JP2006325839A - Motor driving device and washing machine - Google Patents

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JP2006325839A JP2005152385A JP2005152385A JP2006325839A JP 2006325839 A JP2006325839 A JP 2006325839A JP 2005152385 A JP2005152385 A JP 2005152385A JP 2005152385 A JP2005152385 A JP 2005152385A JP 2006325839 A JP2006325839 A JP 2006325839A
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浩幸 亀山
Masashi Imaide
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely detect the unbalance with consideration of the acceleration/deceleration of a motor while the unbalance is being detected. <P>SOLUTION: The motor is driven to detect the unbalance of the laundry during the dewatering operation. The rotational frequency of the motor is detected in a prescribed period of one rotation of the motor. The acceleration or deceleration of the motor in the period is determined based on the detected rotational frequency of the motor, and the rotational frequency of the motor is corrected according to the acceleration/deceleration. The difference between the maximum rotational frequency and the minimum rotational frequency of the motor in the prescribed period is computed from the corrected rotational frequency of the motor as the degree of variation of the rotation of the motor, and whether the laundry is unbalanced or not is determined based on the difference and a threshold. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、収容物を収容した回転容器を回転駆動するためのモータ駆動装置に関し、特に回転容器は洗濯物を収容した回転ドラムとする洗濯機のモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor driving device for rotationally driving a rotating container that contains a stored item, and more particularly to a motor driving device for a washing machine that uses a rotating drum as a rotating drum that stores laundry.

洗濯機では、回転ドラムの回転数変動から洗濯物のアンバランスを検出して、モータをインバータ回路により回転数制御するものが提案されている。従来、この種の洗濯機は、特許文献1〜3に記載されているような構成とされる。すなわち、回転ドラムに直結されたモータをほぼ一定回転となるように駆動し、モータの1回転当たりの回転数変動を検出する。回転数変動値を閾値と比較して、脱水振動の度合いを検出し、検出結果に基づいて脱水回転を制御する。   In the washing machine, there has been proposed one that detects an unbalance of the laundry from the rotation speed fluctuation of the rotating drum and controls the motor speed by an inverter circuit. Conventionally, this type of washing machine is configured as described in Patent Documents 1 to 3. That is, a motor directly connected to the rotating drum is driven so as to have a substantially constant rotation, and a fluctuation in the number of rotations per one rotation of the motor is detected. The rotational speed fluctuation value is compared with a threshold value to detect the degree of dehydration vibration, and the dehydration rotation is controlled based on the detection result.

例えば、図8において、時間T10からT11までのモータ1回転中の回転数の最大値Rmax1と最小値Rmin1を測定する。その偏差ΔR1(=Rmax1−Rmin1)が閾値より大きければ、アンバランス状態にあると判定する。   For example, in FIG. 8, the maximum value Rmax1 and the minimum value Rmin1 of the rotation speed during one rotation of the motor from time T10 to T11 are measured. If the deviation ΔR1 (= Rmax1-Rmin1) is larger than the threshold value, it is determined that the state is unbalanced.

ここで、検出精度を上げるためには、モータをほぼ一定回転となるように駆動することが重要である。特許文献1では、インバータ回路におけるスイッチング素子のデューティ比を一定に制御しており、特許文献2では、モータに所定の一定電力を供給している。   Here, in order to increase the detection accuracy, it is important to drive the motor so that the rotation is substantially constant. In Patent Document 1, the duty ratio of the switching element in the inverter circuit is controlled to be constant, and in Patent Document 2, predetermined constant power is supplied to the motor.

特に、特許文献3では、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、それぞれ制御し、ロータの回転数変化より洗濯兼脱水槽の負荷のアンバランスを検出している。これによって、モータ電流のベクトル制御により定トルク制御が可能となり、定トルク制御期間中の回転数変動から負荷のアンバランスを精度よく検出できる。
特開平4−314496号公報 特開2001−120881号公報 特開2003−265883号公報
In particular, in Patent Document 3, the motor current is decomposed into a current component corresponding to the magnetic flux and a current component corresponding to the torque, respectively controlled, and the load imbalance of the washing and dewatering tub is detected from a change in the rotational speed of the rotor. ing. As a result, constant torque control can be performed by vector control of the motor current, and load imbalance can be accurately detected from the rotational speed fluctuation during the constant torque control period.
JP-A-4-31496 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-120881 JP 2003-265883 A

しかしながら、脱水運転中、モータはわずかながらも加速あるいは減速を行い、アンバランス検出の開始時と終了時のモータ回転数は変化してしまう。例えば、図8に示したものと同じアンバランス量とし、アンバランス検出中にモータが加速したときのモータ回転数の変化を図9に示す。アンバランス検出の開始時よりも終了時には、モータ回転数が高くなっている。   However, during the dehydration operation, the motor accelerates or decelerates slightly, and the motor rotation speed at the start and end of unbalance detection changes. For example, FIG. 9 shows changes in the motor rotation speed when the motor is accelerated during unbalance detection with the same unbalance amount as that shown in FIG. At the end of the unbalance detection, the motor speed is higher.

