JP2011066960A - Rotor position detecting device - Google Patents

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    • H02P2203/03Determination of the rotor position, e.g. initial rotor position, during standstill or low speed operation

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect a position of a rotor by a low-cost magnetic detection sensor to a permanent magnet motor, where a permanent magnet of which magnetic force is different partially is disposed in the rotor. <P>SOLUTION: When the permanent magnet motor 1 is composed by disposing two types of magnets having different magnetic force, namely a neodymium magnet 9a and an alnico magnet 9b, in the rotor 3, and when a speed-position detection unit 55 detects rotational speed of the permanent magnet motor 1 by three Hall sensors 68 (A, B, C), the speed-position detection unit detects the position of the rotor 3 based on the rotational speed. Then, when a speed-position correction unit 80 detects a boundary between the neodymium magnet 9a and the alnico magnet 9b from a change state of a sensor signal output by the Hall sensor 68, the speed-position correction unit corrects the rotational speed or the position of the rotor, which is detected by the speed-position detection unit 55. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の内の一部に磁力が異なる永久磁石をロータに配置した永久磁石モータについて、ロータ位置を検出する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for detecting a rotor position in a permanent magnet motor in which a permanent magnet having a different magnetic force is disposed in a rotor among some of the plurality.

近年、洗濯機においては、ダイレクトドライブ方式の永久磁石モータと、ベクトル制御を採用したモータ制御装置との組み合わせにより、モータの制御精度や洗濯性能の向上を図ると共に、消費電力の低減や洗濯運転中の振動低減などの効果が得られている。従来の一般的な制御方式では、脱水運転等でモータを高速回転させる場合はトルクに寄与しないd軸電流Idを通電してモータの誘起電圧を減少させる弱め界磁制御を行っている。この場合、脱水運転ではトルクに寄与しない電流を常時流すことで銅損を増加させており、効率の低下を招いている。   In recent years, in washing machines, the combination of a direct drive type permanent magnet motor and a motor control device employing vector control has improved motor control accuracy and washing performance, while reducing power consumption and during washing operations. The effect of reducing vibration is obtained. In the conventional general control method, when the motor is rotated at a high speed in a dehydrating operation or the like, field weakening control is performed in which a d-axis current Id that does not contribute to torque is supplied to reduce the induced voltage of the motor. In this case, the copper loss is increased by constantly flowing a current that does not contribute to the torque in the dehydration operation, resulting in a decrease in efficiency.

これに対し、特許文献1に開示されている技術では、保磁力が低い永久磁石にd軸電流を一瞬流すことで不可逆的に減磁現象を起こさせて、脱水運転時には、永久磁石の磁束を減少させるようにしている。それにより、高速回転時にモータの巻線に発生する誘起電圧を減少させて、d軸電流を常時通電することなく高速運転を可能としている。   On the other hand, in the technique disclosed in Patent Document 1, a demagnetization phenomenon is caused irreversibly by causing a d-axis current to flow for a moment to a permanent magnet having a low coercive force, and the magnetic flux of the permanent magnet is reduced during dehydration operation. I try to decrease. As a result, the induced voltage generated in the motor winding during high-speed rotation is reduced, and high-speed operation is possible without constantly energizing the d-axis current.

特開2009−118663号公報JP 2009-118663 A

しかしながら、上記のような永久磁石モータを駆動制御するため、ロータ位置を検出する位置センサとして、磁束を検知するホール素子やホール素子を組み込んだICを備えてなるホールセンサを使用する場合、位置検出誤差が増加する可能性がある。例として、磁束の検出結果を2値信号で出力するホールセンサを、電気角60度間隔で3個配置した場合について、ロータ位置と各ホールセンサより出力される信号波形との関係を図13に示す。
ホールセンサは永久磁石の磁束を検出し、その磁束はロータ位置によって変化するから、ロータ位置に応じて3つの2値信号が異なる位相(60度間隔)で変化し(図13(b)参照)、これらの信号からロータ位置及び回転速度が検出できる。
However, in order to drive and control the permanent magnet motor as described above, when using a Hall sensor that includes a Hall element that detects magnetic flux or an IC incorporating the Hall element as a position sensor that detects the rotor position, position detection The error may increase. As an example, FIG. 13 shows the relationship between the rotor position and the signal waveform output from each Hall sensor when three Hall sensors that output magnetic flux detection results as binary signals are arranged at an electrical angle interval of 60 degrees. Show.
Since the Hall sensor detects the magnetic flux of the permanent magnet, and the magnetic flux changes depending on the rotor position, the three binary signals change at different phases (60 degree intervals) according to the rotor position (see FIG. 13B). The rotor position and rotational speed can be detected from these signals.

しかしながら、特許文献1のように、発生する磁束(磁力)が大きく異なる永久磁石を混成して配置した場合には、それらの磁束の変化とロータ位置の変化との関係が図13の場合とは異なる。図14において、中心に配置されている永久磁石101は、低保磁力の永久磁石であり(特許文献1ではアルニコ磁石)、その両隣に配置されている永久磁石102は、何れも高保磁力の永久磁石である(特許文献1ではネオジム磁石)。
この場合、2つの永久磁石102が隣り合う間で、磁束密度が0になる境界は直線状(3次元的には平面状)をなすが、永久磁石101と、その両隣の永久磁石102との間では、上記境界が両側から押される形となり、永久磁石101側に曲がり込んだ曲線状(3次元的には、境界面は上端側,下端側が曲面をなす)となる。
However, as in Patent Document 1, when permanent magnets with greatly different generated magnetic fluxes (magnetic forces) are mixed and arranged, the relationship between the change in these magnetic fluxes and the change in the rotor position is the case of FIG. Different. In FIG. 14, the permanent magnet 101 arranged at the center is a low coercivity permanent magnet (Alnico magnet in Patent Document 1), and the permanent magnets 102 arranged on both sides of the permanent magnet 101 are both permanent magnets with high coercivity. It is a magnet (Neodymium magnet in Patent Document 1).
In this case, the boundary where the magnetic flux density is 0 between the two permanent magnets 102 is linear (three-dimensional planar), but the permanent magnet 101 and the permanent magnets 102 on both sides of the boundary are formed. In the meantime, the boundary is pushed from both sides, and has a curved shape bent to the permanent magnet 101 side (three-dimensionally, the boundary surface forms a curved surface at the upper end side and the lower end side).

図15は、ロータに配置された永久磁石が発生する磁束と、ホールセンサ(A相のみ)の出力パルスとを示す。ホールセンサが、他の磁石よりも磁力が強い磁石に係る場合にパルス幅が広がる方向に変化している。逆に、ホールセンサが、他の磁石よりも磁力が弱い磁石に係る場合は、パルス幅が狭まる方向に変化する。このようにパルス幅が一時的に変化すると、位置検出に誤差を生じる。   FIG. 15 shows the magnetic flux generated by the permanent magnet arranged in the rotor and the output pulse of the Hall sensor (A phase only). When the Hall sensor is related to a magnet having a stronger magnetic force than other magnets, the pulse width is changed in a direction in which the pulse width increases. On the contrary, when the Hall sensor is related to a magnet having a weaker magnetic force than other magnets, the pulse width is changed in a narrowing direction. When the pulse width changes temporarily as described above, an error occurs in position detection.

また、永久磁石の磁束が異なる場合に、ステータコイルに電流を通電すると、コイルが発生した磁束がホールセンサへ影響を及ぼして、上記の位置検出誤差がより拡大する傾向を示す。すなわち、ホールセンサは、磁石からの漏れ磁束を検出しているので、ステータ側より磁石に作用する磁界が、磁石の主磁束を減磁する方向に作用したり,増磁する方向に作用することで、ホールセンサに作用する漏れ磁束量も変化する。例えばステータ側の磁界が磁石の主磁束を大きく増磁する方向に作用すると、漏れ磁束の方向自体が反転し、パルス信号が部分的に反転する場合もある。すると、検出されるロータ位置と回転速度とに大きな誤差が生じてしまい、この検出結果に基づいてモータ制御を行うと、電流の急激な変化により騒音が発生したり、脱調によりモータが停止するおそれがある。   Further, when a current is passed through the stator coil when the magnetic fluxes of the permanent magnets are different, the magnetic flux generated by the coil affects the Hall sensor, and the position detection error tends to be further expanded. That is, since the Hall sensor detects the magnetic flux leakage from the magnet, the magnetic field acting on the magnet from the stator side acts in the direction to demagnetize or increase the magnet's main magnetic flux. Thus, the amount of magnetic flux leakage acting on the Hall sensor also changes. For example, when the magnetic field on the stator acts in a direction in which the main magnetic flux of the magnet is greatly increased, the direction of the leakage flux itself may be reversed and the pulse signal may be partially reversed. Then, a large error occurs in the detected rotor position and rotational speed. When motor control is performed based on the detection result, noise is generated due to a sudden change in current or the motor stops due to step-out. There is a fear.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、一部に磁力が異なる永久磁石をロータに配置した永久磁石モータについて、低コストの磁気検出センサ用いてロータ位置を正確に検出できるロータ位置検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to accurately detect a rotor position using a low-cost magnetic detection sensor for a permanent magnet motor in which a permanent magnet having a partially different magnetic force is arranged on a rotor. The object is to provide a rotor position detecting device.

上記課題を解決するため、請求項1記載のロータ位置検出装置は、ロータに配置される複数の永久磁石の一部に、磁力が異なる永久磁石を備える永久磁石モータを検出対象とするもので、
複数の磁気検出センサを用いて前記永久磁石モータの回転速度を検出すると、その回転速度に基づいて前記ロータの位置を検出する速度・位置検出手段と、
前記磁気検出センサにより出力されるセンサ信号の変化状態から、前記複数の永久磁石のうち互いに磁力が異なる永久磁石の境界を検出すると、前記速度・位置検出手段により検出される前記回転速度又は前記ロータ位置を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the rotor position detection device according to claim 1 is a detection target of a permanent magnet motor including a permanent magnet having a different magnetic force in a part of the plurality of permanent magnets arranged in the rotor.
When detecting the rotational speed of the permanent magnet motor using a plurality of magnetic detection sensors, speed / position detecting means for detecting the position of the rotor based on the rotational speed;
When the boundary of the permanent magnets having different magnetic forces among the plurality of permanent magnets is detected from the change state of the sensor signal output by the magnetic detection sensor, the rotational speed detected by the speed / position detection means or the rotor And correction means for correcting the position.

