JP2003047793A

JP2003047793A - 洗濯機のモータ駆動装置

Info

Publication number: JP2003047793A
Application number: JP2001238767A
Authority: JP
Inventors: Mitsusachi Kiuchi; 光幸木内; Sadayuki Tamae; 貞之玉江; Hisashi Hagiwara; 久萩原; Norimasa Kondo; 典正近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2003-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】インバータ回路によりモータを駆動する洗濯
機のモータ駆動装置において、ブレーキトルク（負のト
ルク）の制御を容易にして最大ブレーキトルクを得ると
ともに、回生エネルギーの制御が容易にして発電エネル
ギーをモータの内部抵抗に消費させ、インバータ回路の
直流電圧の異常上昇を防止する。【解決手段】交流電源１に接続された整流回路２の直
流電力をインバータ回路３により交流電力に変換して、
撹拌翼あるいは洗濯兼脱水槽を駆動するモータ４を駆動
し、モータ４のロータ位置をロータ位置検出手段４ａに
より検出するとともに、モータ電流を電流検出手段５に
より検出する。制御手段６によりインバータ回路３を制
御して、モータ電流を磁束に対応した電流成分とトルク
に対応した電流成分に分解し、モータ４の制動時に、磁
束に対応した電流成分とトルクに対応した電流成分をそ
れぞれ制御するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ回路に
よりモータを駆動する洗濯機のモータ駆動装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、洗濯機のモータをインバータ装置
により制御して電気制動することによりブレーキの信頼
性を向上させ、バンドブレーキ等の機械的ブレーキの騒
音を減らすものが提案されている。

【０００３】従来、この種の洗濯機は、特開２００１−
４６７７７号公報に示すように構成していた。すなわ
ち、モータ減速時にＰＷＭ制御による正弦波電圧位相を
制御して、インバータ回路の直流電源への回生エネルギ
ーを発生させずに、発電エネルギーをモータの内部抵抗
に消費させるダイナミックブレーキにより信頼性を向上
させていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の構成では、発電エネルギーをモータの内部抵抗にす
べて消費させるための制御が複雑となり、さらに、モー
タのブレーキ電流が大きくなる割には十分な制動トルク
が得られないという問題があった。

【０００５】本発明は上記従来課題を解決するもので、
ブレーキトルク（負のトルク）の制御を容易にして最大
ブレーキトルクを得るとともに、回生エネルギーの制御
が容易にして発電エネルギーをモータの内部抵抗に消費
させ、インバータ回路の直流電圧の異常上昇を防止する
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、交流電源に接続された整流回路の直流電力
をインバータ回路により交流電力に変換して、撹拌翼あ
るいは洗濯兼脱水槽を駆動するモータを駆動し、モータ
のロータ位置をロータ位置検出手段により検出するとと
もに、モータ電流を電流検出手段により検出し、制御手
段によりインバータ回路を制御して、モータ電流を磁束
に対応した電流成分とトルクに対応した電流成分に分解
し、モータの制動時に、磁束に対応した電流成分とトル
クに対応した電流成分をそれぞれ制御するようにしたも
のである。

【０００７】これにより、トルクに対応した電流成分を
制御することにより、ブレーキトルク（負のトルク）の
制御が容易となり、最大ブレーキトルクを得ることがで
きるとともに、磁束に対応した電流成分を制御すること
により、回生エネルギーの制御が容易となり、発電エネ
ルギーをモータの内部抵抗に消費させてインバータ回路
の直流電圧の異常上昇を防止することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、交流電源と、前記交流電源に接続された整流回路
と、前記整流回路の直流電力を交流電力に変換するイン
バータ回路と、前記インバータ回路により駆動され撹拌
翼あるいは洗濯兼脱水槽を駆動するモータと、前記モー
タのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、前記
モータ電流を検出する電流検出手段と、前記インバータ
回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前
記モータ電流を磁束に対応した電流成分とトルクに対応
した電流成分に分解し、前記モータの制動時に、前記磁
束に対応した電流成分と前記トルクに対応した電流成分
をそれぞれ制御するようにしたものであり、モータ電流
を磁束に対応した電流成分とトルクに対応した電流成分
に分解してベクトル制御して減速制動することで、ベク
トル制御によりトルクに対応した電流成分を制御するこ
とにより、最大ブレーキトルクを得ることができるとと
もに、磁束に対応した電流成分を制御することにより、
回生エネルギーを制御しインバータ回路の直流電圧の異
常上昇を防止することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、制御手段は、モータの制動時に、
トルクに対応した電流成分が所定値となるように制御す
るようにしたものであり、負のトルク電流成分を設定す
ることによりブレーキトルクを所定値に制御でき、ブレ
ーキ時間を短縮することができる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、制御手段は、モータの制動時に、
磁束に対応した電流成分とトルクに対応した電流成分が
それぞれ所定値となるように制御するようにしたもので
あり、モータの発電エネルギーとモータの内部抵抗によ
る消費エネルギーをそれぞれ制御できるので、回生エネ
ルギーを制御でき、インバータ回路の直流電圧の異常上
昇を防止することができる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、制御手段は、モータの制動開始時
に、磁束に対応した電流成分がトルクに対応した電流成
分よりも大きくなるように設定したものであり、制動開
始時の過大なブレーキトルクの印加と回生エネルギーに
よるインバータ回路の直流電圧の異常上昇を防止するこ
とができる。

【００１２】請求項５に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、ロータ位置検出手段の出力信号よ
り回転数を検知する回転数検知手段を備え、制御手段
は、モータの制動時に、磁束に対応した電流成分とトル
クに対応した電流成分を回転数に応じてそれぞれ所定値
となるように制御するようにしたものであり、回転数に
応じてブレーキトルクとモータの内部抵抗による消費エ
ネルギーをそれぞれ制御できるので、高回転数領域にお
ける回生エネルギーの上昇と、低回転数領域におけるブ
レーキトルクの減少を防止することができる。

【００１３】請求項６に記載の発明は、交流電源と、前
記交流電源に接続された整流回路と、前記整流回路の直
流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記イ
ンバータ回路により駆動され撹拌翼あるいは洗濯兼脱水
槽を駆動するモータと、前記モータのロータ位置を検出
するロータ位置検出手段と、前記モータ電流を検出する
電流検出手段と、前記インバータ回路の直流電圧を検出
する直流電圧検出手段と、前記インバータ回路を制御す
る制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータ電流
を磁束に対応した電流成分とトルクに対応した電流成分
に分解し、前記モータの制動時に、前記直流電圧が設定
値となるように前記磁束に対応した電流成分と前記トル
クに対応した電流成分をそれぞれ制御するようにしたも
のであり、回生エネルギーを制御してインバータ回路の
直流電圧を所定値に制御できるので、インバータ回路の
駆動エネルギーをモータ発電エネルギーから供給でき、
停電時におけるブレーキ停止を防止することができる。

