(57)【要約】【課題】インペラや羽根などの回転体が出力軸に取り付けられているセンサレスブラシレスＤＣモータを検査するときに、モータの起動の際に脱調などを起こすことなく検査時間を短縮する。【解決手段】モータの加速方向に付勢するように回転体に気体を吹き付ける吹き付け手段と、モータの各コイルの端子が接続してＰＷＭ駆動によりコイルに通電するインバータと、モータの端子における誘起電圧を検出する電圧検出手段と、検査のためにモータを起動するときに、吹き付け手段を制御して回転体に気体を吹き付けてモータを回転させ、電圧検出手段によって検出された誘起電圧に応じてクローズドループ制御によるインバータを介したモータの駆動を開始する制御手段と、を設ける。【選択図】図２
2020162394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの回転位置を検出するセンサを備えない、出力軸に回転体が取り付けられているブラシレスＤＣモータであるモータを検査する検査システムであって、
前記モータの加速方向に付勢するように前記回転体に気体を吹き付ける吹き付け手段と、
前記モータの各コイルの端子が接続してＰＷＭ駆動により前記コイルに通電するインバータと、
前記モータの前記端子における誘起電圧を検出する電圧検出手段と、
検査のために前記モータを起動するときに、前記吹き付け手段を制御して前記回転体に前記気体を吹き付けて前記モータを回転させ、前記電圧検出手段によって検出された前記誘起電圧に応じてクローズドループ制御による前記インバータを介した前記モータの駆動を開始する制御手段と、
を有する、検査システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記インバータを介して前記モータの駆動を開始した後、前記吹き付け手段を制御して前記回転体への前記気体の吹き付けを終了させる、請求項１に記載の検査システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記インバータを介して前記モータの駆動を開始した後、前記モータの回転数がしきい値に達したら、前記吹き付け手段を制御して前記回転体への前記気体の吹き付けを終了させる、請求項１に記載の検査システム。
【請求項４】
前記モータの減速方向に付勢するように前記回転体に前記気体を吹き付ける停止用吹き付け手段をさらに備え、前記モータを停止するときに前記停止用吹き付け手段から前記気体を前記回転体に吹き付ける、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記モータの種類と前記回転体の形状とに応じた複数の起動プロファイルを記憶し、選択された前記起動プロファイルに応じて吹き付けられる前記気体の量と吹き付け時間とを変化させる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検査システム。
【請求項６】
ロータの回転位置を検出するセンサを備えない、出力軸に回転体が取り付けられているブラシレスＤＣモータであるモータを検査する検査方法であって、
前記モータに通電しない状態で、前記モータの加速方向に付勢するように前記回転体に気体を吹き付けることによって前記モータを回転させるとともに前記モータの誘起電圧を検出し、
前記誘起電圧に基づいてクローズドループ制御による前記モータの駆動を開始する、検査方法。
【請求項７】
前記クローズドループ制御による前記モータの駆動の開始後、前記気体の吹き付けを停止する、請求項６に記載の検査方法。
【請求項８】
前記誘起電圧から前記モータの回転数を求め、前記クローズドループ制御による前記モータの駆動の開始後、前記回転数がしきい値に達したら前記気体の吹き付けを停止する、請求項６に記載の検査方法。
【請求項９】
前記モータを停止するときに、前記モータの減速方向に付勢するように前記回転体に前記気体を吹き付ける、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項１０】
前記モータの種類と前記回転体の形状とに応じた複数の起動プロファイルの中から１つを選択し、選択された前記起動プロファイルに応じて吹き付けられる前記気体の量と吹き付け時間とを変化させる、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項１１】
前記誘起電圧に基づいて前記モータの駆動をクローズドループ制御で制御する速度起電力検出プログラムを実行し、