請求項1記載のロータ位置検出装置によれば、一部に磁力が異なる永久磁石をロータに配置してなる永久磁石モータのロータ位置を、磁気検出センサによって検出する場合、磁力が異なる磁石の境界に歪みが生じていても、速度・位置検出手段により検出される永久磁石モータの回転速度又はロータ位置を補正手段が補正するので、ロータ位置を正確に得ることができる。   According to the rotor position detecting device of claim 1, when detecting a rotor position of a permanent magnet motor, in which a permanent magnet having a partially different magnetic force is disposed on the rotor, by a magnetic detection sensor, a boundary between the magnets having different magnetic forces. Even if distortion occurs, the correction means corrects the rotational speed or rotor position of the permanent magnet motor detected by the speed / position detection means, so that the rotor position can be obtained accurately.

一実施例であり、速度及び位置を補正する処理を示すフローチャートThe flowchart which shows the process which is one Example and correct | amends a speed and a position 速度及び位置の検出処理を示すフローチャートFlow chart showing speed and position detection processing 全ての磁石の磁力が等しい場合の各信号波形を示すタイミングチャートTiming chart showing signal waveforms when all magnets have the same magnetic force 一部の磁石の磁力が異なる場合の図3相当図Fig. 3 equivalent when some magnets have different magnetic forces ホールセンサの信号パルス幅が大きく拡がった場合を示すタイミングチャートTiming chart showing the case where the signal pulse width of the Hall sensor is greatly expanded ロータの回転方向により誤検出するホールセンサが異なる場合を示す図The figure which shows the case where the hall sensor which detects falsely depends on the rotation direction of the rotor モータ制御装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of the motor controller 永久磁石モータのロータの構成を示す平面図The top view which shows the structure of the rotor of a permanent magnet motor ホールセンサの配置状態を示す図The figure which shows the arrangement state of Hall sensor ドラム式洗濯乾燥機の内部構成を概略的に示す縦断側面図Longitudinal side view schematically showing the internal structure of the drum type washing and drying machine ヒートポンプの構成を示す図Diagram showing the configuration of the heat pump 洗濯機の運転シーケンスを示す図Diagram showing the washing machine operation sequence 従来技術を説明する図3の一部相当図FIG. 3 is a partial equivalent diagram illustrating the prior art. ロータに配置される磁石の磁力が異なる場合に、磁束密度が0になる境界が変化する状態を説明する図The figure explaining the state where the boundary from which magnetic flux density becomes 0 changes when the magnetic force of the magnet arrange | positioned at a rotor differs. ロータに配置された永久磁石が発生する磁束と、A相ホールセンサの出力パルスとを示す図The figure which shows the magnetic flux which the permanent magnet arrange | positioned at a rotor generate | occur | produces, and the output pulse of an A-phase Hall sensor

以下、一実施例について図1ないし図12を参照して説明する。図8は、永久磁石モータ1(アウタロータ型ブラシレスモータ)のロータの構成を示す平面図である。永久磁石モータ1は、ステータ2と、これの外周に設けたロータ3とから構成されている。ステータ2は、ステータコア4とステータ巻線5とから構成されている。ステータコア4は、打ち抜き形成した軟磁性体であるケイ素鋼板を多数枚積層して構成され、環状のヨーク部4aと、当該ヨーク部4aの外周部から放射状に突出する多数のティース部4bとを有している。ステータコア4の表面は、各ティース部4bの先端面を除き、PET樹脂(モールド樹脂)により覆われている。   Hereinafter, an embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the rotor of the permanent magnet motor 1 (outer rotor type brushless motor). The permanent magnet motor 1 includes a stator 2 and a rotor 3 provided on the outer periphery thereof. The stator 2 includes a stator core 4 and a stator winding 5. The stator core 4 is formed by laminating a large number of punched and formed soft magnetic bodies of silicon steel plates, and has an annular yoke portion 4a and a large number of teeth portions 4b projecting radially from the outer periphery of the yoke portion 4a. is doing. The surface of the stator core 4 is covered with PET resin (mold resin) except for the front end surface of each tooth portion 4b.

また、このPET樹脂から成る複数の取付部6が、ステータ2の内周部に一体的に成形されている。これら取付部6には複数のねじ穴6aが設けられており、各取付部6をねじ止めすることで、ステータ2が、この場合、ドラム式洗濯乾燥機21の水槽25(図10参照)の背面に固着される。ステータ巻線5は三相からなり、各ティース部4bに巻装されている。   A plurality of mounting portions 6 made of this PET resin are integrally formed on the inner peripheral portion of the stator 2. These attachment portions 6 are provided with a plurality of screw holes 6a, and by fixing each attachment portion 6 with screws, the stator 2 in this case is provided in the water tank 25 (see FIG. 10) of the drum type washing and drying machine 21. Fixed to the back. The stator winding 5 consists of three phases and is wound around each tooth portion 4b.

ロータ3は、フレーム7とロータコア8と複数の永久磁石9とを図示しないモールド樹脂により一体化した構成となっている。フレーム7は、磁性体である例えば鉄板をプレス加工することにより扁平な有底円筒状に形成されている。ロータコア8は、ほぼ環状に打ち抜き形成した軟磁性体であるケイ素鋼板を多数枚積層してかしめることにより構成したもので、フレーム7の内周部に配置されている。このロータコア8の内周面(ステータ2の外周面(ステータコア4の外周面)と対向し当該ステータ2との間に空隙を形成する面)は、内方に向けて円弧状に突出する複数の凸部(磁極チップ)8aを有した凹凸状に形成されている。   The rotor 3 has a configuration in which the frame 7, the rotor core 8, and the plurality of permanent magnets 9 are integrated with a mold resin (not shown). The frame 7 is formed into a flat bottomed cylindrical shape by pressing, for example, an iron plate that is a magnetic body. The rotor core 8 is configured by laminating and caulking a large number of silicon steel plates, which are soft magnetic materials punched and formed in a substantially annular shape, and is disposed on the inner peripheral portion of the frame 7. The inner peripheral surface of the rotor core 8 (the surface that faces the outer peripheral surface of the stator 2 (the outer peripheral surface of the stator core 4) and forms a gap between the stator 2) has a plurality of arcs extending inward. It is formed in an uneven shape having a convex portion (magnetic pole tip) 8a.

これら複数の凸部8aの内部には、ロータコア8を軸方向(ケイ素鋼板の積層方向)に貫通する矩形状の挿入穴が形成されており、これら複数の挿入穴がロータコア8において環状に配置されている。永久磁石9は、挿入穴に挿入された矩形状のネオジム磁石9a(高保磁力永久磁石)と、同じく矩形状のアルニコ磁石9b(低保磁力永久磁石)とから構成されている。この場合、ネオジム磁石9aの保磁力は約900kA/m、アルニコ磁石9bの保磁力は約100kA/mであり、保磁力が9倍程度異なっている。永久磁石9は全数48であり、それらの内6個がアルニコ磁石9bであり、42個がネオジム磁石9aとなっている。   A rectangular insertion hole that penetrates the rotor core 8 in the axial direction (lamination direction of the silicon steel plates) is formed inside the plurality of convex portions 8a, and the plurality of insertion holes are annularly arranged in the rotor core 8. ing. The permanent magnet 9 is composed of a rectangular neodymium magnet 9a (high coercive force permanent magnet) inserted into the insertion hole and a rectangular alnico magnet 9b (low coercive force permanent magnet) which is also rectangular. In this case, the coercive force of the neodymium magnet 9a is about 900 kA / m, the coercive force of the alnico magnet 9b is about 100 kA / m, and the coercive force differs by about 9 times. There are a total of 48 permanent magnets 9, of which 6 are alnico magnets 9 b and 42 are neodymium magnets 9 a.

図8では、アルニコ磁石9bが配置されている位置にA〜Fを付しており、A−B間に配置されているネオジム磁石9aは5個,B−C間に配置されているネオジム磁石9aは9個,C−D間に配置されているネオジム磁石9aは5個,D−E間に配置されているネオジム磁石9aは9個,E−F間に配置されているネオジム磁石9aは5個,F−A間に配置されているネオジム磁石9aは9個となっている。この配置形態は、同じ相について発生する誘起電圧の平均値を何れも同じ値にすることで、コギングトルクの発生を抑制するようにしたものである。そして、永久磁石モータ1は、48極/36スロット構成となっており、3スロット当たりでは4極が対応する(4極/3スロット)。   In FIG. 8, A to F are attached to the positions where the alnico magnets 9b are arranged, and five neodymium magnets 9a arranged between A and B, neodymium magnets arranged between B and C. Nine 9a, five neodymium magnets 9a arranged between C and D, nine neodymium magnets 9a arranged between D and E, and neodymium magnet 9a arranged between E and F There are nine neodymium magnets 9a disposed between F and A. In this arrangement, the average value of the induced voltages generated for the same phase is set to the same value to suppress the generation of cogging torque. The permanent magnet motor 1 has a 48 pole / 36 slot configuration, and 4 poles correspond to 3 slots (4 poles / 3 slots).

図8に示す磁石配置の場合、A〜Fにおけるアルニコ磁石9bと、その両隣に位置するネオジム磁石9aとの間が、図14に示したように、周方向において磁束が「0」となる境界に歪みが生じる位置となる。
尚、ネオジム磁石9aが高保磁力であり、アルニコ磁石9bが低保磁力であるというのは、後述するようにステータ2を介して着磁電流を通電した場合に、アルニコ磁石9bの着磁量を変化させることができる程度の電流ではネオジム磁石9aの着磁量が変化しないという基準において、前者を高保磁力,後者を低保磁力と称している。
In the case of the magnet arrangement shown in FIG. 8, the boundary between the Alnico magnet 9b in A to F and the neodymium magnet 9a located on both sides thereof is a boundary where the magnetic flux becomes “0” in the circumferential direction as shown in FIG. This is the position where distortion occurs.
The neodymium magnet 9a has a high coercive force, and the alnico magnet 9b has a low coercive force. The magnetizing amount of the alnico magnet 9b is increased when a magnetizing current is applied through the stator 2 as will be described later. On the basis that the amount of magnetization of the neodymium magnet 9a does not change with a current that can be changed, the former is referred to as high coercivity and the latter is referred to as low coercivity.

