JP6023974B2 - Washing machine - Google Patents

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裕智 藤岡
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  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Description

本発明は、洗濯機のモータ駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a motor drive device for a washing machine.

従来、この種の洗濯機は、ベクトル制御でモータを駆動することにより、洗濯兼脱水槽の負荷のアンバランス検出時に定トルク制御ができるようにし、脱水回転時の回転数変動を検出することにより衣類のアンバランスを検出し、衣類のアンバランスに応じて回転数を制御することで、アンバランスの検出精度を向上させるとともに、洗濯兼脱水槽を高速回転させて脱水率を向上させている。(例えば、参考文献1)。   Conventionally, this type of washing machine is driven by vector control to allow constant torque control when detecting the load imbalance of the washing and dewatering tub, and by detecting fluctuations in the rotation speed during dewatering rotation. By detecting the imbalance of the clothes and controlling the rotation speed according to the imbalance of the clothes, the imbalance detection accuracy is improved and the washing and dewatering tub is rotated at a high speed to improve the dehydration rate. (For example, Reference 1).

特許第3915557号公報Japanese Patent No. 3915557

しかし、このような構成の場合、モータに高い負荷がかかった場合においても、設定回転数を維持するように回転数制御がなされるため、モータ入力電力が増え、モータやモータ駆動回路、電源回路の大電力がかかり、電源回路に流れる電流が増えて電源回路保護用のヒューズが切れたり、モータやモータ駆動回路、電源回路の部品が故障するという課題を有していた。   However, in such a configuration, even when a high load is applied to the motor, since the rotational speed control is performed so as to maintain the set rotational speed, the motor input power increases, and the motor, motor drive circuit, power supply circuit Therefore, there is a problem that the current flowing through the power supply circuit is increased, the fuse for protecting the power supply circuit is blown, and the motor, the motor drive circuit, and the power supply circuit components are broken.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、モータ入力電力を許容範囲に抑えて制御することで、モータ、モータ駆動回路、電源回路を保護するとともに、脱水性能の低下を抑える洗濯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 is a washing machine that protects a motor, a motor drive circuit, and a power circuit by controlling the motor input power within an allowable range and suppresses a decrease in dewatering performance. It is intended to provide.

従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯物を収容して回転駆動される回転ドラムと、整流回路で整流された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記回転ドラムを前記インバータ回路により駆動するモータと、前記モータの回転子位置を検知する位置検出手段と、前記モータが設定回転数になるように回転数を制御する回転数制御手段と、前記モータに入力される電力を検知するモータ電力検知手段と、洗い・すすぎ・脱水の各行程の少なくとも1つ以上の行程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は脱水動作中にモータ入力電力が第1の所定時間以上、第1の所定電力を超えたときに、設定回転数を変えて、モータ入力電力が一定電力になるように制御するようにしたものである。   In order to solve the conventional problems, a washing machine of the present invention includes a rotating drum that accommodates laundry and is driven to rotate, an inverter circuit that converts DC power rectified by a rectifier circuit into AC power, and the rotation A motor for driving the drum by the inverter circuit; position detecting means for detecting a rotor position of the motor; a rotational speed control means for controlling the rotational speed so that the motor has a set rotational speed; and an input to the motor Motor electric power detection means for detecting the electric power to be performed, and control means for controlling at least one of the washing, rinsing and dehydration processes, wherein the control means has a first motor input power during the dehydration operation. When the first predetermined power is exceeded for a predetermined time or longer, the set rotational speed is changed, and the motor input power is controlled to be a constant power.

これによって、モータ入力電力を抑えて脱水動作を行うことが可能となり、脱水動作を続けることができるようになる。   As a result, the dehydration operation can be performed while suppressing the motor input power, and the dehydration operation can be continued.

また、前記モータの入力電圧を制御する入力電圧制御手段と、前記モータの入力電流を検知する電流検出手段とを備え、前記モータ電力検知手段は、前記モータの回転子に同期した回転座標でのモータ入力電圧とモータ入力電流の成分からモータ入力電力を演算するようにしたものである。   And an input voltage control means for controlling the input voltage of the motor, and a current detection means for detecting the input current of the motor, wherein the motor power detection means has a rotational coordinate synchronized with the rotor of the motor. The motor input power is calculated from the components of the motor input voltage and the motor input current.

これによって、位置検出の検知誤差の影響を受けずに、簡単にモータ入力電力を算出することができるようになる。   As a result, the motor input power can be easily calculated without being affected by the position detection detection error.

また、前記モータ電力検知手段は、静止座標でのモータ入力電圧とモータ入力電流の成分からモータ入力電力を演算するようにしたものである。   The motor power detection means calculates the motor input power from the components of the motor input voltage and the motor input current at a stationary coordinate.

これによって、モータ制御をベクトル制御以外で行うときでも、モータ入力電力を算出することができるようになる。   As a result, even when the motor control is performed other than the vector control, the motor input power can be calculated.

また、電源回路に流れる電源入力電流を検知する電源電流検知手段と、前記電源回路にかかる電源入力電圧を検知する電源電圧検知手段とを備え、前記モータ電力検知手段は、前記電源入力電圧と前記電源入力電流の成分から電源入力電力を演算し、前記電源入力電力から所定の割合でモータ入力電力を演算するようにしたものである。   The power supply current detection means for detecting a power supply input current flowing in the power supply circuit; and a power supply voltage detection means for detecting a power supply input voltage applied to the power supply circuit, wherein the motor power detection means includes the power supply input voltage and the power supply voltage detection means. The power input power is calculated from the power input current component, and the motor input power is calculated at a predetermined ratio from the power input power.

これによって、電源電力検知回路がすでにある回路においても、モータ入力電力を簡単に算出することができるようになる。   As a result, the motor input power can be easily calculated even in a circuit that already has a power supply power detection circuit.

また、前記制御手段は前記設定回転数の低下に応じて、脱水設定時間を延長するようにしたものである。   Further, the control means extends the dehydration set time in accordance with a decrease in the set rotational speed.

これによって、脱水の設定時間を増やして、回転数の低下による脱水性能の低下を抑えることができるようになる。   As a result, the set time for dehydration can be increased, and the decrease in dewatering performance due to the decrease in the rotational speed can be suppressed.

また、前記制御手段はモータ入力電力が第2の所定時間以上、第1の所定電力より大きい第2の所定電力を超えたときに、脱水動作を停止させ、再度同じ脱水動作をするようにしたものである。 Further, the control means stops the dehydration operation when the motor input power exceeds a second predetermined power greater than the first predetermined power for a second predetermined time or more, and performs the same dehydration operation again. Is.

これによって、モータ入力電力が増え続けた場合に、安全にモータを停止させることができるようになる。   As a result, when the motor input power continues to increase, the motor can be safely stopped.

また、水受け槽の水位を検知する水位検知手段と、前記水受け槽の水を排水する排水手段を備え、前記制御手段はモータ入力電力の増大により、脱水動作を停止させたときに、水位を検知し、排水が完了するまで、排水を継続し、排水後に脱水動作を開始するようにしたものである。   In addition, a water level detection means for detecting the water level of the water receiving tank and a drain means for draining the water of the water receiving tank, the control means when the dehydration operation is stopped due to an increase in motor input power, Is detected, the drainage is continued until the drainage is completed, and the dehydration operation is started after the drainage.

これによって、短時間に水がうまく排出できず負荷が増大してしまった場合に、排水し続けることにより、水による負荷を軽減できるようになる。   As a result, when water cannot be discharged well in a short time and the load increases, the load due to water can be reduced by continuing to drain.

また、報知動作を行う報知手段を備え、前記制御手段はモータ入力電力の増大により、脱水動作を停止させ、再度行う脱水動作が所定回数に達したときに、前記報知手段により異常報知するようにしたものである。   In addition, a notification unit that performs a notification operation is provided, and the control unit stops the dehydration operation due to an increase in motor input power, and notifies the abnormality by the notification unit when the dehydration operation to be performed again reaches a predetermined number of times. It is a thing.

これによって、モータ、モータ駆動回路、電源回路の故障によりモータ入力電力が増えている場合は、この異常報知により、使用者に対応を促すことができるようになる。   As a result, when the motor input power is increased due to a failure of the motor, the motor drive circuit, or the power supply circuit, the user can be encouraged to respond by this abnormality notification.

本発明の洗濯機は、モータに高い負荷がかかった場合に、モータ入力電力を許容範囲に抑えて制御して、モータ、モータ駆動回路、電源回路を保護するとともに、脱水性能の低下を抑えることができる。   In the washing machine of the present invention, when a high load is applied to the motor, the motor input power is controlled to be within an allowable range to protect the motor, the motor drive circuit, and the power supply circuit, and to prevent a decrease in dewatering performance. Can do.

本実施の形態における洗濯機の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the washing machine in this Embodiment 同洗濯機のブロック図Block diagram of the washing machine 同洗濯機のモータ制御のタイムチャートTime chart of motor control of the washing machine 同洗濯機の脱水行程のフローチャートFlow chart of dehydration process of the washing machine 同洗濯機のモータ制御設定サブルーチンのフローチャートFlow chart of motor control setting subroutine of the washing machine 同洗濯機の定電力制御サブルーチンのフローチャートFlow chart of constant power control subroutine of the washing machine 同洗濯機の設定回転数と脱水設定時間を示す図The figure which shows the setting rotation speed and dewatering setting time of the same washing machine 同洗濯機の大電力検知制御サブルーチンのフローチャートFlow chart of high power detection control subroutine of the washing machine 同洗濯機の定電力制御のタイムチャートTime chart of constant power control of the washing machine 同洗濯機の大電力検知制御のタイムチャートTime chart of high power detection control of the washing machine 同洗濯機のモータ駆動サブルーチンのフローチャートFlow chart of motor drive subroutine of the washing machine 同洗濯機のキャリヤ信号割込サブルーチンのフローチャートFlow chart of carrier signal interrupt subroutine of the washing machine 同洗濯機の位置信号割込サブルーチンのフローチャートFlowchart of position signal interrupt subroutine of the washing machine 同洗濯機の回転数制御サブルーチンのフローチャートFlow chart of rotation speed control subroutine of the washing machine

第1の発明は、本発明の洗濯機は、洗濯物を収容して回転駆動される回転ドラムと、整流回路で整流された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記回転ドラムを前記インバータ回路により駆動するモータと、前記モータの回転子位置を検知する位置検出手段と、前記モータが設定回転数になるように回転数を制御する回転数制御手段と、前記モータに入力される電力を検知するモータ電力検知手段と、洗い・すすぎ・脱水の各行程の少なくとも1つ以上の行程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は脱水動作中にモータ入力電力が第1の所定時間以上、第1の所定電力を超えたときに、設定回転数を変えて、モータ入力電力が一定電力になるように制御することにより、モータ入力電力を抑えて脱水動作を行うことが可能で、大電力によるモータ、モータ駆動回路、電源回路の破壊を防止し、すぐに停止せず、脱水動作を続けることにより、通常の脱水時間内で脱水性能の低下を抑えることができる。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a washing machine according to the present invention, comprising: a rotary drum that accommodates laundry and is driven to rotate; an inverter circuit that converts DC power rectified by a rectifier circuit into AC power; A motor driven by an inverter circuit; position detecting means for detecting a rotor position of the motor; rotation speed control means for controlling the rotation speed so that the motor has a set rotation speed; and electric power input to the motor And a control means for controlling at least one of the washing, rinsing, and dehydration strokes, and the control means has a motor input power for a first predetermined time during the dehydration operation. As described above, when the first predetermined power is exceeded, by changing the set rotation speed and controlling the motor input power to be constant, it is possible to perform the dehydrating operation while suppressing the motor input power. In the motor due to high power, the motor driving circuit to prevent breakdown of the power supply circuit, not stop immediately, by continuing the dehydration operation, it is possible to suppress deterioration in dewatering performance in normal dewatering time.

