CN106574422A - 无刷电动机以及搭载有该无刷电动机的洗衣机 - Google Patents

Abstract

本无刷电动机是洗衣机用的无刷电动机，其具备：电动机部，其包括卷绕有绕组的定子和保持有永磁体的转子；电动机控制用的微型计算机；逆变器电路，其内置有功率元件并控制对绕组施加的施加电压量；温度检测元件，其检测功率元件的温度；以及电流检测元件，其检测电源电流或者绕组的电流。在将以进行连续运转动作为前提而被设定为避免功率元件的接合部温度超过规定值的电流限制值设为第一电流限制值时，本无刷电动机设定比第一电流限制值高的第二电流限制值，仅在无刷电动机启动后的规定时间内以第二电流限制值进行运转。

Description

无刷电动机以及搭载有该无刷电动机的洗衣机

技术领域

本发明涉及一种内置有针对洗涤槽的运转控制功能的无刷电动机以及搭载有该无刷电动机的洗衣机。

背景技术

首先，利用图9来说明搭载于普通的全自动洗衣机或者滚筒式洗衣机(以下简称为洗衣机)的以往的无刷电动机的例子。图9是搭载有无刷电动机610的以往的洗衣机600的框图，该无刷电动机610能够按照被输入的转速(以下简称为速度)指令来进行速度控制。

无刷电动机610包括不具备运算处理功能的模拟IC规格的电动机控制电路620、逆变器电路20、对内置于逆变器电路20的功率元件的温度进行检测的温度传感器21、检测电源电流Iz的电流检测元件22、电动机部50以及检测转子位置的位置传感器57。电动机控制电路620具有速度控制部621，该速度控制部621基于从主体侧微型控制器(以下称为微型计算机)670通知的速度指令信号Sz、未图示的基准三角波的信号等来生成PWM(脉宽调制)占空比信号。

洗衣机主体601包括主体侧微型计算机670、电源部80、无刷电动机610、洗涤槽90、各种传感器130、操作部112以及显示部113。主体侧微型计算机670包括主体控制功能部71和电动机速度指令部72。主体控制功能部71使用各种传感器130的信号和通过无刷电动机610进行了信号处理的速度信号来控制洗涤槽90进行任意的动作。电动机速度指令部72为了使洗涤槽90执行任意的动作而生成用于使无刷电动机610最佳地运转的速度指令，并将该速度指令以速度指令信号Sz向无刷电动机610输出。

在此，说明电动机动作的逻辑。图10是示出无刷电动机610在一个洗涤周期内的动作例的图，图11是示出该无刷电动机610启动时的放大图。在图10和图11中，将横轴设为时间t，从上起示出了速度指令信号Sz的信号波形Sz(t)、该速度指令信号Sz的实际的电压波形Vz(t)、电源电流Iz的电流波形Iz(t)、转速RTz(t)以及功率元件温度Tz的温度变化Tz(t)。

为了按照利用操作部112选择出的运转模式反复进行洗涤槽的运转/停止动作，将速度指令信号Sz以具有如图10和图11所示那样的上升/下降的脉冲状的信号波形Sz(t)的形式从主体侧微型计算机670向电动机控制电路620输出。在此，速度指令信号Sz的电压与指令速度对应。此时，在从主体侧微型计算机670到电动机控制电路620之间存在各种阻抗成分。因此，作为实际的速度指令信号Sz的波形，如电压波形Vz(t)所示那样具有上升/下降时的时间常数(以200msec前后为例)，以模拟信号波形向电动机控制电路620输入。

电动机控制电路620基于这样的速度指令信号Sz转换为大致10kHz～20kHz的PWM占空比信号，来驱动逆变器电路20。由此，逆变器电路20对电动机部50的绕组施加与PWM占空比信号相应的电压，从而无刷电动机610进行运转。

其结果是，在记录了电源线中流动的电流的峰值的轨迹时，该轨迹成为电源电流Iz的电流波形Iz(t)所示那样的波形。在从启动起大致几msec～几百msec的期间内，电动机的转速RTz(t)比较小，因此绕组中产生的反电动势小。因此，施加电压的几乎全部电压被施加于绕组，如图11所示那样成为电流峰值达到电流限制值Ip1的状态(过负荷状态)。