時間T20からT21までのモータ1回転中の回転数の最大値Rmax2と最小値Rmin2から求まる偏差ΔR2は、図8の偏差ΔR1より小さくなる。すなわち、同じアンバランス状態であり、洗濯機の振動の度合いは同じであるにもかかわらず、アンバランス検出期間中にわずかながらもモータが加速したため、検出されたモータ回転数の変動度合いに誤差が生じている。   The deviation ΔR2 obtained from the maximum value Rmax2 and the minimum value Rmin2 of the rotation speed during one rotation of the motor from time T20 to T21 is smaller than the deviation ΔR1 in FIG. That is, although the same unbalanced state and the washing machine have the same degree of vibration, the motor accelerated slightly during the unbalance detection period. Has occurred.

そのため、正確に振動の度合いを検出できず、アンバランスの状態を誤判断してしまう。誤ってアンバランスでないと判断すると、そのまま脱水運転が続行され、洗濯機の振動が大きくなる。あるいは、実際には振動の度合いが小さいにもかかわらず、アンバランスであると誤判断し、運転を停止してしまうなどの問題が発生する。   For this reason, the degree of vibration cannot be accurately detected, and an unbalanced state is erroneously determined. If it is erroneously determined that there is no imbalance, the dehydration operation is continued as it is, and the vibration of the washing machine increases. Or, in spite of the fact that the degree of vibration is actually small, there is a problem that it is erroneously determined to be unbalanced and the operation is stopped.

本発明は、上記に鑑み、アンバランス検出期間中のモータの加減速を考慮して、アンバランスを精度よく検出できるモータ駆動装置の提供を目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a motor drive device that can accurately detect imbalance in consideration of acceleration / deceleration of the motor during the imbalance detection period.

本発明は、収容物を収容した回転容器を回転駆動するモータと、該モータの回転数を検出する回転検出部と、所定期間中の前記モータ回転の変動度合いから収容物のアンバランスを検出するアンバランス検出部とを備え、該アンバランス検出部は、前記所定期間初期のモータ回転と所定期間最後のモータ回転に基づいて前記変動度合いを補正するものである。   According to the present invention, a motor that rotationally drives a rotating container that contains a container, a rotation detection unit that detects the number of rotations of the motor, and an unbalance of the container from the degree of fluctuation of the motor rotation during a predetermined period. An unbalance detector, and the unbalance detector corrects the degree of variation based on the initial motor rotation of the predetermined period and the last motor rotation of the predetermined period.

具体的には、所定期間初期のモータ回転数と最後のモータ回転数との差を算出し、所定期間中に検出されたモータ回転数を前記差に応じて補正する。すなわち、アンバランス検出部は、算出された差から所定期間中のモータの加減速を判断して、加速あるいは減速に応じて前記変動度合いを補正することになる。モータの加減速の判断は、初期のモータ回転数と最後のモータ回転数との大小に基づき、モータ回転数が増えていれば加速、モータ回転数が減っていれば減速とする。   Specifically, the difference between the initial motor rotation speed and the last motor rotation speed for a predetermined period is calculated, and the motor rotation speed detected during the predetermined period is corrected according to the difference. That is, the unbalance detection unit determines the acceleration / deceleration of the motor during a predetermined period from the calculated difference, and corrects the variation degree according to acceleration or deceleration. The determination of the acceleration / deceleration of the motor is based on the magnitude of the initial motor rotation speed and the last motor rotation speed, and is accelerated when the motor rotation speed is increased and is decelerated when the motor rotation speed is decreased.

アンバランス検出部は、モータが加速中のときには、変動度合いが大きくなるように補正する。このとき、補正により、モータ回転数は小さくなる。モータが減速中のときには、変動度合いが小さくなるように補正する。このとき、補正により、モータ回転数は大きくなる。   When the motor is accelerating, the unbalance detection unit corrects so that the degree of fluctuation increases. At this time, the motor rotational speed is reduced by the correction. When the motor is decelerating, correction is made so that the degree of fluctuation becomes small. At this time, the motor speed increases due to the correction.

そして、補正されたモータ回転の変動度合いに基づいて、アンバランスを検出する。変動度合いが閾値より大のとき、アンバランスであると判断し、変動度合いが閾値より小のとき、アンバランスではないと判断する。   Then, the imbalance is detected based on the corrected fluctuation degree of the motor rotation. When the variation degree is larger than the threshold value, it is determined that it is unbalanced, and when the variation degree is smaller than the threshold value, it is determined that it is not unbalanced.

なお、所定期間中、一定トルク制御あるいは一定回転制御が行われる。これによって、所定期間中のモータの加減速の大きさが小さく抑えることができ、モータ回転の変動度合いの誤差が小さくなって、アンバランスの検出精度が高まる。所定期間は、回転容器がn(nは自然数)回転する期間とされる。モータが、ダイレクトドライブ方式により回転容器を回転駆動する場合、回転容器の回転はモータ回転数に対応する。   Note that constant torque control or constant rotation control is performed during a predetermined period. As a result, the magnitude of the acceleration / deceleration of the motor during the predetermined period can be kept small, the error of the fluctuation degree of the motor rotation is reduced, and the imbalance detection accuracy is increased. The predetermined period is a period in which the rotating container rotates n (n is a natural number). When the motor rotationally drives the rotating container by the direct drive method, the rotation of the rotating container corresponds to the motor rotation speed.

