TWI688711B - 振動控制裝置及應用該裝置之洗滌機 - Google Patents

振動控制裝置及應用該裝置之洗滌機 Download PDF

Info

Publication number
TWI688711B
TWI688711B TW107135160A TW107135160A TWI688711B TW I688711 B TWI688711 B TW I688711B TW 107135160 A TW107135160 A TW 107135160A TW 107135160 A TW107135160 A TW 107135160A TW I688711 B TWI688711 B TW I688711B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
linear actuator
current
vibration
inverter
thrust
Prior art date
Application number
TW107135160A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201903288A (zh
Inventor
法月邦彦
岩路善尚
中津川潤之介
馬飼野祐貴
Original Assignee
日商日立環球生活方案股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2016178554A external-priority patent/JP6673789B2/ja
Priority claimed from JP2017049348A external-priority patent/JP6725443B2/ja
Application filed by 日商日立環球生活方案股份有限公司 filed Critical 日商日立環球生活方案股份有限公司
Publication of TW201903288A publication Critical patent/TW201903288A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI688711B publication Critical patent/TWI688711B/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06Linear motors
    • H02P25/064Linear motors of the synchronous type
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/20Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/02Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)

Abstract

本發明之課題在於提供適切地抑制制振對象物的振動之低成本的制振裝置等。   本發明的解決手段之制振裝置(100),具備:被連接於制振對象物(G)的線性致動器(10),及驅動線性致動器(10)的反相器(40),檢測出被通電至線性致動器(10)的電流之電流檢測器(50),與藉著根據藉由電流檢測器(50)檢測出的電流,驅動反相器(40),而調整線性致動器(10)的推力之推力調整部(60)。藉此可以適切地抑制制振對象物(G)的振動。

