JP2015050789A - Motor control device, and drum-type washer or drum-type washing drier that uses the same - Google Patents

Motor control device, and drum-type washer or drum-type washing drier that uses the same Download PDF

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亀田 晃史
Koji Kameda
晃史 亀田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control device that can efficiently drive a brushless motor from a low speed to a high speed without being affected by dispersion of a detection position of a position detector.SOLUTION: A control circuit 1 for inverter-controlling a brushless motor 2 slowly rotates a current vector created by current flowing in plural coils of the brushless motor 2, and detects the direction of the current vector when the output signal of a position detector 3 varies. When the detection value of the direction of the current vector is out of a predetermined range, the control circuit 1 detects abnormality and finishes position detection correction. When the detection value is within the predetermined range, the control circuit 1 stores the detection value of the direction of the current vector as a correction value of the position detection signal of the brushless motor 2 in storage means 5. During operation of the brushless motor, the brushless motor 2 is controlled by using the position detection signal of the position detector 3 and the correction value of the position detection signal, whereby a high-precision detection position correcting function is provided and the brushless motor 2 can be driven efficiently from a low speed to a high speed.

Description

本発明はブラシレスモータの制御を行うモータ制御装置およびこれを用いたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機に関するものである。   The present invention relates to a motor control device that controls a brushless motor and a drum-type washing machine or a drum-type washing / drying machine using the same.
従来、ドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機等に用いられるモータ制御装置においては、一般的にブラシレスモータを低速から高速まで効率よく制御を行うために、位置検出器を備えたブラシレスモータのインバータ制御がよく用いられている(例えば、特許文献1参照)。図9は一般的なブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置を示したもので、以下その構成について説明する。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a motor control device used in a drum type washing machine or a drum type washing / drying machine, generally, a brushless motor inverter equipped with a position detector is used to efficiently control a brushless motor from a low speed to a high speed. Control is often used (for example, see Patent Document 1). FIG. 9 shows a motor control device for driving a general brushless motor, and its configuration will be described below.
モータ制御装置は、ブラシレスモータ2と、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器3(3a、3b、3c)と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータ11と、前記位置検出器の信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動するインバータ11の制御を行う制御回路64及びドライブ回路62、を有している。ブラシレスモータ2には前記位置検出器が内蔵されており、例えばロータのマグネットの磁束の向きを信号として出力するホールICの利用などが一般的である。また、インバータ11には交流電源53をダイオードブリッジ55で整流し、コンデンサ56a、56bで平滑した電圧が供給される。インバータ11は6個のスイッチング素子SWU、SWV、SWW、SWX、SWY、SWZ及び6個のダイオード60a、60b、60c、61a、61b、61cより構成される。   The motor control device uses a brushless motor 2, a position detector 3 (3a, 3b, 3c) for detecting the rotor position of the brushless motor, an inverter 11 for driving the brushless motor, and a signal from the position detector. And a control circuit 64 and a drive circuit 62 for controlling the inverter 11 for driving the brushless motor. The brushless motor 2 incorporates the position detector. For example, a Hall IC that outputs the direction of the magnetic flux of the magnet of the rotor as a signal is generally used. The inverter 11 is supplied with a voltage obtained by rectifying the AC power supply 53 with the diode bridge 55 and smoothing with the capacitors 56a and 56b. The inverter 11 includes six switching elements SWU, SWV, SWW, SWX, SWY, SWZ and six diodes 60a, 60b, 60c, 61a, 61b, 61c.
ブラシレスモータ2の制御は、ブラシレスモータ2に内蔵された位置検出器3(3a、3b、3c)の信号を使用し、その信号より制御回路64がブラシレスモータ2のロータの速度、位置を検出し、インバータ11のスイッチング素子を駆動するPWM信号を生成し、ドライブ回路62によりスイッチング素子SWU、SWV、SWW、SWX、SWY、SWZを駆動できる電圧に増幅・変換を行い、インバータ11の駆動を行うことでブラシレスモータ2を制御する。   The control of the brushless motor 2 uses the signal of the position detector 3 (3a, 3b, 3c) built in the brushless motor 2, and the control circuit 64 detects the speed and position of the rotor of the brushless motor 2 from the signal. A PWM signal for driving the switching element of the inverter 11 is generated, and the drive circuit 62 amplifies and converts the voltage into a voltage that can drive the switching elements SWU, SWV, SWW, SWX, SWY, SWZ, and drives the inverter 11. To control the brushless motor 2.
ところで、ブラシレスモータ2に内蔵されている位置検出器3(3a、3b、3c)に例えばホールICを使用してブラシレスモータ2のロータの磁束を検出しようとする場合、ホールICの取り付けの精度、例としてプリント配線板への実装の位置精度、プリント配線板のブラシレスモータ2への固定位置精度、ブラシレスモータ2のロータの機械的精度、着磁の精度等々の影響を受け、位置検出器3の出力信号は本来検出したいロータの位置すなわちロータの誘起電圧に対してあるべき位置検出器3の信号の位置に対して位相のずれが発生する。このずれは、しばしば電気角で10度程度まで大きくなることがある。   By the way, when trying to detect the magnetic flux of the rotor of the brushless motor 2 using, for example, a Hall IC in the position detector 3 (3a, 3b, 3c) built in the brushless motor 2, the accuracy of mounting the Hall IC, For example, the position detector 3 is affected by the positional accuracy of mounting on the printed wiring board, the positional accuracy of fixing the printed wiring board to the brushless motor 2, the mechanical accuracy of the rotor of the brushless motor 2, the accuracy of magnetization, etc. The output signal has a phase shift with respect to the position of the rotor to be detected originally, that is, the position of the signal of the position detector 3 which should be relative to the induced voltage of the rotor. This deviation can often be as great as 10 degrees in electrical angle.
位置検出器3の信号、すなわちブラシレスモータ2のロータの位置の検出値のずれはブラシレスモータ2駆動時に効率の低下を招き、ブラシレスモータ2の発熱を増加させる。また、この傾向はブラシレスモータ2の回転数が高いほど大きくなる。特に電源電圧に対しブラシレスモータ2の誘起電圧が無視できなくなり、進角制御を行うときには顕著になるとともに、場合によっては脱調、制御不能状態に陥ることもある。   The deviation of the signal of the position detector 3, that is, the detected value of the position of the rotor of the brushless motor 2, causes a decrease in efficiency when the brushless motor 2 is driven, and increases the heat generation of the brushless motor 2. In addition, this tendency increases as the rotation speed of the brushless motor 2 increases. In particular, the induced voltage of the brushless motor 2 is not negligible with respect to the power supply voltage, and becomes noticeable when the advance angle control is performed.
これを防ぐために、あらかじめ設定された電圧、周波数の正弦波状の電圧をブラシレスモータ2に供給し、オープンループ駆動させたときに生ずる前記正弦波状の電圧の位相と位置検出器3の出力信号との位相とのずれ量を検出して記憶手段5に記憶するとともに、
位置検出器3から出力される位置信号に基づくフィードバック制御を行って、ブラシレスモータ2を駆動させるときに前記位置ずれ量に基づいてブラシレスモータ2に供給する正弦波状電圧を補正するようにすることで位置検出器3のずれの影響を受けにくくしている。
In order to prevent this, a sine wave voltage having a preset voltage and frequency is supplied to the brushless motor 2, and the phase of the sine wave voltage generated when the loop is driven and the output signal of the position detector 3. The amount of deviation from the phase is detected and stored in the storage means 5,
By performing feedback control based on the position signal output from the position detector 3 and correcting the sinusoidal voltage supplied to the brushless motor 2 based on the amount of displacement when the brushless motor 2 is driven. The position detector 3 is less affected by the displacement.
