CN111418143A - 电机驱动装置和该电机驱动装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

为了实现本发明所要解决的课题，根据本发明的电机驱动装置，其特征在于，包括：直流端电容器，存储直流电；逆变器部，具有多个上端开关和多个下端开关，通过开关动作来将存储在所述直流端电容器的直流电转换为交流电，并将所述转换后的交流电输出到电机；分流电阻，检测流过所述直流端电容器的电流；以及控制部，控制所述逆变器部，以执行用于停止所述电机的动态制动，所述控制部控制所述逆变器部，以在执行所述动态制动之前逐渐增加流过所述下端开关的相电流。

Description

电机驱动装置和该电机驱动装置的控制方法
技术领域
本发明涉及一种执行动态制动的电机驱动装置和该电机驱动装置的控制方法，或涉及一种具有电机驱动装置的家用电器。
背景技术
电机驱动装置是用于驱动电机的装置，该电机包括进行旋转运动的转子和缠绕有线圈的定子。
电机驱动装置可以分为使用传感器的传感器型电机驱动装置和不具有传感器的无传感器(sensorless)型电机驱动装置。
在如上所述的电机驱动装置的类型中，无传感器型电机驱动装置由于降低制造成本等原因而被广泛使用，因此，进行了对无传感器型电机驱动装置的研究以有效地驱动电机。
另一方面，由于用户对快速进行程序和改善性能的期望，已经在洗衣机中进行了各种技术改变。
响应于此，除了从上方投放洗涤物的波轮式之外，滚筒式也已大量地上市，即使在波轮式的情况下，也从通过皮带来间接地传递电机的旋转力的方式，发展为更倾向于直接进行驱动的直接驱动(Direct Drive)方式，并且借助大幅度增加转速来改善脱水性能和实现快速脱水。
最近，为了减少洗衣机的耗电量，已经应用了将电机的驱动力通过齿轮部而传递至波轮或滚筒的技术。
然而，搭载了齿轮部的洗衣机具有在制动时产生噪声的问题。具体而言，搭载了齿轮部的洗衣机中，电机的旋转轴与转子衬套结合，在所述转子衬套和齿轮部之间设置有联轴器构件。例如，转子衬套的一个表面与联轴器构件的一个表面形成为彼此啮合。
此时，在转子衬套和联轴器构件之间或在齿轮部和联轴器构件之间产生有预定间隙(Gap)以使彼此啮合的部件之间良好地旋转。当电机执行制动时，由于所述间隙而导致转子衬套与联轴器构件彼此碰撞或联轴器构件与齿轮部彼此碰撞，因而可能会产生多次噪声。
尤其，为了减少洗衣机的耗电量而将齿轮部的齿轮比提高得越多时，由转子衬套产生的惯性与由波轮或滚筒产生的惯性之间的差会增加得越多，因此，由转子衬套与联轴器构件的碰撞或联轴器构件与齿轮部的碰撞引起的噪声可能会增大。
即，当转子衬套与联轴器构件发生碰撞或者联轴器构件与齿轮部发生碰撞时，可能会产生对洗衣机用户造成不便的噪声，存在可能会引起部件的故障的问题。
在上文中，以洗衣机为例说明了如上所述的问题，但是只要是包括电机且是对所述电机执行紧急制动或动态制动的装置，就会普遍存在如上所述的问题。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明所要解决的技术问题是，提供一种电机驱动装置和该电机驱动装置的控制方法，其在对电机执行紧急制动或动态制动时，能够使可能在直接或间接地连接于电机的构成要素之间产生的噪声最小。
另外，本发明的目的在于提供一种电机驱动装置和该电机驱动装置的控制方法，其能够防止直接或间接地连接于电机的构成要素因电机的动态制动而损坏。
另外，本发明的目的在于提供一种电机驱动装置和该电机驱动装置的控制方法，以在执行电机的动态制动时防止在直接或间接地连接于电机的构成要素之间产生噪声，并且防止过电流流入连接于逆变器的直流端电容器。
即，本发明的目的在于提供一种电机驱动装置和该电机驱动装置的控制方法，其在执行电机的动态制动时，能够防止在具有电机的装置中产生噪声，同时还可以获得具有电机的装置的安全性。
解决问题的技术方案
为了实现本发明所要解决的课题，根据本发明的一实施例的电机驱动装置，其特征在于，包括：直流端电容器，存储直流电；逆变器部，具有多个上端开关和多个下端开关，通过开关动作来将存储在所述直流链路电容器的直流电转换为交流电，并将所述转换后的交流电输出到电机；分流电阻，检测流过所述直流端电容器的电流；以及控制部，控制所述逆变器部，以执行用于停止所述电机的动态制动，所述控制部控制所述逆变器部，以在执行所述动态制动之前逐渐增加流过所述下端开关的相电流。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得所述下端开关的占空比从最小值增加到最大值为止。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得所述下端开关的占空比线性地增加。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，以在逐渐增加所述下端开关的占空比时所述占空比的增幅逐渐减小。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器，使得在所述下端开关从全闭状态转换为全开状态的过程中所述相电流逐渐增加。
