CN111434023A - 电机驱动装置和具有该电机驱动装置的家用电器 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的包括电机的家用电器，其特征在于，包括：逆变器部和控制逆变器部的开关动作的逆变器控制部，所述逆变器控制部基于家用电器的运转模式，生成用于制动所述电机的制动指令，在生成了所述制动指令之后经过预设的制动时间时，所述逆变器控制部控制所述逆变器部首先执行在没有电流流过所述逆变器控制部流动的状态下用于降低所述电机的转速的第一制动模式，然后执行在有电流流过所述逆变器控制部流动的状态下用于降低所述电机的转速的第二制动模式和第三制动模式中的至少一方，以使所述电机停止。

Description

电机驱动装置和具有该电机驱动装置的家用电器
技术领域
本发明涉及电机驱动装置和具有该电机驱动装置的家用电器，更详细地，涉及能够最大限度地利用输入电源的电机驱动装置和具有该电机驱动装置的家用电器。
背景技术
电机驱动装置是用于驱动电机的装置，该电机包括进行旋转运动的转子和缠绕有线圈的定子。
另一方面，电机驱动装置可以分为使用传感器的传感器型电机驱动装置和不具有传感器的无传感器(sensorless)型电机驱动装置。
最近，无传感器型电机驱动装置由于诸如降低制造成本等原因而被广泛使用，因此，正在开展对无传感器型电机驱动装置的研究以有效地驱动电机。
这种无传感器型电机驱动装置搭载于各种类型的家用电器。例如，家用电器可以包括衣物处理装置、空调机以及吸尘器。
在这些家用电器中，衣物处理装置根据衣物投放方式分为顶部装载方式(toploading type)和前方装载方式(front loading type)。
顶部装载方式的衣物处理装置是，包括：形成外观的箱体；设置在所述箱体的内部以提供容纳衣物的空间的外桶；设置在所述箱体的顶部表面以与所述外桶连通的投放口的方式。
前方装载方式的衣物处理装置是，包括：形成外观的箱体；设置在所述箱体的内部以提供容纳衣物的空间的外桶；设置在所述箱体的前方表面以与所述外桶连通的投放口的方式。
如上所述，衣物处理装置搭载了电机驱动装置，以使容纳衣物的外桶旋转。最近，与将电机的旋转力间接地传递给外桶的旋转轴的现有方式相比，直接传递旋转力的直接驱动(Direct Drive)方式更为优选，并且还大幅增加转速以提高脱水性能和实现快速脱水。
另外，最近，衣物处理装置具有配置在电机和外桶之间的齿轮箱，从而可以根据衣物处理装置的动作模式来调节所述齿轮箱的齿轮比。这种齿轮箱的齿轮比的调节是为了增加衣物处理装置的能量效率。
另一方面，通过直接驱动方式和齿轮箱的应用，导致以脱水模式进行动作的衣物处理装置的电机转速激增。
因此，在采用现有的衣物处理装置中在脱水结束时所应用的电机制动方法的情况下，会有大电流在电机驱动装置中流动，因此会引起电机驱动装置中包含的部分构成要素的温度上升到危险的水平的问题。
具体而言，在现有的衣物处理装置中，在开始结束脱水的时间点，电机的转速约为100RPM至200RPM，在搭载了直接驱动方式的齿轮箱的衣物处理装置中，在开始结束脱水的时间点，电机的转速约为600RPM至700RPM。
此外，在搭载了直接驱动方式的齿轮箱的衣物处理装置的脱水结束时，如果应用了作为现有的电机制动方法的动态制动方法，则为了执行动态制动，使逆变器部内的下臂开关全部接通(on)，由此，电流会过多地流入电机驱动装置内的智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM)。
通常，IPM必须在设计的极限温度以下动作，才能够保障稳定性。由于过电流流过IPM，在所述IPM的温度超过极限温度时，可能会引起IPM的故障，所以，在制动电机以结束脱水模式的过程中，过多的电流在IPM流动会降低电机驱动装置的稳定性。
与此相关地，在韩国公开专利第10-2005-0066446号(公开日2005年6月30日)中公开了一种洗衣机的电机控制装置，其为了终止脱水过程，首先执行反向制动，然后在满足特定条件时，开始切换到动态制动。
然而，仅凭所述韩国公开专利第10-2005-0066446号公开的方法，在制动以500RPM以上旋转的电机时，无法向IPM提供足够低的电流。
尤其，在减小IPM的大小和容量的趋势中，如上所述的问题变得更加严重，因此，需要研究控制逆变器部的电机制动方法，该方法可以在停止高速旋转的电机的同时使得流入控制部的电流不会增加到危险水平以上。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的技术问题是提供一种电机驱动装置和包括这种电机驱动装置的家用电器，该电机驱动装置在执行电动制动机以使高速旋转的电机停止的同时，能够防止逆变器部和逆变器控制部的温度上升到危险水平以上。
