電動(dòng)機(jī)控制裝置、具備該電動(dòng)機(jī)控制裝置的洗衣機(jī)以及洗滌干燥機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對(duì)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的電動(dòng)機(jī)控制裝置、具備該電動(dòng)機(jī)控制裝 置的洗衣機(jī)以及洗滌干燥機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往以來(lái)，提出了一種一般使用于洗衣機(jī)等的對(duì)具備位置檢測(cè)器的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)進(jìn) 行逆變器控制的電動(dòng)機(jī)控制裝置。（例如參照專利文獻(xiàn)1)。由此，從低速到高速均高效地 控制無(wú)刷電動(dòng)機(jī)。
[0003] 下面，使用圖7來(lái)說(shuō)明專利文獻(xiàn)1所記載的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)。
[0004] 圖7是以往的洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0005] 如圖7所示，以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置具備無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2、位置檢測(cè)器3&、313、3(：、逆 變器11、控制電路6和驅(qū)動(dòng)電路62以及二極管橋55等，該電動(dòng)機(jī)控制裝置與交流電源53 連接。位置檢測(cè)器3a、3b、3c檢測(cè)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)子的位置。逆變器11驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī) 2。控制電路6和驅(qū)動(dòng)電路62利用位置檢測(cè)器3a、3b、3c的信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的逆 變器11進(jìn)行控制。
[0006] 另外，位置檢測(cè)器3a、3b、3c例如由將轉(zhuǎn)子的磁體的磁通方向作為信號(hào)來(lái)輸出的 霍爾IC等構(gòu)成，內(nèi)置于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2。
[0007] 而且，如圖7所示，利用二極管橋55將交流電源53整流之后在電容器56a、56b中 平滑化后得到的電壓被提供到逆變器11。逆變器11由六個(gè)開關(guān)元件SWU、SWV、Sffff、SWX、 SWY、SWZ和六個(gè)二極管 60a、60b、60c、61a、61b、61c構(gòu)成。
[0008] 接著，說(shuō)明以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置對(duì)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的控制動(dòng)作。
[0009] 首先，控制電路6使用由內(nèi)置于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的位置檢測(cè)器3a、3b、3c檢測(cè)出的轉(zhuǎn) 子的位置信號(hào)來(lái)檢測(cè)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的速度和位置。然后，控制電路6生成用于驅(qū)動(dòng)逆變器 11的開關(guān)元件的PWM信號(hào)。
[0010] 驅(qū)動(dòng)電路62基于PMW信號(hào)對(duì)能夠驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件SWU、SWV、Sffff、SWX、SWY、SWZ的電 壓進(jìn)行放大和轉(zhuǎn)換。由此，驅(qū)動(dòng)逆變器11來(lái)控制無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2。
[0011] 此時(shí)，存在以下問(wèn)題：在利用例如由霍爾IC等構(gòu)成的位置檢測(cè)器3a、3b、3c來(lái)檢測(cè) 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)子的磁通的情況下，由于以下所示的原因而轉(zhuǎn)子的位置與由位置檢測(cè)器 檢測(cè)出的信號(hào)的位置之間產(chǎn)生相位偏差。
[0012] 具體地說(shuō)，由于霍爾IC的安裝精度、例如安裝于印刷電路板的安裝位置精度、印 刷電路板固定于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的固定位置精度、無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的機(jī)械精度、磁化的精度 等，而產(chǎn)生相位偏差。由此，位置檢測(cè)器的輸出信號(hào)相對(duì)于原本應(yīng)該檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子的位置、 即轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電壓產(chǎn)生位置檢測(cè)器的信號(hào)的相位偏差。此時(shí)，相位偏差有時(shí)會(huì)大至例如以 電角度來(lái)說(shuō)的10度左右。
[0013] 而且，位置檢測(cè)器的信號(hào)、即無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)子的位置的檢測(cè)值的偏差會(huì)招致 驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2時(shí)的效率的降低，無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的發(fā)熱增加。另外，效率的降低、發(fā)熱有 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)速越高則越大的傾向。特別是在相對(duì)于電源電壓無(wú)法忽視無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2 的感應(yīng)電壓而進(jìn)行超前角控制時(shí)，效率的降低、發(fā)熱變得顯著，并且根據(jù)情況還有時(shí)會(huì)陷入 失步、無(wú)法控制的狀態(tài)。