第2の発明は、特に、第1の発明の構成において、前記モータの入力電圧を制御する入力電圧制御手段と、前記モータの入力電流を検知する電流検出手段とを備え、前記モータ電力検知手段は、前記モータの回転子に同期した回転座標でのモータ入力電圧とモータ入力電流の成分からモータ入力電力を演算することにより、位置検出の検知誤差の影響を受けず、究めて簡単にモータ入力電力を算出することができる。   The second invention, in particular, in the configuration of the first invention, comprises input voltage control means for controlling the input voltage of the motor, and current detection means for detecting the input current of the motor, and the motor power detection means. The motor input power is calculated from the motor input voltage and motor input current components at the rotation coordinates synchronized with the motor rotor, so that it is not affected by the detection error of the position detection, and the motor input is simple. Electric power can be calculated.

第3の発明は、特に、第2の発明の構成において、前記モータ電力検知手段は、静止座標でのモータ入力電圧とモータ入力電流の成分からモータ入力電力を演算することにより、モータ制御をベクトル制御以外で行うときでも、モータ入力電力を算出することができる。   According to a third aspect of the invention, in particular, in the configuration of the second aspect of the invention, the motor power detection means calculates the motor input power from the motor input voltage and motor input current components at a stationary coordinate, thereby vectorizing the motor control. The motor input power can be calculated even when performing other than control.

第4の発明は、特に、第1〜3のいずれか1つの発明の構成において、電源回路に流れる電源入力電流を検知する電源電流検知手段と、前記電源回路にかかる電源入力電圧を検知する電源電圧検知手段とを備え、前記モータ電力検知手段は、前記電源入力電圧と前記電源入力電流の成分から電源入力電力を演算し、前記電源入力電力から所定の割合でモータ入力電力を演算することにより、電源電力検知回路がすでにある回路の場合、モータ入力電力を簡単に算出することができる。   According to a fourth aspect of the invention, in particular, in the configuration of any one of the first to third aspects of the invention, a power source current detecting means for detecting a power source input current flowing in the power source circuit, and a power source for detecting the power source input voltage applied to the power source circuit Voltage detection means, and the motor power detection means calculates power input power from the power input voltage and power input current components, and calculates motor input power at a predetermined ratio from the power input power. In the case of a circuit that already has a power supply power detection circuit, the motor input power can be easily calculated.

第5の発明は、特に、第1〜4のいずれか1つの発明の構成において、前記制御手段は前記設定回転数の低下に応じて、脱水設定時間を延長することにより、モータ入力電力が増えて、低い設定回転数で脱水動作が制御される場合でも、脱水の設定時間を増やして、回転数の低下による脱水性能の低下を抑えることができる。   According to a fifth invention, in particular, in the configuration of any one of the first to fourth inventions, the control means increases the motor input power by extending the dehydration set time in response to a decrease in the set rotational speed. Thus, even when the dehydrating operation is controlled at a low set rotational speed, it is possible to increase the set time for dehydration and suppress a decrease in dewatering performance due to a decrease in the rotational speed.

第6の発明は、特に、第1〜5のいずれか1つの発明の構成において、前記制御手段はモータ入力電力が第2の所定時間以上、第1の所定電力より大きい第2の所定電力を超えたときに、脱水動作を停止させ、再度同じ脱水動作をすることにより、モータ入力電力が増え続けた場合でも、大電力によるモータ、モータ駆動回路、電源回路の破壊される前に、安全にモータを停止させることができる。 In a sixth aspect of the invention, in particular, in the configuration according to any one of the first to fifth aspects, the control means supplies a second predetermined power that is greater than the first predetermined power for a motor input power that is equal to or longer than a second predetermined time. If the motor input power continues to increase by stopping the dehydration operation when it exceeds the limit and performing the same dehydration operation again, the motor, motor drive circuit, and power supply circuit can be safely The motor can be stopped.

第7の発明は、特に、第6の発明の構成において、水受け槽の水位を検知する水位検知手段と、前記水受け槽の水を排水する排水手段を備え、前記制御手段はモータ入力電力の増大により、脱水動作を停止させたときに、水位を検知し、排水が完了するまで、排水を継続し、排水後に脱水動作を開始することにより、特に排水能力が悪くて、脱水された水が排水されず、排水溝から排水ホース、ドラム下端と溜って、負荷を増大させていた場合に、排水し続けることにより、水による負荷を軽減できる。また水位検知手段は脱水中の回転ドラムによる風圧で検知水位が変動されるため、回転停止後に水位を検知することにより、正確に排水されていることを検知することができる。   According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration of the sixth aspect of the invention, the seventh aspect further comprises a water level detecting means for detecting the water level of the water receiving tank and a drain means for draining the water in the water receiving tank, and the control means has motor input power. When the dewatering operation is stopped due to an increase in water, the water level is detected, and the drainage is continued until the drainage is completed. Is not drained, and the drainage hose and the lower end of the drum accumulate from the drainage groove to increase the load. By continuing to drain, the load due to water can be reduced. Further, since the detected water level is fluctuated by the wind pressure generated by the rotating drum during dehydration, the water level detecting means can detect that the water has been drained accurately by detecting the water level after stopping the rotation.

第8の発明は、特に、第6、7の発明の構成において、報知動作を行う報知手段を備え、前記制御手段はモータ入力電力の増大により、脱水動作を停止させ、再度行う脱水動作が所定回数に達したときに、前記報知手段により異常報知することにより、大電力の発生要因である異常な負荷状態(例えば、回転ドラムと水受け槽との洗濯物の挟込み、過大重量の洗濯物、回転ドラム内の残水などの過大な負荷)の軽減を、使用者に促すことができ、これにより、負荷を軽くなり、モータ入力電力を下がり、通常の脱水動作を行うことができる。また、モータ、モータ駆動回路、電源回路の故障によりモータ入力電力が増えている場合は、この異常報知により、使用者に部品修理を促すことができる。   In an eighth aspect of the present invention, in particular, in the configurations of the sixth and seventh aspects of the present invention, the control unit includes a notification unit that performs a notification operation. When the number of times is reached, an abnormal notification is made by the notification means, thereby causing an abnormal load state that is a cause of generation of large power (for example, sandwiching of laundry between a rotating drum and a water receiving tub, excessively heavy laundry The user can be urged to reduce the excessive load (such as residual water in the rotating drum), thereby reducing the load, reducing the motor input power, and performing a normal dehydrating operation. Further, when the motor input power is increased due to failure of the motor, the motor drive circuit, and the power supply circuit, the user can be urged to repair the parts by this abnormality notification.

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、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. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は洗濯機の要部断面図であり、回転ドラム1は、有底円筒形に形成し外周部に多数の通水孔を側壁に設け、水受け槽2内に回転自在に配設されている。回転ドラム1の回転中心に傾斜方向に設けた回転軸(回転中心軸)の一端を固定し、回転軸の他端にドラムプーリー3を固定している。なお、この回転軸は洗濯機の正面側から底部となる背面側に向けて回転軸の方向が水平方向から下向き傾斜となっている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a washing machine. A rotary drum 1 is formed in a bottomed cylindrical shape and has a large number of water passage holes in a side wall and is rotatably disposed in a water receiving tub 2. ing. One end of a rotation shaft (rotation center shaft) provided in the tilt direction is fixed to the rotation center of the rotary drum 1, and a drum pulley 3 is fixed to the other end of the rotation shaft. Note that the direction of the rotation axis of the rotation axis is inclined downward from the horizontal direction from the front side of the washing machine toward the back side as the bottom.

水受け槽2の背面に取り付けたモータ4は、ベルト5によりドラムプーリー3と連結し、モータ4により回転ドラム1が正転、または反転できるように構成され回転駆動される。回転ドラム1の内壁面に数個の突起板を設けており、この突起板により洗濯物が回転時に引っ掛けられ適度な高さから落とされることによって、いわゆる叩き洗いの効果を発揮し洗浄される。また、水受け槽2は洗濯機本体の天板によりばね体で揺動可能に吊り下げられ、回転ドラム1の正面側の開口部を蓋体(蓋)により開閉自在に覆っている。   The motor 4 attached to the back surface of the water receiving tank 2 is connected to the drum pulley 3 by a belt 5, and is configured and rotated so that the rotating drum 1 can be rotated forward or reverse by the motor 4. Several projecting plates are provided on the inner wall surface of the rotating drum 1, and the laundry is caught by the projecting plates at the time of rotation and dropped from an appropriate height. Further, the water receiving tub 2 is suspended by a top plate of the washing machine main body so as to be swingable by a spring body, and the opening on the front side of the rotary drum 1 is covered with a lid (lid) so as to be freely opened and closed.

図2に示すように、交流電源は、整流回路6に交流電力を加え、整流回路6は倍電圧整流回路を構成し、全波整流ダイオード6aにより、交流電源が正電圧のときはコンデンサ6bを充電し、交流電源が負電圧のときはコンデンサ6cを充電し、直列接続されたコンデンサ6b、6cの両端には倍電圧直流電圧が発生し、インバータ回路7に倍電圧直流電圧を加える。   As shown in FIG. 2, the AC power supply applies AC power to the rectifier circuit 6, the rectifier circuit 6 constitutes a voltage doubler rectifier circuit, and the full-wave rectifier diode 6a causes a capacitor 6b when the AC power supply is positive. When the AC power supply is a negative voltage, the capacitor 6c is charged, a double voltage DC voltage is generated across the capacitors 6b and 6c connected in series, and the double voltage DC voltage is applied to the inverter circuit 7.

インバータ回路7は、6個のパワースイッチング半導体と逆並列ダイオードよりなる3相フルブリッジインバータ回路により構成し、通常、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)と逆並列ダイオードおよびその駆動回路と保護回路を内蔵したインテリジェントパワーモジュール(以下、IPMという)で構成している。インバータ回路7の出力端子にモータ4を接続し、駆動する。   The inverter circuit 7 is constituted by a three-phase full-bridge inverter circuit composed of six power switching semiconductors and an antiparallel diode, and normally includes an insulated gate bipolar transistor (IGBT), an antiparallel diode, its driving circuit, and a protection circuit. It consists of an intelligent power module (hereinafter referred to as IPM). The motor 4 is connected to the output terminal of the inverter circuit 7 and driven.