特開2002−325480号公報JP 2002-325480 A
しかしながら、このような従来のモータ制御装置では、ブラシレスモータをオープンループ駆動したときに生ずる正弦波上の電圧の位相と位置検出器の出力信号との位相の差を記憶、制御に使用するので、実際のブラシレスモータの誘起電圧に対する位置検出器の信号の関係を測定しているものではない。従って、ある程度の位置検出器の誘起電圧に対する信号の位相差の補正はできるものの、位置検出器の信号の位相差を検出するときの負荷のばらつき等に対応するのは困難である。また低速から高速までブラシレスモータに対しベクトル制御を行うときには、特に高速で進角制御を行うときなどに無効電流の制御に与える影響が大きく、制御性に影響を与えることがある。   However, in such a conventional motor control device, the difference between the phase of the voltage on the sine wave generated when the brushless motor is driven in an open loop drive and the output signal of the position detector is used for storing and controlling. It does not measure the relationship of the position detector signal to the actual brushless motor induced voltage. Therefore, although it is possible to correct the phase difference of the signal with respect to the induced voltage of the position detector to some extent, it is difficult to cope with variations in load when detecting the phase difference of the signal of the position detector. When vector control is performed on a brushless motor from a low speed to a high speed, the influence on the reactive current control is large, particularly when the advance angle control is performed at a high speed, which may affect the controllability.
また、洗濯物の量の多少による負荷のばらつきが大きく、洗濯時あるいは乾燥時にはブラシレスモータを低速駆動し脱水時には高速駆動するドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機に用いた場合、効率よくブラシレスモータを駆動できず、効率のよいドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機を実現することが困難であるという課題があった。   Also, the load varies greatly depending on the amount of laundry, and when used in a drum-type washing machine or drum-type washing / drying machine that drives the brushless motor at low speed during washing or drying and at high speed during dehydration, the brushless motor is efficient. There is a problem that it is difficult to realize an efficient drum type washing machine or drum type washing and drying machine.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ブラシレスモータの制御装置において、精度のよいブラシレスモータの位置検出器の検出位置補正機能を持たせ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動するモータ制御装置およびこれを用いたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機を提供することを目的としている。   The present invention solves the above-described conventional problems, and in a brushless motor control device, has a highly accurate detection position correction function of a position detector of a brushless motor, and drives the brushless motor efficiently from low speed to high speed. It is an object of the present invention to provide a motor control device and a drum-type washing machine or drum-type washing / drying machine using the same.
本発明は上記目的を達成するために、モータ制御装置は、ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記インバータが前記ブラシレスモータに流す電流を検出する電流検出器と、前記位置検出器と前記電流検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に流す電流を電流制御を行い制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線の各々に流れる電流の合成である電流ベクトルを前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記電流ベクトルの方向を検出し、前記電流ベクトルの方向の検出値が、あらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記電流ベクトルの方向の検出値が、あらかじめ定められた範囲内の場合には前記電流ベクトルの方向の検出値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行うモータ制御装置である。   In order to achieve the above object, the present invention provides a motor control device comprising: an inverter that drives a brushless motor; a current detector that detects a current that the inverter passes through the brushless motor; the position detector; and the current detector. A control circuit for controlling the inverter that drives the brushless motor using the output signal of the control circuit, and a storage means associated with the control circuit, the control circuit flowing through the plurality of windings of the brushless motor The current is controlled by performing current control, and a current vector that is a combination of currents flowing through each of the plurality of windings of the brushless motor is rotated more slowly in advance than during operation, and when the output signal of the position detector changes The direction of the current vector is detected, and an abnormality is detected if the detected value of the direction of the current vector is outside a predetermined range. When the position detection correction is completed and the detected value in the direction of the current vector is within a predetermined range, the detected value in the direction of the current vector is used as a correction value for the position detection signal of the brushless motor. And a motor control device that controls the brushless motor using the output signal of the position detector and the correction value of the position detection signal during operation of the brushless motor.
これにより、誘起電圧に対する位置検出器の信号が本来あってほしい位置に対してずれを伴った場合でもそのずれの量を的確に補正することができると共に、位置検出器の信号が本来あってほしい位置よりも大幅にずれている場合にはそれを検出することでブラシレスモータを交換する等の対処を行うことができる。   As a result, even if the position detector signal with respect to the induced voltage has a deviation with respect to the position where it is originally desired, the amount of the deviation can be accurately corrected, and the position detector signal should be original. When the position is significantly deviated from the position, it is possible to take measures such as replacing the brushless motor by detecting it.
本発明のモータ制御装置およびこれを用いたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機は、精度のよいブラシレスモータの位置検出器の検出位置補正機能を持たせ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動する制御装置およびこれを用いたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機を実現することができる。   The motor control device of the present invention and the drum-type washing machine or drum-type washing / drying machine using the motor control device have a highly accurate detection position correction function of the position detector of the brushless motor so that the brushless motor can be efficiently used from low speed to high speed. It is possible to realize a driving control device and a drum-type washing machine or a drum-type washing / drying machine using the control device.
本発明の実施の形態1のモータ制御装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the motor control apparatus of Embodiment 1 of this invention. 同モータ制御装置におけるブラシレスモータの誘起電圧と位置検出信号の関係を示す図The figure which shows the relationship between the induced voltage and position detection signal of a brushless motor in the motor control apparatus 同モータ制御装置におけるブラシレスモータの線間誘起電圧と位置検出器の信号の理想的な場合の図Diagram of ideal case of line induced voltage of brushless motor and position detector signal in the same motor controller 同モータ制御装置におけるブラシレスモータの線間誘起電圧と位置検出器の信号がずれを伴った場合の図Figure when the induced voltage between the brushless motor and the signal of the position detector are misaligned in the motor controller 同モータ制御装置におけるブラシレスモータの線間誘起電圧と位置検出器の信号がずれを伴った場合の図Figure when the induced voltage between the brushless motor and the signal of the position detector are misaligned in the motor controller 同モータ制御装置におけるブラシレスモータのモデルの説明図Illustration of brushless motor model in the motor control device 同モータ制御装置におけるブラシレスモータの巻線U,V,Wのそれぞれの電流をab軸上の電流ia、ibに変換するための(式1)を示す図The figure which shows (Formula 1) for converting each electric current of the windings U, V, and W of the brushless motor in the same motor control apparatus into electric current ia and ib on ab axis 同モータ制御装置におけるブラシレスモータのab軸上の印加電圧va、vbを電圧Vu、Vv、Vwに変換するための(式4)を示す図The figure which shows (Formula 4) for converting the applied voltage va and vb on the ab axis | shaft of the brushless motor in the same motor control apparatus into voltage Vu, Vv, and Vw 従来のモータ制御装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional motor control device
第1の発明のモータ制御装置は、ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記インバータが前記ブラシレスモータに流す電流を検出する電流検出器と、前記位置検出器と前記電流検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に流す電流を電流制御を行い制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線の各々に流れる電流の合成である電流ベクトルを前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記電流ベクトルの方向を検出し、前記電流ベクトルの方向の検出値が、あらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記電流ベクトルの方向の検出値が、あらかじめ定められた範囲内の場合には前記電流ベクトルの方向の検出値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行うものである。   A motor control device according to a first aspect of the present invention includes a brushless motor, a position detector that detects a rotor position of the brushless motor, an inverter that drives the brushless motor, and a current that detects a current that the inverter passes through the brushless motor. A detector, a control circuit for controlling the inverter that drives the brushless motor using output signals of the position detector and the current detector, and a storage means associated with the control circuit, and the control The circuit controls the current flowing through the plurality of windings of the brushless motor by controlling the current, and the current vector, which is a combination of the currents flowing through each of the plurality of windings of the brushless motor, is rotated more slowly than during operation in advance. And detecting the direction of the current vector when the output signal of the position detector changes, When the output value is outside the predetermined range, an abnormality is detected and the position detection correction is terminated, and when the detected value of the direction of the current vector is within the predetermined range, the direction of the current vector Is stored in the storage means as a correction value of the position detection signal of the brushless motor, and the output signal of the position detector and the correction value of the position detection signal are used during operation of the brushless motor. Control is performed.
これにより、前もって位置検出信号の補正のための試運転を行うことで、ブラシレスモータに搭載した位置検出器の出力である位置検出信号を精度よく補正することができるとともに、位置検出信号が規格値より大きく外れたブラシレスモータを搭載された場合にはそれを検出することでブラシレスモータを交換する等の対処を行うことができ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動するモータ制御装置を実現することができる。   Thus, by performing a trial run for correcting the position detection signal in advance, the position detection signal that is the output of the position detector mounted on the brushless motor can be accurately corrected, and the position detection signal is more than the standard value. To realize a motor control device that can drive a brushless motor efficiently from low speed to high speed by detecting the detection of a brushless motor that has been greatly deviated and replacing the brushless motor. Can do.
