JP2017158380A - Motor control device, and drum type washing machine or drum type washing dryer machine using the same - Google Patents
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Abstract
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10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. 10 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12と、前記ブラシレスモータ12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12を駆動するインバータ11と、前記位置検出器3の信号を利用し前記ブラシレスモータ12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12には前記位置検出器3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 includes a
ブラシレスモータ12の制御は、ブラシレスモータ12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12のロータの速度、位置を検出し、インバータ11の前記6個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12を制御する。
The control of the
ところで、ブラシレスモータ12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12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12への固定位置精度、ブラシレスモータ12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
位置検出器3の信号、すなわちブラシレスモータ12のロータの位置の検出値のずれはブラシレスモータ12駆動時に効率の低下を招き、ブラシレスモータ12の発熱を増加させる。また、この傾向はブラシレスモータ12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12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
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12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12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12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からの信号の位相のずれの影響を受けにくくしている提案がなされている。
In order to prevent this, a sine wave voltage having a preset voltage and frequency is supplied to the
また、上記特許文献1記載の技術では、ブラシレスモータ12をオープンループで駆動した時に生じる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に記憶させ制御に使用するので、洗濯物の量の多少によるばらつきに対しては効率よくブラシレスモータ12を駆動できないという課題があり、この課題を解決するために、精度の良い位置検出器3の検出位置補正機能を持たせ、前もって実際の運転時よりゆっくりと回転させた状態で位置検出器3からの位置検出信号の補正を行うようにしたモータ制御装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
In the technique described in
しかし、これらの対応で、例えば、ドラム式洗濯機にブラシレスモータ12が搭載され、その製品で、上記の位置検出器3の信号のズレなどを検出したとして、その検出値を制御回路64に付随した記憶手段5に記憶して、ブラシレスモータ12駆動時に、その値を補正して制御する場合、位置検出器3はブラシレスモータ12内蔵の部位であるので、その出力信号はあくまで固有のものであり、その内蔵されているブラシレスモータにしか関連がないデータである。
However, with these correspondences, for example, the
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12に内蔵されている位置検出器3のズレを記憶手段5に記憶していても、生産過程でブラシレスモータ12そのものの取り付けの不備で取り換えたり、市場でブラシレスモータ12そのものや周囲部品の不具合により交換したりすることで、制御回路64に付随している記憶手段5では、新しく組み付けられたブラシレスモータ12には何の意味も持たないデータになってしまい、新たに再度、製造時に行う補正値の測定を、生産過程や市場、もしくはユーザー宅で実施しなければならないことになる。
However, in such a conventional motor control device, even if the displacement of the
また、制御回路64についても、市場でまったく不具合が発生しないとは言い切れず、記憶手段5がその制御回路64に付随している構成であれば、制御回路64を修理したり、交換したりする場合でも、ブラシレスモータ12が正常で何の異常もないにもかかわらず、再び、そのブラシレスモータ12内蔵の位置検知器3のばらつきを測定し、補正値を検出し、再度制御回路64に付随する記憶手段5に記憶することになる。
In addition, it cannot be said that there is no problem in the market with respect to the
ここで、万一この動作を忘れて、取り付けられているブラシレスモータ12の補正値が+10度で、新しい制御回路64に付随している記憶手段5に記憶されている補正値が中央値だったとした場合、+10度の差が生じ、制御不能になったり、無効電流が多く流れ、他の回路部分が異常発熱したり、保護装置が働いて、動作ができなくなったりすることにもなりかねない。
Here, forgetting this operation, the correction value of the attached
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12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12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 in which the
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最適な場所で確実なデータとして持たせ、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. In a brushless motor control device, a highly accurate detection position correction function of a position detector of a brushless motor is provided as reliable data at an optimum location, so that low speed to high speed can be obtained. It is an object of the present invention to provide a motor control device that efficiently drives a brushless motor and a drum-type washing machine or a drum-type washing / drying machine using the same.
本発明は、上記目的を達成するために、ブラシレスモータと、このブラシレスモータに内蔵された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、この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を備え、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制御を行って三相交流電流を印加し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線に印加する三相交流電流を前もって運転時よりゆっくりと回転させて、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記三相交流電流の方向を検出し、前記三相交流電流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て位置検出補正異常信号を出力し、前記三相交流電流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、前記三相交流電流の方向の検出値を出力し、これら出力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、前記ブラシレスモータに内蔵された記憶手段の第1所定エリアに保存し、前記ブラシレスモータの運転時には、このブラシレスモータに内蔵されている前記位置検出器の出力信号と前記記憶手段の第1所定エリアに記憶された位置検出信号の補正値と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である。 In order to achieve the above object, the present invention provides a brushless motor, a position detector that detects the position of a rotor built in the brushless motor, an inverter that drives the brushless motor, and the inverter that flows through the brushless motor. A current detector that detects a current; and a control circuit that controls the inverter that drives the brushless motor using an output signal of the position detector and the current detector, and the control circuit includes the brushless motor. The position detection is performed by applying a three-phase alternating current to the plurality of windings of the winding and applying a three-phase alternating current, and rotating the three-phase alternating current applied to the plurality of windings of the brushless motor more slowly than in operation. The direction of the three-phase alternating current when the output signal of the detector changes is detected, and the detected value of the direction of the three-phase alternating current is predetermined. If it is outside the range, an abnormality is detected and a position detection correction abnormality signal is output.If the detected value of the direction of the three-phase alternating current is within a predetermined range, the direction of the three-phase alternating current is Detection values are output, and these output values are stored as correction values for the position detection signal of the brushless motor in a first predetermined area of the storage means built in the brushless motor. When the brushless motor is in operation, the brushless motor And a motor control device for controlling the brushless motor using an output signal of the position detector built in the sensor and a correction value of the position detection signal stored in the first predetermined area of the storage means, and the same A drum type washing machine or a drum type washing and drying machine.