【００１４】請求項７に記載の発明は、上記請求項６に
記載の発明において、制御手段は、モータの制動時に、
インバータ回路の直流電圧が設定値となるように磁束に
対応した電流成分あるいは電圧成分を制御するようにし
たものであり、所定のブレーキトルクを確保しながら回
生エネルギーを制御できるので、停電時においてもブレ
ーキ時間を短縮することができる。

【００１５】請求項８に記載の発明は、交流電源と、前
記交流電源に接続された整流回路と、前記整流回路の直
流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記イ
ンバータ回路により駆動され撹拌翼あるいは洗濯兼脱水
槽を駆動するモータと、前記モータのロータ位置を検出
するロータ位置検出手段と、前記モータ電流を検出する
電流検出手段と、前記モータの電力を検出するモータ電
力検知手段と、前記インバータ回路を制御する制御手段
とを備え、前記制御手段は、前記モータ電流を磁束に対
応した電流成分とトルクに対応した電流成分に分解し、
前記モータの制動時に、前記モータ電力に応じて前記磁
束に対応した電流成分と前記トルクに対応した電流成分
をそれぞれ制御するようにしたものであり、モータ電力
よりモータ発電エネルギーとモータコイル消費エネルギ
ーのバランスが判定でき、モータ電力の大小より磁束に
対応した電流成分あるいは磁束に対応した電圧成分を制
御することにより、発電エネルギーがインバータ回路に
回生しないように制御することができるので、インバー
タ回路の直流電圧の異常上昇を防止することができる。

【００１６】請求項９に記載の発明は、上記請求項８に
記載の発明において、モータ電力検知手段は、磁束に対
応した電力成分とトルクに対応した電力成分より演算し
て求めるようにしたものであり、モータ電力を瞬時に検
知できるのでモータ発電エネルギーとモータコイル消費
エネルギーのバランス異常が瞬時に判定でき、インバー
タ回路の直流電源への回生電力を未然に防止することが
できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の洗濯機への実施例について、
図面を参照しながら説明する。

【００１８】（実施例１）図１に示すように、交流電源
１は、整流回路２に交流電力を加え、整流回路２は整流
器２０とコンデンサ２１により直流電力に変換し、直流
電圧をインバータ回路３に加えている。

【００１９】インバータ回路３は、６個のパワースイッ
チング半導体と逆並列ダイオードよりなる３相フルブリ
ッジインバータ回路により構成し、通常、絶縁ゲートバ
イポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆並列ダイオード
およびその駆動回路と保護回路を内蔵したインテリジェ
ントパワーモジュール（以下、ＩＰＭという）で構成し
ている。インバータ回路３の出力端子にモータ４を接続
し、撹拌翼（図示せず）または洗濯兼脱水槽（図示せ
ず）を駆動する。

【００２０】モータ４は直流ブラシレスモータにより構
成し、回転子を構成する永久磁石と固定子との相対位置
（回転子位置）をロータ位置検出手段４ａにより検出す
る。ロータ位置検出手段４ａは、通常、３個のホールＩ
Ｃにより構成し、電気角６０度ごとの位置信号を検出す
る。電流検出手段５は、モータ４の相電流Ｉｕ、Ｉｖ、
Ｉｗを検出するもので、通常は直流電流を含む低周波数
から測定可能な直流電流トランスを用いる。しかし、後
述するように、交流電流トランスでも検出可能である。
また、３相モータの場合、２相の電流を求め、キルヒホ
ッフの法則（Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０）より残りの１相を
求める方法が一般的である。

【００２１】制御手段６は、インバータ回路３を制御す
るものでマイクロコンピュータと、マイクロコンピュー
タに内蔵したインバータ制御タイマー（ＰＷＭタイマ
ー）、高速Ａ／Ｄ変換回路、メモリ回路（ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ）等により構成し、ロータ位置検出手段４ａの出力信
号より電気角を検知する電気角検知手段６０と、電流検
出手段５の出力信号と電気角検知手段６０の信号より磁
束に対応した電流成分Ｉｄとトルクに対応した電流成分
Ｉｑに分解する３相／２相ｄｑ変換手段６１と、ロータ
回転数を検知する回転数検知手段６２と、静止座標系か
ら回転座標系に変換、あるいは逆変換するに必要な正弦
波データ（ｓｉｎ、ｃｏｓデータ）を格納する記憶手段
６３と、磁束に対応した電圧成分Ｖｄとトルクに対応し
た電圧成分Ｖｑを３相モータ駆動制御電圧Ｖｕ、Ｖｖ、
Ｖｗに変換する２相／３相ｄｑ逆変換手段６４と、３相
モータ駆動制御電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに応じてインバー
タ回路３のＩＧＢＴのスイッチングを制御するＰＷＭ制
御手段６５とを備えている。

【００２２】さらに、洗濯行程あるいは脱水行程に応じ
て、モータ４の回転数とトルクを制御するトルク制御手
段６６と、回転数検知手段６２の出力信号に応じてモー
タ５の回転数を制御する回転数制御手段６７と、トルク
制御手段６６と回転数制御手段６７からのｄ軸（ｄｉｒ
ｅｃｔ−ａｘｉｓ）電流設定信号Ｉｄｓ、ｑ軸（ｑｕａ
ｄｒａｔｕｒｅ−ａｘｉｓ）電流設定信号Ｉｑｓと、３
相／２相ｄｑ変換手段６１より演算したＩｄとＩｑを比
較しモータ電流を制御するための磁束に対応した電圧成
分Ｖｄとトルクに対応した電圧成分Ｖｑを演算するモー
タ電流制御手段６８とを備えている。

【００２３】トルクに対応したｑ軸電流Ｉｑが設定値Ｉ
ｑｓとなるようにフィードバック制御することにより定
トルク制御が可能となる。しかし、回転数が上昇すると
モータ誘起電圧が上昇してトルク電流Ｉｑが増加しなく
なるので、回転数に応じてｄ軸電流を負の方向に増加さ
せるとｑ軸電流も増加させることができ、トルクを増加
させることができる。

【００２４】また、制動時にはｑ軸電流設定値Ｉｑｓを
負に設定することにより負のトルク、すなわち、ブレー
キトルクを発生させることができる。ベクトル制御によ
りブレーキトルクを一定に制御することも可能となるの
で、制御プログラムを通常駆動と制動駆動を共用化し、
単にｑ軸電流設定値Ｉｑｓ、ｄ軸電流設定値Ｉｄｓを変
更するだけでよい。通常駆動は、ｑ軸電流マイナールー
プの回転数フィードバック制御、制動時には、設定回転
数は零となりｑ軸電流フィードバック制御でよい。

【００２５】ただし、回転数に応じてｄ軸電流を制御し
なければ回生エネルギーが発生し、インバータ直流電圧
が異常上昇してパワー半導体、あるいは電解コンデンサ
２１が破壊する。