在此，对电流限制动作进行说明。电源电流Iz被电流检测元件22以电压信号检测出，并与相当于电流限制值的基准电压进行比较。而且，在电压信号为该基准电压值以上的情况下进行电流限制动作。例如，作为电流限制，以如下方式进行动作：通过反复进行使逆变器电路20的功率元件的按照PWM占空比信号的开关动作暂时停止并在下一个占空比指令的定时再次开始开关动作这样的动作，来限制过电流。

此时，电动机的转速如转速RTz(t)所示那样朝向规定的转速上升。在启动后逐渐接近该规定的转速的同时，电源电流Iz的峰值也逐渐接近电流限制值Iq。此外，上述电流限制值Ip1是过负荷状态(启动时)下的电流限制值Ip1，此处的电流限制值Iq是稳态负荷状态下的电流限制值Iq。

在此，以如下方式设定电流限制值Ip1。首先，通常以进行连续运转动作为前提，将避免功率元件的接合部温度超过作为允许的最大值的最大允许接合部温度Tjmax那样的封装温度设为保护动作温度。此时，在该保护动作温度下允许的电流值的最大值被设定为电流限制值Ip1。另外，电流限制值Iq是能够产生以规定的转速进行旋转所需的转矩的电流值的最大值。此外，以下将这样的电流限制值Ip1设为第一电流限制值Ip1并适当地进行说明。

内置于逆变器电路20的功率元件的温度(封装温度)、即功率元件温度Tz如利用其温度变化Tz(t)表示的那样，在运转(洗涤动作)指令中上升，在停止指令中下降。通常，在洗涤时的一个周期的动作中，功率元件的温度反复上升/下降并且整体持续不断上升。

图12是示出实机负荷动作时的功率元件温度Tz的上升曲线的一例的图。通常将洗涤/漂洗/脱水设为一个周期，反复进行三个周期的洗涤/漂洗/脱水来进行实机的温度上升的确认。通常，在构成洗衣机的部件中，电动机的功率元件的温度上升最多。因此，进行了主体控制设计，以避免三个周期后的功率元件的温度超过保护动作温度。

但是，在洗衣机的实际使用上有可能进行设想外的过负荷运转、电动机锁定那样的异常使用，在该情况下，功率元件的温度异常地上升。因此，以往提出了一种致力于避免接合部温度超过最大允许接合部温度Tjmax而损坏功率元件的技术。作为该技术的一例，在电动机侧预先设置保护动作温度，在功率元件的温度达到该温度的情况下，进行保护动作以避免超过该温度，由此防止功率元件损坏(例如参照专利文献1～3)。

图13是示出这种保护动作的更加具体的动作例的图。在图13所示的动作例中，在功率元件温度Tz超过保护动作温度Tp的情况下，使速度指令信号Sz的电压为断开水平，从而使逆变器电路20的驱动停止。通过这样的动作，不再向电动机施加电压，因此电流不再流通，电动机不再旋转，洗涤槽停止。然后，如果下降到保护解除温度则再次开始运转。

图14是示出这种保护动作的另一个具体的动作例的图。在图14所示的动作例中示出降低电流限制值的方法，调整后的电流限制值Ip1’被设定为Ip1>Ip1’>Iq那样的值。此时，在模拟电路中唯一地决定功率元件温度Tz与电流限制值的关系，根据功率元件温度Tz，电流限制值被动地上升和下降。另外，由于电流限制值Ip1’为Ip1’<Ip1，因此出现以下状况：启动时的电流减少，电动机所产生的转矩减少，由此达到规定的转速所需的时间变长。

图15是示出这种保护动作的又一个具体的动作例的图。在图15所示的动作例中示出将电流限制值Ip1’设定为Ip1’<Iq的情况。在该情况下，出现以下状况：由于电流限制值Ip1’低于能够产生以规定的转速进行旋转所需的转矩的电流限制值Iq，因此不会达到规定的转速。