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ともに、その補正値をブラシレスモータに付随して確実に保持することができ、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 when the position detector signal with respect to the induced voltage has a deviation from the desired position, the deviation amount can be accurately corrected, and the correction value is attached to the brushless motor. If the position detector signal is significantly deviated from the desired position, it is possible to take measures such as replacing the brushless motor by detecting it.
また、製品の動作において記憶することが必要なデータを、前記記憶手段の所定エリア以外に記憶することができることで、製品側においても低価格で無駄のない回路構成を実現している。 Further, since data that needs to be stored in the operation of the product can be stored in a region other than the predetermined area of the storage means, a low-cost and wasteful circuit configuration is realized even on the product side.
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、ブラシレスモータ固有のデータを、ブラシレスモータにあらかじめ内蔵されている記憶手段に記憶でき、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で、低速から高速まで効率よくブラシレスモータを駆動でき、さらに、製品として必要な動作時のデータを、前記記憶手段を共用して記憶することで、無駄のない低価格な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 can store data unique to the brushless motor in the storage means built in the brushless motor in advance, and provide a highly accurate brushless motor. With the detection position correction function of the position detector, the brushless motor can be driven efficiently from low speed to high speed, and the operation data required for the product is stored in common with the storage means, so that there is no waste. An inexpensive drum-type washing machine or drum-type washing and drying machine can be realized.
第1の発明のモータ制御装置は、ブラシレスモータと、このブラシレスモータに内蔵された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、この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を備え、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制御を行って三相交流電流を印加し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線に印加する三相交流電流を前もって運転時よりゆっくりと回転させて、前記位置検出器の出力信号の変化時の前記三相交流電流の方向を検出し、前記三相交流電流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て位置検出補正異常信号を出力し、前記三相交流電流の方向の検出値があらかじめ定められた範囲内の場合は、前記三相交流電流の方向の検出値を出力し、これら出力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、前記ブラシレスモータに内蔵された記憶手段の第1所定エリアに保存し、前記ブラシレスモータの運転時には、このブラシレスモータに内蔵されている前記位置検出器の出力信号と前記記憶手段の第1所定エリアに記憶された位置検出信号の補正値と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。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a motor control device comprising: a brushless motor; a position detector that detects a rotor position built in the brushless motor; an inverter that drives the brushless motor; and a current that the inverter passes through the brushless motor. A current detector to detect, and a control circuit for controlling the inverter that drives the brushless motor using output signals of the position detector and the current detector, and the control circuit includes a plurality of brushless motors. The three-phase alternating current to be applied to the plurality of windings of the brushless motor is rotated more slowly in advance than during the operation to control the current flowing through the winding of the positionless detector, A range in which the direction of the three-phase alternating current when the output signal changes is detected and the detected value of the direction of the three-phase alternating current is predetermined If the detected value of the direction of the three-phase AC current is within a predetermined range, the detected value of the direction of the three-phase AC current is detected. These output values are stored in the first predetermined area of the storage means built in the brushless motor as correction values for the position detection signal of the brushless motor, and are built into the brushless motor during operation of the brushless motor. The brushless motor is controlled using the output signal of the position detector and the correction value of the position detection signal stored in the first predetermined area of the storage means.
これにより、製品としての試運転を行う必要なく、動作時に位置検出信号の補正値をブラシレスモータに内蔵した記憶手段から得ることで、そのブラシレスモータ固有の位相ズレを認識でき、さらには、動作時に得られるデータを前記記憶手段を利用して記憶することができる。また、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は生産過程で選別可能で、製品への組み込み前に排除できるので、製品に組み込み後の交換の手間も生じない。さらには記憶手段を共用化できることで、製品側で別の第2記憶手段を設ける必要もなくなり、低価格での対応が可能となる。 This makes it possible to recognize the phase shift inherent to the brushless motor by obtaining the correction value of the position detection signal from the storage means built in the brushless motor at the time of operation without having to perform a trial run as a product. Stored data can be stored using the storage means. In addition, brushless motors whose position detection signals deviate more than the standard value can be selected in the production process and can be eliminated before being incorporated into the product, so that there is no need for replacement after incorporation into the product. Furthermore, since the storage means can be shared, it is not necessary to provide another second storage means on the product side, and it is possible to cope with a low price.
第2の発明は、上記第1の発明において、前記制御回路は、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三相交流電流の方向の検出を行い、それぞれの回転方向で得られた前記三相交流電流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て位置検出補正を終了し、それぞれの回転方向で得られた前記三相交流電流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三相交流電流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の第2所定エリアに保存するものである。 In a second aspect based on the first aspect, the control circuit rotates the brushless motor clockwise and counterclockwise, and changes the output signal of the position detector in each rotation direction. Detects the direction of the three-phase alternating current, and detects the position by detecting an abnormality if the average value of the detected values of the three-phase alternating current direction obtained in each rotation direction is outside the predetermined range. When the average value of the detected values in the direction of the three-phase alternating current obtained in the respective rotation directions is within a predetermined range, the average value of the detected values in the direction of the three-phase alternating current is obtained. Is stored in the second predetermined area of the storage means as a correction value of the position detection signal of the brushless motor.
