电动机旋转位置检测装置及检测方法、洗衣的制造方法
【专利摘要】本发明涉及电动机旋转位置检测装置及检测方法、洗衣机。根据被输入的控制指令生成转矩以及励磁电流指令并输出，根据转矩以及励磁电流指令生成电压指令。为了检测旋转位置而产生交流的检测用电压指令，基于以任意的旋转频率获得的相位角将电动机电流矢量变换成励磁／转矩分量。根据电压指令和被变换的电流计算出位置推断误差量。对位置推断误差量的频率及相位进行运算，将相位变换成电动机的旋转位置。存储有当以电动机维持了任意的旋转位置的状态将转矩电流指令以任意的值输出时，以使得获得的旋转位置的误差变没有的方式输出的励磁电流指令的值。在根据电动机的控制指令生成转矩电流指令时，读出与该指令对应的励磁电流指令来进行设定。
【专利说明】电动机旋转位置检测装置及检测方法、洗衣机
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及对具有磁凸极性(日文:磁気的突極性)的永磁电动机的旋转位置进行检测的装置、及具备该装置而构成的洗衣机以及电动机旋转位置检测方法。
【背景技术】
[0002]近年来，在洗衣机等中，通过采用对永磁电动机进行矢量控制的构成来提高旋转控制精度、洗衣机性能，实现了消耗电力的降低、在运转过程中产生的振动的降低等。在对永磁电动机应用矢量控制而以高精度且高速进行控制的情况下，由于根据电动机的磁极控制位置来控制电流，所以需要位置传感器。然而，如果附加位置传感器，则除了成本相应上升之外，还派生出确保配置空间、将位置传感器与控制装置之间连接的布线增加等问题。并且，对于上述布线而言，还存在因发生断线等的可能性而引起的可靠性降低、维护的问题。
[0003]对于这样的问题，对具有磁凸极性的永磁电动机或磁阻电动机中，存在利用其凸极性来检测旋转位置的无传感器的方式。由于电动机的电感根据磁极位置发生变化，所以对电动机施加高频电流或者高频电压并检测电动机电流/电压，根据它们来计算因电感变化引起的位置推断误差量。而且，可以通过利用PI控制使位置推断误差量的变化收敛为零来推断旋转位置。不过，推断精度随着d轴与q轴的电感的比率即凸极比(Lq / Ld)变小而降低，位置推断变得困难。
[0004]与此相对，有一种对基于检测出的磁极位置来控制电动机的速度/电流的矢量轴、和观测电动机的位置推断值分布的矢量轴分别独立进行矢量控制来检测旋转位置的方式。在该方式中，着眼于位置推断误差量的变化响应的相位而不着眼于其大小。通过使观测位置推断误差量的矢量轴任意旋转来创造位置推断误差量的时间性变化状态，根据其变化响应提取出相位分量来检测旋转位置(例如参照日本特开2010 - 90971号公报)。
[0005]然而，永磁电动机由于在构造上因施加电流的矢量，使得位置的推断所需要的信息即凸极比因磁饱和的产生、dq轴间的干扰的影响而发生变化，有时会变得极小，所以有可能难以进行旋转位置的稳定的检测。
【发明内容】
[0006]鉴于此，提供一种能够避免凸极比变得极小的状态而稳定地检测旋转位置的电动机旋转位置检测装置、及具备该电动机旋转位置检测装置而成的洗衣机以及电动机旋转位置检测方法。
[0007]根据实施方式的电动机旋转位置检测装置，控制电流指令输出单元根据被输入的电动机的控制指令生成转矩电流指令以及励磁电流指令并进行输出，控制电压指令输出单元根据转矩电流指令以及励磁电流指令生成向电动机的驱动单元输出的电压指令。检测用电压指令产生单元为了检测旋转位置而产生交流的检测用电压指令，坐标变换单元基于以任意的旋转频率获得的相位角，将由电流检测单元检测的电动机电流矢量变换成由d - q正交坐标系表不的励磁分量和转矩分量。[0008]位置推断误差量计算单元基于所述电压指令和被坐标变换单元变换的电流来计算基于电动机的凸极性的位置推断误差量。于是，旋转位置检测单元通过对计算出的位置推断误差量的频率以及相位进行运算，来将位置推断误差量的相位变换成电动机的旋转位置。