Description

振動控制裝置及應用該裝置之洗滌機
本發明係關於控制對象物的振動之振動控制裝置等。
作為具備線性致動器的機器,例如在專利文獻1,記載了藉由線性致動器使汽缸內的活塞移動,壓縮氣體之線性壓縮機。
此外,在專利文獻2,記載了具備檢測出線性致動器的可動子的相對位置之位置感測器,與根據此位置感測器之檢測值等抑制對象物的振動之控制裝置之制振控制系統。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2003-214353號公報
[專利文獻2] 日本特開2010-78075號公報
專利文獻1所記載之技術,是為了使線性壓縮機的活塞在上死點與下死點之間無過度與不足地使其往復,而自動調諧線性致動器的馬達常數。總之,專利文獻1所記載的技術,即使改變各條件也使線性致動器的振幅為一定,不是使此振幅時時刻刻發生變化。
此外,在專利文獻2記載的技術,因為被設置了檢測線性致動器的可動子的相對位置之位置感測器,所以會招致製造成本的增加。
在此,本發明之課題在於提供適切地抑制對象物的振動的低成本的振動控制裝置等。
為了解決前述課題,本發明之特徵為具備:線性致動器,其係被連接於對象物的、反相器,其係驅動前述線性致動器的、電流檢測器,其係具備檢測出被通電至前述線性致動器的電流的電流檢測手段,以及推力調整部,其係根據藉由前述電流檢測器檢測出的電流,驅動前述反相器,調整前述線性致動器的推力。
根據本發明,可以提供適切地抑制對象物的振動的低成本的振動控制裝置等。
在以下之各實施型態,作為一例,說明藉由線性致動器10(參照圖1)控制洗滌機W(參照圖4)的振動的構成。
≪第1實施型態≫   圖1係振動控制裝置所具備的線性致動器10之縱剖面圖。
又,如圖1所示決定xyz軸。此外,在圖1,於x方向圖示線性致動器10的一半,但線性致動器10的構成係以yz平面為基準成對稱。
線性致動器10,藉由電樞之定子11,與延伸於z方向的板狀的可動子12之間的往z軸方向的磁性引力/斥力(亦即推力),使定子11與可動子12之相對位置在z方向上直線變化的致動器。如圖1所示,線性致動器10,被連接於洗滌機W(參照圖5)的外槽37(對象物)。具體而言,線性致動器10的可動子12,被連接於外槽37。
如圖1所示,線性致動器10,具備定子11與可動子12。定子11,具備電磁鋼板被層積於z方向的芯11a,與被捲繞於此芯11a的磁極齒T的卷線11b。
圖2為圖1之II-II線箭頭方向端面圖。又,在圖2,圖示的不是x方向之線性致動器10的一半(參照圖1),而是線性致動器10的全體。
如圖2所示,定子11與芯11a,具備環狀部S與磁極齒T, T。
環狀部S,在縱剖面視圖呈現環狀(矩形框狀),藉由此環狀部S構成磁路。一對磁極齒T, T,由環狀部S延伸於y方向內側,相互對向。又,磁極齒T, T之間的距離,比呈現板狀的可動子12的厚度更稍微長些。於磁極齒T, T,分別被捲繞著卷線11b。藉由對此卷線11b通電,定子11發揮電磁鐵的功能。
在圖1所示之例,於z方向(可動子12的移動方向),設有2對磁極齒T。此外,分別被捲繞於2對磁極齒T之卷線11b,成一根卷線,其兩端被連接於後述之反相器40(參照圖6)之輸出側。
圖2所示之可動子12,貫通呈現環狀的芯11a,延伸於z方向。此外,如圖1所示,可動子12,具備延伸於z方向的複數金屬板12a,與在z方向設特定的間隔被設置於金屬板12a的永久磁石121b, 122b, 123b。又,於1枚金屬板上貼附複數永久磁石亦可,此外,於1枚金屬板埋設複數永久磁石亦可。
圖1所示的永久磁石121b, 122b, 123b,於y方向上被磁化。更詳細地說明的話,於y方向的正側方向被磁化的永久磁石(例如,121b, 123b),與y方向的負側方向被磁化的永久磁石(例如,永久磁石122b),在z方向上交互配置。接著,藉由可動子12與作為電磁鐵發揮機能的定子11之引力/斥力,使z方向的推力作用於可動子12。又,所謂「推力」,是使可動子12與定子11的相對位置改變之力。
此外,作為永久磁石121b, 122b, 123b,最好使用釤(Sm)-鐵-氮系之永久磁石。永久磁石121b, 122b, 123b之原料的具體比例(%),例如為鐵約73%,釤(Sm)約24%,氮約3%。前述原料之中,稀土元素為釤(Sm)。
對此,從前的釹(Nd)磁石,多使用鐵約65%,釹(Nd)約28%,鏑(Dy)約5%,硼約2%之比例者。前述原料之中,稀土元素為釹(Nd)及鏑(Dy)。亦即,釤(Sm)-鐵-氮系之永久磁石121b, 122b, 123b,稀土類元素的比例比從前的釹(Nd)磁石更小,所以不易受到市場動向的影響,具有可安定供給的優點。
進而,釤(Sm)-鐵-氮系之永久磁石121b, 122b, 123b,與從前的釹(Nd)磁石或鐵酸鹽磁石不同,能夠混練於樹脂進行模具成形。亦即,比起從前的磁石,可以提高久磁石121b, 122b, 123b的加工精度,可縮小其尺寸的離散度。此外,模具成形時即使用原料的廢料也可以再利用,沒有原料的損失,可以削減製造成本。
圖3係具備線性致動器10的振動控制裝置100之立體圖。
振動控制裝置100,係具備前述之線性致動器10、彈簧20之電磁懸吊器,具有控制「對象物」之外槽37的振動(亦即洗滌機W的振動:參照圖5)的機能。
如圖3所示,線性致動器10的可動子12之一端,被連接於洗滌機W(參照圖5)的外槽37,另一端被連接於固定治具J。此外,線性致動器10的定子11雖未圖示,氮藉由其他固定治具(未圖示)限制其移動。亦即,洗滌機W的外槽37振動於z方向的話,伴此可動子12也在z方向往返,而使可動子12與定子11的相對位置改變。
彈簧20,是對定子11賦予彈性力的彈簧,中介於定子11與固定治具J之間。如圖3所示,可動子12,貫通定子11的同時,也貫通彈簧20。
圖4係具備振動控制裝置100的洗滌機W之立體圖。
又,振動控制裝置100,被設置於洗滌機W的內部(參照圖5),所以在圖4未圖示振動控制裝置100。
圖4所示的洗滌機W,是滾筒式洗滌機,此外也具有乾燥衣物的功能。洗滌機W,具備前述之振動控制裝置100(參照圖5)、底座31、筐體32、門33、操作/顯示面板34、與排水管H。
底座31,係支撐筐體32者。
筐體32,具備左右側板32a, 32a、前面蓋板32b、背面蓋板32c(參照圖5)、與上面蓋板32d。在前面蓋板32b的中央附近,被形成供投入取出衣物之用的圓形的投入口h1(參照圖5)。
門33,是設於前述投入口h1之可開閉的蓋。
操作/顯示面板34,是被設置電氣開關/操作開關/顯示器等的面板,被設置於上面蓋板32d。
排水管H,是供排出外槽37(參照圖5)的洗滌水之用的水管,被連接於外槽37。
圖5係具備振動控制裝置100的洗滌機W之縱剖面圖。
洗滌機W,除了前述構成以外,具備洗滌槽35、托板36、外槽37、驅動機構38、與送風單元39。
洗滌槽35,係收容衣物者,呈有底圓筒狀。洗滌槽35,被內包於外槽37,與此外槽37在同軸上自由旋轉地被軸撐著。於洗滌槽35的周壁及底壁,設有多數供通水/通風之用的貫通孔(未圖示)。此外,洗滌槽35的開口h2,與外槽37的開口h3一起鄰接於關閉狀態之門33。
又,於圖5所示之例,洗滌槽35的旋轉中心軸,以開口側變高的方式傾斜,但不限於此。亦即,洗滌槽35的旋轉中心軸,可為水平方向,此外亦可為鉛直方向。
托板36是在洗滌中/乾燥中使衣物抬高落下者,設置於洗滌槽35之內周壁。
外槽37,係進行洗滌水的貯留等之槽,呈有底圓筒狀。如圖5所示,外槽37,內包著洗滌槽35。於外槽37的左右,分別設置線性致動器10(定子11/可動子12)及彈簧20。又,在圖5,圖示著左右之線性致動器10之一方。
此外,於外槽37的底壁的最下部設有排水孔(未圖示),於此排水孔被連接著排水管H。接著,設於排水管H的排水閥(未圖示)在閉閥的狀態使洗滌水貯留於外槽37,此外,藉著使排水閥打開而使洗滌水排出。
驅動機構38,是使洗滌槽35旋轉的機構,設置於外槽37的底壁的外側。驅動機構38具備的馬達38b(參照圖7)的旋轉軸,貫通外槽37的底壁,被連結於洗滌槽35的底壁。
送風單元39,對洗滌槽35送入溫風,被配置於洗滌槽35的上側。送風單元39,具備加熱器(未圖示)及風扇(未圖示)。接著,以加熱器加熱的空氣,藉由風扇送入洗滌槽35。藉此,含水的衣物,在洗滌槽35內徐徐乾燥。
圖6係振動控制裝置100的構成圖。又,在圖6,圖示著左右2個線性致動器10之中的一方,省略另一方。此外,圖6所示的對象物G,是洗滌機W(參照圖5)的外槽37(參照圖5)。
振動控制裝置100,除了前述之構成(線性致動器10及彈簧20:參照圖3)以外,具備反相器40、電流檢測器50、推力調整部60。
反相器40,是把由整流電路F施加的直流電壓,根據來自推力調整部60的電壓指令V 變換為單相交流電壓,將此單向交流電壓施加於線性致動器10的卷線11b(參照圖2)之反相器。總之,反相器40,具有根據前述之電壓指令V ,驅動線性致動器10的功能。
又,對反相器40施加直流電壓的「直流電源」,構成為包含交流電源E、整流電路F。
圖7係包含振動控制裝置100具備的反相器40之構成圖。
又,在圖7,把左側的線性致動器記為「線性致動器10L」,把右側的線性致動器記為「線性致動器10R」。
圖7所示的整流電路F,是把由交流電源E施加的交流電壓變換為直流電壓的習知的倍電壓整流電路。如圖7所示,整流電路F,具備二極體D1~D4被橋接而成的二極體橋式電路F1,與被串聯連接的2個平滑電容器Ch。
接著,由二極體橋式電路F1施加的電壓(包含脈流的直流電壓),藉由平滑電容器Ch平滑化,產生相當於交流電源E的電壓的約略2倍的直流電壓。
整流電路F,透過正側的配線k1與負側的配線k2被連接於反相器40,同時也被連接於使洗滌槽35(參照圖5)旋轉的驅動機構38的反相器38a。又,驅動機構38,具備馬達驅動用反相器38a,與馬達38b。
反相器40,是把由前述之「直流電源」施加的直流電壓,變換為單相交流電壓,將此單向交流電壓施加於線性致動器10L, 10R的卷線11b(參照圖2)之三相全橋式反相器。
如圖7所示,反相器40,為具備開關元件S1, S2的第1分支,與具備開關元件S3, S4的第2分支,與具備開關元件S5, S6的第3分支被並聯連接的構成。作為這些開關元件S1~S6,例如可以使用IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor, 絕緣閘極雙極電晶體)。於開關元件S1~S6,分別有迴流二極體逆並聯地連接著。