これにより、前もってブラシレスモータ単品生産時に位置検出信号の補正を検出する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排除し、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測定、補正し、記憶手段に記憶させ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単品の不良品として排除することも簡単にできるので、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。さらには、記憶手段を共用化できることで、製品側で別の第2記憶手段を設ける必要もなくなり、低価格での対応が可能となる。
As a result, the trial operation for detecting the correction of the position detection signal at the time of single brushless motor production eliminates the influence of the friction of the shaft or load of the brushless motor, and the position detector mounted on the brushless motor. The output position detection signal can be measured and corrected with high accuracy and stored in the storage means. If a brushless motor with a position detection signal deviating greatly from the standard value is installed, it is regarded as a single defective product. Since it can be easily eliminated, a motor control device that efficiently drives a brushless motor from low speed to high speed can be realized. Furthermore, since the storage means can be shared, it is not necessary to provide another second storage means on the product side, and it is possible to cope with a low price.
第3の発明は、上記第1または第2の発明において、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制御を行って三相交流電流を印加し、前記ブラシレスモータの前記複数の巻線に印加する三相交流電流を前もって運転時よりゆっくりと回転させて、前記三相交流電流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、前記ブラシレスモータの極対数に対応して得られた前記三相交流電流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て位置検出補正を終了し、前記ブラシレスモータの極対数に対応して得られた前記三相交流電流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三相交流電流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の第3所定エリアに保存するものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the control circuit applies a three-phase alternating current by performing a current control to flow through the plurality of windings of the brushless motor, and the plurality of the brushless motors. Rotate the three-phase alternating current applied to the windings of the coil more slowly than in operation, and detect the direction of the three-phase alternating current in the same period as the number of pole pairs of the brushless motor, to the number of pole pairs of the brushless motor When the average value of the detected values in the direction of the three-phase alternating current obtained in a corresponding manner is outside the predetermined range, the abnormality is detected and the position detection correction is finished, and the number of pole pairs of the brushless motor is supported. If the average value of the detected values in the direction of the three-phase alternating current obtained in the above is within a predetermined range, the average value of the detected values in the direction of the three-phase alternating current is detected as the position of the brushless motor. Is intended to store a third predetermined area of said storage means as a correction value of No..
これにより、前もってブラシレスモータ単品生産時に位置検出信号の補正値を検出する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測定、補正し、記憶することができる。また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検出時には、NG判定し、排除することが簡単にできるようになる。よって、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。さらにはこのブラシレスモータを製品に搭載した際には、ブラシレスモータ内の記憶手段を製品側の制御回路と連係させた記憶手段として共用化できることで、製品側で別の第2記憶手段を設ける必要もなくなり、低価格での対応が可能となる。 As a result, by performing trial operation to detect the correction value of the position detection signal in advance when producing a brushless motor alone, it is less affected by variations in the position detection signal for each pole pair of the brushless motor, and is mounted on the brushless motor. The position detection signal, which is the output of the position detector, can be accurately measured, corrected, and stored. Further, when a brushless motor whose position detection signal deviates greatly from the standard value is detected, it is possible to easily perform NG determination and eliminate it. Therefore, it is possible to realize a motor control device that efficiently drives a brushless motor from low speed to high speed. Furthermore, when this brushless motor is mounted on a product, the storage means in the brushless motor can be shared as a storage means linked to a control circuit on the product side, so that it is necessary to provide another second storage means on the product side. It becomes possible to respond at a low price.
第4の発明は、上記第1〜第3の発明において、前記記憶手段の第1、第2、第3の所定エリアへの記憶は、前記ブラシレスモータの生産時、もしくは、前記ブラシレスモータが組み込まれる製品の完成前で前記ブラシレスモータ回転時の連結負荷が影響していない状態で実施されるブラシレスモータを搭載したことにより、ブラシレスモータの単体状態で測定することで、他の影響がない、ブラシレスモータ自体の位相ズレの補正値を測定できブラシレスモータ単体の固有データとして内蔵の記憶手段に記憶できることとなる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the storage of the storage means in the first, second, and third predetermined areas is performed when the brushless motor is produced or the brushless motor is incorporated. By installing a brushless motor that is implemented in a state where the connection load during rotation of the brushless motor is unaffected before the product is completed, measuring the brushless motor as a single unit has no other effects. The correction value of the phase shift of the motor itself can be measured and can be stored in the built-in storage means as unique data of the brushless motor alone.
つまり、ブラシレスモータ単体での固有の補正値(位置検出信号の補正値)を単体の状態で確実に検出でき、内蔵の記憶手段に記憶できるので、ブラシレスモータは自身の特性を自身で記憶して自分の実体を明確にできることになる。そして、ブラシレスモータを採用し駆動させる製品セット側の制御回路で駆動を行う際、このブラシレスモータの実体(補正値)をブラシレスモータに内蔵された記憶手段から入力し、その補正値をベースに駆動を行える。 In other words, the unique correction value (position detection signal correction value) of the brushless motor alone can be reliably detected and stored in the built-in storage means, so the brushless motor stores its own characteristics by itself. You will be able to clarify your substance. When driving with a control circuit on the product set side that adopts and drives a brushless motor, the substance (correction value) of this brushless motor is input from the storage means built in the brushless motor and driven based on the correction value. Can be done.