前記速度起電力検出プログラムと連携して前記回転体への前記気体の吹き付けを制御する、請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータの位置を検出するセンサを備えないセンサレスブラシレスＤＣ（直流）モータの検査に関し、特に、インペラや羽根、翼などの回転体を備えるブラシレスＤＣモータの検査システム及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスＤＣモータは、そのロータ位置に応じてインバータによってモータのコイルに電流を流すことにより駆動される。例えば、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコイルを備える三相ブラシレスＤＣモータでは、あるタイミングにおいてＷ相からＵ相に電流を流し、次のタイミングにおいてＶ相からＵ相に電流を流し、さらに次のタイミングにおいてＶ相からＷ相に電流を流すなどしてモータ内に回転磁界を形成し、この回転磁界によってロータが回転する。以下の説明において、モータのある相のコイルから別の相のコイルに電流を流して励磁を行なうとき、これらの相の組み合わせのことを励磁パターンと呼ぶ。
【０００３】
ロータの位置を検出するホール素子などのセンサを備えないセンサレスブラシレスＤＣモータでは、各相のコイルに誘起される逆起電力（速度起電力）からロータの回転位置を推定して各相のコイルへの通電を切り替えるセンサレス駆動方式が採用されている。センサレス駆動方式自体は、逆起電力から回転位置を推定して励磁パターンを切り替えるので、クローズドループ制御に分類されるものである。しかしながらモータの起動直後など回転速度が低いときには十分な誘起電圧が発生せず、回転位置を推定することができない。そこでセンサレスブラシレスＤＣモータでは、起動時には回転位置によらずにオープンループ制御を行なうこととし、オープンループ制御信号によってインバータを制御して励磁パターンを切り替えている。そしてモータの回転数がある値に到達してロータの回転位置を正確に推定できるようになってから、回転位置に応じた励磁パターンの切り替えを行なう。起動直後のオープンループ制御信号によるモータの駆動を強制転流と呼び、回転位置に応じて励磁パターンを切り替えるクローズドループ制御によってモータを駆動することを制御転流あるいは通常転流と呼ぶ。
【０００４】
特許文献１は、センサレスブラシレスＤＣモータの起動方法であって、強制転流を行ってモータがある回転数に達した後、いったんインバータ出力を停止してモータへの通電を停止する無通電期間を設け、無通電期間においてモータの端子に発生する誘起電圧（速度起電力）を検出して誘起電圧の周期にインバータ制御信号を同期させてから、インバータ出力を再開して制御転流を開始する方法を開示している。特許文献２は、センサレスブラシレスＤＣモータの起動する際に、モータを駆動可能な励磁パターンを複数選択し、ロータが回転しない範囲で各々の励磁パターンにより順番にモータに通電し、励磁パターンを切り替えたときにコイルに発生するパルス電圧のパルス幅に基づいてロータの停止位置を決定し、その後、ロータの停止位置に対応した励磁パターンによって強制転流を開始することを開示している。特許文献３は、ロータの位置を検出する位置センサを備えるブラシレスＤＣモータに関するものであるが、ブラシレスＤＣモータの起動に際して、ロータ位置と所定の強制転流周波数とに応じた相切り替えタイミングで強制転流を開始した直後に無通電期間を設け、ロータの惰性回転中に生成される位置信号に応じた相切り替えタイミングで通常転流を開始することを開示している。
【０００５】
ブラシレスＤＣモータの応用の１つとして、モータの出力軸にインペラや羽根、翼などを取り付けて送風機やポンプを構成するというものがある。例えば特許文献４は、ブラシレスＤＣモータの出力軸にインペラを取り付けたポンプを開示している。以下の説明において、ブラシレスＤＣモータの出力軸すなわちロータ軸に取り付けられるインペラや羽根、翼などの部材のことを回転体と呼ぶ。送風機やポンプに適用されるブラシレスＤＣモータを出荷時などに検査する場合、回転体を取り付けた状態でモータが適正に回転するかどうかの判定が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−５０３５号公報
【特許文献２】特開２０１３−８１３７０号公報
【特許文献３】特開２０１４−１２８０５８号公報
【特許文献４】特開２０１８−１７８８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