モータ4は直流ブラシレスモータにより構成し、回転子を構成する永久磁石と固定子との相対位置(回転子位置)を位置検出手段8により検出する。位置検出手段8は、通常、3個のホールセンサ8a、8b、8cにより構成し、電気角60度ごとの位置信号を検出する。   The motor 4 is constituted by a direct current brushless motor, and the position detecting means 8 detects the relative position (rotor position) between the permanent magnet and the stator constituting the rotor. The position detection means 8 is usually composed of three hall sensors 8a, 8b, 8c and detects a position signal for every 60 electrical angles.

電流検出手段9は、インバータ回路7の負電圧端子と整流回路6の負電圧端子間にシャント抵抗9a、9b、9cを接続し、このシャント抵抗の両端電圧から算出したインバータ回路7の入力電流をもとに、モータ4の相電流Iu、Iv、Iwを検出する。通常はシャント抵抗を用いるが、交流電流トランスあるいは直流電流トランスでも検出可能である。   The current detection means 9 connects shunt resistors 9a, 9b, 9c between the negative voltage terminal of the inverter circuit 7 and the negative voltage terminal of the rectifier circuit 6, and inputs the input current of the inverter circuit 7 calculated from the voltage across the shunt resistor. Originally, the phase currents Iu, Iv, Iw of the motor 4 are detected. Usually, a shunt resistor is used, but it can also be detected by an AC current transformer or a DC current transformer.

制御手段10は、位置検出手段8と電流検出手段9で検出されたモータの位相やモータの相電流の情報をもとに、インバータ回路7を制御してモータ4の回転数を制御するものである。マイクロコンピュータと、マイクロコンピュータに内蔵したインバータ制御タイマー(PWMタイマー)、高速A/D変換回路、メモリ回路(ROM、RAM)等より構成し、位置検出手段8の出力信号より電気角を検知する電気角検知手段11と、電流検出手段9の出力信号と電気角検知手段11の信号より磁束に対応した電流成分Idとトルクに対応した電流成分Iqに分解する3相/2相dq変換手段12と、静止座標系から回転座標系に変換、あるいは逆変換するのに必要な正弦波データ(sin、cosデータ)を格納する記憶手段13と、磁束に対応した電圧成分Vdとトルクに対応した電圧成分Vqを3相モータ駆動制御電圧Vu、Vv、Vwに変換する2相/3相dq逆変換手段14と、3相モータ駆動制御電圧Vu、Vv、Vwに応じてインバータ回路7のIGBTのスイッチングを制御するPWM出力を制御する入力電圧制御手段15などを備えている。   The control means 10 controls the number of revolutions of the motor 4 by controlling the inverter circuit 7 based on the information on the motor phase and the motor phase current detected by the position detection means 8 and the current detection means 9. is there. A microcomputer and an inverter control timer (PWM timer) built in the microcomputer, a high-speed A / D conversion circuit, a memory circuit (ROM, RAM), and the like are used to detect the electrical angle from the output signal of the position detection means 8 An angle detection unit 11; a three-phase / 2-phase dq conversion unit 12 that decomposes an output signal from the current detection unit 9 and a signal from the electrical angle detection unit 11 into a current component Id corresponding to magnetic flux and a current component Iq corresponding to torque; , Storage means 13 for storing sine wave data (sin, cos data) necessary for converting from a stationary coordinate system to a rotating coordinate system, or reverse conversion, a voltage component Vd corresponding to magnetic flux, and a voltage component corresponding to torque Two-phase / 3-phase dq reverse conversion means 14 for converting Vq into three-phase motor drive control voltages Vu, Vv, Vw, and three-phase motor drive control voltages Vu, Vv Depending on Vw has a an input voltage control means 15 for controlling the PWM output for controlling the IGBT switching of the inverter circuit 7.

また制御手段10は、行程に応じてモータ4の起動、停止、回転数、および制動等を制御する設定変更手段16と、位置検出手段8の出力信号よりモータ回転数およびドラム回転数を検知する回転数検知手段17と、回転数検知手段17の出力信号に応じて回転ドラム1の回転数を制御する回転数制御手段18と、設定変更手段16と回転数制御手段18からのd軸(direct−axis)電流設定信号Ids、q軸(quadrature−axis)電流設定信号Iqsと、3相/2相dq変換手段12より演算したIdとIqを比較しモータ電流を制御するための磁束に対応した電圧成分Vdとトルクに対応した電圧成分Vqを演算する電流制御手段19とを備えている。   The control means 10 detects the motor rotation speed and the drum rotation speed from the setting change means 16 for controlling the start, stop, rotation speed, braking and the like of the motor 4 according to the stroke, and the output signal of the position detection means 8. The rotational speed detection means 17, the rotational speed control means 18 for controlling the rotational speed of the rotary drum 1 in accordance with the output signal of the rotational speed detection means 17, the d axis (direct) from the setting change means 16 and the rotational speed control means 18. -Axis) The current setting signal Ids, the q-axis (quadrature-axis) current setting signal Iqs, and Id and Iq calculated by the three-phase / 2-phase dq converting means 12 are compared, and the magnetic flux corresponding to the motor current is controlled. Current control means 19 for calculating the voltage component Vd and the voltage component Vq corresponding to the torque is provided.

トルクに対応したq軸電流Iqが設定値Iqsとなるようにフィードバック制御することによりトルク制御が可能となる。しかし、ドラム回転数が上昇するとモータ誘起電圧が上昇してトルク電流Iqが増加しなくなるので、ドラム回転数に応じてd軸電流を増加させる、いわゆる弱め磁束制御によりq軸電流も増加させることができ、トルクを増加させることができる。   Torque control can be performed by performing feedback control so that the q-axis current Iq corresponding to the torque becomes the set value Iqs. However, when the drum rotation speed increases, the motor induced voltage increases and the torque current Iq does not increase. Therefore, the q-axis current can also be increased by so-called weakening magnetic flux control that increases the d-axis current according to the drum rotation speed. And torque can be increased.

さらに制御手段10は、表示手段21と吹鳴手段22を有し、動作状態の表示や異常時の報知をする報知手段23と、交流電圧端子間に接続された給水弁24、排水弁(排水手段)25を、スイッチング手段駆動回路26により制御する給水弁制御手段27、排水弁制御手段28と、水受け槽2の下部にある接続部の水圧を電気的な周波数に変換することにより水位を検知する水位検知手段29と、交流電源と整流回路6の間に接続された電源電力検知回路30で検知される電源電力から、交流電源の1周期毎に平均された電源電力を算出する電源電力検知手段31と、モータ電力を算出するモータ電力検知手段32とを備えている。   Furthermore, the control means 10 has a display means 21 and a sounding means 22, a notification means 23 for displaying an operating state and a notification at the time of abnormality, a water supply valve 24 connected between the AC voltage terminals, a drain valve (drainage means) ) 25 is detected by a water supply valve control means 27, a drain valve control means 28, which controls 25 by a switching means drive circuit 26, and a water pressure at a connection portion under the water receiving tank 2 is converted into an electrical frequency. The power level detection means 29 calculates the power level power averaged every cycle of the AC power source from the power level power detected by the water level detecting means 29 and the power source power detection circuit 30 connected between the AC power source and the rectifier circuit 6. Means 31 and motor power detection means 32 for calculating motor power are provided.

給水弁24は水道水を水受け槽2に給水するもので、電磁弁により構成し、排水弁(排水手段)25は水受け槽2内の水の排水する排水手段である。スイッチング手段駆動回路26は、双方向性サイリスタなどのソリッドステートリレー、またはメカニカルリレーで構成している。   The water supply valve 24 supplies the tap water to the water receiving tank 2 and is constituted by an electromagnetic valve. The drain valve (drainage means) 25 is a drain means for draining the water in the water receiving tank 2. The switching means driving circuit 26 is constituted by a solid state relay such as a bidirectional thyristor or a mechanical relay.

電源電力検知回路30は、電流を検知する電源電流検知手段30aと電圧を検知する電源電圧検知手段30bからなる。   The power supply power detection circuit 30 includes power supply current detection means 30a for detecting current and power supply voltage detection means 30b for detecting voltage.

モータ電力検知手段32は、下記の3つのいずれかの方法により、モータ電力を算出する。   The motor power detection means 32 calculates motor power by one of the following three methods.

1つ目は、2相/3相dq逆変換手段14からモータ4の回転子に同期した回転座標(d−q平面)でのモータ入力電圧Vd、Vqと、3相/2相dq変換手段12から回転座標(d−q平面)でのモータ入力電流Id、Iqを用い、Vd・Id+Vq・Iqを計算する。この値は電圧ベクトルと電流ベクトルのスカラ積となり、電圧ベクトルの絶対値と電流ベクトルの絶対値と力率cosθ(電圧と電流の位相差θ)の積となるため、モータ入力電力PiがPi=|V||I|cosθ=Vd・Id+Vq・Iqとして算出できる。ここで、位置検出手段8に検知誤差Δθがあっても、力率cosθに影響しないため、モータ入力電力Piは検知誤差Δθの影響を受けない。また、一般にベクトル制御によるモータ制御系では必ずVd、Vq、Id、Iqが存在するため、究めて簡単に実現することができる。実際の動作においては、負荷変動によりVd、Vq、Id、Iqが変動するノイズ成分があるため、Pi=Vd・Id+Vq・Iqの計算を行う前のVd、Vq、Id、IqにLPF(ローパスフィルタ)を通すか、計算後のPiにLPFを通すことにより、ノイズ成分の影響を抑えることができる。   The first is that the motor input voltages Vd and Vq at the rotation coordinates (dq plane) synchronized with the rotor of the motor 4 from the two-phase / three-phase dq reverse conversion means 14 and the three-phase / 2-phase dq conversion means. 12, Vd · Id + Vq · Iq is calculated using motor input currents Id and Iq in the rotational coordinates (dq plane). This value is a scalar product of the voltage vector and the current vector, and is the product of the absolute value of the voltage vector, the absolute value of the current vector, and the power factor cos θ (phase difference θ between the voltage and current), so that the motor input power Pi is Pi = | V || I | cos θ = Vd · Id + Vq · Iq. Here, even if the position detection means 8 has a detection error Δθ, it does not affect the power factor cos θ, so that the motor input power Pi is not affected by the detection error Δθ. In general, since Vd, Vq, Id, and Iq always exist in a motor control system based on vector control, it can be realized easily. In actual operation, there are noise components in which Vd, Vq, Id, and Iq fluctuate due to load fluctuations. Therefore, LPF (low-pass filter) is used for Vd, Vq, Id, and Iq before calculating Pi = Vd · Id + Vq · Iq. ) Or passing LPF through Pi after calculation, the influence of noise components can be suppressed.