さらには、このブラシレスモータ内蔵の記憶手段を、搭載する製品の制御回路と接続することによって、製品で得られるデータを前記記憶手段へ記憶させることができるため、改めて製品の制御回路内に第2の記憶手段を配置させなくてもよくなる。 Furthermore, by connecting the storage means with a built-in brushless motor to the control circuit of the product to be mounted, the data obtained from the product can be stored in the storage means. It is not necessary to arrange the storage means.
第5の発明は、上記第1〜第4の発明において、前記記憶手段は、前記ブラシレスモータが組み込まれた製品の記憶したいデータを前記第1、第2、第3の所定エリア以外のエリアに記憶することができる構成としたことにより、ブラシレスモータ個体のデータと、組み込まれた製品での必要データをそれぞれ記憶することができる。つまり、制御回路は前記記憶手段に記憶されている補正値を入力できるので、製品として動作させている際に
得られるデータや情報を同じ記憶手段の違うエリアに記憶することができる。このため、わざわざ製品側で、記憶手段を持つ必要がなく、兼用が可能となることで、安価で効率よくデータ記憶ができることになる。
In a fifth aspect based on the first to fourth aspects, the storage means stores data desired to be stored in a product in which the brushless motor is incorporated in an area other than the first, second, and third predetermined areas. By adopting a configuration capable of storing, it is possible to store data on individual brushless motors and necessary data on the incorporated products. That is, since the control circuit can input the correction value stored in the storage means, data and information obtained when operating as a product can be stored in different areas of the same storage means. For this reason, it is not necessary to have a storage means on the product side, and it becomes possible to store data inexpensively and efficiently by combining the storage means.
第6の発明は、上記第1〜第5の発明のモータ制御装置を用いたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機であり、低速・大トルクを必要とする洗濯時や乾燥時、高速・低トルクが必要とされる脱水時、いずれの工程においても効率よく洗濯物を収容した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。 A sixth invention is a drum-type washing machine or drum-type washing / drying machine using the motor control device according to any of the first to fifth inventions. At the time of dehydration requiring low torque, the drum storing the laundry can be driven efficiently in any process, and an efficient drum type washing machine or drum type washing and 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.
ここで、本発明の実施の形態においては、ブラシレスモータモータ部2が従来例のブラシレスモータ12に相当し、位置検出器3および記憶手段5を含むブラシレスモータ全体をブラシレスモータ20と称して以下説明する。
Here, in the embodiment of the present invention, the brushless
(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。図1において、ブラシレスモータモータ部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モータ部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
直列に接続された各下側スイッチング素子SWX、SWY、SWZのエミッタ側に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モータ部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20の速度制御、トルク制御等に使用される。
Low resistances RU, RV, RW, which are current detection resistors, are individually connected to the emitter side of each of the lower switching elements SWX, SWY, SWZ connected in series, and the other end of each low resistance is Connected to the negative side of the inverter power supply. Both ends of each current detection low resistance are input to the
ブラシレスモータ20には、位置検出器3が組み込まれて搭載されている。この位置検出器3からの出力信号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20の速度制御、トルク制御等に使用される。
The
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
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。ブラシレスモータモータ部2の巻線をU相、
V相、W相とする。図2において、ブラシレスモータモータ部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線間誘起電圧が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線間誘起電圧が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線間誘起電圧が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
V phase and W phase. In FIG. 2, when the rotor of the
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
位置検出器3はブラシレスモータモータ部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、プリント配線板のブラシレスモータ20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。これらのばらつき要因に起因する線間誘起電圧と位置検出器3の信号のずれおよびその補正方法について、図2を用いて説明したブラシレスモータモータ部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
図3は線間誘起電圧と位置検出器3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Euw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 a diagram in an ideal case of the line induced voltage and the signal of the
ブラシレスモータモータ部2を制御するときのブラシレスモータモータ部2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の位置検出信号を用いて、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モータ部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モータ部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 brushless
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モータ部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モータ部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。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 the brushless motor section of the motor control apparatus according to