这样，在以往的洗衣机的无刷电动机中，具有以下保护功能：由于功率元件的温度上升而使电动机停止、或者降低电流限制值来使产生扭矩降低。因此，在功率元件过热时，洗涤槽有可能停止或者不会达到规定的转速。

因而，作为洗衣机主体的控制，需要考虑在反复进行电动机运转/停止动作的期间不至进行过热保护动作，以避免电动机输出发生变化而对洗涤时间、洗涤物的去污性造成影响。

即，在进行缩短运转时间或延长停止时间之类的时间调整、进行规定转速的设定时，需要进行有富余的设定，使得即使在最坏条件下，功率元件的温度上升也绝不会达到保护动作温度。而且，洗衣机主体的控制设计中需要进行电动机控制设计以避免功率元件过热。

以上，在图9示出的以往的内置模拟IC规格的无刷电动机中，无法对功率元件温度与电流限制值之间的相关性进行判断。即，只是通过将功率元件的温度信息与基准电压进行比较来改变电流限制值。

由于无法将功率元件温度的变化速度、相对于基准电压的富余度作为信息读取来估计以后的温度的变化量、富余度，因此通常以进行连续运转动作为前提而决定避免功率元件的接合部温度超过Tjmax的保护动作温度，并将在该温度下能够允许的最大的电流值设定为电流限制值Ip1。

因此，无法进行电流限制值Ip1以上的电流限制值的设定。因而，是只进行在达到保护动作温度之后降低电流限制值这样的动作的被动的功能。

专利文献1：日本特开平10-201280号公报

专利文献2：日本特开2004-208450号公报

专利文献3：日本特开2000-166289号公报

发明内容

本发明的无刷电动机是洗衣机用的无刷电动机，其具备：电动机部，其包括卷绕有绕组的定子和保持有永磁体的转子；电动机控制用的微型计算机；逆变器电路，其内置有功率元件并控制对绕组施加的施加电压量；温度检测元件，其检测功率元件的温度；以及电流检测元件，其检测电源电流或者绕组的电流。构成为：在将以进行连续运转动作为前提而被设定为避免功率元件的接合部温度超过规定值的电流限制值设为第一电流限制值时，本无刷电动机设定比第一电流限制值高的第二电流限制值，仅在无刷电动机启动后的规定时间内以第二电流限制值进行运转。

另外，本发明的洗衣机是搭载有该无刷电动机的结构。

由此，能够以启动时的转矩提升为目的来任意设定超过以往的第一电流限制值的第二电流限制值，一边抑制功率元件的温度一边以最大转矩启动。

因此，根据本发明，能够在提高清洗效果的同时抑制功率元件的温度上升来防止功率元件的损坏，并且能够实现洗涤时间的缩短。

附图说明

图1是具备本发明的实施方式所涉及的无刷电动机的洗衣机的框图。

图2是示出该洗衣机的结构例的图。

图3是示出本发明的实施方式所涉及的无刷电动机的结构例的图。

图4是该洗衣机的洗涤动作时的流程图。

图5是示出本发明的实施方式所涉及的无刷电动机的一个洗涤周期内的动作例的图。

图6是将图5的洗涤时的动作说明图中的启动时放大的图。

图7是示出该无刷电动机电流波形Ix(t)和比较例的电流波形Iz(t)的图。

图8是该无刷电动机的功率元件的温度上升图。

图9是以往的洗衣机的框图。

图10是示出以往的无刷电动机的一个洗涤周期内的动作例的图。

图11是图10中的启动时的放大图。

图12是示出以往的实机负荷动作时的功率元件温度Tz的上升曲线的一例的图。

图13是示出以往的洗衣机中的功率元件的温度保护动作的具体的一例的图。

图14是示出该功率元件的温度保护动作的其它具体例的图。

图15是示出该功率元件的温度保护动作的另一个具体例的图。

具体实施方式

参照附图来说明本发明的实施方式。此外，本发明并不限定于该实施方式。

(实施方式)