次に、上記のように構成された永久磁石モータ1を備えたドラム式洗濯乾燥機21の構成について説明する。図10は、ドラム式洗濯乾燥機21の内部構成を概略的に示す縦断側面図である。ドラム式洗濯乾燥機21の外殻を形成する外箱22は、前面に円形状に開口する洗濯物出入口23を有しており、この洗濯物出入口23は、ドア24により開閉されるようになっている。外箱22の内部には、背面が閉鎖された有底円筒状の水槽25が配置されており、この水槽25の背面中央部には上述の永久磁石モータ1(ステータ2)がねじ止めにより固着されている。この永久磁石モータ1の回転軸26は、後端部(図10では右側の端部)が永久磁石モータ1(ロータ3)の軸取付部10に固定されており、前端部(図10では左側の端部)が水槽25内に突出している。   Next, the structure of the drum type washing / drying machine 21 provided with the permanent magnet motor 1 configured as described above will be described. FIG. 10 is a longitudinal side view schematically showing the internal configuration of the drum type washing and drying machine 21. The outer box 22 forming the outer shell of the drum-type washing / drying machine 21 has a laundry entrance / exit 23 opening in a circular shape on the front surface, and the laundry entrance / exit 23 is opened and closed by a door 24. ing. Inside the outer box 22, a bottomed cylindrical water tank 25 having a closed back surface is disposed, and the permanent magnet motor 1 (stator 2) is fixed to the center of the back surface of the water tank 25 by screwing. Has been. The rotating shaft 26 of the permanent magnet motor 1 has a rear end portion (right end portion in FIG. 10) fixed to the shaft mounting portion 10 of the permanent magnet motor 1 (rotor 3), and a front end portion (left side in FIG. 10). The end of the projection protrudes into the water tank 25.

回転軸26の前端部には、背面が閉鎖された有底円筒状のドラム27が水槽25に対して同軸状となるように固定されており、このドラム27は、永久磁石モータ1の駆動によりロータ3および回転軸26と一体的に回転する。なお、ドラム27には、空気および水を流通可能な複数の流通孔28と、ドラム27内の洗濯物の掻き上げやほぐしを行うための複数のバッフル29が設けられている。水槽25には給水弁30が接続されており、当該給水弁30が開放されると、水槽25内に給水されるようになっている。また、水槽25には排水弁31を有する排水ホース32が接続されており、当該排水弁31が開放されると、水槽25内の水が排出されるようになっている。   A bottomed cylindrical drum 27 whose rear surface is closed is fixed to the front end of the rotating shaft 26 so as to be coaxial with the water tank 25, and this drum 27 is driven by the permanent magnet motor 1. It rotates integrally with the rotor 3 and the rotating shaft 26. The drum 27 is provided with a plurality of flow holes 28 through which air and water can flow, and a plurality of baffles 29 for scraping and unraveling the laundry in the drum 27. A water supply valve 30 is connected to the water tank 25, and water is supplied into the water tank 25 when the water supply valve 30 is opened. Further, a drain hose 32 having a drain valve 31 is connected to the water tank 25, and when the drain valve 31 is opened, water in the water tank 25 is discharged.

水槽25の下方には、前後方向へ延びる通風ダクト33が設けられている。この通風ダクト33の前端部は前部ダクト34を介して水槽25内に接続されており、後端部は後部ダクト35を介して水槽25内に接続されている。通風ダクト33の後端部には、送風ファン36が設けられており、この送風ファン36の送風作用により、水槽25内の空気が、矢印で示すように、前部ダクト34から通風ダクト33内に送られ、後部ダクト35を通して水槽25内に戻されるようになっている。
通風ダクト33内部の前端側には蒸発器37が配置されており、後端側には凝縮器38が配置されている。これら蒸発器37および凝縮器38は、コンプレッサ39および絞り弁40とともにヒートポンプ41を構成しており(図11参照)、通風ダクト33内を流れる空気は、蒸発器37により除湿され凝縮器38により加熱されて、水槽25内に循環される。絞り弁40は膨張弁から成り、開度調整機能を有している。
A ventilation duct 33 extending in the front-rear direction is provided below the water tank 25. A front end portion of the ventilation duct 33 is connected to the water tank 25 via the front duct 34, and a rear end portion is connected to the water tank 25 via the rear duct 35. A blower fan 36 is provided at the rear end of the ventilation duct 33, and the air in the water tank 25 is blown from the front duct 34 into the ventilation duct 33 by the blowing action of the blower fan 36 as indicated by an arrow. And is returned to the water tank 25 through the rear duct 35.
An evaporator 37 is disposed on the front end side inside the ventilation duct 33, and a condenser 38 is disposed on the rear end side. The evaporator 37 and the condenser 38 constitute a heat pump 41 together with the compressor 39 and the throttle valve 40 (see FIG. 11), and the air flowing in the ventilation duct 33 is dehumidified by the evaporator 37 and heated by the condenser 38. And is circulated in the water tank 25. The throttle valve 40 is formed of an expansion valve and has an opening degree adjusting function.

外箱22の前面にはドア24の上方に位置して操作パネル42が設けられており、この操作パネル42には運転コースなどを設定するための複数の操作スイッチ(図示せず)が設けられている。操作パネル42は、マイクロコンピュータを主体として構成されドラム式洗濯乾燥機21の運転全般を制御する制御回路部(図示せず)に接続されており、当該制御回路部は、操作パネル42を介して設定された内容に従って、永久磁石モータ1、給水弁30、排水弁31、コンプレッサ39、絞り弁40などの駆動を制御しながら各種の運転コースを実行する。また、図示しないが、コンプレッサ39を構成するコンプレッサモータも、永久磁石モータ1と同様の構成を採用しても良い。   An operation panel 42 is provided on the front surface of the outer box 22 above the door 24. The operation panel 42 is provided with a plurality of operation switches (not shown) for setting a driving course and the like. ing. The operation panel 42 is composed mainly of a microcomputer and is connected to a control circuit unit (not shown) that controls the overall operation of the drum type washing and drying machine 21. The control circuit unit is connected via the operation panel 42. In accordance with the set contents, various operation courses are executed while controlling the driving of the permanent magnet motor 1, the water supply valve 30, the drain valve 31, the compressor 39, the throttle valve 40, and the like. Although not shown, the compressor motor constituting the compressor 39 may adopt the same configuration as that of the permanent magnet motor 1.

図7は、永久磁石モータ1の回転をベクトル制御するモータ制御装置50の構成をブロック図で示したものである。尚、上記コンプレッサモータも同様の構成によって制御される。ベクトル制御では、電機子巻線に流れる電流を、界磁である永久磁石の磁束方向と、それに直交する方向とに分離してそれらを独立に調整し、磁束と発生トルクとを制御する。電流制御には、モータ1のロータと共に回転する座標系、いわゆるd−q座標系で表わした電流値が用いられるが、d軸はロータに取り付けた永久磁石の作る磁束方向であり、q軸はd軸に直交する方向である。巻線に流れる電流のq軸成分であるq軸電流Iqは回転トルクを発生させる成分であり(トルク成分電流)、同d軸成分であるd軸電流Idは磁束を作る成分である(励磁または磁化成分電流)。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the motor control device 50 that vector-controls the rotation of the permanent magnet motor 1. The compressor motor is also controlled by the same configuration. In the vector control, the current flowing through the armature winding is separated into the magnetic flux direction of the permanent magnet, which is a field, and the direction orthogonal thereto, and these are adjusted independently to control the magnetic flux and the generated torque. For the current control, a current value represented by a coordinate system rotating with the rotor of the motor 1, that is, a so-called dq coordinate system, is used. The d axis is a magnetic flux direction created by a permanent magnet attached to the rotor, and the q axis is The direction is orthogonal to the d-axis. The q-axis current Iq that is the q-axis component of the current flowing through the winding is a component that generates rotational torque (torque component current), and the d-axis current Id that is the d-axis component is a component that generates magnetic flux (excitation or Magnetization component current).

電流センサ51(U,V,W)は、モータ1の各相(U相、V相、W相)に流れる電流Iu,Iv,Iwを検出するセンサである。尚、電流センサ51(電流検出手段)に替えて、インバータ回路52(駆動手段)を構成する下アーム側のスイッチング素子とグランドとの間に3個のシャント抵抗を配置し、それらの端子電圧に基づいて電流Iu,Iv,Iwを検出する構成としても良い。   The current sensor 51 (U, V, W) is a sensor that detects currents Iu, Iv, Iw flowing in the phases (U phase, V phase, W phase) of the motor 1. In place of the current sensor 51 (current detecting means), three shunt resistors are arranged between the lower arm side switching element constituting the inverter circuit 52 (driving means) and the ground, and the terminal voltages thereof are set. A configuration may be adopted in which the currents Iu, Iv, and Iw are detected on the basis of them.