2つ目は、2相/3相dq逆変換手段14から静止座標でのモータ入力電圧Vu、Vv、Vwと、3相/2相dq変換手段12から静止座標でのモータ入力電流Iu、Iv、Iwを用い、モータ入力電力PiをPi=Vu・Iu+Vv・Iv+Vw・Iwとして算出する。これにより、ベクトル制御によるモータ制御系以外のときでも、モータ入力電力を算出することができる。   Second, the motor input voltages Vu, Vv, Vw from the 2-phase / 3-phase dq inverse conversion means 14 to the stationary coordinates, and the motor input currents Iu, Iv from the 3-phase / 2-phase dq conversion means 12 to the stationary coordinates. , Iw, and motor input power Pi is calculated as Pi = Vu · Iu + Vv · Iv + Vw · Iw. Thereby, the motor input power can be calculated even in cases other than the motor control system based on vector control.

3つ目は、回路内でモータに回る電力の割合Rm(例えば、0.8)を設定し、電源電力検知回路30で算出される電源電力Paから、モータ入力電力PiをPi=Pa×Rmとして算出する。これにより、電源電力検知回路がすでにある回路の場合、簡単にモータ入力電力を算出することができる。   Third, a ratio Rm (for example, 0.8) of electric power to be supplied to the motor in the circuit is set, and the motor input power Pi is calculated from the power supply power Pa calculated by the power supply power detection circuit 30 by Pi = Pa × Rm. Calculate as Thereby, in the case of a circuit that already has a power supply power detection circuit, the motor input power can be easily calculated.

図3は各部の波形関係を示し、ホールセンサ8a、8b、8cの出力信号H1、H2、H3のエッジ信号は60度ごとに変化して、各部状態信号より360度を6分割した角度が判別できる。信号H1がローからハイとなるハイエッジを基準電気角0度として示し、モータ4のU相巻線誘起電圧Ecは、基準信号H1から30度遅れた波形となる。U相モータ電流Iuとモータ誘起電圧Ecの位相を同じにすると最大効率が得られる。モータ誘起電圧Ecがq軸と同等軸となり、d軸は90度遅れている。q軸電流はモータ誘起電圧位相と同相なのでトルク電流と呼ばれる。   FIG. 3 shows the waveform relationship of each part, and the edge signals of the output signals H1, H2, and H3 of the hall sensors 8a, 8b, and 8c change every 60 degrees, and the angle obtained by dividing 360 degrees from each part state signal is determined. it can. A high edge where the signal H1 changes from low to high is indicated as a reference electrical angle of 0 degree, and the U-phase winding induced voltage Ec of the motor 4 has a waveform delayed by 30 degrees from the reference signal H1. Maximum efficiency is obtained when the phases of the U-phase motor current Iu and the motor-induced voltage Ec are the same. The motor induced voltage Ec is the same axis as the q axis, and the d axis is delayed by 90 degrees. Since the q-axis current is in phase with the motor induced voltage phase, it is called torque current.

図3において、U相モータ電流Iuは、U相巻線誘起電圧Ecよりわずかに進んで、モータ印加電圧VuはU相巻線誘起電圧Ecより30度進んだ波形を示す。Vcは入力電圧制御手段15内で生成される鋸歯状波形のキャリヤ信号で、Vuは正弦波状のU相制御電圧でキャリヤ信号VcとU相制御電圧Vuを比較したPWM信号uを入力電圧制御手段15内で発生させ、インバータ回路7のU相上アームトランジスタの制御信号として加える。ckはキャリヤ信号Vcの同期信号で、キャリヤカウンタがカウントアップしてオーバーフローしたときの割込信号である。   In FIG. 3, the U-phase motor current Iu slightly advances from the U-phase winding induced voltage Ec, and the motor applied voltage Vu shows a waveform advanced 30 degrees from the U-phase winding induced voltage Ec. Vc is a sawtooth waveform carrier signal generated in the input voltage control means 15, Vu is a sine wave U phase control voltage, and a PWM signal u which compares the carrier signal Vc and the U phase control voltage Vu is input voltage control means. 15 and is added as a control signal for the U-phase upper arm transistor of the inverter circuit 7. ck is a synchronizing signal of the carrier signal Vc, and is an interrupt signal when the carrier counter counts up and overflows.

モータ4のロータ磁石軸とステータの磁束軸が一致した電気角をd軸として基準電気角0度として静止座標系から回転座標系への座標変換、すなわち、dq変換を行うので、電気角検知手段11は、ホールセンサ8a、8b、8cの出力信号H1、H2、H3より30度、90度、150度等の電気角を検知し、60度毎以外は推定により電気角θを求める。   Coordinate conversion from the stationary coordinate system to the rotating coordinate system, that is, dq conversion, is performed with the electrical angle at which the rotor magnet axis of the motor 4 and the magnetic flux axis of the stator coincided as the d axis, and a reference electrical angle of 0 degrees. 11 detects electrical angles such as 30 degrees, 90 degrees, and 150 degrees from the output signals H1, H2, and H3 of the hall sensors 8a, 8b, and 8c, and calculates the electrical angle θ by estimation except every 60 degrees.

一般的に、磁束に対応した電流成分をd軸電流Idと呼び、永久磁石の磁束と界磁の磁束が同軸上で永久磁石が界磁に吸引された状態なのでトルクは零となる。また、d軸から電気角で90度の角度で誘起電圧位相と同じ位相となりトルク最大となる軸をq軸と呼び、トルクに対応した電流成分なのでq軸電流Iqと呼ぶ。さらに、d軸電流を負の方向に増加させるとd軸上の界磁磁束を弱めることと等価となるので界磁弱め制御、あるいは弱め磁束制御(または磁束弱め制御)と呼ばれる。また、d軸電流とq軸電流に分解してそれぞれ独立に制御するのでベクトル制御と呼ばれる。   Generally, a current component corresponding to the magnetic flux is called a d-axis current Id, and the torque is zero because the permanent magnet magnetic flux and the field magnetic flux are coaxially attracted to the field magnet. Also, the axis that has the same phase as the induced voltage phase and the maximum torque at an electrical angle of 90 degrees from the d axis is called the q axis, and is called the q axis current Iq because it is a current component corresponding to the torque. Further, increasing the d-axis current in the negative direction is equivalent to weakening the field magnetic flux on the d-axis, and is called field weakening control or weakening magnetic flux control (or magnetic flux weakening control). Also, since it is divided into d-axis current and q-axis current and controlled independently, it is called vector control.

3相/2相dq変換手段12は、モータ電流Iu、Iv、Iwを(数1)によりd軸電流Idとq軸電流Iqに変換するもので、静止座標系から回転座標系に変換して、電気角θに対応して検出したモータ電流瞬時値よりId、Iqを演算する。   The three-phase / two-phase dq conversion means 12 converts the motor currents Iu, Iv, and Iw into the d-axis current Id and the q-axis current Iq according to (Equation 1). Then, Id and Iq are calculated from the instantaneous motor current value detected corresponding to the electrical angle θ.

Figure 0006023974
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記憶手段13には、sinθとcosθのデータを記憶しているので、電気角データに対応したデータを呼び出して積和演算を行うことにより、d軸電流Idとq軸電流Iqに分解できる。電気角θの検知とモータ電流瞬時値の検出はキャリヤ信号に同期して行うもので、後述するフローチャートに従い、詳細な説明を行う。   Since the storage unit 13 stores data of sin θ and cos θ, it can be decomposed into the d-axis current Id and the q-axis current Iq by calling the data corresponding to the electrical angle data and performing the product-sum operation. The detection of the electrical angle θ and the detection of the instantaneous motor current value are performed in synchronization with the carrier signal, and will be described in detail according to the flowchart described later.

回転数検知手段17は、ホールセンサ8a、8b、8cの出力信号H1、H2、H3いずれか1相よりモータ回転数を検知し、モータ4の極数と、ドラムプーリー3とモータプーリの比からドラム回転数に変換し、ドラム回転数信号を設定変更手段16、回転数制御手段18に加える。設定変更手段16は、モータ4の起動制御とドラム回転数の設定、およびドラム回転数とq軸電流設定値Iqsに応じたd軸電流Idsの演算を行い、回転数制御手段18にドラム回転数設定信号Nsを加え、電流制御手段19にd軸設定信号Idsを加える。   The rotation speed detection means 17 detects the motor rotation speed from any one of the output signals H1, H2, and H3 of the hall sensors 8a, 8b, and 8c, and determines the drum from the number of poles of the motor 4 and the ratio of the drum pulley 3 and the motor pulley. The drum rotation number signal is applied to the setting change means 16 and the rotation speed control means 18 after being converted into the rotation speed. The setting changing means 16 performs start-up control of the motor 4, setting of the drum rotation speed, and calculation of the d-axis current Ids according to the drum rotation speed and the q-axis current setting value Iqs. The setting signal Ns is added, and the d-axis setting signal Ids is added to the current control means 19.

回転数制御手段18は、ドラムの検知回転数n(以下、検知回転数)とドラムの設定回転数Ns(以下、設定回転数)を比較する回転数比較手段18aと、検知回転数nと設定回転数Nsとの誤差信号Δnと、回転数の変化率(加速度)に応じてq軸電流設定値Iqsを制御するトルク電流設定手段18bより構成される。   The rotational speed control means 18 is a rotational speed comparison means 18a for comparing the detected rotational speed n of the drum (hereinafter referred to as detected rotational speed) with the set rotational speed Ns of the drum (hereinafter referred to as set rotational speed), and the detected rotational speed n is set. It comprises an error signal Δn with respect to the rotational speed Ns and torque current setting means 18b for controlling the q-axis current set value Iqs in accordance with the change rate (acceleration) of the rotational speed.

電流制御手段19は、3相/2相dq変換手段12の出力信号Iq、Idと設定信号Iqs、Idsをそれぞれ比較して制御電圧信号Vq、Vdを出力するもので、q軸電流比較手段19a、q軸電圧設定手段19b、d軸電流比較手段19c、d軸電圧設定手段19dより構成し、q軸電流とd軸電流をそれぞれ制御する電圧信号Vq、Vdを生成する。   The current control means 19 compares the output signals Iq and Id of the three-phase / two-phase dq conversion means 12 with the setting signals Iqs and Ids and outputs control voltage signals Vq and Vd, respectively. The q-axis current comparison means 19a , Q-axis voltage setting means 19b, d-axis current comparison means 19c, and d-axis voltage setting means 19d, and generate voltage signals Vq and Vd for controlling the q-axis current and the d-axis current, respectively.

d軸電流設定値Idsは、設定変更手段16から電流制御手段19に信号が加えられるもので、埋め込み磁石モータの場合には回転数に応じてd軸電流設定値Idsを増加させて弱め界磁制御を行う。表面磁石モータの場合には、通常、Idsは零に設定し、高回転数駆動の場合にIdsを増加させる。   The d-axis current set value Ids is a signal applied from the setting change means 16 to the current control means 19, and in the case of an embedded magnet motor, the d-axis current set value Ids is increased in accordance with the rotational speed to perform field weakening control. Do. In the case of a surface magnet motor, Ids is normally set to zero, and Ids is increased in the case of high rotational speed driving.