在一实施例中，其特征在于，在产生了用于执行所述动态制动的控制命令时，所述控制部在第一时间间隔期间断开所有所述多个上端开关和多个下端开关。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得在经过所述第一时间间隔时流过所述下端开关的相电流的大小逐渐增加到基准值为止。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得在从所述下端开关开始逐渐增加的时间点起经过第二时间间隔时，将所述下端开关保持在全开状态，以使所述电机进行动态制动。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得在流过所述下端开关的相电流的大小达到基准值时，将所述下端开关保持在全开状态，以使所述电机进行动态制动。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得在由所述分流电阻检测出的电流值超过极限电流值时，将所述下端开关保持在全开状态，以使所述电机进行动态制动。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得如果在所述电机的转速为基准速度值以下时产生了用于执行所述动态制动的控制命令，则在执行所述动态制动之前逐渐增加流过所述下端开关的相电流。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得如果在所述电机的转速超过基准速度值时产生了用于执行所述动态制动的控制命令，则将所述逆变器部中包括的下端开关置于全闭状态。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部基于产生了用于执行所述动态制动的控制命令时的所述电机的转速，设定所述下端开关的初始占空比值。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，以在执行动态制动之前，所述下端开关的占空比从设定的初始占空比值开始逐渐增加到基准占空比值为止。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，以在执行动态制动之前，所述下端开关的占空比从设定的初始占空比值开始，在所述下端开关的每一个周期增加预定的占空比增幅。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得所述下端开关的占空比从设定了所述下端开关的占空比的初始占空比值开始增加，直到所述下端开关的相电流达到基准电流值为止。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得在执行动态制动之前，所述下端开关的占空比从设定的初始占空比值开始，在所述下端开关的每一个周期逐渐增加，并且所述占空比的增幅逐渐减小。
在一实施例中，其特征在于，在产生用于执行所述动态制动的控制命令时，如果所述电机的转速增加，则所述下端开关的初始占空比值减小。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部在流过所述下端开关的相电流的大小开始逐渐增加的时间点，检测与电机的转速有关的信息，
基于与检测到的转速有关的信息来设定所述第二时间间隔。
在一实施例中，其特征在于，还包括传感器，该传感器检测连接于所述电机而旋转的物体的重量，所述控制部基于由所述传感器检测到的重量来设定所述第一时间间隔。
在一实施例中，其特征在于，当由所述传感器检测到的重量增加时，所述第一时间间隔增加。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得在执行所述电机的动态制动之前，所述下端开关保持在接通状态的时间在所述下端开关的每一个周期而逐渐增加。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，使得在执行所述电机的动态制动之前，在所述下端开关的相电流上不会产生预定大小以上的脉冲。
另外，具有根据本发明的一实施例的电机驱动装置的衣物处理装置，其特征在于，包括：提供驱动力的电机；变速***，改变由所述电机产生的转矩；逆变器部，具有多个上端开关和多个下端开关，并通过开关动作来将交流电输出到所述电机；以及控制部，控制所述逆变器部，以执行用于停止所述电机的动态制动，所述控制部控制所述逆变器部，以在执行所述动态制动之前逐渐增加流过所述下端开关的相电流。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器，使得逐渐增加流过所述下端开关的相电流，以防止在执行所述电机的动态制动时所述变速***中包括的构成要素之间发生碰撞。
在一实施例中，其特征在于，所述变速***包括：多个轴；齿轮部，配置在所述多个轴中的第一轴和第二轴之间；以及联轴器，以能够移动的方式设置在所述多个轴中的任一个和电机之间。
另外，在具有根据本发明的一实施例的电机驱动装置的衣物处理装置具有波轮和洗涤桶，并包括：第一轴部，连接于所述波轮，电机，向所述衣物处理装置提供驱动力；衬套，设置在所述电机的转子；第二轴部，***设置于所述衬套；第三轴部，连接于所述衣物处理装置的洗涤桶；齿轮部，设置在所述第一轴部和所述第二轴部之间，并改变由所述电机产生的转矩；联轴器，以能够上下移动的方式设置在所述转子和所述第三轴部之间；逆变器部，具有多个上端开关和多个下端开关，并通过开关动作来将交流电传递给所述电机；以及控制部，控制所述逆变器部，以执行用于停止所述电机的动态制动，并控制所述衣物处理装置的动作。
尤其，根据本发明的电机驱动装置控制所述逆变器部，以在执行所述动态制动之前逐渐增加流过所述下端开关的相电流。
在一实施例中，其特征在于，所述控制部控制所述逆变器部，以在执行所述动态制动之前逐渐增加流过所述下端开关的相电流，使得在产生用于终止所述衣物处理装置的脱水程序的控制命令时，所述联轴器和所述衬套之间的碰撞最小。
发明效果
根据本发明的电机驱动装置，在执行电机的动态制动时逐渐增加与电机连接的逆变器的相电流，从而可以使可能在直接或间接地连接于电机的构成要素之间产生的噪声最小。