此外,開關元件S1, S2的連接點,中介著配線k3,被連接於線性致動器10L的卷線11b(參照圖2)。總之,三相反相器40之對應於一個相的分支(leg),被連接於左側(一方)之線性致動器10L。
此外,開關元件S5, S6的連接點,中介著配線k5,被連接於線性致動器10R的卷線11b(參照圖2)。總之,三相反相器40之對應於一個相的其他分支(leg),被連接於右側(另一方)之線性致動器10L。
此外,開關元件S3, S4的連接點,中介著配線k4被連接於線性致動器10L的卷線11b(參照圖2)的同時,也中介著配線k4被連接於線性致動器10R的卷線11b。總之,3相反相器40之剩下的分支(leg),被連接於左側(一方)之線性致動器10L以及右側(另一方)之線性致動器10R。
如此,不是對應於左右之線性致動器10L, 10R分別設置反相器,而是使左右作為一個反相器40共通化,可以削減反相器40的成本。接著,藉著根據PWM(PulseWidthModulation,脈衝寬度調變)控制控制開關元件S1~S6的開/關,對線性致動器10L, 10R之卷線11b(參照圖2)施加單相交流電壓。
電流檢測器50,是檢測出被通電到線性致動器10L, 10R的電流者,設於配線k6。總之,藉由電流檢測器50,檢測出流至線性致動器10L, 10R的卷線11b(參照圖2)的電流。又,前述配線k6,是連接開關元件S2, S4, S6的射極,與反相器38a的輸入側之配線。
圖6所示的推力調整部60,雖未圖示,但構成為包含CPU(CentralProcessingUnit,中央處理單元)、ROM(ReadOnlyMemory,唯讀記憶體)、RAM(RandomAccessMemory,隨機存取記憶體)、各種介面等電子電路。接著,讀出被記憶於ROM的程式展開於RAM,而CPU執行各種處理。
推力調整部60,具有藉著根據藉由電流檢測器50檢測出的電流i,驅動反相器40,而調整線性致動器10的推力的功能。總之,推力調整部60,根據前述之電流i產生特定的電壓指令V ,根據此電壓指令V 切換開關元件S1~S6的開/關。稍後敘述詳細內容,但伴隨著外槽37(參照圖5)的振動,可動子12與定子11之相對位置也變化的話,推力調整部60會以抵銷此變化的方式調整線性致動器10的推力。
此處,簡單說明外槽37的振動(亦即洗滌機W的振動)。於洗滌/清洗/乾燥時,藉由圖5所示的驅動機構38使洗滌槽35低速旋轉,積在洗滌槽35底的衣物會藉由托版36而抬起落下反覆進行翻滾(tumbling)動作。此外,於脫水時洗滌槽35高速旋轉,以旋轉所致的離心力把衣物的水分往外甩出進行離心脫水。
又,在從前的洗滌機,於洗滌/清洗/乾燥時,常有因為落下的衣物的反作用力使洗滌槽35的振動振幅變大的情形。此外,在從前的洗滌機,常常在脫水時,因為衣物的位置的偏布而在洗滌機W產生振動/噪音。如此,除了洗滌槽35之衣物之量或位置的偏布、含水率以外,隨著洗滌/清洗/乾燥/脫水等各條件,洗滌機W的振動方式時時刻刻都在改變。其振動傳播至外槽37。
圖8係包含推力調整部60等的全體的控制方塊線圖。
如圖8所示,推力調整部60,具備演算器61。此演算器61,具有藉著對藉由電流檢測器50檢測出的電流i,乘上特定的電流比例利得Kp,算出反相器40的電壓指令V 的功能。
又,線性致動器10的可動子12(參照圖3)的速度越大,電流i就變成越大之值。在此,推力調整部60,以使此電流i變大的方式(總之,以使被連接於外槽37的可動子12的速度變小的方式),調整電壓指令V
藉由根據此電壓指令V 使反相器40被控制,對線性致動器10的卷線11b(參照圖2)施加特定的電壓V。此電壓V,直到被反映於可動子12的速度(在圖8係於「x」上記載為「・」)為止,顯示於框線Q內。此外,x[m]為可動子12的位置。
亦即,由反相器40的輸出側的電壓V,減掉線性致動器10的感應電壓Em之電壓(V-Em),被施加於卷線11b。此電壓(V-Em),藉由卷線11b之電阻R以及根據電感L之一次延遲要素(1/(R+sL)),使特定的電流i流動於卷線11b。此電流i,乘以顯示線性致動器10的特性的馬達常數Kt(也稱為「推力常數」)之值,為線性致動器10的推力。總之,發生使定子11與可動子12的相對位置在z方向上移動的推力。接著,藉由前述之推力與積分要素(1/sM),使可動子12的速度改變。又,M為外槽37的質量。
此外,相等於對可動子12的速度乘以感應電壓常數Ke之值的感應電壓Em,產生於線性致動器10的卷線11b(參照圖2)。此感應電壓Em,隨著外槽37的振動而時時刻刻改變,伴此,流通於卷線11b的電流i也改變。根據此電流i,藉由推力調整部60調整線性致動器10的推力,控制外槽37的振動。
例如,於外槽37振動中,可動子12(參照圖3)移動往z方向朝上時,推力調整部60,於線性致動器10產生抑制可動子12的移動(總之,外槽37的振動)之向下的推力。另一方面,可動子12移動往z方向朝下時,推力調整部60,於線性致動器10產生抑制可動子12的移動之向上的推力。藉此,抑制外槽37的振動,從而抑制洗滌機W的振動。
<效果>   根據第1實施型態,推力調整部60,根據流至線性致動器10的電流i,以抵銷外槽37的振動的方式產生推力。藉此,振動控制裝置100,能夠以比較簡潔的方法,適切地抑制外槽37的振動。
此外,根據第1實施型態的話,沒有必要設置檢測出可動子12的位置的位置感測器,所以可謀求洗滌機W的低成本化。此外,線性致動器10,幾乎不會發生其構成要素(定子11/可動子12)的損傷或磨耗,所以可以提高振動控制裝置100的耐久性。
此外,被施加於左右之線性致動器10L, 10R(參照圖7)之單相交流電壓,由一個反相器40產生。亦即,與對應於左右之線性致動器10L, 10R分別設反相器的構成相比,可以謀求洗滌機W的低成本化。
此外,藉著使用釤(Sm)-鐵-氮系之永久磁石121b, 122b, 123b(參照圖1),如前所述,與使用釹(Nd)磁石之從前技術相比,可以謀求永久磁石121b, 122b, 123b之低成本化。亦即,可以削減洗滌機W的製造成本。
≪第1實施型態之變形例≫   在第1實施型態,說明推力調整部60之電流比例利得Kp為一定者,但是亦可藉由改變此電流比例利得Kp的大小,改變線性致動器10的黏滯係數C[Ns/m]。以下說明改變此黏滯係數C的方法。
電磁懸吊器之振動控制裝置100的運動方程式以下列式(1)表示。又,式(1)所示之FD [N]為在振動控制裝置100產生之力(亦即線性致動器10所產生之衰減力)。
Figure 02_image001
此外,線性致動器10之推力的運動方程式以式(2)表示。又,FL [N]為線性致動器10之推力,Kt[N/A]為線性致動器10之馬達常數。此外,i[A]為流至卷線11b(參照圖2)之電流,V[V]為被施加於卷線11b的電壓。此外,R[Ω]為卷線11b之電阻,φ[T]為在卷線11b產生的磁束。
Figure 02_image003
此處,式(1)之衰減力FD ,與式(2)之推力FL 為等價,所以導出以下之式(3)。又,C[Ns/m]為線性致動器10之黏滯係數。
Figure 02_image005
圖9係與圖8所示的一次延遲要素(1/(R+sL))等價之控制方塊線圖。
例如,式(3)所示的電阻R的大小改變的話,線性致動器10的黏滯係數C的大小也改變。此外,藉由推力調整部60(參照圖8)使電流比例利得Kp改變,可發揮與改變電阻R相同的效果。總之,藉由改變電流比例利得Kp,改變線性致動器10的黏滯係數C(總之,改變振動控制裝置100的衰減率)。
圖8所示的推力調整部60,藉由電流檢測器50所檢測的電流i越大(總之,伴隨著外槽37的振動之可動子12的移動速度越大)時,增大電流比例利得Kp。藉此,以線性致動器10產生更大的推力,可有效果地抑制外槽37的振動。
≪第2實施型態≫   第2實施型態,在推力調整部60A(參照圖10)根據流至線性致動器10的電流i,與外槽37的振動頻率f,改變線性致動器10的黏滯係數C這一點與第1實施型態不同。又,其他方面(線性致動器10或洗滌機W的構成等)與第1實施型態相同。亦即,說明與第1實施型態不同的部分而針對重複部分省略說明。
圖10係相關於第2實施型態之振動控制裝置100A之構成圖。
如圖10所示,振動控制裝置100A,具備:線性致動器10、反相器40、電流檢測器50、推力調整部60A。
推力調整部60A,具有藉著對藉由電流檢測器50檢測出的電流i,乘上特定的電流比例利得Kp,算出反相器40的電壓指令V 的功能。此外,推力調整部60A,具有外槽37(對象物G)的振動頻率f越高,愈減少前述電流比例利得Kp的功能。
又,外槽37的振動頻率f,與洗滌槽35的旋轉速度為比例關係。亦即,推力調整部60A,根據由前述驅動機構38(參照圖5)所輸入的洗滌槽35的旋轉頻率,演算外槽37的振動頻率f。亦即,沒有必要設置檢測出外槽37的振動頻率f的感測器,所以可謀求洗滌機W的低成本化。
圖11係包含振動控制裝置100A具備的推力調整部60A的控制方塊線圖。
如圖11所示,推力調整部60,具備演算器61、與表62。
演算器61,藉著對藉由電流檢測器50檢測出的電流i,乘上特定的電流比例利得Kp,算出電壓指令 V
於表62,預先記憶著顯示外槽37的振動頻率f,與電流比例利得Kp之關係的資料。具體而言,根據表62的資料,在外槽37的振動頻率f越高時,把電流比例利得Kp設定為較大之值。總之,外槽37的振動頻率f越高,振動控制裝置100A(參照圖10)的黏滯係數C就變得越小,在線性致動器10產生更大的推力。藉此,可有效果地抑制外槽37的振動。
又,外槽37的振動頻率f,隨著洗滌槽35之一物的重量或位置、運轉模式等而時時刻刻發生變化,所以伴此,推力調整部60也時時刻刻改變電流比例利得Kp。
<效果>   根據第2實施型態的話,可以根據外槽37的振動頻率f,可變地控制線性致動器10的黏滯係數C。亦即,比起第1實施型態,可以更有效果地抑制外槽37的振動。
圖12A係於使用黏滯係數C為一定之油阻尼器的比較例,顯示洗衣槽35的旋轉速度與外槽37的移位(振動)的變化之實驗結果。
