JP6361018B2 - Inverter device and washing machine equipped with the same - Google Patents

Inverter device and washing machine equipped with the same Download PDF

Info

Publication number
JP6361018B2
JP6361018B2 JP2014032680A JP2014032680A JP6361018B2 JP 6361018 B2 JP6361018 B2 JP 6361018B2 JP 2014032680 A JP2014032680 A JP 2014032680A JP 2014032680 A JP2014032680 A JP 2014032680A JP 6361018 B2 JP6361018 B2 JP 6361018B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
short
circuit
speed
time ratio
period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014032680A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015159652A (en
Inventor
麻田 和彦
和彦 麻田
光英 東
光英 東
元 野嶋
元 野嶋
亀田 晃史
晃史 亀田
陽子 堀
陽子 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2014032680A priority Critical patent/JP6361018B2/en
Priority to PCT/JP2014/003764 priority patent/WO2015008486A1/en
Priority to CN201480040857.4A priority patent/CN105378174B/en
Priority to DE112014003296.4T priority patent/DE112014003296T5/en
Publication of JP2015159652A publication Critical patent/JP2015159652A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6361018B2 publication Critical patent/JP6361018B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、電動機により負荷の運動エネルギーを吸収するブレーキを作用させるインバータ装置およびこれを備えた洗濯機に関するものである。   The present invention relates to an inverter device that operates a brake that absorbs kinetic energy of a load by an electric motor, and a washing machine including the inverter device.

従来、この種の装置は、モータのロータ位置検出手段により検出するとともに、モータの回転をモータ回転検出手段または逆起電力検出手段により検出し、モータの駆動時以外にロータ位置検出手段または逆起電力検出手段により、モータの回転を検知した場合、短絡ブレーキを行う。(例えば、特許文献1参照)。
また、ホールICを用いた位置検知手段の出力信号が所定範囲となった時に、2線間短絡期間、あるいは3線間短絡期間を開始し、過渡的な過電流を防ぎながら短絡ブレーキに移る。(例えば、特許文献2参照)。
Conventionally, this type of device detects the rotation of the motor by means of the rotor position detection means of the motor, and also detects the rotation of the motor by means of the motor rotation detection means or the counter electromotive force detection means. When the rotation of the motor is detected by the power detection means, short circuit braking is performed. (For example, refer to Patent Document 1).
Further, when the output signal of the position detection means using the Hall IC falls within a predetermined range, a two-line short circuit period or a three-line short circuit period is started, and the process proceeds to a short circuit brake while preventing a transient overcurrent. (For example, refer to Patent Document 2).

また、モータの巻線を三相以上短絡させ、その状態で電流検知手段によって検知される巻線電流が三相以上一致した場合に前記モータの回転停止を判定する停止判定手段を備えたものもある(例えば、特許文献3参照)。   In addition, there is also provided a stop determination means for determining the motor rotation stop when the winding of the motor is short-circuited for three phases or more and the winding current detected by the current detection means in that state coincides with three or more phases. Yes (see, for example, Patent Document 3).

図17は、特許文献1に記載された従来の洗濯機を示すものである。
図17に示すように、交流電源1、整流回路2、インバータ回路3、モータ4と、ホールIC等で構成され、モータ4のロータ位置を検出するロータ位置検出手段5、6、7、モータ4の逆起電力を検知する逆起電力検出手段8を備え、ロータ位置検出手段5、6、7または逆起電力検出手段8は、回転を検出するモータ回転検出手段として使用され、制御手段10は、モータ4の駆動時以外に、モータ回転検出手段によりモータが回転していることを検知した場合、インバータ駆動回路11を通じて、インバータ回路3の下アームトランジスタをすべてオンさせ、モータ4は短絡ブレーキを行い、モータ4の停止については、ロータ位置検出手段5、6、7と逆起電力検出手段8の両者によるモータ回転検出手段の出力から判定がなされる。
FIG. 17 shows a conventional washing machine described in Patent Document 1. In FIG.
As shown in FIG. 17, the rotor position detection means 5, 6, 7, and the motor 4, which are constituted by an AC power source 1, a rectifier circuit 2, an inverter circuit 3, a motor 4, a Hall IC, etc. The back electromotive force detecting means 8 for detecting the back electromotive force of the rotor, the rotor position detecting means 5, 6, 7 or the back electromotive force detecting means 8 is used as a motor rotation detecting means for detecting rotation, and the control means 10 is When the motor rotation detecting means detects that the motor is rotating other than when the motor 4 is driven, all the lower arm transistors of the inverter circuit 3 are turned on through the inverter driving circuit 11, and the motor 4 performs short-circuit braking. The stop of the motor 4 is determined from the output of the motor rotation detection means by both the rotor position detection means 5, 6, 7 and the back electromotive force detection means 8.

図18は、特許文献2に記載された従来の電気機械制御装置のブロック図を示すものである。   FIG. 18 shows a block diagram of a conventional electric machine control device described in Patent Document 2. As shown in FIG.

図18に示すように、220Vの交流電源21に接続される全波形の整流回路22と、整流回路22から280Vの直流電圧Vdcを受けるインバータ回路23と、インバータ回路23の入力の直流電圧を安定させるためのコンデンサ24と、インバータ回路23の出力である交流電流を受ける電気機械25等から構成されている。   As shown in FIG. 18, the full-wave rectifier circuit 22 connected to the 220V AC power supply 21, the inverter circuit 23 receiving the 280V DC voltage Vdc from the rectifier circuit 22, and the DC voltage input to the inverter circuit 23 are stabilized. For example, an electric machine 25 that receives an alternating current output from the inverter circuit 23, and the like.

電気機械25は、その構成要素となる永久磁石26、27を有する回転子28、
U、V、Wの3相の巻線30、31、32からなる固定子33を有するものとなっており、さらにホールICを用いた位置検知手段34が設けられている。
The electric machine 25 includes a rotor 28 having permanent magnets 26 and 27 as constituent elements thereof.
It has a stator 33 composed of three-phase windings 30, 31, and 32 of U, V, and W, and is further provided with a position detection means 34 using a Hall IC.

位置検知手段34は、巻線30、31、32に鎖交する永久磁石26、27の磁束の位相に対応する電気角θを検知するものである。   The position detection means 34 detects an electrical angle θ corresponding to the phase of the magnetic flux of the permanent magnets 26, 27 interlinked with the windings 30, 31, 32.

インバータ回路23は、IGBTを用いた6石のスイッチング素子41、42、43、44、45、46、ベクトル制御手段50を設けており、さらに第1の短絡制御手段51、第2の短絡制御手段52、制動信号発生手段53を設けたものとしており、本実施の形態においては、短絡回路54はインバータ回路23をそのまま使用して構成したものとな
っている。
The inverter circuit 23 is provided with six stone switching elements 41, 42, 43, 44, 45, 46 and a vector control means 50 using IGBT, and further, a first short-circuit control means 51 and a second short-circuit control means. 52, the braking signal generating means 53 is provided, and in the present embodiment, the short circuit 54 is configured using the inverter circuit 23 as it is.

第1の短絡制御手段51は、第1の短絡信号発生手段60、AND回路61、62、OR回路63、64、NOT回路65によって構成されており、第1の短絡信号発生手段60は、位置検知手段34からの位相の信号θを入力し、通常の力行時にはハイ、制動時の2線間短絡期間と3線間短絡期間にローとなる第1の短絡信号S1を出力するものである。   The first short-circuit control means 51 includes a first short-circuit signal generating means 60, AND circuits 61 and 62, OR circuits 63 and 64, and a NOT circuit 65. A phase signal θ from the detection means 34 is input, and a first short-circuit signal S1 that is high during normal power running and low during a two-wire short-circuit period and a three-wire short-circuit period during braking is output.

第2の短絡制御手段52は、第2の短絡信号発生手段70、AND回路61、62、OR回路63、64、NOT回路65によって構成されており、第1の短絡信号発生手段60は、位置検知手段34からの位相の信号θを入力し、通常の力行時にはハイ、制動時の3線間短絡期間にローとなる第2の短絡信号S2を出力するものである。   The second short-circuit control means 52 includes second short-circuit signal generating means 70, AND circuits 61 and 62, OR circuits 63 and 64, and NOT circuit 65. The first short-circuit signal generating means 60 is A phase signal θ from the detection means 34 is input, and a second short-circuit signal S2 that is high during normal power running and low during a three-wire short-circuit period during braking is output.

短絡回路54は、電気機械25の制動時に3つの端子UVWの内の2つの端子間を短絡する2線間短絡期間の後、3つの端子を短絡する3線間短絡期間を有することより、過渡的なピーク電流値を抑える。   The short circuit 54 has a three-wire short-circuit period in which the three terminals are short-circuited after a two-wire short-circuit period in which the two terminals of the three terminals UVW are short-circuited when the electric machine 25 is braked. Suppresses the peak current value.

図19は、特許文献3に記載された従来の装置の回路図を示すものである。
モータ73の巻線に電流を供給するインバータ回路74は、スイッチング素子75〜80を有しており、制御部81によってオンオフが制御される。
FIG. 19 shows a circuit diagram of a conventional device described in Patent Document 3. In FIG.
The inverter circuit 74 that supplies a current to the winding of the motor 73 includes switching elements 75 to 80, and on / off is controlled by the control unit 81.

モータ73の巻線に流れる電流を検知するため、シャント抵抗83、84、およびオペアンプなどを含む増幅・バイアス回路85、86を設け、その出力信号が制御部81に入力され、U相とV相の電流値が検知され、W相についてもU相とV相の電流から計算され、三相すべての電流が検知されるものとなる。   In order to detect the current flowing through the winding of the motor 73, amplifying / biasing circuits 85 and 86 including shunt resistors 83 and 84 and operational amplifiers are provided, and the output signals are input to the control unit 81, and the U phase and V phase Current value is detected, and the W phase is also calculated from the U phase and V phase currents, and all three phase currents are detected.

また過電流時にダイオード87、88を介して過電流検知部89からの過電流検出信号も、制御部81に入力されるものとなっている。   Further, an overcurrent detection signal from the overcurrent detection unit 89 is also input to the control unit 81 via the diodes 87 and 88 at the time of overcurrent.

図20は、起動時のフローチャートを示しており、起動スタート90から短絡91に移り、モータ73の巻線を三相とも短絡させる動作となる。
続く回転子停止92では、電流検知手段によって検知される巻線電流が三相以上一致したかどうかの判断がなされ、一致した場合にはモータ73が停止したものと判定される。
その後は、位置決め93、強制転流94、定常運転95へと進め、起動から定常運転に移るものとなる。
FIG. 20 shows a flowchart at the time of start-up. From the start start 90 to the short circuit 91, the winding of the motor 73 is short-circuited for all three phases.
In the subsequent rotor stop 92, it is determined whether or not the winding currents detected by the current detection means match three or more phases. If they match, it is determined that the motor 73 has stopped.
After that, the process proceeds to positioning 93, forced commutation 94, and steady operation 95, and shifts from startup to steady operation.

図21は、回転中である場合の短絡ブレーキ中の巻線電流波形図を示している。
回転中においては、3相の電流の内の2相分の電流の瞬時値が一致することはあるが、3相分が一致することはなく、3相分の電流値が一致した時点で停止と判断するものとなる。
FIG. 21 shows a winding current waveform diagram during short-circuit braking when the motor is rotating.
During rotation, the instantaneous value of the current for two phases of the current of three phases may match, but the value for three phases does not match, and stops when the current values for three phases match It will be judged.

また、図示していないが、一相の電流検出値を電流波形の1周期より短い間隔で2回以上参照し、それが一致した場合に停止と判断する構成も記載されている。   Although not shown, there is also described a configuration in which a single-phase current detection value is referred to twice or more at intervals shorter than one cycle of the current waveform and is determined to be stopped when they match.

特開2003−275494号公報JP 2003-275494 A 特開2012−130111号公報JP2012-130111A 特開2005−6453号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-6453

しかしながら、第1の従来の構成では、3線間の短絡期間が開始された直後に、モータの速度によっては、過渡的な電流の跳ね上がりが相当に発生することがあり、特にインダクタンスの小さいモータを用いる場合には、過渡的な電流の跳ね上がりのピーク値が、通常の駆動時よりも高くなり、モータの減磁に対する信頼性確保の点、およびモータに電流を供給するインバータ回路の電流定格の面からの問題が発生するものとなり、またモータ回転検出手段、場合によっては逆起電力検出手段をも必要とし、コスト高となるものである。   However, in the first conventional configuration, a transient current jump may occur considerably depending on the speed of the motor immediately after the start of the short circuit period between the three wires. If used, the peak value of the transient current jump will be higher than in normal driving, ensuring reliability against motor demagnetization, and the current rating of the inverter circuit that supplies current to the motor. In addition, a motor rotation detecting means and, in some cases, a back electromotive force detecting means are required, resulting in high costs.

また第2の従来の構成では、ホールIC等により構成される位置検知手段により、3線間短絡期間中の過渡的なピーク電流を抑制するものであることから、位置検知手段が必須となり、センサレスと呼ばれるような位置検知手段を用いない構成では構成できないという課題を有していた。   Further, in the second conventional configuration, since the position detection means constituted by a Hall IC or the like suppresses a transient peak current during the short-circuit period between the three wires, the position detection means becomes indispensable and sensorless It has a problem that it cannot be configured with a configuration that does not use a position detection means called.

