2.5V。即,在由图3所示的电阻R6、R7和放大器113构成的基准电压生成电路115中,对电阻R6、R7进行设定使得基准电压VREF为2.5V。例如,在电流检测IC 110的电源电压VCC为+5V的情况下,能够通过使电阻R6和电阻R7的电阻值相等来将基准电压VREF设定为2.5V。
在上述的例子中,在电动机的最大电流为8A时,在电流检测IC 110的输入端子T 1、T2之间输入0.4V的电压。因此,为了使电流信号idc 1的电压的振幅为2.5V以下,控制部108对作为电流检测IC 110的放大率设定端子的输入端子T13、T 14输出放大率设定信号zs 1以使电流检测IC 110的差动放大电路112的放大率为5倍。由此,当以基准电压VREF为中心值时,最大电流为8A时的输出端子T7的振幅为0.4V×5=2.0V。根据以上内容,能够高效地驱动洗涤电动机104。
接着,使用图2来说明在负载继电器109中根据控制部108的切换信号r1来切换变频电路103B的输出从而对风扇电动机105或浴缸泵106进行驱动的情况。此外,在图2中,将电流检测部107A换为107B、将电流信号idc1换为idc2、将放大率设定信号zs1换为zs2来进行说明。
此时,与洗涤电动机104同样地,以风扇电动机105的电流的最大值为±2A、浴缸泵106的电流的最大值为±1A的情况为例进行说明。
在这种情况下,当将电流检测部107B的分流电阻111的电阻值设为0.2Ω时,风扇驱动器105的最大压降为0.4V,浴缸泵106的最大压降为0.2V。因此,在对风扇电动机105进行驱动时,控制部108对作为电流检测IC 110的放大率设定端子的输入端子T13、T14输出放大率设定信号zs2以使电流检测IC 110的差动放大电路112的放大率为5倍。同样地,在对浴缸泵106进行驱动时,控制部108对作为电流检测IC 110的放大率设定端子的输入端子T13、T14输出放大率设定信号zs2以使电流检测IC 110的差动放大电路112的放大率为10倍。由此,对于风扇电动机105、浴缸泵106,也与洗涤电动机104同样地,通过信噪比良好的电流检测来能够高精确度地驱动风扇电动机105、浴缸泵106。
即,根据本实施方式的电动机驱动装置,能够利用一个变频电路和一个电流检测部并通过利用负载继电器109切换变频电路的输出来对驱动电流值不同的多个电动机进行驱动。另外,能够根据多个电动机的驱动电流切换为最佳的放大率来检测驱动电流以进行控制。由此,能够高精确度地驱动多个电动机。
此外,上述内容中说明的电动机驱动装置的各常数的设计值是一个例子,各常数的设计值是根据电动机的电流值、对控制电路的输出电压等条件而发生变化的。
另外,图3所示的电流检测IC的电路模块结构是一个例子,例如也可以将输入端子T1、T2和对差动放大器的输入的极性、差动放大器的结构构成为其它结构。
另外,在本实施方式中,以由电流检测部统一检测各变频电路的三相的电流的例子进行了说明,但是并不限于此。例如,也可以对三相中的各相分别配置电流检测部。由此,能够进行更高精确度的电动机的速度控制、扭矩控制等。
另外,在本实施方式中,以在设定差动放大电路的放大率时使用两个放大率设定端子来设定出四种状态为例子进行了说明,但是并不限于此,也可以将放大率设定端子的数量设为两个端子以外的数量。例如,也可以将放大率设定端子设为一个端子,从而将差动放大电路的放大率设定为5倍、10倍等两个等级。并且,也能够将放大率设定端子设为三个端子,来设定差动放大电路的五种以上的放大率。
另外,在本实施方式中,以将差动放大电路的放大率以数字方式设定的例子进行了说明,但是也可以以模拟方式设定差动放大电路的放大率。在这种情况下,能够通过以下步骤来实现:例如将放大率设定端子设为一个端子,在放大率设定端子与电路GND之间连接电阻来进行模拟输入,使用放大率设定器114内部的电流反射镜电路实时地改变电阻R4、R5的电阻值来设定差动放大电路的放大率。
如以上所说明的,根据本发明的电动机控制装置,在实现电流检测部的小型化的同时,通过利用负载继电器来切换多个电动机,从而不需要对每个电动机设置变频电路、电流检测部。另外,能够根据多个电动机的驱动电流切换为最佳放大率来检测驱动电流以进行控制。其结果是,能够实现可实现小型化、部件数削减、低成本化的小型廉价的电动机控制装置。
(实施方式2)
下面,使用附图来说明本发明的实施方式2中的变频式洗衣机的驱动方法。
图4是对本发明的实施方式2中的变频式洗衣机的浴缸泵进行驱动时的流程图。此外,电动机驱动装置的基本结构与实施方式1相同。
本实施方式构成为以下结构:在控制部108使变频电路103B停止之后,在确认出来自电流检测部107B的电流信号idc2不发生变化之后,对负载继电器109进行驱动。下面,以从风扇电动机105切换为浴缸泵106来进行驱动的情况为例具体地进行说明。
如图4所述,首先,判断是否要驱动浴缸泵106(S 200)。
接着,在要驱动浴缸泵106的情况下,判断当前是否正在驱动风扇电动机105(S201)。此时,如果正在驱动风扇电动机105(S201:“是”),则使风扇电动机105停止(S202)。
接着,判断来自电流检测IC 110的电流信号idc2是否仍为作为基准电压的VREF而没有变化、即电动机中是否不流入电流(S203)。此时,在电动机中流入了电流的情况下(S 203:“否”),重复进行步骤S203的判断,直到电动机中不流入电流为止。
