JP5655367B2

JP5655367B2 - モータ駆動装置

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Publication number: JP5655367B2
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Inventors: 富田　謙治郎; 謙治郎富田; 亀田　晃史; 晃史亀田
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Description

本発明はインバータ回路により複数のモータを駆動する洗濯機等のモータ駆動装置に関するものである。

従来、３相誘導電動機やブラシレスモータのような３相同期電動機（以下、総称としてモータと略す）の制御装置として、広く一般にインバータ回路が用いられており、その制御回路の一部分として、モータの巻線電流の検出が行われている。モータの巻線電流の検出方法として、大別して、２通りの方法がある。

１つめの方法は、モータの巻線につながる電路にホールセンサ等を使用した電流検出器を用いることで、モータ巻線の電流を直接検出する方法である。この方法では、モータの巻線電流が精度よく検出でき、また、ホール素子を用いたセンサを使用すると、巻線と制御回路間の絶縁が可能である。一般的に三相モータでは２回路を使用する場合が多い。しかしこの方法では、検出器（あるいは検出回路）が比較的大きく、また、高価である。一般的に産業用のサーボモータの制御回路等、高精度な制御が必要な制御装置に使用されている。

２つ目の方法は、インバータ回路の−側（下側）素子の−電源側に直列に電流検出用シャント抵抗を挿入し、その電圧降下を増幅し、検出する方法である。この方法では、インバータの各素子のオン、オフのタイミングに対して電流検出用シャント抵抗に流れる電流が変化するため、制御回路にて検出するタイミングの制御が必要であり、多くはマイクロコンピュータを用い、制御されている。また、検出する信号の電位はインバータ回路の−側の電位となるため、制御回路を同電位に設置する場合には問題ないが、制御回路をインバータ回路と絶縁した電位に設置する場合には何らかの絶縁回路が必要である。しかし、この方法では比較的安価に電流検出回路を構成できることから、産業用三相誘導電動機駆動用インバータや、洗濯機、エアコン等の家電用モータの制御に幅広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、従来におけるモータ駆動装置のブロック図を示すもので、ヒートポンプ式洗濯乾燥機への実施例を示している。

図７において、交流電源１より全波整流回路２０と電解コンデンサ２１より構成される整流回路２に交流電力を加えて直流電力に変換する直流電源を構成し、第１のインバータ回路３Ａ、第２のインバータ回路３Ｂ、および第３のインバータ回路３Ｃにより直流電力を３相交流電力に変換して、回転ドラム駆動モータ（第１のモータ）４Ａ、ヒートポンプ用圧縮機モータ（第２のモータ）４Ｂおよび送風ファンモータ４Ｃを駆動する。それぞれのインバータ回路の下アームスイッチングトランジスタのエミッタ端子に接続されモータ電流を検出する第１の電流検出手段５Ａ、第２の電流検出手段５Ｂ、および第３の電流検出手段５Ｃと、制御手段６により、回転ドラム駆動モータ（第１のモータ）４Ａ、ヒートポンプ用圧縮機モータ（第２のモータ）６Ｂおよび送風ファンモータ６Ｃのそれぞれのモータの電流を検出して制御を行う。

インバータ制御手段６０は、インバータ回路３Ａ、３Ｂ、３ＣをＰＷＭ制御するＰＷＭ制御手段（図示せず）および高速Ａ／Ｄ変換手段（図示せず）を複数個内蔵するマイクロコンピュータ、等の高速プロセッサにより構成され、インバータ回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃを同時に制御するもので、回転ドラム駆動モータ４Ａ、圧縮機モータ４Ｂ、送風ファンモータ４Ｃはそれぞれ異なる回転速度で制御する。

第１のインバータ回路３Ａは、回転ドラム駆動モータ４Ａを制御するものであり、位置検出手段４０ａによりロータ永久磁石の位置を検出し、第１の電流検出手段５Ａにより回転ドラム駆動モータ４Ａのモータ電流を検出して、回転ドラム駆動モータ４Ａを制御する。