電流センサ51により検出された電流Iu,Iv,Iwは、図示しないA/D変換器によりA/D変換されるとuvw/dq座標変換器53により2相電流Iα,Iβに変換された後、更にd軸電流Id,q軸電流Iqに変換される。α,βは、モータ1のステータに固定された2軸座標系の座標軸である。ここでの座標変換の計算には、速度・位置推定部54により推定されるロータの回転位置推定値(α軸とd軸との位相差の推定値)θ_est,若しくは速度・位置検出部55により検出され、速度・位置補正部80を介して出力される回転位置検出値θ_hoの何れかが、切換えスイッチ56により選択されて出力される位相θが用いられる。また、速度・位置推定部54により推定されるモータ1の回転速度(角速度)ω_estと、速度・位置検出部55により検出され、速度・位置補正部80を介して出力される回転速度ω_hoとは、切換えスイッチ56に連動する切換えスイッチ57により選択されて回転速度ωが出力される。   The currents Iu, Iv, Iw detected by the current sensor 51 are converted into two-phase currents Iα, Iβ by the uvw / dq coordinate converter 53 when A / D converted by an A / D converter (not shown), Further, it is converted into a d-axis current Id and a q-axis current Iq. α and β are coordinate axes of a biaxial coordinate system fixed to the stator of the motor 1. For the calculation of the coordinate conversion, the estimated rotational position of the rotor estimated by the speed / position estimation unit 54 (estimated value of the phase difference between the α axis and the d axis) θ_est, or the speed / position detection unit 55 Any one of the rotational position detection values θ_ho detected and output via the speed / position correction unit 80 is selected by the changeover switch 56 and is output. The rotational speed (angular speed) ω_est of the motor 1 estimated by the speed / position estimation unit 54 and the rotational speed ω_ho detected by the speed / position detection unit 55 and output via the speed / position correction unit 80 are The rotation speed ω is output by being selected by the changeover switch 57 interlocked with the changeover switch 56.

速度・位置補正部80は、速度・位置検出部55で検出されたモータの回転速度ω_hと電気角θ_hを前回検出した値と比較して補正処理を行い、補正したモータの回転速度ω_hoと電気角θ_hoとして出力する。また、洗濯機全体の運転を管理する制御回路部から洗濯機シーケンス信号を受け取り、シーケンス状態によって補正を行うか否かを切り替える。   The speed / position correction unit 80 performs a correction process by comparing the motor rotation speed ω_h detected by the speed / position detection unit 55 and the electrical angle θ_h with the previously detected value, and the corrected motor rotation speed ω_ho Output as angle θ_ho. In addition, a washing machine sequence signal is received from a control circuit unit that manages the operation of the entire washing machine, and whether or not to perform correction is switched depending on the sequence state.

着磁制御部58(着磁制御手段)は、上記位相θ及び回転速度ωに基づいて決定した、アルニコ磁石9bを着磁するための着磁電流指令Id_com2を加算器59に出力し、加算器59は、その着磁電流指令Id_com2に、高速回転時などに必要に応じて出力される弱め界磁電流指令Id_com1を加算した結果を、d軸電流指令値Id_refとして電流制御部60に出力する。また、外部より与えられる回転数指令値ω_refは、減算器61において回転速度ωとの差が求められると、その差が比例積分器62で比例積分演算され、q軸電流指令値Iq_refとして電流制御部60に出力される。
Id_com2は、増磁の場合は正、減磁の場合は負の値をとる。そして、ロータ3が回転している場合の通電指令位置θref(内部にて設定されている)に基づいて電気角360毎に2回、各々数ms〜数10msの期間通電指令を出力する。すなわち、アルニコ磁石9bを3個ずつ2回に分けて着磁する。
The magnetization control unit 58 (magnetization control means) outputs a magnetization current command Id_com2 for magnetizing the alnico magnet 9b, determined based on the phase θ and the rotational speed ω, to the adder 59. 59 outputs the result obtained by adding the field weakening current command Id_com1 output as necessary to the magnetizing current command Id_com2 to the current control unit 60 as a d-axis current command value Id_ref. Further, when the difference between the rotational speed command value ω_ref given from the outside and the rotational speed ω is obtained by the subtractor 61, the difference is proportionally integrated by the proportional integrator 62, and current control is performed as the q-axis current command value Iq_ref. Is output to the unit 60.
Id_com2 takes a positive value when the magnet is increased and a negative value when the magnet is demagnetized. Then, based on the energization command position θref (internally set) when the rotor 3 is rotating, an energization command is output twice for each electrical angle 360 for a period of several ms to several tens of ms. That is, the three alnico magnets 9b are magnetized in two portions.

電流制御部60では、減算器63d,63qにおいてd軸電流指令値Id_ref,q軸電流指令値Iq_refとd軸電流Id,q軸電流Iqとの差がそれぞれ求められ、その差が比例積分器64d,64qで比例積分演算される。そして、比例積分演算の結果は、d−q座標系で表わされた出力電圧指令値Vd,Vqとして、dq/uvw座標変換器65に出力される。dq/uvw座標変換器65では、電圧指令値Vd,Vqは、α−β座標系で表わした値に変換された後、更に各相電圧指令値Vu,Vv,Vwに変換される。なお、dq/uvw座標変換器65における座標変換の計算にも、回転位置θが用いられる。   In the current controller 60, the subtractors 63d and 63q obtain the differences between the d-axis current command value Id_ref and the q-axis current command value Iq_ref and the d-axis current Id and the q-axis current Iq, respectively, and the difference is proportional integrator 64d. 64q. The result of the proportional integration calculation is output to the dq / uvw coordinate converter 65 as output voltage command values Vd and Vq expressed in the dq coordinate system. In the dq / uvw coordinate converter 65, the voltage command values Vd and Vq are converted into values expressed in the α-β coordinate system, and then converted into respective phase voltage command values Vu, Vv and Vw. Note that the rotational position θ is also used for calculation of coordinate conversion in the dq / uvw coordinate converter 65.

各相電圧指令値Vu,Vv,Vwは電力変換部66に入力され、指令値に一致する電圧を供給するためのパルス幅変調されたゲート駆動信号が形成される。インバータ回路52は例えばIGBTなどのスイッチング素子を三相ブリッジ接続して構成され、図示しない直流電源回路より直流電圧の供給を受けるようになっている。電力変換部66で形成されたゲート駆動信号は、インバータ回路52を構成する各スイッチング素子のゲートに与えられ、それにより各相電圧指令値Vu,Vv,Vwに一致するPWM変調された三相交流電圧が生成されてモータ1の巻線5に印加される。   The phase voltage command values Vu, Vv, and Vw are input to the power converter 66, and a pulse drive modulated gate drive signal for supplying a voltage that matches the command value is formed. The inverter circuit 52 is configured by connecting switching elements such as IGBTs in a three-phase bridge, and is supplied with a DC voltage from a DC power supply circuit (not shown). The gate drive signal formed by the power conversion unit 66 is applied to the gate of each switching element that constitutes the inverter circuit 52, and thereby PWM-modulated three-phase alternating current that matches each phase voltage command value Vu, Vv, Vw. A voltage is generated and applied to the winding 5 of the motor 1.

上記の構成において、電流制御器60では比例積分(PI)演算によるフィードバック制御が行なわれ、d軸電流Id,q軸電流Iqはそれぞれd軸電流指令値Id_ref,q軸電流指令値Iq_refに一致するように制御される。その制御結果としての角速度推定値ωが減算器61にフィードバックされ、比例積分器62は、比例積分演算により偏差Δωをゼロに収束させる。その結果、回転速度ωは指令値ωrefに一致するようになる。   In the above configuration, the current controller 60 performs feedback control by proportional integral (PI) calculation, and the d-axis current Id and the q-axis current Iq respectively match the d-axis current command value Id_ref and the q-axis current command value Iq_ref. To be controlled. The estimated angular velocity value ω as the control result is fed back to the subtractor 61, and the proportional integrator 62 converges the deviation Δω to zero by the proportional integration calculation. As a result, the rotational speed ω becomes equal to the command value ωref.

速度・位置推定部54(速度・位置推定手段)は、モータ1の角速度ω,ロータの回転位置θをそれぞれ推定するもので、モータ1の回路定数(モータ定数)である電機子巻線のd軸インダクタンスLd,q軸インダクタンスLq,巻線抵抗値Rの各値が記憶されていると共に、d軸電流Id,q軸電流Iq及びd軸出力電圧指令値Vdが入力されている。速度・位置推定部54は、(1)式のd軸モータ電圧方程式を用いて、モータ1の回転速度ω_estを推定する。
Vd=R・Id−ω_est・Lq・Iq …(1)
更に、角速度ω_estを積分器67で積分し、その積分結果が回転位置推定値θ_estとして出力される。
The speed / position estimation unit 54 (speed / position estimation means) estimates the angular velocity ω of the motor 1 and the rotational position θ of the rotor, respectively, and d of the armature winding that is the circuit constant (motor constant) of the motor 1. Each value of the shaft inductance Ld, the q-axis inductance Lq, and the winding resistance value R is stored, and the d-axis current Id, the q-axis current Iq, and the d-axis output voltage command value Vd are input. The speed / position estimation unit 54 estimates the rotational speed ω_est of the motor 1 using the d-axis motor voltage equation of formula (1).
Vd = R · Id−ω_est · Lq · Iq (1)
Further, the angular velocity ω_est is integrated by the integrator 67, and the integration result is output as the rotational position estimated value θ_est.

モータ1には、ホールICを用いて構成される位置センサ:ホールセンサ(磁気検出センサ)68が3個(A,B,C)配置されており、これらのホールセンサ68により出力される位置信号Ha,Hb,Hcは、速度・位置検出部55に与えられている。速度・位置検出部55は、位置信号Ha,Hb,Hcに基づいて回転位置検出値θ_h,回転速度検出値ω_hを算出して出力する。   The motor 1 is provided with three (A, B, C) position sensors: Hall sensors (magnetic detection sensors) 68 configured using Hall ICs, and position signals output by these Hall sensors 68. Ha, Hb, and Hc are given to the speed / position detection unit 55. The speed / position detection unit 55 calculates and outputs the rotational position detection value θ_h and the rotational speed detection value ω_h based on the position signals Ha, Hb, and Hc.

図9は、ホールセンサ68の配置状態を示す。ステータ2におけるティース部4bの図中上方から、ロータ3の上方に突出するように端子台81が設けられており、ホールセンサ68は、永久磁石9の部位に対応する上方に配置されている。そして、ホールセンサ68Aと68Bとの間,68Bと68Cとの間は、それぞれ電気角60度相当の間隔となるように配置されている。
なお、以上の構成において、モータ制御装置50に永久磁石モータ1を加えたものが、モータ制御システム70を構成している。また、速度・位置検出部55,ホールセンサ68, 速度・位置補正部80は、ロータ位置検出装置82を構成している。また、インバータ回路52,電力変換部66を除く部分は、モータ制御装置50を構成するマイクロコンピュータのソフトウエアにより実現されている機能である。
FIG. 9 shows the arrangement state of the hall sensor 68. A terminal block 81 is provided so as to protrude above the rotor 3 from above the tooth portion 4 b in the stator 2, and the hall sensor 68 is disposed above the permanent magnet 9. And it arrange | positions so that it may become the space | interval equivalent to 60 electrical degrees between Hall sensors 68A and 68B, and between 68B and 68C, respectively.
In the above configuration, the motor control device 50 plus the permanent magnet motor 1 constitutes the motor control system 70. Further, the speed / position detection unit 55, the hall sensor 68, and the speed / position correction unit 80 constitute a rotor position detection device 82. The parts excluding the inverter circuit 52 and the power conversion unit 66 are functions realized by software of a microcomputer constituting the motor control device 50.