另外，根据本发明的电机驱动装置，在执行电机的动态制动时逐渐增加逆变器的占空比，从而可以使直接或间接地连接于电机的构成要素之间的碰撞力最小。
另外，根据本发明的电机驱动装置，当执行电机的动态制动时，使可能在直接或间接地连接于电机的构成要素之间产生的噪声最小，并且限制流入连接于逆变器的直流端电容器的电流的大小，从而获得了能够确保具有电机的装置的安全性的效果。
另外，根据本发明的电机驱动装置，在执行电机的动态制动时，使直接或间接地连接于电机的构成要素之间的碰撞力最小，从而能够防止直接或间接地连接于电机的构成要素的故障。
另外，根据本发明的电机驱动装置，当执行电机的动态制动时逐渐增加逆变器的相电流，以防止在所述相电流产生脉冲，并且获得了能够更稳定地制动电机的效果。
附图说明
图1是根据本发明的电机驱动装置的电路图。
图2是表示搭载齿轮部的洗衣机的构成要素的框图。
图3是表示与齿轮部连接的部件的概念图。
图4是表示根据本发明的一实施例的电机驱动装置的控制方法的流程图。
图5是表示根据本发明的电机驱动装置的逆变器中包括的开关的动作状态的曲线图。
图6a是表示对电机执行一般的动态制动时的逆变器的相电流变化的曲线图。
图6b是表示对电机执行根据本发明的一实施例的动态制动时的逆变器的相电流变化的曲线图。
图6c是表示对电机执行根据本发明的另一实施例的动态制动时的逆变器的相电流变化的曲线图。
图7是表示根据本发明的另一实施例的电机驱动装置的控制方法的流程图。
图8是表示根据本发明又一实施例的电机驱动装置的控制方法的流程图。
图9是表示根据本发明又一实施例的电机驱动装置的控制方法的流程图。
图10是表示根据本发明又一实施例的电机驱动装置的控制方法流程图。
图11是表示根据本发明又一实施例的电机驱动装置的控制方法的流程图。
图12是表示在应用根据本发明的电机驱动装置的控制方法时的电机驱动装置的控制部的温度变化的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细说明本说明书公开的实施例，应该注意的是，本说明书中使用的技术术语仅用于描述特定实施例，并非旨在限制本说明书公开的技术思想。另外，除非在说明书中另外定义，否则在本说明书中使用的技术术语应被解释为本说明书中公开的技术所属领域的普通技术人员通常理解的含义，不应解释为过于包容性的含义或过于缩小的含义。
参照图1，电机驱动装置100可以包括电机部110、逆变器部120、整流部130、输入电源部140、输入部150、输出部160以及控制部180中的至少一个。
具体而言，电机部110可以是用于使洗衣机的波轮旋转的电机。另外，电机部110也可以是用于使洗衣机的滚筒旋转的电机。例如，所述电机部110可以是三相电机。
另外，整流部130可以从输入电源部140接收输入电源，并对接收到的输入电源进行整流，转换为直流电压的形式。即，可以从整流部130输出预定电平的直流电压。
如图1所示，整流部130的两端与直流端电容器Cap连接，所述直流端电容器可以对从整流部130输出的直流电压进行平滑化并存储。在一实施例中，直流端电容器Cap可以是直流支撑电容器(DC Link Capacitor)。
这种利用直流支撑电容器被平滑化的直流电压可以传递给逆变器部120。
逆变器部120可以包括多个开关。更详细地，当电机部110是三相电机时，逆变器部120可以包括分别对应于每个相的一对开关。即，逆变器部120可以包括第一至第六开关S1、S2、S3、S4、S5、S6。例如，开关主要使用MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等。
参照图1，第一至第三开关S1、S2、S3的集电极可以连接至直流支撑电容器Cap的一端，第四至第六开关S4、S5、S6的发射极可以连接至所述直流支撑电容器的另一端。
此时，逆变器中包括的多个开关可以根据安装位置被分类为上端开关和下端开关。根据这种分类，第一至第三开关S1、S2、S3被定义为上端开关，第四至第六开关S4、S5、S6被定义为下端开关。
逆变器部120可以将利用直流支撑电容器所传递的直流电压转换为三相交流电，并将该三相交流电施加到电机部110。这种逆变器部120定义为三电平逆变器(3levelinverter)。
在逆变器部120和直流支撑电容器之间可以设置有分流电阻Rs。所述分流电阻用于检测电机部110的相电流。
在整流部130和输入电源部140之间可以设置有电抗器Lre。所述电抗器可以由电感器形成，并在将输入电源施加到整流部130时，稳定可能会在整流部130产生的浪涌电流对变压器的冲击。
另一方面，控制部180将控制三电平逆变器的逆变器控制信号输出到逆变器部120。在此，逆变器控制信号通常可以是脉宽调制(Pulse Width Modulation；PWM)控制信号。所述PWM控制信号可以包括用于调整逆变器中包括的开关的占空比(Duty Ratio)的控制信号。
占空比通常是指作为在预定的时间间隔内开关处于接通(On)状态的时间的比率的接通占空比(On Duty Ratio)。
即，占空比的最大值为100％，占空比的最小值为0％。
另外，将开关的占空比设定为最大值的情况定义为开关的全开(Full On)模式，将开关的占空比设定为最小值的情况定义为开关的全闭(Full Off)模式。
即，开关可以根据由控制部180设定的开关的占空比值来改变开关在一个周期内保持在接通状态的时间和保持在断开状态的时间。此时，将开关在所述开关的一个周期内持续地保持在接通状态的方式定义为开关的全开状态，将开关在所述开关的一个周期内持续地保持在断开状态的方式定义为开关的全闭状态。