本発明によると、回転容器に収容された収容物のアンバランスを検出するとき、モータ回転の変動度合いをモータの加減速に応じて補正することにより、正確な変動度合いを検出することができる。その結果、アンバランスの検出精度が高まる。特に、洗濯機において、上記のように洗濯物のアンバランスを検出すると、アンバランスの誤検出がなくなって、効率よく脱水運転できる。   According to the present invention, when detecting the imbalance of the contents accommodated in the rotating container, it is possible to detect the exact degree of fluctuation by correcting the degree of fluctuation of the motor rotation according to the acceleration / deceleration of the motor. As a result, the imbalance detection accuracy increases. In particular, in the washing machine, when the laundry imbalance is detected as described above, erroneous detection of the imbalance is eliminated, and the dehydration operation can be performed efficiently.

本発明に係るモータ駆動装置は、図1に示すように、電気機器に搭載された3相4極の永久磁石型同期モータであるモータ1をインバータ回路2によるインバータ制御によって駆動制御する。インバータ回路2は、制御装置としてのマイクロコンピュータ3(以下、マイコン3とする)から3相電圧信号Vu*、Vv*、Vw*が供給され、この信号に基づいてモータ1に印加電圧を出力する。また、コンバータ回路4は交流電源5から直流電源を形成し、インバータ回路2に電力を供給する。   As shown in FIG. 1, the motor drive device according to the present invention drives and controls a motor 1, which is a three-phase four-pole permanent magnet synchronous motor, mounted on an electric device by inverter control by an inverter circuit 2. The inverter circuit 2 is supplied with a three-phase voltage signal Vu *, Vv *, Vw * from a microcomputer 3 (hereinafter referred to as a microcomputer 3) as a control device, and outputs an applied voltage to the motor 1 based on this signal. . Further, the converter circuit 4 forms a DC power source from the AC power source 5 and supplies power to the inverter circuit 2.

マイコン3は、ロータ位置検出部6で検出したロータ位置信号およびモータ電流検出部7a、7bにより検出されたモータ電流を用いて、プログラムにしたがって3相電圧信号Vu*、Vv*、Vw*を生成し、インバータ回路2に出力する。インバータ回路2は、マイコン3から入力された電圧Vu*、Vv*、Vw*に応じて、モータ1を駆動するための電圧Vu,Vv,Vwをモータ1に出力する。このインバータ回路2を用いたモータ1の制御は、一般的にベクトル制御と呼ばれる方法を用いて行う。ベクトル制御については従来周知の技術であるので、ここでは説明を省略する。ベクトル制御により、モータ1を安定したトルクで駆動することができる。   The microcomputer 3 generates the three-phase voltage signals Vu *, Vv *, and Vw * according to the program using the rotor position signal detected by the rotor position detector 6 and the motor current detected by the motor current detectors 7a and 7b. And output to the inverter circuit 2. The inverter circuit 2 outputs voltages Vu, Vv, Vw for driving the motor 1 to the motor 1 according to the voltages Vu *, Vv *, Vw * input from the microcomputer 3. Control of the motor 1 using the inverter circuit 2 is performed using a method generally called vector control. Since vector control is a well-known technique, description thereof is omitted here. By the vector control, the motor 1 can be driven with a stable torque.

なお、モータ1として永久磁石型同期モータを使用することにより、誘導モータなどに比べ、より高効率な運転が可能であるとともに、ベクトル制御と組合せることによって、より高精度にモータトルクを制御できる。   In addition, by using a permanent magnet type synchronous motor as the motor 1, it is possible to operate more efficiently than an induction motor or the like, and it is possible to control motor torque with higher accuracy by combining with vector control. .

また、ロータ位置検出部6には、ホールセンサを用いる。これにより、安価にロータ位置検出回路を構成することができる。そして、ホールセンサを3個用いると、図2に示すようなロータ位置信号Hu、Hv、Hwが、各ホールセンサから出力され、マイコン3に入力される。   The rotor position detector 6 uses a hall sensor. As a result, the rotor position detection circuit can be configured at low cost. When three hall sensors are used, rotor position signals Hu, Hv, and Hw as shown in FIG. 2 are output from the hall sensors and input to the microcomputer 3.

マイコン3は、ロータ位置信号に基づいて、モータ回転数を演算する回転検出部8を有する。具体的には、ロータ位置信号の立上がりあるいは立下りエッジの発生間隔をマイコン3のタイマ機能を用いて測定する。このエッジ発生間隔とモータ回転数とは反比例の関係にあるので、このエッジ発生間隔からモータ回転数を算出することができる。このように、モータ1の駆動制御のために用いるロータ位置検出部6を利用することにより、特別な追加部品なしでモータ回転数を検出することができる。   The microcomputer 3 has a rotation detector 8 that calculates the motor rotation speed based on the rotor position signal. Specifically, the rising or falling edge of the rotor position signal is measured using the timer function of the microcomputer 3. Since the edge generation interval and the motor rotation number are in an inversely proportional relationship, the motor rotation number can be calculated from the edge generation interval. Thus, by using the rotor position detector 6 used for driving control of the motor 1, the motor rotation speed can be detected without any special additional parts.