[0009]控制电流指令输出单元的指令值存储单元中存储有当以电动机维持了任意的旋转位置的状态将转矩电流指令以任意的值输出时，以使得由旋转位置检测单元获得的旋转位置的误差变没有的方式输出的励磁电流指令的值。而且，如果根据电动机的控制指令生成了所述转矩电流指令，则从指令值存储单元读出与该转矩电流指令对应的励磁电流指令来进行设定。
[0010]另外，根据实施方式的洗衣机，具备:具有磁凸极性的永磁电动机、检测该电动机的旋转位置的上述记载的电动机旋转位置检测装置、基于电动机的旋转位置将所述电压指令变换成多相驱动电压信号的电压变换单元、和基于多相驱动电压信号驱动电动机的驱动单元，利用电动机产生的旋转驱动力来进行洗涤运转。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是一个实施方式，是表示对电动机进行矢量控制的控制装置的构成的功能框图。
[0012]图2是表示表面型永磁电动机的构成的横剖视图。
[0013]图3是滚筒式洗涤干燥机的纵断侧视图。
[0014]图4是对进行矢量控制时电动机的凸极比在d — q轴坐标上变化进行说明的图。
[0015]图5是表示在将转子固定来使q轴电流指令Iq — ref从零上升时调整了 d轴电流指令Id —ref的值以使旋转位置Θ 2的误差消失的状态、以及与之相伴获得的位置推断误差量的变化的图。
[0016]图6 (b)是进行了图5的处理的结果而得到的q轴电流指令Iq — ref、d轴电流指令Id — ref的组合的一个例子，(a)是表示与所述组合对应的d — q坐标轴上的电流矢量的轨迹的图。
[0017]图7是以旋转位置检测部、位置推断误差量计算部、角度修正值计算部的作用为中心进行表示的流程图。
[0018]图8是实际控制了电动机的情况的图5的相当图。
[0019]图9 Ca)是表示现有技术的图，(b)是表示本实施方式中的位置推断误差量分量的变化的图。
【具体实施方式】
[0020]以下，参照附图对一个实施方式进行说明。图2是表示表面型永磁电动机(SPM电动机)的构成的横剖视图。定子I由定子铁心2和定子绕组3构成。定子铁心2具备形成为向圆环状的主体部2a的外周侧突出的例如36个牙2b。对这些牙2b分别卷绕有3相的定子绕组3。另一方面，转子4由配置在定子I的外周侧的圆环状的转子铁心5和永磁铁6构成。多个例如26个永磁铁6具有N极6N和S极6S，在形成于转子铁心5的内周侧的凹部按照极性交替反转的方式配置(N，S，N，S)。由此，以外转子型构成了 52极/ 36槽的电动机16。
[0021]图3是滚筒式洗涤干燥机的纵断侧视图。外箱22形成滚筒式洗涤干燥机21的外壳，在前面具有以圆形状开口的洗涤物出入口 23。该洗涤物出入口 23通过门24进行开闭。在外箱22的内部配置有背面被封闭的有底圆筒状的水槽25，作为洗涤用电动机的永磁电动机16的定子通过螺钉连接被固定在该水槽25的背面中央部。而且，水槽25被吊架(suspens1n) 11 支承。
[0022]对永磁电动机16的旋转轴26而言，后端部(在图3中为右侧的端部)被固定于永磁电动机16的转子，前端部(在图3中为左侧的端部)突出到水槽25内。在旋转轴26的前端部，背面被封闭的有底圆筒状的滚筒27被固定成相对水槽25成为同轴状。该滚筒27基于永磁电动机16的驱动而与旋转轴26 —体旋转。其中，在滚筒27上设有能够流通空气以及水的多个流通孔28、和用于进行滚筒27内的洗涤物的上扬、揉解的多个挡板(buffle)29。
