JP2002101689A

JP2002101689A - モータの駆動制御装置

Info

Publication number: JP2002101689A
Application number: JP2000292170A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Hosoito; 強志細糸; Toshimasa Tanaka; 俊雅田中
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】モータが空転した場合に、モータが発生しよ
うとする異常な高電圧を抑制して、各回路素子を保護す
ることができるモータの駆動制御装置を提供する。【解決手段】洗濯機モータ１７が制御回路による駆動
制御を外れて空転し、異常な高電圧を発生しようとする
ことを高電圧検出回路５８が検出すると、遮断制御回路
６２Ｕは、インバータ主回路１２を構成する上アーム側
のＩＧＢＴ１５ａ〜１５ｃを全て遮断状態にすると共
に、導通制御回路６２Ｄは、下アーム側のＩＧＢＴ１５
ｄ〜１５ｆを全て導通状態にする。そして、洗濯機モー
タ１７の各相巻線１７ｕ〜１７ｗと下アーム側ＩＧＢＴ
１５ｄ〜１５ｆとの間に短絡ループを形成して、洗濯機
モータ１７に短絡制動を作用させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ主回路
によってモータを駆動制御するモータの駆動制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、洗濯機モータを駆動する駆動制
御装置の全体の電気的構成を示す。同図において、１０
０Ｖの商用交流電源１には、電源スイッチ２を介してモ
ータ電源である直流電源回路３が接続されている。ま
た、上記交流電源１及び電源スイッチ２の直列回路に
は、ノイズ除去用のコンデンサ４が並列に接続されてい
る。更に、このコンデンサ４と並列に、コンデンサ５及
び６の直列回路が接続されており、コンデンサ５と６と
の共通接続点は電気機器筐体である外箱に接続されてい
る。外箱には、使用者側で大地アースに接続を行うため
のアース線７が設けられている。

【０００３】前記直流電源回路３は、ダイオードブリッ
ジ整流回路８及び平滑コンデンサ９，１０を備えた倍電
圧整流回路で構成されている。すなわち、整流回路８の
入力端子８ａが前記交流電源１の電源端子１ａに接続さ
れ、整流回路８の入力端子８ｂが前記電源スイッチ２を
介して交流電源１の電源端子１ｂに接続されている。そ
して、整流回路８の出力端子８ｃ，８ｄ間には平滑コン
デンサ９，１０が直列に接続されており、平滑コンデン
サ９，１０の共通接続点には整流回路８の入力端子８ａ
が接続されている。

【０００４】直流電源回路３は、中点３ｃの電位が０
Ｖ，正側出力端子３ａの電位が＋１４１Ｖ，負側出力端
子３ｂの電位は−１４１Ｖとなっており、正側出力端子
３ａと負側出力端子３ｂとの間で２８２Ｖの直流電圧を
発生する。この直流電源回路３の負側出力端子３ｂは、
回路上のグランド（シャーシ）に接続されている。な
お、図４においては大地アースをＧＮＤ１（０Ｖ）で示
し、回路上のグランドをＧＮＤ２（−１４１Ｖ）で示し
ている。

【０００５】この直流電源回路３には、１７Ｖの定電圧
と５Ｖの定電圧とを出力する制御電源回路たる定電圧回
路１１が接続されていると共に、インバータ主回路１２
が接続されている。上記定電圧回路１１は、マイクロコ
ンピュータを中心として構成される制御回路１３に５Ｖ
電源を与え、スイッチング素子駆動回路１４に１７Ｖ電
源を与えるようになっている。

【０００６】インバータ主回路１２は、ＩＧＢＴ１５ａ
〜１５ｆを３相ブリッジ接続し、各ＩＧＢＴ１５ａ〜１
５ｆのコレクタ−エミッタ間にそれぞれフリーホイール
ダイオード１６ａ〜１６ｆを逆並列に接続して構成され
ている。インバータ主回路１２の出力端子１２ｕ，１２
ｖ，１２ｗは、例えばブラシレス直流モータからなる洗
濯機モータ１７のステータの各相巻線１７ｕ，１７ｖ，
１７ｗに接続されている。即ち、このインバータ主回路
１２によって洗濯機モータ１７が駆動されるようになっ
ている。

【０００７】インバータ主回路１２を構成するＩＧＢＴ
１５ａ〜１５ｆは、制御回路１３によりスイッチング素
子駆動回路１４を介してオンオフ制御されるようになっ
ている。上記制御回路１３は、マイクロコンピュータや
Ａ／Ｄコンバータ等を備えて構成されている。また、上
記洗濯機モータ１７には、３つの位置検出素子（例え
ば、ホールＩＣ）１７ｓが配置されており、各位置検出
素子１７ｓからの検出信号は制御回路１３に与えられる
ようになっている。