图1是具备本发明的实施方式所涉及的无刷电动机10的洗衣机100的框图。另外，图2是示出洗衣机100的结构例的图。另外，图3是示出无刷电动机10的结构例的图。

首先，参照图2来说明洗衣机100的结构。如图2所示，洗衣机100具备水槽91，该水槽91被弹性地支承在洗衣机主体内，且在其内部以旋转自如的方式支承有洗涤槽90，该洗涤槽90是在水平方向或倾斜方向上具有旋转的轴心的旋转滚筒。在水槽91的背面配置有经由轴92而向洗涤槽90传递动力的皮带轮93，向皮带轮93传递动力的无刷电动机(以下，适当地简称为电动机)10经由安装部37而被固定于水槽91的下方。而且，安装于电动机10的旋转轴47的前端的电动机皮带轮95与皮带轮93通过皮带94相连结以传递旋转。在这种结构中，电动机10的旋转轴47进行旋转，由此洗涤槽90进行旋转，随之对洗涤槽90内的洗涤物进行洗涤。另外，在洗衣机主体111的上部配置有通过使用者的操作来输入来自使用者的指示的操作部112和用于向使用者提示洗涤状态等的显示部113。并且，例如以进行与来自操作部112的指示相应的洗涤动作或者为了进行该动作而控制电动机10等为目的，洗衣机100在其内部具有主体侧微型计算机70。另外，主体侧微型计算机70与上述操作部112、显示部113、各种传感器130以及电动机10例如经由基于规定的通信格式的串行数据通信等的通信线进行连接，以能够传递信息。

接着，参照图3来说明无刷电动机10的结构。电动机10具备固定于洗衣机100的水槽91的定子30以及与定子30相向且以旋转自如的方式被保持的转子40。

定子30具备定子芯31、绕组33、定子架38以及安装部37。定子芯31例如是将薄铁板进行层叠来构成的。绕组33隔着绕组绝缘材料而卷绕于定子芯31。为了将电动机10固定于水槽91而设置有安装部37。而且，定子架38保持定子芯31和轴承35，并经由安装部37而被固定于水槽91。

另外，转子40以通过轴承35被以旋转自如的方式保持的旋转轴47为中心，且具备转子芯41、磁体42以及电动机皮带轮95。转子芯41在旋转轴47的大致中央部被固定于旋转轴47，转子芯41例如是通过将薄铁板进行层叠来构成的。磁体42是永磁体，配设于转子芯41的外周。而且，为了将转子40产生的动力传递到洗涤槽90，在旋转轴47的一端侧固定有电动机皮带轮95。

由像这样构成的定子30和转子40构成电动机部50。电动机部50以对定子30的绕组33施加驱动电压来流通绕组电流的方式进行通电驱动，由此转子40进行旋转。

另外，在本实施方式中，列举了在电动机部50内内置有用于对绕组33进行通电驱动的驱动电路的无刷电动机的一例。即，如图3所示，电动机10还内置有安装了成为驱动电路的电路部件的电路基板55。在电路基板55上例如安装有向绕组33供给驱动电压的逆变器电路20用的功率元件、位置传感器57等，除此以外，在本实施方式中还安装有电动机控制用微型计算机13。

如上所述，电动机10构成为包括具有运算处理功能的用于电动机控制的电动机控制用微型计算机13、逆变器电路20、电动机部50以及位置传感器57。而且，在本实施方式中，如图1所示，电动机10还具备：作为温度检测元件的温度传感器21，其内置于逆变器电路20来检测该逆变器电路20的功率元件的温度；以及电流检测元件22，其用于检测来自电源部80的电源电流Ix、绕组的电流。