第２のインバータ回路３Ｂは、圧縮機モータ４Ｂを、第３のインバータ回路３Ｃは、送風ファンモータ４Ｃを、第１のインバータと同様に制御を行う。

電流検出手段５Ａ、５Ｂ、５Ｃは３シャント式電流検知方式で、３ヶ又は２ヶのシャント抵抗と電流信号増幅手段より構成し、電流検出手段５Ａ、５Ｂ、５Ｃの基本構成は全く同じであり、モータ電流に応じてシャント抵抗値が異なるので、以下代表例について説明する。フルブリッジ３相インバータ回路下アームトランジスタのそれぞれのエミッタ端子（Ｎｕ、Ｎｖ、Ｎｗ）にシャント抵抗の一方の端子を接続し、シャント抵抗の他方の端子は直流電源負側Ｇ端子に接続するもので、それぞれ３ヶのシャント抵抗より構成されるため３シャント方式と呼ばれる。

図８は、従来におけるインバータ回路の詳細回路図であり、６個のトランジスタとダイオード、および制御用ＩＣよりなるパワーモジュールよりインバータ回路を構成している。ここで、３相アームの１つのＵ相アーム３０Ａについて説明すると、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと略す）よりなる上アームトランジスタ３１ａ１と逆並列ダイオード３２ａ１の並列接続体と、ＩＧＢＴよりなる下アームトランジスタ３１ａ２と逆並列ダイオード３２ａ２の並列接続体を直列関係に接続し、上アームトランジスタ３１ａ１のコレクタ端子は直流電源の正電位端子Ｐ１に接続し、上アームトランジスタ３１ａ１のエミッタ端子はモータ４への出力端子Ｕに接続し、下アームトランジスタ３１ａ２のエミッタ端子Ｎｕは電流検出手段５を構成するＵ相シャント抵抗５０ａを介して高圧直流電源の負電位側端子Ｇ１に接続する。

上アームトランジスタ３１ａ１は上アーム駆動信号Ｕｐに応じて上アームゲート駆動回路３３ａ１により駆動され、下アームトランジスタ３１ａ２は下アーム駆動信号Ｕｎに応じて下アームゲート駆動回路３３ａ２によりオンオフスイッチング制御される。

Ｖ相アーム３０Ｂ、Ｗ相アーム３０Ｃも同様の接続であり、各アームの下アームトランジスタのエミッタ端子Ｎｖ、Ｎｗは電流検出手段５を構成するＶ相シャント抵抗５０ｂ、Ｗ相シャント抵抗５０ｃに接続し、Ｖ相シャント抵抗５０ｂ、Ｗ相シャント抵抗５０ｃの他方の端子は直流電源負電位端子Ｇ１に接続している。ＩＧＢＴ、あるいはパワーＭＯＳＦＥＴにより下アームトランジスタを構成すると、ゲート電圧を制御することによりスイッチング制御できるので、ＩＧＢＴの場合はエミッタ端子、パワーＭＯＳＦＥＴの場合にはソース端子に接続するシャント抵抗の電圧が１Ｖ以下となるように抵抗値を選定すればスイッチング動作にはほとんど影響することなく電圧制御によりオンオフスイッチング制御でき、ＵＶＷ各相シャント抵抗５０ａ、５０ｂ、５０ｃの電圧ｖｅｕ、ｖｅｖ、ｖｅｗを検出することによりインバータ回路出力電流、すなわちモータ電流を検出できる。

図９は、従来例による電流検出手段５の電流信号増幅手段を単電源増幅回路より構成した詳細回路図であり、ＵＶＷ各相シャント抵抗５０ａ、５０ｂ、５０ｃにより検出した交流の電流信号を非反転増幅器により変換増幅し、マイクロコンピュータ等のプロセッサに内蔵するＡ／Ｄ変換器が検出できるＤＣ電圧レベルにレベル変換するものである。