次に、モータ制御システム70を備えたドラム式洗濯乾燥機21の作用について説明する。制御回路部が着磁制御部58を介して、インバータ回路52によりステータ巻線5に通電すると、電機子反作用による外部磁界(ステータ巻線5を流れる電流により発生する磁界)が、ロータ3の永久磁石9a,9bに作用する。そして、保磁力が小さいアルニコ磁石9bの磁化状態が、上記外部磁界により減磁または増磁され、その結果、ステータ巻線5に鎖交する磁束量(鎖交磁束量)が増減される。
洗濯運転では、制御回路部は、給水弁30を開放して水槽25内に給水を行い、続いてドラム27を回転させて洗濯を行う。この場合、アルニコ磁石9bの磁化状態を増磁させる。これにより、ステータ巻線5に作用する磁束量が多く(磁力が強く)なるので、ドラム27を高トルク低速度で回転させるのに適した特性となる。
Next, the operation of the drum type washer / dryer 21 provided with the motor control system 70 will be described. When the control circuit unit energizes the stator winding 5 by the inverter circuit 52 via the magnetization control unit 58, an external magnetic field (a magnetic field generated by a current flowing through the stator winding 5) due to the armature reaction is permanently applied to the rotor 3. It acts on the magnets 9a and 9b. The magnetization state of the alnico magnet 9b having a small coercive force is demagnetized or increased by the external magnetic field, and as a result, the amount of magnetic flux interlinked with the stator winding 5 (interlinkage magnetic flux amount) is increased or decreased.
In the washing operation, the control circuit unit opens the water supply valve 30 to supply water into the water tank 25, and then rotates the drum 27 to perform washing. In this case, the magnetization state of the alnico magnet 9b is increased. As a result, the amount of magnetic flux acting on the stator winding 5 is large (the magnetic force is strong), so that the drum 27 has characteristics suitable for rotating at high torque and low speed.

脱水運転では、制御回路部は、排水弁31を開放して水槽25内の水を排出し、続いてドラム27を高速回転させて洗濯物に含まれる水分を脱水する。この場合、アルニコ磁石9bの磁化状態を減磁させる。これにより、ステータ巻線5に作用する磁束量が少なく(磁力が弱く)なることから、ドラム27を低トルク高速度で回転させるのに適した特性となる。最後に、乾燥運転では、制御回路部は、送風ファン36およびヒートポンプ41を駆動させると共にドラム27を回転させて洗濯物の乾燥を行う。この場合、次回の洗濯運転に備えて、アルニコ磁石9bの磁化状態を増磁させる。   In the dehydration operation, the control circuit unit opens the drain valve 31 to discharge the water in the water tank 25, and then rotates the drum 27 at a high speed to dehydrate water contained in the laundry. In this case, the magnetization state of the alnico magnet 9b is demagnetized. As a result, the amount of magnetic flux acting on the stator winding 5 is reduced (the magnetic force is weak), so that the drum 27 has characteristics suitable for rotating at low torque and high speed. Finally, in the drying operation, the control circuit unit drives the blower fan 36 and the heat pump 41 and rotates the drum 27 to dry the laundry. In this case, the magnetized state of the alnico magnet 9b is increased in preparation for the next washing operation.

次に、本実施例の作用について図1ないし図6を参照して説明する。まず、ロータ3に配置される永久磁石9が、全てネオジム磁石9aである場合(一般的な永久磁石モータの構成である)を仮定して、ロータ位置検出を行う場合の処理を説明する。図3に示すようにロータ3が回転すると、ホールセンサ68は、それに応じて3つの2値(ロウ:L,ハイ:H)パルスを60度位相差で出力する(図3(a),(b)参照)。尚、これらは図1に示す位置信号Ha,Hb,Hcに対応する。   Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, assuming that the permanent magnets 9 arranged on the rotor 3 are all neodymium magnets 9a (which is a configuration of a general permanent magnet motor), processing in the case of performing rotor position detection will be described. When the rotor 3 rotates as shown in FIG. 3, the Hall sensor 68 outputs three binary (low: L, high: H) pulses with a 60-degree phase difference accordingly (FIG. 3 (a), ( b)). These correspond to the position signals Ha, Hb, Hc shown in FIG.

速度・位置検出部55は、内部にエンコーダ55Eを備えており、これら3つのパルスのL,Hパターンに応じて、例えば図中に示すホールナンバ(3ビット)をエンコードして出力する(図3(c)参照)。例えば、ホールセンサ68のA/B/C各相の信号レベルがL/H/Hの組み合わせである場合はナンバ0を出力し、以降信号レベルの組み合わせが変化する毎にホールナンバは、1,3,7,6,4,0,1,3,…と循環して変化する。   The speed / position detection unit 55 includes an encoder 55E inside, and encodes and outputs, for example, the hole number (3 bits) shown in the figure according to the L and H patterns of these three pulses (FIG. 3). (See (c)). For example, if the signal level of each phase of A / B / C of the Hall sensor 68 is a combination of L / H / H, the number 0 is output, and each time the combination of signal levels is changed, the Hall number is 1, Cycles through 3, 7, 6, 4, 0, 1, 3,.

これらのホールナンバおよびその変化によって、現在のロータ位置とロータの回転方向とが検出できる。図3(e)は、ホールナンバの変化に対応してステップ状に変化するロータ位置を示している。ホールナンバが0の場合はロータ位置,すなわちホールセンサ68の検出角度が−150度となるように設定してある。次に、速度・位置検出部55は、ホールナンバが変化する間隔時間をカウンタ等により計測し、その時間を速度に換算して、ロータ速度ω_hを演算する。演算した結果がホールセンサ検出モータ速度であり(図3(d)参照)、ホールナンバが変化する毎に値が更新される。尚、図3(d)は、検出速度の変わり目を示す意味で不連続な線で示しているが、モータ1の回転速度が一定であれば、もちろん連続した直線となる。   The current rotor position and the rotational direction of the rotor can be detected by these hole numbers and their changes. FIG. 3E shows the rotor position that changes stepwise in response to the change in the hole number. When the hall number is 0, the rotor position, that is, the detection angle of the hall sensor 68 is set to −150 degrees. Next, the speed / position detector 55 measures the interval time at which the hole number changes with a counter or the like, converts the time into a speed, and calculates the rotor speed ω_h. The calculated result is the hall sensor detection motor speed (see FIG. 3D), and the value is updated each time the hall number changes. Note that FIG. 3D shows a discontinuous line in the sense of showing the transition of the detection speed, but of course, if the rotation speed of the motor 1 is constant, it becomes a continuous straight line.

そして、検出したモータ速度を積分することで、速度に基づくホールセンサ検出角度を算出する(図3(e)に右肩上がりの直線で示す)。この検出角度に基づいてモータ電流を制御する。このため、電流波形は図3(f)に示すように(U相のみ)正弦波状になり、電流が急激に変化することが無いのでモータ駆動時の騒音が減少する。
尚、永久磁石モータ1を駆動制御する場合、モータ1を強制転流により起動すると、回転数が例えば30rpmまでは、速度・位置検出部55により検知される回転位置及び速度を用い、それ以降は速度・位置推定部54により推定される回転位置及び速度を用いて位置センサレス制御を行うようにスイッチ56及び57が切り替えられる。
Then, by integrating the detected motor speed, a Hall sensor detection angle based on the speed is calculated (indicated by a straight line rising upward in FIG. 3E). The motor current is controlled based on the detected angle. For this reason, the current waveform is sinusoidal as shown in FIG. 3 (f) (U phase only), and since the current does not change rapidly, the noise during motor driving is reduced.
When driving the permanent magnet motor 1, when the motor 1 is started by forced commutation, the rotational position and speed detected by the speed / position detection unit 55 are used until the rotational speed reaches, for example, 30 rpm, and thereafter The switches 56 and 57 are switched so as to perform position sensorless control using the rotational position and speed estimated by the speed / position estimation unit 54.

図2は、位置検出処理を示すフローチャートである。この処理は、例えば1m秒の周期で実行される。速度・位置検出部55は、ホールナンバを取得すると(ステップS1)、そのホールナンバが前回の値から変化したか否かを判断し(ステップS2)、変化がなければ(NO)ホールナンバが変化する間隔を測定するカウンタ(間隔測定カウンタ)をインクリメントする(ステップS8)。そして、前記カウンタの値からモータ1の回転速度(角速度ω)を演算し、速度を積分することでモータ位置(電気角)を算出する(ステップS9)。   FIG. 2 is a flowchart showing the position detection process. This process is executed at a cycle of 1 ms, for example. When acquiring the hole number (step S1), the speed / position detection unit 55 determines whether or not the hole number has changed from the previous value (step S2). If there is no change (NO), the hole number changes. A counter (interval measurement counter) for measuring the interval to be incremented is incremented (step S8). Then, the rotational speed (angular speed ω) of the motor 1 is calculated from the value of the counter, and the motor position (electrical angle) is calculated by integrating the speed (step S9).