第2の発明は、ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記インバータが前記ブラシレスモータに流す電流を検出する電流検出器と、前記位置検出器と前記電流検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの
複数の巻線に流す電流を電流制御を行い制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線の各々に流れる電流の合成である電流ベクトルを前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記ブラシレスモータを時計回り及び反時計回りそれぞれに回転させ、それぞれの回転方向で前記位置検出器の出力信号の変化時の前記電流ベクトルの方向の検出を行い、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値が、あらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値が、あらかじめ定められた範囲内の場合には、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行うものである。
The second invention includes a brushless motor, a position detector that detects a rotor position of the brushless motor, an inverter that drives the brushless motor, a current detector that detects a current that the inverter passes through the brushless motor, A control circuit for controlling the inverter that drives the brushless motor using output signals of the position detector and the current detector; and a storage means associated with the control circuit, the control circuit comprising: The current flowing through the plurality of windings of the brushless motor is controlled by controlling current, and a current vector, which is a combination of the currents flowing through each of the plurality of windings of the brushless motor, is rotated more slowly in advance than during operation, and the brushless Rotate the motor clockwise and counterclockwise, and the position detector output signal in each rotation direction. The direction of the current vector at the time of change is detected, and when the average value of the detected values in the direction of the current vector is outside a predetermined range, an abnormality is detected and the position detection correction is terminated, and the current When the average value of the detected values in the direction of the vector is within a predetermined range, the average value of the detected values in the direction of the current vector is stored in the storage means as a correction value for the position detection signal of the brushless motor. When the brushless motor is operated, the brushless motor is controlled using the output signal of the position detector and the correction value of the position detection signal.
これにより、前もって位置検出信号の補正のための試運転を行うことで、ブラシレスモータの軸あるいは負荷の摩擦の影響などを受けにくくし、さらにブラシレスモータに搭載した位置検出器の出力である位置検出信号を精度よく補正することができるとともに、位置検出信号が規格値より大きく外れたブラシレスモータを搭載された場合にはそれを検出することでブラシレスモータを交換する等の対処を行うことができ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動するモータ制御装置を実現することができる。   As a result, by performing a trial run for correcting the position detection signal in advance, it is less affected by the friction of the shaft of the brushless motor or the load, and the position detection signal which is the output of the position detector mounted on the brushless motor. Can be corrected with high accuracy, and when a brushless motor whose position detection signal deviates significantly from the standard value is installed, it can be detected to take measures such as replacing the brushless motor. A motor control device that efficiently drives a brushless motor from high to high speed can be realized.
第3の発明は、ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記インバータが前記ブラシレスモータに流す電流を検出する電流検出器と、前記位置検出器と前記電流検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に流す電流を電流制御を行い制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線の各々に流れる電流の合成である電流ベクトルを前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記電流ベクトルの方向を前記ブラシレスモータの極対数と同じ周期分で検出し、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値が、あらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値が、あらかじめ定められた範囲内の場合には、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行うものである。   A third invention includes a brushless motor, a position detector that detects a rotor position of the brushless motor, an inverter that drives the brushless motor, a current detector that detects a current that the inverter passes through the brushless motor, A control circuit for controlling the inverter that drives the brushless motor using output signals of the position detector and the current detector; and a storage means associated with the control circuit, the control circuit comprising: The current flowing through the plurality of windings of the brushless motor is controlled by controlling the current, and a current vector that is a combination of the currents flowing through each of the plurality of windings of the brushless motor is rotated more slowly in advance than during operation, and the position The direction of the current vector when the detector output signal changes is detected in the same period as the number of pole pairs of the brushless motor. If the average value of the detected values in the direction of the current vector is outside the predetermined range, an abnormality is detected and the position detection correction is terminated, and the average value of the detected values in the direction of the current vector is determined in advance. The average value of the detected values in the direction of the current vector is stored in the storage means as a correction value of the position detection signal of the brushless motor, and the output of the position detector is output during operation of the brushless motor. The brushless motor is controlled using a signal and a correction value of the position detection signal.
これにより、前もって位置検出信号の補正のための試運転を行うことで、ブラシレスモータの極対毎の位置検出信号のばらつきの影響を受けにくくし、さらにブラシレスモータに搭載した位置検出器の出力である位置検出信号を精度よく補正することができるとともに、位置検出信号が規格値より大きく外れたブラシレスモータを搭載された場合にはそれを検出することでブラシレスモータを交換する等の対処を行うことができ、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動するモータ制御装置を実現することができる。   Thus, by performing a trial run for correcting the position detection signal in advance, it is less affected by variations in the position detection signal for each pole pair of the brushless motor, and is the output of the position detector mounted on the brushless motor. The position detection signal can be accurately corrected, and if a brushless motor with a position detection signal deviating greatly from the standard value is installed, measures such as replacing the brushless motor can be performed by detecting it. Thus, it is possible to realize a motor control device that efficiently drives a brushless motor from low speed to high speed.
第4の発明は、上記第1〜第3の発明において、前記制御回路は、位置検出補正を異常を検出して終了した場合には、位置検出信号の補正値を使用せず、あらかじめ設定された初期値を使用し前記ブラシレスモータの運転を行うものである。これにより、正常な値から逸脱した補正値でブラシレスモータを運転することを防ぎ、たとえば位置信号が異常なブラシレスモータを正常なブラシレスモータに交換した後に位置補正処理を行うことなくブラシレスモータの運転を行う場合に異常な動作を防ぐことができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, when the position detection correction is terminated by detecting an abnormality, the control circuit does not use the position detection signal correction value and is set in advance. The initial value is used to operate the brushless motor. This prevents the brushless motor from operating with a correction value that deviates from the normal value.For example, after replacing a brushless motor with an abnormal position signal with a normal brushless motor, the brushless motor can be operated without performing position correction processing. Abnormal operation can be prevented when performing.
第5の発明は、上記第1〜第4の発明において、前記制御回路は、位置検出信号の補正値を検出する近傍の電流ベクトルの回転速度に対して、位置検出信号の補正値を検出しない範囲は電流ベクトルの回転速度を早くするよう制御するものである。これにより、前も
って行う位置検出信号の補正のための時間を短縮することができる。
In a fifth aspect based on the first to fourth aspects, the control circuit does not detect the correction value of the position detection signal with respect to the rotation speed of the current vector in the vicinity that detects the correction value of the position detection signal. The range is controlled to increase the rotation speed of the current vector. As a result, it is possible to reduce the time required for correcting the position detection signal in advance.
第6の発明は、上記第1〜第5の発明において、記憶手段は不揮発性メモリとすることで、ブラシレスモータの制御装置の電源を切った場合でも位置検出信号の補正値を記憶することができ、電源の再投入時に再度試運転を行うことなく低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動するモータ制御装置を実現することができる。   According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects of the invention, the storage means is a non-volatile memory, so that the correction value of the position detection signal can be stored even when the brushless motor control device is turned off. Thus, it is possible to realize a motor control device that efficiently drives a brushless motor from a low speed to a high speed without performing a trial run again when the power is turned on again.