电动机控制用微型计算机(以下，适当地称为电动机侧微型计算机)13是为了控制电动机10而设置的，能够与主体侧微型计算机70进行数据通信。电动机侧微型计算机13具备电动机控制功能部15和速度控制部14。电动机控制功能部15使用位置传感器57的信号、电流检测元件22的信号以及温度传感器21的信号来控制电动机部50，以使洗涤槽90进行任意的动作。速度控制部14基于主体侧微型计算机70的速度指令和位置传感器57的信号来计算使检测或者估计出的实际速度变得与速度指令所指示的速度相等那样的驱动量。而且，利用与该驱动量相应的信号和未图示的基准三角波来生成由与驱动量相应的占空比宽度的脉冲构成的PWM占空比信号Dp。向用于控制对绕组33施加的施加电压量的逆变器电路20供给所生成的PWM占空比信号Dp。逆变器电路20具有根据脉冲信号进行开关动作的功率元件，且按照PWM占空比信号Dp的脉冲的水平来对内置于逆变器电路20的开关功率元件分别进行接通断开控制。逆变器电路20以这种方式进行动作，由此生成与驱动量相应的驱动电压，向电动机部50的绕组33供给该驱动电压。这样，逆变器电路20对绕组33施加驱动电压，由此绕组电流流向绕组33，从而绕组33被通电驱动。

另外，主体侧微型计算机70具备主体控制功能部71和程序指令部73。主体控制功能部71使用各种传感器130的信号和在电动机10中进行了信号处理的速度信号来进行控制，以使洗涤槽90进行任意的动作。程序指令部73指定电动机10的动作模式，以使洗涤槽90成为任意的运转模式。

在此，主体侧微型计算机70的作用在于，作为上级控制器来进行控制洗衣机整体动作的工作。即，主体侧微型计算机70与洗涤物的量、污浊状况、操作洗衣机的人的要求相应地进行管理，以使电动机10准确地进行洗涤/漂洗/脱水的基本动作。

另一方面，电动机侧微型计算机13的作用在于，作为下级控制器来进行按照主体侧微型计算机70的指令控制电动机10的动作的工作。即，电动机侧微型计算机13针对各个基本动作控制电动机10，使得最大限度地发挥清洗力，进行充分的漂洗以避免残留肥皂成分、可靠地进行脱水以使洗涤物易于干燥，并且不损伤洗涤物且节约电量、水量。

此时，通过使用数据通信功能，作为从主体侧微型计算机70向电动机侧微型计算机13发送的信息，来发送程序本身、参数、动作程序、动作模式之类的数字数据。另外，作为从电动机侧微型计算机13向主体侧微型计算机70发送的信息，交换电动机10的电流值、转速、温度信息、负荷信息、洗涤槽的状况之类的数据。在图1中示出了在电动机侧微型计算机13与主体侧微型计算机70之间传输数据Dx的例子。

图4是本实施方式的洗衣机100的洗涤动作时的流程图。接着，参照图4的流程图来说明电动机10的动作的逻辑。按照利用操作部112选择出的运转模式来从主体侧微型计算机70向电动机侧微型计算机13输入洗涤/漂洗/脱水等各模式的运转指令、各个模式的规定的运转时间之类的程序指令(步骤S31)。

从主体侧微型计算机70向电动机侧微型计算机13输入洗涤物的去污性等校正信息(步骤S32)。在输入程序指令后，将由电流检测元件22检测出的电源、绕组的电流Ix的电流值与预先准备的表进行对照，电动机侧微型计算机13将洗涤物估计为负荷量(步骤S33)。

为了使洗涤物在各运转模式下进行最佳的动作，根据估计出的负荷量和预先准备的表来导出启动时所需的转矩、转速，由电动机侧微型计算机13设定最大电流值、转速(步骤S34)。然后，电动机侧微型计算机13向逆变器电路20输出PWM占空比信号Dp，由此对电动机部50的绕组33施加驱动电压来使电动机10进行运转(步骤S35)。电动机侧微型计算机13确认电动机10的转速(步骤36)。

另外，利用温度传感器21对内置于逆变器电路20的功率元件的温度(封装温度)进行检测(步骤S37)，电动机侧微型计算机13基于检测出的温度来估计接合部温度(步骤S38)。之后，电动机侧微型计算机13在保持原样地持续运转的情况下判定接合部温度是否达到作为规定值的温度的最大允许接合部温度Tjmax(以下，适当地称为Tjmax)(步骤S39)。此时，在电动机控制用微型计算机13判断为接合部温度超过Tjmax的情况下，返回到步骤S34来调整电流值，以使接合部温度不超过Tjmax。此外，能够通过对功率元件的封装温度加上封装与接合部之间的温度差来求出接合部的温度。通过封装与接合部之间的热阻同接合部的损耗的积来求出封装与接合部之间的温度差。

