JP6511644B2 - モータ駆動装置およびこれを用いた洗濯機または洗濯乾燥機 - Google Patents
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Description
、前記モータ回転数の2乗に比例する項を有し単調減少する関数によって規定されることを特徴とする。
電流を制限することなくブラシレスモータの運転をすることができる。
せず)または洗濯兼脱水槽(図示せず)等の負荷を駆動する。モータ4はブラシレスモータにより構成し、回転子(ロータ)を構成する永久磁石と固定子との相対位置(回転子位置)をロータ位置検出手段4aにより検出する。ロータ位置検出手段4aは、通常、3個のホールICにより構成し、電気角60度ごとの位置の出力基準信号H1〜H3を検出する。
基準信号H1、H2、H3のエッジ信号は60度ごとに変化して、各部状態信号より360度を6分割した角度が判別できる。出力基準信号H1がローからハイとなるハイエッジを基準電気角0度として示し、モータ4のU相巻線誘起電圧Ecは、出力基準信号H1から30度遅れた波形となる。U相モータ電流IuとU相巻線誘起電圧Ecの位相を同じにすると最大効率が得られる。U相巻線誘起電圧Ecがq軸と同等軸となり、d軸は90度遅れている。q軸電流はモータ誘起電圧位相と同相なのでトルク電流と呼ばれる。
対応したデータを呼び出して積和演算を行うことにより、d軸電流Idとq軸電流Iqに分解できる。電気角θの検知とモータ電流瞬時値の検出はキャリヤ信号に同期して行うもので、後述するフローチャートに従い、詳細な説明を行う。
んでキャリヤ信号割込サブルーチンを実行する。
、整流回路2へ流れる電流の実効値を7Aとした時の、モータ回転数とモータ巻線電流の実効値の関係性を示す特性図である。図7の特性曲線よりもモータ回転数を示すx軸側にモータ巻線電流の実効値を保持することにより、整流回路2へ流れる電流の実効値を常に7A以下に制御できることを示している。図7の曲線を数式で表したものが数式3である。
実施の形態1ではモータ巻線電流の実効値のリミット制限特性を用いて述べたが、弱め界磁制御などのようにブラシレスモータの誘起電圧と巻線の電流位相が極端に違う場合については考慮されていない。ブラシレスモータを高速回転で制御する場合、誘起電圧が電源電圧に近づくあるいは超える場合がある。このような場合に回転数に応じてd軸電流指令値Idsを増加させて弱め界磁制御を行う。弱め界磁制御を行った場合、1次側電流に対してモータの巻線電流が大きくなる。一方、ブラシレスモータを低速で駆動する場合には前述したようにd軸電流指令Idsを0(ゼロ)とすることがあり、表面磁石型のモータの場合にはモータの発生するトルクに対して電流は最小となる。
実施の形態1では、電源電圧が一定の場合における単一のモータ巻線電流の実効値のリミット制限特性を用いて述べたが、電源電圧が変動する場合については考慮されていないため、本実施の形態では、電源電圧が変動した場合にも、必要以上にモータ巻線電流の実効値を低減させず、1次側電流を所望の値に制限できる構成について図を用いて説明する。
V程度である。電源電圧が85Vの場合、モータ回転中であれば平均値で235V以下、停止時で255V以下を低位規定値として、テーブルを設定することで、電源電圧変動に対する適切なモータ巻線電流の実効値のリミットテーブルを選択することができる。
2 整流回路
3 インバータ回路
4 モータ(ブラシレスモータ)
4a ロータ位置検出手段
5 電流検出手段
6 制御手段
60 電気角検知手段
61 3相/2相dq変換手段
62 記憶手段
63 2相/3相dq逆変換手段
64 PWM制御手段
65 設定変更手段(1次電流判定手段)
66 回転数検知手段
67 トルク電流制御手段
67c リミッタ
68 モータ電流制御手段
69 電圧検出手段
Claims (6)
- 電源に接続される整流回路と、前記整流回路の直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動され洗濯兼脱水槽等の負荷を駆動するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、前記ブラシレスモータのモータ電流を検出する電流検出手段と、前記インバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ブラシレスモータのモータ電流を磁束に対応した電流成分とトルクに対応した電流成分とに分解してそれぞれ所望の値となるように制御するベクトル制御を実施し、前記ロータ位置検出手段によるモータ回転数を指令回転数となるように速度制御を行い、前記電流検出手段により検出したモータ電流の参照値を参照する1次電流判定手段を有し、前記1次電流判定手段は、前記モータ回転数に応じて、前記電流検出手段により検出したモータ電流の参照値があらかじめ設定したテーブルの制限値を超える場合には、前回の前記指令回転数に対して加速度の目標値を超えない範囲で加速度の増減値を減じた値を新たな加速度指令として新たな前記指令回転数を作成し、前記1次電流判定手段において、前記テーブルの制限値は、前記モータ回転数の2乗に比例する項を有し単調減少する関数によって規定されることを特徴とするモータ駆動装置。
- 前記電流検出手段により検出したモータ電流と前記ロータ位置検出手段より検出したロータ位置とを比較し前記モータ電流と誘起電圧の位相を検出する電流位相検出手段を有し、前記1次電流判定手段は、前記電流検出手段により検出した前記モータ電流の電流値に前記モータ電流と前記電流位相検出手段により検出した前記モータ電流と誘起電圧の位相の余弦を乗じた値をモータ電流の参照値とすることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。
- 前記整流回路の直流電圧を検出する電圧検出手段を備えるとともに前記テーブルを複数備え、前記制御手段は、前記電圧検出手段で検出された電圧を、あらかじめ決められた標準値と比較し、その大小関係によって、前記複数のテーブルを選択的に適用して前記テーブルの制限値を切り替えることを特徴とする請求項1または2に記載のモータ駆動装置。
- 前記電圧検出手段で検出された電圧を、あらかじめ決められた標準値と比較し、それよりも高電位と判定された場合、前記テーブルの制限値は、前記モータ回転数の2乗に比例す
る項を有し単調減少する関数の係数を大きくすることを特徴とする請求項3に記載のモータ駆動装置。 - 前記電圧検出手段で検出された電圧を、あらかじめ決められた標準値と比較し、それよりも低電位と判定された場合、前記テーブルの制限値は、前記モータ回転数の2乗に比例する項を有し単調減少する関数の係数を小さくすることを特徴とする請求項3に記載のモータ駆動装置。
- 前記請求項1〜5のいずれか1項に記載のモータ駆動装置を用いた洗濯機または洗濯乾燥機。
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