上記のモータ駆動装置を搭載した電気機器として、洗濯機があげられる。洗濯機は、回転ドラムを有するドラム式洗濯乾燥機とされる。円筒形状の回転ドラムの回転軸は床面に対して水平方向に設けられる。モータ1の回転軸は、回転ドラムの回転軸と滑ることなく接続される。このため、モータ回転数と回転ドラムの回転数とは対応関係にあり、回転ドラムの回転を直接検出しなくても、回転ドラムの回転数を検出できる。   A washing machine is an example of an electric device equipped with the motor driving device. The washing machine is a drum-type washing / drying machine having a rotating drum. The rotating shaft of the cylindrical rotating drum is provided in the horizontal direction with respect to the floor surface. The rotating shaft of the motor 1 is connected to the rotating shaft of the rotating drum without slipping. For this reason, the number of rotations of the motor and the number of rotations of the rotating drum have a corresponding relationship, and the number of rotations of the rotating drum can be detected without directly detecting the rotation of the rotating drum.

ここで、モータ1と回転ドラムが直接固定されたダイレクトドライブ方式とされる。この方式では、モータ1の発生トルクを正確に、かつ時間遅れもほとんどなく回転ドラムに伝達することができる。しかも、モータ1から回転ドラムまでの回転伝達経路におけるスリップや摩擦、時間遅れといった回転数検出誤差となる要因をきわめて少なくでき、検出精度が高まる。   Here, a direct drive system in which the motor 1 and the rotating drum are directly fixed is adopted. In this method, the torque generated by the motor 1 can be accurately transmitted to the rotating drum with little time delay. In addition, it is possible to extremely reduce the factors causing the rotation speed detection error such as slip, friction, and time delay in the rotation transmission path from the motor 1 to the rotating drum, and the detection accuracy is improved.

マイコン3は、回転ドラムの回転時に洗濯物の片寄りに起因するアンバランスの検出を行うアンバランス検出部9を有する。すなわち、アンバランス検出部9は、脱水運転時に、所定期間、モータ回転数を測定して、モータ回転の変動度合いを算出し、この変動度合いに基づいてアンバランスか否かを判断する。このとき、アンバランス検出部9は、アンバランス検出期間中のモータ1の加減速を考慮して、所定期間初期のモータ回転数と所定期間最後のモータ回転数に基づいてモータ回転の変動度合いを補正する。なお、モータ回転の変動度合いは、所定期間中の最大モータ回転数と最小モータ回転数との差によって算出される。アンバランスの判断は、この差が閾値を超えるか否かによって行われる。   The microcomputer 3 includes an unbalance detection unit 9 that detects unbalance caused by the laundry being shifted when the rotary drum rotates. That is, the unbalance detection unit 9 measures the motor rotation speed for a predetermined period during the dehydration operation, calculates the fluctuation degree of the motor rotation, and determines whether or not the imbalance is based on the fluctuation degree. At this time, the unbalance detection unit 9 considers the acceleration / deceleration of the motor 1 during the unbalance detection period, and determines the degree of fluctuation of the motor rotation based on the initial motor rotation speed and the last motor rotation speed for the predetermined period. to correct. Note that the degree of fluctuation of the motor rotation is calculated by the difference between the maximum motor rotation speed and the minimum motor rotation speed during a predetermined period. The determination of unbalance is made based on whether or not this difference exceeds a threshold value.

洗濯機における脱水時のアンバランス検出に関するマイコン3の制御動作を図3に基づいて説明する。まず、ロータ位置検出部6からのロータ位置信号により、モータ1が停止し、回転ドラムが動いていないことを検出した(S1)後、モータ1の回転を開始する(S2)。   The control operation of the microcomputer 3 relating to unbalance detection during dehydration in the washing machine will be described with reference to FIG. First, based on the rotor position signal from the rotor position detector 6, it is detected that the motor 1 is stopped and the rotating drum is not moving (S1), and then the rotation of the motor 1 is started (S2).

アンバランス検出を行う所定の回転数までモータ1を加速する(S3)。このとき、所定の回転数は、洗濯物が落下しようとする重力よりも回転ドラムに張り付けようとする遠心力が大きくなるような回転数である。   The motor 1 is accelerated to a predetermined number of rotations for detecting unbalance (S3). At this time, the predetermined number of rotations is a number of rotations such that the centrifugal force to be attached to the rotating drum is larger than the gravity at which the laundry is about to fall.

その後、一定期間、上記所定の回転数でモータ1を駆動する(S4)。このとき、張り付かせた洗濯物のアンバランスの状態により、所定の回転数を維持するためのベクトル制御におけるモータトルク指令値は時々刻々と変化する。一定期間経過後、モータトルク指令の更新を停止する(S5)。つまり、一定回転制御から一定トルク制御に切り換える。   Thereafter, the motor 1 is driven at the predetermined rotational speed for a certain period (S4). At this time, the motor torque command value in the vector control for maintaining a predetermined number of rotations changes from moment to moment depending on the unbalanced state of the stuck laundry. After a certain period of time, the update of the motor torque command is stopped (S5). That is, the constant rotation control is switched to the constant torque control.

次に、所定期間のモータ回転数を検出する。すなわち、瞬時的なモータ回転数を機械角0度の時点、機械角30度の時点、機械角60度の時点というように、定期的に検出する。図2に示すようなロータ位置信号の立上がりエッジあるいは立下りエッジが発生する毎に、エッジ発生間隔をマイコン3のタイマ機能を用いて測定する。そして、このエッジ発生間隔から回転数を演算することにより、瞬時的なモータ回転数を検出する。   Next, the motor rotation speed for a predetermined period is detected. That is, the instantaneous motor rotation speed is periodically detected such that the mechanical angle is 0 degree, the mechanical angle is 30 degrees, and the mechanical angle is 60 degrees. Every time the rising edge or falling edge of the rotor position signal as shown in FIG. 2 occurs, the edge generation interval is measured using the timer function of the microcomputer 3. Then, the instantaneous motor rotational speed is detected by calculating the rotational speed from the edge generation interval.

