餐具清洗机的电机驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及餐具清洗机的电机驱动装置，可解决电机厚度增大等问题。其包括：交流电源；将交流电源的交流电力变换成直流电力的整流电路；与整流电路相连的、将整流电路的直流电力变换成交流电力的变频器电路；与变频器电路相连的电机，电机由变频器电路加以驱动、并用来驱动清洗泵或排水泵；与变频器电路相连的、检测变频器电路的输出电流的电流检测装置；和分别与电流检测装置和变频器电路相连的、通过电流检测装置的输出信号对变频器电路进行脉宽调制控制、控制电机达到设定转速的控制装置，其中，变频器电路的输出电压和输出电流的相位或者无功电流被控制成规定值。本实用新型专利技术可省去位置传感器，使电机小型化，提高可靠性，降低成本。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于清洗餐具的家庭用餐具清洗机。
技术介绍
在现有的这种餐具清洗机中，电机驱动装置一般是通过变频器来驱动无传感器的无刷电机，因此清洗泵电机需要实现小型化(其中的一例可参考日本专利公报特开2003-190070号)。但是，在上述的现有装置中，为了检测转子的位置，需要对电机的感应电压进行检测，因此采用的是称为“方波驱动”的电机驱动方法，但这种驱动方法存在着电机电流的波形失真大、电机噪声也会增大的问题。另外，在用通过位置传感器信号进行驱动来代替无传感器驱动的场合下，则需要在电机中设置位置传感器。但这样一来，又会产生电机的厚度增大、可靠性下降、成本上升等问题。
技术实现思路
本技术旨在解决现有技术中的上述问题，其目的在于提供一种餐具清洗机的电机驱动装置，通过对水泵电机进行无传感器、正弦波驱动来减小电机噪声，并且通过省去位置传感器使电机实现小型化、薄型化、低成本化，同时提高可靠性。本技术的具体实施方案概述如下。其中，第1方案中的餐具清洗机的电机驱动装置包括交流电源；与所述交流电源相连的、将所述交流电源的交流电力变换成直流电力的整流电路；与所述整流电路相连的、将所述整流电路的直流电力变换成交流电力的变频器电路；与所述变频器电路相连的电机，所述电机由所述变频器电路加以驱动、并用来驱动清洗泵或排水泵；与所述变频器电路相连的、检测所述变频器电路的输出电流的电流检测装置；和分别与所述电流检测装置和所述变频器电路相连的、通过所述电流检测装置的输出信号对所述变频器电路进行脉宽调制控制、控制所述电机达到设定转速的控制装置，其中，所述变频器电路的输出电压和输出电流的相位或者无功电流被控制成规定值。这样，可以省去位置传感器，使电机实现小型化，同时提高可靠性，降低成本。第2方案为，第1方案中的变频器电路包括6个晶体管和6个二极管，构成3相全波桥式变频器电路，所述电流检测装置包括与所述3相全波桥式变频器电路的下臂晶体管的负电位端分别连接的多个分流电阻，通过对所述分流电阻中流过的电流进行检测，来检测出所述变频器电路的输出电流。这样，直流成分就很容易检测到，且通过低成本的分流电阻就能够构成电流检测装置，电流检测装置可以小型化，能够制成低成本的无传感器电机驱动装置。第3方案为，第1方案中的电机为扁平状的、无位置传感器的直流无刷电机。通过采用直流无刷电机，可以使电机小型化。此外，由于没有位置传感器，电机可以做成扁平形状，从而能够减小清洗槽底部用于安装电机等所需的容积，从而加大清洗槽中可用来设置餐具的容积，能够形成实现一种结构紧凑、容量大的餐具清洗机。第4方案为，在第1方案中，通过将所述变频器电路的输出电压和输出电流的相位、或者无功电流控制成规定值，将所述变频器电路的输出电流和所述电机的感应电压的相位控制成基本相同的相位。这样，通过将电机感应电压的相位和电机电流的相位控制成基本相同，可以减小电机电流，使工作效率达到最大，减小电机的温升，使电机可以实现小型化、扁平化，同时还可以减小电机的安装容积，加大清洗槽中可用于设置餐具的容积，能够实现一种结构紧凑、容量大、造价低的餐具清洗机。第5方案为，在第1方案中，通过将所述变频器电路的输出电压和输出电流的相位、或者无功电流控制成规定值，将所述变频器电路的输出电流相位控制成相对于所述电机的感应电压具有一个超前角。这样，即使负载变动引起电流相位发生变化，电流相位也比感应电压延迟，不会发生转矩减少、失步等情况，可以使控制变得稳定。即使水泵吸入空气，负载发生急剧变化，也可以使操作稳定，同时即使在通过较弱的磁场进行控制的多极数电机中也可以实现高速旋转。