また第3の従来の構成では、停止判定を行う目的として、次の起動時時点で停止状態から安定に始めることであり、電源投入直後の使用者の安全対策ではない。
また、増幅・バイアス回路の故障により、制御部に例えば0Vや5Vなどの固定された信号電圧が入力された場合には、停止判定となる条件が成立することになり、その状態でドラムの蓋を開くことができる状態となると、不安全性が発生するものとなる。
In the third conventional configuration, the purpose of determining the stop is to start stably from the stop state at the time of the next start-up, and is not a safety measure for the user immediately after the power is turned on.
In addition, when a fixed signal voltage such as 0 V or 5 V is input to the control unit due to a failure of the amplification / bias circuit, a condition for determining whether to stop is satisfied, and in this state, the drum cover If it becomes a state where can be opened, unsafety will occur.

本発明は、前記第1〜3の従来の課題を解決するもので、簡単な構成でありながら、電動機の速度に関わらず3線間の短絡期間に入った際の過渡的な過電流を効果的に抑え、また位置検知手段の出力信号と同期した動作も必要としない、センサレスでも対応できる洗濯機を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned first to third conventional problems, and has a simple configuration, but is effective for transient overcurrent when entering a short-circuit period between three wires regardless of the speed of the motor. It is an object of the present invention to provide a washing machine that can be used without a sensor and that does not require an operation synchronized with the output signal of the position detection means.

前記従来の課題を解決するために、本発明のインバータ装置は、永久磁石と3相の巻線を有し、負荷に接続される電動機と、直流電源から電力が供給され、3石の高電位側スイッチング素子および3石の低電位側スイッチング素子を有し前記電動機に交流電流を供給するインバータ回路と、少なくとも前記低電位側スイッチング素子をオンオフ制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、短絡時間比率拡大速度指令手段を有し、前記制御手段は、前記インバータ回路の前記低電位側スイッチング素子の3相共通のオン時間の比率のオンオフ制御により前記3相の巻線の入力端子を短絡する短絡時間比率を、前記短絡時間比率拡大速度指令手段の出力値に応じて拡大する短絡時間比率拡大期間の後、前記短絡時間比率を最大限に保ち、前記負荷の運動エネルギーを吸収する短絡制動期間を有し、前記短絡時間比率拡大期間の開始からの時間に応じて、短絡時間比率の拡大速度を変化させるものである。 In order to solve the above-described conventional problems, an inverter device of the present invention has a permanent magnet and a three-phase winding, and is supplied with electric power from a motor connected to a load and a DC power source, and has a high potential of three stones. An inverter circuit having a side switching element and three stone low potential side switching elements for supplying an alternating current to the electric motor, and a control means for controlling on / off of at least the low potential side switching element. Short-circuit time ratio expansion speed command means, and the control means short-circuits the input terminals of the three-phase windings by on-off control of the three-phase common on-time ratio of the low potential side switching element of the inverter circuit. After the short circuit time ratio expansion period in which the short circuit time ratio is expanded according to the output value of the short circuit time ratio expansion speed command means, the short circuit time ratio is kept at a maximum and the negative It has a short braking time to absorb the kinetic energy, according to the time from the start of the short time ratio expansion period, thereby changing the expansion rate of the short-circuit time ratio.

これによって、各種の運転条件下から、電動機を適切に短絡ブレーキ状態に移行することができるものとなる。
また電源投入直後の時点で、電動機が回転している場合でも、過電流や過電圧がない状態で負荷および電動機の回転を止め、常に安全な状態でドラムの蓋が使用者が開くことができる状態とするものとなり、電流検知手段の故障により実際の電流値と無関係に一定値に固定された場合においても、誤った停止判定が行われない、安全性の高いインバータ装置を実現することができるものとなる。
Thereby, the electric motor can be appropriately shifted to the short-circuit brake state under various operating conditions.
In addition, even when the motor is rotating immediately after the power is turned on, the load and the motor stop rotating without any overcurrent or overvoltage, and the drum lid can be opened by the user in a safe state at all times. It is possible to realize a highly safe inverter device in which erroneous stop determination is not performed even when the current detection unit is fixed to a constant value regardless of the actual current value due to a failure of the current detection means. It becomes.

比較的簡単な構成でありながら、過電流や過電圧などの不具合や故障を防止しつつ、短絡ブレーキ状態に入ることができる。   Even with a relatively simple configuration, it is possible to enter a short-circuit brake state while preventing problems and failures such as overcurrent and overvoltage.

また、電源投入直後の使用者の安全性を確保することができる。   In addition, it is possible to ensure the safety of the user immediately after the power is turned on.

実施の形態1のインバータ装置のブロック図Block diagram of the inverter device of the first embodiment 実施の形態1における中央制御部135内の詳細構成図。FIG. 3 is a detailed configuration diagram in a central control unit 135 according to the first embodiment. 実施の形態1における、短絡ブレーキ制御手段内のブロック図。The block diagram in a short circuit brake control means in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の関数発生器181と関数発生器182入出力特性を示すグラフGraph showing function generator 181 and function generator 182 input / output characteristics of Embodiment 1 実施の形態1における比較的低速の運転から短絡ブレーキとなる場合の波形図Waveform diagram in case of short-circuit braking from relatively low speed operation in the first embodiment 実施の形態1におけるコンデンサ143の静電容量が小、比較的高速の運転から短絡ブレーキとなる場合の波形図Waveform diagram when capacitance of capacitor 143 in the first embodiment is small and a short-circuit brake is performed from a relatively high speed operation 実施の形態1における停止する前後の動作波形図Operation waveform diagram before and after stopping in the first embodiment 実施の形態2における、短絡ブレーキ制御手段190の内部ブロック図Internal block diagram of short circuit brake control means 190 in the second embodiment 実施の形態2における短絡時間比率拡大速度設定手段192の特性を示すグラフThe graph which shows the characteristic of the short circuit time ratio expansion speed setting means 192 in Embodiment 2 実施の形態3における短絡ブレーキ制御手段205の内部ブロック図Internal block diagram of short-circuit brake control means 205 in the third embodiment 実施の形態3における短絡時間比率拡大速度設定手段210の特性を示すグラフThe graph which shows the characteristic of the short circuit time ratio expansion speed setting means 210 in Embodiment 3 実施の形態3の短絡制動期間に入る部分の動作波形Operation waveform of a portion entering the short-circuit braking period of the third embodiment 実施の形態4における短絡ブレーキ制御手段212の内部ブロック図Internal block diagram of short circuit brake control means 212 in the fourth embodiment 実施の形態4における短絡時間比率拡大速度指令手段213の特性を示すグラフThe graph which shows the characteristic of the short circuit time ratio expansion speed command means 213 in Embodiment 4. 実施の形態5における一般にドラム式洗濯機と呼ばれるインバータ装置の断面図Sectional drawing of the inverter apparatus generally called a drum-type washing machine in Embodiment 5 実施の形態5におけるインバータ装置の電源が投入された直後のフローチャート図The flowchart figure immediately after the power supply of the inverter apparatus in Embodiment 5 was turned on. 特許文献1に記載された従来の洗濯機のブロック図Block diagram of a conventional washing machine described in Patent Document 1 特許文献2に記載された従来の電気機械制御装置のブロック図Block diagram of a conventional electromechanical control device described in Patent Document 2 特許文献3に記載された従来の装置の回路図Circuit diagram of a conventional device described in Patent Document 3 特許文献3に記載された従来の装置の起動時のフローチャートFlow chart at the time of starting the conventional apparatus described in Patent Document 3 特許文献3に記載された従来の装置の電流波形図Current waveform diagram of conventional device described in Patent Document 3

第1の発明は、永久磁石と3相の巻線を有し、負荷に接続される電動機と、直流電源から電力が供給され、3石の高電位側スイッチング素子および3石の低電位側スイッチング素子を有し前記電動機に交流電流を供給するインバータ回路と、少なくとも前記低電位側スイッチング素子をオンオフ制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記インバータ回路の前記低電位側スイッチング素子の3相共通のオン時間の比率のオンオフ制御により前記3相の巻線の入力端子を短絡する短絡時間比率を拡大する短絡時間比率拡大期間の後、前記短絡時間比率を最大限に保つ短絡制動期間を有し、前記短絡時間比率拡大期間の開始からの時間に応じて、短絡時間比率の拡大速度を変化させることにより、過渡的な電流の跳ね上がりを抑えながら、短絡制動期間に移行することができるものとなる。
また、前記短絡時間比率拡大期間の開始からの時間に応じて、短絡時間比率の拡大速度を変化させる構成とすることにより、簡単な構成で、前記電動機の広範囲の速度に対して、過渡的な電流の跳ね上がりを抑えるとともに、前記直流電源の電圧上昇も問題ない範囲に抑えることができる。
The first invention has a permanent magnet and a three-phase winding, an electric motor connected to a load, and electric power supplied from a DC power source. An inverter circuit having an element for supplying an alternating current to the electric motor, and a control means for controlling on / off of at least the low-potential side switching element, wherein the control means is configured to control the low-potential side switching element of the inverter circuit. A short-circuit braking period that maximizes the short-circuit time ratio after a short-circuit time ratio expansion period that expands a short-circuit time ratio that short-circuits the input terminals of the three-phase windings by on / off control of an on-time ratio common to three phases have a, according to the time from the start of the short time ratio expansion period, by changing the expansion rate of the short time ratio while suppressing the bounce transient current, The state can be shifted to 絡制 dynamic period.
In addition, by adopting a configuration in which the expansion speed of the short circuit time ratio is changed according to the time from the start of the short circuit time ratio expansion period, it is possible to make a transient with respect to a wide range of speeds of the electric motor with a simple configuration. While suppressing the jump of an electric current, the voltage rise of the said DC power supply can also be suppressed to the range which does not have a problem.

第2の発明は、特に第1の発明の構成に加え、前記直流電源の電圧を検知する電圧検知手段、前記交流電流を検知する電流検知手段、前記電動機の速度を検知する速度検知手段の少なくともいずれかの検知手段を有し、前記制御手段は、少なくともいずれかの検知手段の出力によって、前記短絡時間比率拡大期間の短絡時間比率の拡大速度を変化させる構成とすることにより、電圧検知手段の出力によって、電動機の速度条件の違いによる過渡的な電流の跳ね上がりの出方の変化に対応し、前記直流電源への回生による過電圧も抑えながら、短絡制動期間に移行することができるものとなる。   In particular, in addition to the configuration of the first invention, the second invention includes at least a voltage detection means for detecting the voltage of the DC power supply, a current detection means for detecting the AC current, and a speed detection means for detecting the speed of the motor. Any one of the detection means, and the control means is configured to change the expansion speed of the short circuit time ratio in the short circuit time ratio expansion period by the output of at least one of the detection means. According to the output, it is possible to shift to a short-circuit braking period while suppressing an overvoltage due to regeneration to the DC power supply, corresponding to a change in how the current jumps transiently due to a difference in the speed condition of the motor.

また、電流検知手段の出力によって、電動機の速度条件の違いによって生ずる前記直流電源への回生電流を前記電流検知手段の出力の変化で検出し、短絡時間比率の拡大速度が
、過渡的な電流の跳ね上がりを十分に抑えることができるものとなるため合理的な構成で、信頼性の高いインバータ装置か実現できるものとなる。
Further, the output of the current detection means detects the regenerative current to the DC power source caused by the difference in the speed condition of the electric motor by the change in the output of the current detection means, and the expansion speed of the short-circuit time ratio is Since the jumping can be sufficiently suppressed, a highly reliable inverter device can be realized with a rational configuration.

また、速度検知手段の出力によって、前記電動機の幅広い速度範囲に対応した過渡的な電流の跳ね上がりの抑制を行うと共に、前記直流電源への回生電流による電圧上昇も最小限に抑えることが可能となる。   Further, the output of the speed detection means can suppress a transient current jump corresponding to a wide speed range of the electric motor, and can also suppress a voltage increase due to a regenerative current to the DC power supply to a minimum. .

の発明は、特に第1または第2の発明の負荷を、衣類を収納するドラムとし、前記ドラムの回転速度の絶対値を減少させる減速期間中に、前記短絡時間比率拡大期間および前記短絡制動期間を有する構成とすることにより、ドラムの速度および衣類の量の条件、また洗濯と脱水などの諸条件に対応し、過渡的な電流の跳ね上がり、および回生による前記直流電源の電圧の過剰な上昇を抑えた、信頼性の高いインバータ装置を備えた洗濯機を実現することができる。 According to a third aspect of the invention, in particular, the load of the first or second aspect is a drum for storing clothes, and the short-circuiting time ratio expansion period and the short-circuiting are performed during a deceleration period in which the absolute value of the rotational speed of the drum is reduced. By adopting a structure having a braking period, it corresponds to various conditions such as the speed of the drum and the amount of clothes, as well as conditions such as washing and dehydration, transient current jumps, and excessive voltage of the DC power supply due to regeneration. A washing machine including a highly reliable inverter device that suppresses the rise can be realized.

の発明は、特に第1〜第3のいずれかの発明の負荷を、衣類を収納するドラムとし、前記ドラムの開口部を開閉する蓋と、前記蓋をロックする蓋ロック手段を設け、前記制御手段は、電源投入後、前記短絡制動期間の後、前記蓋ロック手段を使用者が前記蓋を開くことが可能な状態とすることにより、ドラム回転中に使用者が誤って手を入れることを無くし、安全性の高いインバータ装置を備えた洗濯機を実現することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in particular, the load of any one of the first to third aspects is a drum for storing clothing, a lid for opening and closing the opening of the drum, and a lid locking means for locking the lid, The control means, after the power is turned on, after the short-circuit braking period, allows the user to open the lid in a state in which the user can open the lid, so that the user erroneously puts the hand during drum rotation. Thus, a washing machine equipped with a highly safe inverter device can be realized.