一方、ステップS2において、ホールナンバが前回の値から変化した場合は(YES)、その時点で求められているモータ速度を前回値として保存する(ステップS3)。そして、間隔測定カウンタの値から新たにモータ速度を算出すると(ステップS4)、間隔測定カウンタをゼロクリアする(ステップS5)。続いて、今回のホールナンバと前回のホールナンバとから、電気角60度毎のモータ位置を算出すると(ステップS6)、そのモータ位置から機械角を算出する(ステップS7)。
本実施例の永久磁石モータ1の構成では、電気角360度が、機械角で(360/24=)15度に相当するので、電気角60度は更にその1/6である機械角2.5度に対応する。したがって、その値を累積すれば機械角を得ることができる。
On the other hand, if the hole number has changed from the previous value in step S2 (YES), the motor speed determined at that time is stored as the previous value (step S3). When the motor speed is newly calculated from the value of the interval measurement counter (step S4), the interval measurement counter is cleared to zero (step S5). Subsequently, when the motor position for each electrical angle of 60 degrees is calculated from the current hole number and the previous hole number (step S6), the mechanical angle is calculated from the motor position (step S7).
In the configuration of the permanent magnet motor 1 of the present embodiment, the electrical angle of 360 degrees corresponds to a mechanical angle of (360/24 =) 15 degrees, so the electrical angle of 60 degrees is further 1/6 of the mechanical angle. Corresponds to 5 degrees. Therefore, the mechanical angle can be obtained by accumulating the values.

次に、図8に示したように、磁束が異なる永久磁石が混在した場合のロータの位置検出処理について説明する。ここで、C相のホールセンサ68Cが検知した磁束に基づく信号のパルス波形が、図4(b)に破線で囲んだ部分に示すようにずれた場合を想定する。ただし、この場合のずれは図8に示すロータ3の構成には対応せず、他の永久磁石よりも磁力が強い永久磁石の存在によりパルス幅が拡がる方向にずれた場合を示す。   Next, as shown in FIG. 8, the rotor position detection process when permanent magnets having different magnetic fluxes are mixed will be described. Here, it is assumed that the pulse waveform of the signal based on the magnetic flux detected by the C-phase Hall sensor 68C is deviated as shown by the portion surrounded by the broken line in FIG. However, the deviation in this case does not correspond to the configuration of the rotor 3 shown in FIG. 8, and shows a case where the deviation is caused in the direction in which the pulse width expands due to the presence of a permanent magnet having a stronger magnetic force than other permanent magnets.

上記のずれが生じたことで、ホールナンバが3から7に変化するタイミングが正常なケースよりも早くなるため(図4(c)参照)検出角度に誤差が生じ(図4(e)参照)、ホールセンサ速度は、実際の速度よりも高い値で検出される(図4(d)参照)。すると、永久磁石モータ1のステータ巻線5に通電される電流波形は、図4(f)に破線で示すように急激に変化し、騒音等が発生する。そこで、このような誤差を補正するため、以下のように処理を行う。   Due to the above deviation, the timing at which the hole number changes from 3 to 7 is earlier than in the normal case (see FIG. 4C), and an error occurs in the detection angle (see FIG. 4E). The Hall sensor speed is detected at a value higher than the actual speed (see FIG. 4D). Then, the current waveform energized to the stator winding 5 of the permanent magnet motor 1 changes abruptly as shown by the broken line in FIG. Therefore, in order to correct such an error, the following processing is performed.

図1は、速度及び位置を補正する処理を示すフローチャートであり、1m秒の周期で実行される図2の処理に引き続いて実行される。先ず、ステップS2と同様に、ホールナンバが変化したか否かを判断して(ステップS11)、変化した場合にだけ(YES)以降の処理を実行する。ホールナンバの変化状態からモータ1の回転方向が正転方向か否かを判断し(ステップS12)、正転(YES),反転(NO)それぞれの場合について、後述する補正回数測定カウンタの値が、ロータの構造に応じて予め決定される補正すべき回数に達していないか否かを判断する(ステップS13,S14)。   FIG. 1 is a flowchart showing a process of correcting the speed and position, and is executed following the process of FIG. 2 executed at a cycle of 1 msec. First, similarly to step S2, it is determined whether or not the hole number has changed (step S11), and the subsequent processing is executed only when the hole number has changed (YES). It is determined whether or not the rotation direction of the motor 1 is the normal rotation direction from the change state of the hall number (step S12). In each case of the normal rotation (YES) and reverse (NO), the value of the correction number measurement counter described later is Then, it is determined whether or not the number of corrections determined in advance according to the structure of the rotor has been reached (steps S13 and S14).

ここで「補正すべき回数」とは、例えばロータに配置されている永久磁石のうち、磁力が異なる永久磁石それぞれの配置数について、少数側となる磁石の数を2倍したものとなる。本実施例のロータ3についていえば、少数側のアルニコ磁石9bの数「6」を2倍した「12」となる。すなわち、ロータ3が正転方向,反転方向にそれぞれ1周して、図8に示すアルニコ磁石9bの位置A〜Fを一通り通過したことに対応する。アルニコ磁石9bの数を2倍するのは、図15に示したように、ホールセンサ68が検知する磁束波形の変化に応じて、出力される信号パルスの立ち上り側と立ち下がり側との双方についてずれが発生するからである。尚、図4では説明を簡単にするため、信号パルスの片側だけにずれが発生した場合を示している。   Here, the “number of times to be corrected” is, for example, a value obtained by doubling the number of magnets on the minority side with respect to the number of permanent magnets having different magnetic forces among the permanent magnets arranged on the rotor. For the rotor 3 of the present embodiment, the number “6” of the minor-number side alnico magnets 9b is doubled to “12”. That is, this corresponds to the fact that the rotor 3 makes one round in each of the forward rotation direction and the reverse rotation direction and passes through the positions A to F of the alnico magnet 9b shown in FIG. As shown in FIG. 15, the number of alnico magnets 9b is doubled for both the rising and falling sides of the output signal pulse in accordance with the change in the magnetic flux waveform detected by the Hall sensor 68. This is because a deviation occurs. FIG. 4 shows a case where a deviation occurs only on one side of the signal pulse for the sake of simplicity.

ステップS13,S14において、補正回数測定カウンタの値が補正すべき回数に達していれば(NO)それぞれステップS15,S16に移行し、モータ機械角から、今回ホールナンバが変化した位置が、以降の処理において既に補正を行った位置であるか否かを判断する。既に補正を行った位置であれば(YES)後述するステップS19に移行し、補正を行った位置でなければ(NO)図1の処理を終了する(CONTINUE)。   In steps S13 and S14, if the value of the correction number measurement counter has reached the number to be corrected (NO), the process proceeds to steps S15 and S16, respectively. It is determined whether or not the position has already been corrected in the process. If the position has already been corrected (YES), the process proceeds to step S19 described later. If the position has not been corrected (NO), the process of FIG. 1 is terminated (CONTINUE).

また、正転,反転それぞれについて場合分けをしているのは、モータの回転方向に応じて誤検出が生じるホールセンサが異なるためである。この現象について、図6を参照して説明する。図6は、モータが正転した場合と、反転した場合とで出力される3相の信号パルス波形を示す。ただし、この場合、ホールセンサA,B,Cの配置が図9に示すケースと異なっており、C相のホールセンサが中央に位置している。また、波形の変化を明確にするため、前述したようにパルス波形が部分的に反転した状態を示している。   Further, the reason why the forward rotation and the reverse rotation are divided is that the Hall sensors that cause erroneous detection differ depending on the rotation direction of the motor. This phenomenon will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows three-phase signal pulse waveforms output when the motor rotates forward and when it reverses. However, in this case, the arrangement of the Hall sensors A, B, and C is different from the case shown in FIG. 9, and the C-phase Hall sensor is located at the center. Further, in order to clarify the change of the waveform, the pulse waveform is partially inverted as described above.

すなわち、図6(a)に示すようにロータが正転方向(図中右方向)に回転すると、図中で右端に配置されているA相の信号パルスに部分反転が生じているが、図6(b)に示すようにロータが反転方向(図中左方向)に回転すると、図中で左端に配置されているB相の信号パルスに部分反転が生じている。このように、ホールセンサが複数配置されている場合には、両端側に配置されているセンサが影響を大きく受けることになる。   That is, when the rotor rotates in the forward rotation direction (right direction in the figure) as shown in FIG. 6A, partial inversion occurs in the A-phase signal pulse arranged at the right end in the figure. When the rotor rotates in the reverse direction (left direction in the figure) as shown in FIG. 6B, partial inversion occurs in the B-phase signal pulse arranged at the left end in the figure. Thus, when a plurality of hall sensors are arranged, the sensors arranged on both ends are greatly affected.

再び図1を参照する。ステップS13,S14の何れかで、補正回数測定カウンタの値が補正すべき回数に達していなければ(YES)ステップS17に移行し、ホールナンバの変化が正転方向,反転方向のそれぞれに応じた順番で変化しているか否かを判断する。そして、上記の順番通りであれば(YES)ステップS18に移行し、順番通りでなければ(NO)ステップS19に移行する。   Refer to FIG. 1 again. If the value of the correction number measurement counter has not reached the number to be corrected in either step S13 or S14 (YES), the process proceeds to step S17, and the change of the hole number corresponds to the forward rotation direction and the reverse direction. It is determined whether or not the order has changed. If the order is the same (YES), the process proceeds to step S18. If the order is not satisfied (NO), the process proceeds to step S19.

ここで、ステップS17で(NO)と判断される場合について、図5を参照して説明する。図5は、C相の信号パルス幅が、より大きく拡がるように変化した場合を示す。正常な正転のケースでは、ホールナンバ「1」の次は「3」となるが、C相信号パルスの立ち下がりが電気角60度を超えて大きく変化した結果、ナンバ「1」が続いた後に、異常なレベルの組み合わせとなり(HLH)、エンコーダ55EによってエラーEがエンコードされる。このような場合も、ステップS19に移行して補正を行うようにする。   Here, the case where (NO) is determined in step S17 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a case where the signal pulse width of the C phase is changed so as to expand more greatly. In the case of normal forward rotation, the hole number “1” is next to “3”, but the number “1” continued as a result of the C-phase signal pulse falling significantly changing beyond the electrical angle of 60 degrees. Later, an abnormal level combination is made (HLH), and the error E is encoded by the encoder 55E. Even in such a case, the process proceeds to step S19 to perform correction.