第7の発明は、上記第1〜第6の発明のモータ制御装置をドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機に搭載することで、ブラシレスモータを低速駆動する洗濯時あるいは乾燥時から高速駆動する脱水時まで効率よくブラシレスモータを駆動することができ、効率のよいドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機を実現することができる。   In a seventh aspect of the invention, the brushless motor is driven at a high speed from the time of washing or drying at a low speed by mounting the motor control device of the first to sixth inventions on a drum type washing machine or a drum type washing and drying machine. The brushless motor can be driven efficiently until dehydration, and an efficient drum-type washing machine or drum-type washing / drying machine can be realized.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。また、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same structure as a prior art example attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description. Further, the present invention is not limited by this embodiment.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。ブラシレスモータ2駆動用のインバータ11はスイッチング素子SWUとSWX、SWVとSWY、SWWとSWZの直列に接続された2個1組を並列に3組、合計6個のスイッチング素子より構成されており、図1では例としてスイッチング素子にIGBTを使用している。2個1組のスイッチング素子の接続点、例えばスイッチング素子SWUの下側(エミッタ側)にスイッチング素子SWXの上側(コレクタ側)が接続されているが、その接続点よりブラシレスモータ2の巻線に接続されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor control device according to Embodiment 1 of the present invention. The inverter 11 for driving the brushless motor 2 includes switching elements SWU and SWX, SWV and SWY, two sets connected in series of SWW and SWZ, three sets in parallel, and a total of six switching elements. In FIG. 1, an IGBT is used as a switching element as an example. The connection point of a set of two switching elements, for example, the upper side (collector side) of the switching element SWX is connected to the lower side (emitter side) of the switching element SWU, and from that connection point to the winding of the brushless motor 2 It is connected.
直列に接続された各下側スイッチング素子のエミッタ側は個々に電流検出用の抵抗である低抵抗RU、RV、RW、が接続されており、各低抵抗の他端はインバータ電源の負側へと接続されている。各電流検出用の低抵抗の両端は電流検出回路4に入力されている。各低抵抗RU、RV、RW及び電流検出回路4によりブラシレスモータ2の電流を検出する電流検出器10を構成している。電流検出回路4は低抵抗RU、RV、RWの両端の電圧を増幅し、アナログの信号iu、iv、iwとして出力する。この信号はマイクロコンピュータ等により構成される制御回路1に入力され、A/D変換を行い、電流検出値としてブラシレスモータ2の速度制御、トルク制御等に使用される。ブラシレスモータ2には位置検出器3が搭載されている。この出力信号CSはマイクロコンピュータ等により構成される制御回路1に入力され、前述の電流検出信号と同様にブラシレスモータ2の速度制御、トルク制御等に使用される。   Low resistances RU, RV, and RW, which are current detection resistors, are individually connected to the emitter side of each lower switching element connected in series, and the other end of each low resistance is connected to the negative side of the inverter power supply. Connected with. Both ends of each current detection low resistance are input to the current detection circuit 4. Each low resistance RU, RV, RW and the current detection circuit 4 constitute a current detector 10 that detects the current of the brushless motor 2. The current detection circuit 4 amplifies voltages at both ends of the low resistances RU, RV, and RW, and outputs them as analog signals iu, iv, and iw. This signal is input to a control circuit 1 constituted by a microcomputer or the like, performs A / D conversion, and is used as a current detection value for speed control, torque control, and the like of the brushless motor 2. A position detector 3 is mounted on the brushless motor 2. This output signal CS is input to a control circuit 1 constituted by a microcomputer or the like, and is used for speed control, torque control, etc. of the brushless motor 2 in the same manner as the above-described current detection signal.
なお、図1は実施例の一例であり、使用するスイッチング素子としてMOSFETやバイポーラトランジスタといった他のスイッチング素子を使用することもできる。また、電流検出器10の構成として電流検出用の低抵抗を3本使用した構成を例に説明したが、例えば電流検出用抵抗を1本で構成することもできる。   FIG. 1 is an example of the embodiment, and other switching elements such as MOSFETs and bipolar transistors can be used as the switching elements to be used. In addition, although the configuration in which three low current detection resistors are used as the configuration of the current detector 10 has been described as an example, for example, a single current detection resistor may be configured.
図2は本発明の実施の形態1におけるモータ制御装置のブラシレスモータの誘起電圧と位置検出器の信号との関係を示す図である。ブラシレスモータ2の巻線をU相、V相、W相とする。ブラシレスモータ2のロータを外部より回転させたときに中性点よりU相の巻線端子に発生する誘起電圧がEu、V相の巻線に発生する誘起電圧がEv、W相の巻線に発生する電圧がEwである。また、通常は、中性点はブラシレスモータの外部には端子として現れていないことが多く、線間電圧で表すことが多い。W相巻線端子を基準としてU相の巻線端子に発生する誘起電圧がEuw、U相巻線端子を基準としてV相の巻線端子に発生する誘起電圧がEvu、V相巻線端子を基準としてW相の巻線端子に発生する誘起電
圧がEwvである。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the induced voltage of the brushless motor of the motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention and the signal of the position detector. The windings of the brushless motor 2 are U phase, V phase, and W phase. When the rotor of the brushless motor 2 is rotated from the outside, the induced voltage generated at the U-phase winding terminal from the neutral point is Eu, the induced voltage generated at the V-phase winding is Ev, and the W-phase winding is The generated voltage is Ew. In general, the neutral point does not often appear as a terminal outside the brushless motor, and is often represented by a line voltage. The induced voltage generated at the U-phase winding terminal with respect to the W-phase winding terminal is Euw, the induced voltage generated at the V-phase winding terminal with respect to the U-phase winding terminal as Evu, and the V-phase winding terminal with Ewv is an induced voltage generated at the W-phase winding terminal as a reference.
位置検出器3の出力信号は3相のブラシレスモータでは3本が出ていることが一般的である。図2に示すCS1、CS2、CS3は位置検出器3の出力信号の一例であり、CS1は前述の線間誘起電圧Euw、CS2は線間誘起電圧Evu、CS3は線間誘起電圧Ewvのそれぞれに同期した信号、すなわちそれぞれの線間誘起電圧が0V(ゼロボルト)時に論理が変化する信号である。なお、図2では位置検出器3の信号は線間の誘起電圧と同期しているが、それぞれの相の誘起電圧であるEu、Ev、Ewと同期した信号としてもよい。   In general, three output signals from the position detector 3 are output in a three-phase brushless motor. CS1, CS2, and CS3 shown in FIG. 2 are examples of output signals of the position detector 3. CS1 is the above-described line-induced voltage Euw, CS2 is the line-induced voltage Evu, and CS3 is the line-induced voltage Ewv. This is a synchronized signal, that is, a signal whose logic changes when each line-induced voltage is 0 V (zero volts). In FIG. 2, the signal of the position detector 3 is synchronized with the induced voltage between the lines, but it may be a signal synchronized with Eu, Ev, Ew that is the induced voltage of each phase.
位置検出器3はブラシレスモータ2のロータのマグネットの磁束またはロータと同軸上に取り付けられた位置検出用のマグネットの磁束をホール素子やホールIC等で検出することが一般的である。このときに着磁の精度、ホール素子やホールICのプリント配線板への取り付け精度、プリント配線板のモータ内部への組み込みの精度、ホール素子やホールICの磁束の検出感度といったばらつき要因がある。図2を用いて説明したブラシレスモータ2の線間誘起電圧Euwと位置検出器3の出力信号の一つであるCS1を用いて説明する。   The position detector 3 generally detects the magnetic flux of the magnet of the rotor of the brushless motor 2 or the magnetic flux of the magnet for position detection mounted coaxially with the rotor by a Hall element, Hall IC or the like. At this time, there are variations such as magnetization accuracy, mounting accuracy of the Hall element or Hall IC to the printed wiring board, accuracy of mounting the printed wiring board inside the motor, and detection sensitivity of the magnetic flux of the Hall element or Hall IC. The description will be given using the line induced voltage Euw of the brushless motor 2 described with reference to FIG. 2 and CS1 which is one of the output signals of the position detector 3.
図3は線間誘起電圧と位置検出器の信号の理想的な場合の図の例である。位置検出信号CS1は線間誘起電圧Euwに同期している。即ち線間誘起電圧の0V(ゼロボルト)となる位置、ゼロクロスで位置検出信号CS1の論理が変化している。図4、図5は線間誘起電圧と位置検出器3の信号がずれを伴った場合の図の例である。図4は位置検出信号CS1が線間誘起電圧Euwに対して進みを、図5は遅れを伴っている例である。   FIG. 3 is an example of an ideal case diagram of the line induced voltage and the signal of the position detector. The position detection signal CS1 is synchronized with the line induced voltage Euw. That is, the logic of the position detection signal CS1 changes at a position where the line-to-line induced voltage is 0 V (zero volt) and zero crossing. 4 and 5 are examples of diagrams in the case where the line induced voltage and the signal of the position detector 3 are shifted. FIG. 4 shows an example in which the position detection signal CS1 advances with respect to the line induced voltage Euw, and FIG. 5 shows an example with a delay.