即，本发明的目的是，在电机制动时，减小流过逆变器部和逆变器控制部的电流的大小，降低逆变器控制部的温度上升，从而减小电机保持相同性能所需的逆变器控制部的大小和容量。
另外，本发明的目的是提供电机驱动装置和包括这种电机驱动装置的家用电器，该电机驱动装置能够使电机的制动时间保持恒定，而与由旋转对象产生的负载的大小无关。
即，本发明的目的是，提供能够使电机的制动时间保持恒定的电机制动方法，从而提高具备电机的家用电器的性能。
解决问题的技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的实施例的包括电机的家用电器，可以包括：将从输入电源施加的电力传递到所述电机的逆变器部和控制所述逆变器部的动作的逆变器控制部。
此时，逆变器部可以具有彼此串联连接的多个开关对，以实现分别与所述多个开关对相对应的多个相。
另外，其特征在于，逆变器控制部，基于家用电器的运转模式，生成用于制动所述电机的制动指令，在生成了所述制动指令之后经过预设的制动时间时，控制所述逆变器部首先执行在没有电流流过所述逆变器控制部的状态下用于降低所述电机的转速的第一制动模式，然后执行在有电流流过所述逆变器控制部流动的状态下用于降低所述电机的转速的第二制动模式和第三制动模式中的至少一方，以使所述电机停止。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部断开所述逆变器部中包括的所有开关，从而执行所述第一制动模式。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部控制所述逆变器部以相对于所述电机的旋转方向产生反相电流，从而执行所述第二制动模式。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部在所述开关对中断开所有上臂开关且接通所有下臂开关，从而执行所述第三制动模式。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部控制所述逆变器部，以在执行了所述第二制动模式之后，执行所述第三制动模式。
在一实施例中，其特征在于，在生成所述制动指令之后，直到所述电机的转速降低到第一速度以下为止，所述逆变器控制部控制所述逆变器部优先执行所述第一制动模式。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部控制所述逆变器部执行所述第二制动模式，直到所述电机的转速降低到低于所述第一速度的第二速度以下为止。
在一实施例中，其特征在于，在所述第二制动模式完成时，所述逆变器控制部控制所述逆变器部执行所述第三制动模式，直到所述电机停止为止。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部以预设的顺序执行所述第一制动模式至所述第三制动模式，执行所述第一制动模式至所述第三制动模式的各自的时间的总和等于所述预设的制动时间。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部基于在生成了所述制动指令的时间点的所述电机的转速，以能够改变的形式设定执行所述第三制动模式的时间间隔。
在一实施例中，其特征在于，在生成了所述制动指令的时间点的所述电机的转速增加时，所述逆变器控制部减小执行所述第三制动模式的时间间隔。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部基于所述预设的制动时间，分别设定执行所述第一制动模式的第一时间间隔、执行所述第二制动模式的第二时间间隔以及执行所述第三制动模式的第三时间间隔。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部中，所述第一时间间隔至所述第三时间间隔的总和等于所述预设的制动时间。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部将所述预设的制动时间与预定的时间值之间的差设定为所述第一时间间隔。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部检测在产生了所述制动指令的时间点的所述电机的转速，基于检测到的转速来设定所述第一时间间隔至所述第三时间间隔。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部基于所述检测到的转速来设定所述第二时间间隔和所述第三时间间隔中的至少一方，将所述预设的制动时间与已设定的所述第二时间间隔和第三时间间隔之间的差设定为所述第一时间间隔。