の発明は、特に第1〜第のいずれかの発明の電動機に位置検知用のセンサを持たないセンサレス方式としたことにより、各種の運転条件下から、電動機を適切に短絡ブレーキ状態に移行することができうえ、低コストなインバータ装置および洗濯機を提供できる。 According to the fifth aspect of the invention, in particular, the electric motor according to any one of the first to fourth aspects has a sensorless system that does not have a position detection sensor, so that the electric motor can be appropriately short-circuited and braked under various operating conditions. In addition, a low-cost inverter device and washing machine can be provided.

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、本発明の第1の実施の形態におけるインバータ装置のブロック図を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of an inverter device according to the first embodiment of the present invention.

図1において、永久磁石100、101と3相の巻線102、103、104を有し、衣類105を収納する負荷(ドラム)106を、プーリ107およびベルト108を介して回転駆動する電動機109と、6石のスイッチング素子111、112、113、114、115、116を有し、電動機109に交流電流Iu、Iv、Iwを供給するインバータ回路117と、スイッチング素子111、112、113、114、115、116をオンオフ制御する制御手段118を有し、制御手段118は、交流電流Iu、Iv、Iwを検知する電流検知手段119を有しており、本実施の形態においては、電流検知手段119は、3相それぞれの電流を電圧に変換するシャント抵抗121、122、123、および低電位側のスイッチング素子114、115、116のオン期間に、A/D変換を行うA/D変換器124により構成されている。   In FIG. 1, an electric motor 109 having permanent magnets 100 and 101 and three-phase windings 102, 103, and 104 that rotationally drives a load (drum) 106 that houses clothing 105 via a pulley 107 and a belt 108. , 6 switching elements 111, 112, 113, 114, 115, 116, an inverter circuit 117 for supplying AC currents Iu, Iv, Iw to the electric motor 109, and switching elements 111, 112, 113, 114, 115 , 116 has a control means 118 for controlling on / off, and the control means 118 has a current detection means 119 for detecting alternating currents Iu, Iv, Iw. In this embodiment, the current detection means 119 is Shunt resistors 121, 122, 123 for converting the current of each of the three phases into voltage, and switching on the low potential side During the ON period of the child 114, 115, 116 are constituted by A / D converter 124 for performing A / D conversion.

さらに制御手段118は、中央制御部135を有し、インバータ回路117の制御のための信号生成や、電流検知手段119からの出力信号Iua、Iva、Iwa信号受付を
デジタル式にて行うものとなっている。
Further, the control unit 118 has a central control unit 135, and performs digital signal generation for signal generation for controlling the inverter circuit 117 and reception of output signals Iua, Iva, and Iwa signals from the current detection unit 119. ing.

PWM回路136は、中央制御部135からDuty信号を受けて、Duty信号に対して64マイクロ秒周期の三角波でのパルス幅変調(PWM)を行った信号Bを出力するものであり、中央制御部135の信号S1〜S6は、インバータ回路117との間に設けた、切り替え手段137、駆動回路138を経てスイッチング素子111、112、113、114、115、116のゲート信号を与えるものとなっているが、切り替え手段137が、中央制御部135のK信号がハイである場合には、図1に表示されている状態となって、S1〜S6が採用されるのに対し、K信号がローとなっている場合には、切り替え手段137内の各スイッチが下側に接続された状態となる。   The PWM circuit 136 receives the Duty signal from the central control unit 135 and outputs a signal B obtained by performing pulse width modulation (PWM) with a triangular wave having a period of 64 microseconds on the Duty signal. 135 signals S1 to S6 give the gate signals of the switching elements 111, 112, 113, 114, 115, 116 via the switching means 137 and the drive circuit 138 provided between the inverter circuit 117 and the inverter circuit 117. However, when the K signal of the central control unit 135 is high, the switching unit 137 is in the state shown in FIG. 1 and S1 to S6 are adopted, whereas the K signal is low. If it is, each switch in the switching means 137 is connected to the lower side.

インバータ回路117は、AC230V50Hzの交流電源141、全波の整流器142、コンデンサ143により構成した直流電件144から、直流電圧VDCが供給されており、抵抗146、147によって構成した直流電圧検知回路148の出力Aが、中央制御部135にアナログ電圧信号として入力される形となっており、中央制御部135の内部では、これもA/D変換されたデジタル値として処理されていくものとなっている。   The inverter circuit 117 is supplied with a DC voltage VDC from a DC power supply 144 constituted by an AC power supply 141 of AC 230 V 50 Hz, a full-wave rectifier 142 and a capacitor 143, and an output of a DC voltage detection circuit 148 constituted by resistors 146 and 147. A is input to the central control unit 135 as an analog voltage signal, and is also processed as a digital value subjected to A / D conversion inside the central control unit 135.

図2は、本発明の第1の実施の形態におけるインバータ装置の中央制御部135内の詳細構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration in the central control unit 135 of the inverter device according to the first embodiment of the present invention.

なお、中央制御部135を実現する実際の部品としては、1チップ式のマイクロコンピュータなどが用いられるものとなるが、図1の中央制御部135の外側の部分も含めて、1台のマイクロコンピュータのソフトウェアで処理することで実現しても良いし、逆に中央制御部135内の構成をハードウェアで実現しても良く、1チップとしても多チップの部品で実現してもよく、またDSPなどと呼ばれるような各種プロセッサを部品として用いたものであっても良い。   As an actual part for realizing the central control unit 135, a one-chip type microcomputer or the like is used. However, one microcomputer including the part outside the central control unit 135 in FIG. May be realized by processing the software, or conversely, the configuration in the central control unit 135 may be realized by hardware, or may be realized as a single chip or a multi-chip part, or a DSP. It is also possible to use various processors called as components.

図2において、3相電流Iu、Iv、Iwに対応した信号Iua、Iva、Iwaと推定位相θ信号を用いて、数式1を用いてIdとIqへの変換、すなわち静止座標から回転座標への変換を行って出力する第1の座標変換手段150、設定値IdrとIdの誤差を計算する減算手段151、設定値IqrとIqの誤差を計算する減算手段152、減算手段151、152の出力に対して、PI(比例、積分)のゲインを作用させる誤差増幅手段153、154を設けており、その出力Vd1とVq1は、積分器155の出力であるθ信号と共にdq座標から、数式2を用いて3相の電圧指令値Vu、Vv、Vwの値に変換する第2の座標変換手段158が設けられており、PWM手段159において、A信号に対する3相の電圧指令値の比率で、64us周期の三角波のキャリア波を作用させ、そのキャリア波との瞬時値比較、およびデッドタイムを付して、上下の駆動信号S1〜S6を生成するものとなる。   In FIG. 2, using the signals Iua, Iva, Iwa corresponding to the three-phase currents Iu, Iv, Iw and the estimated phase θ signal, conversion to Id and Iq using Formula 1, that is, from stationary coordinates to rotating coordinates. The first coordinate conversion means 150 that performs conversion and outputs, the subtraction means 151 that calculates the error between the set values Idr and Id, the subtraction means 152 that calculates the error between the set values Iqr and Iq, and the outputs of the subtraction means 151 and 152 On the other hand, error amplifying means 153 and 154 for applying a gain of PI (proportional and integral) are provided, and their outputs Vd1 and Vq1 are obtained from the dq coordinates together with the θ signal which is the output of the integrator 155, using Equation 2. The second coordinate conversion means 158 for converting the voltage command values Vu, Vv, Vw into three-phase voltage command values is provided. In the PWM means 159, the ratio of the three-phase voltage command values to the A signal is provided. , By the action of carrier wave of the triangular wave of 64us period, the instantaneous value comparison between the carrier wave, and are denoted by the dead time, and configured to generate a vertical drive signal S1 to S6.

なお、本実施の形態においては、電流検知手段119は、3相すべての電流を検知できる構成としているが、電動機109の三相の巻線102、103、104の内の2相以上の電流を検知すれば、残りの1相はキルヒホッフの法則によって計算できるものとなるため、2相のみの検知としてもかまわない。   In the present embodiment, the current detection means 119 is configured to detect all three phases of current, but the current of two or more phases in the three-phase windings 102, 103, 104 of the electric motor 109 is detected. If detected, the remaining one phase can be calculated according to Kirchhoff's law, so only two phases may be detected.

本実施の形態は、さらに速度設定値ωrとωとの差を計算する減算手段160、減算手段160の出力に対して、PI(比例、積分)のゲインを作用させる誤差増幅手段161、推定速度ωからIdrを決めるIdr設定手段162、短絡ブレーキ制御手段163、異常検出手段165、電動機109の駆動時の設定速度ωr、シーケンス発生手段167が設けられている。   This embodiment further includes a subtracting means 160 for calculating the difference between the speed setting values ωr and ω, an error amplifying means 161 for applying a gain of PI (proportional, integral) to the output of the subtracting means 160, an estimated speed. An Idr setting means 162 for determining Idr from ω, a short-circuit brake control means 163, an abnormality detection means 165, a set speed ωr at the time of driving the electric motor 109, and a sequence generation means 167 are provided.

異常検出手段165は、インバータ装置に何らかの異常、例えば各部の過電流や過電圧、また過剰な振動などがあった場合にB99RQ信号を出力するものであり、シーケンス発生手段167は、洗濯、脱水などの電気洗濯機としての動作の区切りの時点で、電動機109をブレーキ状態として停止させる場合に、ブレーキ要求信号B4RQの信号発生を行うものとなっている。   The abnormality detection unit 165 outputs a B99RQ signal when there is some abnormality in the inverter device, for example, overcurrent or overvoltage of each part, or excessive vibration. The sequence generation unit 167 includes washing, dehydration, etc. When the electric motor 109 is stopped in the brake state at the time of the break of the operation as the electric washing machine, the brake request signal B4RQ is generated.

本実施の形態においては、B99RQを受けた場合、およびB4RQを受けた場合は、どちらも同様の短絡ブレーキ状態に入るものとしており、いずれの場合でも電動機109の入力を徐々に短絡状態、すなわち3相の入力端子間の電圧が略零となるように、インバータ回路117内の低電位側のスイッチング素子114、115、116に対して3石共通のDutyでゲート制御を行い、高電位側のスイッチング素子111、112、113についてはオフ状態を保つものとなる。   In this embodiment, when B99RQ is received and when B4RQ is received, the same short-circuit braking state is entered. In either case, the input of motor 109 is gradually short-circuited, that is, 3 The low potential side switching elements 114, 115, 116 in the inverter circuit 117 are gate-controlled with a common duty of three stones so that the voltage between the phase input terminals becomes substantially zero, and the high potential side switching is performed. The elements 111, 112, and 113 are kept off.

短絡電流判定手段170は、短絡状態での3相分の電流信号Iua、Iva、Iwaの瞬時値の絶対値のすべてが0.6Aを下回った場合にCs信号をハイとするものとなっている。   The short-circuit current determination unit 170 sets the Cs signal to high when all the absolute values of the instantaneous values of the current signals Iua, Iva, and Iwa for three phases in the short-circuit state are less than 0.6A. .

Idr設定手段162は、ω値が負荷(ドラム)106の速度換算で400r/min以下の場合には、Idrとして0Aを出力し、負荷(ドラム)の速度換算で400r/minを超える場合には、Idr<0Aとしつつ、絶対値としてはωの増大に伴い徐々に増加させることにより、負荷(ドラム)の速度換算で1200r/minではIdr=−5Aとするものとなっており、高速での弱メ界磁制御がかかるものとなっている。   The Idr setting means 162 outputs 0 A as Idr when the ω value is 400 r / min or less in terms of the speed of the load (drum) 106, and when it exceeds 400 r / min in terms of the speed of the load (drum) As Idr <0A, the absolute value is gradually increased as ω increases, so that Idr = −5A at 1200 r / min in terms of load (drum) speed conversion. Weak field control is required.

速度推定手段156は、電動機109のパラメータ(抵抗値、最大インダクタンス、最小インダクタンス)を記憶しており、電動機109の電圧方程式を用いて、速度センサなしでありながら電動機109の速度推定を行うもので、第1の座標変換手段150の出力Id、Iqと、第2の座標変換手段158の入力Vd、Vqを受け、推定速度ω、および積分器155入力となるω2を出力するものとしている。   The speed estimation means 156 stores parameters (resistance value, maximum inductance, minimum inductance) of the electric motor 109, and estimates the speed of the electric motor 109 using the voltage equation of the electric motor 109 without a speed sensor. The outputs Id and Iq of the first coordinate conversion means 150 and the inputs Vd and Vq of the second coordinate conversion means 158 are received, and the estimated speed ω and ω2 serving as the integrator 155 input are output.

速度推定手段156の内部は、電動機109の電圧値および電流値から、位相誤差に対応するεが算出され、それが零に収束するように、積分もしくは比例積分要素などを持つ誤差増幅がなされるフィードバック系が構成されている。   Inside the speed estimation means 156, ε corresponding to the phase error is calculated from the voltage value and current value of the electric motor 109, and error amplification having an integral or proportional integral element is performed so that it converges to zero. A feedback system is configured.

図3は、本実施の形態における、短絡ブレーキ制御手段163内のブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram in the short-circuit brake control means 163 in the present embodiment.