【０００８】図５には、主にスイッチング素子駆動回路
１４の詳細な電気的構成を示す。同図において、スイッ
チング素子駆動回路１４は、上アーム側のＩＧＢＴ１５
ａ，１５ｂ，１５ｃに夫々対応して設けられているチャ
ージポンプ形の駆動回路１８ａ，１８ｂ，１８ｃ及びチ
ャージポンプ用コンデンサ１９ａ，１９ｂ，１９ｃと、
下アーム側のＩＧＢＴ１５ｄ、１５ｅ、１５ｆに対応し
て共通に設けられている駆動回路１８ｄを備えて構成さ
れている。尚、駆動回路１８ａ，１８ｂ，１８ｃのグラ
ンド端子は、夫々インバータ主回路１２の出力端子１２
ｕ，１２ｖ，１２ｗに接続されており、駆動回路１８ｄ
のグランド端子はＧＮＤ２に接続されている。

【０００９】駆動回路１８ａ〜１８ｄの内部構成は何れ
もフォトカプラである。そして、駆動回路１８ａ，１８
ｂ，１８ｃは、ＩＧＢＴ１５ａ，１５ｂ，１５ｃのゲー
ト端子に与える１７Ｖのゲート電圧を各コンデンサ１９
ａ，１９ｂ，１９ｃにチャージさせて発生させるように
なっている。一方、駆動回路１８ｄは、ＩＧＢＴ１５
ｄ、１５ｅ、１５ｆのゲート端子に与える１７Ｖのゲー
ト電圧を、チャージポンプせずに出力側トランジスタに
よって印加するようになっている。

【００１０】また、制御回路１３の駆動信号出力端子Ｕ
ａ，Ｖｂ，Ｗｃ，Ｕｄ，Ｖｅ，Ｗｆと、駆動回路１８ａ
〜１８ｄの信号入力端子との間には、抵抗２０ａ〜２０
ｆが挿入されている。そして、駆動回路１８ａ〜１８ｄ
の信号出力端子とＩＧＢＴ１５ａ〜１５ｆのゲート端子
との間には抵抗２１ａ〜２１ｆが挿入されており、その
抵抗２１ａ〜２１ｆの両端にはダイオード２２ａ〜２２
ｆが逆並列に接続されている。これらの抵抗２１ａ〜２
１ｆ及びダイオード２２ａ〜２２ｆは、ＩＧＢＴ１５ａ
〜１５ｆのゲート容量成分を考慮してスイッチング速度
の調整を行うために設けられている。

【００１１】尚、上アーム側の駆動回路１８ａ〜１８ｃ
における各信号入力端子は、入力側のＬＥＤ１８Ｌのカ
ソード側に接続されており、信号入力端子がロウレベル
になるとＬＥＤ１８Ｌが通電されて出力端子側がハイレ
ベルとなるように構成されている。一方、下アーム側の
駆動回路１８ｄは、レベルシフト回路を含んで構成され
ており、各相の信号入力端子がハイレベルになると出力
端子側がハイレベルとなるように構成されている。

【００１２】再び、図４を参照する。交流電源１と電源
スイッチ２との直列回路には、給水弁２３及びフォトト
ライアック２４の直列回路が並列に接続されている。そ
して、この給水弁２３及びフォトトライアック２４の直
列回路と並列に、排水弁２５及びフォトトライアック２
６の直列回路が接続されている。また、各フォトトライ
アック２４、２６には、ノイズ除去用のスナバ回路２
７、２８がそれぞれ並列に接続されている。

【００１３】また、フォトトライアック２４の入力側Ｌ
ＥＤ２４Ｌのカソードは、ＮＰＮトランジスタ２９を介
してグランドに接続されており、フォトトライアック２
６の入力側ＬＥＤ２６Ｌのカソードは、ＮＰＮトランジ
スタ３０を介してグランドに接続されている。そして、
各トランジスタ２９，３０のオンオフは、制御回路１３
により制御されるようになっている。なお、制御回路１
３には、各種スイッチを備えたスイッチ入力回路３１か
らのスイッチ信号、回転槽内の水位を検出する水位セン
サ３２からの水位検出信号が与えられるようになってい
る。また、この制御回路１３は、前記スイッチング素子
駆動回路１４、給水弁２３、排水弁２５並びにＬＥＤな
どを用いて各種の表示を行う表示回路３３を制御するよ
うになっている。