2相/3相dq逆変換手段14は、電圧信号Vq、Vdより3相モータ駆動制御電圧Vu、Vv、Vwを(数2)より演算するもので、回転座標系から静止座標系に変換し、キャリヤ信号に同期して、電気角検知手段11により検知した電気角θに対応した正弦波状の信号を入力電圧制御手段15に加える。記憶手段13に記憶したsinθ、cosθの積和演算の方法は、3相/2相dq変換手段12の演算とほぼ同じである。   The two-phase / three-phase dq reverse conversion means 14 calculates the three-phase motor drive control voltages Vu, Vv, and Vw from the voltage signals Vq and Vd according to (Equation 2), and converts them from the rotating coordinate system to the stationary coordinate system. In synchronization with the carrier signal, a sinusoidal signal corresponding to the electrical angle θ detected by the electrical angle detection means 11 is applied to the input voltage control means 15. The method of product-sum calculation of sin θ and cos θ stored in the storage means 13 is almost the same as the calculation of the three-phase / 2-phase dq conversion means 12.

Figure 0006023974
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上記構成において図4を参照しながら動作を説明する。図4は脱水行程のフローチャートで、ステップ100より脱水行程を開始し、ステップ101で脱水行程の各種初期設定を行い、ステップ102で時間とともに設定回転数Nsを高くする。ステップ103で図11に示すモータ駆動サブルーチンを実行する。ステップ104で設定回転数Nsが最終の設定回転数Nmax(例えば、900r/min)に達したかどうか判定し、Nmaxに達したらステップ105に進み、モータ制御設定サブルーチンを実行する。Nmax以下ならばステップ102に戻る。ステップ106で脱水の設定時間T1を呼び出し、ステップ107で設定時間T1が経過したかどうか判定し、経過するまでステップ105のモータ駆動を続け、経過したらステップ108でブレーキ制御を行い、ステップ109で脱水行程を終了する。   The operation of the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart of the dehydration process. The dehydration process is started from step 100, various initial settings of the dehydration process are performed in step 101, and the set rotational speed Ns is increased with time in step 102. In step 103, the motor drive subroutine shown in FIG. 11 is executed. In step 104, it is determined whether or not the set rotational speed Ns has reached the final set rotational speed Nmax (for example, 900 r / min), and if it has reached Nmax, the process proceeds to step 105 to execute a motor control setting subroutine. If Nmax or less, the process returns to step 102. In step 106, the set time T1 for dewatering is called. In step 107, it is determined whether the set time T1 has elapsed. The motor drive in step 105 is continued until the set time elapses. End the process.

図5に示すモータ制御設定サブルーチンのフローチャートについて説明する。ステップ200よりモータ制御設定サブルーチンが開始する。ステップ201でモータ入力電力Piが第1の所定電力Pmax1(例えば、1000W)以上かどうかを判定し、Pmax1以上なら、ステップ202でその状態で検知時間Tp1(例えば、5秒)経過したかを判定し、経過するまでステップ201に戻りつづけ、Tp1経過したら、つぎにPmax1未満になるまでTp1経過済みを保持し、ステップ203に進む。Pmax1未満なら、ステップ207までに進む。   A flowchart of the motor control setting subroutine shown in FIG. 5 will be described. From step 200, the motor control setting subroutine starts. In step 201, it is determined whether or not the motor input power Pi is greater than or equal to a first predetermined power Pmax1 (for example, 1000 W). If it is greater than or equal to Pmax1, it is determined in step 202 whether or not the detection time Tp1 (for example, 5 seconds) has elapsed. Then, the process continues to return to step 201 until the time elapses, and when Tp1 elapses, Tp1 elapse is held until it becomes less than Pmax1, and the process proceeds to step 203. If it is less than Pmax1, the process proceeds to step 207.

ステップ203で定電力制御サブルーチンを実行し、ステップ204でモータ入力電力Piが、Pmax1より大きい第2の所定電力Pmax2(例えば、1200W)以上かどうかを判定し、Pmax2以上なら、ステップ205でその状態で検知時間Tp2(例えば、1秒)経過したかを判定し、経過するまでステップ203に戻りつづけ、Tp2経過したら、つぎにPmax2未満になるまでTp2経過済みを保持し、ステップ206に進む。Pmax2未満なら、ステップ207までに進む。   In step 203, a constant power control subroutine is executed. In step 204, it is determined whether or not the motor input power Pi is greater than or equal to a second predetermined power Pmax2 (eg, 1200 W) that is greater than Pmax1. Then, it is determined whether or not the detection time Tp2 (for example, 1 second) has elapsed, and the process continues to return to step 203 until it elapses. When Tp2 elapses, Tp2 elapses is held until it becomes less than Pmax2, and the process proceeds to step 206. If it is less than Pmax2, the process proceeds to step 207.

ステップ206で大電力検知制御サブルーチンを実行する。続いて、ステップ207でステップ103と同様にモータ駆動サブルーチンを実行し、ステップ208でリターンする。   In step 206, a high power detection control subroutine is executed. Subsequently, in step 207, the motor drive subroutine is executed in the same manner as in step 103, and the process returns in step 208.

図6に示す定電力制御サブルーチンのフローチャートについて説明する。ステップ300より定電力制御サブルーチンが開始する。ステップ301で設定回転数Nsを呼出し、ステップ302でモータ入力電力PiがPmax1以上でPmax2未満のモータ入力電力設定値Ps(例えば、1100W)以上かどうかを判定し、Ps以上なら、ステップ303で設定回転数Nsを下げ、ステップ304で設定回転数Nsが、脱水性能維持可能な最小のNmin(例えば、500r/min)より小さいなら、ステップ305でNs=Nminとして、設定回転数NsがNminより下がらないようにして、ステップ310に進む。Ps未満ならステップ307で設定回転数Nsを上げ、ステップ308で設定回転数Nsが、当初の最終脱水回転数Nmax(例えば、900r/min)より大きいなら、ステップ309でNs=Nmaxとして、設定回転数NsがNmaxより上がらないようにして、ステップ310に進む。モータ入力電力Piとモータ入力電力設定値Psをキャリヤごとに比較判断制御すると変動要素が大きく制御が安定しないので、平均化するなどの積分要素を加える必要がある。   A flowchart of the constant power control subroutine shown in FIG. 6 will be described. From step 300, the constant power control subroutine starts. In step 301, the set rotational speed Ns is called. In step 302, it is determined whether or not the motor input power Pi is equal to or greater than the motor input power set value Ps (for example, 1100 W) that is greater than or equal to Pmax1 and less than Pmax2. If the rotational speed Ns is lowered and the set rotational speed Ns is smaller than the minimum Nmin (for example, 500 r / min) that can maintain the dewatering performance in Step 304, Ns = Nmin is set in Step 305, and the set rotational speed Ns falls below Nmin. If not, go to step 310. If it is less than Ps, the set rotational speed Ns is increased in step 307, and if the set rotational speed Ns is larger than the initial final dewatering rotational speed Nmax (for example, 900 r / min) in step 308, the rotational speed is set as Ns = Nmax in step 309. Proceed to step 310 so that the number Ns does not rise above Nmax. If the motor input power Pi and the motor input power set value Ps are compared and determined for each carrier, the fluctuation element is large and the control is not stable. Therefore, it is necessary to add an integral element such as averaging.

一般にモータ出力電力Po=ドラム軸トルクT×ドラム回転数n、モータ出力電力Po=モータ入力電力Pi×モータ効率eが成り立つので、ドラム軸トルクTとモータ効率eがほぼ一定の条件下では、ドラム回転数nを下げるとモータ入力電力Piは下がり、ドラム回転数を上げるとモータ入力電力Piは上がるため、設定回転数Nsを変化させることにより、ドラム回転数nが変化し、モータ入力電力Piを一定に制御することができる。ただし、急に回転数を下げると、モータによる回生電力の影響で直流電圧が上昇し、電源回路、インバータ回路の故障につながるため、減速時は少しずつさげる必要がある。この減速時の制御の制約と、設定回転数に上限Nmaxと下限Nminがあることから、定電力制御中であっても、定電力が維持できず、Pmax1未満になって通常の回転数制御に戻ったり、Pmax2以上になり大電流検知制御に移行したりする。通常は脱水により、洗濯物内の水が抜けて、ドラム軸トルクTが小さくなるため、モータ入力電力Piは下がり、回転数制御に戻る。   In general, motor output power Po = drum shaft torque T × drum rotation speed n and motor output power Po = motor input power Pi × motor efficiency e are established. When the rotational speed n is decreased, the motor input power Pi decreases, and when the drum rotational speed is increased, the motor input power Pi increases. Therefore, by changing the set rotational speed Ns, the drum rotational speed n changes, and the motor input power Pi is reduced. It can be controlled constantly. However, if the number of revolutions is suddenly reduced, the DC voltage rises due to the effect of regenerative power from the motor, leading to failure of the power supply circuit and inverter circuit. Therefore, it is necessary to gradually reduce the speed during deceleration. Because of the control restrictions during deceleration and the upper limit Nmax and the lower limit Nmin in the set rotational speed, the constant power cannot be maintained even during constant power control and becomes less than Pmax1 for normal rotational speed control. Or return to Pmax2 or more and shift to large current detection control. Usually, the water in the laundry is drained by dehydration, and the drum shaft torque T is reduced. Therefore, the motor input power Pi is decreased and the control returns to the rotational speed control.

これにより、モータ入力電力Piが増えたときは定電力制御に移行して、モータ入力電力Piを抑えて脱水動作を行うことが可能で、大電力によるモータ、モータ駆動回路、電源回路の破壊を防止することができる。またすぐに停止せず、脱水動作を続けることにより、通常の脱水時間内で脱水性能の低下を抑えることができる。   As a result, when the motor input power Pi increases, it is possible to shift to constant power control and perform the dehydration operation while suppressing the motor input power Pi, and the motor, the motor drive circuit, and the power supply circuit are destroyed by the high power. Can be prevented. Further, by continuing the dehydration operation without stopping immediately, it is possible to suppress a decrease in dehydration performance within a normal dehydration time.

続いてステップ310に進み、ステップ104で最終の設定回転数Nmaxを設定して以降の設定回転数Nsの最小値Nsminをメモリする。ステップ311で図7のようにNsminに応じた脱水の設定時間T1を設定し、ステップ312でリターンする。   Subsequently, the routine proceeds to step 310, where the final set rotational speed Nmax is set at step 104, and the minimum value Nsmin of the subsequent set rotational speed Ns is stored. In step 311, a dehydration setting time T 1 corresponding to Nsmin is set as shown in FIG. 7, and the process returns in step 312.

これにより、モータ入力電力Piが増えて、低い設定回転数Nsで脱水動作が制御される場合でも、脱水の設定時間T1を増やして、回転数の低下による脱水性能の低下を抑えることができる。ここで脱水の設定時間T1は、低い回転数でも、脱水性能が確保できるように設定する。   As a result, even when the motor input power Pi is increased and the dehydrating operation is controlled at a low set rotational speed Ns, the dehydrating set time T1 can be increased to suppress a decrease in dewatering performance due to a decrease in the rotational speed. Here, the set time T1 for dewatering is set so that the dewatering performance can be secured even at a low rotation speed.