図3において、短絡ブレーキ制御手段163は、B4RQ信号とB99RQ信号の論理和を求めるOR回路174、A信号を受ける比較器175、電圧上昇分発生手段176、加算器177、ホルダ178が設けられており、B4RQまたはB99RQがハイになった時点でのVDC値に50V相当の電圧上昇分を加算した値がホルダ178から閾値とし
て比較器175のマイナス入力に供給されるものとなっている。
In FIG. 3, the short-circuit brake control means 163 is provided with an OR circuit 174 for obtaining the logical sum of the B4RQ signal and the B99RQ signal, a comparator 175 for receiving the A signal, a voltage increase generation means 176, an adder 177, and a holder 178. A value obtained by adding a voltage increase equivalent to 50 V to the VDC value at the time when B4RQ or B99RQ becomes high is supplied from the holder 178 to the negative input of the comparator 175 as a threshold value.

短絡時間比率拡大速度指令手段180は、関数発生器181、関数発生器182、切替手段183、ホルダ185を有しており、出力となる短絡時間比率拡大速度信号は、積分器186に入力され、OR回路174出力BRQに接続された遅延手段187は、遅延時間Td1=5msの時間遅れで信号を発し、積分器186へのINTEG信号となる。   The short circuit time ratio expansion speed command means 180 includes a function generator 181, a function generator 182, a switching means 183, and a holder 185, and a short circuit time ratio expansion speed signal to be output is input to the integrator 186. The delay means 187 connected to the output BRQ of the OR circuit 174 emits a signal with a delay time of delay time Td1 = 5 ms, and becomes an INTEG signal to the integrator 186.

積分器186においては、INTEGがローの状態では積分値Dutyは初期値となる零となっており、INTEG信号がハイに上がった時点から時間積分の動作が開始されることにより、Duty信号が出力されるものとなっている。   In the integrator 186, when the INTEG is low, the integral value Duty is zero, which is an initial value. The time integration operation starts when the INTEG signal rises to high, whereby the Duty signal is output. It is supposed to be.

特に本実施の形態においては、積分器186の出力となるDuty信号を短絡時間比率拡大速度指令手段180の入力として用いることにより、関数発生器181、182が機能することによって、積分開始からの時間のカウントを省略した簡単な構成でありながら、短絡時間比率拡大期間の開始からの時間に応じた短絡時間比率の拡大速度を変化させることができるものとなっている。   In particular, in the present embodiment, the function generators 181 and 182 function by using the Duty signal that is the output of the integrator 186 as an input of the short circuit time ratio expansion speed command means 180, so that the time from the start of integration. However, the speed of expansion of the short circuit time ratio can be changed in accordance with the time from the start of the short circuit time ratio expansion period.

なお、比較器175の出力がハイとなる条件としては、信号Aの上昇により閾値を超えた場合であり、VDCが50V以上上昇した時点でホルダ185がDuty値を保持して関数発生器182の入力を固定するとともに、切替手段183はaからbに切り替わるため、以降は関数発生器182からの一定の出力値が、短絡時間比率拡大速度となる。   The condition that the output of the comparator 175 becomes high is that the threshold value is exceeded due to the rise of the signal A. When the VDC rises by 50 V or more, the holder 185 holds the Duty value and the function generator 182 Since the input is fixed and the switching means 183 is switched from a to b, thereafter, a constant output value from the function generator 182 becomes the short circuit time ratio expansion speed.

よって、その場合のDutyは時間とともに一定の速度で上昇していくものとなる。   Therefore, the duty in that case rises at a constant speed with time.

ここで積分器186は、100%で制限がかかる上限リミッタによりDuty値の制限を行う機能を内蔵したものとなっており、この制限動作により、Dutyは最終的に上限値である100%にて頭打ちとなり、その段階でPWMからベタオン状態に移るものとなる。   Here, the integrator 186 has a built-in function for limiting the duty value by an upper limiter that is limited at 100%. By this limiting operation, the duty is finally set at 100%, which is the upper limit value. At this stage, the PWM shifts from the PWM state to the beta-on state.

なおDutyが100%となった時点では、低電位側スイッチング素子114、115、116内のIGBTやダイオードの電圧降下分、およびインバータ回路117から電動機109までの配線による電圧降下分は、電動機109の入力電圧として例えば2〜3V程度残るものとなるが、このような電圧は略零の範疇である。   When the duty becomes 100%, the voltage drop of the IGBT and the diode in the low potential side switching elements 114, 115, 116 and the voltage drop due to the wiring from the inverter circuit 117 to the motor 109 are For example, about 2 to 3 V remains as the input voltage, but such a voltage is in the range of substantially zero.

図4は、本実施の形態の関数発生器181と関数発生器182について、横軸に入力、縦軸には出力を取った、入出力特性を示すグラフであり、A(実線)には関数発生器181の、またB(破線)には関数発生器182のそれを示すものとなっている。   FIG. 4 is a graph showing input / output characteristics of the function generator 181 and the function generator 182 of the present embodiment, with the horizontal axis representing the input and the vertical axis representing the output, and A (solid line) represents the function. The generator 181 and B (broken line) indicate that of the function generator 182.

横軸となる関数発生器181の入力は、Duty信号がそのまま接続され、一方関数発生器182に関しては途中にホルダ185が介在した形での入力端子への接続となっており、いずれの特性についても右肩下がりであり、かつDuty<90%の範囲では、Aに対してBが上に位置し、Duty>=90%では同等の値となっている。   The input of the function generator 181 on the horizontal axis is connected to the Duty signal as it is, while the function generator 182 is connected to the input terminal with a holder 185 in the middle. In the range where D is lower and Duty <90%, B is located above A, and the same value is obtained when Duty> = 90%.

縦軸としている出力値に関しては、後に積分器186の入力となることから、短絡時間比率拡大速度dDuty/dtの意味合いを持つ値となる。   The output value on the vertical axis is a value having the meaning of the short-circuiting time ratio expansion rate dDuty / dt because it will be input to the integrator 186 later.

特に本実施の形態においては、短絡時間比率Dutyの拡大期間において、その開始からの時間をカウントする代わりにDutyに対する増加速度dDuty/dtの関数を備えたものとしている。   In particular, in the present embodiment, in the expansion period of the short-circuit time ratio Duty, a function of the increasing speed dDuty / dt with respect to the Duty is provided instead of counting the time from the start.

これによって、計算に使用する変数の数が削減できるものとなり、安価で小型のマイクロコンピュータでも使用できるものとなるなどの効果がある。   As a result, the number of variables used for the calculation can be reduced, and there is an effect that it can be used even with an inexpensive and small microcomputer.

しかしながら、特にこのような構成にする必要があるというものではなく、開始からの時間をカウントし、その時間の関数として出力を行うものを用いてもかまわない。   However, it is not particularly necessary to use such a configuration, and it is also possible to use one that counts the time from the start and outputs as a function of that time.

また、十分な特性が得られるのであれば、図4に示した曲線(カーブ)の代わりに、直線や、階段状の値を用いてもよく、マイクロコンピュータでの計算の負担を軽いものとすることも可能となる。   If sufficient characteristics can be obtained, a straight line or a stepped value may be used instead of the curve shown in FIG. 4 to reduce the calculation burden on the microcomputer. It is also possible.

図5は、本発明の第1の実施の形態におけるインバータ装置が比較的低速の運転からB99RQによって短絡ブレーキとなる場合の波形図であり、(ア)はB99RQ信号、(イ)はK信号、(ウ)はDuty信号である。     FIG. 5 is a waveform diagram when the inverter device according to the first embodiment of the present invention becomes a short-circuit brake by B99RQ from a relatively low speed operation, where (A) is a B99RQ signal, (A) is a K signal, (C) is a duty signal.

力行期間から、中央制御部135の内部信号BRQは時刻t1でハイとなり、同時にK信号がハイからローになるが、この時点ではDuty値は零であるため、スイッチング素子111、112、113、114、115、116のIGBT部分は、すべてオフで、遅延手段187の作用による5msのオールオフ期間となる。   From the power running period, the internal signal BRQ of the central control unit 135 becomes high at time t1 and at the same time the K signal changes from high to low, but since the duty value is zero at this time, the switching elements 111, 112, 113, 114 , 115 and 116 are all off and have an all-off period of 5 ms due to the action of the delay means 187.

なお、オールオフ期間中には、電動機109が低速である場合には、ほとんど電流が零の状態となる。   During the all-off period, when the electric motor 109 is at a low speed, the current is almost zero.

(ウ)に示される低電位側スイッチング素子114、115、116のオン時間の比率(Duty)は、短絡時間比率となり、オールオフ期間に続いて、T2からT5はDutyが増加する短絡時間比率拡大期間となり、一方、高電位側スイッチング素子111、112、113については、切り替え手段137の作用によりオフ状態が保たれるものとなる。   The on-time ratio (Duty) of the low potential side switching elements 114, 115, and 116 shown in (c) is the short-circuit time ratio, and following the all-off period, the short-circuit time ratio increases from T2 to T5 in which the duty increases. On the other hand, the high-potential side switching elements 111, 112, and 113 are kept off by the action of the switching unit 137.

短絡時間比率Dutyの時間変化に関しては、本実施の形態においては、図4のAに示したように滑らかなカーブの特性を持たせていることから、図5(ウ)の実線カーブのように連続的に時間的な傾き(短絡時間比率拡大速度)が時間の経過と共に、次第に減少していくものとなっている。   Regarding the time change of the short-circuiting time ratio Duty, in this embodiment, since it has a smooth curve characteristic as shown in FIG. 4A, as shown by the solid line curve in FIG. The temporal gradient (short circuit time ratio expansion rate) continuously decreases with time.

また、破線は関数発生器181の特性を階段状とした場合の一例であり、(T3、D3)、(T4、D4)を経由していく折れ線である。
いずれにおいても、短絡時間比率(Duty)の拡大速度は、時間経過と共に低下、また短絡時間比率が100%に近づくほど、低下するものとなっている。
電動機109の入力電圧の観点では、回転により発生する誘導起電力が瞬時値として正/負を繰り返すが、それが短絡時間中には強制的に零となるものとなり、絶対値が抑えられるものとなる。
A broken line is an example when the characteristic of the function generator 181 is stepped, and is a broken line passing through (T3, D3) and (T4, D4).
In any case, the expansion rate of the short circuit time ratio (Duty) decreases with time, and decreases as the short circuit time ratio approaches 100%.
From the viewpoint of the input voltage of the electric motor 109, the induced electromotive force generated by the rotation repeats positive / negative as an instantaneous value, but it is forced to be zero during the short circuit time, and the absolute value is suppressed. Become.

よって本実施の形態は、T2〜T5の短絡時間比率拡大期間は、短絡時間の増加により、電圧の絶対値が低下させるようにスイッチング素子114、115、116が制御される電圧低減期間となる。   Therefore, in the present embodiment, the short-circuiting time ratio expansion period from T2 to T5 is a voltage reduction period in which the switching elements 114, 115, and 116 are controlled so that the absolute value of the voltage decreases as the short-circuiting time increases.

T5において、Dutyが100%に達した時点で、電動機109は、制御手段118が、インバータ回路117内の低電位側スイッチング素子114、115、116のオンオフ制御により、ベタオン状態となる。   At T5, when the duty reaches 100%, the electric motor 109 is in a solid-on state by the control means 118 by the on / off control of the low potential side switching elements 114, 115, 116 in the inverter circuit 117.

したがって、3相巻線の入力端子UVWを短絡する短絡時間比率(Duty)を拡大す
る短絡時間比率拡大期間の後、短絡時間比率Dutyを最大限、すなわち100%に保ち、負荷の運動エネルギーを吸収する短絡制動期間を有するものとなっている。
Therefore, after the short-circuiting time ratio (duty) for expanding the short-circuiting time ratio (Duty) for short-circuiting the input terminals UVW of the three-phase windings, the short-circuiting time ratio (Duty) is kept at the maximum, that is, 100% and absorbs the kinetic energy of the load It has a short-circuit braking period.

このように、短絡時間比率となるDutyを徐々に増大させることにより、短絡制動期間に移る過程での過渡的な電流の跳ね上がりを防ぐことができ、過電流が防止できるものとなり、インバータ回路117の各構成要素の破壊、および電動機109の過電流故障を防ぐことができる。   In this way, by gradually increasing the duty, which is the short-circuit time ratio, it is possible to prevent a transient current jump in the process of moving to the short-circuit braking period, and to prevent overcurrent. The breakdown of each component and the overcurrent failure of the electric motor 109 can be prevented.

ベルトなどを用いた減速機構を設ける構成においては、ダイレクト駆動と呼ばれるような負荷に直接電動機を接続する構成に比べると、電動機109は小型化、低コスト化が可能となるが、インダクタンスは小となる傾向があるため、上記の過渡的な電流の跳ね上がりが大きくなり、インバータ装置の運転中の最大電流を超えることもあり得る状態となるため、電流の跳ね上がりを抑える必要性が高まるものとなる。   In a configuration in which a speed reduction mechanism using a belt or the like is provided, the motor 109 can be reduced in size and cost compared to a configuration in which the motor is directly connected to a load called direct drive, but the inductance is small. Therefore, the transient current jump increases and the maximum current during the operation of the inverter device may be exceeded. Therefore, the necessity of suppressing the current jump increases.