特别是，在本实施方式中设为微型计算机规格的无刷电动机10，因此电动机自身能够基于所得到的信息来判断这种功率元件温度与电流限制值的相关性。因此，能够与是否能够进行连续运转动作无关地自适应地设定电流限制值，以避免功率元件的接合部温度超过Tjmax。

即，在本实施方式中设为以下结构：利用能够进行这种自适应控制的特点，在电动机启动时进行将电流限制值提高至上述第一电流控制值Ip1以上(以下称为提升)的处理，由此实现了电动机启动时的转矩提升。这样，在本实施方式中具有以下主体功能：不将保护动作温度这样的基准设为阈值，根据实时地观测的功率元件的温度信息来估计接合部的温度上升，从而判断是否会达到Tjmax。以下说明详细内容，在本实施方式中，通过设为这种结构来抑制功率元件的温度上升，并且利用转矩提升实现了洗涤时间的缩短。

最后，将到此为止所需的时间与各运转模式所需的规定时间进行比较，在为规定时间以下的情况下，返回到步骤S32，电动机侧微型计算机13反复进行同样的工序，直到经过规定的时间为止(步骤40)。

图5是示出本实施方式所涉及的无刷电动机10的一个洗涤周期内的动作例的图，示出了一个洗涤周期内的电动机10的随时间经过的动作。另外，图6是将图5的电动机10启动时放大的图。在图5和图6中，将横轴设为时间t，从上起示出了程序指令数据Dx、该指令数据Dx所示的速度指令值Vx(t)、电源电流Ix的电流波形Ix(t)、转速RTx(t)以及功率元件温度Tx的温度变化Tx(t)。另外，在图6中，用实线示出了本实施方式的电流波形Ix(t)、转速RTx(t)以及温度变化Tx(t)，并且为了进行比较，用点划线示出了在图11中说明过的现有例的电流波形Iz(t)、转速RTz(t)以及温度变化Tz(t)。

为了按照利用操作部112选择出的运转模式使洗涤槽90进行运转，从主体侧微型计算机70的程序指令部73向电动机控制用微型计算机13以数字信号形式输入程序指令数据Dx。由于从主体侧微型计算机70通过通信输入程序指令数据Dx，因此不存在模拟电压的上升/下降信号波形，几乎与时间常数无关。即，如图5所示，速度指令值Vx(t)从停止时的0起瞬间变化为表示运转时的规定的速度的值Vx1。

此外，用于反复进行运转/停止动作的速度指令值Vx(t)以内置于电动机10的电动机侧微型计算机13内部的数字值的方式存在。通过使用了速度指令值Vx(t)等的电动机侧微型计算机13内部的运算处理而计算出的驱动值被转换为频率大致为10kHz～20kHz的PWM占空比信号Dp，来对逆变器电路20进行脉冲驱动，对电动机部50的绕组33施加与该驱动值对应的电压以使电动机10进行运转。

其结果是，当记录了从电源部80流向电源线的电源电流Ix的峰值的轨迹时，成为如电源电流Ix的电流波形Ix(t)所示那样的波形。特别是在本实施方式中，其特征在于，在电动机启动时，在大致几msec～几百msec的期间内，作为电流峰值的电流波形Ix(t)达到第二电流限制值Ip2。即，在本实施方式中，如上述那样设置比第一电流限制值Ip1大的第二电流限制值Ip2来实现提升。在该时间内，电动机的转速比较小，因此绕组中产生的反电动势小，施加电压中的几乎全部电压被施加于绕组，导致电流峰值达到电流限制值Ip2，因此通常被称为过负荷状态。

