JP6713824B2 - Washing machine motor controller - Google Patents

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本発明の実施形態は、洗濯運転を行うための回転駆動力を発生させる3相の永久磁石型モータを制御する装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a device that controls a three-phase permanent magnet motor that generates a rotational driving force for performing a washing operation.

従来より、洗濯機に使用されているモータの断線異常を検知するための構成については様々なものが提案されている。例えば特許文献1では、(1)温度により検知,(2)インバータ回路の入力電流の最大値と平均値を比較し判定,(3)ONしているスイッチング素子の電流を検出,(4)モータの回転数とリップル電流とを比較する,といった様々な手法が開示されている。 Conventionally, various configurations have been proposed for detecting a disconnection abnormality of a motor used in a washing machine. For example, in Patent Document 1, (1) detection by temperature, (2) determination by comparing maximum value and average value of input current of inverter circuit, (3) detection of current of switching element that is ON, (4) motor Various methods have been disclosed, such as comparing the number of revolutions with the ripple current.

しかしながら、これらの手法には以下のような問題がある。(1)は確実性がなく、洗濯物を多量に投入した際に誤検出するおそれがあり、(2)もやはり確実性がなく、負荷変動が大きい場合は正常でも平均値と最大値の差が大きく誤検出する可能性が高い。(3)は電流検出素子が多数必要となり、制御回路が高速でON/OFFする電流検出素子の信号を読み込むには、高速なアンプやA/D変換器も必要となり高価である。(4)も電流検出器が高価であり、回転負荷の変動時に誤検知するおそれがある。
また、その他の構成として、特許文献2,3に開示されているものがある。
However, these methods have the following problems. (1) is not reliable and may cause false detection when a large amount of laundry is put in, and (2) is also uncertain, and when the load fluctuation is large, the difference between the average and maximum values is normal. Is likely to be falsely detected. In the case of (3), a large number of current detection elements are required, and a high-speed amplifier and A/D converter are also required to read the signal of the current detection element that the control circuit turns ON/OFF at high speed, which is expensive. Also in (4), the current detector is expensive, and there is a risk of false detection when the rotational load changes.
Further, as other configurations, there are those disclosed in Patent Documents 2 and 3.

特開平10−145960号公報JP, 10-145960, A 特開平6−205599号公報JP-A-6-205599 特開2009−61164号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2009-61164

特許文献2では、空気調和器に適用されるモータ用インバータにおいて、スイッチング素子を順次オンさせて断線相を確定させているが、交流側にカレントトランスを配置してモータ電流を検出しており、高価な構成である。また、特許文献3も、ベクトル制御演算を行うための高速なマイクロコンピュータや3つの電流センサを用いており、やはり高価な構成である。 In Patent Document 2, in the motor inverter applied to the air conditioner, the switching elements are sequentially turned on to determine the disconnection phase, but a current transformer is arranged on the AC side to detect the motor current. It is an expensive structure. In addition, Patent Document 3 also uses a high-speed microcomputer and three current sensors for performing vector control calculation, and is also an expensive configuration.

そこで、高価な構成要素を用いることなく、且つ断線をより確実に検知できる洗濯機モータの制御装置を提供する。 Therefore, there is provided a washing machine motor control device capable of more reliably detecting disconnection without using expensive components.

実施形態の洗濯機モータの制御装置は、洗濯運転を行うための回転駆動力を発生させる3相の永久磁石型モータと、このモータを駆動するインバータ回路と、このインバータ回路を構成する下側スイッチング素子とグランドとの間に挿入される電流検出抵抗と、前記モータのロータ回転位置を検出し、センサ信号を出力する位置センサと、前記センサ信号に基づいて前記モータの回転異常を検出する処理において、前記電流検出抵抗の端子電圧をA/D変換して基準値と比較することで断線異常を検出する際に、前記電流検出抵抗で検出される電流が前記モータの何れか1相の巻線に集中して通電される電流となるように前記インバータ回路のスイッチング状態を制御し、そのスイッチング状態を1回以上変化させて前記電流検出抵抗で検出される電流の相を変化させ、全ての相の電流発生状態を参照する異常検出部とを備える。 A control device for a washing machine motor according to an embodiment includes a three-phase permanent magnet motor that generates a rotational driving force for performing a washing operation, an inverter circuit that drives this motor, and a lower switching that configures this inverter circuit. In a process of detecting a current detection resistor inserted between an element and a ground, a position sensor that detects a rotor rotation position of the motor and outputs a sensor signal, and a rotation abnormality of the motor based on the sensor signal. When detecting a disconnection abnormality by A/D converting the terminal voltage of the current detection resistor and comparing it with a reference value, the current detected by the current detection resistor is the winding of any one phase of the motor. The switching state of the inverter circuit is controlled so that the current is concentrated in the current, and the switching state is changed at least once to change the phase of the current detected by the current detection resistor. And an abnormality detection unit that refers to the current generation state of.

また、実施形態の洗濯機モータの制御装置は、洗濯運転を行うための回転駆動力を発生させる3相の永久磁石型モータと、このモータを駆動するインバータ回路と、このインバータ回路を構成する下側スイッチング素子とグランドとの間に挿入される電流検出抵抗と、この電流検出抵抗の端子電圧をA/D変換して基準値と比較することで過電流を検出する処理において断線異常を検出する際に、前記電流検出抵抗で検出される電流が前記モータの何れか1相の巻線に集中して通電される電流となるように前記インバータ回路のスイッチング状態を制御し、そのスイッチング状態を1回以上変化させて前記電流検出抵抗で検出される電流の相を変化させ、全ての相の電流発生状態を参照する異常検出部とを備える。 Further, the control device for a washing machine motor according to the embodiment includes a three-phase permanent magnet type motor that generates a rotational driving force for performing a washing operation, an inverter circuit that drives the motor, and a lower part that configures the inverter circuit. A disconnection abnormality is detected in the process of detecting an overcurrent by A/D converting the current detection resistor inserted between the side switching element and the ground and the terminal voltage of this current detection resistor and comparing it with a reference value. At this time, the switching state of the inverter circuit is controlled so that the current detected by the current detection resistor becomes a current that is concentrated and conducted in any one-phase winding of the motor, and the switching state is set to 1 An abnormality detection unit that changes the phase of the current detected by the current detection resistor by changing the current more than once and refers to the current generation state of all the phases.

第1実施形態であり、過電流異常と断線異常とを検出する処理を示すフローチャートIt is 1st Embodiment and is a flowchart which shows the process which detects an overcurrent abnormality and a disconnection abnormality. 断線検知を行うためのスイッチングパターンを示す図(その1)The figure which shows the switching pattern for detecting disconnection (the 1) 断線検知を行うためのスイッチングパターンを示す図(その2)The figure which shows the switching pattern for detecting disconnection (the 2) 断線検知を行うためのスイッチングパターンを示す図(その3)The figure which shows the switching pattern for performing disconnection detection (Part 3) 2相変調における各スイッチングパターンを示す波形図Waveform diagram showing each switching pattern in two-phase modulation 電圧・位相制御における電圧の決定処理を示すフローチャートFlowchart showing voltage determination processing in voltage/phase control 電流のオーバー値に応じて電圧指令DUTYを決定するテーブルを示す図Diagram showing the table that determines the voltage command DUTY according to the overcurrent value 電圧指令の一例を説明する図The figure explaining an example of a voltage command. モータの駆動制御系を示す図Diagram showing the drive control system of the motor 全自動洗濯機の全体構成を示す縦断側面図Vertical side view showing the overall structure of a fully automatic washing machine 第2実施形態であり、過電流異常と断線異常とを検出する処理を示すフローチャートIt is 2nd Embodiment and is a flowchart which shows the process which detects an overcurrent abnormality and a disconnection abnormality. 断線検知を行うためのスイッチングパターンを示す図Diagram showing switching pattern for detecting disconnection 断線検知の有無に応じた電流A/D変換値変化の一例を示す図The figure which shows an example of the electric current A/D conversion value change according to the presence or absence of disconnection detection. 第3実施形態であり、過電流異常と断線異常とを検出する処理を示すフローチャートIt is 3rd Embodiment and is a flowchart which shows the process which detects an overcurrent abnormality and a disconnection abnormality.