ブラシレスモータ2を制御するときのモータのロータ位置は前述の位置検出器3の出力であるCS1、CS2、CS3の信号を用いて、制御周期毎のロータ位置を補間演算して求め、制御を行う。そのため前述のように位置検出信号にずれがあると出力電流波形の歪やブラシレスモータ2のロータの位置に対して電流の位相の進み、遅れといった影響が生じ、効率の低下や騒音といった悪影響を与える。また、電源電圧に対してブラシレスモータ2の誘起電圧が比較的高くなる場合に進角制御を行うことになるが、その場合には位置検出信号のずれによって、より性能に悪影響を与える可能性がある。以下、前もって位置検出信号の補正のための試運転を行うことで、位置検出器3の検出位置の補正を行う方法を説明する。   The rotor position of the motor when controlling the brushless motor 2 is obtained by interpolating and calculating the rotor position for each control period using the signals CS1, CS2 and CS3 output from the position detector 3 described above. . For this reason, if there is a deviation in the position detection signal as described above, the output current waveform is distorted or the phase of the current is advanced or delayed with respect to the position of the rotor of the brushless motor 2, resulting in adverse effects such as a reduction in efficiency and noise. . Further, when the induced voltage of the brushless motor 2 is relatively high with respect to the power supply voltage, the advance angle control is performed. In this case, there is a possibility that the performance may be adversely affected due to the shift of the position detection signal. is there. Hereinafter, a method for correcting the detection position of the position detector 3 by performing a trial run for correcting the position detection signal in advance will be described.
図6は本発明の実施の形態1におけるモータ制御装置のブラシレスモータのモデルを示す説明図である。また、図6のブラシレスモータを時計回りに回転させたときの誘起電圧と位置検出器の出力信号の関係を既に説明した図2の通りとする。図6には説明を簡単にするため2極のモデルを示している。2極のモデルでは、電気角と機械角は同一の値となる。ステータにはU相の巻線U、V相の巻線V、W相の巻線Wの3つの巻線がある。またロータはマグネットが配置されている。巻線のU相の向きを原点に、時計回り方向に角度θの回転座標を考える。任意の角度θの向きに軸aを、軸aと直交する向きに軸bを座標軸とする。各ステータの巻線から電流を流し込んだときに発生するステータ内側の磁極をN極とする。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a model of a brushless motor of the motor control device according to the first embodiment of the present invention. The relationship between the induced voltage and the output signal of the position detector when the brushless motor of FIG. 6 is rotated clockwise is as shown in FIG. FIG. 6 shows a two-pole model for ease of explanation. In the two-pole model, the electrical angle and the mechanical angle are the same value. The stator has three windings: a U-phase winding U, a V-phase winding V, and a W-phase winding W. A magnet is arranged on the rotor. Let us consider the rotation coordinate of the angle θ in the clockwise direction with the direction of the U phase of the winding as the origin. An axis a is set to an arbitrary angle θ, and an axis b is set to a coordinate axis in a direction orthogonal to the axis a. The magnetic pole inside the stator that is generated when current is supplied from the winding of each stator is defined as N pole.
今、各巻線の合成電流である電流ベクトルを角度θの方向とする、即ち図6のa軸の正の方向より合成電流を流し込んだときに、図6のステータのa軸の正方向にN極が、a軸の負方向にS極が発生する。ブラシレスモータ2のロータはステータの磁極との吸引・反発作用でa軸の正方向にS極、負方向にN極となる向きに引き寄せられる。この状態で角度θをゆっくりと回転させるとブラシレスモータ2のロータもa軸の正方向にS極、負方向にN極を保ったままゆっくりと回転する。角度θを回転させたときに、ブラシレスモー
タ2のロータの回転と共に位置検出器3の出力信号も変化する。この位置検出器3の出力信号の変化した時の角度θの本来あるべき位置との差を補正値として記憶手段5に記憶する。ブラシレスモータ2の位置検出信号の補正値の検出時にはa軸方向に一定の合成電流を流し、角度θをゆっくりと回転させることで位置検出器3の信号の変化点を検出する。以下、検出時の電流制御の例の詳細と、角度θの検出の詳細を説明する。
Now, when the current vector, which is the combined current of each winding, is set to the direction of the angle θ, that is, when the combined current is flowed from the positive direction of the a-axis in FIG. 6, N in the positive direction of the a-axis of the stator in FIG. A pole is generated in the negative direction of the a-axis. The rotor of the brushless motor 2 is attracted in the direction of the S pole in the positive direction of the a-axis and the N pole in the negative direction by the attraction and repulsion action with the magnetic poles of the stator. When the angle θ is slowly rotated in this state, the rotor of the brushless motor 2 also rotates slowly while maintaining the S pole in the positive direction of the a-axis and the N pole in the negative direction. When the angle θ is rotated, the output signal of the position detector 3 also changes as the rotor of the brushless motor 2 rotates. The difference of the angle θ when the output signal of the position detector 3 is changed from the original position is stored in the storage means 5 as a correction value. When detecting the correction value of the position detection signal of the brushless motor 2, a constant composite current is supplied in the a-axis direction, and the change point of the signal of the position detector 3 is detected by slowly rotating the angle θ. Details of an example of current control during detection and details of detection of the angle θ will be described below.
ブラシレスモータ2の位置検出信号の補正値の検出時の電流制御方法について説明する。検出ab軸の電流指令を考える。a軸の電流指令をIa*、b軸の電流指令をIb*とし、電流指令をそれぞれIa*=IおよびIb*=0とする。IはI>0とする。また、巻線Uとa軸との角度θは任意の値とする。巻線Uの電流iu、巻線Vの電流iv、巻線Wの電流iwを、図7に示される(式1)に従ってab軸上の電流ia、ibに変換する。   A current control method when detecting the correction value of the position detection signal of the brushless motor 2 will be described. Consider the detection ab axis current command. The a-axis current command is Ia *, the b-axis current command is Ib *, and the current commands are Ia * = I and Ib * = 0. I is I> 0. The angle θ between the winding U and the a axis is an arbitrary value. The current iu of the winding U, the current iv of the winding V, and the current iw of the winding W are converted into currents ia and ib on the ab axis according to (Equation 1) shown in FIG.
そして、ab軸上の電流指令ia*とib*及び式1で求めた電流iaとibとの間で電流制御を行い、ab軸上のブラシレスモータ2への印加電圧va、vbを決定する。例えば電流制御としてPI制御を行う。   Then, current control is performed between the current commands ia * and ib * on the ab axis and the currents ia and ib obtained by Equation 1, and the applied voltages va and vb to the brushless motor 2 on the ab axis are determined. For example, PI control is performed as current control.
a軸上の電流指令Ia*と電流検出値iaとの差をΔia(Δia=Ia*−ia)、比例定数をKpa、積分定数をKia、b軸上の電流指令Ib*と電流検出値ibとの差をΔib(Δib=Ib*−ib)、比例定数をKpb、積分定数をKibとすると、ab軸上のブラシレスモータ2への印加電圧va、vbは次の(式2)と(式3)で求められる。
va=Kpa×Δia+Kia×ΣΔia ・・・(式2)
vb=Kpb×Δib+Kib×ΣΔib ・・・(式3)
The difference between the current command Ia * on the a-axis and the current detection value ia is Δia (Δia = Ia * −ia), the proportionality constant is Kpa, the integration constant is Kia, the current command Ib * on the b-axis and the current detection value ib And Δb = Ib * −ib), the proportionality constant is Kpb, and the integration constant is Kib, the applied voltages va and vb to the brushless motor 2 on the ab axis are expressed by the following (Equation 2) and (Equation 2). 3).
va = Kpa × Δia + Kia × ΣΔia (Expression 2)
vb = Kpb × Δib + Kib × ΣΔib (Expression 3)
こうして求めたab軸上のブラシレスモータ2への印加電圧va、vbを、図8に示される(式4)に従って三相巻線の電圧Vu、Vv、Vwに変換する。位置検出信号の補正値を検出するときにはこのようにして求めた3相巻線の電圧Vu、Vv、Vwをインバータ11よりブラシレスモータ2に印加することで電流制御を行っている。この電流制御により巻線電流の合成である電流ベクトルはa軸の正の方向に制御され、角度θは電流ベクトルの方向となる。   The voltages va and vb applied to the brushless motor 2 on the ab axis thus obtained are converted into three-phase winding voltages Vu, Vv and Vw according to (Equation 4) shown in FIG. When detecting the correction value of the position detection signal, current control is performed by applying the voltages Vu, Vv, and Vw of the three-phase windings thus obtained to the brushless motor 2 from the inverter 11. With this current control, the current vector, which is a combination of the winding currents, is controlled in the positive direction of the a axis, and the angle θ is the direction of the current vector.