センサレスブラシレスＤＣモータを検査する場合、実際にモータを起動して適正に回転するかどうかなどの判定を行う。モータの検査のために特許文献１，２に記載された方法などによってモータを起動する場合、まず、モータのロータを規定の起動位置にまで動かし、その後、強制転流によりモータの回転を加速させて最終的に通常転流の状態とする。この場合、規定の起動位置にロータを動かしたのちロータが安定するまで待つ必要がある。さらに、ロータの回転位置と励磁パターンとが完全にずれて回転速度が上昇しなくなる脱調という現象を避けるために、強制転流時において回転の加速をゆっくりしたものとする必要がある。これらが原因となって、モータの回転が定常状態に達するまでの時間が長くなり、検査効率が低下する。
【０００８】
本発明の目的は、回転体が出力軸に取り付けられているセンサレスブラシレスＤＣモータの検査システム及び検査方法であって、起動の際に脱調などを起こすことなく検査時間を短縮することができる検査システム及び検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の検査システムは、ロータの回転位置を検出するセンサを備えない、出力軸に回転体が取り付けられているブラシレスＤＣモータであるモータを検査する検査システムであって、モータの加速方向に付勢するように回転体に気体を吹き付ける吹き付け手段と、モータの各コイルの端子が接続してＰＷＭ駆動によりコイルに通電するインバータと、モータの端子における誘起電圧を検出する電圧検出手段と、検査のためにモータを起動するときに、吹き付け手段を制御して回転体に気体を吹き付けてモータを回転させ、電圧検出手段によって検出された誘起電圧に応じてクローズドループ制御によるインバータを介したモータの駆動を開始する制御手段と、を有する。
【００１０】
本発明の検査システムによれば、気体を回転体に吹き付けることにより、クローズドループ制御（制御転流）によるモータの駆動が可能となる回転数までモータを従来に比べて短時間に加速することができるので、ロータの角度合わせに要する時間やオープンループ制御（強制転流）に要する時間を省略して検査時間を短縮することが可能になる。
【００１１】
本発明の検査システムにおいては、制御手段は、インバータを介してモータの駆動を開始した後、吹き付け手段を制御して回転体への気体の吹き付けを終了させることが好ましい。これにより、不要な気体吹き付けを防止できるとともに、気体吹き付けが実際の検査実行に影響を及ぼすことを防止することができる。気体の吹き付けを終了させる場合、インバータを介してモータの駆動を開始した後、モータの回転数がしきい値に達してから気体の吹き付けを終了することが好ましい。モータの回転数がしきい値に達してから気体の吹き付けを終了することにより、クローズドループ制御でのモータの駆動をより確実に実行することが可能になる。
【００１２】
本発明の検査システムにおいては、モータの減速方向に付勢するように回転体に気体を吹き付ける停止用吹き付け手段をさらに備え、モータを停止するときに停止用吹き付け手段から気体を前記回転体に吹き付けるようにしてもよい。停止用吹き付け手段を設けることにより、モータの停止時間も短縮できるので、実質的な検査時間をさらに短縮することができる。
【００１３】
本発明の検査システムにおいては、制御手段は、モータの種類と回転体の形状とに応じた複数の起動プロファイルを記憶し、選択された起動プロファイルに応じて吹き付けられる気体の量と吹き付け時間とを変化させてもよい。複数の起動プロファイルを用意してその中から選択できるようにすることにより、多種多様のモータの検査を行なうときであっても、それぞれの検査の検査時間の短縮を最適化することができる。
【００１４】
本発明の検査方法は、ロータの回転位置を検出するセンサを備えない、出力軸に回転体が取り付けられているブラシレスＤＣモータであるモータを検査する検査方法であって、モータに通電しない状態で、モータの加速方向に付勢するように回転体に気体を吹き付けることによってモータを回転させるとともにモータの誘起電圧を検出し、誘起電圧に基づいてクローズドループ制御によるモータの駆動を開始する。
【００１５】
本発明の検査方法によれば、気体を回転体に吹き付けることにより、クローズドループ制御（制御転流）によるモータの駆動が可能となる回転数までモータを従来に比べて短時間に加速することができるので、ロータの角度合わせに要する時間やオープンループ制御に要する時間を省略して検査時間を短縮することが可能になる。
【００１６】