另外，控制部180还可以包括存储器(未示出)，该存储器存储用于控制逆变器控制装置的数据。
输入部150可以接收与电机部110的运行、逆变器部120的运行有关的用户输入。另外，当施加用户输入时，输入部150可以将与所述施加的用户输入相对应的信号传递给控制部180。
另外，输出部160从控制部180接收预定的信号，并可以根据接收到的信号来进行动作。具体而言，所述输出部160可以包括输出元件诸如发光二极管、LED、OLED、蜂鸣器。
以下，在图2中，对搭载齿轮部的洗衣机的构成要素中的一部分进行说明。
作为参考，在图2中，以波轮式洗衣机作为基准进行了说明，但是本发明不限于此，也可以应用于滚筒式洗衣机。
如图2所示，齿轮部203可以配置在电机中设置的构成要素和波轮201之间。
具体而言，在波轮201的中心部连接有第一轴部202，所述波轮201和第一轴部202一起旋转。
电机部110可以包括转子206、定子210以及壳体211。转子206可以通过由定子210形成的磁场而旋转。
在转子206的中心部设置有衬套205(Bush)，在所述衬套205可以***设置有第二轴部204。即，转子206、衬套205以及第二轴部204一起旋转。
另外，在第二轴部204和第一轴部202之间设置有齿轮部203。即，齿轮部203可以分别连接至第一轴部202和第二轴部204。
此时，齿轮部203可以设置成与形成在第一轴部202和第二轴部204的内表面的锯齿部(未示出)啮合。
作为参考，第一和第三轴部202、204定义为洗涤轴。
第一轴部202、齿轮部203以及第二轴部204可旋转地设置在第三轴部208的内部，在所述第三轴部208的上端部可以结合有洗涤桶209。第三轴部208的下端部可以设置成与衬套205的顶面隔开预定间隔。
作为参考，第三轴部208定义为脱水轴。
另外，在第三轴部208和衬套205之间配置有联轴器207。在一实施例中，联轴器207可以设置成能够上下移动。即，联轴器207可以移动到上部以限制第三轴部208，从而仅使第一和第二轴部旋转，或者可以移动到下部，以将转子206的旋转力传递到第一至第三轴部，从而使第一至第三轴部同时旋转。
在图3中，说明与齿轮部203连接的部件。
参照图3，在衬套205和联轴器207之间可能存在预定间隔的间隙。当利用这种间隙执行电机的制动时，衬套205和联轴器207相互碰撞，因此存在可能多次产生噪声的问题。
具体而言，由于转矩波动，第三轴部208和第二轴部204之间产生相对速度差，并且速度差会改变联轴器207相对于衬套205或第三轴部208的接触状态。
即，由于应用齿轮部203，洗涤轴中包括的第一和第二轴部的惯性小于脱水轴中包括的第三轴部的惯性，因此，当电机制动时，联轴器207和衬套205之间发生碰撞，并由于所述碰撞而产生噪声。
作为参考，图2和图3所示的洗衣机的构成要素根据洗衣机的程序而动作的实施例如下。
当在将洗涤物和洗涤水供应到洗涤桶之后开始洗涤程序时，随着向定子210施加电源，在定子中产生磁场，并且转子206通过所述定子210的磁场而旋转。
转子206的旋转力传递给衬套205，传递给所述衬套的旋转力被传递到第二轴部204。此时，所述联轴器207移动到上部，联轴器的凸起部从形成于衬套205的槽被释放，因此转子206的旋转力仅传递给第二轴部204。
第二轴部204的转数在齿轮部203以预定的齿轮比减小，第一轴部202和波轮201以减小的转数进行低速旋转并执行洗涤程序。
在这种洗涤程序完成之后，执行漂洗程序，当所述漂洗程序完成时，为了使洗涤物中包含的水分最少，将进行脱水程序。
在脱水程序中，联轴器207移动到下部，由此，联轴器207的凸起部被***到形成于衬套205的槽。即，联轴器207的一个表面和衬套205的一个表面彼此啮合。
此时，由于转子206的旋转力被传递至第一至第三轴部，因此使连接于第一和第二轴部的波轮201以及连接于第三轴部的洗涤桶209同时高速旋转。
通过这种洗涤程序、漂洗程序以及脱水程序来对洗涤物进行洗涤，而最近，在脱水程序之后，有时还另外增加烘干程序。
为了解决上述提及的问题，在下文中，说明根据本发明的电机驱动装置的控制方法。
参照图4，电机驱动装置的控制部180可以产生用于对电机执行动态制动的控制命令(S401)。
具体而言，当电机驱动装置设置于洗衣机时，如果判断为洗衣机的洗涤程序、漂洗程序以及脱水程序中的任一个终止，则控制部180可以产生用于执行动态制动的控制命令。
另外，当满足要求洗衣机紧急停止的条件，例如在执行洗涤程序、漂洗程序以及脱水程序的期间洗衣机的门被打开时，控制部180可以产生用于执行动态制动的控制命令。
当产生用于执行动态制动的控制命令时，控制部180可以检测电机的转速(S402)。即，控制部180可以检测在产生了用于执行动态制动的控制命令时的电机的转速。
控制部180可以将检测到的速度和基准速度值进行比较(S403)。
如果检测到的速度大于基准速度值，则控制部180为了执行动态制动，可以使逆变器部120的下端开关S4、S5、S6置于全开状态，并且使上端开关S1、S2、S3置于全闭状态(S404)。
即，当产生了用于执行动态制动的控制命令时的电机的转速大于基准速度值时，控制部180可以使电机立即执行动态制动。
例如，基准速度值可以是600RPM。
在另一例中，基准速度值可以根据用户的设定而改变。
在另一例中，控制部180可以根据洗涤条件来设定基准速度值。此时，洗涤条件可以包括与放入洗涤桶内的衣物的重量、装入洗涤桶内的洗涤水的重量、洗涤桶内的温度以及洗涤桶内的湿度中的至少一项有关的条件。
在另一例中，控制部180可以基于与直流支撑电容器Cap的容量有关的信息来设定基准速度值。