【００２６】図２は、通常駆動時の各部の波形関係を示
し、ロータ位置検出手段４ａの出力信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ
３のエッジ信号は６０度ごとに変化して、各部状態信号
より３６０度を６分割した角度が判別できる。信号Ｈ１
がローからハイとなるハイエッジを基準電気角０度とし
て示し、モータ４のＵ相巻線誘起電圧Ｅｃは、基準信号
Ｈ１から３０度遅れた波形となる。Ｕ相モータ電流Ｉｕ
とモータ誘起電圧Ｅｃの位相を同じにすると最大効率が
得られる。モータ誘起電圧Ｅｃがｑ軸と同等軸となり、
ｄ軸は９０度遅れている。ｑ軸電流はモータ誘起電圧位
相と同相なのでトルク電流と呼ばれる。

【００２７】図２において、Ｕ相モータ電流Ｉｕは、Ｕ
相巻線誘起電圧Ｅｃよりわずかに進み、モータ印加電圧
ＶｕはＵ相巻線誘起電圧Ｅｃより３０度進んだ波形を示
す。ｖｃはＰＷＭ制御手段６５内で生成される鋸歯状波
形のキャリヤ信号で、ｖｕは正弦波状のＵ相制御電圧で
キャリヤ信号ｖｃとＵ相制御電圧ｖｕを比較したＰＷＭ
信号ｕをＰＷＭ制御手段６５内で発生させ、インバータ
回路３のＵ相上アームトランジスタの制御信号として加
える。ｃｋはキャリヤ信号ｖｃの同期信号で、キャリヤ
カウンタがカウントアップしてオーバーフローした時の
割込信号である。

【００２８】モータ４のロータ磁石軸とステータの磁束
軸が一致した電気角をｄ軸として基準電気角０度として
静止座標系から回転座標系への座標変換、すなわち、ｄ
ｑ変換を行うので、電気角検知手段６０は、ロータ位置
検出手段４ａの出力信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３より３０度、
９０度、１５０度等の電気角を検知し、６０度毎以外は
推定により電気角θを求める。

【００２９】一般的に、界磁磁束に対応した電流成分を
ｄ軸電流Ｉｄと呼び、永久磁石の磁束と界磁の磁束が同
軸上で永久磁石が界磁に吸引された状態なのでトルクは
零となる。よって一般的に、ロータの磁極がｄ軸上の時
には界磁電流が零となるように制御する。

【００３０】また、ｄ軸から電気角で９０度の角度で誘
起電圧位相と同じ位相となりトルク最大となる軸をｑ軸
と呼び、トルクに対応した電流成分なのでｑ軸電流Ｉｑ
と呼ぶ。さらに、ｄ軸電流を負の方向に増加させるとｄ
軸上の界磁磁束を弱めることと等価となるので弱め界磁
制御と呼ばれる。また、ｄ軸電流とｑ軸電流に分解して
それぞれ独立に制御するので、ベクトル制御と呼ばれ
る。

【００３１】図３は、制動時の各部の波形関係を示し、
正常駆動からほぼ１８０度位相をずらすと制動トルクが
発生する。すなわち、誘起電圧Ｅｃが最大となるｑ軸に
て負の最大電流に制御すると負のトルクが発生して制動
運転にすることができる。

【００３２】図４は、通常運転時のｄｑ座標における電
流ベクトルを示し、ｄ軸電流を負に設定して弱め界磁制
御した場合を示す。ロータ表面に磁石を接着させた非磁
気突極型のモータでは、ｄ軸電流を零に設定すると最大
効率運転が可能となる。

【００３３】図５は、制動運転時の電流ベクトルで、電
流Ｉ１は制動初期のベクトルを示し、電流Ｉ２は制動開
始してから回転数が低下した時のベクトル図を示してい
る。制動初期には、ｑ軸電流、ｄ軸電流を負に設定し、
かつ、ｄ軸電流をｑ軸電流に比べて大きく設定しないと
回生エネルギーが発生する。また、ｄ軸電流が正で、ｑ
軸電流が負の領域は、回生エネルギーが非常に大きくな
り、モータコイルで発電エネルギーを消費させることは
ほぼ不可能である。よって、洗濯機の制動運転は必ずＩ
ｄ、Ｉｑ共負の領域で運転するように制御する。

【００３４】図１における３相／２相ｄｑ変換手段６１
は、モータ電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを（数１）によりｄ軸
電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑに変換するもので、電気角θに
対応して検出したモータ電流瞬時値よりＩｄ、Ｉｑを演
算する。

【００３５】

【数１】

【００３６】記憶手段６３には、図６に示すｓｉｎθと
ｃｏｓθのデータを記憶しているので、電気角データに
対応したデータを呼び出して積和演算を行うことによ
り、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑに分解できる。電気角
θの検知とモータ電流瞬時値の検出はキャリヤ信号に同
期して行うもので、後ほどフローチャートに従い詳細な
説明を行う。なお、電気角θの基準はｄ軸を基準として
計算する。図２、図３に示す電気角はＨ１を基準として
いるが、実際はｄ軸基準なので、Ｈ１のローエッジが３
０度進角で、Ｈ３のハイエッジがｑ軸となり９０度進角
として演算する。

【００３７】回転数検知手段６２は、ロータ位置検出手
段４ａの出力基準信号Ｈ１よりモータ回転数を検知し、
回転数信号をトルク制御手段６６、回転数制御手段６７
に加える。トルク制御手段６６は、通常駆動時には、モ
ータ４の回転数の設定、および回転数に応じたｄ軸電流
の設定を行い、回転数制御手段６７に回転数設定信号Ｎ
ｓを加え、モータ電流制御手段６８にｄ軸設定信号Ｉｄ
ｓを加える。

【００３８】回転数制御手段６７は、検知回転数Ｎと回
転数設定信号Ｎｓを比較する回転数比較手段６７ａと、
回転数Ｎと設定回転数Ｎｓとの誤差信号ΔＮと、回転数
の変化率（加速度）に応じてｑ軸電流設定値Ｉｑｓを制
御するトルク電流設定手段６７ｂより構成し、モータ４
のトルクに対応したｑ軸電流Ｉｑが設定値Ｉｑｓとなる
ように制御する。制動時には、回転数制御ではなく負の
トルク制御を行い、モータ電流制御手段６８のｑ電流設
定値を所定の負のトルク電流−Ｉｑｓとし、ｄ軸電流設
定値も所定の値−Ｉｄｓとする。

【００３９】モータ電流制御手段６８は、３相／２相ｄ
ｑ変換手段６１の出力信号Ｉｑ、Ｉｄと設定信号Ｉｑ
ｓ、Ｉｄｓをそれぞれ比較して制御電圧信号Ｖｑ、Ｖｄ
を出力するもので、ｑ軸電流比較手段６８ａ、ｑ軸電圧
設定手段６８ｂ、ｄ軸電流比較手段６８ｃ、ｄ軸電圧設
定手段６８ｄより構成し、ｑ軸電流とｄ軸電流をそれぞ
れ制御する電圧信号Ｖｑ、Ｖｄを生成する。