本発明の検査方法においては、クローズドループ制御によるモータの駆動の開始後、気体の吹き付けを停止することが好ましい。これにより、不要な気体吹き付けを防止できるとともに、気体吹き付けが実際の検査実行に影響を及ぼすことを防止することができる。気体吹き付けを停止する場合には、誘起電圧から求めたモータの回転数がしきい値に達してから気体の吹き付けを停止することが好ましい。モータの回転数がしきい値に達してから気体の吹き付けを停止することにより、クローズドループ制御でのモータの駆動をより確実に実行することが可能になる。
【００１７】
本発明の検査方法においては、モータを停止するときに、モータの減速方向に付勢するように回転体に気体を吹き付けてもよい。このように気体を吹き付けることにより、モータの停止時間も短縮できるので、実質的な検査時間をさらに短縮することができる。
【００１８】
本発明の検査方法においては、モータの種類と回転体の形状とに応じた複数の起動プロファイルの中から１つを選択し、選択された起動プロファイルに応じて吹き付けられる気体の量と吹き付け時間とを変化させるようにしてもよい。複数の起動プロファイルを用意してその中から選択できるようにすることにより、多種多様のモータの検査を行なうときであっても、それぞれの検査の検査時間の短縮を最適化することができる。
【００１９】
本発明の検査方法においては、誘起電圧に基づいてモータの駆動をクローズドループ制御で制御する速度起電力検出プログラムを実行し、速度起電力検出プログラムと連携して回転体への気体の吹き付けを制御することができる。ブラシレスＤＣモータのクローズドループ制御用の速度起電力検出プログラムは、ブラシレスＤＣモータの制御に一般的に使用されるものであり、これと気体の吹き付けとを連携させることによって、既存のシステムにおいて本発明の検査方法を実施することが容易になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、回転体が出力軸に取り付けられているセンサレスブラシレスＤＣモータの検査を行なうときに、モータの起動の際に脱調などを起こすことなく検査時間を短縮することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）はポンプ装置として組み立てられたブラシレスＤＣモータの断面図、（ｂ）はケース体を取り外した状態でのブラシレスＤＣモータの断面図である。
【図２】本発明に基づく検査方法を説明する図である。
【図３】検査方法を説明するフローチャートである。
【図４】検査システムのうちの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】モータの回転数の時間変化を説明する図である。
【図６】本発明に基づく別の検査方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本発明に基づく検査方法による検査の対象となるブラシレスＤＣモータは、ロータの位置を検出するホール素子などのセンサを備えないブラシレスＤＣモータであって、その出力軸にインペラや羽根、翼などの回転体を備えたものである。以下では、ブラシレスＤＣモータが、特許文献４に示されるような流体圧送用のポンプに使用されるものとして説明を行うが、本発明の対象となるブラシレスＤＣモータはポンプに用いられるものに限定されるものではない。
【００２３】
図１は、本実施形態において検査の対象となる三相ブラシレスＤＣモータの一例を示す図であって、（ａ）はポンプ装置として組み立てられた状態での断面図、（ｂ）はケース体を除去した状態での要部斜視図である。三相ブラスレスＤＣモータであるモータ２０は、インナーロータ型のモータであって、図１（ａ）に示すように、円筒形状のハウジング２１と、出力軸２２と、ハウジング２１の内側面に取り付けられたステータ（固定子）２３と、ステータ２３に対向するように出力軸２２に取り付けられたロータ（回転子）２４とを備えた一般的な構成のものである。ハウジング２１はステータ２２とロータ２３とを収納する。出力軸２２は、軸受２５を介して回転自在にハウジング２１に取り付けられ、少なくともその一端がハウジング２１の端壁からハウジング２１の外部に突出している。ハウジング２１から突出している出力軸２２の先端にはインペラ３０が取り付けられている。インペラ３０を覆うようにハウジング２１の端壁に対してケース体４０が取り付けられており、ケース体４０の内部空間がポンプ室４１を構成している。ケース体４０には、出力軸２２を延長上となる位置に流体吸入口４２が設けられ、出力軸２２の延びる方向とは直交する方向に流体吐出口４３が設けられている。
【００２４】