次に電流ベクトルの方向θの検出方法についてその詳細を説明する。図2に示すブラシレスモータの誘起電圧と位置検出器の出力信号の関係を示す図を用い、代表として時計方向回転時の信号CS1のHからLへの変化点の検出について説明する。   Next, details of the method for detecting the direction θ of the current vector will be described. The detection of the change point from H to L of the signal CS1 during clockwise rotation will be described as a representative using the diagram showing the relationship between the induced voltage of the brushless motor and the output signal of the position detector shown in FIG.
図2より、電気角30度の位置が時計方向回転時の信号CS1のHからLへの変化点の理想的な位置である。この理想的な位置をθcs1*とする。一方、前記の電流制御を行いながら電流ベクトルをゆっくりと回転させる。具体的には、ブラシレスモータ2を、洗濯時の回転数500rpmに対し0.1rpm程度の低速度で回転させるように、電流制御を行いながら電流ベクトルをゆっくりと回転させる。電流ベクトルの方向θを徐々に増加させるとブラシレスモータ2のロータは時計周りに回転し、30°近辺で位置検出器3の出力信号の一つであるCS1がHからLになる。このときの電流ベクトルの方向をθcs1とする。例えば図3のように信号CS1がほとんど線間誘起電圧Euwの0V(ゼロボルト)と一致するとき、θcs1は30°位である。   From FIG. 2, the position at the electrical angle of 30 degrees is an ideal position of the changing point from H to L of the signal CS1 at the time of clockwise rotation. Let this ideal position be θcs1 *. On the other hand, the current vector is slowly rotated while performing the current control. Specifically, the current vector is slowly rotated while performing current control so that the brushless motor 2 is rotated at a low speed of about 0.1 rpm with respect to the rotation speed of 500 rpm during washing. When the direction θ of the current vector is gradually increased, the rotor of the brushless motor 2 rotates clockwise, and CS1 which is one of the output signals of the position detector 3 changes from H to L around 30 °. The direction of the current vector at this time is θcs1. For example, as shown in FIG. 3, when the signal CS1 almost coincides with 0 V (zero volt) of the line induced voltage Euw, θcs1 is about 30 °.
また、図4のように信号CS1が線間誘起電圧Euwよりも進んでいる場合はθcs1は30°よりも小さい値となる。また、図5のように信号CS1が線間誘起電圧Euwよりも遅れている場合、θcs1は30°よりも大きい値となる。   Also, as shown in FIG. 4, when the signal CS1 is ahead of the line induced voltage Euw, θcs1 is a value smaller than 30 °. Further, when the signal CS1 is delayed from the line induced voltage Euw as shown in FIG. 5, θcs1 becomes a value larger than 30 °.
図2に示すような誘起電圧と位置検出信号の関係の場合、一般的に位置検出信号は電気角で60°毎に位置情報が変化する。この位置検出信号とブラシレスモータ2の誘起電圧が例えば±10°の精度が保証されている場合、検出したθcs1が理想的な位置から±10°以内にあればそのブラシレスモータ2は規格内品であり、±10°を超える場合には異常品である。検出したθcs1があらかじめ定められた値を超えた場合は異常を検出し、位置検出補正を終了する。   In the case of the relationship between the induced voltage and the position detection signal as shown in FIG. 2, the position information of the position detection signal generally changes every 60 ° in electrical angle. If the position detection signal and the induced voltage of the brushless motor 2 are guaranteed to have an accuracy of ± 10 °, for example, if the detected θcs1 is within ± 10 ° from the ideal position, the brushless motor 2 is a nonstandard product. Yes, if it exceeds ± 10 °, it is an abnormal product. If the detected θcs1 exceeds a predetermined value, an abnormality is detected and the position detection correction is terminated.
検出したθcs1が正常な範囲の場合、θcs1を位置検出信号の補正値として図1の記憶手段5に記憶する。   When the detected θcs1 is in a normal range, θcs1 is stored in the storage unit 5 of FIG. 1 as a correction value of the position detection signal.
以上、位置検出信号の補正値の検出方法について説明したが、実際のブラシレスモータ2の駆動時には、例えばブラシレスモータ2を時計回り方向に駆動する場合、位置検出信号の一つであるCS1がHからLに変化したときに、理想的な位置であるθcs1*である30°を使用せず、あらかじめ記憶手段5に記憶してある位置検出信号の補正値θcs1を角度情報として使用することでブラシレスモータ2を効率よく駆動することができる。   The method for detecting the correction value of the position detection signal has been described above. When the brushless motor 2 is actually driven, for example, when the brushless motor 2 is driven in the clockwise direction, one of the position detection signals CS1 is changed from H. When the angle is changed to L, the brushless motor is obtained by using the correction value θcs1 of the position detection signal stored in advance in the storage unit 5 as angle information without using 30 ° which is the ideal position θcs1 *. 2 can be driven efficiently.
なお、説明のためブラシレスモータ2のロータの時計回り時の位置検出器3の信号の一つであるCS1のHからLへの変化点について説明したが、他の信号CS2、CS3及びLからHへの変化点についても同様の手法で位置検出信号の補正値を検出することができる。   For the sake of explanation, the change point of CS1 from H to L, which is one of the signals of the position detector 3 when the rotor of the brushless motor 2 is rotated clockwise, has been described, but the other signals CS2, CS3 and L to H The correction value of the position detection signal can be detected by the same method for the change point to.
(実施の形態2)
上記実施の形態1で説明した位置検出信号の補正値を検出するときに、例えばブラシレスモータ2が負荷に接続されており、摩擦の影響を受ける場合に、ブラシレスモータ2のロータは電流ベクトルの方向θよりも少し遅れて追従することが予想される。
(Embodiment 2)
When the correction value of the position detection signal described in the first embodiment is detected, for example, when the brushless motor 2 is connected to a load and affected by friction, the rotor of the brushless motor 2 is in the direction of the current vector. It is expected that the follow-up will be a little later than θ.
そこで、前もって行う位置検出信号の補正のための試運転として、ブラシレスモータ2を時計回り及び反時計回りそれぞれに回転させ、それぞれの回転方向で位置検出器3の出力信号の変化時の電流ベクトルの方向の検出を行う。その検出値の平均値があらかじめ定められた値を超える場合には位置検出補正を異常終了し、検出値の平均値があらかじめ定められた値の範囲内の場合には検出値の平均値をブラシレスモータ2の位置検出信号の補正値として記憶手段5に保存することで、摩擦の影響を受けずに検出でき、ブラシレスモータ2駆動時に効率よく駆動することができる。   Therefore, as a trial operation for correcting the position detection signal performed in advance, the brushless motor 2 is rotated clockwise and counterclockwise, and the direction of the current vector when the output signal of the position detector 3 changes in each rotation direction. Detection is performed. If the average value of the detected values exceeds a predetermined value, the position detection correction is terminated abnormally. If the average value of the detected values is within the predetermined value range, the average value of the detected values is brushless. By storing the correction value of the position detection signal of the motor 2 in the storage unit 5, it can be detected without being affected by friction and can be driven efficiently when the brushless motor 2 is driven.