在一实施例中，其特征在于，在所述检测到的转速增加时，所述逆变器控制部减小所述第三时间间隔。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部利用所述检测到的转速，计算在将所述第三制动模式应用于所述电机时在所述逆变器控制部内的一部分流过的电流的大小，基于计算出的电流的大小来设定所述第三时间间隔中的至少一方。
在一实施例中，其特征在于，所述逆变器控制部存储与所述逆变器部、所述逆变器控制部的极限温度以及极限电流中的至少一方有关的信息，基于所述存储的信息和所述检测到的转速来设定所述第三时间间隔中的至少一方。
发明效果
根据本发明的家用电器和该家用电器所具备的电机驱动装置，当紧急制动电机时，可以通过减少流过逆变器部和逆变器控制部的电流的量来提高电机的驱动稳定性。
另外，根据本发明，获得减小了电机保持相同性能所需的逆变器控制部的大小和容量的效果。即，与以15A为基准设计的现有的电机驱动装置的极限电流相比，只需以5A为基准设计根据本发明的电机驱动装置的极限电流就足够。
另外，根据本发明，获得了能够使电机的制动时间保持恒定而与旋转对象产生的负载的大小无关的效果。由此，具备电机的家用电器的实动率增加。
附图说明
图1a是示出根据本发明的一实施例的衣物处理装置的立体图。
图1b是图1a的衣物处理装置的侧剖视图。
图2是示出根据本发明的另一实施例的衣物处理装置的分解立体图。
图3示例出图1a或图2所示的家用电器的电机驱动装置的内部框图的一例。
图4是图3的电机驱动装置的内部电路图的一例。
图5是示出搭载了齿轮部的洗衣机的构成要素的框图。
图6是图4的逆变器控制部的内部框图。
图7是示出根据本发明的电机制动方法的流程图。
图8是与根据本发明的电机制动方法相关的图表。
具体实施方式
在下文中，将参照附图进一步详细地说明本发明。
在下文中，将参照附图进一步详细地说明本发明。
图1a是示出根据本发明的一实施例的衣物处理装置的立体图，图1b是图1a的衣物处理装置的侧剖视图。作为参考，将图1a和图1b所示的衣物处理装置定义为顶部装载方式。
参照图1a至图1b，根据本发明一实施例的衣物处理装置100，是包括被投入衣物并对该衣物进行洗涤、漂洗、脱水等的洗衣机或被投入湿衣物并对该湿衣物进行烘干的烘干机等的概念，在下文中，将主要描述洗衣机。
另外，参照图1a至图1b，在本发明中，以顶部装载方式的洗衣机为基准进行说明。然而，本发明的技术思想不仅仅适用于顶部装载方式的洗衣机，只要是具有BLDC电机的衣物处理装置，则可以适用于任何类型的衣物处理装置。
洗衣机100包括：形成外观的机壳110；多个操作键，接收来自用户的各种控制指令；控制面板115，设置用于显示与洗衣机100的运转状态有关的信息的显示器等以提供用户界面；门113，可旋转地设置于机壳110以打开和关闭供洗涤物进出的进出口。
机壳110可以包括：主体111，形成能够在该主体的内部容纳洗衣机100的各种部件的空间；顶盖112，设置在主体111的上侧，并形成衣物进出口，以便能够将洗涤物放入内桶122内。
尽管说明了机壳110包括主体111和顶盖112，但不限于此，只要机壳110形成洗衣机100的外观即可。
另一方面，支撑杆135被描述为与作为机壳110的构成之一的顶盖112结合，但不限于此，并明确指出，也可以结合至机壳110的任何固定部分。
控制面板115包括：多个操作键117，操作衣物处理装置100的运行状态；显示器118，配置在多个操作键117的一侧并显示衣物处理装置100的运行状态。
门113打开和关闭形成于顶盖112的衣物进出口(未标记)，所述门113可以包括钢化玻璃等透明构件，使得可以看到主体111的内部。
洗衣机100可以包括洗涤桶120。洗涤桶120可以包括容纳洗涤水的外桶124和可旋转地设置在外桶124内以容纳洗涤物的内桶122。可以在洗涤桶120的上部设置有平衡器134，以补偿洗涤桶120旋转时产生的偏心现象。
另一方面，洗衣机100可以包括可旋转地设置在洗涤桶120的下部的波轮133。
驱动装置138提供用于使内桶122和/或波轮133旋转的驱动力。可以设置选择性地传递驱动装置138的驱动力的离合器(未示出)，仅使内桶122旋转，或者仅使波轮133旋转，或者使内桶122和波轮133同时旋转。
另一方面，在顶盖112中，设置有可拉出的洗涤剂盒114，以容纳有各种洗涤剂，诸如衣物洗涤剂、织物柔软剂和/或漂白剂等，通过供水流路123供应的洗涤水在经由洗涤剂盒114之后被供给到内桶122中。
在内桶122形成有多个孔(未示出)，使得供应到内桶122的洗涤水穿过多个孔而流动到外桶124。可以设置打开和关闭供水流路123的供水阀125。