[0014] 因此，以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置首先對(duì)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2提供預(yù)先設(shè)定的電壓、頻率的 正弦波狀的電壓來(lái)進(jìn)行開環(huán)驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，檢測(cè)所產(chǎn)生的正弦波狀的電壓的相位與位置檢測(cè) 器的輸出信號(hào)之間的相位偏差量，并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部5。
[0015] 接著，基于從位置檢測(cè)器輸出的位置信號(hào)，通過(guò)反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2。此 時(shí)，基于位置偏差量來(lái)校正對(duì)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2提供的正弦波狀的電壓。由此，降低位置檢測(cè)器 的相位偏差的影響，從而抑制無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的效率降低、發(fā)熱。
[0016] 如上所述，以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置存儲(chǔ)對(duì)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2進(jìn)行開環(huán)驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的正 弦波狀的電壓的相位與位置檢測(cè)器的輸出信號(hào)之間的相位差來(lái)用于控制。由此，在某種程 度上校正位置檢測(cè)器的信號(hào)相對(duì)于感應(yīng)電壓的相位差來(lái)進(jìn)行控制。
[0017] 但是，以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置并不是檢測(cè)實(shí)際的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的感應(yīng)電壓與位置 檢測(cè)器的信號(hào)之間的關(guān)系來(lái)進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)。因此，難以對(duì)應(yīng)于負(fù)載的偏差等來(lái)檢測(cè)位置 檢測(cè)器的信號(hào)的相位差以控制無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2。
[0018] 另外，存在以下問(wèn)題等：在從低速到高速通過(guò)矢量控制來(lái)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的情 況下，特別是在以高速進(jìn)行超前角控制的情況下，對(duì)無(wú)效電流的控制產(chǎn)生的影響大，可控性 降低。
[0019] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2002-325480號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0020] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置具備：無(wú)刷電動(dòng)機(jī)；位置檢測(cè)器，其 檢測(cè)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置；逆變器，其驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)；電流檢測(cè)器，其檢測(cè)流過(guò)無(wú)刷電 動(dòng)機(jī)的電流；以及控制部，其基于位置檢測(cè)器的輸出信號(hào)和電流檢測(cè)器的輸出信號(hào)來(lái)進(jìn)行 逆變器的控制。該電動(dòng)機(jī)控制裝置具有以下結(jié)構(gòu)?？刂撇烤哂写鎯?chǔ)部，控制部對(duì)向無(wú)刷電 動(dòng)機(jī)的繞組流通的繞組電流進(jìn)行控制，控制部使作為無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的繞組電流的合成的電流 矢量旋轉(zhuǎn)，來(lái)檢測(cè)位置檢測(cè)器的輸出信號(hào)變化時(shí)的電流矢量的方向，控制部將電流矢量的 方向的檢測(cè)值作為無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的位置檢測(cè)信號(hào)的校正值存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部。然后，在無(wú)刷電動(dòng) 機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制部使用位置檢測(cè)器的輸出信號(hào)和位置檢測(cè)信號(hào)的校正值來(lái)進(jìn)行無(wú)刷電動(dòng)機(jī) 的控制。
[0021] 由此，即使在對(duì)于與轉(zhuǎn)子的位置對(duì)應(yīng)地產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的位置檢測(cè)器的信號(hào)相對(duì) 于原本應(yīng)該所處的（理想的）轉(zhuǎn)子的位置包含相位偏差的情況下，也能夠準(zhǔn)確地校正相位 偏差的量來(lái)進(jìn)行控制。也就是說(shuō)，能夠使無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的位置檢測(cè)器具有高精度的檢測(cè)位置 校正功能。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)從低速到高速均高效地驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
[0022] 另外，本發(fā)明的洗衣機(jī)具備上述電動(dòng)機(jī)控制裝置。
[0023] 并且，本發(fā)明的洗滌干燥機(jī)具備上述電動(dòng)機(jī)控制裝置。
[0024] 由此，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能且可靠性佳的洗衣機(jī)和洗滌干燥機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)控制裝置的主要部的結(jié)構(gòu)圖。
[0026] 圖2是表示該實(shí)施方式中的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電壓與位置檢測(cè)器所檢測(cè)的位置 檢測(cè)信號(hào)之間的關(guān)系的圖。
[0027] 圖3是說(shuō)明該實(shí)施方式中的線間感應(yīng)電壓與位置檢測(cè)器的位置檢測(cè)信號(hào)之間不 存在相位偏差的情況的圖。
[0028] 圖4是說(shuō)明該實(shí)施方式中的線間感應(yīng)電壓與位置檢測(cè)器的位置檢測(cè)信號(hào)之間存 在相位偏差的情況的圖。
[0029] 圖5是說(shuō)明該實(shí)施方式中的線間感應(yīng)電壓與位置檢測(cè)器的位置檢測(cè)信號(hào)之間存 在另外的相位偏差的情況的圖。