电动机的转速如转速RTx(t)那样朝向规定的转速上升。在启动后，在逐渐接近该规定的转速RTx1的同时，电源电流Ix的峰值也逐渐接近稳态负荷状态下的电流限制值Iq。在此，如在背景技术中也说明过的那样，通常在以进行连续运转动作为前提而决定避免功率元件的接合部温度超过作为规定值的Tjmax那样的保护动作温度时，过负荷状态下(启动时)的第一电流限制值Ip1是在该温度下允许的电流值的最大值。另外，稳态负荷状态下的电流限制值Iq是能够产生以规定的转速进行旋转所需的转矩的电流值的最大值。

与此相对地，在本实施方式中设定的过负荷状态下(启动时)的第二电流限制值Ip2不以进行连续运转动作为前提，是能够在不超过Tjmax的范围内任意设定的值。即，第二电流限制值Ip2还能够以提升为目的而设定为如图6所示那样的第一电流限制值Ip1以上的值。因此，如图6所示，启动时的电流的峰值变化为比第一电流限制值Ip1大的第二电流限制值Ip2。而且，通过由此产生的转矩提升使达到规定的转速的时间变短，与第一电流限制值Ip1的情况相比，启动时(过负荷状态)的时间从tzp缩短为txp。这样，在本实施方式中，与以往的第一电流限制值Ip1的设定例中的转速RTz(t)的上升相比，能够如用图6的转速RTx(t)所示那样迅速地使转速上升。

如以上说明过的那样，本实施方式构成为：设定比第一电流限制值Ip1高的第二电流限制值Ip2，仅在电动机10启动后的规定时间内以第二电流限制值Ip2进行运转。而且，根据本实施方式，转速迅速地转速上升，之后达到成为规定的转速的稳态负荷点，因此能够迅速地设定足以产生稳态负荷点的转矩的电流限制值Iq。

在这种动作状况时，针对电源电流的电流波形设置的电流限制值Ip1、Ip2、Iq的关系表示为Ip2>Ip1>Iq。另外，在本实施方式中，如上述那样电动机侧微型计算机13实时地判断是否达到Tjmax，因此即使设定为Ip2>Ip1也能够避免温度保护动作。

另外，在单纯地设定为Ip2>Ip1的情况下，作为功率元件的温度上升的主要原因的电流单纯地增加，温度上升幅度变大。另一方面，由于在启动时转速迅速地上升，因此能够缩短洗涤周期时间。即，在本实施方式中，通过在启动时转速迅速地提高而提高了清洗效果，相对应地缩短了一个洗涤周期的动作时间。由此，发挥使启动时间txp内的电流增加量与稳态负荷状态的时间txq的电流减少量以互相抵消的方式发生作用，结果是能够抑制功率元件的温度上升。

图7是示出上侧所示的本实施方式的电源电流Ix的电流波形Ix(t)和下侧所示的作为比较例的在图11中说明过的现有例的电源电流Iz的电流波形Iz(t)的图。如图7所示，在比较例的情况下，运转时间为启动时的过负荷状态的时间tzp和稳态负荷状态的时间tzq。与此相对地，在本实施方式中，启动时的转速高速地上升，因此与比较例相比能够将运转时间缩短为启动时的过负荷状态的时间txp和稳态负荷状态的时间txq。

即，将如图7所示的比较例(以往)那样设为电流限制值Ip1的情况下的、启动时的过负荷状态的时间tzp和稳态负荷状态的时间tzq的期间内的电流值的累积量(面积)设为S1。另外，将设为图7所示的本实施方式的电流限制值Ip2的情况下的、启动时的过负荷状态的时间txp和稳态负荷状态的时间txq的期间内的电流值的累积量(面积)设为S2。而且，如果使累积量(面积)S2与累积量(面积)S1相等或将累积量(面积)S2抑制为S1以下，则功率元件的温度上升不变而能够与以往同样地抑制温度上升。这样，在本实施方式中，将以第二电流限制值Ip2启动、之后以比第一电流限制值Ip1低的稳态负荷状态下的电流限制值Iq进行运转的情况下的电流累积量S2设为与以第一电流限制值Ip1启动、之后以该稳态负荷状态下的电流限制值Iq进行运转的情况下的电流累积量S1相等或在S1以下。换句话说，在本实施方式中，构成为以使电流累积量S2与以第一电流限制值Ip1启动后进行运转的情况下的电流累积量S1相等或为S1以下那样的第二电流限制值Ip2来启动电动机10。