【００１４】以上の構成において、電源スイッチ２がオ
ンされると制御回路１３は起動し、スイッチ入力回路３
１から例えば自動洗濯コースのスタートスイッチ信号が
入力されると、給水行程（所定水位まで給水弁２３を開
放）、洗い行程（洗濯機モータ１７を通電制御して正逆
回転）、排水行程（排水弁２５を開放）、脱水行程（洗
濯機モータ１７を通電制御して一方向回転）を適宜組み
合わせて実行する。この場合、洗濯機モータ１７は、イ
ンバータ主回路１２のＩＧＢＴ１５ａ〜１５ｆのオンオ
フパターンの組み合わせによって各巻線１７ｕ，１７
ｖ，１７ｗが適宜通電され、回転駆動されるようになっ
ている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、マイクロコ
ンピュータなどで構成されている制御回路１３は、内部
で（例えば、正弦波の振幅率に応じてパルス幅が変化す
る）ＰＷＭ制御信号を生成し、その信号を駆動制御信号
としてスイッチング素子駆動回路１４に出力することで
洗濯機モータ１７を回転駆動させる。この場合、ＰＷＭ
制御信号の搬送波は、運転時に耳障りな騒音を発生する
ことを防止するため人間の可聴域を超える周波数に設定
されている。

【００１６】この制御回路１３が、例えば外部の電源な
どが発生するインパルスノイズや電磁波の影響を受ける
と一時的に暴走するおそれがある。そして、洗濯機モー
タ１７を高速回転させている途中で制御回路１３が暴走
し、駆動制御信号の出力が一時的に停止すると洗濯機モ
ータ１７は空転するため、その場合には、各相巻線１７
ｕ〜１７ｗに異常な高電圧が発生することになる。

【００１７】従来は、このように洗濯機モータ１７が異
常な高電圧を発生させた場合でもインバータ主回路１２
や直流電源回路３が破壊されないように、ＩＧＢＴ１５
や整流回路８並びに平滑コンデンサ９，１０などには耐
圧の高い素子を使用せざるを得ず、従って、その分のコ
ストアップが避けられないという問題があった。

【００１８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、モータが空転した場合に、モータが
発生しようとする異常な高電圧を抑制して、各回路素子
を保護することができるモータの駆動制御装置を提供す
ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載のモータの駆動制御装置は、商用交流
電源から直流電源を生成する電源回路と、この電源回路
によって生成された直流電源が駆動用電源として供給さ
れ、モータの各相巻線に交流電流を通電して駆動するイ
ンバータ主回路と、このインバータ主回路に駆動制御信
号を出力する制御回路と、前記モータが前記制御回路に
よる駆動制御を外れて空転することで異常な高電圧を発
生しようとすることを検出すると、前記インバータ主回
路を構成する上アーム側のスイッチング素子を全て遮断
状態にすると共に、前記インバータ主回路を構成する下
アーム側のスイッチング素子を全て導通状態にする高電
圧発生抑止手段とを備えたことを特徴とする。

【００２０】即ち、モータは空転状態（ここでは、制御
回路によって駆動制御されない状態を言う）になると発
電機として作用することから、その回転数が高い場合に
は、モータの各相巻線に高い電圧が発生する。その時、
高電圧発生抑止手段が、インバータ主回路を構成する上
下各アーム側のスイッチング素子のオンオフを上記のよ
うに制御すると、モータの各相巻線と下アーム側スイッ
チング素子との間に短絡ループが形成される。

【００２１】すると、短絡ループに流れる電流はモータ
の巻線が有する抵抗成分によって消費されるようにな
り、モータには短絡制動が作用する。その結果、空転に
よってモータの巻線に発生しようとする異常な高電圧は
未然に抑制されるため、インバータ主回路や電源回路を
構成する素子に高い電圧が印加されないように保護する
ことができる。

【００２２】この場合、請求項２に記載したように、高
電圧発生抑止手段を、モータが異常な高電圧を発生しよ
うとすることを検出すると検出信号を出力する高電圧検
出手段と、この高電圧検出手段の検出信号を受けて、上
アーム側のスイッチング素子を全て遮断状態にするよう
に構成される遮断制御手段と、前記高電圧検出手段の検
出信号を受けて、下アーム側のスイッチング素子を全て
導通状態にするように構成される導通制御手段とを備
え、前記高電圧検出手段，遮断制御手段及び導通制御手
段は、何れも制御回路とは独立に動作するように構成す
ると良い。

【００２３】斯様に構成すれば、高電圧検出手段が検出
信号を出力すると、遮断制御手段は上アーム側のスイッ
チング素子を全て遮断状態にすると共に、導通制御手段
は下アーム側のスイッチング素子を全て導通状態にす
る。そして、これらは何れも制御回路とは独立に動作す
るので、制御回路が一時的に暴走状態となった場合でも
高電圧発生抑止手段は、異常な高電圧の発生を確実に抑
制することができる。

【００２４】また、請求項３に記載したように、高電圧
検出手段の検出信号を制御回路にも出力し、前記制御回
路を、前記検出信号が出力された場合には駆動制御信号
の出力を禁止するように構成するのが好ましい。