【００４０】２相／３相ｄｑ逆変換手段６４は、電圧信
号Ｖｑ、Ｖｄより３相モータ駆動制御電圧Ｖｕ、Ｖｖ、
Ｖｗを（数２）より演算するもので、キャリヤ信号に同
期して、電気角検知手段６０により検知した電気角θに
対応した正弦波状の信号をＰＷＭ制御手段に加える。記
憶手段６３に記憶したｓｉｎθ、ｃｏｓθの積和演算の
方法は、３相／２相ｄｑ変換手段６１の演算とほぼ同じ
である。

【００４１】

【数２】

【００４２】図７から図１２は、本発明によるマイクロ
コンピュータのプログラムの実施例である。

【００４３】図７は、本発明による洗い行程のフローチ
ャートで、ステップ１００より洗い行程を開始し、ステ
ップ１０１にて洗い行程の各種初期設定を行い、つぎに
ステップ１０２に進んで脱水兼洗濯槽内の布量（洗濯物
の量）を検知する。布量検知は、通常、モータ４より撹
拌翼を駆動してモータ４の回転数の立ち上がり速度、あ
るいは、モータ４駆動停止後のモータ４の惰性回転数を
検知することにより布量を検知する。

【００４４】つぎに、ステップ１０３に進んで布量に応
じた水位、水流等を設定し、ステップ１０４に進んで給
水弁（図示せず）を駆動し、つぎにステップ１０５に進
んで脱水兼洗濯槽内の水位が設定水位に達したかどうか
判定する。設定水位に達するとステップ１０６に進んで
給水弁をオフし、達しなければ給水弁をオンしつづけ
る。

【００４５】ステップ１０７より撹拌行程に入り、ステ
ップ１０７にて正転か反転かのフラグを判定し、正転な
らばステップ１０８に進んでモータ４を正転駆動し、反
転ならば、ステップ１０９に進んでモータ４を反転駆動
する。モータ駆動の詳細フローチャートについては図９
のモータ駆動サブルーチンで説明する。

【００４６】モータ駆動サブルーチンを実行して所定時
間撹拌翼を回転させた後、ステップ１１０に進んで正反
転フラグを制御し、つぎにステップ１１１に進んで所定
時間モータ４を停止させた後、ステップ１１２に進んで
洗い撹拌行程が終了したかどうか判定し、洗い行程終了
ならば次行程に進み、終了しなければステップ１０７に
戻る。

【００４７】図８は脱水行程のフローチャートで、ステ
ップ１２０より脱水行程が開始し、ステップ１２１にて
脱水行程の最大設定回転数Ｎｓｍａｘ、あるいは脱水回
転数の立ち上げ速度等の各種初期設定を行い、つぎにス
テップ１２２に進んで回転数設定を行い、時間と共に設
定回転数を高くする制御を行う。設定回転数には上限値
が設けられており、上限値以上の回転数には設定されな
い。

【００４８】つぎに、ステップ１２３に進み、設定回転
数に応じてｄ軸電流を設定変更する。高回転数で駆動す
るためには弱め界磁制御を行い、ｄ軸電流は負に設定す
る。つぎに、ステップ１２４に進んで、図９に示すモー
タ駆動サブルーチンを実行し、つぎに、ステップ１２５
は脱水行程の終了判定で、終了ならばステップ１２６に
進んで制動行程設定を行う。

【００４９】ステップ１２６は、制動行程の各種初期設
定を行うもので、ｄ軸電流とｑ軸電流の初期設定と、回
転数制御ではなくトルク電流制御に設定する。基本的に
は、モータ駆動サブルーチンの中でトルク指令を負にす
るだけでよい。図５のベクトル図で述べたように、ｄ軸
電流、ｑ軸電流を負に設定し、制動初期値のｄ軸電流は
ｑ軸電流より大きく設定する。

【００５０】つぎに、ステップ１２７に進み、回転数に
応じてｄ軸電流を変更する。このとき、基本的にはｑ軸
電流は一定値で制御してよいが、図１３に示すように、
回転数に応じてｑ軸電流設定値、ｄ軸電流設定値を変更
すると、高回転領域におけるインバータ回路３への電力
回生を防ぎ、低回転数領域におけるトルク低下を防止す
ることができる。

【００５１】つぎにステップ１２８に進んでモータ駆動
サブルーチンを実行し、つぎにステップ１２９に進んで
回転が停止したかどうか判定する。回転が停止すれば次
行程に進み、停止しなければステップ１２７に戻る。

【００５２】図９はモータ駆動サブルーチンのフローチ
ャートで、ステップ２００よりモータ駆動サブルーチン
が開始する。ステップ２０１はサブルーチン実行の最初
に判断する初期判定で、起動あるいは制動初期を判定
し、Ｙｅｓならばステップ２０２に進み、各種初期設定
を行い、メインルーチンからのパラメータの受け渡しと
各種設定を実行し、つぎにステップ２０３に進んで回転
起動制御あるいは制動初期制御を行う。

【００５３】ステップ２０２、２０３は最初に１回だけ
実行する。起動制御は、回転数フィードバック制御がで
きない起動時に、所定のモータ印加電圧に設定して１２
０度通電するものであり、低いモータ印加電圧から高い
電圧まで時間経過とともに電圧を上昇させるソフトスタ
ートを行う。制動運転の場合には、負のｄ軸電流を増や
して負のｑ軸電流を減らし、急激なブレーキトルクが加
わらないようなソフトスタートを行う。

【００５４】つぎに、ステップ２０４に進んでキャリヤ
信号割込の有無を判定する。キャリヤ信号割込とは、Ｐ
ＷＭ制御手段６５のキャリヤカウンタがオーバーフロー
すると発生する割込信号ｃｋにより実行するもので、ス
テップ２０５に進んでキャリヤ信号割込サブルーチンを
実行する。

【００５５】図１０には、キャリヤ信号割込サブルーチ
ンの詳細フローチャートを示している。ステップ３００
よりサブルーチンが開始し、ステップ３０１にて割込信
号ｃｋをカウントする。つぎに、ステップ３０２に進ん
でロータ位置電気角θを演算する。ロータ位置信号θ
は、別途求めたキャリヤ信号１周期当たりの電気角Δθ
とキャリヤカウンタのカウント値ｋを掛けた値ｋ・Δθ
を、ロータ位置検出手段４ａより検知できる６０度毎の
電気角φを加えることで推定する。

【００５６】モータ４を８極、キャリヤ周波数を１５．
６ｋＨｚ、回転数を９００ｒ／ｍとすると、モータ駆動
周波数は６０Ｈｚとなり、電気角６０度内のキャリヤカ
ウンタカウント値ｋは約４３となる。よって、Δθは約
１．４度となる。モータ回転数が低い程、電気角６０度
内のカウント値ｋは高くなり、演算上の電気角検知分解
能は向上するので、回転数が低く精度が要求される場合
でも問題はないことがわかる。

【００５７】つぎに、ステップ３０３に進んでモータ電
流Ｉｕ、Ｉｖを検出する。電流検出１回ではノイズが含
まれる可能性があるので、ステップ３０４に進んで再度
検出し、ステップ３０５にて平均値を求めてノイズを除
去し、Ｉｗ＝−（Ｉｕ＋Ｉｖ）よりモータ電流Ｉｗを演
算する。