(第1実施形態)
以下、縦軸形の全自動洗濯機に適用した第1実施形態につき、図1から図10を参照して説明する。図10は、全自動洗濯機1の全体構成を示す縦断面図である。全体として矩形状をなす外箱2内には、水受槽3が、4組のうち1組のみ図示する防振機構4を介して弾性支持されている。この場合、防振機構4は、上端が外箱2内において上方に係止された吊り棒4aと、その吊り棒4aの他端側に取り付けられた振動減衰用のダンパー4bとを含んで構成されている。これらの防振機構4を介して水受槽3が弾性支持されることにより、洗濯運転時に発生する振動の外箱2への伝達を防止している。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment applied to a vertical type fully automatic washing machine will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing the overall configuration of the fully automatic washing machine 1. In the outer box 2 having a rectangular shape as a whole, only one of the four water receiving tanks 3 is elastically supported via the illustrated vibration isolation mechanism 4. In this case, the vibration-proof mechanism 4 includes a suspension rod 4a whose upper end is locked upward in the outer case 2 and a vibration damping damper 4b attached to the other end of the suspension rod 4a. Has been done. The water receiving tub 3 is elastically supported through the vibration isolating mechanism 4 to prevent the vibration generated during the washing operation from being transmitted to the outer box 2.

上記水受槽3内には、洗濯槽兼脱水槽用の回転槽5が配設されており、この回転槽5の内底部には、撹拌体6が配設されている。上記回転槽5は、槽本体5aと、この槽本体5aの内側に設けられた内筒5bと、これらの上端部に設けられたバランスリング5cとから構成されている。そして、この回転槽5が回転されると、内部の水を回転遠心力により揚水して槽本体5aの上部の脱水孔5dから水受槽3内に放出する。 A rotating tub 5 serving as a washing tub and a dehydrating tub is provided in the water receiving tub 3, and an agitator 6 is provided at an inner bottom portion of the rotating tub 5. The rotary tank 5 is composed of a tank body 5a, an inner cylinder 5b provided inside the tank body 5a, and a balance ring 5c provided at the upper ends of these. Then, when the rotary tank 5 is rotated, the water inside is pumped up by the rotational centrifugal force and discharged into the water receiving tank 3 through the dehydration hole 5d in the upper part of the tank body 5a.

また、回転槽5の底部には、通水口7が形成されており、この通水口7は、排水通路7aを通して排水口8に連通されている。そして、排水口8には、排水弁9を備えた排水路10が接続されている。従って、排水弁9を閉塞した状態で回転槽5内に給水すると、回転槽5内に水が貯溜され、排水弁9を開放すると、回転槽5内の水は排水通路7a、排水口8および排水路10を通じて排出される。水受槽3の底部には、補助排水口8aが形成されており、この補助排水口8aは、図示しない連結ホースを介し前記排水弁9をバイパスして前記排水路10に接続され、前記回転槽5が回転したときに、その上部から水受槽3内に放出された水を排出する。 Further, a water passage 7 is formed at the bottom of the rotary tank 5, and the water passage 7 is connected to the drainage port 8 through the drainage passage 7a. A drainage channel 10 having a drainage valve 9 is connected to the drainage port 8. Therefore, when water is supplied to the rotary tank 5 with the drain valve 9 closed, water is stored in the rotary tank 5, and when the drain valve 9 is opened, the water in the rotary tank 5 is drained to the drain passage 7a, the drain port 8 and It is discharged through the drainage channel 10. An auxiliary drainage port 8a is formed at the bottom of the water receiving tank 3, and the auxiliary drainage port 8a is connected to the drainage channel 10 by bypassing the drainage valve 9 via a connecting hose (not shown). When 5 rotates, the water discharged into the water receiving tank 3 is discharged from the upper part.

また、前記水受槽3の外底部には、機構部ハウジング11が取付けられており、この機構部ハウジング11には、中空の槽軸12が回転自在に設けられ、この槽軸12には、回転槽5が連結されている。また、槽軸12の内部には、撹拌軸13が回転自在に設けられており、この撹拌軸13の上端部には、撹拌体6が連結されている。そして、撹拌軸13の下端部は、アウタロータ形のDCブラシレスモータ14のロータ14aに連結されている。このモータ14は、洗い時には、撹拌体6を直接正逆回転駆動する。DCブラシレスモータ14は永久磁石型モータであり、以下、単にモータと称す。 Further, a mechanism housing 11 is attached to the outer bottom portion of the water receiving tank 3, and a hollow tank shaft 12 is rotatably provided on the mechanism housing 11 and the tank shaft 12 rotates. The tank 5 is connected. A stirring shaft 13 is rotatably provided inside the tank shaft 12, and a stirring body 6 is connected to an upper end portion of the stirring shaft 13. The lower end of the stirring shaft 13 is connected to the rotor 14a of the outer rotor type DC brushless motor 14. The motor 14 directly drives the stirring body 6 in normal and reverse directions during washing. The DC brushless motor 14 is a permanent magnet type motor, and will be simply referred to as a motor hereinafter.

また、モータ14は、脱水時には、図示しないクラッチにより槽軸2と撹拌軸13とが連結された状態で、回転槽5および撹拌体6を一方向に直接回転駆動する。従って、本実施形態では、モータ14の回転速度は、洗い時には撹拌体6のそれと同一になり、脱水時には回転槽5および撹拌体6のそれと同一になる、いわゆる、ダイレクトドライブ方式が採用されている。モータ14は、低速領域での出力トルクが大きくなるように構成されている。 In addition, the motor 14 directly drives the rotary tank 5 and the stirring body 6 in one direction while the tank shaft 2 and the stirring shaft 13 are connected by a clutch (not shown) during dehydration. Therefore, in the present embodiment, the rotation speed of the motor 14 is the same as that of the stirring body 6 at the time of washing, and is the same as that of the rotary tank 5 and the stirring body 6 at the time of dehydration, that is, a so-called direct drive system is adopted. .. The motor 14 is configured to increase the output torque in the low speed region.

図9は、モータ14の駆動制御系を示す機能ブロック図である。インバータ回路21は、6個のIGBT22a〜22fを3相ブリッジ接続して構成されており、各IGBT22a〜22fのコレクタ−エミッタ間には、フライホイールダイオード23a〜23fが接続されている。IGBT22は半導体スイッチング素子に相当する。下アーム側のIGBT22d、22e、22fのエミッタは、シャント抵抗24を介してグランドに接続されている。シャント抵抗24は、電流検出抵抗に相当する。また、IGBT22d、22e、22fのエミッタとシャント抵抗24との共通接続点は、抵抗素子25及びコンデンサ26を介してグランドに接続されている。そして、抵抗素子25及びコンデンサ26の共通接続点は、ピークホールド回路27の入力端子及びコンパレータ28の反転入力端子に接続されている。 FIG. 9 is a functional block diagram showing a drive control system of the motor 14. The inverter circuit 21 is configured by connecting six IGBTs 22a to 22f in a three-phase bridge connection, and flywheel diodes 23a to 23f are connected between collectors and emitters of the IGBTs 22a to 22f. The IGBT 22 corresponds to a semiconductor switching element. The emitters of the lower arm side IGBTs 22d, 22e, 22f are connected to the ground via a shunt resistor 24. The shunt resistor 24 corresponds to a current detection resistor. The common connection point between the emitters of the IGBTs 22d, 22e, 22f and the shunt resistor 24 is connected to the ground via the resistance element 25 and the capacitor 26. The common connection point of the resistance element 25 and the capacitor 26 is connected to the input terminal of the peak hold circuit 27 and the inverting input terminal of the comparator 28.