通过排水流路141来排出外桶124内的洗涤水，可以设置打开和关闭排水流路141的排水阀143和泵送洗涤水的139。
支撑杆135用于将外桶124悬挂在机壳110内，并且所述支撑杆135的一端连接于机壳110，而支撑杆135的另一端借助悬架150与外桶124连接。
悬架150在洗衣机100运转期间缓冲外桶124的震动。例如，由于内桶122旋转时产生的震动，外桶124可能会发生震动，而所述悬架150能够缓冲在内桶122旋转时容纳于内桶122中的洗涤物的偏心、内桶122的转速或共振特性等的各种因素引起的震动。
另一方面，参照图2，示出了衣物处理装置的另一实施例。作为参考，图2所示的衣物处理装置定义为前方装载方式。
参照图2，衣物处理装置包括：形成外观的箱体1100；外桶1200，设置在所述箱体的内部并由所述箱体支撑；滚筒1300，可旋转地设置在所述外桶内部以放入洗涤物；电机，对所述滚筒施加转矩以使滚筒旋转；控制面板1150，由用户选择衣物处理装置的运转模式或接受与所选择的运转模式的执行有关的输入。
所述箱体1100包括：主体1110、设置在所述主体的正面而相结合的盖1120以及结合于所述主体的上部的顶板1160。所述盖1120可以包括：开口部1140，允许洗涤物通过该开口部进出；门1130，选择性地开闭所述开口部。
所述滚筒1300形成对放入该滚筒的内部的洗涤物进行洗涤的空间。所述滚筒1300接收来自所述电机的动力而进行旋转。所述滚筒1300具备多个通孔1310，因此存储在所述外桶1200的洗涤水可以通过所述通孔1310而流入所述滚筒1300的内部，并且所述滚筒内部的洗涤水可以留出到所述外桶。因此，当所述滚筒旋转时，在放入所述滚筒内部的洗涤物与存储于所述外桶的洗涤水进行摩擦的过程中，污垢被去除。
所述控制面板1150可以接收来自用户的、与衣物处理装置的动作有关的输入。与此同时，控制面板1150具备显示器，因此还可以输出与衣物处理装置的动作状态有关的信息。
即，控制面板1150可以实现与用户的界面。
具体而言，控制面板1150包括允许用户输入控制指令的操作部1170、1180和根据所述控制指令显示控制信息的显示部1190而构成。并且，所述控制面板可以包括控制部(未示出)，该控制部根据所述控制指令控制包括所述电机的动作的衣物处理装置的驱动。
图3示例出电机驱动装置的内部框图的一例，图4是图3的电机驱动装置的内部电路图的一例。
当参照附图说明时，根据本发明的一实施例的电机驱动装置620为了以无传感器(sensorless)方式驱动电机630，可以包括逆变器部420、逆变器控制部430。
作为参考，逆变器控制部430可以是与对搭载了电机驱动装置620的家用电器的构成要素进行控制的控制单元实质上相同的构成，也可以对应于构成所述控制单元的电路的一部分。
另外，根据本发明的实施例的电机驱动装置620可以包括变流器410、直流端电压检测部B、平滑电容器C、电抗器L、直流端电流检测部Rs以及相电流检测部S1、S2、S3。
以下，对图3和图4的电机驱动装置620内的各个构成单元的动作进行说明。
电抗器L配置在商用交流电405(vs)和变流器410之间，以执行功率因数校正或升压操作。另外，电抗器L还可以执行用于限制变流器410的高速切换引起的高次谐波电流的功能。
输入电流检测部A可以检测从商用交流电405输入的输入电流is。为此，可以使用CT(current transformer：电流互感器)、分流电阻等作为输入电流检测部A。检测到的输入电流is可以作为脉冲形式的离散信号(discrete signal)输入到逆变器控制部430。
变流器410将流过电抗器L的商用交流电405转换成直流电并输出该直流电。尽管在附图中将商用交流电405以单相交流电示出，但也可以是三相交流电。根据商用交流电405的类型，变流器410的内部结构也会不同。
另一方面，变流器410还可以由二极管等构成，而没有开关元件，从而在没有单独的开关动作的情况下执行整流操作。
例如，在单相交流电的情况下，可以使用四个二极管的桥式结构，在三相交流电的情况下，可以使用六个二极管的桥式结构。
另一方面，变流器410例如可以使用由两个开关元件和四个二极管连接而成的半桥型的变流器，在三相交流电的情况下，也可以使用六个开关元件和六个二极管。
当变流器410包括开关元件时，可以根据该开关元件的开关动作来执行升压操作、功率因素改善以及直流电转换。
平滑电容器C对所输入的电源进行平滑化并存储。在附图中，示出了一个元件作为平滑电容器C，但也可以设置多个以确保元件的稳定性。