【００２５】即ち、制御回路が一時的に暴走状態となっ
てモータが空転し、高電圧発生抑止手段が作用してモー
タが短絡制動されている途中で、制御回路が暴走状態か
ら復帰してモータを駆動しようとすることは好ましくな
い。従って、制御回路が暴走状態から復帰しても、検出
信号が出力されたことを認識して駆動制御信号の出力を
禁止するように構成すれば、高電圧発生抑止手段は制御
回路の影響を受けることなくモータの短絡制動をそのま
ま続行することができる。

【００２６】更に、請求項４に記載したように、制御回
路の駆動信号出力端子と、インバータ主回路のスイッチ
ング素子を駆動するための駆動回路との間に抵抗を配置
し、遮断制御手段及び導通制御手段を、前記抵抗と前記
駆動回路との間に接続されるトランジスタ回路を備えて
構成すると良い。

【００２７】即ち、制御回路が暴走状態となった場合に
駆動制御信号の出力レベルがハイ，ロウの何れに固定さ
れても、遮断制御手段，導通制御手段のトランジスタ回
路が、駆動回路の入力側において上アーム側，下アーム
側のスイッチング素子を夫々遮断，導通するレベルにド
ライブして短絡ループを形成することが可能となる。、
また、斯様に構成することで、制御回路が出力する駆動
制御信号と遮断制御手段，導通制御手段の作用による制
御信号とを論理回路素子を介して駆動回路に与える場合
に比較して、より安価に構成することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につい
て、図１乃至図３を参照して説明する。尚、図４及び図
５と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下
異なる部分についてのみ説明する。図３は、洗濯機全体
の構成を示す縦断側面図である。電気機器筐体としての
外箱４１内には、外槽４２が、複数組（１組のみ図示）
の弾性吊持機構４３を介して弾性支持されている。この
外槽４２の内部には、洗い槽兼脱水槽たる回転槽４４が
配設されており、さらに、この回転槽４４の内部には撹
拌体４５が配設されている。

【００２９】上記回転槽４４は、槽本体４４ａと、この
槽本体４４ａの内側に設けた内筒４４ｂと、バランスリ
ング４４ｃとを有して構成されている。そして、この回
転槽４４は、回転されると、内部の水を回転遠心力によ
り揚水して槽本体４４ａ上部の脱水孔部４４ｄから外槽
４２へ放出するようになっている。

【００３０】また、上記回転槽４４の底部には通水口４
６が形成され、この通水口４６は、排水通路４６ａを通
して排水口４７に連通している。この排水口４７には、
排水弁２５を備えた排水路４８が接続されている。従っ
て、排水弁２５を閉鎖した状態で回転槽４４内へ給水す
ると、回転槽４４内に水が貯留され、排水弁２５を開放
すると、回転槽４４内の水は、排水通路４６ａ，排水口
４７及び排水路４８を通じて排水されるようになってい
る。

【００３１】また、外槽４２の底部には補助排水口４７
ａが形成されており、この補助排水口４７ａは、図示し
ない連結ホースを介し前記排水弁２５をバイパスして前
記排水路４８に接続され、前記回転槽４４が回転した場
合に、その上部から外槽４２内へ放出された水を排出す
るようになっている。

【００３２】上記外槽４２の外底部には、機構部ハウジ
ング４９が取付けられている。この機構部ハウジング４
９には、中空の槽軸５０が回転自在に設けられ、この槽
軸５０には回転槽４４が連結されている。また、この槽
軸５０の内部には撹拌軸５１が回転自在に設けられてお
り、その撹拌軸５１の上端部には撹拌体４５が連結され
ている。また、撹拌軸５１の下端部は、洗濯機モータ１
７のアウタロータ１７ａに連結されている。この洗濯機
モータ１７は、洗い時に撹拌体４５を正逆回転させるよ
うになっている。また、洗濯機モータ１７は、脱水時に
は、図示しないクラッチにより槽軸５０と撹拌軸５１と
が連結された状態で、回転槽４４及び撹拌体４５を一方
向へ一体回転させるように制御される。

【００３３】図１及び図２は、図４及び図５相当図であ
る。図１において、直流電源回路３の正側出力端子３ａ
と負側出力端子３ｂ（ＧＮＤ２）との間には、抵抗５２
及び５３の直列回路が接続されており、両者の共通接続
点はコンパレータ５４の反転入力端子に接続されてい
る。コンパレータ５４は、５Ｖの制御用電源で動作する
ようになっている。５Ｖの制御用電源とＧＮＤ２との間
には、逆方向のダイオード５５ａ及び５５ｂの直列回路
と、抵抗５６及び５７の直列回路とが接続されており、
前者の共通接続点はコンパレータ５４の反転入力端子に
接続され、後者の共通接続点はコンパレータ５４の非反
転入力端子に接続されている。