又,在圖12A的實驗,1kg的衣物置於洗滌槽35內的偏離中心的特定位置的狀態下,使洗滌槽35旋轉(圖12B也同樣)。
如圖12A所示,隨著洗滌槽35的旋轉速度變大,外槽37的振幅也改變。具體而言,使洗滌槽35的旋轉速度由零開始增加時,約在50[min-1 ]的旋轉速度外槽37的振幅一度減少,約在100[min-1 ]的旋轉速度外槽37的振幅急速增大成為最大振幅。此外,於105~170[min-1 ]之旋轉速度,外槽37的振幅增加,在200[min-1 ]以上的區域,隨著洗滌槽35的旋轉速度增大,外槽37的振幅變小。
圖12B係於第2實施型態,顯示洗衣槽35的旋轉速度與外槽37的移位(振動)的變化之實驗結果。
在圖12B所示的實驗,洗滌槽35的旋轉速度越大(也就是外槽37的振動頻率f越高),使線性致動器10的黏滯係數C越小。
如圖12B所示,洗滌槽35的旋轉速度約100[min-1 ]時之外槽37的最大振幅約為5mm,為圖12A所示的比較例的最大振福(約10mm)的一半程度。此外,在洗滌槽35的旋轉速度為500[min-1 ]以上的區域,外槽37的振幅成為1mm程度。如此,根據第2實施型態的話,藉由可變地控制黏滯係數C,比第1實施型態更可以有效果地抑制外槽37的振動。
≪第3實施型態≫   第3實施型態,在具備根據被通電至線性致動器10的電流i,與反相器40的電壓指令V ,來推定線性致動器10的感應電壓Em之速度資訊推定部70B(參照圖13)這一點與第1實施型態不同。此外,第3實施型態,在推力調整部60B(參照圖13)根據前述之感應電壓Em,與流至線性致動器10的電流i,改變線性致動器10的推力這一點與第1實施型態不同。又,其他方面(線性致動器10或洗滌機W的構成等)與第1實施型態相同。亦即,說明與第1實施型態不同的部分而針對重複部分省略說明。
圖13係相關於第3實施型態之振動控制裝置100B之構成圖。
如圖13所示,振動控制裝置100B,具備:線性致動器10、反相器40、電流檢測器50、推力調整部60B,與速度資訊推定部70B。
速度資訊推定部70B雖未圖示,但被夠成為包含CPU、ROM、RAM、各種介面等電子電路,讀出被記憶於ROM的程式展開於RAM,而CPU執行各種處理。
速度資訊推定部70B,根據藉由電流檢測器50檢測出的電流i,與藉由推力調整部60B算出的反相器40的電壓指令V ,推定在線性致動器10產生的感應電壓Em。此感應電壓Em,以下列式(4)表示。又,對於電壓V、電阻R、及電感L,如在第1實施型態所說明的。
Figure 02_image007
速度資訊推定部70B,根據式(4),算出線性致動器10的感應電壓Em,將此感應電壓Em之值輸出至推力調整部60B。
又,線性致動器10的感應電壓Em,與可動子12的速度(亦即振動的外槽37的速度),如以下之式(5)所示,成比例關係。亦即,感應電壓Em,可說是「相當於外槽37的速度之值」。
Figure 02_image009
圖14係包含振動控制裝置100B具備的推力調整部60B及速度資訊推定部70B的控制方塊線圖。
推力調整部60B,根據藉由電流檢測器50檢測出的電流i,及藉由速度資訊推定部70B算出的感應電壓Em,產生特定的電壓指令V
如圖14所示,推力調整部60B,具備減算器63、ACR64(Automaticcurrentregulator,自動電流調節器)、與電流指令產生部65。
減算器63,具有由電流指令產生部65之算出結果亦即電流指令i ,減去電流檢測器50的檢測結果之電流i的功能。
ACR64,具有以使前述電流i接近於電流指令i 的方式,算出電壓指令V 的功能。接著,根據以ACR64算出的電壓V ,控制反相器40(參照圖13)。
電流指令產生部65,具有根據由速度資訊推定部70B輸入的感應電壓Em之值,以抵銷感應電壓Em的方式算出反相器40的電流指令i 之功能。
圖15A係顯示根據感應電壓Em產生電流指令i 時使用的函數之例之說明圖。
在圖15A所示之例,感應電壓Em與電流指令i 為比例關係,該比例係數為負值。亦即,電流指令產生部65(亦即推力調整部60B),在感應電壓Em的絕對值增大時,增大電流指令i 的絕對值。如此,藉著使感應電壓Em越大(外槽37振動的速度越大),越增大電流指令i 的絕對值,可以適切地抑制外槽37的振動。
圖15B係顯示根據感應電壓Em算出電流指令i 時使用的函數之其他例之說明圖。
如圖15B所示,使供抵銷感應電壓Em之用的電流指令i (絕對值)為固定值亦可。即使如此,也能夠藉由振動控制裝置100B適切地抑制外槽37的振動。
圖15C係顯示根據感應電壓Em算出電流指令i 時使用的函數之其他例之說明圖。
在圖15C所示之例,關於感應電壓Em不在零附近的區域與圖15B相同,但在感應電壓Em在零附近的區域,藉由電流指令產生部65(亦即藉由推力調整部60B),把電流指令i 設定為零。
又,在前述之圖15B之例,在感應電壓Em在零附近的區域電流指令i 的正負會交互變化,所以隨著場合不同,線性致動器10的動作容易變得不安定。在此,如圖15C所示,藉由設電流指令i 為零的不感應帶,可以安定地控制線性致動器10的推力。
又,在前述圖15A之例,電流指令i 沒有上限,隨著場合不同,可能會超過線性致動器10或者反相器40的最大電流值。在此,如圖15D所示,藉由對電流指令 i 的大小設置上限,可以算出線性致動器10或者反相器40的最大電流值以下的電流指令i
<效果>   根據第3實施型態的話,根據電流i及電壓指令V 推定感應電壓Em(相當於外槽37的速度之值),根據此感應電壓Em等來控制線性致動器10。總之,以抵銷外槽37之時時刻刻的速度的方式產生線性致動器10的推力,可有效果地抑制外槽37的振動。
≪第4實施型態≫   第4實施型態,線性致動器10的推力的調整方法與第3實施型態不同,但其他方面(線性致動器10或洗滌機W的構成等)與第3實施型態相同。亦即,說明與第3實施型態不同的部分而針對重複部分省略說明。
圖16係相關於第4實施型態之振動控制裝置100C之構成圖。
如圖16所示,振動控制裝置100C,具備:線性致動器10、反相器40、電流檢測器50、推力調整部60C,與速度資訊推定部70C。
速度資訊推定部70C,以與在第3實施型態說明的速度資訊推定部70B(參照圖13)相同的方法,根據電壓指令V 及電流i來推定感應電壓Em。
推力調整部60C,具有根據電流i、感應電壓Em、及外槽37(對象物G)的振動頻率f,算出電壓指令 V 的功能。
圖17係包含振動控制裝置100C具備的推力調整部60C的控制方塊線圖。
如圖17所示,推力調整部60C,具備減算器63、ACR64、表66、與電流指令產生部67。又,減算器63與ACR64,與第3實施型態(參照圖14)相同,省略說明。
於表66,預先收容著根據感應電壓Em、及外槽37的振動頻率f,產生電流指令i 之用的資料。具體而言,與第2實施型態同樣,根據外槽37的振動頻率f,調整線性致動器10的黏滯係數C。亦即,電流指令產生部67(亦即,推力調整部60C),在外槽37的振動頻率f越高時,增大電流指令i
此外,電流指令產生部67,與第3實施型態同樣,以抵銷感應電壓Em的方式算出電流指令i 。如此,在第4實施型態,進行活用了第2實施型態的長處與第3實施型態的長處之控制。接著,以使電流i接近於藉由電流指令產生部67產生的電流指令i 的方式,於ACR64算出電壓指令V
<效果>   根據第4實施型態的話,藉由速度資訊推定部70C,推定時時刻刻之感應電壓Em(相當於外槽37的速度之值),以抵銷此感應電壓Em的方式,藉由推力調整部60C調整線性致動器10的推力。進而,外槽37的振動頻率f越高把電流指令i 設定為越大之值,所以可有效果地抑制外槽37的振動。藉此,可以提供低成本且制振性高的洗滌機W。
≪變形例≫   以上,藉由實施型態說明了相關於本發明的振動控制裝置100等,但本發明並不限於這些記載,可以進行種種的變更。例如,在各實施型態,說明了藉由一個反相器40(參照圖7),驅動左右之線性致動器10L, 10R的構成,但不以此為限。
圖18係相關於變形例之振動控制裝置100D的構成圖。
如圖18所示,亦可分別設置驅動左側的線性致動器10L的反相器40L,與驅動右側的線性致動器10R的反相器40R。
反相器40L,具備被橋接的4個開關元件S11~S14。接著,構成第1分支的開關元件S11, S12的連接點,及構成第2分支的開關元件S13, S14的連接點,分別被連接於線性致動器10L。又,驅動右側的線性致動器10R的反相器40R也具備同樣的構成。如此藉由設置2個反相器40L, 40R,可獨立地控制左右的線性致動器10L, 10R。
≪第5實施型態≫   前述第1實施型態,具有藉著對藉由電流檢測器50檢測出的電流i,乘上特定的電流比例利得Kp,算出反相器40的電壓指令V 的功能。(參照圖8)   然而,改變電流比例利得Kp的大小的話,會有控制器的回應特性也改變的問題。例如,增大電流比例利得Kp的大小的話,回應特性會惡化。
第5實施型態,把藉著電流檢測器50檢測出的電流i乘上特定的電流比例利得Kp之值Vp ,與藉著電流檢測器50檢測出的電流i的微分值乘上電流微分利得Kd之值Vd 之和作為反相器40的電壓指令V 這一點,與第1實施型態不同(參照圖8)。
又,其他方面(線性致動器10或洗滌機W的構成等)與第1實施型態相同。亦即,說明與第1實施型態不同的部分而針對重複部分省略說明。
於圖8,把感應電壓Em作為輸入,藉由電流檢測器50檢測出的電流i作為輸出的傳達函數G1(s),為式(6)。
Figure 02_image011
Figure 02_image013
此處,式(7)所示之Tp為時間常數。
由式(7),例如可以藉由增加Kp而增加式(6)所示的G1(s)的大小。然而,隨著Kp的增加,時間常數Tp也同時增加。因此,可知回應性能劣化而相位遲延增加。
圖19A係包含推力調整部60D等的全體的控制方塊線圖。
如圖19A所示,推力調整部60D,具備演算器61及演算器61A(相位補償器)。演算器61,具有藉著對藉由電流檢測器50檢測出的電流i,乘上特定的電流比例利得Kp,算出反相器40的電壓指令Vp 的功能。
演算器61A,具有藉著對微分藉由電流檢測器50檢測出的電流i而乘上電流微分利得Kd,算出反相器40的電壓指令Vd 的功能。此處,s為微分記號。
