JP2018137911A - モータ制御装置、及びそれを用いた洗濯機、乾燥機 - Google Patents
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Abstract
Description
給するインバータ回路と、前記モータを流れる電流を検出するモータ電流検出部と、前記モータ電流検出部の出力に基づいて前記インバータ回路を制御するインバータ制御部と、を備えたモータ制御装置であって、前記モータ電流検出部の出力に基づいて前記モータの負荷量を検出する負荷量検出部を備え、前記インバータ制御部は、前記モータのロータの突極性を利用して磁極位置を推定するインダクタンス方式の第1の駆動手段と、前記モータ回転時の逆起電力を利用して磁極位置を推定する誘起電圧方式の第2の駆動手段と、前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段を切り替えできる駆動方式切り替え部と、を有し、前記負荷量検出部が検出する負荷量に応じて、前記駆動方式切り替え部で前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段とを切り替える構成とする。これにより、モータの負荷量や負荷状態に応じてインダクタンス方式と誘起電圧方式を自動で切り替えることができ、より動作が安定的で騒音が少ないモータ制御装置を提供することができる。
以下、図1〜7を用いて、実施の形態1のモータ制御装置およびそれを用いたドラム式洗濯機について説明する。
いる。
モータ3は、例えば、同期型のブラシレスモータであり、ロータの位置を検出する位置センサは備えていない。
インバータ回路2は三相アームを構成する複数のスイッチング素子(例えば、サイリスタ、GTO、トランジスタなど)を6個備えており、各スイッチング素子と並列にダイオードが接続されている。そしてインバータ回路2は直流電源1から直流電力を取り込み、この直流電力を、インバータ制御部5からの制御信号(PWM信号)に応答して交流電力に変換し、変換された交流電力をモータ3に供給するようになっている。インバータ回路2の詳細構成については、よく知られたものと同様であるので、ここでは図を参照しての詳しい説明は省略する。
モータ電流検出部4は、例えば直流及び交流の電流を検出できる直流電流センサや、直流電流センサに比べ安価な交流電流センサを用いることができる。電流検出のために、インバータ回路2の3相アームを構成するスイッチング素子にそれぞれ抵抗素子を直列に接続し、3相のアームに流れる電流から演算によって求めるシャント検出方式を用いても良い。シャント検出方式は交流電流センサよりも安価にモータ電流検出部4を構成することが可能である。
インバータ制御部5は、モータ3のロータの突極性を利用して磁極位置を推定するインダクタンス方式のインダクタンス駆動手段5B(第1の駆動手段)と、モータ3の回転時の逆起電力を利用して磁極位置を推定する誘起電圧方式の誘起電圧駆動手段5C(第2の駆動手段)と、インダクタンス方式と誘起電圧方式を切り替えできる駆動方式切り替え部5Aとを有する。
インダクタンス方式のインダクタンス駆動手段5Bは、モータ3のロータの磁極位置に応じてインダクタンスが変化するため、モータ駆動電流に関係しない高周波電流をモータ3に印加してモータ電流を検出し、それらよりインダクタンス変化に起因する位置推定誤差量を算出する。そして位置推定誤差量をゼロに収束させるように磁極位置を推定する。
誘起電圧方式の誘起電圧駆動手段5Cは、モータ3の回転により発生する逆起電力が磁極位置に応じて変化するため、モータ3の速度に比例する誘起電圧を、モータ3への入力電圧と電流より演算し、電圧誤差をゼロに収束させるように磁極位置を推定する。
駆動方式切り替え部5Aは、ドラム51内ひいてはモータ3の負荷量や負荷状態に応じて、インダクタンス駆動手段5Bと誘起電圧駆動手段5Cの切り替えを行うものである。具体的には、モータ制御に必要な位相角θ、角速度ω、モータ電流/電圧、角速度フィードバック制御パラメータをリアルタイムで引渡し、瞬時切り替えを実現している。
図5は、実施の形態1におけるモータ制御装置の負荷量検出動作の概略説明図、図6は、実施の形態1におけるモータ制御装置の負荷量とモータ電流の関係図である。
くなる。モータ回転数の変動が大きい場合は逆起電力が不安定になり、誘起電圧方式による磁極位置推定の精度が低下する恐れがあり、最悪の場合は脱調する。上記課題に対して低速領域に強いインダクタンス方式のままモータ駆動を行うことで防ぐことができる。
以下、図8〜10を用いて、実施の形態2のモータ制御装置およびそれを用いたドラム式洗濯機について説明する。
の条件に従い駆動方式を切り替える。
1.モータ電流の変動量は大きいか
2.モータ回転数の変動量は大きいか
3.加速度センサの値は大きいか
2 インバータ回路
3 モータ
4 モータ電流検出部
5 インバータ制御部
5A 駆動方式切り替え部
5B インダクタンス駆動手段(第1の駆動手段)
5C 誘起電圧駆動手段(第2の駆動手段)
6 負荷量検出部
7A 第1の負荷状態検出部
7B 第2の負荷状態検出部
7C 第3の負荷状態検出部
51 ドラム
Claims (6)
- モータに駆動電力を供給するインバータ回路と、前記モータを流れる電流を検出するモータ電流検出部と、前記モータ電流検出部の出力に基づいて前記インバータ回路を制御するインバータ制御部と、を備えたモータ制御装置であって、
前記モータ電流検出部の出力に基づいて前記モータの負荷量を検出する負荷量検出部を備え、
前記インバータ制御部は、前記モータのロータの突極性を利用して磁極位置を推定するインダクタンス方式の第1の駆動手段と、前記モータ回転時の逆起電力を利用して磁極位置を推定する誘起電圧方式の第2の駆動手段と、前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段を切り替えできる駆動方式切り替え部と、を有し、
前記負荷量検出部が検出する負荷量に応じて、前記駆動方式切り替え部で前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段とを切り替えるモータ制御装置。 - 前記モータ電流検出部の出力に基づいて前記モータの負荷の偏在量を検出できる第1の負荷状態検出部を更に有し、前記第1の負荷状態検出部から得た負荷の偏在量の大小に応じて、前記駆動方式切り替え部で前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段とを切り替える請求項1記載のモータ制御装置。
- 前記第1の駆動手段または前記第2の駆動手段から演算されたモータ回転数に基づいて前記モータの負荷の偏在量を検出できる第2の負荷状態検出部を更に有し、前記第2の負荷状態検出部から得た負荷の偏在量の大小に応じて、前記駆動方式切り替え部で前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段とを切り替える請求項1または2記載のモータ制御装置。
- モータ駆動時の振動の大小によって前記モータの負荷の偏在量を検出できる第3の負荷状態検出部を更に有し、前記第3の負荷状態検出部から得た負荷の偏在量の大小に応じて、前記駆動方式切り替え部で前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段とを切り替える請求項1〜3のいずれか1項記載のモータ制御装置。
- 前記モータ制御装置を備えた請求項1〜4のいずれか1項記載の洗濯機。
- 前記モータ制御装置を備えた請求項1〜4のいずれか1項記載の乾燥機。
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JP2005102451A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Toshiba Corp | 回転機制御装置および洗濯機 |
JP2007029326A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 洗濯機 |
JPWO2014157628A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2017-02-16 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 回転電機制御装置 |
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