另一方面，在附图中，示出了所述平滑电容器C连接到变流器410的输出端，但不限于此，也可以将直流电直接输入到所述平滑电容器C。例如，来自太阳能电池的直流电可以直接输入到平滑电容器C，或者也可以在直流/直流转换之后输入到所述平滑电容器C。在下文中，将主要描述附图中示出的部分。
另一方面，平滑电容器C的两端存储有直流电，因此该平滑电容器的两端也可以称为直流(dc)端或dc链路端。
直流端电压检测部B可以检测作为平滑电容器C的两端的dc端电压Vdc。为此，直流端电压检测部B可以包括电阻元件、放大器等。检测到的dc端电压Vdc可以作为脉冲形式的离散信号(discrete signal)输入到逆变器控制部430。
逆变器部420包括多个逆变器开关元件，并且可以借助开关元件的接通/断开动作将平滑化的直流电Vdc转换为预定频率的三相交流电va、vb、vc，并输出给三相同步电机30。
逆变器部420中，形成有分别成对地串联连接的上臂开关元件Sa、Sb、Sc和下臂开关元件S'a、S'b、S'c，共三对上、下臂开关元件彼此并联连接即Sa和S'a、Sb和S'b、Sc和S'c。二极管分别与开关元件Sa、S'a、Sb、S'b、Sc、S'c反并联连接。
即，第一上臂开关Sa和第一下臂开关S'a可以实现第一相，第二上臂开关Sb和第二下臂开关S'b可以实现第二相，第三上臂开关Sc和第三下臂开关S'c可以实现第三相。
另外，在第一开关对Sa、S'a中的第一下臂开关S'a的一端连接有第一分流电阻S1。同样地，在第二下臂开关S'b的一端连接有第二分流电阻S2，在第三下臂开关S'c的一端连接有第三分流电阻S3。
逆变器部420内的多个开关元件基于来自逆变器控制部430的逆变器开关控制信号Sic进行各个开关元件的接通/断开动作。因此，具有预定频率的三相交流电将被输出到三相同步电机630。
逆变器控制部430可以基于无传感器的方式来控制逆变器部420的开关动作。为此，逆变器控制部430可以接收由输出电流检测部E检测到的输出电流idc。
逆变器控制部430为了控制逆变器部420的开关动作而将逆变器开关控制信号Sic输出给逆变器部420。逆变器开关控制信号Sic作为脉宽调制方式(PWM)的开关控制信号，可以基于由输出电流检测部E检测到的输出电流idc来生成并被输出。
直流端电流检测部Rs可以检测在三相电机630之间流过的输出电流idc。
直流端电流检测部Rs可以布置在dc端电容器C和逆变器部420之间以检测流过电机的输出电流idc。
尤其，直流端电流检测部Rs可以包括一个分流电阻元件Rs。
直流端电流检测部Rs可以使用一个分流电阻元件Rs，以在逆变器部420的下臂开关接通时，以时分方式检测相电流(phase current)，该相电流是流过电机630的输出电流idc。
另一方面，在每个相的下臂开关中可以连接有相电流检测部S1、S2、S3，所述相电流检测部S1、S2、S3可以检测流过多个开关中的至少一个的相电流。
检测到的输出电流idc作为脉冲形式的离散信号(discrete signal)可以施加到逆变器控制部430，并基于检测到的输出电流idc，生成逆变器开关控制信号Sic。在下文中，描述为检测到的输出电流idc是三相输出电流ia、ib、ic的情况。
另一方面，三相电机630包括定子(stator)和转子(rotar)，并向各相(a相、b相、c相)的定子的线圈施加预定频率的各相交流电，使得转子旋转。
这种电机630可以包括无刷(BrushLess，BLDC)DC电机。
例如，电机630可以包括：表贴式永磁同步电动机(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor；SMPMSM)、内置式永磁同步电动机(Interidcr PermanentMagnet Synchronous Motor；IPMSM)以及同步磁阻电动机(Synchronous ReluctanceMotor；Synrm)等。其中，SMPMSM和IPMSM是采用永磁铁的同步电动机(Permanent MagnetSynchronous Motor；PMSM)，而Synrm的特点是没有永磁铁。
图6是图5的逆变器控制部的内部框图。
参照图6，逆变器控制部430可以包括：轴转换部510、速度计算部520、功率计算部321、速度指令生成部323、电流指令生成部530、电压指令生成部540、轴转换部550以及开关控制信号输出部560。
轴转换部510在由输出电流检测部E检测到的输出电流idc中提取各个相电流ia、ib、ic，并将提取的相电流ia、ib、ic转换为静止坐标系的两相电流iα、iβ。
另一方面，轴转换部510可以将静止坐标系的两相电流iα、iβ转换为旋转坐标系的两相电流id、iq。
速度计算部520可以基于由输出电流检测部E检测到的输出电流idc来估计位置