ピークホールド回路27は、コンパレータ29を用いて構成されているが、このコンパレータ29は、コンパレータ28と共にIC30に内蔵されている。すなわち、IC30はコンパレータ2回路入りである。尚、これらのコンパレータ28,29の出力は、オープンコレクタタイプである。 The peak hold circuit 27 is configured by using a comparator 29, and this comparator 29 is built in the IC 30 together with the comparator 28. That is, the IC 30 includes the comparator 2 circuit. The outputs of these comparators 28 and 29 are of the open collector type.

コンパレータ29の非反転入力端子は、抵抗素子25+を介して抵抗素子25及びコンデンサ26の共通接続点に接続されていると共に、コンデンサ32を介してグランドに接続されている。これらはRCフィルタを構成している。また、コンパレータ29の反転入力端子は、抵抗素子33及び34を介してグランドに接続されている。コンパレータ29の出力端子は、抵抗素子35を介して5V電源にプルアップされていると共に、ダイオード36及びコンデンサ37を介してグランドに接続されている。そして、ダイオード36のカソードは、抵抗素子38を介して抵抗素子33及び34の共通接続点に接続されていると共に、制御回路39の入力端子に接続されている。 The non-inverting input terminal of the comparator 29 is connected to the common connection point of the resistance element 25 and the capacitor 26 via the resistance element 25+, and is also connected to the ground via the capacitor 32. These form an RC filter. The inverting input terminal of the comparator 29 is connected to the ground via the resistance elements 33 and 34. The output terminal of the comparator 29 is pulled up to the 5V power source via the resistance element 35 and connected to the ground via the diode 36 and the capacitor 37. The cathode of the diode 36 is connected to the common connection point of the resistance elements 33 and 34 via the resistance element 38, and is also connected to the input terminal of the control circuit 39.

5V電源とグランドとの間には、抵抗素子40及び41の直列回路が接続されており、両者の共通接続点は、コンパレータ28の非反転入力端子に接続されている。コンパレータ28の出力端子は、抵抗素子42を介して5V電源にプルアップされていると共に、コンデンサ43を介してグランドに接続され、更に制御回路39の入力端子に接続されている。コンパレータ28の出力信号は過電流検出に基づく緊急停止信号となり、制御回路39は、緊急停止信号の入力があるとインバータ回路21に対するPWM信号の出力を停止する。制御回路39は、異常検知部及びPWM制御部に相当する。 A series circuit of the resistance elements 40 and 41 is connected between the 5V power source and the ground, and a common connection point of both is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 28. The output terminal of the comparator 28 is pulled up to the 5V power source via the resistance element 42, connected to the ground via the capacitor 43, and further connected to the input terminal of the control circuit 39. The output signal of the comparator 28 becomes an emergency stop signal based on overcurrent detection, and the control circuit 39 stops the output of the PWM signal to the inverter circuit 21 when the emergency stop signal is input. The control circuit 39 corresponds to an abnormality detection unit and a PWM control unit.

モータ14には、ロータの回転位置を検出する位置センサ44(A,B)が配置されている。位置センサ44は例えばホールICで構成され、位相が90度異なる2相信号を出力する。位置センサ44Aが出力するセンサ信号,つまり位置信号の立ち上がりエッジがロータ14aの電気角0度に対応している。センサ信号の出力端子は、夫々NOTゲート45A,45Bを介して制御回路39の入力端子に接続され、NOTゲート45A,45Bの出力端子は、コンデンサ46A,46Bを介してグランドに接続されている。 The motor 14 is provided with a position sensor 44 (A, B) for detecting the rotational position of the rotor. The position sensor 44 is composed of, for example, a Hall IC, and outputs two-phase signals whose phases are different by 90 degrees. The sensor signal output from the position sensor 44A, that is, the rising edge of the position signal corresponds to the electrical angle of 0 degree of the rotor 14a. The output terminals of the sensor signal are connected to the input terminals of the control circuit 39 via the NOT gates 45A and 45B, respectively, and the output terminals of the NOT gates 45A and 45B are connected to the ground via the capacitors 46A and 46B.

インバータ回路21の入力側には駆動用電源回路47が接続されている。駆動用電源回路47は、100Vの交流電源48を、ダイオードブリッジで構成される全波整流回路49及び直列接続された2個のコンデンサ50a,50bにより倍電圧全波整流し、約280Vの直流電圧をインバータ回路21に供給する。インバータ回路21の各相出力端子は、モータ14の各相巻線14u,14v,14wに接続されている。 A drive power supply circuit 47 is connected to the input side of the inverter circuit 21. The driving power supply circuit 47 double-voltage full-wave rectifies an AC power supply 48 of 100V by a full-wave rectification circuit 49 composed of a diode bridge and two capacitors 50a and 50b connected in series to obtain a DC voltage of about 280V. Is supplied to the inverter circuit 21. Each phase output terminal of the inverter circuit 21 is connected to each phase winding 14u, 14v, 14w of the motor 14.

第1電源回路51は、インバータ回路21に供給される約280Vの駆動用電源を降圧して15V電源を生成すると、制御回路39及び駆動回路52に供給する。また、第2電源回路53は、上記駆動用電源を降圧して5Vの制御用電源を生成し、制御回路39に供給する三端子レギュレータである。高圧ドライバ回路54は、インバータ回路21における上アーム側のIGBT22a〜22cを駆動するために配置されている。 The first power supply circuit 51 supplies the control circuit 39 and the drive circuit 52 when the driving power supply of about 280V supplied to the inverter circuit 21 is stepped down to generate a 15V power supply. The second power supply circuit 53 is a three-terminal regulator that steps down the driving power supply to generate a 5V control power supply and supplies it to the control circuit 39. The high voltage driver circuit 54 is arranged to drive the upper arm side IGBTs 22 a to 22 c in the inverter circuit 21.

また、駆動用電源回路47の出力端子,つまりインバータ回路21の正側直流母線とグランドとの間には、抵抗素子55a,55bの直列回路が接続されており、両者の共通接続点は、制御回路39の入力端子に接続されている。制御回路39は、例えば8ビットのマイクロコンピュータで構成され、電圧・位相制御を行うことで電圧率が正弦波状に変化する三相上下分のPWM信号を生成する。そして、それらのPWW信号を、駆動回路52及び上側については高圧ドライバ回路54を介して、インバータ回路21を構成する各IGBT22a〜22fのゲートに出力する。正弦波駆動方式の詳細については、例えば特開2014−39724号公報等に開示されている。 A series circuit of resistance elements 55a and 55b is connected between the output terminal of the driving power supply circuit 47, that is, the positive side DC bus of the inverter circuit 21 and the ground. It is connected to the input terminal of the circuit 39. The control circuit 39 is composed of, for example, an 8-bit microcomputer, and generates three-phase upper and lower PWM signals whose voltage ratio changes in a sinusoidal manner by performing voltage/phase control. Then, those PWW signals are output to the gates of the respective IGBTs 22a to 22f forming the inverter circuit 21 via the drive circuit 52 and the high voltage driver circuit 54 for the upper side. Details of the sine wave driving method are disclosed in, for example, JP-A-2014-39724.