【００３４】抵抗５２及び５３の抵抗値は、例えば２Ｍ
Ω，１３．３ｋΩに設定されており、正側，負側出力端
子３ａ，３ｂ間の電位が４５０Ｖ程度に達した場合にコ
ンパレータ５４の反転入力端子の電位が約３Ｖとなるよ
うに調整されている。そして、ダイオード５５ａ及び５
５ｂの直列回路は、コンパレータ５４の入力保護回路と
して設けられている。また、抵抗５６及び５７の抵抗値
は、例えば２ｋΩ，３ｋΩに設定されており、コンパレ
ータ５４の非反転入力端子の電位が、３Ｖの基準電位と
なるように調整されている。以上のコンパレータ５４を
中心とする構成が、高電圧検出回路（高電圧検出手段）
５８を構成している。

【００３５】制御回路１３に代わる制御回路１３Ａ（図
２参照）の駆動信号出力ラインに挿入されている抵抗２
０ａ〜２０ｆと、駆動回路１８ａ〜１８ｄの各信号入力
端子との間には、トランジスタ回路５９ａ〜５９ｆが設
けられている。これらのトランジスタ回路５９は、ＰＮ
Ｐ型のトランジスタ６０とそのエミッタ−ベース間に接
続されている抵抗６１とで構成されている。

【００３６】トランジスタ６０のエミッタは、何れも５
Ｖ電源に接続されており、コレクタは、夫々対応する駆
動回路１８の各信号入力端子に接続さている。そして、
トランジスタ６０のベースは、コンパレータ５４の出力
端子に共通に接続されている。そして、上アーム側のト
ランジスタ回路５９ａ〜５９ｃは、遮断制御回路（遮断
制御手段）６２Ｕを構成しており、下アーム側のトラン
ジスタ回路５９ｄ〜５９ｆは、導通制御回路（導通制御
手段）６２Ｄを構成している。尚、高電圧検出回路５
８，遮断制御回路６２Ｕ及び導通制御回路６２Ｄは、高
電圧発生抑止回路（高電圧発生抑止手段）６３を構成し
ている。

【００３７】また、高電圧検出回路５８におけるコンパ
レータ５４の出力端子は、制御回路１３Ａの入力端子に
も接続されている。そして、図２に示すように、制御回
路１３Ａの出力端子には、圧電ブザーなどで構成される
報知音発生回路（報知手段）６４が接続されている。制
御回路１３Ａは、高電圧検出回路５８が異常検出信号を
出力した場合には、報知音発生回路６４を駆動してブザ
ーを一定期間鳴動させ、報知音を発生させるようになっ
ている。

【００３８】次に、本実施例の作用について説明する。
洗濯機の脱水運転においては、制御回路１３Ａは洗濯機
モータ１７を１０００ｒｐｍ程度の高速で回転させる場
合がある。通常の運転状態であっても、直流電源回路３
の正側出力端子３ａと負側出力端子３ｂとの間の電圧は
４００Ｖ程度まで上昇する。

【００３９】ところが、洗濯機モータ１７を高速で回転
させている状態において、例えば制御回路１３Ａに外部
ノイズが印加されて暴走し、その結果、インバータ主回
路１２のＩＧＢＴ１５が全てＯＦＦ状態となって洗濯機
モータ１７が空転すると、洗濯機モータ１７が発電機と
して作用することになる。その場合、巻線１７ｕ〜１７
ｗに発生した高電圧が電源側に回生されるため、正側，
負側出力端子３ａ，３ｂ間の電圧は６００Ｖ程度まで上
昇するおそれがある。

【００４０】そこで、本実施例では、高電圧検出回路５
８のコンパレータ５４によって、正側，負側出力端子３
ａ，３ｂ間の電圧が通常の電圧上昇範囲である４００Ｖ
を大きく上回る４５０Ｖ程度に達したことを検出した場
合に、高電圧検出信号を出力させるようにしている。即
ち、正側，負側出力端子３ａ，３ｂ間電圧が４５０Ｖを
超えて上昇しようとすると、抵抗５３の端子電圧が３Ｖ
以上となり、コンパレータ５４はロウレベルの高電圧検
出信号を出力する。

【００４１】すると、上アーム側の遮断制御回路６２Ｕ
及び下アーム側の導通制御回路６２Ｄの各トランジスタ
６０は何れもベース電流が流れてオン状態となり、上ア
ーム側の駆動回路１８ａ〜１８ｃはロウレベルの駆動信
号を出力し続け、下アーム側の駆動回路１８ｄはハイレ
ベルの駆動信号を出力し続ける。