另一方面，如果在检测电机的转速的步骤(S402)中检测到的速度小于基准速度值，则控制部180为了执行冗余制动，可以使包括在逆变器部120的所有开关S1、S2、S3、S4、S5、S6置于全闭状态(S405)。
具体而言，控制部180可以从产生了用于执行动态制动的控制命令的时间点起在第一时间间隔期间使包括在逆变器部120的所有开关置于全闭状态。
例如，所述第一时间间隔可以设定为100ms。
在另一例中，第一时间间隔可以根据用户的设定而改变。
在另一例中，控制部180可以基于洗涤条件来设定第一时间间隔。与改变第一时间间隔有关的实施例将在图7中更详细地进行说明。
此后，控制部180可以逐渐增加逆变器部120的下端开关S4、S5、S6的占空比(S406)。
具体而言，控制部180可以逐渐增加下端开关S4、S5、S6的占空比直至达到基准占空比值为止。
即，每当经过下端开关的一个周期时，控制部180就可以增加占空比。在这种情况下，在下端开关的每一个周期，所述下端开关保持在接通状态的时间可以逐渐增加。
换言之，控制部180可以在执行动态制动之前控制逆变器部120，以逐渐增加流过所述下端开关的相电流。
控制部180可以控制逆变器部120，使得在下端开关从全闭状态转换为全开状态的过程中下端开关的占空比逐渐增加。
在一例中，控制部180可以将下端开关S4、S5、S6的占空比从最小值逐渐增加到最大值为止。
在另一例中，控制部180可以线性地增加下端开关S4、S5、S6的占空比。
在另一例中，控制部180可以非线性地增加下端开关S4、S5、S6的占空比。
在另一例中，控制部180可以控制下端开关S4、S5、S6，使得所述下端开关的占空比的增幅逐渐增加。
在另一例中，控制部180可以控制下端开关S4、S5、S6，使得所述下端开关的占空比的增幅逐渐减小。
另一方面，控制部180可以控制逆变器部120，使得流过下端开关S4、S5、S6的相电流的大小逐渐增加至基准电流值为止。
当逐渐增加占空比的步骤(S406)完成时，控制部180可以将下端开关置于全开状态(S407)。
如上所述，随着下端开关的占空比逐渐增加，下端开关的占空比最终达到基准占空比值或最大占空比值。另外，由于在使逆变器部120的所有开关置于全闭状态的步骤(S405)中上端开关已经处于全闭状态，因此当下端开关处于全开状态时，执行电机的动态制动。
在一实施例中，在占空比逐渐增加的期间，控制部180可以监视逆变器部120的相电流，当相电流的大小达到基准值时，可以将下端开关S4、S5、S6置于全开状态，以对电机部110执行动态制动。
作为参考，在本发明的说明中，将使逆变器部120的下端开关S4、S5、S6置于全闭状态的方式定义为动态制动。
另外，在本发明的说明中，将使逆变器部120的上端开关S1、S2、S3和下端开关S4、S5、S6全部置于全闭状态的方式定义为冗余制动。
另外，在本发明的说明中，在将逆变器部120的下端开关S4、S5、S6从全闭状态转换为全开状态时逐渐增加所述下端开关的占空比的方式定义为中间制动。
参照图5，示出了当控制部180执行如上所述的制动方法时逆变器部120的U相电流的变化。作为参考，图5的U(+)表示与上端开关S1、S2、S3中的U相相对应的开关，U(－)表示与下端开关S4、S5、S6中的U相相对应的开关。
当具有电机的装置的一般运转(S501)终止时，控制部180可以产生用于执行动态制动的控制命令。
控制部180为了在进入动态制动之前执行冗余制动(S502)，可以将上端开关和下端开关全部置于全闭状态。
当冗余制动完成时，控制部180可以使下端开关的占空比逐渐增加(S503)。
参照图5，当控制部180逐渐增加下端开关的占空比时，每当经过开关的一个周期，就可以增加开关保持在接通状态的时间。
当逐渐增加占空比的步骤(S503)完成时，控制部180为了执行动态制动(S503)，可以使上端开关保持在全闭状态，而使下端开关保持在全开状态。
图6a至图6c是用于比较不执行冗余制动和中间制动的现有技术的制动方法和根据本发明的制动方法的曲线图。在图6a至图6c中，为了进行比较，对在逆变器部120的三相中流过U相的电流进行了比较。
如图6a所示，当产生了用于执行动态制动的控制命令时，如果立即执行电机的动态制动，则设置于电机的转子的衬套和形成为与所述衬套啮合的联轴器相互碰撞。由此，可以确认在执行动态制动的时间点ta在U相电流产生脉冲(impulse)601的情况。
另外，可以看出，q轴电流快速波动(602a)，并且即使是在快速波动之后也会持续地发生波动(603a)。
相反，图6b示出了如下情况下的U相电流的变化，即在电机的转速为270RPM时产生用于执行动态制动的控制命令，以在执行动态制动之前依次执行冗余制动和中间制动。
即，参照图6b，可以看出，从产生用于执行动态制动的控制命令的时间点tb起，U相电流缓慢地增加。
参照图6b，当在执行动态制动之前执行冗余制动和中间制动时，与图6a的q轴电流的变化相比，图6b的q轴电流的变化相对缓慢地波动(602b)，在波动之后，q轴电流的值保持不变(603b)。
另外，图6c示出了如下情况下的U相电流的变化，即在电机的转速为600RPM时产生用于执行动态制动的控制命令，以在执行动态制动之前依次执行冗余制动和中间制动。
同样地，可以看出，与图6a的q轴电流的变化相比，图6c的q轴电流的变化相对缓慢地波动(602c)，在波动之后，q轴电流的值保持不变(603c)。
另一方面，当比较图6b和图6c时，图6c的q轴电流的变化(602c)结束为止所需的时间比图6b的q轴电流的变化(602b)结束为止所需的时间更长。
图7示出了与调整冗余制动的保持时间有关的一实施例。