特に、本実施の形態においては、短絡時間比率の拡大速度を徐々に低下させたものとしていることにより、短絡制動期間に入る時点での電動機109の速度条件が広範囲に振られても、過渡的な電流の跳ね上がりを防ぐことができるという効果があり、速度が高い条件下ではT2〜T3付近のDutyの拡大速度の設計、また速度が低い条件下ではT4〜T5付近のDutyの拡大速度の設計で対応可能となる。   In particular, in the present embodiment, since the expansion speed of the short circuit time ratio is gradually reduced, even if the speed condition of the electric motor 109 at the time of entering the short circuit braking period is varied over a wide range, Design of an enlargement speed of Duty near T2 to T3 under high speed conditions, and an enlargement speed of Duty near T4 to T5 under low speed conditions It becomes possible to cope with.

なお、電圧面に関しては、T2〜T5の期間内には、電動機109と負荷(ドラム)106が有する運動エネルギーの一部が直流電源144への回生が発生し、コンデンサ143の充電動作がなされて、直流電源144のVDC電圧は上昇するものとなるが、コンデンサ143の静電容量が大きい場合には、T1時点からのVDC電圧の上昇が50Vを超えることはなく、信号Aが比較器175の出力HVをハイにするには至らないものとなり、VDC電圧最大値は各構成部品の耐圧面などから問題無い範囲で収まるものとなるため、電動機109の運転速度が高い条件まで含めても、過電圧が発生することもないものとなる。   In terms of voltage, during the period from T2 to T5, part of the kinetic energy of the electric motor 109 and the load (drum) 106 is regenerated to the DC power supply 144, and the capacitor 143 is charged. The VDC voltage of the DC power supply 144 increases, but when the capacitance of the capacitor 143 is large, the increase in the VDC voltage from the time T1 does not exceed 50 V, and the signal A is output from the comparator 175. Since the output HV is not high, the maximum value of the VDC voltage is within a range that does not cause a problem in terms of the breakdown voltage of each component. Will not occur.

その際、特に高速における直流電源144への回生による過電圧を抑える面からは、短絡時間比率拡大期間の後半となるT3〜T5における短絡時間比率(Duty)拡大速度を、中速〜低速条件下での過渡的な電流の跳ね上がりが許容できる範囲で高める設計とすることにより、最小限に抑えることができるものとなる。   At that time, particularly from the aspect of suppressing overvoltage due to regeneration to the DC power supply 144 at high speed, the short-circuit time ratio (Duty) expansion speed at T3 to T5, which is the latter half of the short-circuit time ratio expansion period, is set at medium to low speed conditions. By designing it so as to increase the transient current jump in an allowable range, it can be minimized.

その場合には、比較器175の出力HVがハイとなることはなく、いずれの速度条件での短絡制動時にも図5に示した動作となるものとなり、切替手段183は常にa端子のみに接続された状態であるため、切替手段183、関数発生器182、ホルダ185、比較器175、電圧上昇分発生手段176、加算器177、ホルダ178も不要であり、構成要素から省くこともできる。   In that case, the output HV of the comparator 175 does not become high, and the operation shown in FIG. 5 is performed at the time of short circuit braking under any speed condition, and the switching means 183 is always connected only to the a terminal. Therefore, the switching unit 183, the function generator 182, the holder 185, the comparator 175, the voltage increase generation unit 176, the adder 177, and the holder 178 are not necessary and can be omitted from the constituent elements.

図6は、本実施の形態において、コンデンサ143の静電容量が小であり、かつ比較的高速の運転からB99RQによって短絡ブレーキとなりVDCの上昇が大きくなる場合の波形図であり、(ア)はB99RQ信号、(イ)はDuty信号、(ウ)は直流電源144の出力電圧VDC、(エ)は比較器175の出力HV信号である。   FIG. 6 is a waveform diagram in the case where the capacitance of the capacitor 143 is small in this embodiment, and a short circuit brake is caused by B99RQ from a relatively high speed operation, and the increase in VDC is large. B99RQ signal, (A) is the Duty signal, (C) is the output voltage VDC of the DC power supply 144, and (D) is the output HV signal of the comparator 175.

t0において、R99RQがハイとなり、t1までの5msのオールオフ期間においては、電動機109の速度が高い場合には誘導起電力による直流電源144への回生によるVDC上昇が始まり、t1以降はDutyの増大に伴って、VDCの上昇はさらに進むものとなる。   At t0, R99RQ becomes high, and in the 5 ms all-off period until t1, when the speed of the motor 109 is high, VDC starts to increase due to regeneration to the DC power supply 144 by induced electromotive force, and after t1, the duty increases. As a result, the increase in VDC further proceeds.

t0時点でのVDC0に対して、加算器177によって電圧上昇分発生手段176が加算された値がホルダ178に保持されており、コンデンサ143の充電によって、VDCが、VDC0+50Vに達した段階t2において、比較器175の出力HVがハイに変わり、高電圧領域という認識となる。   The value obtained by adding the voltage increase generation means 176 by the adder 177 to the VDC0 at the time t0 is held in the holder 178, and at the stage t2 when the VDC reaches VDC0 + 50V by charging the capacitor 143, The output HV of the comparator 175 changes to high, and the high voltage region is recognized.

t2においては、ホルダ185の作用により、その時点でのDuty値83%に対応した出力が関数発生器182から出力され、切替手段183のb接点が接続されて、積分器186に入力される状態となるため、短絡時間比率拡大速度dDuty/dtとして機能するものとなり、かつホルダ185による保持がなされるため、その後t3にてDutyが100%に達するまで、一定の短絡時間比率拡大速度で、Dutyは直線的に増加するものとなる。   At t2, the state corresponding to the duty value 83% at that time is output from the function generator 182 by the action of the holder 185, and the contact b of the switching means 183 is connected and input to the integrator 186. Therefore, since it functions as the short circuit time ratio enlargement rate dDuty / dt and is held by the holder 185, the duty is increased at a constant short circuit time ratio enlargement rate until the duty reaches 100% at t3. Increases linearly.

ここで、関数発生器182は関数発生器181よりも入力Duty値に対する出力が大であることから、破線で示した関数発生器181が継続して機能する場合(t4にてDuty=100%に達する)よりも、早期であるt3時点で100%に到達するものとなる。   Here, since the function generator 182 has a larger output with respect to the input duty value than the function generator 181, the function generator 181 indicated by the broken line continues to function (at t4, Duty = 100%). Reach 100% at time t3, which is earlier than (reach).

このような動作により、本実施の形態においては、コンデンサ143の静電容量が小であり、かつ電動機109の速度が大である条件の場合には、Duty値が100%に到達するまでの時間が短くなり、(ウ)に示すVDCピークとしては、Vthに対して10V程度の上昇に収まるものとなるため、回生によるコンデンサ143への過剰な充電電荷を抑えることができ、各構成要素に対して信頼低下を引き起こすような過電圧の発生を防ぐことができるものとなる。   With this operation, in the present embodiment, when the capacitance of the capacitor 143 is small and the speed of the electric motor 109 is large, the time until the Duty value reaches 100%. As the VDC peak shown in (c) falls within about 10 V with respect to Vth, excessive charge on the capacitor 143 due to regeneration can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of overvoltage that causes a decrease in reliability.

ここで、電動機109の各線電流値について発生しうる3相の間の過渡的なアンバランスによる跳ね上がりに関しては、短絡時間比率拡大期間の内、Duty<50%程度の段階で発生が抑えられたものとなっていることから、その後の期間に相当するt2〜t3での急速なDutyの増加には影響しないものとなり、結果的には本実施の形態の構成によって、いかなる電動機109の速度でも、過電圧と過電流の両面が満足される設計が可能となる。   Here, regarding the jump due to the transient imbalance between the three phases that can occur for each line current value of the electric motor 109, the occurrence is suppressed at a stage where the duty ratio is about 50% in the short-circuit time ratio expansion period. Therefore, it does not affect the rapid increase in duty at t2 to t3 corresponding to the subsequent period. As a result, the configuration of the present embodiment allows overvoltage at any motor 109 speed. And design that satisfies both aspects of overcurrent becomes possible.

なお、本実施の形態においては、HV信号を出力をVDC0に50Vを加えた閾値とする構成としたことにより、交流電源141の電圧の変化に対して、過電流の発生が容易に抑えられる特長があるものとなっているが、特にこの構成に限定されるものではなく、Vthとして常に一定の値を用いるものや、Vthに対する上限、下限などを設けたものであってもよく、使用される交流電源141の電圧変化範囲で誤動作などがなく、かつ過電流と過電圧を確実に防止する設計が可能となる。   In the present embodiment, since the HV signal has a configuration in which the output is a threshold obtained by adding 50 V to VDC0, it is possible to easily suppress the occurrence of an overcurrent with respect to a change in the voltage of the AC power supply 141. However, the present invention is not particularly limited to this configuration, and a constant value may always be used as Vth, or an upper limit or a lower limit for Vth may be used. There is no malfunction in the voltage change range of the AC power supply 141, and a design that reliably prevents overcurrent and overvoltage becomes possible.

よって、コンデンサ143の静電容量が小である小型、低コストの構成であっても、電動機109が広範囲の速度条件にて短絡制動期間に入る場合の線電流の過電流の防止とともに、直流電源144の回生による過電圧発生も抑えることができ、速度情報が不要であることから、センサレスと呼ばれるような電動機109に位置検知用のセンサ、および速度検知用のセンサを持たない低コストの構成への対応も行うことができるものとなる。   Therefore, even if the capacitor 143 has a small capacitance and a low-cost configuration, it is possible to prevent overcurrent of the line current when the electric motor 109 enters the short-circuit braking period under a wide range of speed conditions, and The generation of overvoltage due to the regeneration of 144 can also be suppressed, and speed information is unnecessary. Therefore, a low-cost configuration that does not have a sensor for position detection and a sensor for speed detection in the electric motor 109 that is called sensorless. Correspondence can also be performed.

さらに、電気洗濯機のように電動機109の回転方向が、一方向ではなく、右に回ったり左に回ったりするインバータ装置であっても、相順に関係なく短絡ブレーキ(短絡制動)期間に移行する制御が可能であることから、有効なものとなる。   Furthermore, even in the case of an inverter device in which the rotation direction of the electric motor 109 is not one direction but is rotated to the right or to the left as in the case of an electric washing machine, the operation shifts to the short-circuit brake (short-circuit brake) period regardless of the phase order. Since control is possible, it becomes effective.

図7は、本実施の形態におけるインバータ装置のB99RQによって短絡ブレーキとなり、図5や図6に示した期間から、さらに時間が経過し、電動機109および負荷(ドラ
ム)106が停止する前後の動作波形図を示している。
FIG. 7 shows an operation waveform before and after the electric motor 109 and the load (drum) 106 are stopped after the time shown in FIG. 5 and FIG. The figure is shown.

図7において、(ア)は負荷(ドラム)の速度、(イ)はIu、Iv、Iwの電流波形、(ウ)は短絡電流判定手段170のCs出力信号を示している。   7, (a) shows the speed of the load (drum), (b) shows the current waveforms of Iu, Iv, and Iw, and (c) shows the Cs output signal of the short-circuit current determination means 170.

短絡ブレーキ状態となった電動機109は、次第に速度が低下し、同時に線電流については周波数がほぼ速度に比例して低下し、線電流の振幅も最終的には低下し、速度が零となる時点で零に収束していくものとなる。   The speed of the motor 109 that has entered the short-circuit braking state gradually decreases, and at the same time, the frequency of the line current decreases approximately in proportion to the speed, the amplitude of the line current also eventually decreases, and the speed becomes zero. Will converge to zero.

短絡ブレーキに入った時点から停止に至るまで時間については、短絡ブレーキに入った時点での電動機109の速度、負荷の慣性モーメント、電動機109のインダクタンスや抵抗値、スイッチング素子114、115、116のオン状態での電圧(VCE(SAT))などによって左右されるものとなり、一定時間ではないため、速度の低下によって現れる物理現象である電流値を、本実施の形態で用いることにより、十分な低速にまで速度が低下した状態を検知するものとしている。   Regarding the time from when the short-circuit brake is entered to when the motor is stopped, the speed of the motor 109, the moment of inertia of the load, the inductance and resistance value of the motor 109, and the switching elements 114, 115, 116 being turned on when the short-circuit brake is entered. Since it depends on the voltage (VCE (SAT)) in the state and is not a fixed time, the current value, which is a physical phenomenon that appears due to a decrease in speed, is used in this embodiment, so that the speed is sufficiently low. It is assumed that the state where the speed has decreased is detected.

具体的には、本実施の形態においては、3つの線電流Iu、Iv、Iwの瞬時値の絶対値のすべてが0.6Aを下回った時点TjaでCs信号をハイとするものとなり、負荷(ドラム)の速度として7r/min程度に低下した段階となる。
シーケンス発生手段167は、ハイとなったCs信号を受けた場合、0.3秒間の遅延時間を経過した時点で、電気洗濯機としての次の工程に移るものとなる。
Specifically, in the present embodiment, the Cs signal becomes high at the time Tja when all of the absolute values of the instantaneous values of the three line currents Iu, Iv, and Iw are less than 0.6 A, and the load ( Drum) speed is reduced to about 7 r / min.
When the sequence generation means 167 receives the Cs signal that has become high, the sequence generation means 167 proceeds to the next step as an electric washing machine when a delay time of 0.3 seconds has elapsed.

上記7r/minから短絡ブレーキの状態が、さらに0.3秒間継続されることになるため、負荷(ドラム)の完全停止後、ほとんど無駄な時間なしに、次の工程へと進むことができるものとなる。   Since the state of the short-circuit brake is continued for another 0.3 seconds from 7 r / min, it is possible to proceed to the next step with almost no wasted time after the load (drum) is completely stopped. It becomes.