今、各巻線に三相交流電流を印加したときにステータの各巻線より発生する磁束の合成磁束の向きを角度θの方向とする。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。ブラシレスモータモータ部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モータ部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、ブラシレスモータモータ部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。ブラシレスモータモータ部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, the direction of the combined magnetic flux generated by each winding of the stator when a three-phase alternating current is applied to each winding is defined as the direction of the angle θ. The N pole is generated in the positive direction of the a-axis and the S pole is generated in the negative direction of the a-axis in the stator of FIG. The rotor of the
ブラシレスモータモータ部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。各巻線に印加する三相交流電流のピーク値をI*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。U相の巻線Uの電流指令値をiu*、V相の巻線Vの電流指令値をiv*、W相の巻線Wの電流指令値をiw*とすると、それぞれ、iu*=I*cosθ、iv*=I*cos(θ−120°)、iw*=I*cos(θ−240°)となる。U相の巻線Uの電流iu、V相の巻線Vの電流iv、W相の巻線Wの電流iwは前述のように図1の電流検出器10により検出され制御回路1に入力される。それぞれの電流指令値と電流検出値を用い、3相巻線上で電流制御を行う。例えば電流制御としてPI制御を行う。
A current control method when detecting the correction value of the position detection signal of the
U相の巻線Uの電流指令値iu*と電流検出値iuとの差をΔiu(Δiu=iu*−iu)、同様にV相の巻線Vの電流指令値iv*と電流検出値ivとの差をΔiv(Δiv=iv*−iv)、W相の巻線Wの電流指令値iw*と電流検出値iwとの差をΔiw(Δiw=iw*−iw)、比例定数をKp、積分定数をKiとする。ブラシレスモータモータ部2のU相の巻線Uへの印加電圧vu、V相の巻線Vへの印加電圧vv、W相の巻線Wへの印加電圧vwは次の(式1)〜(式3)で求められる。
The difference between the current command value iu * of the U-phase winding U and the detected current value iu is Δiu (Δiu = iu * −iu). Similarly, the current command value iv * of the V-phase winding V and the detected current value iv Δiv (Δiv = iv * −iv), the difference between the current command value iw * of the W-phase winding W and the current detection value iw is Δiw (Δiw = iw * −iw), the proportionality constant is Kp, Let the integration constant be Ki. The applied voltage vu to the U-phase winding U, the applied voltage vv to the V-phase winding V, and the applied voltage vw to the W-phase winding W of the
vu=Kp×Δiu+Ki×ΣΔiu・・・(式1)
vv=Kp×Δiv+Ki×ΣΔiv・・・(式2)
vw=Kp×Δiw+Ki×ΣΔiw・・・(式3)
vu = Kp × Δiu + Ki × ΣΔiu (Equation 1)
vv = Kp × Δiv + Ki × ΣΔiv (Expression 2)
vw = Kp × Δiw + Ki × ΣΔiw (Equation 3)
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モータ部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ブラシレスモータモータ部2の各巻線の発生する磁束の合成磁束はa軸の正の方向に制御され、角度θは三相交流電流の方向となる。
When detecting the correction value of the position detection signal, current control is performed by applying the voltages vu, vv, vw of the three-phase windings obtained in this way to the brushless
次に、三相交流電流の方向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モータ部2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位置検出信号CS1のHからLへの変化点の検出について説明する。本実施の形態においては、ブラシレスモータモータ部2が2極モデルであるので、位置検出信号CS1がHからLへと変化する点は機械角360°一周で1箇所である。
Next, the details of the method for detecting the direction θ of the three-phase alternating current will be described. As a representative, the detection of the change point from H to L of the position detection signal CS1 during clockwise rotation will be described using the diagram showing the relationship between the induced voltage of the
図2より、電気角30度の位置が時計方向回転時の位置検出信号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三相交流電流を洗濯運転時よりゆっくりと回転させる。具体的には、ブラシレスモータモータ部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三相交流電流をゆっくりと回転させる。
三相交流電流の方向θを徐々に増加させるとブラシレスモータモータ部2のロータは時計回りに回転し、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。このときの三相交流電流の方向をθcs1とする。例えば図3のように位置検出信号CS1がほとんど線間誘起電圧Euwの0V(ゼロボルト)と一致するときはθcs1は30°位である。
From FIG. 2, the position at an electrical angle of 30 degrees is an ideal position of the change point from H to L of the position detection signal CS1 when rotating clockwise. Let this ideal position be θcs1 *. On the other hand, the three-phase alternating current is rotated more slowly than in the washing operation while performing the current control. Specifically, the three-phase alternating current is slowly rotated while performing current control so that the brushless
When the direction θ of the three-phase alternating current is gradually increased, the rotor of the
また、図4のように、位置検出信号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のように位置検出信号CS1が線間誘起電圧Euwよりも遅れている場合はθcs1は30°よりも大きい値となる。 Also, as shown in FIG. 4, when the position detection signal CS1 is ahead of the line induced voltage Euw, θcs1 is a value smaller than 30 °. Further, when the position detection signal CS1 is behind 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モータ部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モータ部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、位置検出補正異常信号を出力して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. For example, when the position detection signal and the induced voltage of the brushless