次に、本実施形態の作用について図1から図8を参照して説明する。制御回路39は、モータ14のロータ回転位置に同期した位置センサ44A及び44Bのセンサ信号に基づいてPWM信号を生成する。インバータ回路21は、約180V〜300VのDC電源から、前記PWM信号により電圧及び周波数が制御された3相交流電圧を生成する。その際に制御回路39は、DC電源電圧のリップルによる出力変動の影響を排除するため、抵抗素子55a及び55bで分圧された電圧を検出し、リップルを打ち消す電圧分を加えて出力を行う。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8. The control circuit 39 generates a PWM signal based on the sensor signals of the position sensors 44A and 44B synchronized with the rotor rotation position of the motor 14. The inverter circuit 21 generates a three-phase AC voltage whose voltage and frequency are controlled by the PWM signal from a DC power supply of about 180V to 300V. At that time, the control circuit 39 detects the voltage divided by the resistance elements 55a and 55b in order to eliminate the influence of the output fluctuation due to the ripple of the DC power supply voltage, and outputs by adding the voltage component for canceling the ripple.

制御回路39は、洗い運転時にモータ14を約1秒程度で正反転動作させ、その回転数を100rpm〜150rpm程度とするように固定デューティのPWM信号を出力する。この際にモータ14の回転負荷が重く回転数が制御目標値よりも低下したり、モータ14がロック状態になると電流が非常に大きく上昇する。これにより、モータ14の減磁やIGBT22の発熱などの不具合が発生することがある。そのような事態を防止するため、制御回路39は、1m秒毎にピークホールド回路27の出力を検出し、7.5A以上の電流値を検出するとPWMデューティを比例制御で一時的に低下させる。 The control circuit 39 causes the motor 14 to perform a normal/reverse operation in about 1 second during the washing operation, and outputs a PWM signal with a fixed duty so that the rotation speed thereof is set to about 100 rpm to 150 rpm. At this time, the rotation load of the motor 14 is heavy and the number of rotations becomes lower than the control target value, or the current increases significantly when the motor 14 is locked. As a result, problems such as demagnetization of the motor 14 and heat generation of the IGBT 22 may occur. In order to prevent such a situation, the control circuit 39 detects the output of the peak hold circuit 27 every 1 msec, and when it detects a current value of 7.5 A or more, the PWM duty is temporarily reduced by proportional control.

ピークホールド時間は、ピークホールド回路27の出力側コンデンサ37と放電用の抵抗素子38及び34とで調節する。モータ14の1回転において、電流ピークは例えば144回発生する。そこで、電流ピーク間でレベルを保持できるようにピークホールド時間を調節し、制御回路39がA/D変換した電流値を確実に読み取れるようにする。また、電流値とA/D変換部の入力レンジとを考慮した上で、ピークホールド回路27の増幅率を極力大きくするように帰還抵抗の比率を調整する。これにより、ノイズの影響を低減する。 The peak hold time is adjusted by the output side capacitor 37 of the peak hold circuit 27 and the discharging resistance elements 38 and 34. In one rotation of the motor 14, the current peak occurs 144 times, for example. Therefore, the peak hold time is adjusted so that the level can be held between the current peaks so that the control circuit 39 can reliably read the A/D converted current value. Also, the feedback resistance ratio is adjusted so as to maximize the amplification factor of the peak hold circuit 27 in consideration of the current value and the input range of the A/D converter. This reduces the influence of noise.

図2から図5は、モータ14の駆動中に過負荷や電力線又は位置センサ線の断線,IGBT22の故障などの異常によりモータ14の回転が停止した後に、断線検知を行うためのスイッチングパターンを示す。図2に示すパターン(A)は、U相及びV相の上側IGBT22a及び22bを同じPWMデューティでONさせて同じ電圧を発生させる。W相は下側のIGBT22fをONさせるのでモータ14のU相及びV相巻線14u及び14vには同じ電流が通電され、それらの合成電流がW相巻線14wを通ってシャント抵抗24に流れる。図3に示すパターン(B)では、上側のU相及びW相から下側のV相に電流が通電され、図4に示すパターン(C)では上側のV相及びW相から下側のU相に電流が通電される。したがって、電流が1相に集中する巻線は、パターン(A)ではW相,パターン(B)ではV相,パターン(C)ではU相となり、シャント抵抗24に流れる電流と等価になる。 2 to 5 show switching patterns for detecting disconnection after the rotation of the motor 14 has stopped due to an abnormality such as an overload, disconnection of the power line or position sensor line, or failure of the IGBT 22 while the motor 14 is being driven. .. In the pattern (A) shown in FIG. 2, the U-phase and V-phase upper IGBTs 22a and 22b are turned on with the same PWM duty to generate the same voltage. Since the W-phase turns on the lower IGBT 22f, the same current is applied to the U-phase and V-phase windings 14u and 14v of the motor 14, and the combined current flows through the W-phase winding 14w to the shunt resistor 24. .. In the pattern (B) shown in FIG. 3, current is conducted from the upper U-phase and W-phase to the lower V-phase, and in the pattern (C) shown in FIG. 4, the upper V-phase and W-phase are lower than the lower U-phase. Current is passed through the phases. Therefore, the winding in which the current is concentrated in one phase becomes the W phase in the pattern (A), the V phase in the pattern (B), and the U phase in the pattern (C), and is equivalent to the current flowing in the shunt resistor 24.

モータ14の電力線のうち例えばW相が断線すると、パターン(A)による通電時にシャント抵抗24に電流が流れず、制御回路39はピークホールド回路27の出力電圧を検知できない。つまり、パターン(A)〜(C)を切り替えた際に、ピークホールド回路27の出力電圧が所定の閾値未満となったパターンがあれば、断線が発生した相を特定できる。インバータ回路21のIGBT22が故障した場合も上記と同様になるが、モータ14の過負荷や位置センサ44の信号線の断線異常は区別できる。 If, for example, the W phase of the power line of the motor 14 is broken, no current flows through the shunt resistor 24 during energization according to the pattern (A), and the control circuit 39 cannot detect the output voltage of the peak hold circuit 27. That is, when there is a pattern in which the output voltage of the peak hold circuit 27 becomes less than a predetermined threshold value when the patterns (A) to (C) are switched, the phase in which the disconnection has occurred can be specified. The same applies to the case where the IGBT 22 of the inverter circuit 21 fails, but the overload of the motor 14 and the disconnection abnormality of the signal line of the position sensor 44 can be distinguished.

図5は、2相変調によりモータ14の巻線に正弦波電流を発生させる際のU,V,W相の出力電圧波形であり、横軸はロータ角度,縦軸は出力電圧を示す。実際の制御では、位置センサ44のセンサ信号及びそのデータを時間的に補完して得られたロータ角度に基づいて、指示されたPWMデューティと波形振幅とを乗算した出力電圧をPWM信号として出力する。断線検知の際には、図中に示す破線のロータ位置で通電することでパターン(A)〜(C)を実現する。尚、図中に示す(A)’及び(B)’については、第2実施形態において説明する。 FIG. 5 shows output voltage waveforms of U, V, and W phases when a sinusoidal current is generated in the winding of the motor 14 by two-phase modulation, the horizontal axis shows the rotor angle, and the vertical axis shows the output voltage. In the actual control, the output signal obtained by multiplying the instructed PWM duty by the waveform amplitude is output as the PWM signal based on the rotor angle obtained by temporally complementing the sensor signal of the position sensor 44 and its data. .. When the disconnection is detected, the patterns (A) to (C) are realized by energizing at the rotor position indicated by the broken line in the figure. Note that (A)' and (B)' shown in the drawing will be described in the second embodiment.