特開２００８−０５４８１２号公報

しかしながら、このような従来のモータ電流検出手段は従来、モータの電流を電圧として検出するシャント抵抗と、増幅器を構成するアンプ（一般的にオペアンプが使用されている）と、増幅器のゲインを決定する複数の抵抗器と、コンデンサやダイオード等のその他の部品より構成されており、部品点数が多く、実装面積も必要で、コストの上でも高くついていた。また、前記先行技術では電流検出手段のモジュール化を記してあるが、前記シャント抵抗、増幅器を構成するアンプ、複数の抵抗器と、コンデンサやダイオード等の部品を例えばハイブリッドＩＣのようなモジュールとしてまとめたものであり、ある程度小型化にはなるものの限界があり、また、コスト的にはモジュール化することで決して安くはならないものである。

また、差動増幅回路の電流増幅率が一定であり、モータによって必要とされる電流値が異なるため、複数のモータを駆動するような機器において、それぞれのモータごとに電流検出手段が必要であり、実装スペースが必要になる。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、インバータ回路により複数のモータを駆動する洗濯機等のモータ駆動装置おいて、小型化、部品点数削減、低コスト化を行うことを目的としている。

本発明は上記目的を達成するために、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動される複数のモータと、前記インバータ回路の出力先が一つのモータに接続されるように配線を切り替える負荷リレーと、前記インバータ回路の負電圧側に接続され、前記インバータ回路の下アームスイッチング手段の導通時に前記モータ電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の出力信号により前記インバータ回路を制御して前記モータを駆動する制御手段を備え、前記電流検出手段はシャント抵抗とこのシャント抵抗の電圧を入力し差動増幅する電流検知ＩＣにより構成し、前記電流検知ＩＣは負電圧の入力が可能であるとともに増幅率を切換え可能な差動増幅回路を有し、前記制御手段は駆動するモータに応じて前記負荷リレーと前記電流検出ＩＣの増幅率を切替えてモータ制御を行う洗濯機等のモータ駆動装置である。

これにより、電流検出手段の小型化、およびモータごとに電流検出手段を実装する必要がなくなり、小型化、部品点数削減、低コスト化を実現できるものである。

本発明のモータ駆動装置は、電流検出手段の小型化、および電流検出手段の削減、低コスト化を実施するものであり、インバータ回路により複数のモータを駆動する洗濯機等のモータ駆動装置の小型化、低コスト化を実現することができる。

本発明の実施の形態１における洗濯機等のシステムブロック図同洗濯機の電流検出手段周辺の要部ブロック図同洗濯機の電流検知ＩＣの回路図本発明の実施の形態２におけるバスポンプ駆動時のフローチャート本発明の実施の形態３における洗濯機等のシステムブロック図同洗濯機のファンモータ駆動時のフローチャート従来のモータ駆動装置のブロック図従来のモータ駆動装置のインバータ回路の詳細回路図従来のモータ駆動装置の電流信号増幅手段の単電源増幅回路の詳細回路図

第１の発明は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動される複数のモータと、前記インバータ回路の出力先が一つのモータに接続されるように配線を切り替える負荷リレーと、前記インバータ回路の負電圧側に接続され、前記インバータ回路の下アームスイッチング手段の導通時に前記モータ電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の出力信号により前記インバータ回路を制御して前記モータを駆動する制御手段を備え、前記電流検出手段はシャント抵抗とこのシャント抵抗の電圧を入力し差動増幅する電流検知ＩＣにより構成し、前記電流検知ＩＣは負電圧の入力が可能であるとともに増幅率を切換え可能な差動増幅回路を有し、前記制御手段は駆動するモータに応じて前記負荷リレーと前記電流検出ＩＣの増幅率を切替えるようにしたことにより、モータを駆動するインバータ回路の下側のスイッチング素子の−電源側を一括接続し、直列に挿入されたシャント抵抗の両端を前記作動増幅回路の＋、−一対の入力端子に接続することで、小型化された電流検出手段を構成することができ、また差動増幅回路の増幅率を制御手段で制御することで、モータごとの電流検出手段が不要になり、部品点数や実装面積が小さく、低コスト化を実現することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、制御手段は、インバータ回路を停止させ、電流検出手段からの信号変化がないことを確認した後に、負荷リレーと電流検出ＩＣの増幅率を切替えるようにしたことにより、負荷リレーによりインバータ負荷を切換えるときのアーク電流、あるいはサージ電圧を減少させることができるので、安価なリレー等で構成可能となり、信頼性の高いモータ駆動装置を実現することができる。

