JP2014039724A - 洗濯機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インバータ回路を構成する下側スイッチング素子とグランドとの間に電流検出抵抗を挿入し、制御回路は、電流検出抵抗の端子電圧のピーク値をピークホールド回路を介して読み込む。そして、インバータ回路を構成する各スイッチング素子に、電圧・位相制御に基づき生成したPWM信号を出力する際に、ピークホールド回路により得られるピーク値をA/D変換して基準値と比較し、ピーク値が基準値を上回ると、その上回る差の大きさに応じてPWM信号のデューティを段階的に減少させる。
【選択図】図1
Description
また、高価な永久磁石を使用するモータについて低コスト化を図る手段として、モータの極数を増やすことが考えられる。極数が増えた分だけ、ロータに配置する永久磁石の厚さをより薄くすることができ、磁石の総量を削減できるからである。ところが、モータの極数を増やすと制御周波数が上昇するので、特に位相制御を高い精度で行わなければ脱調するおそれがある(特許文献1の制御対象は、8極のモータである)。
そこで、モータの相電流を検出することなく、処理負荷が小さい演算によって高精度の制御を行うことができる洗濯機を提供することにある。
水受槽3の底部には、補助排水口8aが形成されており、この補助排水口8aは、図示しない連結ホースを介し前記排水弁9をバイパスして前記排水路10に接続され、前記回転槽5が回転したときに、その上部から水受槽3内に放出された水を排出するようになっている。
<位相制御>
先ず位相制御について図6ないし図14を参照して説明する。制御回路39に対しては、センサ信号A,Bのエッジで割り込みが発生する。そのエッジの出力間隔をカウントすれば、電気角90度に相当する時間が得られる(図7(a),(b)参照)。そこで、制御回路39は、電気角90度に相当する時間を得ると共に、上記割り込みとは別に、PWM制御に用いる搬送波の周期毎に発生する割り込みのタイミングで、正弦波状に変化する電圧の通電するためのタイミングとなる詳細な位相を求めて通電を行う(詳細については、例えば特開平9−74790号公報参照,図7は前記公報の図8相当図)。また、上記エッジの出力間隔より、モータ14の回転数を求めることができる。
そして、ステップS9では「位相」に位相補正値を加えたものを「位相」とする。これにより、図6に示すテーブルと同様に進み位相量が設定される。また、ステップS2で「NO」と判断した場合は、「位相」を「28」に、位相補正値を「0」に設定する(S14,S15)。
次に、電圧制御について図3ないし図5を参照して説明する。図3は、電圧・位相制御における電圧:DUTYを決定する処理を示すフローチャートであり、この処理は、例えば1m秒周期で実行される。制御回路39は、ピークホールド回路27の出力信号をA/D変換して読み込むと(S51)、そのピークホールド値(以下、検出電流値と称す)を電流制御用の閾値(例えば、電流7.5Aに相当する値)と比較する(S52)。そして、検出電流値が閾値以上であれば「過電流フラグ」を「H」にセットする(S53)。すなわちここでは、検出電流値が閾値以上となった状態を「過電流」と称している。
図5(a)に示すように、検出電流値が閾値を超えることで指令DUTYに対して実際のDUTYが低下し、両者が乖離すると、検出電流値が閾値を超え内容に抑制を図りつつ両者を一致させるように制御が行われる。
また、IC30に内蔵されるコンパレータ28を異常電流の検出用に使用し、コンパレータ29を利用してピークホールド回路27を構成するので、1つのIC30を用いて過電流保護と電流抑制制御とを行うことができ、回路の小型化,低コスト化に資することができる。
図15は第2実施形態を示す図11相当図であり、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第2実施形態では、ステップS47,S48が追加されている。ステップS44の実行後に、センサ信号A,Bの出力間隔が10.4m秒(所定の閾値)以上(回転数60rpm以下)か否かを判断し(S47)、10.4m秒以上であれば(YES)ステップS45に移行する。一方、10.4m秒未満であれば(NO)、ステップS45における「12」に替えて位置センサカウンタの値が「4」以上か否かを判断し(S48)、「3」以下であれば(NO)リターンし、「4」以上であれば(YES)ステップS46に移行する。
必ずしもIC30を用いる必要はない。
ピークホールド回路は、オペアンプを用いて構成しても良い。
位置センサの数は、3つ以上でも良い。
制御回路39は、必ずしも8ビットのマイクロコンピュータで構成する必要はない。
ステップS45,S48における所定時間相当のカウンタ値については、適宜変更して良い。
図4に示すオーバー値とデューティの増減値との関係は一例であり、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
また、図9に示すモータの回転数と、回転数に応じて付与すべき進み位相量との関係についても同様であり、適宜変更して実施すれば良い。
第2実施形態における所定の閾値も、適宜変更して良い。
Claims (5)
- 回転槽の内底部に配置される撹拌翼を回転させる永久磁石型モータと、
このモータを駆動するインバータ回路と、
このインバータ回路を構成する下側スイッチング素子とグランドとの間に挿入される電流検出抵抗と、
この電流検出抵抗の端子電圧のピーク値を検出するピークホールド回路と、
前記インバータ回路を構成する各スイッチング素子に、電圧・位相制御に基づき生成したPWM信号を出力する際に、前記ピークホールド回路により得られるピーク値をA/D変換して基準値と比較し、前記ピーク値が前記基準値を上回ると、その上回る差の大きさに応じて前記PWM信号のデューティを段階的に減少させる制御回路とを備えたことを特徴とする洗濯機。 - 前記制御回路は、前記ピーク値が前記基準値を下回ると、その下回る差の大きさに応じて前記PWM信号のデューティを上昇させるように制御し、その上昇させる幅値の段階数を、前記デューティを減少させる際の段階数よりも少なくしていることを特徴とする請求項1記載の洗濯機。
- 前記電流検出抵抗の端子電圧を、閾値電圧と比較するコンパレータを備え、
前記閾値は、前記制御回路が前記PWM信号のデューティを制御するための基準値よりも大きな値に設定され、
前記制御回路は、前記コンパレータの出力信号に基づき異常電流が流れたと判定すると、前記PWM信号の出力を停止することを特徴とする請求項1又は2記載の洗濯機。 - コンパレータが2回路内蔵されているICを用い、
前記2つのコンパレータの1つを前記異常電流の検出用に使用し、他の1つを、前記ピークホールド回路を構成するために使用することを特徴とする請求項3記載の洗濯機。 - 前記モータのロータ回転位置を検出し、センサ信号を出力する位置センサを備え、
前記制御回路は、前記センサ信号に基づいて、前記PWM信号により正弦波状の電圧を前記モータに出力することを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の洗濯機。
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