[0030] 圖6是該實(shí)施方式中的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的示意圖。
[0031 ] 圖7是以往的洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，對(duì)與以往例相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注 相同的標(biāo)記并省略說(shuō)明。另外，本發(fā)明并不限定于該實(shí)施方式。
[0033] (實(shí)施方式）
[0034] 下面，使用圖1來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
[0035] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)控制裝置的主要部的結(jié)構(gòu)圖。
[0036] 如圖1所示，本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)控制裝置至少包括：具有由RAM等存儲(chǔ)器構(gòu)成的 存儲(chǔ)部5的控制部1 ;無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2 ;位置檢測(cè)器3 ;具備電流檢測(cè)電路4的電流檢測(cè)器12 ; 以及逆變器11等。
[0037] 而且，驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的逆變器11由包括開關(guān)元件SWU和SWX、SWV和SWY、Sffff 和SWZ的使將各兩個(gè)開關(guān)元件串聯(lián)連接而成的一組開關(guān)元件并聯(lián)連接三組的共計(jì)六個(gè)開 關(guān)元件構(gòu)成。此外，在圖 1 中，不出了將IGBT(Insulated_GateBipolarTransistors:絕 緣柵雙極型晶體管）用作開關(guān)元件的例子。
[0038] 此時(shí)，構(gòu)成逆變器11的一組開關(guān)元件在作為連接點(diǎn)Ila的、例如開關(guān)元件SWU的 下側(cè)（發(fā)射極側(cè)）和開關(guān)元件SWX的上側(cè)（集電極側(cè)）相連接。此外，其它連接點(diǎn)IlbUlc 也同樣地，在各自對(duì)應(yīng)的開關(guān)元件的下側(cè)（發(fā)射極側(cè)）和開關(guān)元件的上側(cè)（集電極側(cè)）相 連接。而且，連接點(diǎn)11a、11b、Ilc與無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的U相、V相及W相的各繞組連接。
[0039] 并且，構(gòu)成逆變器11的串聯(lián)連接的下側(cè)的開關(guān)元件SWX、SWY、SWZ的發(fā)射極側(cè)分別 與電流檢測(cè)用的低電阻值的電阻RU、RV、RW的一端側(cè)連接。另一方面，電阻RU、RV、RW的另 一端側(cè)與逆變器11的電源的負(fù)側(cè)連接。
[0040] 而且，如圖1所示，由電阻RU、RV、RW和電流檢測(cè)電路4來(lái)構(gòu)成檢測(cè)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2 的電流的電流檢測(cè)器12。
[0041 ] 此時(shí)，電流檢測(cè)用的電阻RU、RV、RW的兩端被輸入到電流檢測(cè)電路4,電流檢測(cè)電 路4將電阻RU、RV、RW的兩端的電壓放大后作為模擬的信號(hào)iu、iv、iw輸出到控制部1。 [0042] 所輸出的信號(hào)iu、iv、iw被輸入到例如由微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的控制部1后被A/D 轉(zhuǎn)換。然后，A/D轉(zhuǎn)換后的信號(hào)iu、iv、iw作為電流檢測(cè)值使用于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的速度控 制、轉(zhuǎn)矩控制等。
[0043] 另外，無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2搭載有檢測(cè)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)子的位置的位置檢測(cè)器3。而 且，位置檢測(cè)器3將與轉(zhuǎn)子的位置對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)CS輸出到控制部1。
[0044] 從位置檢測(cè)器3輸出的輸出信號(hào)CS被輸入到控制部1。然后，輸出信號(hào)CS與上述 的電流檢測(cè)值同樣地使用于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的速度控制、轉(zhuǎn)矩控制等。
[0045] 此外，在上述實(shí)施方式中，以將IGBT用作開關(guān)元件的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是不限 于此。例如，也可以將MOSFET、雙極型晶體管（bipolartransistor)等用作開關(guān)元件。
[0046] 另外，在上述實(shí)施方式中，以使用三個(gè)構(gòu)成電流檢測(cè)器12的電流檢測(cè)用電阻來(lái)探 測(cè)電流的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是不限于此。例如，也可以是，以一個(gè)電流檢測(cè)用電阻來(lái)構(gòu)成 電流檢測(cè)器，在電流檢測(cè)電路4中對(duì)構(gòu)成逆變器11的三組開關(guān)元件進(jìn)行切換來(lái)檢測(cè)電流。 由此，能夠簡(jiǎn)化電流檢測(cè)器12的結(jié)構(gòu)。
[0047] 下面，使用圖2來(lái)說(shuō)明在本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)控制裝置中無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電壓 與由位置檢測(cè)器檢測(cè)出的位置檢測(cè)信號(hào)之間的關(guān)系。
[0048] 圖2是表示該實(shí)施方式中的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電壓與位置檢測(cè)器所檢測(cè)的位置 檢測(cè)信號(hào)之間的關(guān)系的圖。
[0049] 在此，如上所述，將無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的繞組作為U相、V相、W相來(lái)說(shuō)明。
[0050] 另外，圖2所示的感應(yīng)電壓Eu是在從外部使無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)相對(duì)于中 性點(diǎn)2a在U相的繞組端子處產(chǎn)生的電壓。同樣地，感應(yīng)電