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。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置を用いたインバータ式洗濯機等のシステムブロック図である。図１において、交流電源１００より全波整流回路１０１と電解コンデンサ１０２より構成される整流回路に交流電力を加えて直流電力に変換する直流電源を構成し、インバータ回路１０３Ａにより洗い・すすぎ・脱水等を行うＷＭ（洗濯モータ）１０４、インバータ回路１０３Ｂにより空気を循環させるＦＭ（ファンモータ）１０５および洗濯の為の風呂水を給水するＢＰ（バスポンプ）１０６を駆動する。また、電流検出手段１０７Ａはマイクロコンピュータ等で構成された制御手段１０８からの増幅率設定信号ｚｓ１にて設定される電流増幅率で差動増幅したインバータ回路１０３Ａの電流信号ｉｄｃ１を制御手段１０８に出力する。

そして、制御手段１０８は信号ｉｄｃ１の入力により、最適な条件で負荷モータを駆動するようインバータ回路１０３Ａにインバータの駆動信号ｉｎｖ１を出力する。同様に、電流検出手段１０７Ｂは制御手段１０８からの増幅率設定信号ｚｓ２にて設定される電流増幅率で差動増幅したインバータ回路１０３Ｂの電流信号ｉｄｃ２を制御手段１０８に出力する。そして、制御手段１０８は信号ｉｄｃ２の入力により、最適な条件で負荷モータを駆動するようインバータ回路１０３Ｂにインバータの駆動信号ｉｎｖ２を出力する。さらに制御手段１０８はＦＭ（ファンモータ）１０５を駆動するかＢＰ（バスポンプ）１０６を駆動するかを洗濯の工程で判断し、インバータ回路１０３Ｂの出力を負荷リレー１０９で切換えることにより実現させるようになっている。

図２は電流検出手段１０７周辺の要部ブロック図、図３は電流検出手段１０７を構成する電流検知ＩＣ１１０の回路図である。図２において、３相モータ駆動用のインバータ回路はスイッチング素子３１ａ１（上アームスイッチング手段）と３１ａ２（下アームスイッチング手段）、３１ｂ１（上アームスイッチング手段）と３１ｂ２（下アームスイッチング手段）、３１ｃ１（上アームスイッチング手段）と３１ｃ２（下アームスイッチング手段）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２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３１ａ１の下側（エミッタ側）と３１ａ２の上側（コレクタ側）が接続されているが、その接続点より図示しないモータに接続されている。直列に接続された各下側スイッチング素子（下アームスイッチング手段）のエミッタ側は全て接続されており、電流検出用の抵抗であるシャント抵抗１１１に接続されている。

シャント抵抗１１１の両端は電流検出用ＩＣ１１０に入力されている。電流検出用ＩＣ１１０はシャント抵抗１１１の両端の電圧を差動増幅回路１１２で増幅し、アナログの信号ｉｄｃとして出力する。この信号はマイクロコンピュータ等の制御回路１０８に入力され、Ａ／Ｄ変換を行い、電流検出値としてモータの速度制御、トルク制御等に使用される。

図３で、前述のシャント抵抗１１１の両端は入力端子Ｔ１、Ｔ２に接続される。説明のため、入力端子Ｔ１には図２に示すシャント抵抗１１１の右側、下側ＩＧＢＴのエミッタ側が接続され、入力端子Ｔ２には図２に示すシャント抵抗１１１の左側、コンデンサ１０２側が接続されているとする。入力端子Ｔ１への入力電圧をＶ_T1［Ｖ］、入力端子Ｔ２への入力電圧をＶ_T2［Ｖ］、出力端子Ｔ７への出力電圧をＶ_OUT［Ｖ］、抵抗Ｒ４のＶ_REF側の電圧をＶ_REF［ｖ］、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５の抵抗値をＲ₁［Ω］、Ｒ₂［Ω］、Ｒ₄［Ω］、Ｒ₅［Ω］とすると、出力電圧は、