推力調整部60D,算出加算以演算器61產生的電壓指令Vp ,與以演算器61A產生的電壓指令Vd 之值做為反相器40的電壓指令V
例如,線性致動器10的電流i以正弦波的方式變化的場合,演算器61,算出與電流幾乎同相位的正弦波的電壓指令。此外,演算器61A將電流i微分,所以算出對電流i具有90度的前進相位的餘弦波的電壓指令。接著對以演算器61產生的電壓指令Vp ,加算以演算器61A產生而且對電壓指令Vp 為提早90度相位之電壓指令Vd ,可以使電壓指令V 的相位對電流i為前進。
於圖19A,把線性致動器10的感應電壓Em作為輸入,藉由電流檢測器50檢測出的電流i作為輸出的傳達函數G2(s),為式(8)。此處,Tdp顯示時間常數,為式(9)。由式(9),例如可以藉由增加Kp而增加式(8)所示的G2(s)的大小。
此外,藉著調整電流微分利得Kd,可以不受比例利得Kp的設定值影響而設定時間常數Tdp,可以改善第1實施型態的課題之回應性能的劣化導致相位遲延的問題。
又,比例利得Kp以成為比電阻R更小的範圍的方式設定。此外,微分利得Kd以成為比電感L更小的範圍的方式設定。
Figure 02_image015
Figure 02_image017
<效果>   根據第5實施型態的話,可以藉由電流微分利得Kd使時間常數Tdp為可變。亦即,比起第1實施型態,可以更有效果地抑制外槽37的振動。
圖19B係顯示於第1實施型態,施加一定的加振力時,由線性致動器10產生的推力的結果。
又,在圖19B的實驗,對線性致動器10以5Hz施加50N之力。(圖19C也同樣)   如圖19B所示,加振力與推力不成為反相位,無法充分抵銷加振力。
圖19C,係顯示於第5實施型態,施加一定的加振力時,由線性致動器10產生的推力的結果。在圖19C所示的實驗,加振力與推力的相位差接近180度,具有推力抵銷加振力的效果。
例如,電流微分利得Kd配合對象物的旋轉速度或是振動頻率可變地控制亦可。藉此,可以使傳達函數G2(s)的大小為可變,可以調整制振性。
例如,亦可以使時間常數Tdp成為一定的方式給定電流微分利得Kd。藉此,即使讓比例利得Kp為可變的場合,也可以使時間常數為一定,可以使制振性為一定。
此外,測定對象物的重量(負荷的大小),根據該測定結果,調整線性致動器10的推力亦可。例如,對象物的重量越大,就越增大線性致動器10的黏滯係數C亦可。藉此,可進而更有效果地抑制對象物的振動。
≪第6實施型態≫   第6實施型態,在推力調整部60D(參照圖20)根據感應電壓Em,與流至線性致動器10的電流i,調整線性致動器10的推力減低產生於基座31(參照圖5)的傳達力這一點與第3實施型態不同。
其他方面(線性致動器10或洗滌機W的構成等)與第3實施型態相同。亦即,說明與第3實施型態不同的部分而針對重複部分省略說明。
圖20係相關於第6實施型態之振動控制裝置100D之構成圖。
如圖20所示,振動控制裝置100D,具備:線性致動器10、反相器40、電流檢測器50、推力調整部60D,與速度資訊推定部70B。
圖21係包含振動控制裝置100D具備的推力調整部60D及速度資訊推定部70B的控制方塊線圖。
推力調整部60D,根據藉由電流檢測器50檢測出的電流i,及藉由速度資訊推定部70B算出的感應電壓Em,產生特定的電壓指令V
推力調整部60D,如圖21所示,具備減算器63、ACR64(Automaticcurrentregulator,自動電流調節器)、與電流指令產生部65C。又,ACR64,與第3實施型態(參照圖14)相同,省略說明。
減算器63,具有由電流指令產生部65C之算出結果亦即電流指令i** ,減去電流檢測器50的檢測結果之電流i的功能。
由電磁懸吊器之振動控制裝置100產生於底座31的傳達力FB[N]以下列式(10)表示。又,式(10)所示之K[N/m],為彈簧20的彈性係數,FL[N]為線性致動器10的推力,Cm[Ns/m]為控制裝置100或外槽37之至少某一方的摩擦力等所產生的黏滯係數。
Figure 02_image019
由式(10),可知例如不對線性致動器10進行通電,亦即使推力FL[N]為0的場合,也會藉由摩擦力所產生的黏滯係數Cm[Ns/m]而產生傳達力([N])。特別是振動的頻率變高亦即脫水時等洗滌槽35旋轉時較大的場合,會有傳達FB [N]增加,噪音變大的課題。
在此,在本實施型態,以使線性致動器10的推力FL[N]抵銷由黏滯係數Cm[Ns/m]產生的傳達力([N])的方式進行控制。具體而言,電流指令產生部65C,具有根據由速度資訊推定部70B輸入的感應電壓Em之值,以增大感應電壓Em的方式算出電流指令i** 之功能(參照圖21)。亦即,以增大可動子12的振動振福的方式對線性致動器10進行通電。
藉著增大可動子12的振動振幅,抵銷由Cm[Ns/m]產生的傳達力([N]),比起不對線性致動器10通電電流的場合,可以減低產生於底座31的傳達力[N]。又,反相器40的電流指令i** ,最好是使線性致動器10的推力FL[N]不大於摩擦力等所產生的傳達力([N])的大小為較佳。
圖22A係顯示根據感應電壓Em產生電流指令i** 時使用的函數之例之說明圖。
在圖22A所示之例,感應電壓Em與電流指令i** 為比例關係,該比例係數為正值。亦即,電流指令產生部65C(亦即推力調整部60C),在感應電壓Em的絕對值增大時,增大電流指令i 的絕對值。如此,藉著使感應電壓Em越大(外槽37振動的速度越大),越增大電流指令i** 的絕對值,可以適切地增大外槽37的振動。
圖22B係顯示根據感應電壓Em算出電流指令i** 時使用的函數之其他例之說明圖。
如圖22B所示,使供增大感應電壓Em之用的電流指令i** (絕對值)為固定值亦可。即使如此,也能夠藉由振動控制裝置100C適切地增大外槽37的振動。
圖22C係顯示根據感應電壓Em算出電流指令i** 時使用的函數之其他例之說明圖。
在圖22C所示之例,關於感應電壓Em不在零附近的區域與圖22B相同,但在感應電壓Em在零附近的區域,藉由電流指令產生部65C(亦即藉由推力調整部60C),把電流指令i** 設定為零。
又,在前述圖22A之例,電流指令i** 沒有上限,隨著場合不同,可能會超過線性致動器10或者反相器40的最大電流值。在此,如圖22D所示,藉由對電流指令i** 的大小設置上限,可以算出線性致動器10或者反相器40的最大電流值以下的電流指令i** ,可以防止線性致動器10之減磁或反相器40之破損。
圖23A係於第3實施型態,在洗滌槽35內之偏心的特定位置固定600g之重量的狀態下,使洗滌槽35以900[min-1 ]之轉速旋轉時之外槽往上下方向之振動速度與往線性致動器10通電的電流之結果。
圖23B係於第6實施型態,在洗滌槽35內之偏心的特定位置固定600g之重量的狀態下,使洗滌槽35以900[min-1 ]之轉速旋轉時之外槽往上下方向之振動速度與往線性致動器10通電的電流之結果。
在第6實施型態,洗滌槽35的速度與線性致動器10之電流i大致為同相位。
<效果>   根據第6實施型態的話,根據電流i及電壓指令V 推定感應電壓Em(相當於外槽37的速度之值),根據此感應電壓Em等來控制線性致動器10。總之,藉著以增大外槽37之時時刻刻的速度的方式產生線性致動器10的推力,亦即以使與感應電壓Em的相位成為同一的方式產生線性致動器10的推力,可以抵銷由摩擦力等產生的傳達力([N]),可以有效地抑制產生於底座31的傳達力。
≪第7實施型態≫   第7實施型態,線性致動器10的推力的調整方法與第6實施型態不同,但其他方面(線性致動器10或洗滌機W的構成等)與第6實施型態相同。亦即,說明與第6實施型態不同的部分而針對重複部分省略說明。
圖24係相關於第7實施型態之振動控制裝置100E之構成圖。
如圖24所示,振動控制裝置100E,具備:線性致動器10、反相器40、電流檢測器50、推力調整部60E,與速度資訊推定部70C。
速度資訊推定部70C,以與在第3實施型態說明的速度資訊推定部70B(參照圖13)相同的方法,根據電壓指令V 及電流i來推定感應電壓Em。
推力調整部60E,具有根據電流i、感應電壓Em、及外槽37(對象物G)的振動頻率f,算出電壓指令 V 的功能。
圖25係包含振動控制裝置100E具備的推力調整部60E的控制方塊線圖。
如圖25所示,推力調整部60E,具備減算器63、ACR64、表66、與電流指令產生部67E。又,減算器63與ACR64,與第3實施型態(參照圖14)相同,省略說明。
於表66E,預先收容著根據感應電壓Em、及外槽37的振動頻率f,產生電流指令i 之用的資料。具體而言,根據外槽37的振動頻率f,調整線性致動器10的黏滯係數C。亦即,電流指令產生部67E(亦即,推力調整部60E),在外槽37的振動頻率f越高時,增大電流指令 i
此外,電流指令產生部67,與第6實施型態同樣,以增大感應電壓Em的方式算出電流指令i** 。如此,在第7實施型態,進行活用了第6實施型態的長處之控制。接著,以使電流i接近於藉由電流指令產生部67E產生的電流指令i** 的方式,於ACR64算出電壓指令V
<效果>   根據第7實施型態的話,藉由速度資訊推定部70C,推定時時刻刻之感應電壓Em(相當於外槽37的速度之值),以增大此感應電壓Em的方式,藉由推力調整部60E調整線性致動器10的推力。進而,外槽37的振動頻率f越高把電流指令i 設定為越大之值,所以可有效果地抑制產生於底座31的傳達力。藉此,可以提供低成本且制振性高的洗滌機W。
≪第8實施型態≫   在第8實施型態,敘述避免在第1實施型態至第7實施型態使用的反相器40之停滯時間(deadtime)所產生的電流之不感應帶的手法。
在顯示於圖7之反相器40的構成圖,例如同時打開開關元件S1與開關元件S2的場合,會有引起電源短路,而使開關元件破損的場合。因此,在開/關控制包含於各分支的開關元件時,亦即有必要以不使各分支所包含的2個開關元件同時打開的方式,從使一方元件打開起到另一方打開為止設置停滯時間(deadtime)期間Td(參照圖26A)。
在停滯時間期間中,通過迴流二極體(參照圖740)使電流流通之後,輸出的各分支的電壓,由開關元件的開/關切換時所流通的電流的極性來決定。
於圖26A圖示對線性致動器10L之左右的卷線提供電壓指令Vk3 與電壓指令Vk4 時之開關元件S1~S4之開/關的時序。又,圖26A中記載的Tri為三角波載波,例如,在電壓指令Vk3 比三角波載波Tri還大的場合,使開關元件S1打開,開關元件S2為關閉的方式進行開/關控制。