回転ドラムが1回転して、機械角360度(=機械角0度)となるまで、例えば機械角30度回転毎にモータ回転数を13回検出する。このデータを変数名Rx(xは0〜12)として、マイコン3内の一時的な検出データの記憶部であるRAMに保存する(S6)。   Until the rotation drum makes one rotation and reaches a mechanical angle of 360 degrees (= mechanical angle 0 degree), for example, the motor rotation number is detected 13 times for every rotation of the mechanical angle of 30 degrees. This data is stored as a variable name Rx (x is 0 to 12) in a RAM which is a temporary detection data storage unit in the microcomputer 3 (S6).

この回転ドラムの1回転(モータ1の1回転)の期間、モータトルク指令の更新を停止した状態、つまり一定トルクの状態であっても、所定の回転数と大差ない回転数でモータ1の駆動を継続する。しかし、わずかながらも加速あるいは減速があり、アンバランス検出の開始時のモータ回転数Rsと終了時のモータ回転数Reとは異なる。そこで、アンバランスを検出する所定期間における加速あるいは減速の度合いを求める。すなわち、RsとReとに差が生じるので、RsとReから加速あるいは減速の度合いを求める。そして、加減速の度合いに応じてモータ回転数を補正することにより、モータ回転の変動度合いを補正する。下記式(1)より、Rxを補正し、この補正したモータ回転数を変数名RHxとして保存する(S7)。
RHx=Rx+x/m×(Rs−Re) ・・・(1)
ただし、xは0〜12、m=12、Rs=R0、Re=R12
The motor 1 is driven at a rotational speed that is not much different from a predetermined rotational speed even when the motor torque command is not updated for a period of one rotation of the rotating drum (one rotation of the motor 1), that is, in a constant torque state. Continue. However, there is slight acceleration or deceleration, and the motor rotational speed Rs at the start of unbalance detection is different from the motor rotational speed Re at the end. Therefore, the degree of acceleration or deceleration during a predetermined period for detecting imbalance is obtained. That is, since a difference occurs between Rs and Re, the degree of acceleration or deceleration is obtained from Rs and Re. And the fluctuation | variation degree of motor rotation is correct | amended by correct | amending motor rotation speed according to the degree of acceleration / deceleration. From the following formula (1), Rx is corrected, and the corrected motor rotational speed is stored as a variable name RHx (S7).
RHx = Rx + x / m × (Rs−Re) (1)
However, x is 0-12, m = 12, Rs = R0, Re = R12.

そして、補正されたモータ回転数において、最大モータ回転数と最小モータ回転数との差を求め、この差に基づいてアンバランスであるか否かを判断する。このように補正した変動度合いに基づいてアンバランスを判断することによって、モータ1の加減速を考慮した精度の高いアンバランスの検出を行える。   Then, in the corrected motor rotational speed, a difference between the maximum motor rotational speed and the minimum motor rotational speed is obtained, and based on this difference, it is determined whether or not there is an imbalance. By determining the imbalance based on the degree of variation corrected in this way, it is possible to detect the imbalance with high accuracy in consideration of the acceleration / deceleration of the motor 1.

図4〜6に、補正前後のモータ回転数を示す。図4は、R0とR12が同じであり、加減速のない場合、図5は、R0に比べR12が大きくなった加速している場合、図6は、R0に比べR12が小さくなった減速している場合である。なお、各データは、同じアンバランスの状態にして、モータ1の加減速を行ったときのデータであり、図中、(a)は、検出されたモータ回転数のデータ、(a’)は、(a)のデータをグラフ化したものである。(b)は、補正後のモータ回転数のデータであり、(b’)は、(b)のデータをグラフ化したものである。   4 to 6 show the motor rotation speed before and after correction. FIG. 4 shows that R0 and R12 are the same, and there is no acceleration / deceleration. FIG. 5 shows that when R12 is increased compared to R0. FIG. 6 shows that R12 is reduced compared to R0. It is a case. Each data is data when acceleration / deceleration of the motor 1 is performed in the same unbalanced state. In the figure, (a) is data of the detected motor speed, and (a ′) is data. , (A) is graphed. (B) is data of the motor rotation number after correction, and (b ′) is a graph of the data of (b).

モータ回転数の変動度合いであるモータ回転数の最大値と最小値との偏差ΔRは、図4(a)では60、図5(a)では48、図6(a)では72となる。本来、同じ偏差ΔRとなるべきものが、異なった値となり、モータ回転の変動度合いに誤差が生じている。   The deviation ΔR between the maximum value and the minimum value of the motor rotational speed, which is the degree of fluctuation of the motor rotational speed, is 60 in FIG. 4 (a), 48 in FIG. 5 (a), and 72 in FIG. 6 (a). Originally, the same deviation ΔR should have different values, and an error has occurred in the degree of fluctuation of the motor rotation.