図1は、モータ14の過電流異常と断線異常とを検出する処理を示すフローチャートである。制御回路39は、モータ14の回転中にこの処理を1m秒毎に実行する。先ず、過電流異常を検知しているか否かを判断し(S1)、検知していなければ(NO)その時点で過電流が発生しているか否かを判断する(S2)。ここでは、例えば15A以上の電流が2μ秒以上流れ続けた際に過電流が発生したと判定する。過電流が発生していれば(YES)、「過電流異常検知中」及び「U相検知中」のステータスをセットし(S3,S4),ロータ位置270°の通電角で、且つ電圧50V相当のPWMデューティで出力を行う(S5)。これは、図5に示すスイッチングパターン(C)に対応する。 FIG. 1 is a flow chart showing a process for detecting an overcurrent abnormality and a disconnection abnormality of the motor 14. The control circuit 39 executes this processing every 1 ms while the motor 14 is rotating. First, it is determined whether or not an overcurrent abnormality is detected (S1), and if not detected (NO), it is determined whether or not an overcurrent is occurring at that time (S2). Here, for example, it is determined that an overcurrent has occurred when a current of 15 A or more continues to flow for 2 μsec or more. If an overcurrent has occurred (YES), the statuses of "current detection of overcurrent" and "current of U-phase detection" are set (S3, S4), the conduction angle of the rotor position is 270°, and the voltage is equivalent to 50V. The PWM duty is output (S5). This corresponds to the switching pattern (C) shown in FIG.

一方、ステップS1で「YES」又はステップS2で「NO」と判断すると、「U相検知中」か否かを判断する(S6)。「U相検知中」であれば(YES)0.5秒の経過待ちをする(S7)。0.5秒が経過するまでは(NO)検知中の電流の平均値を計算してから(S22)リターンする。ステップS7において0.5秒が経過すると(YES)、U相の平均電流が2A未満か否かを判断する(S8)。2A以上であれば(NO)「V相検知中」のステータスをセットし(S9),ロータ位置150°の通電角で、且つ電圧50V相当のPWMデューティで出力を行う(S10)。これは、図5に示すスイッチングパターン(B)に対応する。ステップS8において、U相の平均電流が2A未満であれば(YES)U相の断線が確定する(S20)。断線異常と判定された場合はモータ14の電力線が切れている状態が想定されるので、洗濯機1の図示しない操作パネルにおけるユーザの操作を永久ロック状態とし、且つ「異常表示」を行う(S21)。 On the other hand, if "YES" is determined in step S1 or "NO" is determined in step S2, it is determined whether "U phase is being detected" (S6). If "U phase is being detected" (YES), wait for 0.5 seconds (S7). Until 0.5 seconds has passed (NO), the average value of the current during detection is calculated and then the process returns (S22). When 0.5 second has elapsed in step S7 (YES), it is determined whether the average current of the U phase is less than 2 A (S8). If it is 2 A or more (NO), the status of "V phase is being detected" is set (S9), and the output is performed with the conduction angle of the rotor position of 150° and the PWM duty corresponding to the voltage of 50 V (S10). This corresponds to the switching pattern (B) shown in FIG. If the average current of the U phase is less than 2 A in step S8 (YES), the disconnection of the U phase is confirmed (S20). When it is determined that there is a disconnection abnormality, it is assumed that the electric power line of the motor 14 is disconnected. Therefore, the user's operation on the operation panel (not shown) of the washing machine 1 is set to the permanent lock state, and "abnormality display" is performed (S21). ).

ステップS6において「U相検知中」でなければ(NO)、「V相検知中」か否かを判断する(S11)。これに続くステップS12〜S15は、「V相検知中」の場合についてステップS7〜S10に対応する処理である。ステップS14では「W相検知中」のステータスをセットし、ステップS15ではロータ位置30°の通電角で、且つ電圧50V相当のPWMデューティで出力を行う。これは、図5に示すスイッチングパターン(A)に対応する。 If "U phase is not being detected" in step S6 (NO), it is determined whether "V phase is being detected" (S11). Subsequent steps S12 to S15 are processing corresponding to steps S7 to S10 in the case of "during V phase detection". In step S14, the status of "W phase is being detected" is set, and in step S15, the rotor position is 30° and the output is performed with the PWM duty corresponding to the voltage of 50V. This corresponds to the switching pattern (A) shown in FIG.

また、ステップS11において「V相検知中」でなければ(NO)ステップS16に移行する。ステップS16及びS17は、「W相検知中」の場合についてステップS7及びS8に対応する処理である。そして、ステップS17で「NO」と判断すると「過電流異常」が確定し(S18)、操作パネルで対応する異常表示を行う(S19)。すなわち、3相のうち電流平均値が2A以下のものが1つ以上あればステップS20で断線異常を確定させ、そうでなければステップS19で過電流異常と判定する。 Further, if "V phase is not being detected" in step S11 (NO), the process proceeds to step S16. Steps S16 and S17 are processes corresponding to steps S7 and S8 in the case of “W phase detection is being performed”. Then, if "NO" is determined in step S17, "overcurrent abnormality" is confirmed (S18), and the corresponding abnormality display is performed on the operation panel (S19). That is, if one or more of the three phases have an average current value of 2 A or less, the disconnection abnormality is confirmed in step S20, and if not, the overcurrent abnormality is determined in step S19.

次に、電圧制御について図6ないし図8を参照して説明する。図6は、電圧・位相制御における電圧,つまりPWMデューティを決定する処理を示すフローチャートであり、この処理は、例えば1m秒周期で実行される。尚、図中ではPWMデューティをDUTYとしている。また、位相制御の詳細についても特開2014−39724号公報に開示されている。制御回路39は、ピークホールド回路27の出力信号をA/D変換して読み込むと(S41)、そのピークホールド値(以下、検出電流値と称す)を電流制御用の閾値(例えば、電流7.5Aに相当する値)と比較する(S42)。そして、検出電流値が閾値以上であれば「過電流フラグ」を「H」にセットする(S43)。すなわちここでは、検出電流値が閾値以上となった状態を「過電流」と称している。 Next, voltage control will be described with reference to FIGS. 6 to 8. FIG. 6 is a flowchart showing a process for determining the voltage in the voltage/phase control, that is, the PWM duty, and this process is executed, for example, in a cycle of 1 msec. In the figure, the PWM duty is DUTY. Details of the phase control are also disclosed in JP-A-2014-39724. When the control circuit 39 A/D-converts the output signal of the peak hold circuit 27 and reads it (S41), the peak hold value (hereinafter referred to as the detected current value) is used as a threshold value for current control (for example, current 7. (Value corresponding to 5A) (S42). If the detected current value is equal to or more than the threshold value, the "overcurrent flag" is set to "H" (S43). That is, here, a state in which the detected current value is equal to or higher than the threshold value is referred to as “overcurrent”.

この場合、PWM制御におけるDUTYの設定が過大であると判断されるので、続くステップS44においてDUTYを減少させるように制御する。つまり、検出電流値と閾値との差であるオーバー値を求め、オーバー値の大きさに応じて減少させる度合いを変化させる。尚、オーバー値はステップS42で求めておいても良い。すなわち、図7(a)に示すように、オーバー値が0.4A以下であればDUTYは減少させず、現状の値を維持する。また、1.6A以下であれば8%,2.4A以下であれば12%,3.2A以下であれば16%,3.6A以下であれば24%,4.0A以下であれば39%,4.0Aを超えると47%といったように、減少幅を複数段階にする。 In this case, since it is determined that the duty setting in the PWM control is excessive, the duty is controlled to be decreased in the subsequent step S44. That is, the over value, which is the difference between the detected current value and the threshold value, is obtained, and the degree of reduction is changed according to the magnitude of the over value. The over value may be obtained in step S42. That is, as shown in FIG. 7A, if the over value is 0.4 A or less, the duty is not reduced and the current value is maintained. Further, if 1.6A or less, 8%, 2.4A or less, 12%, 3.2A or less, 16%, 3.6A or less, 24%, 4.0A or less, 39%. %, and if it exceeds 4.0 A, it is 47%, and so on.