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のブラシレスモータ20に内蔵された記憶手段5の第1所定エリアに記憶する。
When the detected θcs1 is in a normal range, θcs1 is stored in the first predetermined area of the storage means 5 built in the
以上、位置検出信号の補正値の検出方法および保存について説明したが、実際のブラシレスモータモータ部2駆動時には、例えばブラシレスモータモータ部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、あらかじめブラシレスモータ20の記憶手段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モータ部2を効率よく駆動することができる。
Although the method for detecting and storing the correction value of the position detection signal has been described above, when the brushless
なお、説明のためブラシレスモータモータ部2のロータの時計回り回転時の位置検出器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、他の位置検出信号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。また、時計回りではなく反時計回りに回転させても同様に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
(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モータ部2が負荷に接続されており、摩擦の影響を受ける場合に、ブラシレスモータモータ部2のロータは三相交流電流の方向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
そこで、本発明の実施の形態2におけるモータ制御装置では、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、ブラシレスモータモータ部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三相交流電流の方向の検出を行う。そのそれぞれの回転方向で得られた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、それぞれの回転方向で得られた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モータ部2の位置検出信号の補正値としてブラシレスモータ20の記憶手段5の第2所定エリアに保存することで、摩擦の影響を受けずに検出でき、ブラシレスモータモータ部2駆動時に効率よく駆動することができる。
Therefore, in the motor control device according to the second embodiment of the present invention, as a trial operation for correcting the position detection signal performed in advance, the brushless
(実施の形態3)
ブラシレスモータモータ部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箇所の位置検出信号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
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2対4極に対応して得られた2つ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、2対4極に対応して得られた2つの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モータ部2の位置検出信号の補正値としてブラシレスモータ20内の記憶手段5の第3所定エリアに保存することで、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 in two position detection signals separated by 180 ° in mechanical angle is detected, and the average value of the two detection values obtained corresponding to the 2 to 4 poles is If the value exceeds a predetermined value, the position detection correction ends abnormally, and if the average value of the two detection values obtained corresponding to 2 to 4 poles is within a predetermined value range, the detection is performed. By storing the average value as a correction value of the position detection signal of the
なお、それ以上の極数のブラシレスモータモータ部2でも同様に極対数分の信号の変化点の三相交流電流の方向θを検出し、それらの平均値をブラシレスモータモータ部2の位置検出信号の補正値としてブラシレスモータ20内の記憶手段5に保存することで、同様にブラシレスモータモータ部2駆動時に効率よく駆動することができる。
Similarly, the brushless
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4におけるモータ制御装置は、上記実施の形態1〜3において、記憶手段5の複数の各所定エリアへの記憶については、ブラシレスモータ20の生産時、もしくは、ドラム式洗濯機等のブラシレスモータ20が組み込まれる製品の完成前でブラシレスモータモータ部2回転時の連結負荷が影響していない状態で実施されるブラシレスモータ20を搭載したもので、ブラシレスモータ20単体の固有データとして内蔵の記憶手段5に記憶するようにしたものである。これにより、位置検出信号の補正値をブラシレスモータ20の単体状態で測定することで、他の影響がない、ブラシレスモータ20自体の位相ズレの補正値を測定できる。さらには、このブラシレスモータ20内蔵の記憶手段5を搭載する製品の制御回路1と接続することによって、製品で得られる位置検出信号の補正値データをブラシレスモータ20に内蔵された前記記憶手段5へ記憶させることができるため、改めて製品の制御回路1内に第2の記憶手段を配置させなくてもよくなる。
(Embodiment 4)
The motor control device according to
また、ブラシレスモータ20の製造時に、位相のズレを検証し、記憶手段5に記憶でき、製品として組み込まれる際には、その記憶手段5の記憶データを利用する、以降の動作についても同じであることからもわかるように、記憶手段5はその記憶値が電源を供給していなくても消去されない不揮発性メモリでなければならない。
Further, when the
前記記憶手段5を不揮発性メモリとすることで、ブラシレスモータモータ部2に記憶手段5を付加したブラシレスモータ20として生産する際に、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モータ部2を駆動することができる。
By making the storage means 5 a non-volatile memory, when producing the
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5におけるモータ制御装置は、上記実施の形態1〜4において、記憶手段5は、第1、第2、第3の所定エリア以外のエリアに、ブラシレスモータ20が組み込まれたドラム式洗濯機等の製品の完成品の記憶したいデータを記憶できるようにし、ブラシレスモータ20個体のデータと、組み込まれた製品での必要データをそれぞれ記憶することができるようにしたものである。
(Embodiment 5)
In the motor control device according to the fifth embodiment of the present invention, in the first to fourth embodiments, the
つまり、ブラシレスモータ20単体での固有の補正値(位置検出信号の補正値)を単体の状態で確実に検出でき、ブラシレスモータ20内蔵の記憶手段5に記憶できる。これにより、ブラシレスモータ20は自身の特性を自身で記憶して自分の実体を明確にできることになる。
That is, the correction value unique to the
例えば、図8に本実施の形態における記憶手段5の記憶エリア配置の一例を示す。簡易的にメモリエリア内の※4の場所のアドレスは『60』とし、※5の場所のアドレスは『82』と称す。 For example, FIG. 8 shows an example of the storage area arrangement of the storage means 5 in the present embodiment. For simplicity, the address of the location * 4 in the memory area is “60”, and the address of the location * 5 is “82”.