【００５８】つぎに、ステップ３０６に進んで電気角θ
とモータ電流より（数式１）に示した演算を行い、３相
／２相ｄｑ変換を行い、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを
求める。つぎにステップ３０７に進んでＩｄ、Ｉｑをメ
モリし、別途回転数制御データとして用いる。

【００５９】つぎに、ステップ３０８に進んでｄ軸制御
電圧Ｖｄ、ｑ軸制御電圧Ｖｑを呼び出し、ステップ３０
９に進んで（数式２）に従い２相／３相ｄｑ逆変換を行
い、３相制御電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを求める。この逆変
換は、ステップ３０６と同じように記憶手段６３の電気
角に対応したｓｉｎθ、ｃｏｓθデータを用い、積和演
算を高速で行う。つぎに、ステップ３１０に進んで３相
制御電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗに対応したＰＷＭ制御を行
い、ステップ３１０に進んでサブルーチンをリターンす
る。

【００６０】ＰＷＭ制御は、図２でも説明したように、
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相各相に対応して、鋸歯状波（または三
角波）のキャリヤ信号と制御電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを比
較してインバータ回路３のＩＧＢＴオンオフ制御信号を
発生させ、モータ４を正弦波駆動するもので、上アーム
トランジスタと下アームトランジスタの信号は逆転され
た波形で、上アームトランジスタの導通比を増加させる
と出力電圧は正電圧が増加し、下アームトランジスタの
導通比を増加させると出力電圧は負電圧が増加する。導
通比を５０％にすると出力電圧は零となる。

【００６１】電気角θに対応して制御電圧を正弦波状に
変化させると正弦波状の電流が流れる。正弦波駆動の場
合、トランジスタの導通比を最大値１００％にしたと
き、出力電圧は最大となり変調度Ａｍは１００％で、導
通比の最大値を５０％にしたとき、出力電圧は最低とな
り変調度Ａｍは０％と呼ぶ。

【００６２】図９に戻って、キャリヤ信号割込サブルー
チンを実行した後、ステップ２０６に進み、位置信号割
込の有無を判定する。位置信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３のいず
れかの信号が変化すると割込信号が発生し、ステップ２
０７に進んで図１１に示した位置信号割込サブルーチン
を実行する。図２に示すように、電気角６０度毎に割込
信号が発生する。

【００６３】図１１には、位置信号割込サブルーチンの
詳細フローチャートを示している。ステップ４００より
位置信号割込サブルーチンが開始し、ステップ４０１に
進んで位置信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３を入力し、つぎにステ
ップ４０２に進んで位置信号よりロータ電気角θｃを検
出する。つぎに、ステップ４０３に進んでキャリヤ信号
割込サブルーチンでカウントしているカウント値ｋをｋ
ｃにメモリし、ステップ４０４に進んでカウント値ｋを
クリヤし、ステップ４０５に進み、電気角６０度間のキ
ャリヤカウンタカウント値ｋｃより１キャリヤの電気角
Δθを演算する。

【００６４】つぎに、ステップ４０６に進んで基準位置
信号Ｈ１による割込信号かどうかを判定し、基準位置信
号割込ならばステップ４０７に進んで回転周期測定タイ
マーのカウント値Ｔを周期Ｔｏとしてメモリーし、ステ
ップ４０８に進んでタイマーＴをクリヤし、ステップ４
０９に進んでモータ回転数Ｎを演算する。つぎにステッ
プ４１０に進んで回転周期測定タイマーのカウントを開
始させ、ステップ４１１に進んでサブルーチンをリター
ンする。

【００６５】回転周期測定タイマーの検知分解能を８ｂ
ｉｔ精度にすると、クロックは６４μｓとなりキャリヤ
信号をクロックに使用できるが、回転制御性能を向上さ
せるためには回転周期検知分解能を向上させる必要があ
り、クロックの周期は１〜１０μｓに設定する必要があ
る。この場合には、マイクロコンピュータのシステムク
ロックを分周してクロックに使用する。

【００６６】つぎに、図９において、位置信号割込サブ
ルーチン２０７を実行した後、ステップ２０８に進み回
転数制御サブルーチンを実行する。回転数制御サブルー
チンの詳細は図１２に示している。

【００６７】図１２において、ステップ５００より回転
数制御サブルーチンを開始し、ステップ５０１にてモー
タ回転数Ｎを呼び出し、ステップ５０２に進んで通常駆
動か減速制動かのフラグ判定する。通常駆動ならばステ
ップ５０３に進み設定回転数と検知回転数の誤差により
ｑ軸電流を制御してトルク制御を行い、減速制動ならば
ステップ５０４に進んで負のトルク制御、すなわち、ブ
レーキトルク制御のためにｑ軸電流を−Ｉｑｓに設定す
る。

【００６８】つぎに、ステップ５０５に進んで３相／２
相ｄｑ変換手段６１より求めたｄ軸電流Ｉｄを呼び出
し、ステップ５０６にてＩｄとＩｄｓの大小比較判定を
行い、ｄ軸電流Ｉｄが設定値Ｉｄｓよりも大きければス
テップ５０７に進んでｄ軸制御電圧Ｖｄを減らし、ｄ軸
電流Ｉｄが設定値Ｉｄｓよりも小さければステップ５０
８に進んでｄ軸制御電圧Ｖｄを増やす。

【００６９】つぎに、ステップ５０９に進んで３相／２
相ｄｑ変換手段６１より求めたｑ軸電流Ｉｑを呼び出
し、ステップ５１０にてＩｑとＩｑｓの大小比較判定を
行い、ｑ軸電流Ｉｑが設定値Ｉｑｓよりも大きければス
テップ５１１に進んでｑ軸制御電圧Ｖｑを減らし、ｑ軸
電流Ｉｑが設定値Ｉｑｓよりも小さければステップ５１
２に進んでｑ軸制御電圧Ｖｑを増やす。

【００７０】つぎに、ステップ５１３に進んで演算され
たｄ軸制御電圧Ｖｄ、ｑ軸制御電圧Ｖｑをそれぞれメモ
リし、ステップ５１４に進んでサブルーチンをリターン
する。

【００７１】ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑは、ほぼキャ
リヤ信号毎に変換するのでトルクリップルも含めて変動
が大きい。変換したｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑと設定
値Ｉｄｓ、Ｉｑｓをキャリヤ毎に比較判断制御すると変
動要素が大きく制御が安定しないので、平均化するなど
の積分要素を加える必要がある。

【００７２】よって、回転制御サブルーチンは、図９に
示すように、キャリヤ信号割込サブルーチン、あるい
は、位置信号割込サブルーチンの中で実行せず、モータ
駆動制御の中で独立に実行させる。ただし、回転制御の
応答速度を速めるために、位置信号割込サブルーチンの
中で行う方法も考えられるが、回転数が低い場合には逆
に応答が遅くなる欠点がある。