続くステップS45において、上記のようにDUTYを減少させた結果、DUTYが予め定めた最小値を下回る場合は(YES)、DUTYを最小値に固定する(S46)。最小値を下回らなければ(NO)処理を終了する。 In the subsequent step S45, if the duty is less than the predetermined minimum value as a result of reducing the duty as described above (YES), the duty is fixed to the minimum value (S46). If it does not fall below the minimum value (NO), the process ends.

一方、ステップS42において、検出電流値が閾値未満であれば「過電流フラグ」が「H,L」の何れかを判断する(S47)。「過電流フラグ」が「L(リセット)」であれば、特に処理を行う必要はないのでそのまま終了する。「過電流フラグ」が「H」であればDUTYを増加させるが(S48)、増加については、減少の場合のように増加値が複数段階に設定されておらず、図7(b)に示すように常に16%とする。 On the other hand, if the detected current value is less than the threshold value in step S42, it is determined whether the "overcurrent flag" is "H, L" (S47). If the "overcurrent flag" is "L (reset)", there is no need to perform any particular process, and the process ends. If the "overcurrent flag" is "H", the duty is increased (S48), but with respect to the increase, the increase value is not set in multiple stages as in the case of the decrease, and the increase is shown in FIG. 7(b). Always set to 16%.

それから、この段階で、ステップS48で増加させた実際のDUTYが、図6に示す処理で決定された指令DUTY以上となったか否かを判断し(S49)、指令DUTY未満であれば(NO)そのまま処理を終了する。また、指令DUTY以上であれば(YES)、実際に出力するDUTYを指令DUTYに固定,つまり一致させる。そして、「過電流フラグ」を「L」にすると(S50)処理を終了する。 Then, at this stage, it is judged whether or not the actual duty increased in step S48 is equal to or larger than the command duty determined in the process shown in FIG. 6 (S49), and if it is less than the command duty (NO). The process is terminated as it is. If it is equal to or greater than the command DUTY (YES), the actually output DUTY is fixed to the command DUTY, that is, matched. Then, when the "overcurrent flag" is set to "L" (S50), the process ends.

図8は、図6に示す処理に対応する検出電流値及びDUTYの変化の一例を示すものである。図中に示す丸数字は、図6に示す同じ丸数字の処理部分に対応している。検出電流値が閾値を超えることなく、指令DUTYと実DUTYとが一致している期間は(3)「過電流検出なし」であり、検出電流値が閾値を超えたことで実DUTYを減少させている期間は(1)「DUTY減少処理部」である。また、実DUTYを増加させている期間は(2)「DUTY復帰処理部」である。 FIG. 8 shows an example of changes in the detected current value and DUTY corresponding to the processing shown in FIG. The circled numbers shown in the figure correspond to the processing parts of the same circled numbers shown in FIG. The period when the detected current value does not exceed the threshold value and the command duty and the actual duty value are the same (3) "No overcurrent detection", and the actual duty value is decreased when the detected current value exceeds the threshold value. The period during which it is active is (1) “DUTY reduction processing unit”. The period during which the actual duty is increased is (2) "DUTY recovery processing section".

図8(a)に示すように、検出電流値が閾値を超えることで指令DUTYに対して実際のDUTYが低下し、両者が乖離すると、検出電流値が閾値を超えないように抑制を図りつつ両者を一致させるように制御が行われる。 As shown in FIG. 8A, when the detected current value exceeds the threshold value, the actual duty decreases with respect to the command DUTY, and when the two deviate from each other, the detected current value is suppressed so as not to exceed the threshold value. The control is performed so that they match each other.

以上のように本実施形態によれば、制御回路39は、シャント抵抗24の端子電圧をピークホールド回路27を介して読み込み、A/D変換して基準値と比較することで過電流を検出する処理において断線異常も検出する。その際に、シャント抵抗24で検出される電流がモータ14の何れか1相の巻線に集中して通電される電流となるようにインバータ回路21のスイッチング状態を制御し、そのスイッチング状態を1回以上変化させてシャント抵抗24で検出される電流の相を変化させ、全ての相の電流発生状態を参照する。具体的には、インバータ回路21を構成する上側IGBT22a〜22cのうち2相とこれら2相を除く下側IGBT22d〜22fの1相とを同時にオンするスイッチング状態を3回変化させるようにした。 As described above, according to the present embodiment, the control circuit 39 detects the overcurrent by reading the terminal voltage of the shunt resistor 24 via the peak hold circuit 27, A/D converting it, and comparing it with the reference value. A disconnection abnormality is also detected in the processing. At that time, the switching state of the inverter circuit 21 is controlled so that the current detected by the shunt resistor 24 becomes a current that is concentrated and applied to any one-phase winding of the motor 14, and the switching state is set to 1 The phase of the current detected by the shunt resistor 24 is changed by changing the phase more than once, and the current generation states of all the phases are referred to. Specifically, the switching state in which two phases of the upper IGBTs 22a to 22c constituting the inverter circuit 21 and one phase of the lower IGBTs 22d to 22f excluding these two phases are simultaneously turned on is changed three times.

このように、過電流を検出する処理に断線異常の検出処理も併せて行うことで、モータ14の過負荷や位置センサ44の信号線の断線異常と、電力線の断線異常やIGBT22の故障とを区別でき、これらの異常対応処理を一括して行うことができる。また3相の断線を個別に検出するので動作が確実である。また、電流の検出には高価なカレントトランスなどを使用せず、シャント抵抗24を用いる。シャント抵抗24やピークホールド回路27等の部品は、モータ14の過電流異常や過大電流制御と共通化されているので安価に構成でき、回路基板のサイズも小さくできる。 As described above, by performing the process of detecting the overcurrent and the process of detecting the disconnection abnormality, the overload of the motor 14, the disconnection abnormality of the signal line of the position sensor 44, the disconnection abnormality of the power line, and the failure of the IGBT 22 are performed. It is possible to distinguish them, and it is possible to collectively carry out these abnormality handling processing. Further, since the disconnection of three phases is individually detected, the operation is reliable. Further, the shunt resistor 24 is used for current detection without using an expensive current transformer or the like. Since the components such as the shunt resistor 24 and the peak hold circuit 27 are commonly used for controlling the overcurrent abnormality and the overcurrent of the motor 14, the cost can be reduced and the size of the circuit board can be reduced.

尚、上記のスイッチング状態に替えて、上側IGBT22a〜22cのうち1相とこの1相を除く下側IGBT22d〜22fの2相とを同時にオンさせても良い。
また、制御回路39は、センサ信号A,Bの出力間隔を補間して得られるタイミングに基づいて、通電パターンにより正弦波状の電圧をモータ14に出力する。したがって、低コストで簡単な構成においても制御精度を高めることでモータ14を正弦波駆動できる。
Instead of the above switching state, one phase of the upper IGBTs 22a to 22c and two phases of the lower IGBTs 22d to 22f excluding this one phase may be turned on at the same time.
Further, the control circuit 39 outputs a sinusoidal voltage to the motor 14 according to the energization pattern based on the timing obtained by interpolating the output intervals of the sensor signals A and B. Therefore, it is possible to drive the motor 14 with a sine wave by increasing the control accuracy even with a low cost and simple configuration.