そこで、モータ回転の変動度合いを補正する。モータ回転数の最大値と最小値との偏差ΔRHを求める(S8)と、図4(b)では60、図5(b)でも60、図6(b)でも60となり、モータ回転の変動度合いの誤差を除去できる。   Therefore, the fluctuation degree of the motor rotation is corrected. When the deviation ΔRH between the maximum value and the minimum value of the motor rotational speed is obtained (S8), it becomes 60 in FIG. 4B, 60 in FIG. 5B, and 60 in FIG. Can be eliminated.

補正後の偏差ΔRHと閾値A1とを比較して(S9)、洗濯物のアンバランスの有無を判断する。ΔRHが閾値A1より大きい場合は、アンバランスであると判定する。一旦、モータ1を減速し(S10)、洗濯物をばらけさせてから、再度S3に戻る。したがって、洗濯物のアンバランスによって洗濯機が大きく振動することを防げる。   The corrected deviation ΔRH is compared with the threshold value A1 (S9), and it is determined whether or not the laundry is unbalanced. When ΔRH is larger than the threshold value A1, it is determined that there is an imbalance. Once the motor 1 is decelerated (S10), the laundry is separated, and the process returns to S3 again. Therefore, the washing machine can be prevented from greatly vibrating due to the unbalance of the laundry.

一方、ΔRHが閾値A1より小さい場合は、アンバランスがないものと判定し、モータ1を加速し(S11)、高速脱水回転を行う(S12)。このように、精度よくアンバランスを検出できるので、アンバランスの誤検出がなくなって、モータ1の減速、再加速といった不要な駆動がなくなり、脱水率の向上、脱水時間の短縮を図れる。   On the other hand, if ΔRH is smaller than the threshold value A1, it is determined that there is no imbalance, the motor 1 is accelerated (S11), and high-speed dewatering rotation is performed (S12). Thus, since imbalance can be detected with high accuracy, erroneous detection of imbalance is eliminated, unnecessary driving such as deceleration and reacceleration of the motor 1 is eliminated, and the dehydration rate can be improved and the dehydration time can be shortened.

上記の実施形態では、モータ1の1回転中のモータ回転数の最大値と最小値との偏差ΔRHを変動度合いのパラメータとしていたが、下記式(2)に示すように、検出された瞬時的なモータ回転数Rxと基準回転数RKxとの差の絶対値RSxの最大値RSmaxをモータ回転の変動度合いのパラメータとしてもよい。
RSx=|Rx−RKx| ・・・(2)
ここで、所定期間のモータ1の加速あるいは減速の影響を考慮し、検出時の基準回転数RKxを下記式(3)にしたがって、モータ1の加減速に応じて補正しながら決める。
RKx=Rs+x/m×(Re−Rs) ・・・(3)
ただし、xは0〜mまでの整数、Rsは所定期間開始時のモータ回転数、Reは所定期間終了時のモータ回転数
In the above embodiment, the deviation ΔRH between the maximum value and the minimum value of the motor rotation speed during one rotation of the motor 1 is used as the parameter of the fluctuation degree. However, as shown in the following equation (2), the detected instantaneous The maximum value RSmax of the absolute value RSx of the difference between the motor rotation speed Rx and the reference rotation speed RKx may be used as a parameter for the degree of motor rotation fluctuation.
RSx = | Rx−RKx | (2)
Here, in consideration of the influence of acceleration or deceleration of the motor 1 during a predetermined period, the reference rotational speed RKx at the time of detection is determined in accordance with the acceleration / deceleration of the motor 1 according to the following equation (3).
RKx = Rs + x / m × (Re−Rs) (3)
Where x is an integer from 0 to m, Rs is the motor speed at the start of the predetermined period, and Re is the motor speed at the end of the predetermined period.

図7に、(a)R0〜R12、(b)RK0〜RK12、(c)RS0〜RS12のデータを示す。これらより、RSmaxは30となる。   FIG. 7 shows data of (a) R0 to R12, (b) RK0 to RK12, and (c) RS0 to RS12. As a result, RSmax is 30.

次に、算出したRSmaxをモータ回転の変動度合いのパラメータとして、閾値A2と比較して、洗濯物のアンバランスを検出する。その他の動作は上記の実施形態と同様であるため、省略する。   Next, the calculated RSmax is compared with the threshold value A2 as a parameter of the degree of motor rotation fluctuation, and the laundry imbalance is detected. Since other operations are the same as those in the above embodiment, the description thereof is omitted.

なお、モータ1の1回転中のモータ回転数の変動度合いから洗濯物のアンバランスを判断していたが、アンバランスを検出するための所定期間は、これに限定する必要はなく、モータ1が複数回回転する期間としてもよい。この場合、アンバランス検出に必要な時間は長くなるが、検出誤差は小さくなる。   In addition, although the unbalance of the laundry was judged from the fluctuation | variation degree of the motor rotation speed during 1 rotation of the motor 1, the predetermined period for detecting an unbalance does not need to be limited to this, The motor 1 It is good also as a period rotated several times. In this case, the time required for unbalance detection becomes longer, but the detection error becomes smaller.