以上のように、負荷(ドラム)のブレーキ時に、位置センサや速度センサを用いない低コストと簡単なセンサレス方式、構成でありながら、短絡ブレーキを用い、かつその期間の電流から停止の判定を適切に行うことができるものとなる。   As described above, at the time of braking the load (drum), a low-cost and simple sensorless method and configuration that does not use a position sensor or speed sensor, but using a short-circuit brake and appropriately determining stoppage from the current during that period It will be something that can be done.

(実施の形態2)
図8は、本発明の第2の実施の形態における、短絡ブレーキ制御手段190の内部ブロック図である。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is an internal block diagram of the short-circuit brake control means 190 in the second embodiment of the present invention.

本実施の形態においても、短絡ブレーキ制御手段190以外の部分については、図2に示した実施の形態1のものと同等の構成のものを用いている。   Also in the present embodiment, parts other than the short-circuit brake control means 190 have the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG.

図8においては、OR回路174、積分器186、遅延手段187については実施の形態1と同等のものを用い、短絡時間比率拡大速度設定手段192、VDCに対応したA信号を受けるホルダ195、196、減算器197、Duty=70%に相当する値を出力する定数発生器199、比較器200を有している。   In FIG. 8, the OR circuit 174, the integrator 186, and the delay means 187 are the same as those in the first embodiment, the short circuit time ratio expansion speed setting means 192, and the holders 195 and 196 that receive the A signal corresponding to the VDC. , A subtracter 197, a constant generator 199 that outputs a value corresponding to Duty = 70%, and a comparator 200.

図9は、短絡時間比率拡大速度設定手段192の特性を示すグラフであり、横軸Dutyに対する出力(縦軸)は、Duty<=70%においては、右肩下がりの単一の直線であるが、Duty>70%においては、ホルダ196から入力されたΔA値によって4段階に切り替えるものとなっている。   FIG. 9 is a graph showing the characteristics of the short-circuiting time ratio expansion speed setting means 192. The output (vertical axis) with respect to the horizontal axis Duty is a single straight line descending to the right when Duty <= 70%. When Duty> 70%, the level is switched to four levels according to the ΔA value input from the holder 196.

以上の構成において、本実施の形態のインバータ装置の短絡ブレーキに入った場合の動作としては、OR回路174の出力がハイとなった時点でのVDCに対応したAの値がホルダ195で保持され、遅延手段187による5msのオールオフ時間の後に、INTE
G信号がハイとなって、積分器186が初期値零から時間積分を開始すると、図9の左端の条件から段々とDuty値が上昇していくものとなり、短絡時間比率Dutyが所定値70%となった時点で、比較器200の出力がローからハイに切り替わると、その時点でのVDCと初期VDC値となるホルダ195との差、すなわちVDC上昇分に相当するΔA値がホルダ196で保持され、その大きさに応じて短絡時間比率拡大速度設定手段192では図9に示した4段階の特性の選択が行われるものとなる。
In the above configuration, as an operation when the short-circuit brake of the inverter device of the present embodiment is entered, the value of A corresponding to VDC at the time when the output of the OR circuit 174 becomes high is held by the holder 195. , After 5 ms all-off time by delay means 187,
When the G signal becomes high and the integrator 186 starts time integration from the initial value zero, the duty value gradually increases from the left end condition in FIG. 9, and the short-circuiting time ratio Duty is a predetermined value of 70%. When the output of the comparator 200 switches from low to high at that time, the difference between the VDC at that time and the holder 195 that is the initial VDC value, that is, the ΔA value corresponding to the VDC increase is held in the holder 196. Then, according to the size, the short-circuiting time ratio expansion speed setting means 192 selects the four-stage characteristics shown in FIG.

これにより、高速の場合にはΔAが大となる特性、低速の場合には、ΔAが小となる特性が選択されることになる。   As a result, a characteristic in which ΔA is large at high speed and a characteristic in which ΔA is small at low speed is selected.

高速の場合には、Duty>70%での短絡時間比率拡大速度を大としても、過電流の発生する可能性はなく、回生によるコンデンサ143の充電によるVDCの過剰な上昇を抑えるには、速やかにDuty=100%まで引き上げることが有効となる。   In the case of high speed, there is no possibility of overcurrent even if the short-circuiting time ratio enlargement speed with Duty> 70% is increased, and in order to suppress an excessive increase in VDC due to charging of the capacitor 143 due to regeneration, It is effective to increase the duty to 100%.

逆に低速の場合には、過渡的な過電流の発生は、Duty>70%で生じることになるため、Duty>70%での短絡時間比率拡大速度は小に抑える必要があり、一方VDCの過剰な上昇に関しての問題は発生しない。   On the other hand, when the speed is low, transient overcurrent occurs when Duty> 70%. Therefore, it is necessary to suppress the short-circuit time ratio enlargement speed when Duty> 70%. There is no problem with excessive rise.

したがって、本実施の形態は、合理的に動作するものとなり、比較的簡単な構成でありながら、広い速度範囲の条件で、短絡制動期間に入る際の過電圧と過電流の発生を抑えることができるものとなる。   Therefore, the present embodiment operates reasonably, and can suppress the occurrence of overvoltage and overcurrent when entering the short-circuit braking period under a wide speed range condition with a relatively simple configuration. It will be a thing.

(実施の形態3)
図10は、本発明の第3の実施の形態における短絡ブレーキ制御手段205の内部ブロック図である。
(Embodiment 3)
FIG. 10 is an internal block diagram of the short-circuit brake control means 205 in the third embodiment of the present invention.

本実施の形態においても、短絡ブレーキ制御手段205以外の部分については、図2に示した実施の形態1のものと同等の構成のものを用いている。   Also in the present embodiment, parts other than the short-circuit brake control means 205 have the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG.

図10においては、実施の形態1、2と異なる要素のみ説明する。   In FIG. 10, only elements different from the first and second embodiments will be described.

BRQ信号を3ms遅延した信号を出力する遅延手段206、電流検知手段119の出力Iua、Iva、Iwaを用い、その瞬時値の絶対値の3相の内の最大値を計算して出力する線電流検知手段207、BRQ信号がハイとなるタイミングで保持するホルダ208、短絡時間比率拡大速度設定手段210を設けている。   Using the delay means 206 that outputs a signal obtained by delaying the BRQ signal by 3 ms and the outputs Iua, Iva, and Iwa of the current detection means 119, the line current that is output by calculating the maximum value among the three phases of the absolute value of the instantaneous value A detection unit 207, a holder 208 that holds the signal when the BRQ signal becomes high, and a short circuit time ratio expansion rate setting unit 210 are provided.

図11は、短絡時間比率拡大速度設定手段210の特性を示すグラフであり、横軸Dutyに対する出力(縦軸)は、ホルダ208の出力であるフリーラン期間の電流の大きさによって、数段階のカーブに切り替えるものとなっており、ホルダ208の出力信号が高い場合、大出力となる設定となっている。   FIG. 11 is a graph showing the characteristics of the short-circuiting time ratio expansion speed setting means 210. The output (vertical axis) with respect to the horizontal axis Duty depends on the magnitude of the current in the free run period, which is the output of the holder 208, in several stages. When the output signal of the holder 208 is high, the output is set to be large.

図12は、本実施の形態の短絡制動期間に入る部分の動作波形を示したもので、(ア)は短絡時間比率Duty、(イ)は負荷(ドラム)106が毎分300回転という比較的低速の場合の線電流Iu、Iv、Iw、(ウ)は負荷(ドラム)が毎分1000回転という比較的高速の場合の線電流Iu、Iv、Iwの波形である。   FIG. 12 shows an operation waveform of a portion entering the short-circuit braking period of the present embodiment. (A) is a short-circuit time ratio Duty, and (A) is a relatively high load (drum) 106 of 300 revolutions per minute. Line currents Iu, Iv, Iw, (c) at low speed are waveforms of line currents Iu, Iv, Iw when the load (drum) is at a relatively high speed of 1000 revolutions per minute.

5msのフリーラン期間となるt0〜t2において、(イ)に示す低速時では電動機109内の永久磁石100、101による誘導起電力が低いため、フリーラン期間中の直流電源144への回生電流は発生しないのに対し、(ウ)に示す高速時では電動機109内の永久磁石100、101による誘導起電力が高いため、フリーラン期間中の直流電源1
44への回生電流が発生するものとなり、明らかな差がある。
At t0 to t2, which is a free run period of 5 ms, the induced electromotive force by the permanent magnets 100 and 101 in the electric motor 109 is low at the low speed shown in FIG. On the other hand, since the induced electromotive force by the permanent magnets 100 and 101 in the electric motor 109 is high at the high speed shown in FIG.
A regenerative current to 44 is generated, and there is a clear difference.

本実施の形態においては、フリーラン期間内に相当するt1=3msの時点において、3つの線電流の検出値Iua、Iva、Iwaに対して、すべて絶対値をとり、3つの内の最大のものを出力することにより、(イ)と(ウ)の差を認識し、それぞれに適した短絡時間比率Dutyの拡大速度のパターンを選択していくものとなる。   In the present embodiment, at t1 = 3 ms corresponding to the free run period, absolute values are all taken for the detected values Iua, Iva, and Iwa of the three line currents, and the maximum of the three is detected. Is output, the difference between (a) and (c) is recognized, and an expansion speed pattern of the short-circuiting time ratio Duty suitable for each is selected.

これにより、短絡制動期間に入る時点での速度が広範囲となっても、それぞれに対応した短絡時間比率Dutyの拡大速度となることから、いずれの速度についても過電流と過電圧による問題が発生しない設計とすることができるものとなる。   As a result, even if the speed at the time of entering the short circuit braking period becomes a wide range, it becomes an expansion speed of the corresponding short circuit time ratio Duty, so that any problem due to overcurrent and overvoltage does not occur at any speed. It will be something that can be.

なお、本実施の形態においては、図11に示した特性にカーブを用いているが、カーブの代わりに階段的な関数を用いるものでもよく、またDutyとは無関係に電流値のみによって切り替えるものとしても良い。   In the present embodiment, a curve is used for the characteristics shown in FIG. 11, but a step function may be used instead of the curve, and switching is performed only by the current value regardless of the duty. Also good.

また、本実施の形態においては、フリーラン期間内となるt1での線電流の大きさによって短絡時間比率拡大速度を変化させるものとしているが、電流を検知するタイミングとして、特にフリーラン期間中に限定するものではなく、フリーラン期間が終了した後、Duty上昇が開始してからの時点としても良く、複数のタイミングを組み合わせても良い。   In the present embodiment, the short-circuit time ratio expansion rate is changed according to the magnitude of the line current at t1 within the free-run period. However, as the timing for detecting the current, particularly during the free-run period. The present invention is not limited, and may be a point in time after the duty increase starts after the free run period ends, or a plurality of timings may be combined.

それにより、より広範囲の速度に対して、それぞれの速度に最適な短絡時間比率拡大速度が得られ、結果として過電流と過電圧をより効果的に抑えることができるものとなる。   As a result, for a wider range of speeds, the optimum short circuit time ratio expansion speed for each speed is obtained, and as a result, the overcurrent and overvoltage can be more effectively suppressed.

また、本実施の形態では電流検知手段119の出力を受ける線電流検知手段207は、電流の大きさを検知するものとしているが、大きさ以外にも周波数要素も検知対象となり得るものであり、高速時にはフリーラン期間中から周波数の検出が有効に利用できるものであり、低速時についても、短絡時間比率拡大期間中には周波数の検出が可能となる。   In the present embodiment, the line current detection unit 207 that receives the output of the current detection unit 119 detects the magnitude of the current. However, in addition to the magnitude, a frequency element can also be a detection target. Frequency detection can be used effectively during the free-run period at high speed, and frequency can be detected during the short-circuit time ratio expansion period even at low speed.

低速時における過渡的な過電流の発生は比較的高Dutyとなった段階で発生するものであることから、50%程度までのDutyの上昇速度としては、高速時並としておき、周波数検出が可能となった段階で、それらの周波数検出値に対応した短絡時間比率の拡大を行うことにより、やはり過電流や過電圧を抑えながらの短絡制動期間への移行は可能となる。   Since the generation of transient overcurrent at low speed occurs at the stage when the duty becomes relatively high, the rate of increase in duty up to about 50% can be set at the same level as high speed and frequency detection is possible. At this stage, by expanding the short-circuit time ratio corresponding to the frequency detection values, it is possible to shift to the short-circuit braking period while suppressing overcurrent and overvoltage.

(実施の形態4)
図13は、本発明の第4の実施の形態における短絡ブレーキ制御手段212の内部ブロック図である。
(Embodiment 4)
FIG. 13 is an internal block diagram of the short-circuit brake control means 212 in the fourth embodiment of the present invention.

本実施の形態においても、短絡ブレーキ制御手段212以外の部分については、実施の形態1と同等のものとなっている。   Also in the present embodiment, portions other than the short-circuit brake control means 212 are the same as those in the first embodiment.

図13においても、実施の形態1と異なる部分のみの説明を行う。   Also in FIG. 13, only the parts different from the first embodiment will be described.