【００７３】図１４は、モータ電流Ｉｍとモータ印加電
圧Ｖｍをｄ軸とｑ軸に分解したベクトル図で、モータ電
流Ｉｍとモータ印加電圧Ｖｍの積がインバータ回路３か
らモータ４へ加わるエネルギーで、モータ電流Ｉｍとモ
ータ印加電圧Ｖｍの角度（α＋β）をφとすると、Ｐ＝
ＩｍＶｍｃｏｓφがインバータ回路からモータへ供給さ
れる有効エネルギーである。ここで、φが９０度以内な
らば正のエネルギーとなりインバータ回路からモータ側
にエネルギーが供給され、モータの発電エネルギー（Ｐ
ｇ＝−Ｉｑ×Ｅｃ）はブレーキトルクとなり、モータ４
の内部抵抗で発電エネルギーが消費されるが、φが９０
度以上になると負のエネルギーとなり、モータ４からイ
ンバータ回路３側にエネルギーが回生される。

【００７４】ｃｏｓφ＝ｃｏｓ（α＋β）＝ｃｏｓαｃ
ｏｓβ−ｓｉｎαｓｉｎβ＝（ＩｑＶｑ−ＩｄＶｄ）／
ＩｍＶｍとなるので、Ｐ＝ＩｑＶｑ−ＩｄＶｄとなる。
すなわち、ｑ軸電力とｄ軸電力の差よりモータ電力を演
算でき、モータ電力が零の場合は、モータコイル消費電
力と、モータ発電エネルギーがバランスし、モータ電力
Ｐが正の場合は、コイル消費電力が大きく、逆に負にな
ると発電エネルギーが大きく回生エネルギーが発生す
る。よって、モータ電力Ｐの大小判定によりエネルギー
バランスが検出できる。

【００７５】図１４のベクトル図において、ＩｑＶｑは
正となるが、ＩｄＶｄは負となり、Ｉｄは負なのでＶｄ
を正の方向に大きくするとＰが負となり回生動作とな
る。よって、ｑ軸電流Ｉｄ、ｄ軸電流Ｉｄが負となる制
動時には、ｄ軸電圧Ｖｄを正方向に大きくさせると回生
動作となるので、ｄ軸電圧Ｖｄ、あるいは、ｄ軸電流Ｉ
ｄを制御することにより回生エネルギーを制御できるこ
とがわかる。

【００７６】いいかえれば、電圧ベクトルＶｍを反時計
方向に回転させるとエネルギーが回生し、時計方向に回
転させるとモータ４でエネルギーが消費される。ｄ軸方
向の電圧または電流を制御し、電力Ｐの増減を演算すれ
ば回生させずにモータ４でエネルギーを消費させること
ができる。このようにベクトル制御することにより、イ
ンバータ回路３側にエネルギー回生させずに最大ブレー
キトルクを得ることができる。

【００７７】（実施例２）図１５に示すように、電圧検
出手段７は、インバータ回路３の直流電圧を検出するも
ので、電圧制御手段６９は、制御手段６’に設け、ベク
トル制御によりインバータ回路３への回生エネルギーを
制御するものである。電圧検出手段７の出力信号ｖｄｃ
は電圧制御手段６９に入力され、電圧制御手段６９は、
制動時に、電圧検出手段７の出力信号ｖｄｃとインバー
タ回路３の直流電圧設定値ｖｄｃｓとを比較してｄ軸電
流設定値Ｉｄｓを変更し、電流制御手段６８の出力ｄ軸
電圧Ｖｄを制御する。他の構成は上記実施例１と同じで
ある。

【００７８】図１４にて述べたように、制動時におい
て、モータ印加電圧ベクトルＶｍをｄ軸方向に増加させ
ると、回生エネルギーが発生してインバータ回路３の直
流電圧が上昇するので、ｄ軸電圧、あるいはｄ軸電流を
制御することにより回生エネルギーを制御してインバー
タ回路の直流電圧を一定に制御できる。

【００７９】図１６は、図１２における回転数制御サブ
ルーチンの他の実施例で、回生エネルギー制御ステップ
を追加したものである。すなわち、ステップ６００より
回転数制御サブルーチンを開始し、ステップ６０１にて
検知回転数Ｎを呼び出し、ステップ６０２にて通常運転
か、通常制動か、停電時緊急制動かを判定し、停電時緊
急制動ならば、ステップ６０３に進んで電圧検出手段７
によりインバータ回路の直流電圧を検出し、つぎにステ
ップ６０４に進んで直流電圧設定値と検知電圧との誤差
信号に応じてｄ軸電流設定値を制御し、ステップ６０７
に進んでｄ軸電流を呼び出す。他のフローは、図１２と
同じなので省略する。

【００８０】このように、停電時、あるいは、電源スイ
ッチが遮断された場合に、緊急ブレーキをかける場合に
は、インバータ回路３を駆動する制御回路のエネルギー
が確保されないので、インバータ回路３の直流電源側に
モータ発電エネルギーを回生させて制御回路の電源を確
保することにより、インバータ回路３を駆動し続けるこ
とができる。

【００８１】図１５は、電圧制御手段６９によりｄ軸電
流設定値Ｉｄｓを制御する実施例であるが、電圧制御手
段６９によりｄ軸電圧Ｖｄを直接制御しても特に問題は
ない。また、電圧ベクトルを時計方向あるいは反時計方
向に回転させるためにｄ軸電圧Ｖｄとｑ軸電圧Ｖｑを関
係させて制御してもよい。いずれにせよ、インバータ直
流電圧が上昇するとｄ軸電圧を減らし、ｄ軸電流を負の
方向に増加させ、逆にインバータ直流電圧が低下する
と、ｄ軸電圧を増やし、ｄ軸電流を正の方向に増加させ
る。また、ｑ軸電流を所定の負の値に制御し、ｄ軸電流
を直流電圧に応じて制御すればブレーキトルクは一定に
できる特徴がある。

【００８２】（実施例３）図１７に示すように、モータ
電力検出手段８は、制御手段６”に設けモータ４の電力
を検出するものである。モータ電力検出方法は、モータ
相電流と相間電圧およびその位相から検出できるが、図
１７の実施例では、図１４で述べたように、ｄ軸電流Ｉ
ｄとｄ軸電圧Ｖｄの積と、ｑ軸電流Ｉｑとｑ軸電圧Ｖｑ
の積より求める実施例を示している。他の構成は上記実
施例１と同じである。

【００８３】モータ電力を検出する方法として、インバ
ータ回路３の直流電流と直流電圧の積から、インバータ
回路３からモータ４へのエネルギーの流れを検出でき、
電力が正ならばモータ側でエネルギーが消費され、電力
が負になるとエネルギー回生が生じていると判断され
る。いずれにせよ、制動時において、モータコイルの消
費電力とモータ発電電力の差によりモータ印加電力が増
減する。

【００８４】よって、モータ電力が所定値よりも減少す
るとｄ軸電流あるいはｄ軸電圧を負の方向に増加させ、
電圧ベクトルを時計方向に回転させると直流電源側への
電力回生を防止することができる。また逆に、ブレーキ
トルクを増加させたい場合には、ｑ軸電流を負の方向に
増加させればよい。