圖26A中的虛線所包圍的260A部,表示在被通電至線性致動器10L的電流Ik3為正的場合對線性致動器10L由第1分支通電的電壓Vk3,與由第2分支通電的Vk4,與線間電壓Vk34(由Vk3之電壓減去Vk4的電壓),與被通電至線性致動器10L的電流之Ik3的變化。圖26中以虛線包圍的260B部,圖示被通電至線性致動器10L的電流Ik3為負的場合,各記號的意義與206A部相同。又,在本實施型態,使由第1分支對線性致動器10L通電以電流Ik3的場合為正。
由圖26A,例如在電流Ik3為正的場合,被輸出的電壓Vk3比電壓指令Vk3 更小,此外,被輸出的電壓Vk4比電壓指令Vk4 更大。因此,對於電壓指令Vk3 與電壓指令Vk4 產生誤差而使控制性能劣化。
作為圖26B所示的停滯時間所產生的輸出電壓誤差之顯著例子,顯示圖26A之電壓指令Vk3 及電壓指令Vk4 接近的場合。這相當於施加至線性致動器10L的電壓很小的場合,亦即欲縮小電流Ik3的場合。260C部之各記號與260A部相同所以省略說明。又,在260C部,圖示電流Ik3為正的場合。
在260C部,由停滯時間的影響使線間電壓Vk34減少,亦即通電時間變短。在開關元件S1~S4,一般藉由接通電組等產生電壓降下。因此,於開關元件等產生電壓降下,輸出電壓低於電壓降下量等的場合,會有無法適切地控制電流Ik3,亦即具有電流的不感應帶的場合。
在圖27,說明藉由對電壓指令值施加調變,迴避停滯時間等所產生的電流的不感應帶的方法。電壓指令值Vk3** 每隔1個載波週期TS[s]的一半,在前半之TS1期間加算輔助電壓dV的方式,在後半之TS2期間減算輔助電壓dV的方式調變者。亦即,電壓指令值Vk3** 於TS1期間為式(11),TS2期間為式(12)。
Figure 02_image021
Figure 02_image023
又,在圖27A,僅調變電壓指令Vk3 而已,但調變其他相亦可。此外,於TS1期間減算輔助電壓dV,於TS2期間加算輔助電壓dV亦可。此外,為了不使TS期間中的電壓指令Vk3** 的平均電壓改變,在TS1期間與TS2期間提供的輔助電壓dV的大小以相同為較佳。
根據電壓指令值Vk3** 對開關元件S1、S2提供開/關指令時,輸出電壓Vk3維持TS期間的平均電壓,僅使輸出電壓Vk3的開/關的時間點延遲而輸出(參照圖27A記載之270A部Vk3)。亦即,可以使TS1期間的輸出電壓的平均值與TS2期間的輸出電壓的平均值為可變。
圖27B係作為本實施型態之變形例,圖示電壓指令Vk3 與電壓指令Vk4 為0的場合。又,各記號與圖26A相同所以省略說明。電壓指令Vk3 與電壓指令Vk4 為0,僅調變Vk3 的場合,於線間電壓Vk34可以觀測到正負對象之脈衝形狀的電壓。
<效果>   根據第8實施型態,可以維持被通電至線性致動器10L的左右卷線的線間電壓Vk34的平均,同時延長輸出電壓Vk34之TS1期間或TS2期間之至少任一方的通電時間。因此,可以避免在圖26B等所說明的,由於停滯時間等所導致的輸出電壓Vk34產生的電流的不感應帶。
又,在本實施型態使用被連接線性致動器10L的第1分支及第2分支亦即開關元件S1~S4之說明,但被連接線性致動器10R的第2分支及第3分支亦即開關元件S3~S6也可得到同樣的效果。此外,圖18所示之相關於本發明之變形例之振動控制裝置之構成也可得到同樣的效果。
此外,在各實施型態,說明了在定子11(參照圖3)與固定治具J之間設有彈簧20之構成,但不限於此。例如,替代彈簧20而適用利用了橡膠或油壓的機構亦可。
此外,在各實施型態,說明了在對象物之外槽37被連接可動子12的構成,但不限於此。亦即,將定子11及可動子12之一方連接於對象物,藉由磁性引力/斥力使定子11與可動子12之相對位置改變亦可。
此外,在各實施型態,說明了藉由振動控制裝置100等進行洗滌機W的振動控制的構成,但不限於此。例如,空調機或冰箱等家電製品以外,鐵道車輛或汽車等也可以適用各實施型態。
此外,在各實施型態,說明了以單相交流電力驅動線性致動器10的構成,但例如以3相交流電力驅動線性致動器10亦可。
此外,實施型態係為了使本發明易於了解而進行了詳細記載者,但並不限定於具備先前說明的全部構成。此外,針對實施型態的構成的一部分,進行其他構成的追加、削除、置換是可能的。
此外,前述之機構或構成僅為說明上認為必要者而已,不限於製品上一定要有的所有機構或構成。
10R:線性致動器(另一方之線性致動器)
11:定子
11a:芯
11b:卷線
12:可動子
121b、122b、123b:永久磁石
20:彈簧
31:底座
32:筐體
32a:左右側板
32b:前面蓋板
32c:背面蓋板
32d:上面蓋板
33:門
h1:投入口
h2:洗滌槽35的開口
h3:洗滌槽37的開口
34:操作/顯示面板
H:排水管
35:洗滌槽
36:托板
37:外槽(對象物)
38:驅動機構
38a:馬達驅動用反相器
38b:馬達
39:送風單元
40、40L、40R:反相器
50:電流檢測器
F:整流電路
F1:二極體橋式電路
E:交流電源
D1、D2、D3、D4:二極體
k1:配線
k2:配線
S1、S2、S3、S4、S5、S6、S11、S12、S13、S14:開關元件
D:迴流二極體
Ch:平滑電容器
60、60A、60B、60C、60D、60E:推力調整部
61、61A:演算器
Ke:感應電壓常數
70B、70C:速度資訊推定部
G:對象物
W:洗滌機
C:線性致動器10之黏滯係數
FD:線性致動器之衰減力
FL:線性致動器之推力
62、66、66E:表
70B、70C‧‧‧速度資訊推定部63‧‧‧減算器65、65C、67、67、67E‧‧‧電流指令產生部64‧‧‧ACR260A、260B、260C、270A‧‧‧通電電壓與通電電流
圖1係相關於本發明的第1實施型態的振動控制裝置所具備的線性致動器之縱剖面圖。   圖2為圖1之II-II線箭頭方向端面圖。   圖3係相關於本發明之第1實施型態之振動控制裝置之立體圖。   圖4係具備相關於本發明之第1實施型態之振動控制裝置的洗滌機之立體圖。   圖5係具備相關於本發明之第1實施型態之振動控制裝置的洗滌機之縱剖面圖。   圖6係相關於本發明之第1實施型態之振動控制裝置之構成圖。   圖7係包含相關於本發明之第1實施型態之振動控制裝置具備的反相器之構成圖。   圖8係包含相關於本發明之第1實施型態之振動控制裝置的推力調整部等的全體的控制方塊線圖。   圖9係與圖8所示的一次延遲要素(1/(R+sL))等價之控制方塊線圖。   圖10係相關於本發明之第2實施型態之振動控制裝置之構成圖。   圖11係包含相關於本發明之第2實施型態之振動控制裝置具備的推力調整部的控制方塊線圖。   圖12A係於使用黏滯係數為一定之油阻尼器的比較例,顯示洗衣槽的旋轉速度與外槽的移位的變化之實驗結果。   圖12B係於本發明的第2實施型態,顯示洗衣槽的旋轉速度與外槽的移位的變化之實驗結果。   圖13係相關於本發明之第3實施型態之振動控制裝置之構成圖。   圖14係包含相關於本發明之第3實施型態之振動控制裝置具備的推力調整部及速度資訊推定部的控制方塊線圖。   圖15A係於相關於本發明的第3實施型態之振動控制裝置,根據感應電壓Em產生電流指令i 時使用的函數之例之說明圖。   圖15B係於相關於本發明的第3實施型態之振動控制裝置,根據感應電壓Em產生電流指令i 時使用的函數之其他例之說明圖。   圖15C係於相關於本發明的第3實施型態之振動控制裝置,根據感應電壓Em產生電流指令i 時使用的函數之其他例之說明圖。   圖15D係於相關於本發明的第3實施型態之振動控制裝置,根據感應電壓Em產生電流指令i 時使用的函數之其他例之說明圖。   圖16係相關於本發明之第4實施型態之振動控制裝置之構成圖。   圖17係包含相關於本發明之第4實施型態之振動控制裝置具備的推力調整部的控制方塊線圖。   圖18係相關於本發明之變形例之振動控制裝置之構成圖。   圖19A係相關於本發明之第5實施型態之振動控制裝置之構成圖。   圖19B係於第1實施型態,施加一定的加振力時,顯示產生的推力的結果。   圖19C係於第5實施型態,施加一定的加振力時,顯示產生的推力的結果。   圖20係相關於本發明之第6實施型態之振動控制裝置之構成圖。   圖21係包含相關於本發明之第6實施型態之振動控制裝置具備的推力調整部及速度資訊推定部的控制方塊線圖。   圖22A係於相關於本發明的第6實施型態之振動控制裝置,根據感應電壓Em產生電流指令i** 時使用的函數之例之說明圖。   圖22B係於相關於本發明的第6實施型態之制振裝置,根據感應電壓Em產生電流指令i** 時使用的函數之其他例之說明圖。   圖22C係於相關於本發明的第6實施型態之制振裝置,根據感應電壓Em產生電流指令i** 時使用的函數之其他例之說明圖。   圖22D係於相關於本發明的第6實施型態之制振裝置,根據感應電壓Em產生電流指令i** 時使用的函數之其他例之說明圖。   圖23A係於本發明之第3實施型態,在洗滌槽35內之偏心的特定位置固定600g之重量的狀態下,使洗滌槽35以900[min-1 ]之轉速旋轉時之外槽往上下方向之振動速度與往線性致動器10通電的電流之結果。   圖23B係於本發明之第6實施型態,在洗滌槽35內之偏心的特定位置固定600g之重量的狀態下,使洗滌槽35以900[min-1 ]之轉速旋轉時之外槽往上下方向之振動速度與往線性致動器10通電的電流之結果。   圖24係相關於本發明之第7實施型態之振動控制裝置之構成圖。   圖25係包含相關於本發明之第7實施型態之振動控制裝置具備的推力調整部的控制方塊線圖。   圖26A係相關於本發明之第8實施型態之振動控制裝置之構成圖。   圖26B係相關於本發明之第8實施型態之振動控制裝置之構成圖。   圖27A係相關於本發明之第8實施型態之振動控制裝置之構成圖。   圖27B係相關於本發明之第8實施型態之振動控制裝置之構成圖。
10‧‧‧線性致動器
40‧‧‧反相器
50‧‧‧電流檢測手段
60‧‧‧推力調整部
100‧‧‧振動控制裝置
E‧‧‧交流電源
F‧‧‧整流電路
G‧‧‧對象物
V*‧‧‧電壓指令
i‧‧‧電流