短絡時間比率拡大速度指令手段213は、電動機109の速度を検知する速度検知手段215からの速度信号ωを受けるものとなっており、速度検知手段215は電動機109内に設け、対抗する永久磁石100、101の磁極の極性に応じてハイ、ローが出力されるホールIC217と、その出力から速度を演算する速度計算器218を有している。   The short circuit time ratio expansion speed command means 213 receives the speed signal ω from the speed detection means 215 for detecting the speed of the electric motor 109. The speed detection means 215 is provided in the electric motor 109 and is opposed to the permanent magnet 100. , 101 has a Hall IC 217 that outputs high and low according to the polarity of the magnetic pole, and a speed calculator 218 that calculates the speed from the output.

図14は、本実施の形態における短絡時間比率拡大速度指令手段213の特性を示すグ
ラフであり、横軸には速度検知手段215から入力される速度信号、縦軸には出力となる短絡時間比率拡大速度dDuty/dtをとっている。
FIG. 14 is a graph showing the characteristics of the short circuit time ratio expansion speed command means 213 according to the present embodiment. The horizontal axis represents the speed signal input from the speed detection means 215, and the vertical axis represents the output short circuit time ratio. The enlargement speed dDuty / dt is taken.

本実施の形態においてはDutyとは無関係に、高速となるほど、出力を増加させる特性としていることから、時間の経過と共に短絡時間比率は100%まで、直線的に増加していくものとなり、傾きが速度によって変化するものとなる。   In this embodiment, regardless of the duty, the higher the speed, the higher the output, so the short-circuiting time ratio increases linearly up to 100% with the passage of time, and the slope is increased. It depends on the speed.

なお、本実施の形態においては、速度検知手段215の出力にホルダ等を設けていないため、短絡時間比率拡大期間中にも、短絡時間比率拡大速度の指令値が低下していくものとなり、制動の係り方によっては短絡時間比率拡大期間中に発生する速度変化にも対応するものとなり、負荷(ドラム)106の慣性モーメントが小さい場合に急激な速度減少となっても、過渡的な過電流を防止することができるという効果は得られる場合がある。   In the present embodiment, since a holder or the like is not provided at the output of the speed detection means 215, the command value of the short circuit time ratio expansion speed decreases even during the short circuit time ratio expansion period, and braking is performed. Depending on the relationship, the speed change that occurs during the short-circuit time ratio expansion period can be accommodated, and even if the load (drum) 106 has a small moment of inertia, even if the speed decreases rapidly, a transient overcurrent is generated. The effect that it can be prevented may be obtained.

しかし、短絡時間比率拡大期間が例えば100ms程度と短時間であって、その期間中に発生する速度変化が小さい場合には、ホルダ等を設けた場合との差は小さく、いずれの構成も可能である。   However, if the short-circuiting time ratio expansion period is as short as about 100 ms, for example, and the speed change that occurs during that period is small, the difference from the case where a holder or the like is provided is small, and any configuration is possible. is there.

また、本実施の形態においては、速度検知手段215にホールIC217を用いたものを使用しているが、一般的にセンサレスと呼ばれる電動機駆動システムでは、ホールICは用いず、代わりに電動機109の入力電圧、入力電流からの推定がなされるものとなり、例えばフリーラン期間の直前の速度の推定信号を用いることにより、ホールICなどの位置検知、速度検知を全く用いない構成とすることができる。   In this embodiment, the speed detection means 215 using the Hall IC 217 is used. However, in the motor drive system generally called sensorless, the Hall IC is not used, and the input of the motor 109 is used instead. The estimation is performed from the voltage and the input current. For example, by using a speed estimation signal immediately before the free-run period, the position detection or speed detection of the Hall IC or the like can be omitted.

(実施の形態5)
図15は、本実施の形態における一般にドラム式洗濯機と呼ばれるインバータ装置の断面図である。
(Embodiment 5)
FIG. 15 is a cross-sectional view of an inverter device generally called a drum type washing machine in the present embodiment.

図15において、衣類220を収納する負荷(ドラム)221、プーリ222およびベルト223を介して回転駆動する電動機224が設けられ、電動機224に3相の交流電流を供給するインバータ回路226を有している。   In FIG. 15, a load (drum) 221 for storing clothes 220, a motor 224 that is rotationally driven via a pulley 222 and a belt 223 are provided, and an inverter circuit 226 that supplies a three-phase alternating current to the motor 224 is provided. Yes.

インバータ回路226は、制御手段228からの6石分の制御信号Sdにより、運転がなされるものとなっており、実施の形態1で説明した、B99RQ信号とB4RQに対応し、電圧低減期間を経た後、短絡制動期間に移るものであり、また実施の形態1で説明したように、短絡制動期間中の停止判定を行うものとなっている。   The inverter circuit 226 is operated by a control signal Sd for six stones from the control means 228, and corresponds to the B99RQ signal and B4RQ described in the first embodiment, and has passed through a voltage reduction period. Thereafter, the process moves to the short-circuit braking period, and as described in the first embodiment, the stop determination during the short-circuit braking period is performed.

本実施の形態においては、負荷(ドラム)は樹脂製の受け筒230の内部で回転するものとなっており、給水弁233、排水弁234の開閉を制御手段228からのSkb信号、Shb信号により開閉することによって、受け筒230内に水が給排水され、別に投入される洗剤と共に、洗濯と脱水がなされるものとなっている。   In the present embodiment, the load (drum) rotates within the resin receiving tube 230, and the opening and closing of the water supply valve 233 and the drain valve 234 is performed by the Skb signal and the Shb signal from the control means 228. By opening and closing, water is supplied and drained into the receiving tube 230, and washing and dehydration are performed together with a separately supplied detergent.

ここで、負荷(ドラム)221の前方には開閉可能な蓋236が設けられており、使用者が蓋236を開閉するための蓋ハンドル237が設けられており、洗濯および脱水中に負荷(ドラム)221が回転する際には、蓋236が閉じられ、使用者の安全確保や、水の飛散の防止するものとなっている。   Here, a lid 236 that can be opened and closed is provided in front of the load (drum) 221, and a lid handle 237 for a user to open and close the lid 236 is provided. ) When the cover 221 rotates, the cover 236 is closed to ensure the safety of the user and prevent the water from scattering.

蓋236がハンドル237の操作で開かれた状態は、破線で示している。   A state in which the lid 236 is opened by operating the handle 237 is indicated by a broken line.

蓋ロック手段240は、蓋236が閉じられた状態に保持するものであり、ソレノイド241、プランジャ242、バネ243およびロック制御回路244からなっており、ソ
レノイド241に通電がなされていない図示している状態では、蓋236はロック状態となるため、使用者がハンドル237を引こうとも、また他のいかなる操作を行っても、蓋236は、蓋ロック手段240により、頑として開くことができない状態となる。
The lid lock means 240 holds the lid 236 in a closed state, and includes a solenoid 241, a plunger 242, a spring 243 and a lock control circuit 244, and the solenoid 241 is not energized. In this state, since the lid 236 is in a locked state, the lid 236 cannot be stubbornly opened by the lid locking means 240 regardless of whether the user pulls the handle 237 or performs any other operation. .

ロック制御回路244は、制御手段228からのSrk信号により、ソレノイド241への通電を行い、使用者はロックの解除により蓋236を開くことが可能となる。   The lock control circuit 244 energizes the solenoid 241 based on the Srk signal from the control means 228, and the user can open the lid 236 by releasing the lock.

なお、蓋検知スイッチ246は、蓋236の開閉状態を検知するものであり、開閉検知信号Sclを制御手段228に伝え、蓋236が開かれている場合には、Sclはローとなり安全確保の面から、インバータ回路226へのSd信号としては、電動機224への交流電流の供給は行わず、負荷(ドラム)221を回転する運転はなされないものとなっている。   The lid detection switch 246 detects the open / closed state of the lid 236. The lid detection switch 246 transmits an open / close detection signal Scl to the control means 228. When the lid 236 is opened, the Scl becomes low and the safety is ensured. Therefore, as the Sd signal to the inverter circuit 226, the alternating current is not supplied to the electric motor 224, and the operation of rotating the load (drum) 221 is not performed.

なお、この状態で直流電流を電動機224に供給しても良く、負荷(ドラム)221はより確実に回転方向に固定された状態とすることで、十分な安全性の確保を行うことができる。   In this state, a direct current may be supplied to the electric motor 224, and sufficient safety can be ensured by making the load (drum) 221 more securely fixed in the rotational direction.

そして、脱水運転などが終了した場合には、制御手段228が停止判定を行った後に、Srk信号が送られ、蓋ロック手段240は、ソレノイド241への通電を行う。   Then, when the dehydration operation or the like is finished, the control means 228 makes a stop determination, and then the Srk signal is sent, and the lid lock means 240 energizes the solenoid 241.

脱水運転を停止する場合としては、所定の脱水時間に達した場合の他、使用者が停止ボタン248を操作し、Sstop信号が発生した場合、またインバータ回路226において過負荷などの異常が発生した際にも、異常信号Sabが発生し、いずれも制御手段228に入力されるものとなり、電動機226の制動がかかり、負荷(ドラム)221が停止された時点で、制御手段228での停止判定が行われた後、蓋ロック手段240は、使用者がハンドル237を引けば蓋236が開くことができる状態となる。   In order to stop the dehydration operation, in addition to when the predetermined dehydration time has been reached, when the user operates the stop button 248 and a stop signal is generated, or an abnormality such as an overload has occurred in the inverter circuit 226. In some cases, an abnormal signal Sab is generated and both are input to the control means 228. When the motor 226 is braked and the load (drum) 221 is stopped, the stop determination by the control means 228 is performed. After being done, the lid locking means 240 is in a state where the lid 236 can be opened if the user pulls the handle 237.

図16は、本実施の形態において、インバータ装置の電源が投入された直後のフローチャート図を示している。   FIG. 16 shows a flowchart immediately after the inverter device is turned on in the present embodiment.

図16において、インバータ装置の電源スイッチが入った場合など、制御手段228が活性化した段階で、構成しているマイクロコンピュータのプログラムがスタートすると、スタート250から短絡ブレーキ251に移り、実施の形態1の説明で図3に示したB99RQ信号またはB4RQ信号が発生した場合の動作を行い、電圧低減期間に続いて短絡制動期間に入る。   In FIG. 16, when the microcomputer program is started when the control means 228 is activated, such as when the power switch of the inverter device is turned on, the program moves from the start 250 to the short-circuit brake 251 and the first embodiment. The operation when the B99RQ signal or the B4RQ signal shown in FIG. 3 is generated in the description of FIG. 3 is performed, and the short-circuit braking period starts after the voltage reduction period.

そして図4に示す停止判定の信号Csがハイとなった時点で、ロック解除253に移り、ここでソレノイド241の通電が行われ、使用者は蓋236を開くことができる状態となる。   When the stop determination signal Cs shown in FIG. 4 becomes high, the process proceeds to the lock release 253, where the solenoid 241 is energized and the user can open the lid 236.

電源が投入された段階で、例えば前回の運転の制動が完了していない状態であった場合などは、蓋236は蓋ロック手段240によるロック状態の解除ができると、残っている回転により、使用者に危険が発生するものとなる。   When the power is turned on, for example, when the braking of the previous operation has not been completed, the lid 236 can be used due to the remaining rotation if the lock state can be released by the lid lock means 240. Risk to the person.

蓋ロック手段240についての制御としては、運転中には使用者が蓋236を開くことができないように制御されており、洗濯、脱水などの動作が終了した時点で、解除状態、すなわち使用者が蓋236を開き、ドラム221内に手を入れることができる状態となるものであり、電源が切れた状態でも蓋236は使用者が自由に開閉できる状態となっている。   The lid lock means 240 is controlled so that the user cannot open the lid 236 during operation, and when the operation such as washing and dehydration is finished, The lid 236 is opened, and a hand can be put in the drum 221. The lid 236 can be freely opened and closed by the user even when the power is turned off.

しかしながら、運転中に停電が発生した場合などには、電源が切れた状態で蓋ロック手段240が、使用者による蓋236を開くことができない状態(ロック状態)となっている場合もあり、蓋236は閉じられているがドラム221の回転が残っている場合もあり得る。   However, when a power failure occurs during operation, the lid locking means 240 may be in a state where the user cannot open the lid 236 (locked state) when the power is turned off. 236 may be closed, but the drum 221 may remain rotating.

この状態で、次回電源が投入された場合、蓋ロック手段240について即使用者が蓋236を開くことができる状態としてしまうことは、もしも万一ドラム221の回転が残っていれば使用者の危険に繋がるものとなるが、本実施の形態においては、電源投入後、電圧低減期間に続く短絡制動期間があり、ドラム236の制動が完了した段階で、蓋236を使用者が開くことができる状態に蓋ロック手段240が制御されることにより、高い安全性が保たれるものとなる。   In this state, when the power is turned on next time, the user can immediately open the lid 236 with respect to the lid locking means 240. If the drum 221 remains rotated, it is dangerous for the user. In this embodiment, after the power is turned on, there is a short-circuit braking period following the voltage reduction period, and the user can open the lid 236 when braking of the drum 236 is completed. By controlling the lid locking means 240, high safety is maintained.