作为参考，图7所示的流程图是在执行了图4的比较步骤(S403)之后可以执行的过程。
如图7所示，当检测到的速度值小于基准速度值时，控制部180可以控制传感器(未示出)以检测连接于电机的旋转对象的重量(S701)。
假设电机驱动装置设置于洗衣机，则由于洗衣机具有用于检测放入洗涤桶的衣物的重量和流入洗涤桶的洗涤水的重量中的至少一种的传感器，因此电机驱动装置的控制部180可以从所述传感器接收与检测到的重量有关的信息。
另外，控制部180可以基于与检测到的重量有关的信息来设定第一时间间隔(S702)。即，控制部180可以基于与检测到的重量有关的信息来设定作为保持冗余制动的时间的第一时间间隔。
具体而言，控制部180可以随着检测到的重量的增加而增加第一时间间隔。
如上所述，当设定了第一时间间隔时，控制部180可以在已经设定的第一时间间隔期间将包括在逆变器部120的所有开关置于全闭状态(S703)。
当经过了第一时间间隔时，控制部180可以控制逆变器，使得流过下端开关的相电流的大小逐渐增加到基准值为止(S704)。
随着相电流达到基准值，控制部180可以将下端开关置于全开状态(S705)。
图8示出了在逐渐增加占空比的过程中用于确保电机驱动装置的安全性的保护过程。
作为参考，图8所示的流程图是可以在执行图4的将逆变器部120的所有开关置于全闭状态的步骤(S405)之后，或者执行图7的在第一时间间隔期间将逆变器部120的所有开关置于全闭状态的步骤(S703)之后执行的过程。
如图8所示，当完成将逆变器部120的所有开关置于全闭状态的冗余制动时，控制部180可以逐渐增加逆变器部120的下端开关S4、S5、S6的占空比(S801)。
此后，控制部180可以对流过直流支撑电容器的直流端电流和极限电流值进行比较，或者对下端开关的占空比和基准占空比值进行比较(S802)。
具体而言，当逆变器部120的下端开关的占空比开始增加时，控制部180可以检测流过直流支撑电容器的直流端电流。此时，控制部180可以使用电机驱动装置中包括的分流电阻Rs来检测流过直流支撑电容器的直流端电流。
在一实施例中，极限电流值可以根据控制部180的规格来设定。例如，所述规格可以包括：直流支撑电容器的容量、与控制部180的极限温度有关的信息。即，基准电流值可以在能够保障控制部180的安全性的范围内进行设定。
另一方面，尽管未在图8中示出，但是控制部180也可以检测施加到直流支撑电容器的两端的直流端电压。即，电机驱动装置可以包括单独的电压检测部(未示出)，以检测施加到直流支撑电容器的两端的直流端电压。另外，控制部180还可以使用分流电阻来检测流过直流支撑电容器的电流，并且利用检测到的电流来检测直流端电压。当检测直流端电压时，控制部180可以对检测到的直流端电压和极限电压值进行比较。
例如，极限电压值可以设定为400V。
当检测到的直流端电流超过极限电流值时，或者下端开关的占空比达到基准占空比值时，控制部180可以控制逆变器部120，以使下端开关S4、S5、S6置于全开状态(S803)。
具体而言，在下端开关的占空比开始逐渐增加之后，即使占空比没有达到基准占空比值，只要直流端电流超过基准电流值，控制部180就可以通过将下端开关的占空比增加到最大值来将下端开关置于全开状态。
即，在图4和图7所示的多个实施例中，在逐渐增加下端开关的占空比的中间制动步骤(S406、S704)完成之后进入将下端开关置于全开状态的动态制动步骤(S407、S705)，而与上述多个实施例不同，在根据图8所示的实施例的控制部180中，即使中间制动步骤(S801)没有完成，只要直流端电流超过基准电流值，就能够将下端开关置于全开状态，以进入动态制动步骤(S803)。
如此，通过执行对直流端电流和基准电流值进行比较的步骤(S802)，由此，根据本发明的电机驱动装置的控制部180可以防止过电流流入直流支撑电容器。
图9示出了在逐渐增加占空比的过程中用于确保电机驱动装置的安全性的保护过程。
作为参考，图9所示的流程图是可以在执行了图4中将逆变器部120的所有开关置于全闭状态的步骤(S405)之后，或者在执行了图7中在第一时间间隔期间将逆变器部120的所有开关置于全闭状态的步骤(S703)之后执行的过程。
如图9所示，当将逆变器部120的所有开关置于全闭状态的冗余制动完成时，控制部180可以逐渐增加逆变器部120的下端开关S4、S5、S6的占空比(S901)。
此后，控制部180可以判断从下端开关的占空比开始逐渐增加的时间点起是否经过了第二时间间隔，或者可以对下端开关的占空比和基准占空比值进行比较(S902)。
具体而言，当逆变器部120的下端开关的占空比开始增加时，控制部180可以通过驱动计时器来周期性地检测与从下端开关的占空比开始增加的时间点起经过的时间有关的信息。此时，检测与经过的时间有关的信息的周期可以等于计时器的单位时间，或者可以设定为短于所述单位时间。
在一实施例中，第二时间间隔可以通过控制部180的规格来设定。即，第二时间间隔可以在能够保障控制部180的安全性的范围内设定。
当从下端开关的占空比开始逐渐增加的时间点起经过了第二时间间隔时，或者下端开关的占空比达到基准占空比值时，控制部180可以控制逆变器部120，以使下端开关S4、S5、S6置于全开状态(S903)。
具体而言，即使占空比没有达到基准占空比值，只要下端开关的占空比在开始逐渐增加之后经过第二时间间隔，控制部180就可以通过将下端开关的占空比增加到最大值来将下端开关置于全开状态。
即，在图4和图7所示的多个实施例中，在逐渐增加下端开关的占空比的中间制动步骤(S406、S704)完成之后，进入将下端开关置于全开状态的动态制动步骤(S407、S705)，而与上述多个实施例不同，在根据图8所示的实施例的控制部180中，即使中间制动步骤(S901)没有完成，只要从中间制动步骤(S901)开始执行的时间点起经过了第二时间间隔，就能够将下端开关置于全开状态，以进入动态制动步骤(S903)。