【００８５】図１８は、図１０に示したキャリヤ信号割
込サブルーチンのフローチャートにモータ電力検出フロ
ーを追加したものである。ステップ３００’からステッ
プ３０８’までは、図１０のステップ３００からステッ
プ３０８までと同じなので説明を省略する。

【００８６】ステップ３０９’においてモータ電力Ｐを
演算し、磁束に対応した電力（Ｉｄ×Ｖｄ）とトルクに
対応した電力（Ｉｑ×Ｖｑ）の差を求める。つぎに、ス
テップ３１０’に進んでモータ電力Ｐと設定値Ｐｍｉｎ
の大小比較を行い、モータ電力Ｐが設定値Ｐｍｉｎより
も大きければ、ステップ３１１’に進んでｄ軸電流設定
値ＩｄｓをΔＩｄだけ増加させる。

【００８７】ｄ軸電流設定値Ｉｄｓの初期値は負の値な
ので、正方向に増やすことはｄ軸電流を零に近づけるこ
とと同じであり、相対的にモータコイルによる消費電力
を減らすことを意味する。また、フローチャートには示
されていないが、制動時には、ｄ軸電流設定値Ｉｄｓは
必ず負に設定する。

【００８８】モータ電力Ｐが設定値Ｐｍｉｎよりも小さ
ければ、ステップ３１２’に進んでｄ軸電流設定値Ｉｄ
ｓをΔＩｄだけ減少させる。このときには、ｄ軸電流を
負の方向に増加させてコイル消費電力を増加させる。な
ぜなら、モータ電力Ｐが減少することは、モータ発電エ
ネルギーが増加して直流電源側に電力回生する可能性が
大きくなるためである。

【００８９】つぎに、ステップ３１３’に進んで図１０
と同じフローを実行する。キャリヤ信号割込サブルーチ
ンでｄ軸電流設定値Ｉｄｓを求め、図１２に示す回転数
制御サブルーチンにデータを引き渡すことによりｄ軸電
圧Ｖｄが制御されるので、ｄ軸電力が制御され、かつ、
電圧ベクトルＶｍの回転が制御される。

【００９０】以上のように、モータ電力を検出してｄ軸
電流、ｑ軸電流をそれぞれ制御することによりブレーキ
トルクをほぼ一定に制御しながらモータコイル消費電力
を制御できるので、モータ発電エネルギーを全てモータ
コイルで消費させる制御が可能となり、インバータ回路
の直流電源側への電力回生を防止することができ、イン
バータ回路３の異常電圧上昇を防ぎ、常にブレーキトル
クを最大にできて信頼性の高い洗濯機の制動装置を実現
できる。

【００９１】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載の
発明によれば、交流電源と、前記交流電源に接続された
整流回路と、前記整流回路の直流電力を交流電力に変換
するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動
され撹拌翼あるいは洗濯兼脱水槽を駆動するモータと、
前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段
と、前記モータ電流を検出する電流検出手段と、前記イ
ンバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手
段は、前記モータ電流を磁束に対応した電流成分とトル
クに対応した電流成分に分解し、前記モータの制動時
に、前記磁束に対応した電流成分と前記トルクに対応し
た電流成分をそれぞれ制御するようにしたから、ベクト
ル制御によりトルクに対応した電流成分を制御すること
により、最大ブレーキトルクを得ることができるととも
に、磁束に対応した電流成分を制御することにより、回
生エネルギーを制御しインバータ回路の直流電圧の異常
上昇を防止することができる。

【００９２】また、請求項２に記載の発明によれば、制
御手段は、モータの制動時に、トルクに対応した電流成
分が所定値となるように制御するようにしたから、負の
トルク電流成分を設定することによりブレーキトルクを
所定値に制御でき、ブレーキ時間を短縮することができ
る。

【００９３】また、請求項３に記載の発明によれば、制
御手段は、モータの制動時に、磁束に対応した電流成分
とトルクに対応した電流成分がそれぞれ所定値となるよ
うに制御するようにしたから、モータの発電エネルギー
とモータの内部抵抗による消費エネルギーをそれぞれ制
御できるので、回生エネルギーを制御でき、インバータ
回路の直流電圧の異常上昇を防止することができる。

【００９４】また、請求項４に記載の発明によれば、制
御手段は、モータの制動開始時に、磁束に対応した電流
成分がトルクに対応した電流成分よりも大きくなるよう
に設定したから、制動開始時の過大なブレーキトルクの
印加と回生エネルギーによるインバータ回路の直流電圧
の異常上昇を防止することができる。

【００９５】また、請求項５に記載の発明によれば、ロ
ータ位置検出手段の出力信号より回転数を検知する回転
数検知手段を備え、制御手段は、モータの制動時に、磁
束に対応した電流成分とトルクに対応した電流成分を回
転数に応じてそれぞれ所定値となるように制御するよう
にしたから、回転数に応じてブレーキトルクとモータの
内部抵抗による消費エネルギーをそれぞれ制御できるの
で、高回転数領域における回生エネルギーの上昇と、低
回転数領域におけるブレーキトルクの減少を防止するこ
とができる。

【００９６】また、請求項６に記載の発明によれば、交
流電源と、前記交流電源に接続された整流回路と、前記
整流回路の直流電力を交流電力に変換するインバータ回
路と、前記インバータ回路により駆動され撹拌翼あるい
は洗濯兼脱水槽を駆動するモータと、前記モータのロー
タ位置を検出するロータ位置検出手段と、前記モータ電
流を検出する電流検出手段と、前記インバータ回路の直
流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記インバータ
回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前
記モータ電流を磁束に対応した電流成分とトルクに対応
した電流成分に分解し、前記モータの制動時に、前記直
流電圧が設定値となるように前記磁束に対応した電流成
分と前記トルクに対応した電流成分をそれぞれ制御する
ようにしたから、回生エネルギーを制御してインバータ
回路の直流電圧を所定値に制御できるので、インバータ
回路の駆動エネルギーをモータ発電エネルギーから供給
でき、停電時におけるブレーキ停止を防止することがで
きる。

【００９７】また、請求項７に記載の発明によれば、制
御手段は、モータの制動時に、インバータ回路の直流電
圧が設定値となるように磁束に対応した電流成分あるい
は電圧成分を制御するようにしたから、所定のブレーキ
トルクを確保しながら回生エネルギーを制御できるの
で、停電時においてもブレーキ時間を短縮することがで
きる。