[0023]供水阀30与水槽25连接，如果该供水阀30开放则向水槽25内供水。另外，具有排水阀31的排水软管32与水槽25连接，如果该排水阀31开放，则水槽25内的水被排出。向前后方向延伸的通风管道33被设在水槽25的下方。该通风管道33的前端部经由前部管道34连接在水槽25内，后端部经由后部管道35连接在水槽25内。送风风扇36被设在通风管道33的后端部。水槽25内的空气通过送风风扇36的送风作用而如图中的箭头所示那样，从前部管道34被送到通风管道33内，并经过后部管道35返回到水槽25内。
[0024]蒸发器37被配置在通风管道33内部的前端侧，在后端侧配置有冷凝器38。加热泵40与蒸发器37以及冷凝器38、压缩机39、未图示的节流阀一同构成。在通风管道33内流动的空气被蒸发器37除湿，被冷凝器38加热而在水槽25内循环。
[0025]图1利用功能模块表示了对电动机16进行矢量控制的电动机控制装置41的构成。除了逆变器电路(驱动单元)42之外的构成部分通过微型计算机执行的软件处理来实现。虽未具体图示，但微型计算机具备输入输出端口、串行通信电路、用于输入电流检测信号等模拟信号的A / D转换器、用于进行PWM处理的计时器等。
[0026]电动机电流检测部(电流检测单元)43u、43v、43w是设在逆变器电路42的输出线的电流检测器，对U相、V相、W相的电流Iu、IV、Iw进行检测。由这些电动机电流检测部43u、43v、43w输出的电流检测信号被输入至电动机控制装置41内部的A / D变换器(未图示)而变换成数字数据。第一坐标变换部(第一坐标变换单元)44将三相的电流Iu、Iv、Iw变换成二相的电流Ια、Ιβ。而且，第一坐标变换部44基于由后述的旋转位置检测部48侧指令的旋转相位角Θ 1，将静止坐标系的电流I α、I β进一步变换成旋转坐标系(xy坐标系)的电流Idx、Iqy。
[0027]交流电压施加部(检测用电压指令产生单元)63输出比电动机16的运转频率足够高的频率(例如数10Hz左右)的交流电压作为旋转位置检测用的电压指令Vdx — ref、Vqy—ref ο这些电压指令Vdx — ref、Vqy — ref是沿着x轴、y轴相位相互相差90度的相同振幅(例如电动机额定电流的I / 10左右)的正弦波状电压。而且，上述电压指令Vdx —ref、Vqy — ref被输入至第一电压变换部52。
[0028]第二坐标变换部(第二坐标变换单元)47将三相电流Iu、Iv、Iw变换成二相电流
Iα、I β。而且，第二坐标变换部47基于对由旋转位置检测部(旋转位置检测单元、频率检测单元)48计算出的旋转位置Θ 2施加了修正后的旋转位置Θ 3、或者由旋转位置推断部(旋转位置推断单元)49计算出的旋转位置Θ 4，将静止坐标系的电流I α、I β变换成旋转坐标系(dq坐标系)的电流Id、Iq。
[0029]速度控制部(控制电流指令输出单元)50基于由上位系统指令的速度控制指令ω— ref，按照经由后述的切换部60被赋予的电动机速度ω追踪速度控制指令ω —ref的方式计算出q轴电流指令Iq —ref。另外，速度控制部50具备指令值表50T (指令值存储单元)，该指令值表50T设定有对应于q轴电流指令Iq —ref的值而应该输出的d轴电流指令Id — ref的值。而且，速度控制部50基于指令值表50T来设定d轴电流指令Id — ref。对于该指令值表50T将后述。
[0030]电流控制部(控制电压指令输出单元)51基于由速度控制部50输出的dq轴的电流指令Id — ref、Iq _ ref来控制由第二坐标变换部47变换后的电流Id、Iq，输出电压指令Vd、Vq。第一电压变换部(第一电压变换单元)52基于所述相位角Θ1将xy变换系的电压指令Vdx、Vqy变换成电压指令Vul、VvU Vwl0第二电压变换部(第二电压变换单元)53基于经由切换部60被赋予的旋转位置Θ来将dq变换系的电压指令VcUVq变换成电压指令 Vu2、Vv2、Vw2。