Figure BDA0002515017460000111
并对所估计的位置进行微分，从而可以计算出速度
Figure BDA0002515017460000112
功率计算部321可以基于由输出电流检测部E检测到的输出电流idc来计算电机630的功率或负载。
速度指令生成部323基于由功率计算部321计算出的功率P和功率指令值P*r生成速度指令值ω*r。例如，速度指令生成部323可以基于计算出的功率P和功率指令值P*r之间的差，在PI控制器325中执行PI控制，并生成速度指令值ω*r。
另一方面，电流指令生成部530基于计算速度
Figure BDA0002515017460000121
和速度指令值ω*r来生成电流指令值i*q。例如，电流指令生成部530可以基于计算速度
Figure BDA0002515017460000122
和速度指令值ω*r之间的差，在PI控制器535执行PI控制，并生成电流指令值i*q。在附图中，将q轴电流指令值i*q例示为电流指令值，但与附图不同，也可以同时生成d轴电流指令值i*d。另一方面，也可以将d轴电流指令值i*d的值设定为0。
另一方面，电流指令生成部530可以进一步包括限制器(未示出)，该限制器用于限制电平，使得电流指令值i*q不超过允许范围。
然后，电压指令生成部540基于在轴转换部中轴转换为两相旋转坐标系的d轴、q轴电流id、iq和在电流指令生成部530等中的电流指令值i*d、i*q，生成d轴、q轴电压指令值v*d、v*q。例如，电压指令生成部540可以基于q轴电流iq和q轴电流指令值i*q之间的差，在PI控制器544执行PI控制，并生成q轴电压指令值v*q。另外，电压指令生成部540可以基于d轴电流id和d轴电流指令值i*d之间的差，在PI控制器548执行PI控制，并生成d轴电压指令值v*d。另一方面，电压指令生成部540还可以进一步包括限制器(未示出)，该限制器用于限制电平，使得d轴、q轴电压指令值v*d、v*q不超过允许范围。
另一方面，所生成的d轴、q轴电压指令值v*d、v*q可以输入到轴转换部550。
轴转换部550接收由速度计算部520计算出的位置
Figure BDA0002515017460000123
和d轴、q轴电压指令值v*d、v*q以执行轴转换。
首先，轴转换部550执行从两相旋转坐标系到两相静止坐标系的转换。此时，可以使用由速度计算部520计算出的位置
Figure BDA0002515017460000124
另外，轴转换部550执行从两相静止坐标系到三相静止坐标系的转换。通过这种转换，轴转换部1150输出三相输出电压指令值v*a、v*b、v*c。
开关控制信号输出部560基于三相输出电压指令值v*a、v*b、v*c，通过脉宽调制(PWM)方式生成逆变器开关控制信号Sic，并输出该逆变器开关控制信号。
输出的逆变器开关控制信号Sic可以在栅极驱动部(未示出)转换成栅极驱动信号，然后输入到逆变器部420内的各个开关元件的栅极。由此，逆变器部420内的各个开关元件Sa、S'a、Sb、S'b、Sc、S'c执行开关动作。
在以下的图7中，将说明根据本发明的电机制动方法。
当脱水过程开始时，逆变器控制部430可以使电机加速预设的加速时间(S701)，如果电机的转速达到预定的速度值，则能够将电机的转速保持预设的保持时间(S702)。
此后，逆变器控制部430可以执行第一制动模式(S703)，以断开包括在逆变器部430的所有开关。
在执行第一制动模式之后，逆变器控制部430可以判断电机的转速是否达到预设的第一制动速度，或者执行第一制动模式的时间是否经过了第一时间T1(S704)。
在电机的转速已经达到预设的第一制动速度，或者执行第一制动模式的时间经过了第一时间T1时，逆变器控制部430可以使所述第一制动模式转换为施加反相电流的第二制动模式(S705)。
相反，在电机的转速高于预设的第一制动速度，并且执行第一制动模式的时间短于第一时间T1时，逆变器控制部430可以保持所述第一制动模式。
在执行第二制动模式之后，逆变器控制部430可以判断电机的转速是否达到预设的第二制动速度，或者执行第二制动模式的时间是否经过了第二时间T2(S706)。
如果电机的转速达到预设的第二制动速度，或者执行第二制动模式的时间经过第二时间T2，则逆变器控制部430可以终止所述第二制动模式并执行第三制动模式，以接通包括在逆变器部的开关中的所有下臂开关(S707)。
另一方面，在电机的转速高于预设的第二制动速度，且执行第二制动模式的时间短于第二时间T2时，逆变器控制部430可以保持所述第二制动模式。
另外，在执行第三制动模式之后，逆变器控制部430可以判断电机的转速是否达到预设的第三制动速度，或者执行第三制动模式的时间是否经过了第三时间T3(S706)。