図8に示す大電力検知制御サブルーチンのフローチャートについて説明する。ステップ400より大電力検知制御サブルーチンが開始する。ステップ401で、ステップ108と同様のブレーキ制御を行い、モータを停止させる。ステップ402で大電流検知回数Pctをカウントアップして、ステップ403で大電流検知回数Pctが最大検知回数Ctmax(例えば、10回)以上かどうかを判定する。Ctmax以上なら、ステップ404で異常報知を行い、モータ入力電力Piが大きくて、脱水動作が続けられないことを使用者に伝える。Ctmax未満なら、ステップ405で水位検知手段29により再度水位を検知し、水がないかを判定する。水がある場合は、ステップ406で、排水を行い、水がなくなるまで排水し続ける。水がない場合は、ステップ407で脱水再起動設定を行い、ステップ408でリターンする。   A flowchart of the high power detection control subroutine shown in FIG. 8 will be described. From step 400, the high power detection control subroutine starts. In step 401, the same brake control as in step 108 is performed to stop the motor. In step 402, the large current detection number Pct is counted up. In step 403, it is determined whether the large current detection number Pct is equal to or greater than the maximum detection number Ctmax (for example, 10 times). If it is equal to or greater than Ctmax, an abnormality notification is made in step 404 to inform the user that the motor input power Pi is large and the dehydration operation cannot be continued. If it is less than Ctmax, in step 405, the water level is detected again by the water level detecting means 29, and it is determined whether there is water. If there is water, drain in step 406 and continue draining until there is no water. If there is no water, dehydration restart setting is performed in step 407, and the process returns in step 408.

これにより、モータ入力電力Piが増え続けた場合でも、大電力によるモータ、モータ駆動回路、電源回路に不具合が生じる前に、安全にモータを停止させることができる。特に排水能力が悪くて、脱水された水が排水されず、排水溝から排水ホース、ドラム下端と溜って、負荷を増大させていた場合は、排水し続けることにより、水による負荷を軽減できる。水位検知手段は脱水中の回転ドラムによる風圧で検知水位が変動されるため、回転停止後に水位を検知することにより、正確に排水されていることを検知することができる。   Thereby, even when the motor input power Pi continues to increase, the motor can be safely stopped before a problem occurs in the motor, the motor drive circuit, and the power supply circuit due to the high power. In particular, when the drainage capacity is poor and the dehydrated water is not drained, and the drainage hose and the lower end of the drum accumulate from the drainage groove and the load is increased, the load due to water can be reduced by continuing drainage. Since the detected water level is fluctuated by the wind pressure generated by the rotating drum during dehydration, the water level detecting means can detect that the water has been drained accurately by detecting the water level after stopping the rotation.

さらにこの状態が複数回発生する場合は、異常報知を行い、大電力の発生要因である異常な負荷状態(例えば、回転ドラムと水受け槽との洗濯物の挟込み、過大重量の洗濯物、回転ドラム内の残水などの過大な負荷)の軽減を、使用者に促すことができる。これにより、負荷は軽くなり、トルクT、モータ出力電力Po、モータ入力電力Piを下げることができ、通常の脱水動作を行うことができる。また、モータ、モータ駆動回路、電源回路の故障によりモータ入力電力Piが増えている場合は、この異常報知により、使用者に部品修理を促すことができる。   Furthermore, when this state occurs a plurality of times, an abnormality is notified and an abnormal load state (for example, sandwiching of laundry between the rotating drum and the water receiving tub, excessively heavy laundry, The user can be urged to reduce an excessive load such as residual water in the rotating drum. As a result, the load is reduced, the torque T, the motor output power Po, and the motor input power Pi can be reduced, and a normal dehydrating operation can be performed. Further, when the motor input power Pi is increased due to a failure of the motor, the motor drive circuit, or the power supply circuit, the user can be urged to repair the parts by this abnormality notification.

実際の動作について、図9に示す回転数制御と定電力制御、図10に示す回転数制御と大電力検知制御のタイムチャートを用いて説明する。図9は回転数制御から定電力制御に移行し、回転数制御に復帰したときのタイムチャートを表している。a点まで設定回転数Nsを増やし、900r/minの最終の設定回転数Nmaxに達する。モータ入力電力Piが1000Wを超えた状態で5秒経過するb点まで、900r/minで回転数制御を行い、b点で定電力制御に移行する。定電力制御により1100Wになるように制御されて、設定回転数Nsが変動する。脱水により洗濯物内の水が抜けて、排水され、負荷が軽くなると1100Wで制御できる設定回転数Nsが増えて、c点で最大値Nmaxに達する。これ以上Nsが増えないため、モータ入力電力Piが下がり始める。d点でモータ入力電力Piが1000W未満になると、回転数制御に移る。b点からd点における、定電力制御時の設定回転数Nsの最小値Nsminは880r/minになるため、脱水の設定時間T1は500sとなる。e点でこの500sに達すると、ブレーキして、脱水動作を終了する。   The actual operation will be described with reference to the time chart of the rotational speed control and constant power control shown in FIG. 9, and the rotational speed control and high power detection control shown in FIG. FIG. 9 shows a time chart when the rotational speed control is shifted to the constant power control and the rotational speed control is restored. The set rotational speed Ns is increased to point a, and the final set rotational speed Nmax of 900 r / min is reached. The rotational speed control is performed at 900 r / min up to point b where 5 seconds have elapsed with the motor input power Pi exceeding 1000 W, and the control shifts to constant power control at point b. It is controlled to be 1100 W by constant power control, and the set rotational speed Ns varies. When the water in the laundry is drained and drained by dehydration and the load is lightened, the set rotational speed Ns that can be controlled at 1100 W increases, and reaches the maximum value Nmax at the point c. Since Ns does not increase any more, the motor input power Pi starts to decrease. When the motor input power Pi becomes less than 1000 W at the point d, the control shifts to the rotation speed control. Since the minimum value Nsmin of the set rotational speed Ns during constant power control from the point b to the point d is 880 r / min, the set time T1 for dehydration is 500 s. When reaching 500 s at point e, the brake is applied and the dehydrating operation is terminated.

続いて、図10は回転数制御から定電力制御、大電力検知制御に移行し、再度脱水起動したときのタイムチャートを表している。図9同様に、900r/minに達するa点で回転数制御を行うが、この時点でモータ入力電力Piが1000Wを超えているため、5秒後のb点で、定電力制御に移行する。定電力制御により1100W制御するため、設定回転数Nsが変動するが、c点で最小値Nminに達するとNsは下がらず、モータ入力電力Piが上がり始める。d点でモータ入力電力Piが1200Wを超えた状態で1秒経過して、大電流検知制御に移行する。ブレーキ制御を行い、e点で停止後、検知回数が10回未満のため、水がないことを確認して、脱水再起動設定を行い、f点で再起動する。   Next, FIG. 10 shows a time chart when shifting from the rotational speed control to the constant power control and the high power detection control and dehydration is started again. As in FIG. 9, the rotational speed control is performed at point a reaching 900 r / min. Since the motor input power Pi exceeds 1000 W at this point, the control shifts to constant power control at point b after 5 seconds. Since 1100 W is controlled by constant power control, the set rotational speed Ns varies, but when the minimum value Nmin is reached at the point c, Ns does not decrease and the motor input power Pi starts to increase. At a point d, when the motor input power Pi exceeds 1200 W, 1 second elapses, and the process shifts to the large current detection control. Brake control is performed, and after stopping at point e, the number of detections is less than 10, so it is confirmed that there is no water, dehydration restart setting is performed, and restart is performed at point f.

つぎに、図11に示すモータ駆動サブルーチンのフローチャートについて説明する。ステップ500よりモータ駆動サブルーチンが開始する。ステップ501でサブルーチン実行の最初に判断する初期判定で、起動あるいは制動初期を判定し、起動あるいは制動初期であればステップ502で各種初期設定を行い、メインルーチンからのパラメータの受け渡しと各種設定を実行する。ステップ503で回転起動制御あるいは制動初期制御を行う。ステップ502、ステップ503は最初に一回だけ実行する。起動制御は、回転数フィードバック制御ができない起動時に、所定のモータ印加電圧に設定して120度通電するものであり、低いモータ印加電圧から高い電圧まで時間経過とともに電圧を上昇させるソフトスタートを行う。制動運転の場合には負のd軸電流を増やして、負のq軸電流を減らし、急激なブレーキトルクが加わらないようなソフトブレーキを行う。   Next, the flowchart of the motor drive subroutine shown in FIG. 11 will be described. From step 500, the motor drive subroutine starts. In step 501, the initial determination is made at the beginning of the subroutine execution to determine the start or initial braking. If the initial start or the initial braking, various initial settings are performed in step 502, and parameters are transferred from the main routine and various settings are executed. To do. In step 503, rotation start control or braking initial control is performed. Steps 502 and 503 are executed only once at the beginning. In the start control, at the time of start in which the rotation speed feedback control cannot be performed, a predetermined motor applied voltage is set and energized 120 degrees, and soft start is performed to increase the voltage from the low motor applied voltage to the high voltage with time. In the case of braking operation, the negative d-axis current is increased, the negative q-axis current is decreased, and soft braking is performed so that a sudden brake torque is not applied.

つぎに、ステップ504でキャリヤ信号割込の有無を判定する。キャリヤ信号割込とは、入力電圧制御手段15のキャリヤカウンタがオーバーフローすると発生する割込信号ckにより実行するもので、ステップ505で図12に示すキャリヤ信号割込サブルーチンを実行する。   Next, at step 504, the presence / absence of a carrier signal interrupt is determined. The carrier signal interrupt is executed by the interrupt signal ck generated when the carrier counter of the input voltage control means 15 overflows. In step 505, the carrier signal interrupt subroutine shown in FIG.

ここで図12にあるキャリヤ信号割込サブルーチンのフローチャートについて説明する。ステップ600よりキャリヤ信号割込サブルーチンを開始し、ステップ601で割込信号ckをカウントする。ステップ602でロータ位置電気角θを演算する。ロータ位置信号θは、別途求めたキャリヤ信号1周期当たりの電気角Δθとキャリヤカウンタのカウント値kを掛けた値k・Δθを、位置検出手段8より検知できる60度ごとの電気角φを加えることで推定演算する。例えば、モータ4を4極、ドラムプーリー3とモータプーリの比を8.25:1、キャリヤ周波数を15.6kHz、回転数を900r/minとするとモータ駆動周波数は240Hzとなり、電気角60度内のキャリヤカウンタカウント値kは約11となる。よって、Δθは約5.5度となる。モータ回転数が低い程、電気角60度内のカウント値kは高くなり、演算上の電気角検知分解能は向上するので、回転数が低く精度が要求される場合でも問題はないことがわかる。   Here, the flowchart of the carrier signal interrupt subroutine shown in FIG. 12 will be described. In step 600, the carrier signal interrupt subroutine is started. In step 601, the interrupt signal ck is counted. In step 602, the rotor position electrical angle θ is calculated. As the rotor position signal θ, a value k · Δθ obtained by multiplying the separately obtained electrical angle Δθ per cycle of the carrier signal and the count value k of the carrier counter is added to the electrical angle φ every 60 degrees that can be detected by the position detecting means 8. The estimation is calculated. For example, if the motor 4 has 4 poles, the ratio of the drum pulley 3 to the motor pulley is 8.25: 1, the carrier frequency is 15.6 kHz, and the rotation speed is 900 r / min, the motor drive frequency is 240 Hz, and the electrical angle is within 60 degrees. The carrier counter count value k is about 11. Therefore, Δθ is about 5.5 degrees. As the motor rotational speed is lower, the count value k within an electrical angle of 60 degrees is higher, and the electrical angle detection resolution in calculation is improved. Therefore, it can be understood that there is no problem even when the rotational speed is low and accuracy is required.