[0031 ] 电压合成部(电压指令合成单元)54将由第一电力变换部52输出的Vul、VvUVwl与由第二电力变换部53输出的Vu2、Vv2、Vw2分别相加来计算出电压指令Vu、Vv, Vw。另夕卜，电压合成部54将基于电压指令Vu、Vv、Vw而生成的PWM信号Vup、Vun、Vvp> Vvn、Vwp>Vwn输出给逆变器电路42。需要说明的是，在图1中为了方便起见，记载成电压合成部54将电压指令Vu、Vv、Vw赋予给逆变器电路42。逆变器电路42虽未具体图示，但通过6个IGBT(半导体开关元件)三相全桥连接而构成。
[0032]带通滤波器55被设定成通频带提取出被第一坐标变换部44变换后的xy坐标系的电流Idx、Iqy以及作为交流电压施加部63的输出的交流电压Vdx — ref、Vqy — ref的频率分量。位置推断误差量计算部(位置推断误差量计算单元)56根据作为带通滤波器55的输出的Idx’、Iqy’、Vdx’、Vqy’的交流电流的频率分量，计算出基于电动机16的磁凸极性的电感的角度分布与具有相同趋势的位置推断误差量。
[0033]例如，根据作为带通滤波器55的输出的上述Idx ’、Iqy ’、Vdx ’、Vqy ’，如(00 )式那
样运算H。
[0034]H = Vqy，X Iqy，一Vdx，X Idx，...(00)
[0035]而且，位置推断误差量L通过在将上述H进一步输出至带通滤波器而将电流指令频率的2倍的频率分量除去之后，仅提取出直流分量来获得。
[0036]另外，位置推断误差量计算部56具备基准值存储部56M (基准值存储单元)。作为基准值，在基准值存储部56M中存储有当获得速度控制部50的指令值表50T中存储的q轴电流指令Iq — ref与d轴电流指令Id — ref的组时,在推断旋转位置的误差为零的情况下计算出的位置推断误差量的值。而且，如果在实际控制电动机16时计算处位置推断误差量L，则位置推断误差量计算部56求出位置推断误差量L与上述基准值的偏差Λ L，并将其输出至角度修正值计算部57。
[0037]旋转位置检测部48提取出由位置推断误差量计算部56计算出的位置推断误差量L (O)的频率/相位分量。由于被提取出的相位分量Θ LI是与电动机16的旋转位置的2倍的频率对应的相位，所以向具有I / 2的频率的相位分量0L2变换。而且，如果对9L2加上Θ I来计算电动机的旋转位置Θ2，则根据Θ 2的微分值计算出电动机的旋转频率ω I。另外，上述旋转频率ω I被内部的延迟器延迟而成为在I个控制周期前求出的频率ω? (1)，对该频率ω? (I)加上规定频率ωΟ。而且，对相加结果的频率[ω I (I)+ ωθ]进行积分而得到的相位角Θ I被输出至第一坐标变换部44以及第一电压变换部52。
[0038]角度修正值计算部57 (位置修正单元)根据被输入的偏差Λ L的值，将角度修正值Θ comp输出给加法器58。加法器58对被旋转位置检测部48输入的旋转位置Θ 2加上角度修正值Θ comp，作为旋转位置Θ 3输出至切换部60。
[0039]旋转位置推断部49使用(I)式的d轴电动机电压方程式，来推断运算电动机的速度ω2。另外，通过对电动机速度ω2进行积分来计算旋转位置Θ 4。
[0040]Vd = R.Id — ω.Lq.Iq...(I)
[0041]其中，Lq是电动机16的电感的q轴分量。