例えば、モータ1の2回転中の瞬時的なモータ回転数を機械角30度回転する毎に25回検出し、このデータを変数名R0〜R24として、マイコン3内のRAMに保存する。上記実施形態と同様の方法により、R0〜R24をアンバランス検出の開始時と終了時の回転数であるR0とR24を用いて補正し、RH0〜RH24を算出する。補正後のモータ回転数の最大値と最小値の偏差ΔRHから洗濯物のアンバランスを検出する。   For example, the instantaneous motor rotation speed during two rotations of the motor 1 is detected 25 times every rotation of the mechanical angle of 30 degrees, and this data is stored in the RAM in the microcomputer 3 as variable names R0 to R24. By the same method as in the above embodiment, R0 to R24 are corrected using R0 and R24 which are rotation speeds at the start and end of imbalance detection, and RH0 to RH24 are calculated. The imbalance of the laundry is detected from the deviation ΔRH between the maximum value and the minimum value of the motor rotational speed after correction.

あるいは、所定期間を複数としてもよい。各所定期間は、連続してもよく、一定時間の間隔をおいてもよい。例えば、モータ1が1回転する毎にモータ回転数の最大値と最小値の偏差ΔRHを算出し、複数回回転した後、複数のΔRHの平均値を閾値A1と比較することにより、洗濯物のアンバランスを検出してもよい。   Alternatively, the predetermined period may be plural. Each predetermined period may be continuous or may have a fixed time interval. For example, every time the motor 1 makes one rotation, the deviation ΔRH between the maximum value and the minimum value of the motor rotation number is calculated, and after rotating a plurality of times, the average value of the plurality of ΔRH is compared with the threshold value A1, thereby An imbalance may be detected.

また、洗濯物のアンバランスを検出する期間には、トルクを一定とする制御を行っているが、この期間中モータ1をほぼ一定回転となるように駆動できればよい。そこで、トルクを一定とする代わりに、インバータ回路2に供給する電力、電圧あるいは電流を一定として、回転数を一定とする制御を行ってもよい。なお、この場合でも、モータ回転数は若干であるが変動するので、上記のようなモータ回転数の変動度合いの補正を行う効果がある。   Further, control is performed to keep the torque constant during the period in which the laundry unbalance is detected, but it is sufficient that the motor 1 can be driven to rotate at a substantially constant speed during this period. Therefore, instead of keeping the torque constant, control may be performed to keep power, voltage, or current supplied to the inverter circuit 2 constant and the rotation speed constant. Even in this case, since the motor speed fluctuates slightly, there is an effect of correcting the degree of fluctuation of the motor speed as described above.

このようなモータ1の駆動制御を行うことにより、アンバランスを検出する所定期間中のモータ1の加速あるいは減速の大きさを小さく抑えることができる。したがって、モータ回転の変動度合いの検出誤差を少なくでき、アンバランスの検出精度が高まる。また、永久磁石型同期モータを使用しているので、誘導モータに比べ、高精度にモータトルクを制御できる。そのため、一定トルク制御あるいは一定回転制御を行うことによって、アンバランスの状態をより正確に検出することができる。   By performing the drive control of the motor 1 as described above, the magnitude of acceleration or deceleration of the motor 1 during a predetermined period for detecting imbalance can be reduced. Accordingly, the detection error of the fluctuation degree of the motor rotation can be reduced, and the imbalance detection accuracy is increased. Further, since the permanent magnet type synchronous motor is used, the motor torque can be controlled with higher accuracy than the induction motor. Therefore, an unbalanced state can be detected more accurately by performing constant torque control or constant rotation control.

上記実施形態では、モータ1の1回転中のモータ回転の変動度合いから洗濯物のアンバランスを検出していたが、モータ回転数とロータ位置信号のエッジ発生間隔とは反比例の関係にある。モータ回転数は、ロータ位置信号のエッジ発生間隔から演算により求めていることに着目し、モータ回転数の代わりに、モータ1の1回転中のロータ位置信号のエッジ発生間隔の変動度合いから洗濯物のアンバランスを検出してもよい。また、モータ回転数の代わりに、回転ドラムの回転を直接検出してもよい。   In the above embodiment, the laundry unbalance is detected from the degree of fluctuation of the motor rotation during one rotation of the motor 1, but the motor rotation speed and the edge generation interval of the rotor position signal are in an inversely proportional relationship. Focusing on the fact that the motor rotation speed is obtained by calculation from the edge generation interval of the rotor position signal, instead of the motor rotation speed, the laundry is calculated from the degree of fluctuation of the edge generation interval of the rotor position signal during one rotation of the motor 1. May be detected. Further, the rotation of the rotating drum may be directly detected instead of the motor rotation speed.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。本発明のモータ駆動装置は、ドラム式洗濯機以外に、回転容器が縦軸周りに回転する洗濯機やドラム式乾燥機のモータ駆動装置として使用してもよく、さらには回転容器に粉体や粒体を収容して撹拌する撹拌装置のようなモータで回転駆動する電気機器に使用してもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, many corrections and changes can be added to the said embodiment within the scope of the present invention. The motor drive device of the present invention may be used as a motor drive device for a washing machine or a drum dryer in which the rotating container rotates around the vertical axis, in addition to the drum type washing machine. You may use for the electric equipment rotated with a motor like the stirring apparatus which accommodates and stirs a granule.