なお、本実施の形態においては、電源投入された時点での蓋ロック手段240が、ロック状態かアンロック状態かに関わらず、電源投入直後に、電圧低減期間および短絡制動期間を設けるものとなっているが、少なくともロック状態において、短絡制動期間を設けることは、安全性の確保の点で有効であり、電源投入された時点で、アンロック状態にある場合、もしくは蓋236が開いている場合には、電圧低減期間や短絡制動期間が無くても安全性の確保の上で差は生じないことになるため、電源投入直後の電圧低減期間および短絡制動期間は省くこともできる。   In the present embodiment, the lid locking means 240 at the time when the power is turned on is provided with the voltage reduction period and the short-circuit braking period immediately after the power is turned on regardless of the locked state or the unlocked state. However, providing a short-circuit braking period at least in the locked state is effective from the viewpoint of ensuring safety, and is in an unlocked state or when the lid 236 is opened when the power is turned on. Therefore, there is no difference in ensuring safety even if there is no voltage reduction period or short-circuit braking period. Therefore, the voltage reduction period and short-circuit braking period immediately after turning on the power can be omitted.

本実施の形態においては、電源投入後に、短絡制動期間を経るものとし、かつ停止判定の信号Csがハイになった後に、蓋ロック手段240を、使用者が蓋236を開くことができる状態とすることにより、その危険を無くすることができるものとなり、安全性の高いインバータ装置を実現することができるものとなる。   In the present embodiment, after the power is turned on, a short-circuit braking period is passed, and after the stop determination signal Cs becomes high, the lid lock unit 240 can be opened by the user. By doing so, the danger can be eliminated, and a highly safe inverter device can be realized.

このように、本実施の形態においては、電動機の停止を適切に判定した後に、ロック解除253を行って、蓋ロック手段240を使用者が蓋236を開くことができる状態にするため、安全性の高いインバータ装置を実現することができるものとなる。   As described above, in the present embodiment, after appropriately determining the stop of the electric motor, the lock release 253 is performed so that the lid lock unit 240 can be opened by the user. It is possible to realize a high inverter device.

特に、短絡ブレーキ251にて、B99RQ信号またはB4RQ信号による制動を行うことから、速度センサや位置センサを用いないセンサレスと呼ばれる構成であっても、電源投入直後に負荷(ドラム)221の回転が残っていた場合であっても、その速度、および位置(位相)に関係なく、インバータ回路226の過電流や過電圧の発生を抑えることができるため、極めて有効なものとなる。   In particular, since braking with the B99RQ signal or the B4RQ signal is performed by the short-circuit brake 251, the rotation of the load (drum) 221 remains immediately after the power is turned on even in a configuration called sensorless without using a speed sensor or a position sensor Even in such a case, the occurrence of the overcurrent and overvoltage of the inverter circuit 226 can be suppressed regardless of the speed and position (phase), which is extremely effective.

なお、本実施の形態においては、負荷(ドラム)221の回転軸は、水平としたものを示したが、特に水平にこだわるものであるというものでもなく、垂直、あるいは斜めの回転軸を有するものとしても良い。   In the present embodiment, the rotation axis of the load (drum) 221 is shown as being horizontal, but it is not particularly sticking to horizontal, but has a vertical or oblique rotation axis. It is also good.

負荷(ドラム)221の回転駆動のための動力伝達経路についても、プーリ222、ベルト223を用いたものを示したが、これについてもこの構成に限定するものでもなく、ギア(歯車)を用いたものや、ダイレクト駆動と呼ばれるように、負荷(ドラム)221の軸に直接に電動機を備えて同一の速度で回転するものなどであってもかまわない。   The power transmission path for rotationally driving the load (drum) 221 is also shown using the pulley 222 and the belt 223, but this is not limited to this configuration, and a gear (gear) is used. It may also be one that is equipped with an electric motor directly on the shaft of the load (drum) 221 and is rotated at the same speed as called direct drive.

また、蓋ロック手段240の構成に関しても、本実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、例えば複数の蓋ロック手段を設け、使用者のハンドル操作によっていつでもロック解除が可能な蓋ロック手段と、制御手段からの信号によってロック状態が解除されるものとを併用する構成、あるいは蓋を閉じた状態で常にロック状態となるが、ロック解除は制御手段からの信号によって阻止/許可が働くもの、制御手段からの信号によってハンドル操作ができなくなるものなど、様々な構成を用いることができ、いずれの場合で
も使用者が蓋を開くことができるかどうかを制御手段からの信号によって変化させることができるものであれば良く、具体的な構成は自由に設計できるものである。
Further, the configuration of the lid locking means 240 is not limited to the configuration described in the present embodiment. For example, a lid lock that is provided with a plurality of lid locking means and can be unlocked at any time by a user's handle operation. The configuration in which the lock state is released by a signal from the control means and the signal from the control means, or the lock state is always in the closed state when the lid is closed, but the lock release is blocked / permitted by the signal from the control means A variety of configurations can be used, such as those that cannot be manipulated by a signal from the control means, and in any case, whether the user can open the lid is changed by a signal from the control means Any specific configuration can be freely designed.

以上のように、本発明にかかるインバータ装置は、速度センサや位置センサを用いないセンサレスと呼ばれる構成であっても、制動時に短絡時間比率を拡大する短絡時間比率拡大期間の後に、短絡制動期間を有することにより、過電流および過電圧の問題を発生させることなく、制動状態に移行することができるものとなる。   As described above, the inverter device according to the present invention has a short-circuit braking period after a short-circuit time ratio expansion period that expands a short-circuit time ratio at the time of braking even in a sensor-less configuration that does not use a speed sensor or a position sensor. By having it, it becomes possible to shift to the braking state without causing problems of overcurrent and overvoltage.

100、101 永久磁石
102、103、104 巻線
106、221 負荷(ドラム)
109、224 電動機
144 直流電源
111、112、113、114、115、116 スイッチング素子
117、226 インバータ回路
118、228 制御手段
148 電圧検知手段
119 電流検知手段
215 速度検知手段
220 衣類
236 蓋
240 蓋ロック手段
100, 101 Permanent magnets 102, 103, 104 Winding 106, 221 Load (drum)
109, 224 Motor 144 DC power supply 111, 112, 113, 114, 115, 116 Switching element 117, 226 Inverter circuit 118, 228 Control means 148 Voltage detection means 119 Current detection means 215 Speed detection means 220 Clothing 236 Lid 240 Lid lock means

Claims (5)

永久磁石と3相の巻線を有し、負荷に接続される電動機と、直流電源から電力が供給され、3石の高電位側スイッチング素子および3石の低電位側スイッチング素子を有し前記電動機に交流電流を供給するインバータ回路と、少なくとも前記低電位側スイッチング素子をオンオフ制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記インバータ回路の前記低電位側スイッチング素子の3相共通のオン時間の比率のオンオフ制御により前記3相の巻線の入力端子を短絡する短絡時間比率を拡大する短絡時間比率拡大期間の後、前記短絡時間比率を最大限に保つ短絡制動期間を有し、前記短絡時間比率拡大期間の開始からの時間に応じて、短絡時間比率の拡大速度を変化させるインバータ装置。 An electric motor having a permanent magnet and three-phase windings, connected to a load, and supplied with electric power from a DC power source, and having three stone high potential side switching elements and three stone low potential side switching elements An inverter circuit that supplies an alternating current to the inverter circuit, and a control unit that performs at least on-off control of the low-potential side switching element. The control unit includes an on-time that is common to the three phases of the low-potential side switching element of the inverter circuit. after short time ratio expansion period to increase the short-circuit time ratio for short-circuiting the input terminals of the 3-phase windings by on-off control ratio, have a short-circuit brake period to keep the short time ratio to maximize the short The inverter apparatus which changes the expansion speed of a short circuit time ratio according to the time from the start of the time ratio expansion period . 前記直流電源の電圧を検知する電圧検知手段、前記交流電流を検知する電流検知手段、前記電動機の速度を検知する速度検知手段の少なくともいずれかの検知手段を有し、前記制御手段は、少なくともいずれかの検知手段の出力によって、前記短絡時間比率拡大期間の短絡時間比率の拡大速度を変化させる請求項1に記載のインバータ装置。 It has at least one of voltage detection means for detecting the voltage of the DC power supply, current detection means for detecting the alternating current, and speed detection means for detecting the speed of the electric motor, and the control means is at least any one The inverter device according to claim 1, wherein an expansion speed of the short circuit time ratio in the short circuit time ratio expansion period is changed by an output of the detecting means. 前記負荷は、衣類を収納するドラムとし、前記ドラムの回転速度を減速させる減速期間中に、前記短絡時間比率拡大期間および前記短絡制動期間を有する請求項1または2に記載のインバータ装置を備えた洗濯機。 3. The inverter device according to claim 1, wherein the load is a drum that stores clothes, and includes the short circuit time ratio expansion period and the short circuit braking period during a deceleration period in which the rotation speed of the drum is reduced. Washing machine. 前記負荷は、衣類を収納するドラムとし、前記ドラムの開口部を開閉する蓋と、前記蓋をロックする蓋ロック手段とを有し、前記制御手段は、電源投入後、前記短絡制動期間の後、前記蓋ロック手段を使用者が前記蓋を開くことが可能な状態とする請求項1〜のいずれか1項に記載のインバータ装置を備えた洗濯機。 The load is a drum that stores clothes, and includes a lid that opens and closes an opening of the drum, and a lid lock unit that locks the lid. The washing machine provided with the inverter device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the lid locking means is in a state in which a user can open the lid. 電動機に位置検知用のセンサを持たないセンサレス方式とした請求項1〜のいずれか1項に記載のインバータ装置。 The inverter device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the electric motor has a sensorless system having no position detection sensor.
JP2014032680A 2013-07-18 2014-02-24 Inverter device and washing machine equipped with the same Active JP6361018B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014032680A JP6361018B2 (en) 2014-02-24 2014-02-24 Inverter device and washing machine equipped with the same
PCT/JP2014/003764 WO2015008486A1 (en) 2013-07-18 2014-07-16 Washing machine
CN201480040857.4A CN105378174B (en) 2013-07-18 2014-07-16 Washing machine
DE112014003296.4T DE112014003296T5 (en) 2013-07-18 2014-07-16 Washing machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014032680A JP6361018B2 (en) 2014-02-24 2014-02-24 Inverter device and washing machine equipped with the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015159652A JP2015159652A (en) 2015-09-03
JP6361018B2 true JP6361018B2 (en) 2018-07-25

Family

ID=54183248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014032680A Active JP6361018B2 (en) 2013-07-18 2014-02-24 Inverter device and washing machine equipped with the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6361018B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6169203B1 (en) * 2016-02-16 2017-07-26 三菱電機株式会社 Electric motor control apparatus and electric motor control method
JP6680103B2 (en) * 2016-06-17 2020-04-15 ブラザー工業株式会社 Abnormality detection device, motor control device and abnormality detection method,
JP6762175B2 (en) * 2016-09-05 2020-09-30 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 Motor controller and air conditioner
JP7049623B2 (en) * 2017-06-14 2022-04-07 青島海爾洗衣机有限公司 Washing machine
KR20190063252A (en) * 2017-11-29 2019-06-07 엘지전자 주식회사 Laundry treating appratus and controlling method thereof
CN107947647B (en) * 2017-12-19 2024-03-12 深圳市创科维信电子有限公司 Three-phase brushless motor driving circuit and control method thereof
JP7006253B2 (en) * 2017-12-26 2022-01-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 Inverter device
JP6768753B2 (en) * 2018-09-18 2020-10-14 株式会社東芝 Motor control device
WO2021176653A1 (en) * 2020-03-05 2021-09-10 株式会社Fuji Articulated robot and motor driving device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1155977A (en) * 1997-07-31 1999-02-26 Sanyo Electric Co Ltd Control circuit for capacitor motor and dewatering device provided with the control circuit
JP3661384B2 (en) * 1998-01-05 2005-06-15 松下電器産業株式会社 Electric motor control device and electric washing machine
KR100344984B1 (en) * 1999-10-12 2002-07-19 엘지전자주식회사 Braking method of washing machine
JP2008278698A (en) * 2007-05-02 2008-11-13 Hokuto Seigyo Kk Motor driving apparatus
JP4989591B2 (en) * 2008-04-23 2012-08-01 三菱電機株式会社 Permanent magnet synchronous motor driving device, air conditioner, ventilation fan driving device, washing machine, automobile and vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015159652A (en) 2015-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6361018B2 (en) Inverter device and washing machine equipped with the same
TWI278176B (en) Motor driving device
WO2015008486A1 (en) Washing machine
JP2008530971A (en) Safety interlock and protection circuit for permanent magnet motor drive
Kim et al. Using low resolution position sensors in bumpless position/speed estimation methods for low cost PMSM drives
WO2017187128A2 (en) A method for controlling an electric motor
JP6023974B2 (en) Washing machine
JP2017093534A (en) Washing machine
WO2015023263A1 (en) Elevator braking in a battery powered elevator system
JP2013099210A (en) Motor control apparatus and motor control method
JP6241460B2 (en) Electric motor control device
JP6229160B2 (en) Washing machine
JP6295407B2 (en) Inverter device and dehydrator using the same
WO2018024571A1 (en) Household appliance having a power module with continuous and discontinuous pwm control
JP3896855B2 (en) Motor drive device
JP6229162B2 (en) Washing machine
JP4007054B2 (en) Washing machine
JP6634603B2 (en) Washing machine
JP6043950B2 (en) Washing and drying machine
JP2017051516A (en) Washing machine
JP6403418B2 (en) Washing machine
WO2018141394A1 (en) Household appliance with brushless dc motor sensorless control scheme
JP7463213B2 (en) Inverter Device
Nam et al. Braking algorithm considering voltage limit condition for surface mounted PM synchronous motor
JP6751846B2 (en) Washing machine

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20160519

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160701

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170530

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170727

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20180109

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180405

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20180412

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180515

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180528

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6361018

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151