【００４２】その結果、上アーム側のＩＧＢＴ１５ａ〜
１５ｃは遮断状態となり、下アーム側のＩＧＢＴ１５ｄ
〜１５ｆは導通状態となるので、洗濯機モータ１７の各
相巻線１７ｕ，１７ｖ，１７ｗと、ＩＧＢＴ１５ｄ，１
５ｅ，１５ｆとの間には短絡ループが形成される。する
と、洗濯機モータ１７が空転することで各相巻線１７
ｕ，１７ｖ，１７ｗに発生した電圧により短絡ループに
電流が流れ、その電流は巻線１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの
抵抗成分によって消費される。即ち、洗濯機モータ１７
には短絡制動が作用することになり、空転している洗濯
機モータ１７は、短時間内に停止に至る。

【００４３】また、制御回路１３Ａには、高電圧検出回
路５８が出力した高電圧検出信号が与えられているが、
制御回路１３Ａが暴走状態から比較的短時間内に復帰し
た場合には、洗濯機モータ１７が短絡制動中であるにも
かかわらず制御回路１３Ａが洗濯機モータ１７を駆動し
ようとする場合が考えられる。そこで、制御回路１３Ａ
が暴走状態から復帰した時点で高電圧検出信号が出力さ
れていることを認識した場合には、駆動制御信号の出力
を禁止するようにプログラミングしておく。

【００４４】尚、一言に制御回路１３Ａが暴走する、と
いう場合であっても実際の暴走の内容には様々なケース
がある。例えば、マイコンが読み込んだプログラムのア
ドレス値が異常な値に変化して無限ループを繰り返す場
合や、ＲＡＭのデータ値が変化して異常な処理を行って
しまう場合などがある。

【００４５】従って、制御回路１３Ａが暴走状態となり
駆動制御信号の出力が異常となっていても、高電圧検出
回路５８が出力した高電圧検出信号を認識できる場合が
あるので、そのような場合においては、制御回路１３Ａ
は報知音発生回路６４を駆動してブザーを一定期間鳴動
させて、洗濯機モータ１７が空転状態となったことをユ
ーザに報知する。

【００４６】以上のように本実施例によれば、洗濯機モ
ータ１７が制御回路１３Ａによる駆動制御を外れて空転
し、異常な高電圧を発生しようとすることを高電圧検出
回路５８が検出すると、遮断制御回路６２Ｕは、インバ
ータ主回路１２を構成する上アーム側のＩＧＢＴ１５ａ
〜１５ｃを全て遮断状態にすると共に、導通制御回路６
２Ｄは、下アーム側のＩＧＢＴ１５ｄ〜１５ｆを全て導
通状態にするようにした。そして、洗濯機モータ１７の
各相巻線１７ｕ〜１７ｗと下アーム側ＩＧＢＴ１５ｄ〜
１５ｆとの間に短絡ループを形成して、洗濯機モータ１
７に短絡制動を作用させるようにした。

【００４７】従って、空転によって洗濯機モータ１７の
巻線１７ｕ〜１７ｗに発生しようとする異常な高電圧は
抑制されるので、インバータ主回路１２や直流電源回路
３を構成する素子に異常な高電圧が印加されないように
保護することができる。そして、これらの素子に耐圧が
低いものを使用することができるので、コストを削減す
ることができる。

【００４８】また、高電圧検出回路５８，遮断制御回路
６２Ｕ及び導通制御回路６２Ｄを、何れも制御回路１３
Ａとは独立に動作するように構成したので、制御回路１
３Ａが一時的に暴走状態となった場合であっても、高電
圧発生抑止回路６３は、異常な高電圧の発生を確実に抑
制することができる。

【００４９】更に、本実施例によれば、高電圧検出回路
５８の検出信号を制御回路１３Ａにも出力して、制御回
路１３Ａを、検出信号が出力された場合に駆動制御信号
の出力を禁止するように構成したので、制御回路１３Ａ
が暴走状態から復帰した場合でも、高電圧発生抑止回路
６３は、制御回路１３Ａの影響を受けることなく洗濯機
モータ１７の短絡制動をそのまま続行することができ
る。

【００５０】加えて、遮断制御回路６２Ｕ及び導通制御
回路６２Ｄを構成するトランジスタ回路５８ａ〜５８ｆ
を、抵抗２０ａ〜２０ｆとスイッチング素子駆動回路１
４Ａとの間に設けたので、制御回路１３Ａが暴走状態と
なった場合に駆動制御信号の出力レベルがハイ，ロウの
何れに固定されても、トランジスタ回路５８が、スイッ
チング素子駆動回路１４Ａの入力側において、上アーム
側，下アーム側のＩＧＢＴ１５ａ〜１５ｃ，１５ｄ〜１
５ｆを夫々遮断，導通するレベルにドライブして短絡ル
ープを形成することができる。