[0042]切换部60对使用旋转位置检测部48的检测值ω 1、旋转位置推断部49的推断值ω 2中的哪一个作为第二坐标变换部47、速度控制部50、第二电力变换部53中使用的电动机频率ω进行选择并输出，并且，对使用向旋转位置检测部48的检测值Θ 2施加了修正后的Θ 3、旋转位置推断部49的推断值Θ 4中的哪一个作为第二坐标变换部47以及第二电压变换部53中使用的旋转位置Θ进行选择并输出。
[0043]其中，在以上的构成中，除了电动机16以外的部件构成了电动机控制装置41，从电动机控制装置41 除去逆变器电路42的部件构成了电动机旋转位置检测装置61。另外，对电动机控制装置41加上电动机16的部件构成了电动机驱动系统62。另外，以上的构成以专利文献I的图14所示的第二实施例的构成为基础。
[0044]接下来，还参照图4至图8对本实施方式的作用进行说明，但用于计算出位置推断误差量L来检测旋转位置的基本作用由于和专利文献I同样，所以省略说明。图4表示了在利用d、q轴电流对电动机进行矢量控制时，根据电动机的构造/磁特性，在d — q轴坐标上存在电动机的凸极比变得极小的区域(有包含极小值的展宽的区域、极小区域)、和变得极大的区域(有包含极大值的展宽的区域、极大区域)。
[0045]其中，图中的d、q轴是基于实际的旋转角度的坐标轴，与之相对，dl、ql轴是基于推断出的旋转角度的坐标轴。
[0046]而且，如图中用实线所示那样，如果根据d、q轴各电流的值而决定的电流矢量的轨迹涉及极小区域，则存在位置推断变得困难的情况。另外，在电流矢量的轨迹涉及极大区域的情况下，当位置推断误差量的振幅波动时，在构成电动机控制装置41的微型计算机内的运算处理中有可能发生溢出。因此，对于到达极大区域的状况也希望避免。
[0047]对于控制时的电流矢量而言，如果在输出作为控制的主体的q轴电流指令Iq —ref之际也赋予d轴电流指令Id — ref,则能够使轨迹变化。鉴于此,在本实施方式中，如图中用虚线所示那样，为了进行矢量控制时的电流矢量轨迹能够避开极小区域以及极大区域，预先求出与应该输出的q轴电流指令Iq — ref对应的d轴电流指令Id — ref的值。而且，在实际控制电动机16时使用其组合。以下，参照图5以及图6对该手法进行说明。
[0048]图5表示了在将电动机16的转子4固定、即以旋转位置恒定的状态如(d)所示那样使q轴电流指令Iq —ref从零上升时，以使得(b)所示的由旋转位置检测部48获得的旋转位置Θ 2的误差变没有的方式，将d轴电流指令Id —ref的值如(c)所示那样调整时的各信号的变化的状态。其中，在位置检测中使用编码器等来获得准确的角度。将根据此时的q轴电流指令Iq — ref、d轴电流指令Id — ref的各组合而由位置推断误差量计算部56计算出的位置推断误差量L的值表示于(a)。预先取得该值如(a)的上部所示那样作为基准振幅值。
[0049]图6 (b)是q轴电流指令Iq — ref、d轴电流指令Id — ref的组合的一个例子。另外，图6 (a)表示了与上述组合对应的d — q坐标轴上的电流矢量的轨迹。而且，将这些指令值的组合作为指令值表50T存储到上述的速度控制部50。另外，将位置推断误差量L的基准振幅值存储到位置推断误差量计算部56的基准值存储部56M。
[0050]这里，如图6所示那样获得的电流矢量的轨迹是如上述那样基于位置推断误差量L在旋转位置Θ2没有误差的情况下可靠地获得的轨迹。结果，所述轨迹成为避开了图4所示的凸极比的极小区域的电流矢量的轨迹。另外，此时由于对d轴电流指令Id — ref当然设有上限，所以所述轨迹成为也避开了凸极比的极大区域的轨迹。