インペラ３０は、図１（ｂ）に示すように、出力軸２１への固定のために出力軸２１が挿入される筒部３１と、出力軸２１の延びる方向に対して垂直な円板であるシュラウド３２と、出力軸２０と平行であるようにシュラウド３２から直立するとともに筒部３１にも接続する４枚の羽根３３とから構成されている。４枚の羽根３３は、出力軸２１の周りで等角度間隔で配置している。モータ２０を駆動してインペラ３０が回転することで、流体吸入口４２から水などの流体がポンプ室４１に吸い込まれ、吸い込まれた流体は液体吐出口４３からポンプ室４１の外部へと吐出される。
【００２５】
次に、モータ２０の検査手順について説明する。モータ２０の出荷時などにモータ２０の検査を行うが、本実施形態ではモータ２０はポンプ装置を構成するためのものであるので、モータ２０の検査もインペラ３０が取り付けられた状態で実行する。モータ２０の検査では、モータ２０を起動してモータ２０を目標回転数まで加速し、加速後は目標回転数で回転を維持させることとし、回転数が目標回転数に到達したら例えばモータ２０の振動などの測定を行なう。モータ２０の検査に要する時間すなわち検査時間には、検査のための処理を開始しモータ２０を起動してから目標回転数に到達するまでの時間も含まれるから、検査時間の短縮には、検査開始から目標回転数に到達するまでの時間を短縮することが望まれる。
【００２６】
図２は、本発明に基づく検査方法を説明する図である。本実施形態では、検査開始から目標回転数に達するまでの時間を短縮するために、インペラ３０に対して気体を吹き付けることによりインペラ３０とともにモータ２０を回転させ、モータ２０の回転に伴うモータ２０の誘起電圧を検出し、検出した誘起電圧に基づいて制御転流によりモータ２０の駆動を開始する。インペラ３０に吹き付ける気体としては空気を好ましく用いることができるので、以下では、空気をインペラ３０に吹き付けることによってモータ２０を回転させるものとする。圧縮空気を発生する空気圧縮機５０が設けられており、空気圧縮機５０で発生した圧縮空気は、空気配管５１を介してノズル５２に供給され、ノズル５２の先端から噴出する。空気配管５１の途中には電磁弁５３が設けられており、電磁弁５３を制御することで、ノズル５２からの空気の噴出とその停止とを制御することができる。空気圧縮機５０、空気配管５１、ノズル５２及び電磁弁５３によって、吹き付け手段が構成されている。ノズル５２は、モータ２０の出力軸２１からは偏った位置において、インペラ３０がモータ２０の加速方向に付勢されるようにインペラ３０の羽根３３に空気を吹き付けるように配置される。それにより、ノズルからインペラ３０に吹き付けられる空気によって、インペラ３０がモータ２０の加速方向に回転し、これに合わせてモータ２０も加速方向に回転するようになる。空気圧縮機５０、空気配管５１、ノズル５２及び電磁弁５３は、モータ２０の検査に用いる検査システムの一部を構成する。なお空気圧縮機５０は検査システムに専用のものとして設ける必要はなく、例えば工場内で圧縮空気のラインが存在する場合には、そのラインを空気圧縮機５０の代わりとして用いてそのラインに空気配管５１（図２参照）を接続してもよい。また、空気圧縮機５０とノズル５２との組み合わせの代わりに、送風と停止との切り替えが可能な送風機を用いてもよい。
【００２７】
一般に、モータ２０の誘起電圧の検出、及び制御転流によるモータ２０の駆動の開始は、ソフトウェアあるいはコンピュータプログラムにより制御することができる。このソフトウェアあるいはプログラムのことを速度起電力検出プログラムと呼ぶ。本実施形態では、ノズル５２からインペラ３０への空気の吹き付けの制御と速度起電力検出プログラムとを連携させてモータ２０の起動を行なう。図３は、本実施形態におけるモータ２０の検査の手順を示している。初期状態においてはモータ２０には電力は供給されておらず、空気圧縮機５０は作動しているが電磁弁５３は閉じている。検査のための処理を開始するとまずステップ１０１において速度起電力検出プログラムを開始する。次に、ステップ１０２において電磁弁５３を開けてインペラ３０に対する空気の吹き付けを開始する。インペラ３０への空気の吹き付けによってモータ２０は回転を開始し、モータ２０の端子には誘起電圧が発生する。速度起電力検出プログラムは、ステップ１０３において、誘起電圧が所定値に達したかどうかを判定し、所定値に達していない場合には所定値に達するまで待機し、誘起電圧が所定値以上となったら、ステップ１０４において、クローズドループ制御である制御転流によるモータ２０の駆動を開始する。続いてステップ１０５において、速度起電力検出プログラムに連携して電磁弁５３を閉じ、インペラ３０に対する空気の吹き付けを終了する。