Ｖ_OUT＝｛（Ｒ₁Ｒ₂＋Ｒ₁Ｒ₅）Ｖ_REF＋（Ｒ₂Ｒ₄＋Ｒ₄Ｒ₅）Ｖ_T1
＋（−Ｒ₁Ｒ₅−Ｒ₄Ｒ₅）Ｖ_T2｝／｛Ｒ₂（Ｒ₁＋Ｒ₄）｝

で表される。また、一般的に差動増幅回路を構成する場合、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５の値はＲ₁＝Ｒ₂、Ｒ₄＝Ｒ₅（またはＲ１：Ｒ４＝Ｒ２：Ｒ５）であり、前式にこれを代入すると、

Ｖ_OUT＝Ｖ_REF＋（Ｖ_T1−Ｖ_T2）Ｒ₄／Ｒ₁

となり、電圧Ｖ_REFを仮想ＧＮＤとし、それを中心に、増幅率Ｒ₄／Ｒ₁で増幅された電圧を端子Ｔ７に接続する。

また、電流検知ＩＣ１１０は差動増幅回路１１１２の増幅率を調整あるいは選択可能とする機能を設け、増幅率の設定用端子を設けた構成とする。図３において、端子Ｔ１３、Ｔ１４は増幅率設定端子であり、増幅率設定器１１４に入力される。図３の例では、端子Ｔ１３、Ｔ１４は２本あるので、４種類の状態を設定することができる。増幅率設定器１１４は例えば端子Ｔ１３、Ｔ１４の状態により、抵抗Ｒ４、Ｒ５の値を変更する。具体的には抵抗Ｒ１、Ｒ２が４０ｋΩであったとする。増幅率設定器１１４は端子Ｔ１３、Ｔ１４の状態によって、Ｒ４、Ｒ５を同時に１００ｋΩ、２００ｋΩ、４００ｋΩ、８００ｋΩと設定する。増幅率はそれぞれ２．５倍、５倍、１０倍、２０倍となる。

これによって、制御するモータの電流値が小さい場合、例えば電流が最大で１Ａ以下の場合には図２に示す電流検出用のシャント抵抗１１１の値を１Ω、電流増幅率を２．５倍とすることで電流は小さいがＳ／Ｎ比に優れた電流検出が可能である。また、電流が大きい場合には、電流検出用抵抗の損失が大きくなるので、抵抗値をなるべく下げたい。例えば電流検出値の最大値が２０Ａの場合、図２に示す電流検出用のシャント抵抗１１１の値を１０ｍΩ、電流増幅率を２０倍とすることで極力抵抗による損失を抑えた電流検出回路を構成することができる。

図１の構成において各定数の設計値の例を示す。今、ＷＭ（洗濯モータ）１０４の最大値を±８Ａ（ゼロ−ピーク）とする。図２に示すシャント抵抗１１１はインバータを構成するＩＧＢＴ３１ａ２、３１ｂ２、３１ｃ２の動作に影響しないように、シャント抵抗１１１による電圧降下を１Ｖ以下とするべきである。シャント抵抗の値を５０ｍΩとしたとき、モータの最大電流による電圧降下は８Ａ×５０ｍΩ＝０．４Ｖであり、仮に８Ａを超えることがあってもインバータ回路の素子を余裕を持って駆動できる。