Claims (8)

  1. 一種制振裝置,其特徵為具備:被連接於制振對象物的線性致動器,驅動前述線性致動器的反相器,檢測出被通電至前述線性致動器的電流之電流檢測器,根據藉由前述電流檢測器檢測出的電流,驅動前述反相器,調整前述線性致動器的推力之推力調整部,以及速度資訊推定部,其係根據藉由前述電流檢測器檢測出的電流,以及藉由前述推力調整部算出的前述反相器的電壓指令,推定相當於前述制振對象物的速度之值;前述推力調整部,根據相當於前述速度之值,驅動前述反相器,調整前述線性致動器的推力。
  2. 如申請專利範圍第1項之制振裝置,其中前述推力調整部,以抵銷相當於前述速度之值的方式算出前述反相器的電流指令,以使前述電流接近於前述電流指令的方式,算出前述電壓指令。
  3. 如申請專利範圍第1項之制振裝置,其中前述推力調整部,當相當於前述速度之值的絕對值越大,越增大前述電流指令的絕對值。
  4. 如申請專利範圍第1項之制振裝置,其中前述推力調整部,在相當於前述速度之值為零附近的區域,把前述電流指令設定為零。
  5. 如申請專利範圍第1項之制振裝置,其中前述推力調整部,當前述制振對象物的振動頻率越高,越增大前述電流指令。
  6. 如申請專利範圍第1項之制振裝置,其中具備以單相交流電力驅動的一對之前述線性致動器,前述反相器,為三相全橋式反相器,對應於前述三相全橋式反相器之一個相的分支,被連接於一方之前述線性致動器,對應於前述三相全橋式反相器之一個相的其他分支,被連接於另一方之前述線性致動器,前述三相全橋式反相器之剩下的分支,被連接於一方及另一方之前述線性致動器。
  7. 如申請專利範圍第1項之制振裝置,其中前述線性致動器,具有電樞之定子,與具有永久磁石之可動子,前述永久磁石為釤(Sm)-鐵-氮系之永久磁石。
  8. 一種洗滌機,其特徵為具備: 收容衣物的洗滌槽、內包前述洗滌槽的外槽、以及使前述洗滌槽旋轉的驅動機構;同時還具備制振裝置,其係具有:被連接於制振對象物之前述外槽的線性致動器,驅動前述線性致動器的反相器,檢測出被通電至前述線性致動器的電流之電流檢測器,根據藉由前述電流檢測器檢測出的電流,驅動前述反相器,調整前述線性致動器的推力之推力調整部,以及速度資訊推定部,其係根據藉由前述電流檢測器檢測出的電流,以及藉由前述推力調整部算出的前述反相器的電壓指令,推定相當於前述制振對象物的速度之值;前述推力調整部,根據相當於前述制振對象物的速度之值,驅動前述反相器,調整前述線性致動器的推力。
TW107135160A 2016-09-13 2017-08-08 振動控制裝置及應用該裝置之洗滌機 TWI688711B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-178554 2016-09-13
JP2016178554A JP6673789B2 (ja) 2016-09-13 2016-09-13 制振装置及び洗濯機
JP2017-049348 2017-03-15
JP2017049348A JP6725443B2 (ja) 2017-03-15 2017-03-15 振動制御装置及び洗濯機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201903288A TW201903288A (zh) 2019-01-16
TWI688711B true TWI688711B (zh) 2020-03-21