つぎに、ステップ603でモータ電流Iu、Iv、Iwを検出する。ステップ604で電気角θとモータ電流より、(数1)の演算により3相/2相dq変換を行い、d軸電流Id、q軸電流Iqを求める。ステップ605でId、Iqをメモリし、別途回転数制御データとして用いる。   Next, in step 603, motor currents Iu, Iv, and Iw are detected. In step 604, the three-phase / 2-phase dq conversion is performed by the calculation of (Equation 1) from the electrical angle θ and the motor current to obtain the d-axis current Id and the q-axis current Iq. In step 605, Id and Iq are stored in memory and used separately as rotation speed control data.

つぎに、ステップ606でd軸制御電圧Vd、q軸制御電圧Vqを呼び出し、ステップ607で(数2)の演算により2相/3相dq逆変換を行い、3相制御電圧Vu、Vv、Vwを求める。この逆変換は、ステップ604と同じように記憶手段13の電気角に対応したsinθ、cosθデータを用い、積和演算を高速で行う。ステップ608で3相制御電圧Vu、Vv、Vwに対応したPWM出力値PWMu、PWMv、PWMwに変換して、ステップ609でPWM出力する。ステップ610で3相のPWM出力値PWMu、PWMv、PWMwをメモリし、次のキャリヤ信号割込で用いる。ステップ611でサブルーチンをリターンする。   Next, in step 606, the d-axis control voltage Vd and the q-axis control voltage Vq are called, and in step 607, two-phase / three-phase dq inverse conversion is performed by the calculation of (Equation 2), and the three-phase control voltages Vu, Vv, Vw. Ask for. This inverse transformation uses sin θ and cos θ data corresponding to the electrical angle of the storage means 13 as in step 604 and performs a product-sum operation at high speed. In step 608, the PWM output values PWMu, PWMv, and PWMw corresponding to the three-phase control voltages Vu, Vv, and Vw are converted, and in step 609, PWM output is performed. In step 610, the three-phase PWM output values PWMu, PWMv, and PWMw are stored in memory and used in the next carrier signal interrupt. In step 611, the subroutine is returned.

PWM制御は、図2でも説明したように、U相、V相、W相各相に対応して、鋸歯状波(または三角波)のキャリヤ信号と制御電圧Vu、Vv、Vwを比較してインバータ回路7のIGBTオンオフ制御信号を発生させ、モータ4を正弦波駆動するもので、上アームトランジスタと下アームトランジスタの信号は逆転された波形で、上アームトランジスタの導通比を増加すると出力電圧は正電圧が増加し、下アームトランジスタの導通比を増加させると出力電圧は負電圧が増加する。導通比を50%にすると出力電圧は零となる。   As described in FIG. 2, the PWM control is performed by comparing the sawtooth wave (or triangular wave) carrier signal with the control voltages Vu, Vv, and Vw in correspondence with the U phase, V phase, and W phase. The IGBT on / off control signal of the circuit 7 is generated and the motor 4 is driven in a sine wave. The signals of the upper arm transistor and the lower arm transistor are inverted waveforms. When the conduction ratio of the upper arm transistor is increased, the output voltage becomes positive. When the voltage is increased and the conduction ratio of the lower arm transistor is increased, the output voltage becomes a negative voltage. When the conduction ratio is 50%, the output voltage becomes zero.

電気角θに対応して制御電圧を正弦波状に変化させると正弦波状の電流が流れる。正弦波駆動の場合、トランジスタの導通比を最大値100%にしたとき、出力電圧は最大となり変調度Amは100%で、導通比の最大値を50%にしたとき、出力電圧は最低となり変調度Amは0%と呼ぶ。   When the control voltage is changed in a sine wave shape corresponding to the electrical angle θ, a sine wave current flows. In the case of sine wave drive, when the transistor conduction ratio is set to the maximum value of 100%, the output voltage is maximum and the modulation degree Am is 100%. When the maximum value of the conduction ratio is 50%, the output voltage is minimum and the modulation is performed. The degree Am is called 0%.

モータ電流をベクトル制御するための、3相/2相dq変換と2相/3相dq逆変換をキャリヤ毎に高速で実行するので、高速の電流制御が可能となり、さらに、キャリヤ毎にトルク電流Iqを検出するので負荷量が瞬時に判定できる特長がある。   Since 3-phase / 2-phase dq conversion and 2-phase / 3-phase dq reverse conversion for vector control of motor current are executed at high speed for each carrier, high-speed current control becomes possible, and torque current for each carrier. Since Iq is detected, the load amount can be determined instantaneously.

キャリヤ信号割込サブルーチンを実行後は、図11に戻りステップ506で位置信号割込の有無を判定する。位置信号H1、H2、H3のいずれかの信号が変化すると割込信号が発生し、ステップ507で図13に示す位置信号割込サブルーチンを実行する。図2に示すように、電気角60度ごとに割込信号が発生する。   After executing the carrier signal interrupt subroutine, returning to FIG. 11, it is determined in step 506 whether or not there is a position signal interrupt. When any one of the position signals H1, H2, and H3 changes, an interrupt signal is generated, and the position signal interrupt subroutine shown in FIG. As shown in FIG. 2, an interrupt signal is generated every 60 electrical angles.

ここで図13にある位置信号割込サブルーチンのフローチャートについて説明する。ステップ700より位置信号割込サブルーチンを開始し、ステップ701で位置信号H1、H2、H3を入力し位置検出を行い、ステップ702で位置信号よりロータ電気角θcを検出する。ステップ703に進み、キャリヤ信号割込サブルーチンでカウントしているカウント値kをkcにメモリし、ステップ704でカウント値kをクリヤし、ステップ705で電気角60度間のキャリヤカウンタカウント値kcより1キャリヤの電気角Δθを演算する。   Here, the flowchart of the position signal interrupt subroutine shown in FIG. 13 will be described. In step 700, the position signal interrupt subroutine is started. In step 701, position signals H1, H2, and H3 are input to detect the position. In step 702, the rotor electrical angle θc is detected from the position signal. Proceeding to step 703, the count value k counted in the carrier signal interruption subroutine is stored in kc, the count value k is cleared in step 704, and in step 705, the carrier counter count value kc between 60 electrical angles is set to 1. The electrical angle Δθ of the carrier is calculated.

つぎに、ステップ706で基準位置信号H1による割込信号かどうかを判定し、基準位置信号割込ならばステップ707で回転周期測定タイマーTのカウント値Tを周期Toとしてメモリし、ステップ708でタイマーTをクリヤし、ステップ709でモータ回転数nを演算する。つぎに、ステップ710で回転周期測定タイマーのカウントを開始させ、ステップ711でサブルーチンをリターンする。   Next, in step 706, it is determined whether or not the interrupt signal is based on the reference position signal H1, and if it is a reference position signal interrupt, in step 707, the count value T of the rotation period measuring timer T is stored as the period To, and in step 708 the timer is counted. T is cleared, and in step 709, the motor speed n is calculated. Next, in step 710, counting of the rotation period measurement timer is started, and in step 711, the subroutine is returned.

回転周期測定タイマーの検知分解能を8bit精度にすると、クロックは64μsとなりキャリヤ信号をクロックに使用できるが、回転制御性能を向上するためには回転周期検知分解能を向上させる必要があり、クロックの周期は1〜10μsに設定する必要がある。この場合には、マイクロコンピュータのシステムクロックを分周してクロックに使用する。   If the detection resolution of the rotation period measurement timer is set to 8-bit accuracy, the clock becomes 64 μs and the carrier signal can be used as the clock. However, in order to improve the rotation control performance, it is necessary to improve the rotation period detection resolution. It is necessary to set to 1 to 10 μs. In this case, the microcomputer system clock is divided and used as the clock.

以上に説明した回転数検知方法は、位置信号H1の周期から求める方法を示したが、位置信号H1、H2、H3をすべて使用してもよい。また、キャリヤ信号を三角波にすると、キャリヤカウンタタイマーの周期は鋸歯状波の2倍となるので、三角波のオーバーフロー信号をクロックにすると分解能が向上するので三角波タイマーのオーバーフロー信号をクロックにしてもよい。   Although the rotation speed detection method described above has shown the method of calculating | requiring from the period of the position signal H1, you may use all the position signals H1, H2, and H3. If the carrier signal is a triangular wave, the carrier counter timer has a period twice that of the sawtooth wave. Therefore, if the triangular wave overflow signal is used as a clock, the resolution is improved. Therefore, the triangular wave timer overflow signal may be used as a clock.

位置信号割込サブルーチンを実行後は、図11に戻りステップ508で回転数制御サブルーチンを実行する。ステップ509でサブルーチンをリターンする。   After executing the position signal interrupt subroutine, returning to FIG. 11, the rotational speed control subroutine is executed at step 508. In step 509, the subroutine is returned.

ここで図14にある回転数制御サブルーチンのフローチャートについて説明する。ステップ800より回転数制御サブルーチンを開始し、ステップ801でモータ回転数nを呼び出し、ステップ802で通常駆動か、減速制動かのフラグ判定をする。   Here, the flowchart of the rotation speed control subroutine shown in FIG. 14 will be described. A rotational speed control subroutine is started from step 800, the motor rotational speed n is called in step 801, and a flag determination is made in step 802 as to whether normal driving or deceleration braking.

通常駆動ならばステップ803で設定回転数Nsと検知回転数nの誤差によりq軸電流設定値Iqsを制御してトルク制御を行い、ステップ804でq軸電流設定値Iqsを上限値Iqmaxと比較し、Iqs>Iqmaxならばステップ805でIqsをIqmaxとして、q軸電流Iqが上限値Iqmax以上とならないようにし、Iqs≦Iqmaxならば、ステップ805を飛ばす。   In the case of normal driving, torque control is performed by controlling the q-axis current set value Iqs in step 803 based on the error between the set rotational speed Ns and the detected rotational speed n, and in step 804 the q-axis current set value Iqs is compared with the upper limit value Iqmax. If Iqs> Iqmax, Iqs is set to Iqmax in step 805 so that the q-axis current Iq does not exceed the upper limit value Iqmax. If Iqs ≦ Iqmax, step 805 is skipped.

また減速制動ならばステップ806で負のトルク制御、すなわち、ブレーキトルク制御のためにq軸電流設定値を−Iqsに設定する。   In the case of deceleration braking, in step 806, the q-axis current set value is set to -Iqs for negative torque control, that is, brake torque control.