ステップS18では、図4に示したような誤検出が生じているか否かを判定する。すなわち、ステップS4で算出したモータ速度ω_hを、ステップS3で記憶させた前回値ω_h_d1に所定の割合を乗じた閾値と比較し、算出したモータ速度が前記閾値以上に変化したか、又は前記閾値以下に変化したかを判断する。何れの場合にも該当しなければ(NO)、誤検出は生じていない判断されるので補正は行わない。一方、何れかの場合に該当すれば(YES)、今回検出したω_hは実際のロータ位置・速度により検出されたのではなく、磁力の異なる磁石の影響によって生じたホールセンサ検出誤差によるものと判断する。つまり、図4に示したような誤検出が生じている(この場合は、算出モータ速度≧閾値)と判断されるので、ステップS19に移行して補正を行う。   In step S18, it is determined whether or not a false detection as shown in FIG. 4 has occurred. That is, the motor speed ω_h calculated in step S4 is compared with a threshold value obtained by multiplying the previous value ω_h_d1 stored in step S3 by a predetermined ratio, and the calculated motor speed has changed to the threshold value or lower than the threshold value. Determine whether it has changed. If none of the cases apply (NO), it is determined that no erroneous detection has occurred, and no correction is performed. On the other hand, if any of the cases applies (YES), it is determined that the detected ω_h is not detected by the actual rotor position / speed, but is caused by the Hall sensor detection error caused by the influence of the magnet having different magnetic force. To do. That is, it is determined that an erroneous detection as shown in FIG. 4 has occurred (in this case, calculated motor speed ≧ threshold), the process proceeds to step S19 and correction is performed.

ステップS19では、ステップS4で算出したモータ速度に替えて、ステップS3で記憶させた前回値を演算処理に使用し、今回採用するホールセンサ速度ω_hを前回値であるω_h_d1に書き換える。その速度を積分してロータ位置を得ることで補正する(ステップS20)。このω_h_d1を用いてホールセンサ検出角度の補正を行うことで、角度検出の誤差が低減でき、モータ電流も急激に変化することなく制御でき、磁力の異なる磁石の影響による誤検知による騒音も発生しない。   In step S19, instead of the motor speed calculated in step S4, the previous value stored in step S3 is used for the calculation process, and the hall sensor speed ω_h employed this time is rewritten to the previous value ω_h_d1. Correction is performed by integrating the speed to obtain the rotor position (step S20). By correcting the Hall sensor detection angle using this ω_h_d1, the angle detection error can be reduced, the motor current can be controlled without abrupt changes, and no noise due to erroneous detection due to the influence of magnets with different magnetic forces does not occur. .

続いて、今回のホールナンバと前回のホールナンバ(図4のケースでは「7」と「3」)とを記憶させると共に、ステップS7で得られたモータ機械角も記憶させる(ステップS21)。それから、ステップS12と同様にモータ1の回転方向を判定し(ステップS22)、正転(YES),反転(NO)それぞれの場合について、ステップS15,S16と同様の判断を行う(ステップS23,S24)。そして、それぞれで「YES」と判断すると、正転用,反転用の補正回数測定カウンタをインクリメントする(ステップS25,S26)。   Subsequently, the current hole number and the previous hole number ("7" and "3" in the case of FIG. 4) are stored, and the motor mechanical angle obtained in step S7 is also stored (step S21). Then, the rotation direction of the motor 1 is determined in the same manner as in step S12 (step S22), and the same determination as in steps S15 and S16 is performed for each of forward rotation (YES) and reverse rotation (NO) (steps S23 and S24). ). Then, if “YES” is determined for each, the normal rotation and inversion correction count measurement counters are incremented (steps S25 and S26).

したがって、モータ1が正転方向と反転方向にそれぞれ機械角で1回転すると、それぞれの補正回数測定カウンタは「補正すべき回数」以上となるので、ステップS13,S14では(NO)と判定されてステップS15,S16での判断が行われるようになる。そして、補正が行われた機械角のホールナンバであれば(YES)ステップS19に移行して同様に補正が行われる。   Therefore, when the motor 1 makes one rotation at a mechanical angle in the forward direction and the reverse direction, the respective correction count measurement counters are equal to or greater than the “number of corrections”, and therefore, it is determined (NO) in steps S13 and S14. The determinations at steps S15 and S16 are made. If the hole number of the mechanical angle has been corrected (YES), the process proceeds to step S19 and the correction is similarly performed.

以上に説明した一連の位置及び速度の検出処理とそれらの補正処理とを、洗濯機が実際に運転される場合に適用することを想定する。図12は、洗濯機の運転シーケンスを示している。最初に、給水が開始される前に、例えばドラム27を所定の加速度で回転させて、その期間内にサンプリングされるq軸電流の積算値を評価するなどして、投入された衣類の重量を測定する重量センシング(重量検知処理)が行わる。続いて、洗い運転,脱水運転とすすぎ運転とが繰り返される(その後、ユーザの選択に応じて乾燥運転が行われる)。   It is assumed that the series of position and speed detection processes described above and their correction processes are applied when the washing machine is actually operated. FIG. 12 shows an operation sequence of the washing machine. First, before water supply is started, for example, the drum 27 is rotated at a predetermined acceleration, and the integrated value of the q-axis current sampled during the period is evaluated. The weight sensing to be measured (weight detection processing) is performed. Subsequently, the washing operation, the dehydrating operation, and the rinsing operation are repeated (then, the drying operation is performed according to the user's selection).

そして、最初の重量センシング運転が行われる間に、速度・位置補正部80は、図2における一連の処理を行い、補正すべき位置の判定や記憶を行う。尚、重量センシング運転が、ドラム27を一方向だけに回転させて行うようになっている場合には、上記運転が終了した後に逆方向に1回転だけさせれば良い。その後に行われる洗い運転等では、ステップS13,S14で「NO」と判断されるので、記憶された回転位置では(ステップS15,S16:YES)ステップS19及びS20で得られる補正値を用いて運転する。
すると、負荷が重くモータ電流が大きくなる洗い運転時には判定済みの補正位置において補正が行われるので、大きな電流が通電される際に電流が急激に変化して騒音が発生することがなく、安定した運転が可能となる。また、速度検出と角度検出の誤差が低減されるので、モータ速度制御の追従性が良好となり、洗濯機としての洗浄性能も向上する。
Then, while the first weight sensing operation is performed, the speed / position correction unit 80 performs a series of processes in FIG. 2 to determine and store the position to be corrected. When the weight sensing operation is performed by rotating the drum 27 only in one direction, it is sufficient to perform only one rotation in the reverse direction after the operation is completed. In the subsequent washing operation or the like, since “NO” is determined in steps S13 and S14, the stored rotational position (steps S15 and S16: YES) is operated using the correction values obtained in steps S19 and S20. To do.
Then, since the load is heavy and the motor current increases, correction is performed at the determined correction position at the time of washing operation, so when a large current is applied, the current does not change abruptly and noise is not generated and stable. Driving is possible. Further, since the error between the speed detection and the angle detection is reduced, the followability of the motor speed control becomes good, and the washing performance as a washing machine is improved.

以上のように本実施例によれば、永久磁石モータ1が、ロータ3に、磁力が異なる2種類の磁石,ネオジム磁石9aとアルニコ磁石9bとを配置して構成される場合、速度・位置検出部55は、3つのホールセンサ68(A,B,C)を用いて永久磁石モータ1の回転速度を検出すると、その回転速度に基づいてロータ3の位置を検出する。そして、速度・位置補正部80は、ホールセンサ68により出力されるセンサ信号の変化状態からネオジム磁石9aとアルニコ磁石9bとの境界を検出すると、速度・位置検出部55により検出される回転速度又はロータ位置を補正するようにした。
したがって、ネオジム磁石9aとアルニコ磁石9bとの磁力差によって、ホールセンサ68により出力されるセンサ信号にずれが生じている場合でも、補正により正確なロータ位置を得ることができる。そして、そのロータ位置に基づき、インバータ回路52を介し永久磁石モータ1を駆動制御する場合に、通電電流の急変による騒音の発生を回避すると共に永久磁石モータ1が脱調することを防止できる。
As described above, according to the present embodiment, when the permanent magnet motor 1 is configured by arranging the two types of magnets having different magnetic forces, the neodymium magnet 9a and the alnico magnet 9b, on the rotor 3, the speed / position detection is performed. When the rotational speed of the permanent magnet motor 1 is detected using the three hall sensors 68 (A, B, C), the unit 55 detects the position of the rotor 3 based on the rotational speed. When the speed / position correction unit 80 detects the boundary between the neodymium magnet 9a and the alnico magnet 9b from the change state of the sensor signal output by the hall sensor 68, the rotational speed detected by the speed / position detection unit 55 or The rotor position was corrected.
Therefore, even when the sensor signal output from the hall sensor 68 is deviated due to the magnetic force difference between the neodymium magnet 9a and the alnico magnet 9b, an accurate rotor position can be obtained by correction. When the permanent magnet motor 1 is driven and controlled via the inverter circuit 52 based on the rotor position, it is possible to avoid the occurrence of noise due to a sudden change in the energization current and to prevent the permanent magnet motor 1 from stepping out.

また、速度・位置補正部80は、永久磁石モータ1の回転中に検出した前記境界の位置を記憶し、以降は記憶した境界を越える場合に補正を行うので、補正処理をより簡単に行うことができる。そして、速度・位置補正部80は、永久磁石モータ1の回転中に、前記境界を越える場合に、ホールセンサ68により出力されるセンサ信号のパルス間隔が変化する時間をカウンタにより監視し、その変化時間が許容範囲を超えると補正を行うので、センサ信号の出力状態が変化したことを確実に検出できる。   Further, the speed / position correction unit 80 stores the position of the boundary detected during rotation of the permanent magnet motor 1, and thereafter performs correction when the stored boundary is exceeded, so that correction processing can be performed more easily. Can do. Then, the speed / position correction unit 80 monitors the time during which the pulse interval of the sensor signal output from the Hall sensor 68 changes when the permanent magnet motor 1 is rotated when the boundary is exceeded, by using a counter. Since correction is performed when the time exceeds the allowable range, it can be reliably detected that the output state of the sensor signal has changed.