本発明のモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the motor drive device of this invention モータのロータ位置を検出するときの出力信号を示す図The figure which shows the output signal when detecting the rotor position of the motor 洗濯物のアンバランス検出時の制御動作のフローチャートFlow chart of control operation at the time of laundry imbalance detection モータの加減速のない場合の補正前後のモータ回転数を示す図A diagram showing the motor speed before and after correction when there is no motor acceleration / deceleration モータが加速した場合の補正前後のモータ回転数を示す図The figure which shows the motor rotation speed before and after correction when the motor accelerates モータが減速した場合の補正前後のモータ回転数を示す図The figure which shows motor rotation speed before and after correction when the motor decelerates 他の実施形態によるモータ回転の変動度合いの検出を説明する図The figure explaining the detection of the fluctuation degree of the motor rotation by other embodiment アンバランスによるモータ回転の変動度合いを示す図The figure which shows the fluctuation degree of motor rotation due to unbalance モータが加速した場合のアンバランスによるモータ回転の変動度合いを示す図The figure which shows the fluctuation degree of the motor rotation due to imbalance when the motor accelerates

符号の説明Explanation of symbols

1 モータ
2 インバータ回路
3 マイコン
4 コンバータ回路
5 交流電源
6 ロータ位置検出部
8 回転検出部
9 アンバランス検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Inverter circuit 3 Microcomputer 4 Converter circuit 5 AC power supply 6 Rotor position detection part 8 Rotation detection part 9 Unbalance detection part

Claims (10)

収容物を収容した回転容器を回転駆動するモータと、該モータの回転数を検出する回転検出部と、所定期間中の前記モータ回転の変動度合いから収容物のアンバランスを検出するアンバランス検出部とを備え、該アンバランス検出部は、前記所定期間初期のモータ回転と所定期間最後のモータ回転に基づいて前記変動度合いを補正することを特徴とするモータ駆動装置。 A motor that rotationally drives the rotating container that contains the contents, a rotation detector that detects the number of rotations of the motor, and an unbalance detector that detects an imbalance of the contents from the degree of fluctuation of the motor rotation during a predetermined period. And the unbalance detection unit corrects the degree of variation based on the initial motor rotation of the predetermined period and the final motor rotation of the predetermined period. アンバランス検出部は、所定期間初期のモータ回転数と最後のモータ回転数との差を算出し、所定期間中に検出されたモータ回転数を前記差に応じて補正することを特徴とする請求項1記載のモータ駆動装置。 The unbalance detection unit calculates a difference between an initial motor rotation speed and a last motor rotation speed for a predetermined period, and corrects the motor rotation speed detected during the predetermined period according to the difference. Item 2. The motor drive device according to Item 1. 収容物を収容した回転容器を回転駆動するモータと、該モータの回転数を検出する回転検出部と、所定期間中の前記モータ回転の変動度合いから収容物のアンバランスを検出するアンバランス検出部とを備え、該アンバランス検出部は、前記所定期間中のモータの加減速を判断して、加速あるいは減速に応じて前記変動度合いを補正することを特徴とするモータ駆動装置。 A motor that rotationally drives the rotating container that contains the contents, a rotation detector that detects the number of rotations of the motor, and an unbalance detector that detects an imbalance of the contents from the degree of fluctuation of the motor rotation during a predetermined period. And the unbalance detection unit determines acceleration / deceleration of the motor during the predetermined period, and corrects the variation degree according to acceleration or deceleration. アンバランス検出部は、モータが加速中のとき、変動度合いが大きくなるように補正し、減速中のとき、変動度合いが小さくなるように補正することを特徴とする請求項3記載のモータ駆動装置。 4. The motor drive apparatus according to claim 3, wherein the unbalance detection unit corrects the fluctuation degree to be large when the motor is accelerating, and corrects the fluctuation degree to be small when the motor is decelerating. . 所定期間中、一定トルク制御あるいは一定回転制御が行われることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のモータ駆動装置。 The motor driving apparatus according to claim 1, wherein constant torque control or constant rotation control is performed during a predetermined period. アンバランス検出部は、回転容器がn(nは自然数)回転する所定期間中にアンバランスを検出することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のモータ駆動装置。 The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the unbalance detection unit detects unbalance during a predetermined period in which the rotating container rotates n (n is a natural number). アンバランス検出部は、所定期間中の最大モータ回転数と最小モータ回転数との差によってモータ回転の変動度合いを算出し、変動度合いの大小によってアンバランスか否かを判断することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のモータ駆動装置。 The unbalance detection unit calculates a fluctuation degree of the motor rotation based on a difference between the maximum motor rotation speed and the minimum motor rotation speed during a predetermined period, and determines whether or not the unbalance is based on the magnitude of the fluctuation degree. The motor drive device in any one of Claims 1-5. モータは、永久磁石を有するロータおよび三相の巻線が巻回されたステータを備えたブラシレスモータであることを特徴とする請求項6または7記載のモータ駆動装置。 8. The motor driving apparatus according to claim 6, wherein the motor is a brushless motor including a rotor having a permanent magnet and a stator around which a three-phase winding is wound. モータは、ダイレクトドライブ方式により回転容器を回転駆動することを特徴とする請求項8記載のモータ駆動装置。 9. The motor driving apparatus according to claim 8, wherein the motor rotationally drives the rotary container by a direct drive system. 請求項1〜9のいずれかに記載のモータ駆動装置を備えたことを特徴とする洗濯機。 A washing machine comprising the motor driving device according to any one of claims 1 to 9.
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