【００９８】また、請求項８に記載の発明によれば、交
流電源と、前記交流電源に接続された整流回路と、前記
整流回路の直流電力を交流電力に変換するインバータ回
路と、前記インバータ回路により駆動され撹拌翼あるい
は洗濯兼脱水槽を駆動するモータと、前記モータのロー
タ位置を検出するロータ位置検出手段と、前記モータ電
流を検出する電流検出手段と、前記モータの電力を検出
するモータ電力検知手段と、前記インバータ回路を制御
する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータ電
流を磁束に対応した電流成分とトルクに対応した電流成
分に分解し、前記モータの制動時に、前記モータ電力に
応じて前記磁束に対応した電流成分と前記トルクに対応
した電流成分をそれぞれ制御するようにしたから、モー
タ電力よりモータ発電エネルギーとモータコイル消費エ
ネルギーのバランスが判定でき、モータ電力の大小より
より磁束に対応した電流成分あるいは磁束に対応した電
圧成分を制御することにより、発電エネルギーがインバ
ータ回路に回生しないように制御することができるの
で、インバータ回路の直流電圧の異常上昇を防止するこ
とができる。

【００９９】また、請求項９に記載の発明によれば、モ
ータ電力検知手段は、磁束に対応した電力成分とトルク
に対応した電力成分より演算して求めるようにしたか
ら、モータ電力を瞬時に検知できるのでモータ発電エネ
ルギーとモータコイル消費エネルギーのバランス異常が
瞬時に判定でき、インバータ回路の直流電源への回生電
力を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の洗濯機のモータ駆動装
置のブロック回路図

【図２】同洗濯機のモータ駆動装置の通常駆動時のタイ
ムチャート

【図３】同洗濯機のモータ駆動装置の制動時のタイムチ
ャート

【図４】同洗濯機のモータ駆動装置の通常駆動時のモー
タ電流ベクトル図

【図５】同洗濯機のモータ駆動装置の制動時のモータ電
流ベクトル図

【図６】本発明による制御手段の記憶手段の電気角に対
応するメモリデータを示す図

【図７】同洗濯機のモータ駆動装置の洗い行程のフロー
チャート

【図８】同洗濯機のモータ駆動装置の脱水行程のフロー
チャート

【図９】同洗濯機のモータ駆動装置のモータ駆動サブル
ーチンのフローチャート

【図１０】同洗濯機のモータ駆動装置のキャリヤ信号割
込サブルーチンのフローチャート

【図１１】同洗濯機のモータ駆動装置の位置信号割込サ
ブルーチンのフローチャート

【図１２】同洗濯機のモータ駆動装置の回転数制御サブ
ルーチンのフローチャート

【図１３】同洗濯機のモータ駆動装置のモータ回転数と
ｄ軸電流設定値、ｑ軸電流設定値の関係図

【図１４】同洗濯機のモータ駆動装置のモータ電流とモ
ータ電圧のベクトル図

【図１５】本発明の第２の実施例の洗濯機のモータ駆動
装置のブロック回路図

【図１６】同洗濯機のモータ駆動装置の回転数制御サブ
ルーチンのフローチャート

【図１７】本発明の第３の実施例の洗濯機のモータ駆動
装置のブロック回路図

【図１８】同洗濯機のモータ駆動装置のキャリヤ信号割
込サブルーチンのフローチャート

【符号の説明】

１交流電源２整流回路３インバータ回路４モータ４ａロータ位置検出手段５電流検出手段６制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｐ 21/00 Ｈ０２Ｐ 6/02 ３４１Ｌ (72)発明者萩原久大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者近藤典正大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3B155 AA01 AA06 BA11 HB10 HB24 HC07 KA33 KA36 KB08 KB11 LB18 LC08 LC13 LC15 LC32 MA05 MA06 MA07 MA08 5H530 AA07 BB06 CC20 CD01 CD23 CD33 CE16 CF02 DD03 DD13 DD15 EE05 EE07 5H560 AA10 BB04 BB07 BB12 DA03 DB02 DB20 DC12 EB01 EC01 GG04 HB02 HB10 RR10 SS07 TT11 TT15 UA06 XA02 XA04 XA13 5H576 AA12 BB06 CC05 DD02 DD07 EE01 EE09 EE11 FF04 FF05 GG02 GG04 HA04 HB02 JJ03 KK05 LL10 LL39 LL41

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源と、前記交流電源に接続された
整流回路と、前記整流回路の直流電力を交流電力に変換
するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動
され撹拌翼あるいは洗濯兼脱水槽を駆動するモータと、
前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段
と、前記モータ電流を検出する電流検出手段と、前記イ
ンバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手
段は、前記モータ電流を磁束に対応した電流成分とトル
クに対応した電流成分に分解し、前記モータの制動時
に、前記磁束に対応した電流成分と前記トルクに対応し
た電流成分をそれぞれ制御するようにした洗濯機のモー
タ駆動装置。
【請求項２】制御手段は、モータの制動時に、トルク
に対応した電流成分が所定値となるように制御するよう
にした請求項１記載のモータ駆動装置。
【請求項３】制御手段は、モータの制動時に、磁束に
対応した電流成分とトルクに対応した電流成分がそれぞ
れ所定値となるように制御するようにした請求項１記載
のモータ駆動装置。
【請求項４】制御手段は、モータの制動開始時に、磁
束に対応した電流成分がトルクに対応した電流成分より
も大きくなるように設定した請求項１記載のモータ駆動
装置。
【請求項５】ロータ位置検出手段の出力信号より回転
数を検知する回転数検知手段を備え、制御手段は、モー
タの制動時に、磁束に対応した電流成分とトルクに対応
した電流成分を回転数に応じてそれぞれ所定値となるよ
うに制御するようにした請求項１記載のモータ駆動装
置。
【請求項６】交流電源と、前記交流電源に接続された
整流回路と、前記整流回路の直流電力を交流電力に変換
するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動
され撹拌翼あるいは洗濯兼脱水槽を駆動するモータと、
前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段
と、前記モータ電流を検出する電流検出手段と、前記イ
ンバータ回路の直流電圧を検出する直流電圧検出手段
と、前記インバータ回路を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記モータ電流を磁束に対応した電流
成分とトルクに対応した電流成分に分解し、前記モータ
の制動時に、前記直流電圧が設定値となるように前記磁
束に対応した電流成分と前記トルクに対応した電流成分
をそれぞれ制御するようにした洗濯機のモータ駆動装
置。
【請求項７】制御手段は、モータの制動時に、インバ
ータ回路の直流電圧が設定値となるように磁束に対応し
た電流成分あるいは電圧成分を制御するようにした請求
項６記載のモータ駆動装置。
【請求項８】交流電源と、前記交流電源に接続された
整流回路と、前記整流回路の直流電力を交流電力に変換
するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動
され撹拌翼あるいは洗濯兼脱水槽を駆動するモータと、
前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段
と、前記モータ電流を検出する電流検出手段と、前記モ
ータの電力を検出するモータ電力検知手段と、前記イン
バータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段
は、前記モータ電流を磁束に対応した電流成分とトルク
に対応した電流成分に分解し、前記モータの制動時に、
前記モータ電力に応じて前記磁束に対応した電流成分と
前記トルクに対応した電流成分をそれぞれ制御するよう
にした洗濯機のモータ駆動装置。
【請求項９】モータ電力検知手段は、磁束に対応した
電力成分とトルクに対応した電力成分より演算して求め
るようにした請求項８記載のモータ駆動装置。