【００５１】また、制御回路１３Ａは、周波数が可聴域
を超える搬送波を用いてＰＷＭ制御を行っていることか
ら、制御回路１３Ａが出力する駆動制御信号と遮断制御
手段，導通制御手段の作用による制御信号とを論理回路
素子を介してスイッチング素子駆動回路１４Ａに与える
ことを想定すると、かなり高速の素子を選択せざるを得
ず、その結果コストアップしてしまう。従って、本実施
例のようにトランジスタ回路５８を用いることによっ
て、遮断制御回路６２Ｕ及び導通制御回路６２Ｄを安価
に構成することができる。

【００５２】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。制御回路１３Ａの内部にフリップフ
ロップを設け、高電圧検出回路５８が検出信号を出力す
る場合の立下がりエッジをトリガとしてその出力をフリ
ップフロップに記憶させ、制御回路１３Ａが暴走状態か
ら復帰した場合に、フリップフロップの記憶状態を参照
した結果によって報知を行うようにしても良い。この場
合、空転状態の発生からその報知までに若干のタイムラ
グが生じる場合もあるが、空転状態の発生を確実に報知
することができる。また、報知音発生回路６４を、制御
回路１３Ａを介して駆動するものに代えて、コンパレー
タ５４の出力信号によって直接駆動するようにしても良
い。制御回路は、マイクロコンピュータによって構成さ
れるものに限らず、論理回路素子などを用いてハードウ
エアのみ構成されるものであっても同様に適用が可能で
ある。

【００５３】モータが空転する場合は、制御回路が暴走
状態となる場合に限らず、例えば、駆動回路に供給され
ている５Ｖ，１７Ｖの電源が断たれたり、駆動回路の入
力側，出力側において信号線が断線する場合なども想定
される。そのような場合であっても、本実施例を同様に
適用することができる。また、このような事態に対応す
ることだけを考慮する場合は、例えば、制御回路が、モ
ータが異常な高電圧を発生しようとすることを検出する
と、外部回路として構成した高電圧発生抑止手段に指令
信号を出力して動作させるように構成しても良い。制御
回路がＰＷＭ制御を行わず、例えば１２０度通電などを
行う場合のように駆動制御信号が比較的低速である場合
には、遮断制御手段，導通制御手段をトランジスタ回路
に代えて論理回路素子を用いて構成しても良い。スイッ
チング素子は、ＩＧＢＴ１５に限ることなく、パワート
ランジスタやパワーＭＯＳＦＥＴなどでも良い。洗濯機
モータ１７に限ることなく、インバータ主回路によって
駆動されるモータであれば適用が可能である。

【００５４】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載のモータの駆動制御
装置によれば、高電圧発生抑止手段は、モータが制御回
路による駆動制御を外れて空転することで異常な高電圧
を発生しようとすることを検出すると、インバータ主回
路を構成する上アーム側のスイッチング素子を全て遮断
状態にすると共に、インバータ主回路を構成する下アー
ム側のスイッチング素子を全て導通状態にする。

【００５５】即ち、モータの各相巻線と下アーム側スイ
ッチング素子との間に短絡ループを形成し、その短絡ル
ープに流れる電流を巻線の抵抗成分によって消費させ、
モータに短絡制動を作用させることで、空転によってモ
ータの巻線に発生する電圧は抑制される。従って、イン
バータ主回路や電源回路を構成する素子に異常な高電圧
が印加されないように保護することができる。そして、
耐圧の低い安価な回路素子を用いることができるので、
コストを低下させることができる。

【００５６】請求項２記載のモータの駆動制御装置によ
れば、高電圧検出手段が検出信号を出力すると、遮断制
御手段は上アーム側のスイッチング素子を全て遮断状態
にし、導通制御手段は下アーム側のスイッチング素子を
全て導通状態にする。そして、これらは何れも制御回路
とは独立に動作するので、制御回路が一時的に暴走状態
となった場合でも、高電圧発生抑止手段は、異常な高電
圧の発生を確実に抑制することができる。

【００５７】請求項３記載のモータの駆動制御装置によ
れば、高電圧検出手段の検出信号を制御回路にも出力し
て、制御回路は、検出信号が出力された場合には駆動制
御信号の出力を禁止するので、制御回路が暴走状態から
復帰しても、高電圧発生抑止手段は、制御回路の影響を
受けることなくモータの短絡制動をそのまま続行するこ
とができる。

【００５８】請求項４記載のモータの駆動制御装置によ
れば、制御回路の駆動信号出力端子と駆動回路との間に
抵抗を配置し、遮断制御手段及び導通制御手段に抵抗と
駆動回路との間に接続されるトランジスタ回路を備える
ので、制御回路が暴走状態となった場合に駆動制御信号
の出力レベルがハイ，ロウの何れに固定されても、遮断
制御手段，導通制御手段のトランジスタ回路が、駆動回
路の入力側において上アーム側，下アーム側のスイッチ
ング素子を夫々遮断，導通するレベルにドライブして短
絡ループを形成することができる。また、斯様に構成す
ることで、制御回路が出力する駆動制御信号と遮断制御
手段，導通制御手段の作用による制御信号とを論理回路
素子を介して駆動回路に与える場合に比較して、より安
価に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を洗濯機モータに適用した場合の一実施
例であり、インバータ主回路及びスイッチング素子駆動
回路を中心とする電気的構成を示す図