[0051]接下来，参照图7以及图8对实际对电动机16进行矢量控制时的控制内容加以说明。图7是以旋转位置检测部48、位置推断误差量计算部56、角度修正值计算部57的作用为中心来表示的流程图。速度控制部50通过基于速度控制指令ω — ref与经由切换部60被赋予的电动机速度ω之间的偏差进行例如PI控制运算来计算出q轴电流指令Iq —ref
[51]0然后，基于指令值表50T来设定对应于该q轴电流指令Iq— ref的值而应该输出的d轴电流指令Id —ref (S2)。
[0052]第一坐标变换部44若被输入各相电流Iu、Iv、Iw (S3)，则在X — Y轴上进行三相/ 二相变换，输出二相电流信号Idx、Iqy (S4)。带通滤波器55若被输入二相电流信号Idx、Iqy以及来自交流电压施加部63的二相电压信号Vdx — ref、Vqy — ref,则对它们进行滤波来提取出高次谐波分量。然后，将电流信号Idx’、Iqy’以及电压信号Vdx’、Vqy’输出给位置推断误差量计算部56 (S5)。于是，位置推断误差量计算部56基于这些输入信号来计算位置推断误差量L的变化量(S6)。
[0053]这里，参照图8(a)。如果实际上无传感器驱动电动机16来进行矢量控制，则实际的旋转位置与推断出的旋转位置之间会产生微小的误差。于是，凸极比因伴随误差的角度的偏移而发生变化，位置推断误差量L的振幅也如图中用虚线所示那样变化。因此，由位置推断误差量计算部56计算出的位置推断误差量L的值与基准值存储部56M中存储的基准振幅值相比产生偏差AL。由于该偏差基于上述的因果关系与由旋转位置检测部48获得的旋转位置的误差存在相关关系(参照图8 (b))，所以利用该关系性来进行角度的修正。
[0054]再次参照图7。位置推断误差量计算部56在读出基准值存储部56M中存储的基准振幅值后，求出其与计算出的位置推断误差量L之间的偏差AL并输出给角度修正值计算部57 (S7)。于是，角度修正值计算部57根据偏差Λ L来决定角度修正值Θ comp并输出给加法器58 (S8)，然后进行角度修正并将旋转位置Θ 3输出至切换部60 (S9)。S卩，由于若如此修正旋转位置Θ 2则能够降低图8 (b)所示的角度误差，所以修正后的旋转位置Θ 3的精度提闻。
[0055]这里，在如图9 (a)所示的现有技术那样通过PI控制使位置推断误差量的变化量为零的控制方式中，无法将位置推断误差量分量的振幅应用于上述的角度的修正。与此相对，在如本实施方式那样(参照图9 (b))另外设置用于观测位置推断误差量的坐标轴、赋予规定的转速差的方式中，由于位置推断误差量总是变化，所以能够将该振幅信息应用于角度修正。其中，位置推断误差量的变化频率呈现为电动机16的实际的转速与观测坐标的转速T之差的2倍。
[0056]综上所述，根据本实施方式，位置推断误差量计算部56基于电压指令Vdx —ref、Vqy — ref和被第一坐标变换部44变换的电流Idx、Iqy,来计算基于电动机16的凸极性的位置推断误差量L。于是，旋转位置检测部48通过对计算出的位置推断误差量L的频率以及相位进行运算，来将位置推断误差量L的相位变换成电动机16的旋转位置Θ 2。
[0057]在速度控制部50的指令值表50T中存储当以电动机16维持了任意的旋转位置的状态将转矩电流指令Iq —ref以任意的值输出时，以使得由旋转位置检测部48获得的旋转位置Θ 2的误差变没有的方式输出的励磁电流指令Id —ref的值。而且，速度控制部50若根据电动机16的控制指令ω —ref生成了转矩电流指令Iq — ref,则从指令值表50T读出与该转矩电流指令Iq — ref对应的励磁电流指令Id — ref并进行设定。因此，由于能够在避开凸极比的极小区域以及极大区域的同时对电动机16进行矢量控制，所以可以通过旋转位置检测部48总是获得高的检测精度的旋转位置Θ 2。