图8是示出本实施方式的无刷电动机10的实机负荷动作时的功率元件的温度变化Tx(t)的图。在图8中，用实线示出本实施方式的温度变化Tx(t)，并且为了进行比较而用点划线示出图7所示的比较例的情况下的温度变化Tz(t)。

如图6所示，在洗涤动作时将启动时的电流限制值提高至第二电流限制值Ip2来进行提升，由此如图8所示，相对于以往的温度变化Tz(t)，本实施方式的温度变化Tx(t)中的温度上升的幅度变大，但洗涤动作时的时间缩短时间tss。这样，能够与一个洗涤动作时间的缩短量相应地尽快结束洗涤时间，同时能够在如漂洗、脱水那样不需要进行提升的动作时将电流限制值保持为与以往相同。因此，能够抑制洗涤/漂洗/脱水这样的一个周期的温度上升，能够将三个周期后的功率元件的温度上升抑制为以往的保护动作温度以下。

作为在实现洗涤物的去污性的提高、洗涤时间的缩短时有效的洗涤槽的动作的一例，如何在短时间内使启动时的转速上升、在启动后如何均匀且稳定地将转速保持为固定是重要的。在本实施方式中，能够防止功率元件的损坏，并且通过由电动机自身实现用于实现必要的启动转矩和转速上升响应性的改善的最佳的电流限制值和通电时间，能够与以往相比进一步提高无刷电动机的使用便利性。

产业上的可利用性

如上所述，根据本发明，防止功率元件的损坏，并且由电动机自身实现用于实现洗涤运转时所需的启动转矩和转速上升响应性的改善的最佳的电流限制值和通电时间，因此作为洗衣机用的高功能的无刷电动机是合适的。

附图标记说明

10、610：无刷电动机；13：电动机控制用微型计算机；14、621：速度控制部；15：电动机控制功能部；20：逆变器电路；21：温度传感器；22：电流检测元件；30：定子；31：定子芯；33：绕组；35：轴承；37：安装部；38：定子架；40：转子；41：转子芯；42：磁体；47：旋转轴；50：电动机部；55：电路基板；57：位置传感器；70、670：主体侧微型计算机；71：主体控制功能部；72：电动机速度指令部；73：程序指令部；80：电源部；90：洗涤槽；91：水槽；92：轴；93：皮带轮；94：皮带；95：电动机皮带轮；100、600：洗衣机；111、601：洗衣机主体；112：操作部；113：显示部。

Claims (4)

1.一种洗衣机用的无刷电动机，其具备：电动机部，其包括卷绕有绕组的定子和保持有永磁体的转子；电动机控制用的微型计算机；逆变器电路，其内置有功率元件并控制对所述绕组施加的施加电压量；温度检测元件，其检测所述功率元件的温度；以及电流检测元件，其检测电源电流或者所述绕组的电流，该无刷电动机的特征在于，

在将以进行连续运转动作为前提而被设定为避免所述功率元件的接合部温度超过规定值的电流限制值设为第一电流限制值时，该无刷电动机设定比所述第一电流限制值高的第二电流限制值，仅在所述无刷电动机启动后的规定时间内以所述第二电流限制值进行运转。

2.根据权利要求1所述的无刷电动机，其特征在于，

在将所述无刷电动机的启动时的时间与稳态负荷状态的时间相加而得到的电流累积量中，将以所述第二电流限制值启动、之后以比所述第一电流限制值低的所述稳态负荷状态下的电流限制值进行运转的情况下的电流累积量设为与以所述第一电流限制值启动后进行运转的情况下的电流累积量相等或为以所述第一电流限制值启动后进行运转的情况下的电流累积量以下。

3.根据权利要求1或2所述的无刷电动机，其特征在于，

所述电动机控制用的微型计算机能够与洗衣机主体所具备的主体侧的微型计算机互相通信。

4.一种洗衣机，搭载有根据权利要求1～3中的任一项所述的无刷电动机。