図２に示す制御回路１０８をマイクロコンピュータのＡ／Ｄ変換器を想定すると、入力可能な電圧は一般的に０Ｖ〜５Ｖであり、その中心電圧の２．５Ｖを基準に±２．５Ｖの範囲に差動増幅器の電圧を設定したい。この場合には、ＩＣ内部の基準電圧Ｖ_REFを２．５Ｖになるように設定する。図３に示す抵抗Ｒ６、Ｒ７、アンプ１１３より構成される基準電圧Ｖ_REFが２．５Ｖとなるように抵抗Ｒ６、Ｒ７を設定する。例えばＩＣの電源電圧ＶＣＣが＋５Ｖの場合には抵抗Ｒ６とＲ７の値を等しく設定する。入力端子Ｔ１、Ｔ２間にはモータの最大電流８Ａ時に０．４Ｖの電圧が入力される。このときの振幅を２．５Ｖ以下とする必要がある。制御手段１０８は電流検知ＩＣ１１０の電流増幅率が５倍になるよう設定信号ｚｓ１を出力する。それにより、最大電流８Ａ時の出力端子Ｔ７の振幅は０．４Ｖ×５＝２．０Ｖとなる。

同様に、ＦＭ（ファンモータ）１０５の最大値を±２Ａ、ＢＰ（バスポンプ）１０６の最大値を±１Ａとする。シャント抵抗１１１の値を０．２Ωとすると最大電圧降下は０．４Ｖである。そして、ＦＭ（ファンモータ）１０５駆動時は増幅率を５倍に設定し、ＢＰ（バスポンプ）１０６駆動時は増幅率を１０倍とすることで、それぞれのモータについてＳ／Ｎ比に優れた電流検出が可能となる。

このようにそれぞれ電流の異なるモータを１つのインバータ回路と１つの電流検出手段で、インバータ回路の出力先を切換えることで、精度の高いモータ駆動が実現できる。

なお、上記各定数は一例であり、モータの電流値、制御回路への出力電圧等の条件により、値は変化するものである。また、ＩＣの内部ブロック構成は一例であり、例えば入力端子Ｔ１、Ｔ２と差動増幅器への入力の極性や、差動増幅器の構成を別の構成としても良い。また、本実施例の電流検出手段は各インバータ回路３相分の電流をまとめて検出しているが、各相毎に３個の電流検出を配置することにより、さらに高精度なモータの速度制御、トルク制御等が可能となる。

また、増幅率の設定に２端子を用い、４通りの設定として説明を行ったが、増幅率設定端子の数は２端子以外の数でも良い。例えば増幅率設定端子を１端子のみとし、差動増幅回路の増幅率を５倍、１０倍といった２段階に設定することもできる。また、増幅率設定端子を３端子とし、５種類以上の差動増幅回路の増幅率の設定をすることもできる。また、増幅率をアナログ的に設定しても良い。例えば１端子で端子と回路ＧＮＤ間に抵抗を接続し、アナログ入力とすることで、増幅率設定器内部にカレントミラーを用い、各抵抗Ｒ４、Ｒ５をリニアに設定を行うこともできる。

以上のように本発明のモータ制御装置を構成することで、電流検出手段の小型化、およびモータごとに電流検出手段を実装する必要がなり、小型化、部品点数削減、低コスト化を実現できる小型で安価なモータ制御装置を実現することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態１において、制御手段１０８はインバータ回路１０３Ｂを停止させ、電流検出手段１０７Ｂからの信号ｉｄｃ２の変化がないことを確認した後に、負荷リレー１０９を駆動するようにしたものである。

図４にその実施例を示す。図４はＢＰ（バスポンプ）１０６を駆動する際の制御手段１０８の判断を示したフローチャートである。ステップ２００でＢＰ（バスポンプ）１０６の駆動判断を行う。まず、ステップ２０１で現在ＦＭ（ファンモータ）１０５駆動中か否かを判定する。駆動中であればステップ２０２でＦＭ（ファンモータ）１０５を停止させる。そして、ステップ２０３で電流検知ＩＣ１１０からの電流信号ｉｄｃ２が基準電圧であるＶ_REFのままで変化がない、つまりモータに電流が流れていないことを確認し、ステップ２０４で、負荷リレー１０９をＢＰ（バスポンプ）１０６側に切換え、電流検知ＩＣ１１０に増幅率５倍の設定信号を出力する。そして、ステップ２０５でインバータ回路１０３Ｂにインバータ駆動信号を出力し、ＢＰ（バスポンプ）１０６の駆動を開始する。