Family

ID=61600433

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107135160A TWI688711B (zh) 2016-09-13 2017-08-08 振動控制裝置及應用該裝置之洗滌機
TW106126694A TWI645113B (zh) 2016-09-13 2017-08-08 Vibration control device and washing machine using the same

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106126694A TWI645113B (zh) 2016-09-13 2017-08-08 Vibration control device and washing machine using the same

Country Status (2)

Country Link
CN (2) CN112583324B (zh)
TW (2) TWI688711B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021126327A (ja) * 2020-02-13 2021-09-02 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 洗濯機

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1389619A (zh) * 2001-06-06 2003-01-08 东芝株式会社 洗衣机
JP2011062346A (ja) * 2009-09-17 2011-03-31 Toshiba Corp ドラム式洗濯機の制振装置及びドラム式洗濯機
JP2011106571A (ja) * 2009-11-17 2011-06-02 Toshiba Corp 制振制御システム及び電気機器
JP2011182934A (ja) * 2010-03-08 2011-09-22 Toshiba Corp 洗濯機の制振装置
CN103847454A (zh) * 2014-01-16 2014-06-11 江苏大学 一种车辆悬架用电磁阻尼减振装置
CN104639008A (zh) * 2013-11-08 2015-05-20 Lg电子株式会社 电机驱动装置及具有该电机驱动装置的洗涤物处理设备
JP2015100636A (ja) * 2013-11-27 2015-06-04 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. ドラム式洗濯機

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3540314B2 (ja) * 2002-07-16 2004-07-07 松下電器産業株式会社 モータ駆動装置
JP4221307B2 (ja) * 2004-01-07 2009-02-12 日立アプライアンス株式会社 同期電動機の制御装置,電気機器およびモジュール
CN100441328C (zh) * 2006-01-25 2008-12-10 冶金自动化研究设计院 一种抑制轧机传动***动态速降和扭振的控制***
CN101438078B (zh) * 2006-05-08 2012-07-11 神钢电机株式会社 降低汽车车身的振动的汽车用减振装置
US8488344B2 (en) * 2008-02-13 2013-07-16 Mitsubishi Corporation Electrical power conversion apparatus including a control microprocessor for eliminating or curbing a beat phenomenon
CN102326324A (zh) * 2009-03-13 2012-01-18 株式会社日立制作所 线性马达
CN201667629U (zh) * 2010-02-11 2010-12-08 利德国际企业有限公司 一种无刷直流电机及其控制装置和使用它的滚筒洗衣机
JP4951077B2 (ja) * 2010-03-08 2012-06-13 株式会社東芝 洗濯機の制振装置
WO2013099203A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 パナソニック株式会社 モータインバータ装置
JP5836859B2 (ja) * 2012-03-19 2015-12-24 日立アプライアンス株式会社 モータ制御装置、及びこれを用いたモータ駆動装置、圧縮機、冷凍装置、空気調和機、並びにモータ制御方法
JP2014176157A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 Toshiba Corp モータ回転位置検出装置,洗濯機及びモータ回転位置検出方法
JP2018157610A (ja) * 2015-07-03 2018-10-04 株式会社日立製作所 モータシステム及びこれを備える機器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1389619A (zh) * 2001-06-06 2003-01-08 东芝株式会社 洗衣机
JP2011062346A (ja) * 2009-09-17 2011-03-31 Toshiba Corp ドラム式洗濯機の制振装置及びドラム式洗濯機
JP2011106571A (ja) * 2009-11-17 2011-06-02 Toshiba Corp 制振制御システム及び電気機器
JP2011182934A (ja) * 2010-03-08 2011-09-22 Toshiba Corp 洗濯機の制振装置
CN104639008A (zh) * 2013-11-08 2015-05-20 Lg电子株式会社 电机驱动装置及具有该电机驱动装置的洗涤物处理设备
JP2015100636A (ja) * 2013-11-27 2015-06-04 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. ドラム式洗濯機
CN103847454A (zh) * 2014-01-16 2014-06-11 江苏大学 一种车辆悬架用电磁阻尼减振装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107819421B (zh) 2020-12-08
CN107819421A (zh) 2018-03-20
TW201812177A (zh) 2018-04-01
TW201903288A (zh) 2019-01-16
TWI645113B (zh) 2018-12-21
CN112583324A (zh) 2021-03-30
CN112583324B (zh) 2024-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI665850B (zh) Linear actuator, vibration damping device and washing machine
JP6673789B2 (ja) 制振装置及び洗濯機
TWI688711B (zh) 振動控制裝置及應用該裝置之洗滌機
JP6725443B2 (ja) 振動制御装置及び洗濯機
TWI675950B (zh) 振動控制系統及洗衣機
JP6908748B2 (ja) 洗濯機及び電磁サスペンション
JP2020167936A (ja) インバータ
JP7366842B2 (ja) 電磁サスペンションおよび洗濯機
Soliman et al. Improved Hysteresis Current Controller to Drive Permanent Magnet Synchronous Motors through the Field Oriented Control
JP7099926B2 (ja) リニアモータ、制振装置、及びそれらを備えた洗濯機
JP7169941B2 (ja) リニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機
CN113249929A (zh) 洗衣机
CN111371280B (zh) 直线电动机、电磁悬架和洗衣机
WO2021106314A1 (ja) 電磁サスペンションおよび洗濯機
JP2022080978A (ja) リニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機
Soora et al. Torque ripple minimization of a BLDC motor drive by using electronic commutation and speed, current controllers
JP2023173316A (ja) リニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機
JP2023117963A (ja) リニアモータ、電磁サスペンションおよび洗濯機
JP4218173B2 (ja) 直流電源装置
SS Sensorless Commutation Tuning Based Speed Control of BLDC Motor
JP2023154139A (ja) 洗濯機
Subramanian et al. Torque Ripple Minimizing of Pmsm Using Improved Hysteresis Controller