つぎに、ステップ807で設定回転数Nsより位相角δを設定し、ステップ808でIqsと位相角δよりd軸電流設定値Idsを演算する。設定回転数Nsのみでd軸電流を制御するとq軸電流Iqが小さい場合、進角し過ぎてトルクが得られない場合があるので、設定回転数Nsとq軸電流設定値Iqsに応じたd軸電流を設定する必要がある。   Next, in step 807, the phase angle δ is set from the set rotational speed Ns, and in step 808, the d-axis current set value Ids is calculated from Iqs and the phase angle δ. When the d-axis current is controlled only with the set rotation speed Ns, if the q-axis current Iq is small, the advance angle is excessive and torque may not be obtained. Therefore, d corresponding to the set rotation speed Ns and the q-axis current set value Iqs It is necessary to set the shaft current.

つぎに、ステップ809でd軸電流Idを呼び出し、ステップ810でIdとIdsの大小比較判定を行い、d軸電流Idが設定値Idsよりも大きければステップ811でd軸制御電圧Vdを減らし、d軸電流Idが設定値Idsよりも小さければステップ812でd軸制御電圧Vdを増やす。   Next, in step 809, the d-axis current Id is called, and in step 810, Id and Ids are compared in magnitude. If the d-axis current Id is larger than the set value Ids, the d-axis control voltage Vd is decreased in step 811. If the shaft current Id is smaller than the set value Ids, the d-axis control voltage Vd is increased in step 812.

つぎに、ステップ813でq軸電流Iqを呼び出し、ステップ814でIqとIqsの大小比較判定を行い、q軸電流Iqが設定値Iqsよりも大きければステップ815でq軸制御圧Vqを減らし、q軸電流Iqが設定値Iqsよりも小さければステップ816でq軸制御電圧Vqを増やす。   Next, in step 813, the q-axis current Iq is called, and in step 814, the magnitude comparison between Iq and Iqs is performed. If the q-axis current Iq is larger than the set value Iqs, the q-axis control pressure Vq is decreased in step 815, and q If the shaft current Iq is smaller than the set value Iqs, the q-axis control voltage Vq is increased in step 816.

つぎに、ステップ817で演算されたd軸制御電圧Vd、q軸制御電圧Vqをそれぞれメモリし、ステップ818でサブルーチンをリターンする。   Next, the d-axis control voltage Vd and the q-axis control voltage Vq calculated in step 817 are stored in memory, and the subroutine is returned in step 818.

d軸電流Id、q軸電流Iqは、基本的にはキャリヤ信号ごとに変換するので、トルクリップルも含めて変動が大きい。変換したd軸電流Id、q軸電流Iqと設定値Ids、Iqsをキャリヤごとに比較判断制御すると変動要素が大きく制御が安定しないので、平均化するなどの積分要素を加える必要がある。   Since the d-axis current Id and the q-axis current Iq are basically converted for each carrier signal, fluctuations including torque ripple are large. If the converted d-axis current Id and q-axis current Iq and the set values Ids and Iqs are compared and determined for each carrier, the fluctuation element is large and the control is not stable. Therefore, it is necessary to add an integration element such as averaging.

よって、回転数制御サブルーチンは、図13に示すように、キャリヤ信号割込サブルーチン、あるいは、位置信号割込サブルーチンの中で実行せず、モータ駆動制御の中で独立に実行させる。ただし、回転制御の応答速度を速めるために、位置信号割込サブルーチンの中で行う方法も考えられるが、回転数が低い場合には逆に応答が遅くなる欠点がある。   Therefore, as shown in FIG. 13, the rotation speed control subroutine is not executed in the carrier signal interruption subroutine or the position signal interruption subroutine, but is executed independently in the motor drive control. However, in order to increase the response speed of the rotation control, a method performed in the position signal interruption subroutine is also conceivable, but there is a drawback that the response is delayed when the rotation speed is low.

上記はベルトによる回転ドラムの駆動するベルト駆動方式の洗濯機を例にとって説明しているが、回転ドラムとモータが同軸となるダイレクトドライブ方式の洗濯機においても、ドラム回転数がモータ回転数となるだけで、モータに高い負荷がかかった場合に、モータ入力電力を許容範囲に抑えて制御して、モータ、モータ駆動回路、電源回路を保護するとともに、脱水性能の低下を抑えることができる。   The above is an example of a belt-driven washing machine in which a rotating drum is driven by a belt. However, even in a direct-drive washing machine in which a rotating drum and a motor are coaxial, the drum rotation speed is the motor rotation speed. Thus, when a high load is applied to the motor, it is possible to control the motor input power within an allowable range to protect the motor, the motor drive circuit, and the power supply circuit, and to suppress a decrease in dewatering performance.

また上記はドラム式洗濯機を例にとって説明しているが、モータの回転駆動軸をクラッチによって撹拌翼か、洗濯兼脱水槽に結合するパルセータ式の縦型洗濯機においても、モータに高い負荷がかかった場合に、モータ入力電力を許容範囲に抑えて制御して、モータ、モータ駆動回路、電源回路を保護するとともに、脱水性能の低下を抑えることができる。   Although the above description is based on a drum type washing machine as an example, even in a pulsator type vertical washing machine in which the rotational drive shaft of the motor is connected to a stirring blade or a washing and dewatering tub by a clutch, a high load is applied to the motor. In this case, it is possible to control the motor input power within an allowable range to protect the motor, the motor drive circuit, and the power supply circuit, and to suppress a decrease in dewatering performance.

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、モータに高い負荷がかかった場合に、モータ入力電力を許容範囲に抑えて制御して、モータ、モータ駆動回路、電源回路を保護するとともに、脱水性能の低下を抑える洗濯機に有用である。   As described above, the washing machine according to the present invention protects the motor, the motor drive circuit, and the power supply circuit by controlling the motor input power within an allowable range when a high load is applied to the motor, and performs dehydration. Useful for washing machines that suppress performance degradation.

1 回転ドラム
2 水受け槽
4 モータ
6 整流回路
7 インバータ回路
8 位置検出手段
9 電流検出手段
10 制御手段
15 入力電圧制御手段
18 回転数制御手段
23 報知手段
25 排水弁(排水手段)
29 水位検知手段
30a 電源電流検知手段
30b 電源電圧検知手段
32 モータ電力検知手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating drum 2 Water receiving tank 4 Motor 6 Rectification circuit 7 Inverter circuit 8 Position detection means 9 Current detection means 10 Control means 15 Input voltage control means 18 Speed control means 23 Notification means 25 Drain valve (drainage means)
29 Water level detection means 30a Power supply current detection means 30b Power supply voltage detection means 32 Motor power detection means

Claims (8)

洗濯物を収容して回転駆動される回転ドラムと、整流回路で整流された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記回転ドラムを前記インバータ回路により駆動するモータと、前記モータの回転子位置を検知する位置検出手段と、前記モータが設定回転数になるように回転数を制御する回転数制御手段と、前記モータに入力される電力を検知するモータ電力検知手段と、洗い・すすぎ・脱水の各行程の少なくとも1つ以上の行程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は脱水動作中にモータ入力電力が第1の所定時間以上、第1の所定電力を超えたときに、設定回転数を変えて、モータ入力電力が一定電力になるように制御することを特徴とする洗濯機。 A rotating drum that accommodates laundry and is rotationally driven, an inverter circuit that converts DC power rectified by a rectifying circuit into AC power, a motor that drives the rotating drum by the inverter circuit, and a rotor of the motor Position detection means for detecting the position, rotation speed control means for controlling the rotation speed so that the motor has a set rotation speed, motor power detection means for detecting the power input to the motor, washing, rinsing, Control means for controlling at least one or more strokes of each process of dehydration, the control means when the motor input power exceeds the first predetermined power for a first predetermined time or more during the dehydration operation, A washing machine characterized by controlling the motor input power to be a constant power by changing the set rotational speed. 前記モータの入力電圧を制御する入力電圧制御手段と、前記モータの入力電流を検知する電流検出手段とを備え、前記モータ電力検知手段は、前記モータの回転子に同期した回転座標でのモータ入力電圧とモータ入力電流の成分からモータ入力電力を演算するようにした請求項1に記載の洗濯機。 An input voltage control means for controlling an input voltage of the motor; and a current detection means for detecting an input current of the motor, wherein the motor power detection means is a motor input at a rotational coordinate synchronized with a rotor of the motor. The washing machine according to claim 1, wherein the motor input power is calculated from the components of the voltage and the motor input current. 前記モータ電力検知手段は、静止座標でのモータ入力電圧とモータ入力電流の成分からモータ入力電力を演算するようにした請求項2に記載の洗濯機。 The washing machine according to claim 2, wherein the motor power detection means calculates motor input power from a component of a motor input voltage and a motor input current at a stationary coordinate. 電源回路に流れる電源入力電流を検知する電源電流検知手段と、前記電源回路にかかる電源入力電圧を検知する電源電圧検知手段とを備え、前記モータ電力検知手段は、前記電源入力電圧と前記電源入力電流の成分から電源入力電力を演算し、前記電源入力電力から所定の割合でモータ入力電力を演算するようにした請求項1〜3のいずれか1項に記載の洗濯機。 A power supply current detection means for detecting a power supply input current flowing in the power supply circuit; and a power supply voltage detection means for detecting a power supply input voltage applied to the power supply circuit, wherein the motor power detection means comprises the power supply input voltage and the power supply input. The washing machine according to any one of claims 1 to 3, wherein power input power is calculated from a current component, and motor input power is calculated at a predetermined ratio from the power input power. 前記制御手段は前記設定回転数の低下に応じて、脱水設定時間を延長することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の洗濯機。 The washing machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means extends a dehydration set time in accordance with a decrease in the set rotation speed. 前記制御手段はモータ入力電力が第2の所定時間以上、第1の所定電力より大きい第2の所定電力を超えたときに、脱水動作を停止させ、再度同じ脱水動作をすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の洗濯機。 When the motor input power exceeds a second predetermined power greater than the first predetermined power for a second predetermined time or longer, the control means stops the dehydrating operation and performs the same dehydrating operation again. The washing machine according to any one of claims 1 to 5. 水受け槽の水位を検知する水位検知手段と、前記水受け槽の水を排水する排水手段を備え、前記制御手段はモータ入力電力の増大により、脱水動作を停止させたときに、水位を検知し、排水が完了するまで、排水を継続し、排水後に脱水動作を開始することを特徴とする請求項6に記載の洗濯機。 Water level detection means for detecting the water level in the water receiving tank and drainage means for draining the water in the water receiving tank, and the control means detects the water level when the dehydrating operation is stopped due to an increase in motor input power. The washing machine according to claim 6, wherein drainage is continued until drainage is completed, and dewatering operation is started after drainage. 報知動作を行う報知手段を備え、前記制御手段はモータ入力電力の増大により、脱水動作を停止させ、再度行う脱水動作が所定回数に達したときに、前記報知手段により異常報知することを特徴とする請求項6または7に記載の洗濯機。 Informing means for performing a notifying operation, wherein the control means stops the dehydrating operation due to an increase in motor input power, and when the dehydrating operation to be performed again reaches a predetermined number of times, the notifying means notifies the abnormality. The washing machine according to claim 6 or 7.
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