如果电机的转速达到预设的第三制动速度，或者执行第三制动模式的时间经过了第三时间T3，则逆变器控制部430终止电机的制动。
如上所述，逆变器控制部430可以基于家用电器的运转模式来生成用于使电机制动的制动指令。
如果在生成制动指令之后经过了预设的制动时间，则逆变器控制部430可以执行电机制动算法以使电机停止。
具体而言，逆变器控制部430可以控制逆变器部，以首先执行在没有电流在逆变器控制部流动的状态下用于降低所述电机的转速的第一制动模式，然后执行在有电流在所述逆变器控制部流动的状态下用于降低所述电机的转速的第二制动模式和第三制动模式中的至少一方。
在一实施例中，第一制动模式可以对应于用于断开逆变器部的所有开关的冗余制动。
在另一实施例中，第二制动模式可以对应于控制逆变器部以相对于电机的旋转方向产生反相电流的反向制动。
在另一实施例中，第三制动模式可以对应于开关对之中的上臂开关全部被断开而下臂开关全部被接通的动态制动(dynamic braking)。
即，根据本发明的电机驱动装置，首先执行作为冗余制动的第一制动模式，然后执行作为反向制动的第二制动模式，当第二制动模式终止时，执行作为动态制动的第三制动模式，从而能够使在逆变器控制部内流动的电流的大小最小。
在一实施例中，在生成制动指令之后，直到电机的转速降低到第一速度以下为止，逆变器控制部可以控制逆变器部优先执行第一制动模式。
另外，逆变器控制部可以控制逆变器部执行第二制动模式，直到电机的转速降低到低于第一速度的第二速度以下为止。
当第二制动模式完成时，逆变器控制部可以控制逆变器部执行第三制动模式，直到电机停止为止。
在另一实施例中，逆变器控制部以预设的顺序执行第一至第三制动模式，执行第一至第三制动模式的每个时间的总和可以等于预设的制动时间。
另一方面，逆变器控制部可以基于在生成制动指令的时间点的电机的转速，以能够改变的形式设定执行第三制动模式的时间间隔。
具体而言，在生成制动指令的时间点电机的转速增加时，逆变器控制部可以减小执行第三制动模式的时间间隔。
参照图8，逆变器控制部基于预设的制动时间，可以分别设定执行第一制动模式的第一时间间隔S803、执行第二制动模式的第二时间间隔S804以及执行第三制动模式的第三时间间隔S805。
尤其，第一至第三时间间隔S803、S804、S805的总和可以等于预设的制动时间TB。
例如，逆变器控制部可以将预设的制动时间与预定的时间值之间的差设定为第一时间间隔S803。
另外，在另一例中，逆变器控制部检测在产生制动指令的时间点的所述电机的转速，并可以基于检测到的转速来设定第一时间间隔至第三时间间隔。
另外，在另一例中，逆变器控制部也可以基于检测到的转速来设定所述第二时间间隔和第三时间间隔中的至少一方，将预设的制动时间与已设定的所述第二时间间隔和第三时间间隔之间的差设定为第一时间间隔。
即，当检测到的转速增加时，逆变器控制部可以减小执行对应于动态制动的第三制动模式的第三时间间隔。
另一方面，逆变器控制部可以利用检测到的转速，计算在将第三制动模式应用于电机时在逆变器控制部内的一部分流动的电流的大小，并可以基于计算出的电流的大小来设定第三时间间隔中的至少一方。
例如，逆变器控制部可以存储与逆变器部、所述逆变器控制部的极限温度以及极限电流中的至少一方有关的信息，并可以基于已存储的信息来设定第三时间间隔中的至少一方。
根据本发明的家用电器和该家用电器所具备的电机驱动装置，当紧急制动电机时，可以通过减少流过逆变器部和逆变器控制部的电流的量来提高电机的驱动稳定性。
另外，根据本发明，获得减小了电机保持相同性能所需的逆变器控制部的大小和容量的效果。即，与以15A为基准设计的现有的电机驱动装置的极限电流相比，只需以5A为基准设计根据本发明的电机驱动装置的极限电流就足够。
另外，根据本发明，获得了能够使电机的制动时间保持恒定而与旋转对象产生的负载的大小无关的效果。由此，具备电机的家用电器的实动率增加。

Claims (19)

1.一种包括电机的家用电器，其特征在于，该家用电器包括：
逆变器部，将从输入电源施加的电力传递到所述电机；以及
逆变器控制部，控制所述逆变器部的动作，
所述逆变器部具有彼此串联连接的多个开关对，以实现分别与所述多个开关对相对应的多个相，
所述逆变器控制部基于所述家用电器的运转模式，生成用于制动所述电机的制动指令，
在生成了所述制动指令之后经过预设的制动时间时，所述逆变器控制部控制所述逆变器部首先执行在没有电流流过所述逆变器控制部的状态下用于降低所述电机的转速的第一制动模式，然后执行在有电流流过所述逆变器控制部的状态下用于降低所述电机的转速的第二制动模式和第三制动模式中的至少一方，以使所述电机停止。