(第2実施形態)
図11から図13は第2実施形態を示すものであり、第1実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図11に示すように、第2実施形態では、過電流異常の検知に替えて、モータ14の回転異常を検知する。回転異常が未検出であれば(S23:NO)、例えば位置センサ信号が0.1秒以上変化がないことを異常と認識すると(S24:YES)、「回転異常検知中」及び「1回目検知中」のステータスをセットする(S25,S26)。そして、ロータ位置60°の通電角で、且つ電圧50V相当のPWMデューティで出力を行う(S27)。これは、図5に示すスイッチングパターン(A)’に対応する。
(Second embodiment)
11 to 13 show the second embodiment. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Different parts will be described. As shown in FIG. 11, in the second embodiment, the rotation abnormality of the motor 14 is detected instead of the detection of the overcurrent abnormality. If the rotation abnormality has not been detected (S23: NO), for example, if it is recognized that there is no change in the position sensor signal for 0.1 seconds or more (S24: YES), the "rotation abnormality is being detected" and the "first detection" are detected. The status of "medium" is set (S25, S26). Then, output is performed at a conduction angle of the rotor position of 60° and with a PWM duty corresponding to a voltage of 50V (S27). This corresponds to the switching pattern (A)' shown in FIG.

一方、ステップS23で「YES」又はステップS24で「NO」と判断すると、「1回目検知中」か否かを判断する(S28)。「1回目検知中」であれば(YES)ステップS7及びS8を実行した後、「2回目検知中」のステータスをセットする(S29)。そして、ロータ位置120°の通電角で、且つ電圧50V相当のPWMデューティで出力を行う(S30)。これは、図5に示すスイッチングパターン(B)’に対応する。 On the other hand, if "YES" is determined in step S23 or "NO" is determined in step S24, it is determined whether "first detection is in progress" (S28). If "first detection is in progress" (YES), steps S7 and S8 are executed, and then the status of "second detection is in progress" is set (S29). Then, output is performed at the conduction angle of the rotor position of 120° and at the PWM duty corresponding to the voltage of 50V (S30). This corresponds to the switching pattern (B)' shown in FIG.

また、ステップS28において「1回目検知中」でなければ(NO)、ステップS12及びS13を実行し、ステップS13にて「NO」と判断すると「回転異常」の検知を確定させる(S31)。そして、操作パネルで対応する異常表示を行う(S32)。 If it is not "first time detection" in step S28 (NO), steps S12 and S13 are executed, and if "NO" is determined in step S13, detection of "abnormal rotation" is confirmed (S31). Then, the corresponding abnormality display is performed on the operation panel (S32).

図12に示すように、スイッチングパターン(A)’では、第1相であるU相電圧を「大」,第3相であるW相電圧を「0」とし、第2相であるV相電圧を「中」,つまり「大」の1/2程度とする。この時、図中に実線で示す電流は上側U相から下側V,W相に分岐して流れ、破線で示す電流は上側V相から下側W相に流れる。したがって、V相巻線14vには、互いに等しい電流が逆方に流れて電流値は「0」になる。また、W相巻線14wでは、U相電流の1/2と破線で示す電流とが合成されるので、U相電流と等しい電流が流れることになる。これにより、シャント抵抗24ではU相電流が検出される。 As shown in FIG. 12, in the switching pattern (A)′, the U-phase voltage which is the first phase is “large”, the W-phase voltage which is the third phase is “0”, and the V-phase voltage which is the second phase. Is "medium", that is, about 1/2 of "large". At this time, the current shown by the solid line in the figure branches from the upper U phase to the lower V and W phases, and the current shown by the broken line flows from the upper V phase to the lower W phase. Therefore, equal currents flow in opposite directions in the V-phase winding 14v, and the current value becomes "0". Further, in the W-phase winding 14w, 1/2 of the U-phase current and the current shown by the broken line are combined, so that a current equal to the U-phase current flows. As a result, the shunt resistor 24 detects the U-phase current.

また、スイッチングパターン(B)’では、U相電圧を「大」,V相電圧を「0」とし、W相電圧を「中」とする。この時、図中に実線で示す電流はパターン(A)’と同様に流れ、破線で示す電流は上側W相から下側V相に流れる。したがって、W相巻線14wでは、互いに等しい電流が逆方に流れて電流値は「0」になり、V相巻線14vでは、U相電流の1/2と破線で示す電流とが合成されてU相電流と等しい電流が流れる。すなわち、スイッチングパターン(B)’では、第2相と第3相とがパターン(A)’より入れ替わった状態になる。 In the switching pattern (B)', the U-phase voltage is "large", the V-phase voltage is "0", and the W-phase voltage is "medium". At this time, the current shown by the solid line in the figure flows similarly to the pattern (A)', and the current shown by the broken line flows from the upper W phase to the lower V phase. Therefore, in the W-phase winding 14w, equal currents flow in opposite directions and the current value becomes "0", and in the V-phase winding 14v, 1/2 of the U-phase current and the current indicated by the broken line are combined. Current equal to the U-phase current flows. That is, in the switching pattern (B)', the second phase and the third phase are switched from the pattern (A)'.

図13に示すように、断線が検知されない場合の電流のA/D変換値は、例えばフルスケールの8%〜9%程度の値が得られる。これに対して、U,V,W相の何れかに断線が発生した場合のA/D変換値は、例えばフルスケールの4%〜6%程度の値になる。したがって、判定閾値を例えばフルスケールの7%程度に設定することで、断線故障の発生有無を峻別できる。 As shown in FIG. 13, when the disconnection is not detected, the A/D converted value of the current is about 8% to 9% of the full scale, for example. On the other hand, the A/D converted value when a disconnection occurs in any of the U, V, and W phases is, for example, a value of about 4% to 6% of full scale. Therefore, by setting the determination threshold to, for example, about 7% of the full scale, it is possible to distinguish the occurrence of the wire breakage failure.

以上のように第2実施形態によれば、制御回路39は、U相巻線14uに電流が集中して通電されている状態でW相巻線14wに逆方向で同じ値の電流を通電させ、且つV相巻線14vには実質的に電流が通電されないスイッチングパターン(A)’を実行した後に、V相とW相とを入れ替えたスイッチングパターン(B)’により再度通電を行うようにした。すなわち、2つのスイッチングパターンを実行することで断線を迅速に検出できる。但し、何れの相に断線が発生しているかの特定はできない。 As described above, according to the second embodiment, the control circuit 39 causes the W-phase winding 14w to pass a current of the same value in the opposite direction in a state where the U-phase winding 14u is concentrated and energized. Moreover, after the switching pattern (A)' in which the current is not substantially applied to the V-phase winding 14v is executed, the energization is performed again by the switching pattern (B)' in which the V-phase and the W-phase are switched. .. That is, the disconnection can be quickly detected by executing the two switching patterns. However, it is not possible to specify in which phase the disconnection has occurred.

また、第2実施形態によれば、2相変調出力におけるスイッチングパターンをそのまま流用して断線検知を行うことができるので、各IGBT22を連続的にオン状態にする場合のように過電流が発生することが無い。 Further, according to the second embodiment, the switching pattern in the two-phase modulation output can be diverted as it is to detect the disconnection, so that an overcurrent is generated as in the case where the IGBTs 22 are continuously turned on. There is nothing.

(第3実施形態)
図14に示す第3実施形態は、第2実施形態で行っている回転異常の検知を、第1実施形態の過電流異常検知に置き換えたものである。
(Third Embodiment)
The third embodiment shown in FIG. 14 replaces the rotation abnormality detection performed in the second embodiment with the overcurrent abnormality detection of the first embodiment.