[0058]另外，位置推断误差量计算部56具备在电动机16维持了任意的旋转位置的状态下，对被赋予任意的转矩电流指令和指令值表50T中存储的励磁电流指令Id — ref时计算出的位置推断误差量L的基准值进行存储的基准值存储部56M。而且，位置推断误差量计算部56输出电动机16被驱动控制时计算出的位置推断误差量L与所述基准值的差分Λ L。角度修正值计算部57根据所述差分AL来计算旋转位置的修正值Θ comp，基于该修正值Θ comp对被旋转位置检测部48变换后的旋转位置Θ 2进行修正。因此，在实际上无传感器驱动电动机16而进行了矢量控制的情况下，即使实际的旋转位置与推断出的旋转位置之间产生误差，也能够修改该误差来进一步提高旋转位置的检测精度。
[0059]并且，由于滚筒式洗涤干燥机21具备永磁电动机16、检测该电动机16的旋转位置的电动机旋转位置检测装置61、和逆变器电路42，对电动机16进行无传感器矢量控制，利用电动机16产生的旋转驱动力进行洗涤运转，所以即使不具备霍尔IC那样的位置传感器，也能够检测出电动机16的磁极位置Θ来进行矢量控制，能够低成本构成运转性能高的洗衣机。
[0060]对本发明的实施方式进行了说明，但该实施方式只是例示，并不意图限定发明的范围。该新颖的实施方式能够通过其他各种方式加以实施，在不脱离发明主旨的范围可进行各种省略、置换、变更。该实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨，并且属于技术方案所记载的发明和其等同的范围。
[0061]也可以以专利文献I中的第一实施例的构成为基础。该情况下，将专利文献I中的检测用电流指令产生单元和电流控制单元相加后的单元成为检测用电压指令产生单元。
[0062]对于电动机电流而言，并不一定需要检测3相全部，也可以仅检测2相并通过运算来求出剩余I相的电流。
[0063]对第一坐标变换部44赋予的相位角Θ I不必一定需要基于电动机频率ω I来设定，只要是基于与电动机16的旋转频率不同的频率的相位角即可。另外，也可以在电动机16旋转的情况下不赋予相位角Θ I而使观测坐标系的旋转停止。[0064]如果是仅推断电动机的旋转位置的构成，则不需要第二坐标变换部47、旋转位置推断部49、速度控制部50、电流控制部51、第二电压变换部53以及电压控制部59。
[0065]也可以应用于内转子型的永磁电动机。另外，还可以应用于嵌入式的永磁电动机(IPM电动机)。
[0066]例如，在是凸极比比较大的电动机，且实际的控制时的旋转位置的推断误差变得极小的情况下，也可以删除角度修正值计算部57。
[0067]还可以应用于不具有干燥功能的洗衣机。
[0068]并不限定于洗涤干燥机、洗衣机，例如构成空调机的加热泵系统的压缩机用电动机等只要是使用具有磁凸极性的永磁电动机的设备都能应用。
【权利要求】
1.一种电动机旋转位置检测装置，其特征在于，具备: 控制电流指令输出单元，当被输入具有磁凸极性的永磁电动机的控制指令时，根据所述控制指令生成并输出转矩电流指令以及励磁电流指令； 控制电压指令输出单元，根据所述转矩电流指令以及励磁电流指令生成对所述电动机的驱动单元输出的电压指令； 检测用电压指令产生单元，为了检测所述电动机的旋转位置，产生交流的检测用电压指令； 电流检测单元，检测流向所述电动机的电流； 坐标变换单元，基于以任意的旋转频率获得的相位角，将由所述电流检测单元检测的电流矢量变换成由d — q正交坐标系表不的励磁分量和转矩分量； 位置推断误差量计算单元，基于所述检测用电压指令和被所述坐标变换单元变换的电流，计算出基于所述电动机的特性的位置推断误差量；和 旋转位置检测单元，通过对由所述位置推断误差量计算单元计算出的位置推断误差量的频率以及相位进行运算，将所述位置推断误差量的相位变换成所述电动机的旋转位置，所述控制电流指令输 出单元具备指令值存储单元，该指令值存储单元存储有当在所述电动机维持了任意的旋转位置的状态下将所述转矩电流指令以任意的值输出时，以使得由所述旋转位置检测单元获得的所述旋转位置的误差变没有的方式输出的励磁电流指令的值， 所述控制电流指令输出单元当根据所述电动机的控制指令生成所述转矩电流指令时，从所述指令值存储单元读出与该转矩电流指令对应的励磁电流指令来进行设定。