接着,在电动机中不流入电流的情况下(S203:“是”),控制部108将负载继电器109切换到浴缸泵106侧,并且对电流检测IC 110输出用于将差动放大电路的放大率设为5倍的放大率设定信号zs2(S204)。
接着,控制部108对变频电路103B输出驱动信号inv2,开始浴缸泵106的驱动(S205)。
根据本实施方式,在判断出电动机中不流入电流后切换电动机,因此能够减少利用负载继电器109切换变频电路的输出时容易产生的电弧电流、或者浪涌电压。其结果是,即使利用廉价的继电器等构成负载继电器,也能够降低负载继电器的损伤而能够实现可靠性高的电动机驱动装置。
(实施方式3)
下面,使用附图来说明使用了本发明的实施方式3中的电动机驱动装置的变频式洗衣机。
图5是使用了本发明的实施方式3中的电动机驱动装置的变频式洗衣机的系统框图。图6是使用上述电动机驱动装置对变频式洗衣机的风扇电动机进行驱动时的流程图。此外,如图5所示,本实施方式省略了实施方式1的电动机控制装置的负载继电器和浴缸泵,而其它结构、动作与实施方式1相同。因此,主要说明与实施方式1不同的以下方面。
本实施方式构成为以下结构:控制部108根据风扇电动机105的目标电流值(目标转速)来切换电流检测IC 110的差动放大电路的放大率以进行驱动。
如图6所示,首先,判断是否要驱动风扇电动机105(S 300)。
接着,在要驱动风扇电动机105的情况下,根据洗涤的处理过程来判断风扇电动机105的目标转速是2000rpm还是5000rpm(S301)。在此,例如将风扇电动机105的转速为2000rpm时的电动机电流的最大值设为±2A,将5000rpm时的电动机电流的最大值设为±3.5A。然后,如果将分流电阻111的电阻值设为0.2Ω,则分流电阻111的最大压降为0.7V。即,能够如实施方式1中说明的那样将压降设定为1.0V以下。
然后,在步骤S 301中目标转速为2000rpm的情况下(S301:“是”),将电流检测IC 110的差动放大电路的放大率设定为5倍(S 302)。由此,电流检测IC 110的电流信号idc2的范围为2.5V±2.0V。
另外,在步骤S301中目标转速不是2000rpm的情况下(S301:“否”),将目标转速设定为5000rpm(S303),将电流检测IC的差动放大电路的放大率设定为2.5倍(S304)。由此,电流检测IC 110的电流信号idc2的范围为2.5V±1.75V。
接着,控制部108对电流检测IC 110的电流信号idc2进行A/D转换,对变频电路103B输出与目标电流值(目标转速)对应的驱动信号inv2,从而以目标转速对风扇电动机105进行驱动(S305)。
根据本实施方式,即使在电动机的负荷(目标电流值)发生变化的情况下,也能够通过切换电流检测IC 110的差动放大电路的放大率来将从电流检测IC 110输出的电流信号idc2的值在0~5V的范围内设定为最大限度的振幅以进行控制。其结果是能够进行信噪比良好的电流检测,并且能够以较少的部件结构实现最佳的电动机的驱动控制。
此外,在本实施方式中,以不具有实施方式1、实施方式2中示出的负载继电器109的结构进行了说明,但是并不限于此。例如,也可以具备负载继电器109,可以得到同样的效果、作用。

Claims (3)

1.一种电动机驱动装置,具备:
变频电路,其将直流电力转换为交流电力;
多个电动机,由上述变频电路对该多个电动机进行驱动;
负载继电器,其将上述变频电路的输出切换到上述多个电动机;
电流检测部,其检测电动机电流;以及
控制部,其根据上述电流检测部的电流信号控制上述电动机,
其中,上述电流检测部具有分流电阻和电流检测集成电路,该电流检测集成电路包括能够切换放大率的差动放大电路,
上述控制部对上述电流检测集成电路的放大率和上述负载继电器进行切换来控制上述电动机。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置,其特征在于,
上述控制部在使上述变频电路停止之后,在来自上述电流检测部的上述电流信号不发生变化的情况下,对上述电流检测集成电路的放大率和上述负载继电器进行切换。
3.一种电动机驱动装置,具备:
变频电路,其将直流电力转换为交流电力;
电动机,由上述变频电路对该电动机进行驱动;
电流检测部,其检测电动机电流;以及
控制部,其根据上述电流检测部的电流信号控制上述电动机,
其中,上述电流检测部具有分流电阻和电流检测集成电路,该电流检测集成电路包括能够切换放大率的差动放大电路,
上述控制部根据上述电动机的目标电流值来对上述电流检测集成电路的放大率进行切换以控制上述电动机。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102611286A (zh) * 2011-12-21 2012-07-25 广东美的电器股份有限公司 高集成智能功率模块
CN104937157B (zh) * 2013-01-21 2018-02-09 阿莫泰克有限公司 多马达驱动装置及利用其的洗衣机用马达驱动装置及其方法
KR101413181B1 (ko) * 2013-01-21 2014-06-27 주식회사 아모텍 다중 모터 구동장치와 이를 이용한 세탁기용 모터 구동장치 및 그 방법
JP2015047000A (ja) * 2013-08-28 2015-03-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 換気装置