(実施の形態3)
ブラシレスモータ2が2極以外のとき、例えば4極のときは、上記実施の形態1で説明したロータが時計回り時の位置検出信号の一つであるCS1のHからLへの変化点はモータの機械角で180°離れた2箇所存在する。2箇所の信号CS1のHからLへの変化点の位置が異なると、1箇所だけの検出では位置検出信号の補正値の誤差が大きくなってしまう可能性がある。
(Embodiment 3)
When the brushless motor 2 is other than 2 poles, for example, 4 poles, the change point from CS to H of CS1 which is one of the position detection signals when the rotor described in the first embodiment is clockwise is the motor. There are two places with a mechanical angle of 180 ° apart. If the positions of the change points from H to L of the two signals CS1 are different, there is a possibility that the error of the correction value of the position detection signal becomes large if only one point is detected.
この場合、機械角で180°離れた2箇所の位置検出信号のCS1のHからLへの変化点を検出し、その検出値の平均値があらかじめ定められた値を超える場合には位置検出補正を異常終了し、検出値の平均値があらかじめ定められた値の範囲内の場合には検出値の平均値をブラシレスモータ2の位置検出信号の補正値として記憶手段5に保存することで、4極のブラシレスモータでも駆動時に効率よく駆動することができる。   In this case, the change point of CS1 from H to L of two position detection signals separated by 180 ° in mechanical angle is detected, and the position detection correction is performed when the average value of the detection values exceeds a predetermined value. If the average value of the detected values is within a predetermined value range, the average value of the detected values is stored in the storage means 5 as a correction value of the position detection signal of the brushless motor 2 to obtain 4 Even a polar brushless motor can be driven efficiently during driving.
なお、それ以上の極数のブラシレスモータでも同様に極対数分の信号の変化点の電流ベクトルの方向θを検出し、記憶手段5に保存することで、同様にブラシレスモータ2駆動
時に効率よく駆動することができる。
Similarly, even in a brushless motor having more poles, the current vector direction θ at the signal change point corresponding to the number of pole pairs is detected and stored in the storage means 5 so that the brushless motor 2 is driven efficiently in the same manner. can do.
(実施の形態4)
実施の形態4は、上記実施の形態1〜3において、位置検出補正を異常検出して終了した場合には、検出した位置検出信号の補正値を使用せずに、その代わりとしてあらかじめ設定された初期値を使用しブラシレスモータ2の運転を行うものである。この初期値とは位置検出信号が本来あるべき位置の情報である。例えば図2に示すCS1の信号の場合、HからLに変化する場所は30°が本来あるべき位置の情報である。これは、異常な信号を検出した場合に、正常な値から逸脱した補正値でブラシレスモータ2を運転することを防ぎ、たとえば位置信号が異常なブラシレスモータを正常なブラシレスモータに交換した後に位置補正処理を行うことなくブラシレスモータの運転を行う場合に、ブラシレスモータ2の暴走や過大な電流等の異常な動作を防ぐことができる。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, when the position detection correction is abnormally ended in the first to third embodiments, the correction value of the detected position detection signal is not used and is set in advance instead. The brushless motor 2 is operated using the initial value. This initial value is information on the position where the position detection signal should be originally. For example, in the case of the CS1 signal shown in FIG. 2, the place where H changes to L is information on the position where 30 ° should be. This prevents the operation of the brushless motor 2 with a correction value that deviates from the normal value when an abnormal signal is detected. For example, the position correction is performed after replacing a brushless motor with an abnormal position signal with a normal brushless motor. When the brushless motor is operated without performing the processing, the brushless motor 2 can be prevented from running out of control or abnormal operation such as excessive current.
(実施の形態5)
上記実施の形態1〜4において、位置検出器3の補正値を検出するときには電流ベクトルの方向をゆっくりと変化させ、ブラシレスモータ2をゆっくりと回転させることで、精度良く位置検出器3の補正値を検出することができる。一方で補正したい位置検出信号の変化点が多数ある場合や、4極以上のブラシレスモータで実施の形態3のように複数の同信号の変化点の平均値を補正値として検出したい場合、ブラシレスモータ2を補正値の検出の最初から最後まで電流ベクトルをゆっくりと回転させると位置検出器3の補正に掛る時間が長くなってしまう。
(Embodiment 5)
In the first to fourth embodiments, when the correction value of the position detector 3 is detected, the direction of the current vector is changed slowly, and the brushless motor 2 is rotated slowly so that the correction value of the position detector 3 can be accurately obtained. Can be detected. On the other hand, when there are many change points of the position detection signal to be corrected, or when it is desired to detect an average value of a plurality of change points of the same signal as a correction value with a brushless motor having four or more poles as in the third embodiment, the brushless motor If the current vector is slowly rotated from the beginning to the end of detection of the correction value 2, the time required for correction of the position detector 3 becomes longer.
本実施の形態5は、位置検出器3の補正値を取得したい近傍は電流ベクトルの方向θをゆっくりと変化し、ブラシレスモータ2をゆっくりと回転させ、それ以外の部分は電流ベクトルの方向θを比較的早く変化させブラシレスモータ2を早く回転させるものである。このように制御することで、位置検出器3の補正値の取得にかかる時間を短縮することができる。具体的には、例えば、補正値を取得したい近傍ではブラシレスモータ2を0.1rpm程度で回転させ、それ以外の部分では1rpm程度で回転させることによって、効果的に実現することができる。   In the fifth embodiment, the direction θ of the current vector changes slowly in the vicinity where the correction value of the position detector 3 is to be acquired, the brushless motor 2 is rotated slowly, and the direction θ of the current vector is changed in the other portions. The brushless motor 2 is rotated quickly by changing it relatively quickly. By controlling in this way, the time taken to acquire the correction value of the position detector 3 can be shortened. Specifically, for example, it can be effectively realized by rotating the brushless motor 2 at about 0.1 rpm in the vicinity where the correction value is desired to be acquired and rotating at about 1 rpm in other portions.
(実施の形態6)
実施の形態6は、上記実施の形態1〜5において、位置検出信号の補正値を記憶する記憶手段5を不揮発性メモリとするものである。この構成により、例えば本発明のモータ制御装置を工場出荷時に位置検出信号の補正を実施し、位置検出信号の補正値を記憶手段5である不揮発性メモリに記憶することで、電源を切断しても補正値は記憶され、電源の再投入時に位置検出信号の補正を実施することなく効率よくブラシレスモータ2を駆動することができる。
(Embodiment 6)
In the sixth embodiment, the storage means 5 for storing the correction value of the position detection signal in the first to fifth embodiments is a nonvolatile memory. With this configuration, for example, the motor control device of the present invention corrects the position detection signal at the time of shipment from the factory, and stores the correction value of the position detection signal in the nonvolatile memory that is the storage means 5, thereby disconnecting the power supply. The correction value is stored, and the brushless motor 2 can be driven efficiently without correcting the position detection signal when the power is turned on again.
(実施の形態7)
洗濯物を収容したドラムを回転させて洗濯、脱水を行うドラム式洗濯機、さらに乾燥も行うドラム式洗濯乾燥機は、洗濯時あるいは乾燥時には低速・大トルク、脱水時には高速・低トルクでの駆動が必要である。ドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機のドラム駆動用モータとしてブラシレスモータを使用した場合、洗濯時の効率を確保するために誘起電圧をある程度上げておきたい。そのために脱水時には電源電圧に対してブラシレスモータの誘起電圧が比較的高くなるため、進角制御を行うのが一般的である。ドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機に上記実施の形態1〜6のモータ制御装置を搭載することで、効率よくドラムを駆動することができ、効率のよいドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機を実現することができる。
(Embodiment 7)
A drum-type washing machine that rotates and rotates a drum that contains laundry, and a drum-type washing and drying machine that also performs drying are driven at low speed and large torque during washing or drying, and at high speed and low torque during dehydration. is necessary. When a brushless motor is used as a drum driving motor of a drum-type washing machine or drum-type washing / drying machine, it is desired to increase the induced voltage to some extent in order to ensure efficiency during washing. For this reason, since the induced voltage of the brushless motor is relatively high with respect to the power supply voltage during dehydration, it is common to perform advance angle control. By mounting the motor control device according to any of the first to sixth embodiments on a drum-type washing machine or drum-type washing and drying machine, the drum can be driven efficiently, and an efficient drum-type washing machine or drum-type washing and drying is possible. Machine can be realized.