第1、第2、第3の所定エリアについて仮に図8に示した※1、※2、※3とすると、このアドレスは上記にならって示すと、『04』『14』、『05』『15』、『06』『16』となる。この記憶手段5の所定エリアのアドレスについては、図8で示したように、ブラシレスモータ20を生産する過程で、工場内の設備・治具を用いて、インバータ11、電流検出器10、電流検出回路4、それらをコントロールする制御回路1を設備として有して、それらをブラシレスモータ20に接続して指定する。そして、上記実施の形態1〜3で説明したように位置検出信号の補正値を、必要に応じてそれぞれ指定されたアドレスの第1、第2、第3所定エリアに保存する。もちろん、このブラシレスモータ20には、位置検出器3、ブラシレスモータモータ部2、記憶手段5が内蔵されている。
Assuming that the first, second, and third predetermined areas are * 1, * 2, and * 3 shown in FIG. 8, the addresses are expressed as "04", "14", "05", "05" 15 ”,“ 06 ”and“ 16 ”. As for the address of the predetermined area of the storage means 5, as shown in FIG. 8, in the process of producing the
記憶手段5に記憶している前記第1、第2、第3所定エリアの補正値について、どの補正値を選定するかについては、ブラシレスモータ20の単独での動作確認での補正値測定によれば、大きな差がない可能性もある。
Which correction value is selected for the correction values of the first, second, and third predetermined areas stored in the storage means 5 depends on the correction value measurement in the operation check of the
しかしながら、製品に組まれないと、その差の影響がわからないし、意味もない。よって、その確認を実際の製品にて測定し、前記第1、第2、第3所定エリアのいずれに保存された補正値を優先して利用するかを判断すればいい。 However, if it is not assembled into a product, the effect of the difference is not understood and meaningless. Therefore, the confirmation may be measured with an actual product, and it may be determined whether the correction value stored in the first, second, or third predetermined area is used preferentially.
上記した実施の形態1〜4記載による位相ズレの補正値を算出し、ブラシレスモータ20に内蔵されている記憶手段5に記憶させるようにするためのエリアが所定エリアである。この所定エリアのアドレスを固定していれば、その後、ブラシレスモータ20を出荷した後で、製品に組み込まれても、ブラシレスモータ20の位相ズレに対する固有の補正値は明確となる。
An area for calculating the correction value of the phase shift according to the first to fourth embodiments and storing the correction value in the
つまり、図7(a)に示したイメージ図は、ブラシレスモータ20の単品の生産工程での、そのブラシレスモータモータ部2の位置検出信号の補正値を記憶手段5の所定エリアに記憶するための治具、設備の接続イメージであり、上記したような実施の形態1〜3記載の内容で位置検出信号の補正値を算出し、その値を、記憶手段5の所定エリア(たとえば実施の形態1による場合は第1所定エリア『04』『14』)に記憶させるよう、設備の制御回路1から指示を行い、前記ブラシレスモータ20内の記憶手段5が記憶する。
That is, the image shown in FIG. 7A is a process for storing the correction value of the position detection signal of the
このブラシレスモータ20を使用して、製品たとえば、ドラム式洗濯乾燥機を生産する工程においては、図7(b)のように、ドラム式洗濯乾燥機30内に前記ブラシレスモータ20が組み込まれる。
In the process of producing a product, for example, a drum type washing / drying machine using the
上記したドラム式洗濯乾燥機の構成の一例を図9に示している。中央には、ドラムが位置し、その下側に本発明のモータ制御装置によって制御されるブラシレスモータ20が配置されている。また、図の左側下部のドラム式洗濯乾燥機30の前下部に制御回路1を配置し、製品内での接続はリード線ユニット21で接続されている。よって、このリード線ユニット21を経由して、前記制御回路1とブラシレスモータ20が接続され、このブラシレスモータ20に内蔵されている記憶手段5の所定エリアにこのブラシレスモータ20
固有の位置検出信号の補正値が記憶されている。
An example of the configuration of the drum-type washing and drying machine described above is shown in FIG. A drum is located at the center, and a
A correction value for the unique position detection signal is stored.
制御回路1は、ブラシレスモータ20を駆動する前に、前記記憶手段5の所定エリアに記憶されている補正値を入力する。この入力値をベースに、製品としての必要な制御(回転指示)を行うことになる。
The
ドラム式洗濯乾燥機30を駆動させるための制御回路1は、その他の負荷の動作と同じように、前記ブラシレスモータ20の駆動を行うが、その前に、このブラシレスモータ20がどのような実体のものかを確認するために、前記記憶手段5の所定エリア(例えば、前記記載の第1所定エリア『04』『14』)のアドレスに記憶されている数値を補正値として入力し、この数値を基に、ブラシレスモータ20を駆動させる。よって、組みこまれた際に、製品側の制御回路1と連結されているラインを経由して、前記ブラシレスモータ20内の記憶手段5にアクセスが可能となる。
The
もともと、製品に組み込まれた際には、ブラシレスモータ20を駆動させるために結線をしないといけない。また、位置検出器3の出力も得なければならず、何らかの結合は従来から必要であった。その結合ラインに、今回記憶手段5のラインが追加することとなるが、従来からも位置検出器3の電源は製品側から供給していることもあり、アクセス用に2ライン追加のみで記憶手段5への入出力が可能となる。
Originally, when incorporated in a product, connection must be made to drive the
ここで、ブラシレスモータ20の単品製造現場での位置検出信号の補正値の書き込みアドレスを、前述したように生産時に事前にきっちりと取り決めしておけば、そのアドレスでのデータのやり取りは問題なく可能であり、複数の補正値や他の条件設定も可能となる。
Here, if the write address of the correction value of the position detection signal at the manufacturing site of the
また、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1〜4のモータ制御装置によって制御されるブラシレスモータを搭載することで、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。 In addition, a drum-type washing machine that performs washing and dewatering by rotating a drum containing laundry, and a drum-type washing and drying machine that also performs drying are low speed and large torque during washing or drying, and high speed and low torque during dehydration. Must be driven. 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 brushless motor controlled by the motor control device according to the first to fourth embodiments on a drum-type washing machine or drum-type washing and drying machine, the drum can be driven efficiently and efficient drum-type washing. A machine or drum-type washing and drying machine can be realized.