US10041496B2 (en) 2013-06-28 2018-08-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Ventilation device
KR20150031828A (ko) 2013-09-17 2015-03-25 삼성전자주식회사 이중 인버터 시스템 및 그 제어 방법
WO2015045035A1 (ja) 2013-09-25 2015-04-02 三菱電機株式会社 開閉装置、電力変換装置、モータ駆動装置、送風機、圧縮機、空気調和機、冷蔵庫及び冷凍機
CN104787217A (zh) * 2014-08-20 2015-07-22 成都宽和科技有限责任公司 速度信号处理输出信号的数字差分控制助力系统
CN104787219A (zh) * 2014-08-20 2015-07-22 成都宽和科技有限责任公司 以挡位和速度信号都输入的电压差分控制助力车系统
CN105675988A (zh) * 2014-11-17 2016-06-15 无锡飞翎电子有限公司 洗衣机电机识别装置和方法以及洗衣机
KR101698782B1 (ko) * 2015-02-09 2017-02-01 엘지전자 주식회사 모터구동장치 및 이를 구비한 식기 세척기
JP6525330B2 (ja) * 2016-03-28 2019-06-05 三菱重工業株式会社 電力変換装置及び空調機
US11012011B2 (en) * 2017-04-27 2021-05-18 Mitsubishi Electric Corporation Motor control device and air conditioner
JP7237963B2 (ja) * 2017-11-20 2023-03-13 リナック エー/エス 複数の電気モータのうちの1つに流れる電流の特定
CN113737463A (zh) * 2021-08-10 2021-12-03 Tcl家用电器(合肥)有限公司 驱动电路及其驱动板

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6232731B1 (en) * 1997-06-26 2001-05-15 Electric Boat Corporation Multi-channel motor winding configuration and pulse width modulated controller
KR100553293B1 (ko) * 1999-02-02 2006-02-22 로크웰삼성오토메이션 주식회사 전류검출신호의 가변 오프셋 성분 제거장치 및 그 방법
JP2001129293A (ja) * 1999-11-09 2001-05-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 洗濯機の制御装置
JP4380012B2 (ja) * 2000-04-04 2009-12-09 パナソニック株式会社 モータ駆動装置
JP3910414B2 (ja) * 2001-11-15 2007-04-25 株式会社豊田中央研究所 モータ駆動制御装置およびその方法
DK200200572A (da) * 2002-04-17 2003-10-18 Danfoss Drives As Fremgangsmåde til måling af strøm i en motorstyring og motorstyring som bruger denne fremgangsmåde
JP4363169B2 (ja) * 2003-12-11 2009-11-11 パナソニック株式会社 食器洗い機のモータ駆動装置
JP4168965B2 (ja) * 2004-04-14 2008-10-22 株式会社デンソー 交流電動機制御装置
JP5010836B2 (ja) * 2006-02-27 2012-08-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ駆動装置,モータ駆動方法、及び電動ブレーキ装置
JP4661739B2 (ja) * 2006-08-30 2011-03-30 パナソニック株式会社 モータ駆動装置
JP5096020B2 (ja) * 2007-03-02 2012-12-12 オリエンタルモーター株式会社 インダクタンス負荷制御装置
JP4882934B2 (ja) * 2007-09-14 2012-02-22 ダイキン工業株式会社 電流測定装置
JP5011051B2 (ja) * 2007-10-02 2012-08-29 日立アプライアンス株式会社 ブラシレスモータ
JP2009095206A (ja) * 2007-10-12 2009-04-30 Nec Electronics Corp インバータ制御回路とその制御方法
JP2008099554A (ja) * 2008-01-07 2008-04-24 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd インバータ装置及びモータ駆動装置

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