【図２】洗濯機モータを駆動する駆動制御装置全体の電
気的構成を示す図

【図３】洗濯機全体の構成を示す縦断側面図

【図４】従来技術を示す図２相当図

【図４】図１相当図

【符号の説明】

１は商用交流電源、３は直流電源回路、１２はインバー
タ主回路、１３Ａは制御回路、１４Ａはスイッチング素
子駆動回路、１５ａ〜１５ｆはＩＧＢＴ（スイッチング
素子）、１７は洗濯機モータ（モータ）、１７ｕ，１７
ｖ，１７ｗは巻線、２０ａ〜２０ｆは抵抗、５８は高電
圧検出回路（高電圧検出手段）、５９ａ〜５９ｆはトラ
ンジスタ回路、６２Ｕは遮断制御回路（遮断制御手
段）、６２Ｄは導通制御回路（導通制御手段）、６３は
高電圧発生抑止回路（高電圧発生抑止手段）を示す。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１０月５日（２０００．１０．
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図３】洗濯機全体の構成を示す縦断側面図

【図４】従来技術を示す図２相当図

【図５】図１相当図

【符号の説明】１は商用交流電源、３は直流電源回路、１２はインバー
タ主回路、１３Ａは制御回路、１４Ａはスイッチング素
子駆動回路、１５ａ〜１５ｆはＩＧＢＴ（スイッチング
素子）、１７は洗濯機モータ（モータ）、１７ｕ，１７
ｖ，１７ｗは巻線、２０ａ〜２０ｆは抵抗、５８は高電
圧検出回路（高電圧検出手段）、５９ａ〜５９ｆはトラ
ンジスタ回路、６２Ｕは遮断制御回路（遮断制御手
段）、６２Ｄは導通制御回路（導通制御手段）、６３は
高電圧発生抑止回路（高電圧発生抑止手段）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3B155 AA10 BA03 BA11 HB09 HC05 HC07 KB08 LC15 MA01 MA08 MA09 5H560 AA10 BB04 BB07 BB12 DA01 DA19 EB01 JJ03 SS04 SS07 UA06 XA12 5H576 AA12 BB06 CC05 DD02 DD07 EE09 EE11 GG01 HA03 HA04 HA08 HB02 JJ03 JJ16 JJ19 LL24 LL41 LL55 LL56 MM03 MM10 PP03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用交流電源から直流電源を生成する電
源回路と、この電源回路によって生成された直流電源が駆動用電源
として供給され、モータの各相巻線に交流電流を通電し
て駆動するインバータ主回路と、このインバータ主回路に駆動制御信号を出力する制御回
路と、前記モータが前記制御回路による駆動制御を外れて空転
することで異常な高電圧を発生しようとすることを検出
すると、前記インバータ主回路を構成する上アーム側の
スイッチング素子を全て遮断状態にすると共に、前記イ
ンバータ主回路を構成する下アーム側のスイッチング素
子を全て導通状態にする高電圧発生抑止手段とを備えた
ことを特徴とするモータの駆動制御装置。
【請求項２】高電圧発生抑止手段は、モータが異常な高電圧を発生しようとすることを検出す
ると検出信号を出力する高電圧検出手段と、この高電圧検出手段の検出信号を受けて、上アーム側の
スイッチング素子を全て遮断状態にするように構成され
る遮断制御手段と、前記高電圧検出手段の検出信号を受けて、下アーム側の
スイッチング素子を全て導通状態にするように構成され
る導通制御手段とを備え、前記高電圧検出手段，遮断制御手段及び導通制御手段
は、何れも制御回路とは独立に動作するように構成され
ていることを特徴とする請求項１記載のモータの駆動制
御装置。
【請求項３】高電圧検出手段の検出信号は、制御回路
にも出力されており、前記制御回路は、前記検出信号が出力された場合には駆
動制御信号の出力を禁止するように構成されていること
を特徴とする請求項２記載のモータの駆動制御装置。
【請求項４】制御回路の駆動信号出力端子と、インバ
ータ主回路のスイッチング素子を駆動するための駆動回
路との間に抵抗を配置し、遮断制御手段及び導通制御手段は、前記抵抗と前記駆動
回路との間に接続されるトランジスタ回路を備えて構成
されていることを特徴とする請求項２または３記載のモ
ータの駆動制御装置。