如此，通过限制中间制动步骤(S901)的执行时间，由此，根据本发明的电机驱动装置的控制部180能够防止过电流流入直流支撑电容器。
另一方面，控制部180可以判断中间制动步骤(S901)的执行时间是否经过了第二时间间隔(S902)，同时判断直流端电流是否超过基准电流值(S802)。
即，如果检测到的直流端电流超过基准电流值，或者中间制动的执行时间超过第二时间间隔，或者下端开关的占空比达到基准占空比值，则控制部180可以进入动态制动步骤。
如上所述，在执行中间制动步骤的过程中，还可以同时应用多种保护算法，以防止由于下端开关处于接通状态时产生的反电动势而导致直流端电流过度增加。
当应用多种保护算法时，即使在通过分流电阻而检测到的电流值中包含错误，或者计时器的动作发生错误，也能够确保电机驱动装置的驱动安全性。
图10示出了与逐渐增加占空比的中间制动方法有关的一实施例。
作为参考，图10所示的流程图是可以在执行了图4中将逆变器部120的所有开关置于全闭状态的步骤(S405)之后，或者在执行了图7中在第一时间间隔期间将逆变器部120的所有开关置于全闭状态的步骤(S703)之后执行的过程。
另外，可以对图10所示的实施例追加应用图8和图9的保护算法中的至少一种是显而易见的。
如图10所示，当将逆变器部120的所有开关置于全闭状态的冗余制动完成时，控制部180可以逐渐增加逆变器部120的下端开关S4、S5、S6的占空比(S1001)。
此后，控制部180可以检测电机在下端开关的占空比开始逐渐增加的时间点的转速(S1002)。BLDC电机的情况下，控制部180检测电机的转速的方法是公知技术，因此，在本说明书中省略其说明。
另外，控制部180可以基于检测到的转速来设定第二时间间隔(S1003)。
控制部180可以判断从下端开关的占空比开始逐渐增加的时间点起是否经过了设定的第二时间间隔，或者可以对下端开关的占空比和基准占空比值进行比较(S1004)。
具体而言，当逆变器部120的下端开关的占空比开始增加时，控制部180可以通过驱动计时器来周期性地检测与从下端开关的占空比开始增加的时间点起经过的时间有关的信息。此时，检测与经过的时间有关的信息的周期可以等于计时器的单位时间，或者可以设定为短于所述单位时间。
如果从下端开关的占空比开始逐渐增加的时间起经过了第二时间间隔，或者下端开关的占空比达到基准占空比值，则控制部180可以控制逆变器部120，以使下端开关S4、S5、S6置于全开状态(S1005)。
在一实施例中，在下端开关的占空比开始增加的时间点，电机的转速越大，则控制部180就可以将第二时间间隔设定得越小。
即，随着下端开关的占空比开始增加的时间点的电机的转速增加，第二时间间隔可以减小。
图11示出了与逐渐增加占空比的中间制动方法有关的一实施例。
作为参考，图11所示的流程图是可以在执行图10中检测电机在下端开关的占空比开始逐渐增加的时间点的转速的步骤(S1002)之后执行的过程。
另外，可以对图11所示的实施例追加应用图8和图9的保护算法、以及图10的算法中的至少一种是显而易见的。
如图11所示，控制部180可以基于在产生了用于执行动态制动的控制命令的时间点检测到的电机的转速，设定下端开关的初始占空比值(S1101)。
具体而言，在逐渐增加下端开关的占空比的过程中，控制部180可以在每经过开关的一个周期时逐渐增加开关的占空比。此时，控制部180可以基于检测到的速度来设定增加下端开关的占空比的第一周期的占空比值。
例如，当检测到的速度为270RPM时，初始占空比值可以设定为50％。
此后，控制部180可以控制逆变器部120，使得下端开关S4、S5、S6的占空比从设定的初始占空比值逐渐增加至基准占空比值为止(S1103)。
例如，当检测到的速度为100RPM时，初始占空比值可以设定为20％。
尽管未在图11中示出，但是控制部180也可以根据设定的初始占空比值来设定占空比的增幅。
例如，控制部180可以将设定的初始占空比值与占空比的最大值之间的差除以预定的次数来设定增幅。当以上述方式设定增幅时，即使初始占空比值改变，用于逐渐增加占空比所需的时间也会保持不变。
在另一例中，控制部180还可以随着设定的初始占空比值的增加而增加增幅。当以上述方式设定增幅时，随着设定的初始占空比值增加，用于逐渐增加占空比所需的时间会减少。
图12是表示当应用根据本发明的电机驱动装置的控制方法时，控制部180中包括的IPM(Intelligent Power Module：智能功率模块)的温度变化的曲线图。
如图12所示，可以看出，执行根据本发明的动态制动方法时的IPM的温度比执行现有技术的动态制动方法时的IPM的温度降低。
在根据本发明的电机驱动装置中，可以在执行电机的动态制动时，逐渐增加与电机连接的逆变器的相电流，从而使可能在直接或间接地连接于电机的构成要素之间产生的噪声最小。
另外，在根据本发明的电机驱动装置中，当执行电机的动态制动时，可以通过逐渐增加逆变器的占空比来使直接或间接地连接于电机的构成要素之间的碰撞力最小。
另外，根据本发明的电机驱动装置，当执行电机的动态制动时，通过使可能在直接或间接地连接于电机的构成要素之间产生的噪声最小，并且限制流入连接于逆变器的直流端电容器的电流的大小，从而获得了能够确保具有电机的装置的安全性的效果。
另外，在根据本发明的电机驱动装置中，在执行电机的动态制动时，使直接或间接地连接于电机的构成要素之间的碰撞力最小，从而可以防止直接或间接地连接于电机的构成要素的故障。