さらに、例えば、ドラム式洗濯乾燥機を動作させること関する記憶したい情報(たとえば、使用者が設定した動作条件(運転モード、洗濯、乾燥条件他))については、従来では、製品の回路上に記憶手段を設けていたが、本発明によれば、前記ブラシレスモータ20に別用件で内蔵している記憶手段5を利用することにより、従来からの製品の回路上の記憶手段は不要となる。この記憶手段5をうまく利用するために、上記したように、ブラシレスモータ20個体のデータを保存する所定エリア(第1、第2、第3所定エリア)を確実に定め(上記の例では、アドレス『04』『14』、『05』『15』、『06』『16』)、そのエリア以外の場所を使用することで、データ記憶の場所の共用が図れ、無駄なく低価格な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。
Further, for example, information to be stored (for example, operating conditions (operation mode, washing, drying conditions, etc.) set by the user) related to operating the drum type washing / drying machine is conventionally stored on the product circuit. However, according to the present invention, by using the storage means 5 incorporated in the
以上のように、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によれば、ブラシレスモータ20固有のデータを、あらかじめ内蔵されている記憶手段5に記憶でき、精度のよい位置検出器3の検出位置補正機能で、低速から高速まで効率よくブラシレスモータ20を駆動できる。また、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20は生産過程で選別可能で、製品への組み込み前に排除で
きるので、製品に組み込み後の交換の手間も生じない。
As described above, according to the motor control device of the present invention and the drum-type washing machine or the drum-type washing / drying machine using the same, data unique to the
また、本発明によれば、記憶手段5が製品の制御回路1から離れているところに位置していることで、他の負荷(たとえば、冷却ファンモータや、ヒートポンプ乾燥用のコンプレッサー等)の駆動回路からも離れていることになる。これらの負荷は、非常にノイズ成分を放出する可能性があり、記憶手段5へのアクセス時は、これらの負荷を停止させた状態で行っているが、記憶されているデータは、ノイズによる影響が少ない方がベターであり、記憶手段5の配置場所という観点でもいい傾向となる。
Further, according to the present invention, since the storage means 5 is located away from the
さらに、電子部品の周囲温度についても、製品の制御回路1については、上記したように様々な負荷を駆動するための駆動回路が密集しており、負荷に流れる電流も10A程度の負荷もあり、発熱が大きく、冷却しているものも少なくない。全体的に冷却ファンを用いて、制御回路1の冷却を行うため、発熱していない部品も周囲の温度の影響である程度の温度になる可能性もある。
Furthermore, with regard to the ambient temperature of the electronic component, the drive circuit for driving various loads is dense as described above for the
そういった環境下に記憶手段5を配置するより、前記ブラシレスモータ20に内蔵し、位置検出器3と同じエリアに配置することによって、前記の制御回路1よりも明らかに低い周囲温度環境下におくことができる。
Rather than disposing the storage means 5 in such an environment, it is built in the
また、本発明によれば、本発明のモータ制御装置によって制御されるブラシレスモータ20を採用し駆動させる製品側の制御回路1で駆動を行う際、このブラシレスモータ20の実体(補正値)をブラシレスモータ20に内蔵された記憶手段5から入力し、その補正値をベースに駆動を行える。
Further, according to the present invention, when the product-
制御回路1は、前記記憶手段5に記憶されている補正値を入力できるので、製品として動作させている際に得られるデータや情報を、同じ記憶手段5のブラシレスモータモータ部2の位置検出信号の補正値とは異なるエリア(アドレス)に記憶することができる。このため、わざわざ製品側で、記憶手段を持つ必要がなく、兼用が可能となることで、安価で効率よくデータ記憶ができることになる。
Since the
また、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が、本発明のモータ制御装置によって制御されるブラシレスモータを搭載することで、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。 In addition, a drum-type washing machine that performs washing and dewatering by rotating a drum containing laundry, and a drum-type washing and drying machine that also performs drying are low speed and large torque during washing or drying, and high speed and low torque during dehydration. However, by installing a brushless motor controlled by the motor controller of the present invention, the drum can be driven efficiently, and an efficient drum-type washing machine or drum-type washing dryer can be installed. 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でき、かつ前記位置検出器の検出位置のばらつきをブラシレスモータに内蔵の記憶手段に記憶し、その記憶手段の他の記憶エリアを製品動作時に得られるデータ保存場所として利用でき、さらにブラシレスモータの生産時における製品への組み込みや市場での交換時に最適な設定で容易に製品に組み込むことができるので、特に家庭用のドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機に用いられるモータ制御装置、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として有用である。 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. The motor can be driven, the variation in the detection position of the position detector is stored in the storage means built in the brushless motor, and the other storage area of the storage means can be used as a data storage location obtained during product operation. A motor control device especially used for home-use drum-type washing machines or drum-type washer / dryers, because it can be easily incorporated into products with optimal settings when incorporating into motors during product production or replacement in the market. And a drum-type washing machine or a drum-type washing / drying machine using the same.
1 制御回路
2 ブラシレスモータモータ部
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
20 ブラシレスモータ
DESCRIPTION OF
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-
2016
- 2016-03-04 JP JP2016041682A patent/JP2017158380A/en active Pending
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