2.根据权利要求1所述的电动机旋转位置检测装置，其特征在于， 所述位置推断误差量计算单元具备基准值存储单元，该基准值存储单元存储当在所述电动机维持了任意的旋转位置的状态下被赋予任意的转矩电流指令和所述存储单元中存储的励磁电流指令时计算出的位置推断误差量的基准值， 所述位置推断误差量计算单元输出所述电动机被驱动控制时计算出的位置推断误差量与所述基准值的差分， 具备当根据所述差分计算出所述旋转位置的修正值时，基于该修正值对被所述旋转位置检测单元变换后的旋转位置进行修正的位置修正单元。
3.一种洗衣机，其特征在于，具备: 永磁电动机，具有磁凸极性，产生用于进行洗涤运转的旋转驱动力； 电动机旋转位置检测装置，具备权利要求1的构成，检测所述电动机的旋转位置；电压变换单元，基于所述电动机的旋转位置将所述电压指令变换成多相驱动电压信号；和 驱动单元，基于所述多相驱动电压信号对所述电动机进行驱动。
4.一种洗衣机，其特征在于，具备: 永磁电动机，具有磁凸极性，产生用于进行洗涤运转的旋转驱动力； 电动机旋转位置检测装置，具备权利要求2的构成，检测所述电动机的旋转位置；电压变换单元，基于所述电动机的旋转位置将所述电压指令变换成多相驱动电压信号；和驱动单元，基于所述多相驱动电压信号对所述电动机进行驱动。
5.一种电动机旋转位置检测方法，其特征在于，包括以下的处理步骤: 当被输入具有磁凸极性的永磁电动机的控制指令时，根据所述控制指令生成并输出转矩电流指令以及励磁电流指令； 根据所述转矩电流指令以及励磁电流指令生成对所述电动机的驱动单元输出的电压指令； 为了检测所述旋转位置，产生交流的检测用电压指令； 基于以任意的旋转频率获得的相位角，将流向电动机的电流矢量变换成由d — q正交坐标系表不的励磁分量和转矩分量； 基于所述检测用电压指令和被所述坐标变换单元变换的电流，计算出基于所述电动机的特性的位置推断误差量， 在通过对所述计算出的位置推断误差量的频率以及相位进行运算，将所述位置推断误差量的相位变换成所述电动机的旋转位置时， 预先将在所述电动机维持了任意的旋转位置的状态下将所述转矩电流指令以任意的值输出时，以使得由所述旋转位置检测单元获得的所述旋转位置的误差变没有的方式输出的励磁电流指令的值存储于指令值存储单元， 当根据所述电动机的 控制指令生成所述转矩电流指令时，从所述指令值存储单元读出与该转矩电流指令对应的励磁电流指令来进行设定。
6.根据权利要求5所述的电动机旋转位置检测方法，其特征在于， 将在所述电动机维持了任意的旋转位置的状态下被赋予了任意的转矩电流指令和所述存储单元中存储的励磁电流指令时计算出的位置推断误差量的基准值存储于基准值存储单元， 输出所述电动机被驱动控制时计算的位置推断误差量与所述基准值的差分， 当根据所述差分计算出所述旋转位置的修正值时，基于该修正值对被所述旋转位置检测单元变换后的旋转位置进行修正。
【文档编号】H02P21/14GK104038130SQ201410081762
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2013年3月7日
【发明者】日向敏文, 前川佐理 申请人:株式会社东芝