2.根据权利要求1所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部断开所述逆变器部中包括的所有开关，从而执行所述第一制动模式。
3.根据权利要求1所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部控制所述逆变器部以相对于所述电机的旋转方向产生反相电流，从而执行所述第二制动模式。
4.根据权利要求1所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部在所述开关对中断开所有上臂开关且接通所有下臂开关，从而执行所述第三制动模式。
5.根据权利要求3和4中任一项所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部控制所述逆变器部，以在执行了所述第二制动模式之后，执行所述第三制动模式。
6.根据权利要求1所述的家用电器，其特征在于，
在生成所述制动指令之后，直到所述电机的转速降低到第一速度以下为止，所述逆变器控制部控制所述逆变器部优先执行所述第一制动模式。
7.根据权利要求6所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部控制所述逆变器部执行所述第二制动模式，直到所述电机的转速降低到低于所述第一速度的第二速度以下为止。
8.根据权利要求7所述的家用电器，其特征在于，
在所述第二制动模式完成时，所述逆变器控制部控制所述逆变器部执行所述第三制动模式，直到所述电机停止为止。
9.根据权利要求1所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部以预设的顺序执行所述第一制动模式至所述第三制动模式，执行所述第一制动模式至所述第三制动模式的各自的时间的总和等于所述预设的制动时间。
10.根据权利要求9所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部基于在生成了所述制动指令的时间点的所述电机的转速，以能够改变的形式设定执行所述第三制动模式的时间间隔。
11.根据权利要求10所述的家用电器，其特征在于，
在生成了所述制动指令的时间点的所述电机的转速增加时，所述逆变器控制部减小执行所述第三制动模式的时间间隔。
12.根据权利要求1所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部基于所述预设的制动时间，分别设定执行所述第一制动模式的第一时间间隔、执行所述第二制动模式的第二时间间隔以及执行所述第三制动模式的第三时间间隔。
13.根据权利要求12所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部中，所述第一时间间隔至所述第三时间间隔的总和等于所述预设的制动时间。
14.根据权利要求12所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部将所述预设的制动时间与预定的时间值之间的差设定为所述第一时间间隔。
15.根据权利要求12所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部检测在产生了所述制动指令的时间点的所述电机的转速，基于检测到的转速来设定所述第一时间间隔至所述第三时间间隔。
16.根据权利要求15所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部基于所述检测到的转速来设定所述第二时间间隔和所述第三时间间隔中的至少一方，
将所述预设的制动时间与已设定的所述第二时间间隔和所述第三时间间隔之间的差设定为所述第一时间间隔。
17.根据权利要求16所述的家用电器，其特征在于，
在所述检测到的转速增加时，所述逆变器控制部减小所述第三时间间隔。
18.根据权利要求16所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部，
利用所述检测到的转速，计算在将所述第三制动模式应用于所述电机时在所述逆变器控制部内的一部分流过的电流的大小，
基于计算出的电流的大小来设定所述第三时间间隔中的至少一方。
19.根据权利要求16所述的家用电器，其特征在于，
所述逆变器控制部存储与所述逆变器部、所述逆变器控制部的极限温度以及极限电流中的至少一方有关的信息，
基于所述存储的信息和所述检测到的转速来设定所述第三时间间隔中的至少一方。
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