更に、速度・位置補正部80は、永久磁石モータ1の回転方向に応じて、補正対象とするホールセンサ68を替えるようにした。即ち、3つのホールセンサ68(A,B,C)が配置されている場合、両端に位置するホールセンサ68(A,C)が磁気変化の影響を受け易く、それがロータ3の回転方向に応じて異なるので、補正を適切に行うことができる。
加えて、速度・位置補正部80は、3つのホールセンサ68より出力される各センサ信号のレベル変化の組み合わせが、異常なパターンの組み合わせとなった場合にも補正を行うので、異なる種類の磁石の磁力差が大きく、センサ信号パルスのずれ幅が大きくなった場合でも、補正を行うことができる。
Further, the speed / position correction unit 80 changes the Hall sensor 68 to be corrected according to the rotation direction of the permanent magnet motor 1. That is, when the three hall sensors 68 (A, B, C) are arranged, the hall sensors 68 (A, C) located at both ends are easily affected by the magnetic change, and the hall sensors 68 (A, C) are in the rotational direction of the rotor 3. Since it differs depending on the situation, the correction can be performed appropriately.
In addition, the speed / position correction unit 80 performs correction even when the combination of the level changes of the sensor signals output from the three hall sensors 68 is an abnormal pattern combination. Even when the difference in the magnetic force is large and the deviation width of the sensor signal pulse becomes large, the correction can be performed.

また、ロータ3に配置されるアルニコ磁石9bは、着磁量を変更可能な程度に低保磁力である永久磁石であり、着磁制御部58は、速度・位置検出部55により検出されたロータ位置に応じて、アルニコ磁石9bの少なくとも一部を着磁するので、アルニコ磁石9bの着磁状態を変化させることで、永久磁石モータ1の特性を、高トルク出力・低速回転に適用させたり、低トルク出力・高速回転に適用させるように変化させることができる。
また、洗濯乾燥機21は、モータ制御システム70を備え、永久磁石モータ1が発生させる回転駆動力によりドラム27を回転させて洗濯運転を行うので、運転制御を安定させることができる。そして、永久磁石モータ1の特性を上記のように変化させることで、洗い運転に適した特性,脱水運転に適した特性に適応させて高い効率で運転を行い、消費電力を低減できる。
The alnico magnet 9b disposed in the rotor 3 is a permanent magnet having a coercive force that is low enough to change the amount of magnetization, and the magnetization controller 58 detects the rotor detected by the speed / position detector 55. Since at least a part of the alnico magnet 9b is magnetized according to the position, the characteristics of the permanent magnet motor 1 can be applied to high torque output and low speed rotation by changing the magnetization state of the alnico magnet 9b. It can be changed to apply to low torque output and high speed rotation.
In addition, the washing / drying machine 21 includes the motor control system 70 and rotates the drum 27 by the rotational driving force generated by the permanent magnet motor 1 to perform the washing operation, so that the operation control can be stabilized. Then, by changing the characteristics of the permanent magnet motor 1 as described above, it is possible to perform the operation with high efficiency by adapting the characteristics suitable for the washing operation and the characteristics suitable for the dehydration operation, and the power consumption can be reduced.

また、洗濯乾燥機21が、運転開始時に洗濯物の重量を検知するための重量センシング動作を行う場合、モータ制御装置50の速度・位置補正部80は、重量センシング動作が行われている間,又はドラム27内に給水が開始される前に前記境界を検出して、その境界位置を記憶する。したがって、ドラム27に給水が開始されて負荷が重くなる洗い運転が開始される前に境界検知処理が終了するので、洗い運転の実行時には、検知された位置で補正を行うことができる。よって、比較的大きな電流が通電される運転期間では、位置検出誤差に基づく電流値の急変や騒音の発生を回避でき、運転を安定して行うことができる。   Further, when the washing / drying machine 21 performs a weight sensing operation for detecting the weight of the laundry at the start of operation, the speed / position correction unit 80 of the motor control device 50 performs the weight sensing operation. Alternatively, the boundary is detected before water supply is started in the drum 27, and the boundary position is stored. Therefore, since the boundary detection process is completed before the washing operation in which the water supply to the drum 27 is started and the load becomes heavy, the correction can be performed at the detected position when the washing operation is performed. Therefore, during an operation period in which a relatively large current is applied, sudden changes in the current value based on the position detection error and generation of noise can be avoided, and the operation can be performed stably.

本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
例えば、同一の永久磁石であっても、その製造過程において特性(磁力)が異なるものが形成されることがある。このような製造上のばらつきが発生した場合でも、本発明の補正を行うことで位置検出を正確に行うことが可能となる。
ネオジム磁石9a,アルニコ磁石9bの配置個数比は、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
低保磁力の永久磁石は、アルニコ磁石に限ることなく、その他例えばサマリウム・コバルト磁石を用いても良い。また、高保磁力の永久磁石もネオジム磁石に限ることはない。
The present invention is not limited to the embodiments described above or shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
For example, even the same permanent magnet may have different characteristics (magnetic force) in the manufacturing process. Even when such manufacturing variations occur, the position detection can be accurately performed by performing the correction of the present invention.
The arrangement ratio of the neodymium magnets 9a and alnico magnets 9b may be appropriately changed according to the individual design.
The low coercive force permanent magnet is not limited to an alnico magnet, but may be another samarium / cobalt magnet, for example. Further, the high coercivity permanent magnet is not limited to the neodymium magnet.

磁力が異なる永久磁石は、3種類以上あっても良い。
速度・位置推定部54,着磁制御部58は、必要に応じて設ければ良い。
補正については、回転速度を補正せずに、ロータ位置だけを補正しても良い。
ホールセンサ68の配置数は、2個でも、4個以上であっても良い。
磁気検出センサは、ホールセンサに限ることなく、磁気を検出した結果に応じて信号を出力するセンサであれば良い。
洗濯機に限ることなく、ロータ側の磁石の一部に磁力が異なるものが配置される永久磁石モータを検出対象,若しくは制御対象とするものであれば適用が可能である。
There may be three or more types of permanent magnets having different magnetic forces.
The speed / position estimation unit 54 and the magnetization control unit 58 may be provided as necessary.
As for the correction, only the rotor position may be corrected without correcting the rotational speed.
The number of hall sensors 68 may be two or four or more.
The magnetic detection sensor is not limited to a hall sensor, and may be any sensor that outputs a signal according to the result of detecting magnetism.
The present invention is not limited to a washing machine, and can be applied to any permanent magnet motor in which a part of the magnet on the rotor side has a different magnetic force is to be detected or controlled.

図面中、1は永久磁石モータ、3はロータ、9aはネオジム磁石、9bはアルニコ磁石(低保磁力永久磁石)、21はドラム式洗濯乾燥機、50はモータ制御装置、52はインバータ回路、55は速度・位置検出部(速度・位置検出手段)、58は着磁制御部(着磁制御手段)、68はホールセンサ(磁気検出センサ)、80は速度・位置補正部(補正手段)、82はロータ位置検出装置を示す。   In the drawings, 1 is a permanent magnet motor, 3 is a rotor, 9a is a neodymium magnet, 9b is an alnico magnet (low coercive force permanent magnet), 21 is a drum type washer / dryer, 50 is a motor controller, 52 is an inverter circuit, 55 Is a speed / position detection unit (speed / position detection unit), 58 is a magnetization control unit (magnetization control unit), 68 is a Hall sensor (magnetic detection sensor), 80 is a speed / position correction unit (correction unit), and 82. Indicates a rotor position detection device.

Claims (5)

ロータに配置される複数の永久磁石の一部に、磁力が異なる永久磁石を備える永久磁石モータを検出対象とするもので、
複数の磁気検出センサを用いて前記永久磁石モータの回転速度を検出すると、その回転速度に基づいて前記ロータの位置を検出する速度・位置検出手段と、
前記磁気検出センサにより出力されるセンサ信号の変化状態から、前記複数の永久磁石のうち互いに磁力が異なる永久磁石の境界を検出すると、前記速度・位置検出手段により検出される前記回転速度又は前記ロータ位置を補正する補正手段とを備えたことを特徴とするロータ位置検出装置。
In a part of a plurality of permanent magnets arranged on the rotor, a permanent magnet motor including a permanent magnet having a different magnetic force is to be detected.
When detecting the rotational speed of the permanent magnet motor using a plurality of magnetic detection sensors, speed / position detecting means for detecting the position of the rotor based on the rotational speed;
When the boundary of the permanent magnets having different magnetic forces among the plurality of permanent magnets is detected from the change state of the sensor signal output by the magnetic detection sensor, the rotational speed detected by the speed / position detection means or the rotor A rotor position detection apparatus comprising: a correction unit that corrects the position.
前記補正手段は、前記永久磁石モータの回転中に検出した前記境界の位置を記憶し、以降は記憶した境界を越える場合に補正を行うことを特徴とする請求項1記載のロータ位置検出装置。   2. The rotor position detecting device according to claim 1, wherein the correcting means stores the position of the boundary detected during rotation of the permanent magnet motor, and thereafter performs correction when the stored boundary is exceeded. 前記補正手段は、前記境界を越える場合に、前記磁気検出センサにより出力されるセンサ信号のパルス間隔が変化する時間を監視し、その変化時間が許容範囲を超えると補正を行うことを特徴とする請求項1または2記載のロータ位置検出装置。   The correction means monitors when the pulse interval of the sensor signal output from the magnetic detection sensor changes when the boundary is exceeded, and corrects when the change time exceeds an allowable range. The rotor position detecting device according to claim 1 or 2. 前記補正手段は、前記永久磁石モータの回転方向に応じて、補正対象とする磁気検出センサを替えることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載のロータ位置検出装置。   4. The rotor position detection device according to claim 1, wherein the correction unit changes a magnetic detection sensor to be corrected in accordance with a rotation direction of the permanent magnet motor. 5. 前記補正手段は、前記複数の磁気検出センサより出力される各センサ信号のレベル変化の組み合わせが、異常なパターンの組み合わせとなった場合にも補正を行うことを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載のロータ位置検出装置。   5. The correction unit according to claim 1, wherein the correction unit performs correction even when a combination of level changes of the sensor signals output from the plurality of magnetic detection sensors is an abnormal pattern combination. The rotor position detection apparatus in any one.
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