本発明のいくつか実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the scope equivalent thereto.

第1実施形態において、過電流検知に替えて回転異常を検知しても良い。
3相変調に適用しても良い。
検出電流に対する閾値の電流値や、DUTYの減少値,増加値については適宜変更して良い。また、増加値を複数設定しても良い。
電流の平均を取る時間についても、適宜変更して良い。
必ずしもIC30を用いる必要はない。
In the first embodiment, rotation abnormality may be detected instead of overcurrent detection.
It may be applied to three-phase modulation.
The threshold current value with respect to the detected current, the decrease value and the increase value of DUTY may be changed as appropriate. Also, a plurality of increment values may be set.
The time for averaging the currents may also be changed as appropriate.
It is not always necessary to use the IC 30.

ピークホールド回路は、オペアンプを用いて構成しても良い。
また、電流の検出に、必ずしもピークホールド回路を用いる必要はない。
位置センサの数は、3つ以上でも良い。
モータ14の構成は、48極/36スロットに限ることはない。
制御回路39は、必ずしも8ビットのマイクロコンピュータで構成する必要はない。
図7に示すオーバー値とデューティの増減値との関係は一例であり、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
ドラム式洗濯機に適用しても良い。
The peak hold circuit may be configured using an operational amplifier.
Further, it is not always necessary to use the peak hold circuit for detecting the current.
The number of position sensors may be three or more.
The configuration of the motor 14 is not limited to 48 poles/36 slots.
The control circuit 39 does not necessarily have to be configured by an 8-bit microcomputer.
The relationship between the over value and the duty increase/decrease value shown in FIG. 7 is an example, and may be appropriately changed according to the individual design.
It may be applied to a drum type washing machine.

図面中、1は全自動洗濯機、5は回転槽、6は撹拌翼、14はDCブラシレスモータ、14aはロータ、21はインバータ回路、24はシャント抵抗、27はピークホールド回路、30はIC、39は制御回路、44は位置センサを示す。 In the drawing, 1 is a fully automatic washing machine, 5 is a rotary tub, 6 is a stirring blade, 14 is a DC brushless motor, 14a is a rotor, 21 is an inverter circuit, 24 is a shunt resistor, 27 is a peak hold circuit, 30 is an IC, Reference numeral 39 is a control circuit, and 44 is a position sensor.

Claims (6)

洗濯運転を行うための回転駆動力を発生させる3相の永久磁石型モータと、
このモータを駆動するインバータ回路と、
このインバータ回路を構成する下側スイッチング素子とグランドとの間に挿入される電流検出抵抗と、
前記モータのロータ回転位置を検出し、センサ信号を出力する位置センサと、
前記センサ信号に基づいて前記モータの回転異常を検出する処理において、前記電流検出抵抗の端子電圧をA/D変換して基準値と比較することで断線異常を検出する際に、
前記電流検出抵抗で検出される電流が前記モータの何れか1相の巻線に集中して通電される電流となるように前記インバータ回路のスイッチング状態を制御し、そのスイッチング状態を1回以上変化させて前記電流検出抵抗で検出される電流の相を変化させ、全ての相の電流発生状態を参照する異常検出部とを備える洗濯機モータの制御装置。
A three-phase permanent magnet type motor that generates a rotational driving force for performing a washing operation,
An inverter circuit that drives this motor,
A current detection resistor that is inserted between the lower switching element and the ground that make up this inverter circuit,
A position sensor that detects a rotor rotation position of the motor and outputs a sensor signal,
In the process of detecting the rotation abnormality of the motor based on the sensor signal, when detecting the disconnection abnormality by A/D converting the terminal voltage of the current detection resistor and comparing it with a reference value,
The switching state of the inverter circuit is controlled so that the current detected by the current detection resistor is a current that is concentrated and applied to any one phase winding of the motor, and the switching state is changed at least once. A controller for a washing machine motor, comprising: an abnormality detection unit configured to change a phase of a current detected by the current detection resistor and refer to current generation states of all phases.
洗濯運転を行うための回転駆動力を発生させる3相の永久磁石型モータと、
このモータを駆動するインバータ回路と、
このインバータ回路を構成する下側スイッチング素子とグランドとの間に挿入される電流検出抵抗と、
この電流検出抵抗の端子電圧をA/D変換して基準値と比較することで過電流を検出する処理において断線異常を検出する際に、
前記電流検出抵抗で検出される電流が前記モータの何れか1相の巻線に集中して通電される電流となるように前記インバータ回路のスイッチング状態を制御し、そのスイッチング状態を1回以上変化させて前記電流検出抵抗で検出される電流の相を変化させ、全ての相の電流発生状態を参照する異常検出部とを備える洗濯機モータの制御装置。
A three-phase permanent magnet type motor that generates a rotational driving force for performing a washing operation,
An inverter circuit that drives this motor,
A current detection resistor that is inserted between the lower switching element and the ground that make up this inverter circuit,
When a disconnection abnormality is detected in the process of detecting an overcurrent by A/D converting the terminal voltage of the current detection resistor and comparing it with a reference value,
The switching state of the inverter circuit is controlled so that the current detected by the current detection resistor is a current that is concentrated and applied to any one phase winding of the motor, and the switching state is changed at least once. A controller for a washing machine motor, comprising: an abnormality detection unit configured to change a phase of a current detected by the current detection resistor and refer to current generation states of all phases.
前記異常検出部は、第1相の巻線に電流が集中して通電されている状態で第2相の巻線に逆方向で同じ値の電流を通電させ、且つ第3相の巻線には電流が通電されない状態とした後に、
前記第2相と前記第3相とを入れ替えて再度通電を行う請求項1又は2記載の洗濯機モータの制御装置。
The anomaly detection unit applies a current of the same value in the opposite direction to the winding of the second phase in a state where the current is concentrated in the winding of the first phase and is applied to the winding of the third phase. Is a state where no current is applied,
The washing machine motor control device according to claim 1 or 2, wherein the second phase and the third phase are exchanged with each other and electricity is supplied again.
前記異常検出部は、前記インバータ回路を構成する上側スイッチング素子の2相とこれら2相を除く下側スイッチング素子の1相とを同時にオンするスイッチング状態を3回変化させる請求項1又は2記載の洗濯機モータの制御装置。 The said abnormality detection part changes the switching state which turns on simultaneously two phases of the upper side switching element which comprises the said inverter circuit, and one phase of the lower side switching element which excludes these two phases 3 times. Control device for washing machine motor. 前記異常検出部は、前記インバータ回路を構成する上側スイッチング素子の1相とこの1相を除く下側スイッチング素子の2相とを同時にオンするスイッチング状態を3回変化させる請求項1又は2記載の洗濯機モータの制御装置。 The said abnormality detection part changes the switching state which turns on simultaneously the 1 phase of the upper side switching element which comprises the said inverter circuit, and the 2 phase of the lower side switching element except this 1 phase 3 times. Control device for washing machine motor. 前記モータのロータ回転位置を検出し、センサ信号を出力する位置センサと、
前記センサ信号に基づいて前記インバータ回路をPWM制御し、正弦波状の電圧を前記モータに出力するPWM制御部とを備える請求項1ないし5の何れか一項に記載の洗濯機モータの制御装置。
A position sensor that detects a rotor rotation position of the motor and outputs a sensor signal,
6. The washing machine motor control device according to claim 1, further comprising: a PWM control unit that PWM-controls the inverter circuit based on the sensor signal and outputs a sinusoidal voltage to the motor.
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