另外，在根据本发明的电机驱动装置中，在执行电机的动态制动时逐渐增加逆变器的相电流，从而防止在所述相电流产生脉冲，并且获得了能够更稳定地制动电机的效果。

Claims (20)

1.一种电机驱动装置，其特征在于，包括：
直流端电容器，存储直流电；
逆变器部，具有多个上端开关和多个下端开关，通过开关动作来将存储在所述直流端电容器的直流电转换为交流电，并将所述转换后的交流电输出到电机；
分流电阻，检测流过所述直流端电容器的电流；以及
控制部，控制所述逆变器部，以执行用于停止所述电机的动态制动，
所述控制部控制所述逆变器部，以在执行所述动态制动之前逐渐增加流过所述下端开关的相电流。
2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，使得所述下端开关的占空比从最小值增加到最大值为止。
3.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，使得所述下端开关的占空比线性地增加。
4.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，以在逐渐增加所述下端开关的占空比时所述占空比的增幅逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，使得在所述下端开关从全闭状态转换为全开状态的过程中所述相电流逐渐增加。
6.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，
在产生了用于执行所述动态制动的控制命令时，所述控制部在第一时间间隔期间断开所有所述多个上端开关和多个下端开关。
7.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，使得在经过了所述第一时间间隔时流过所述下端开关的相电流的大小逐渐增加到基准值为止。
8.根据权利要求7所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，使得在从所述下端开关开始逐渐增加的时间点起经过第二时间间隔时，将所述下端开关保持在全开状态，以使所述电机进行动态制动。
9.根据权利要求7所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，使得在流过所述下端开关的相电流的大小达到基准值时，将所述下端开关保持在全开状态，以使所述电机进行动态制动。
10.根据权利要求7所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，使得在由所述分流电阻检测出的电流值超过极限电流值时，将所述下端开关保持在全开状态，以使所述电机进行动态制动。
11.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，使得如果在所述电机的转速为基准速度值以下时产生了用于执行所述动态制动的控制命令，则在执行所述动态制动之前逐渐增加流过所述下端开关的相电流。
12.根据权利要求11所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，使得如果在所述电机的转速超过基准速度值时产生了用于执行所述动态制动的控制命令，则将所述逆变器部中包括的下端开关置于全闭状态。
13.根据权利要求7所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部基于产生了用于执行所述动态制动的控制命令时的所述电机的转速，设定所述下端开关的初始占空比值。
14.根据权利要求13所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，以在执行动态制动之前，所述下端开关的占空比从设定的初始占空比值开始逐渐增加到基准占空比值为止。
15.根据权利要求13所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，以在执行动态制动之前，所述下端开关的占空比从设定的初始占空比值开始，在所述下端开关的每一个周期增加预定的占空比增幅。
16.根据权利要求15所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，使得所述下端开关的占空比从设定了所述下端开关的占空比的初始占空比值开始增加，直到所述下端开关的相电流达到基准电流值为止。
17.根据权利要求13所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部控制所述逆变器部，使得在执行动态制动之前，所述下端开关的占空比从设定的初始占空比值开始，在所述下端开关的每一个周期逐渐增加，并且所述占空比的增幅逐渐减小。
18.根据权利要求13所述的电机驱动装置，其特征在于，
在产生用于执行所述动态制动的控制命令时，如果所述电机的转速增加，则所述下端开关的初始占空比值减小。
19.根据权利要求8所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述控制部在流过所述下端开关的相电流的大小开始逐渐增加的时间点，检测与电机的转速有关的信息，并基于与检测到的转速有关的信息来设定所述第二时间间隔。
20.根据权利要求6所述的电机驱动装置，其特征在于，
还包括传感器，该传感器检测连接于所述电机而旋转的物体的重量，
所述控制部基于由所述传感器检测到的重量来设定所述第一时间间隔。
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