第6方案为，在第1方案中，电流检测装置与对变频器电路进行脉宽调制控制的切换周期同步地检测所述变频器电路的输出电流，通过将所述电流检测装置检测到的电流值、和与切换周期同步地运算/设定好的输出电流值进行比较，将所述变频器电路的输出电压和输出电流的相位、或者无功电流的瞬时值控制成规定值。这样，即使在载波频率比电机驱动频率还高的情况下，也能够检测出电机电流相位、无功电流或电流绝对值，加快电机控制的响应时间，使之能够跟得上负载变动。即使水泵吸入空气，负载发生急剧变化，也可以使操作稳定。第7方案为，在第1方案中，所述电机被控制成进行正转及反转时，分别实现清洗操作和排水操作；在所述的泵被驱动时，将所述电机控制成设定转速，当变频器电路输出电流处于规定值以下时，则判定所述泵吸入了空气。在判定吸入了空气时，为了防止噪声增大，可以降低进行清洗工作或漂洗工作时的转速或者增大水量，在进行排水操作时可以使泵临时停止操作，等到清洗槽下部再次存积有清洗水时才重新开始排水，这样，操作时间可以缩短，噪声也可以降低。附图说明图1为本技术的第1实施例中的餐具清洗机的电机驱动装置的方框图，图2为本技术的餐具清洗机中的电机驱动装置的变频器电路图， 图3为本技术的餐具清洗机中的电机驱动装置的电流检测时序图，图4为本技术的餐具清洗机的电机驱动装置的控制装置方框图，图5为本技术的餐具清洗机中的电机驱动装置的控制矢量图，图6为本技术的餐具清洗机中的电机驱动装置的各种波形和时序图，图7为本技术的第1实施例的餐具清洗机中的电机驱动装置的截面图，图8为本技术的第2实施例中的电机控制程序的流程图，图9为本技术的电机控制程序中的载波信号中断子程序的流程图，图10为本技术的电机控制程序的转速控制子程序的流程图，图11为本技术的餐具清洗机的电机驱动装置的起动控制时序图，图12为本技术的餐具清洗机中与电机驱动装置的转速相对应的控制表示意图，图13为本技术的餐具清洗机中的电机驱动装置发生吸入空气时的控制矢量图。上述附图中，1为交流电源，2为整流电路，3为变频器电路，4为电机，5为电流检测装置，6为控制装置，7为清洗槽。具体实施方式(实施例1)图1为本技术的第1实施例中的餐具清洗机的电机驱动装置方框图。如图1中所示，来自交流电源1的交流电力加到整流电路2上，变换成直流电压，变频器电路3再将直流电压变换成3相交流电压来驱动电机4。在整流电路2中，全波整流电路20的直流输出端子之间串接有电容器21a、21b，电容器21a、21b的连接点与交流电源的一个输入端子相连接，构成直流倍压电路，从而提高施加到变频器电路3中的电压。变频器电路3的负电压一侧连接有电流检测装置5。通过检测在变频器电路3的3个相中的下臂中流过的电流，对变频器电路3的输出电流亦即电机4的各相电流进行检测。控制装置6用于从电流检测装置5的输出信号计算出变频器电路3的输出电流，从而在电机4上施加上与设定转速相对应的规定频率的规定电压，对电机4进行旋转驱动。通过将输出电流控制成与电机负载相对应的输出电流相位或无功电流，可以驱动电机4以设定的同步速度进行旋转。图2为变频器电路3的详细电路图，其中，6个晶体管和6个二极管构成了3相全波桥式变频器电路。为避免累述，这里只3个相臂中的1个相臂即U相臂30A进行描述。由绝缘栅双极晶体管(下面简称为IGBT)构成的上臂晶体管31a1与二极管32a1反向并联，构成一个并联电路；另外，由IGBT构成的下臂晶体管31a2和二极管32a2反向并联，也构成一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种餐具清洗机的电机驱动装置，其特征在于包括：交流电源；与所述交流电源相连的、将所述交流电源的交流电力变换成直流电力的整流电路；与所述整流电路相连的、将所述整流电路的直流电力变换成交流电力的变频器电路；与所述 变频器电路相连的电机，所述电机由所述变频器电路加以驱动、并用来驱动清洗泵或排水泵；与所述变频器电路相连的、检测所述变频器电路的输出电流的电流检测装置；和分别与所述电流检测装置和所述变频器电路相连的、通过所述电流检测装置的输出 信号对所述变频器电路进行脉宽调制控制、控制所述电机达到设定转速的控制装置，其中，所述变频器电路的输出电压和输出电流的相位或者无功电流被控制成规定值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木内光幸，铃木将大，中田秀树，吉冈包晴，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：实用新型
国别省市：JP[日本]