以上のように、本発明にかかるモータ制御装置およびこれを用いたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機は、位置検出器の検出位置のばらつきの影響を受けずに低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動することが可能となるので、ドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機のみならず、負荷のばらつきが大きく、かつ低速から高速に亘ってモータを回転させる必要のある電気機器にとって有用である。   As described above, the motor control device according to the present invention and the drum-type washing machine or the drum-type washing / drying machine using the motor control device are efficiently brushless from low speed to high speed without being affected by variations in the detection position of the position detector. Since the motor can be driven, it is useful not only for drum-type washing machines or drum-type washing / drying machines, but also for electrical equipment that has a large load variation and needs to rotate the motor from low speed to high speed. is there.
1 制御回路
2 ブラシレスモータ
3 位置検出器
4 電流検出回路
5 記憶手段
10 電流検出器
11 インバータ
SWU、SWV、SWW、SWX、SWY、SWZ スイッチング素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control circuit 2 Brushless motor 3 Position detector 4 Current detection circuit 5 Memory | storage means 10 Current detector 11 Inverter SWU, SWV, SWW, SWX, SWY, SWZ Switching element

Claims (7)

  1. ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記インバータが前記ブラシレスモータに流す電流を検出する電流検出器と、前記位置検出器と前記電流検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に流す電流を電流制御を行い制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線の各々に流れる電流の合成である電流ベクトルを前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記電流ベクトルの方向を検出し、前記電流ベクトルの方向の検出値が、あらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記電流ベクトルの方向の検出値が、あらかじめ定められた範囲内の場合には前記電流ベクトルの方向の検出値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行う、位置検出器の検出位置補正機能を備えたモータ制御装置。 A brushless motor; a position detector that detects a rotor position of the brushless motor; an inverter that drives the brushless motor; a current detector that detects a current that the inverter passes through the brushless motor; the position detector; A control circuit for controlling the inverter that drives the brushless motor by using an output signal of a current detector; and a storage means associated with the control circuit, wherein the control circuit includes a plurality of windings of the brushless motor. The current flowing through the wire is controlled by current control, and a current vector, which is a combination of currents flowing through each of the plurality of windings of the brushless motor, is rotated in advance more slowly than during operation, and the output signal of the position detector The direction of the current vector at the time of change is detected, and the detected value of the direction of the current vector is predetermined. In cases other than the range, an abnormality is detected and the position detection correction is terminated. If the detected value of the direction of the current vector is within a predetermined range, the detected value of the direction of the current vector is set to the value of the brushless motor. A position detector that stores the correction value of the position detection signal in the storage means, and controls the brushless motor using the output signal of the position detector and the correction value of the position detection signal when the brushless motor is operated. A motor control device having a detection position correction function.
  2. ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記インバータが前記ブラシレスモータに流す電流を検出する電流検出器と、前記位置検出器と前記電流検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に流す電流を電流制御を行い制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線の各々に流れる電流の合成である電流ベクトルを前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記ブラシレスモータを時計回り及び反時計回りそれぞれに回転させ、それぞれの回転方向で前記位置検出器の出力信号の変化時の前記電流ベクトルの方向の検出を行い、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値が、あらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値が、あらかじめ定められた範囲内の場合には、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行う、位置検出器の検出位置補正機能を備えたモータ制御装置。 A brushless motor; a position detector that detects a rotor position of the brushless motor; an inverter that drives the brushless motor; a current detector that detects a current that the inverter passes through the brushless motor; the position detector; A control circuit for controlling the inverter that drives the brushless motor by using an output signal of a current detector; and a storage means associated with the control circuit, wherein the control circuit includes a plurality of windings of the brushless motor. The current flowing through the wire is controlled by current control, and a current vector, which is a combination of currents flowing through each of the plurality of windings of the brushless motor, is rotated more slowly in advance than during operation, and the brushless motor is rotated clockwise and counterclockwise. Rotate each clockwise, before changing the output signal of the position detector in each rotation direction The direction of the current vector is detected, and when the average value of the detected values in the direction of the current vector is outside the predetermined range, an abnormality is detected and the position detection correction is completed, and the direction of the current vector is detected. When the average value is within a predetermined range, the average value of the detected values in the direction of the current vector is stored in the storage means as a correction value of the position detection signal of the brushless motor, and the brushless motor A motor control device having a detection position correction function of a position detector, which controls the brushless motor by using an output signal of the position detector and a correction value of the position detection signal during the operation.
  3. ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出する位置検出器と、前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、前記インバータが前記ブラシレスモータに流す電流を検出する電流検出器と、前記位置検出器と前記電流検出器の出力信号を利用し前記ブラシレスモータを駆動する前記インバータの制御を行う制御回路と、前記制御回路に付随した記憶手段とを有し、前記制御回路は、前記ブラシレスモータの複数の巻線に流す電流を電流制御を行い制御し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線の各々に流れる電流の合成である電流ベクトルを前もって運転時よりゆっくりと回転させ、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記電流ベクトルの方向を前記ブラシレスモータの極対数と同じ周期分で検出し、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値が、あらかじめ定められた範囲以外の場合には異常を検知し位置検出補正を終了し、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値が、あらかじめ定められた範囲内の場合には、前記電流ベクトルの方向の検出値の平均値を前記ブラシレスモータの位置検出信号の補正値として前記記憶手段に保存し、前記ブラシレスモータの運転時には前記位置検出器の出力信号と前記位置検出信号の補正値を用いて前記ブラシレスモータの制御を行う、位置検出器の検出位置補正機能を備えたモータ制御装置。 A brushless motor; a position detector that detects a rotor position of the brushless motor; an inverter that drives the brushless motor; a current detector that detects a current that the inverter passes through the brushless motor; the position detector; A control circuit for controlling the inverter that drives the brushless motor by using an output signal of a current detector; and a storage means associated with the control circuit, wherein the control circuit includes a plurality of windings of the brushless motor. The current flowing through the wire is controlled by current control, and a current vector, which is a combination of currents flowing through each of the plurality of windings of the brushless motor, is rotated in advance more slowly than during operation, and the output signal of the position detector The direction of the current vector at the time of change is detected in the same period as the number of pole pairs of the brushless motor, and the current vector is detected. If the average value of the detected values in the direction of the current is outside the predetermined range, the abnormality is detected and the position detection correction is terminated, and the average value of the detected values in the direction of the current vector is within the predetermined range. The average value of the detected values in the direction of the current vector is stored in the storage means as a correction value of the position detection signal of the brushless motor, and when the brushless motor is operated, the output signal of the position detector A motor control device having a detection position correction function of a position detector, which controls the brushless motor using a correction value of the position detection signal.
  4. 前記制御回路は、位置検出補正を異常を検出して終了した場合には、位置検出信号の補正
    値を使用せず、あらかじめ設定された初期値を使用し前記ブラシレスモータの運転を行う請求項1〜3のいずれか1項記載のモータ制御装置。
    The control circuit operates the brushless motor by using a preset initial value without using a correction value of a position detection signal when the position detection correction is completed after detecting an abnormality. The motor control apparatus of any one of -3.
  5. 前記制御回路は、位置検出信号の補正値を検出する近傍の電流ベクトルの回転速度に対して、位置検出信号の補正値を検出しない範囲は電流ベクトルの回転速度を早くするよう制御する請求項1〜4のいずれか1項記載のモータ制御装置。 2. The control circuit controls to increase the rotation speed of the current vector in a range where the correction value of the position detection signal is not detected with respect to the rotation speed of a current vector in the vicinity where the correction value of the position detection signal is detected. The motor control apparatus of any one of -4.
  6. 前記記憶手段は不揮発性メモリである請求項1〜5のいずれか1項記載のモータ制御装置。 The motor control device according to claim 1, wherein the storage unit is a nonvolatile memory.
  7. 請求項1〜6のいずれか1項記載のモータ制御装置を備えたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機。 A drum-type washing machine or a drum-type washing / drying machine comprising the motor control device according to claim 1.
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