これにより、負荷リレー１０９でインバータ負荷を切換えるときのアーク電流、あるいはサージ電圧を減少させることができるので、安価なリレー等で構成可能となり、信頼性の高いモータ駆動装置を実現することができる。

（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３におけるモータ駆動装置を用いたインバータ式洗濯機等のシステムブロック図であり、制御手段１０８はＦＭ（ファンモータ）１０５の目標電流値（目標回転数）に応じて電流検出ＩＣ１１０の増幅率を切替えるようにしたものである。他の構成は上記実施の形態１と同じである。

図６にその実施例を示す。図６はＦＭ（ファンモータ）１０５を駆動する際の制御手段１０８の判断を示したフローチャートである。ステップ３００でＦＭ（ファンモータ）１０５駆動判断を行う。まず、ステップ３０１で目標回転数が２０００ｒｐｍなのか５０００ｒｐｍなのかを工程により判断する。ここで、ＦＭ（ファンモータ）１０５の電流最大値を２０００ｒｐｍ時は±２Ａ、５０００ｒｐｍ時は±３．５Ａであるものとする。シャント抵抗１１１の値を０．２Ωとすると最大電圧降下は０．６Ｖであり、前述した１．０Ｖ以下を構成できる。そして、ステップ３０２で２０００ｒｐｍ目標時は電流検知ＩＣ１１０の増幅率を５倍に設定することで、電流検出ＩＣ１１０の出力電流ｉｄｃ２を２．５Ｖ±２．０Ｖとする。また５０００ｒｐｍ目標時はステップ３０３およびステップ３０４にて、電流検出ＩＣの増幅率を２．５倍に設定することで、電流検出ＩＣ１１０の出力電流ｉｄｃ２を２．５Ｖ±１．７５Ｖとする。そして、ステップ３０５でインバータ回路１０３Ｂにインバータ駆動信号を出力し、所望の回転数でＦＭ（ファンモータ）１０５の駆動を開始する。

これにより、負荷の状態が変化する場合においても電流検知ＩＣ１１０から出力される電流検知信号ｉｄｃ２の値を０〜５Ｖの範囲で最大限の振幅にすることができ、Ｓ／Ｎ比に優れた信号電流検出が可能となり、少ない部品構成で最適なモータ制御を実現することがでる。

なお、本実施例では実施の形態１で示した負荷リレー１０９が存在しないが、負荷リレー１０９が存在した場合でも同様に実現可能である。

以上のように、本発明にかかるモータ駆動装置は、電流検出手段の小型化、部品点数の削減、および電流検出手段の削減が可能となるので、インバータ回路により複数のモータを駆動する洗濯機等のモータ駆動装置として有用である。

１０３インバータ回路
１０４ＷＭ（洗濯モータ）
１０５ＦＭ（ファンモータ）
１０６ＢＰ（バスポンプ）
１０７電流検出手段
１０８制御手段
１０９負荷リレー
１１０電流検知ＩＣ
１１１シャント抵抗
１１２差動増幅回路

Claims

直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動される複数のモータと、前記インバータ回路の出力先が一つのモータに接続されるように配線を切り替える負荷リレーと、前記インバータ回路の負電圧側に接続され、前記インバータ回路の下アームスイッチング手段の導通時に前記モータ電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の出力信号により前記インバータ回路を制御して前記モータを駆動する制御手段を備え、前記電流検出手段はシャント抵抗とこのシャント抵抗の電圧を入力し差動増幅する電流検知ＩＣにより構成し、前記電流検知ＩＣは負電圧の入力が可能であるとともに増幅率を切換え可能な差動増幅回路を有し、前記制御手段は駆動するモータに応じて前記負荷リレーと前記電流検出ＩＣの増幅率を切替えるようにしたモータ駆動装置。
制御手段は、インバータ回路を停止させ、電流検出手段からの信号変化がないことを確認した後に、負荷リレーと電流検出ＩＣの増幅率を切替えるようにした請求項１記載のモータ駆動装置。