【００２８】
誘起電圧の周波数はモータ２０の回転数に比例するから、ステップ１０３において誘起電圧が所定値に達したかどうかを判定する代わりに、誘起電圧から導かれるモータ２０の回転数が所定値に達したかどうかを判定して、制御転流によるモータ２０の駆動を開始してもよい。また、ステップ１０４において空気の吹き付けを終了する際、誘起電圧から導かれるモータ２０の回転数がしきい値に達したかどうかを判定し、しきい値に達してから空気の吹き付けを終了させてもよい。回転数がしきい値に達したかどうかで空気の吹き付けを終了させることにより、より確実に制御転流でのモータ駆動を行なうことができるようになるとともに、無駄な空気吹き付けを防止することができるようになる。
【００２９】
ステップ１０５において空気吹き付けを終了した時点で、モータ２０は制御転流で駆動されて加速している。速度起電力検出プログラムは、ステップ１０６において、モータ２０の端子に発生する誘起電圧の周波数によってモータ２０の回転数が目標回転数に達したか否かを判定する。目標回転数に達していない場合には目標回転数に達するまで待機し、モータ２０の回転数が目標回転数以上となったら、モータ２０の回転数を目標回転数に維持するようにモータ２０を駆動する。モータ２０の回転数が目標回転数に到達したら、ステップ１０７において、不図示の検査機器などを用いて例えば振動特性などの所定の検査項目についてモータ２０の検査を実行する。所定の検査項目についての検査が終了すれば、モータ２０の駆動も停止し、検査に関する一連の処理を終了する。
【００３０】
図４は、上述した検査を実施するときにモータ２０に用いられる検査システムのうち、モータ２０を駆動し制御する部分すなわち制御装置の電気回路構成を示すブロック図である。上述したように検査システムには、空気圧縮機５０（図２参照）やノズル５２（図２参照）も含まれるが、これらは図４には示されていない。また、モータ２０についての個々の検査項目の検査の実施のために必要となる機器、例えばモータ２０の振動特性の評価のために必要となる検査ベンチや振動検出器や角度検出器も図４には示されていない。図４に示す制御装置は、センサレスの三相ブラシレスＤＣモータであるモータ２０を直流電源２からの電力によって駆動するために一般的に用いられる制御装置と同様のものであり、マイクロプロセッサ１４を備えているが、マイクロプロセッサ１４において、速度起電力検出プログラムが実行に連携して空気吹き付けのために電磁弁５３を制御できるようにした点で、一般的な制御装置とは異なっている。ここでは、モータ２０は、三相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）のコイルがＹ結線（スター結線）で接続したものであるものとする。図４において点Ｎは、各相のコイルの一端が共通に接続する中性点である。
【００３１】
制御装置は、マイクロプロセッサ１４を備えるほか、直流電源２に接続してモータ２０を矩形波で駆動するインバータ１１と、マイクロプロセッサ１４とインバータ１１との間にあってマイクロプロセッサ１４からの指令値をインバータ１１の駆動信号に変換するゲート駆動回路１５とを備えている。マイクロプロセッサ１４は、ソフトウェア処理によってモータ２０に関する制御動作を行いインバータ１１に対する指令値を発生するものであって、特に速度起電力検出プログラムを実行してモータ２０を制御するとともに、速度起電力検出プログラムに連携して電磁弁５３の制御を行なう。マイクロプロセッサ１４からの指令値は例えばモータの各相のコイルに印加される電圧で表されるが、ゲート駆動回路１５は、指令値をＰＷＭ駆動におけるオン／オフのデューティー比に変換してインバータ１１に駆動信号を出力する。
【００３２】
インバータ１１は、ブラシレスＤＣモータの駆動に用いられる一般的な構成を有するものであって、Ｕ相に関し、直流電源２からの電源電圧ＶDDが供給される電源線にドレインが接続するトランジスタＴｒUPと、トランジスタＴｒUPのソースにドレインが接続したトランジスタＴｒUNと、カソードとアノードがそれぞれトランジスタＴｒUPのドレインとソースに接続するダイオードＤUPと、カソードとアノードがそれぞれトランジスタＴｒUNのドレインとソースに接続するダイオードＤUNと、トランジスタＴｒUP，ＴｒUNのゲートにそれぞれ接続したゲート抵抗ＲUP，ＲUNとから構成されている。モータ２０のＵ相のコイルの他端がトランジスタＴｒUPのソースとトランジスタＴｒUNのドレインとの接続点に接続している。トランジスタＴｒUNのソースは接地点ＧＮＤに接続している。ゲート駆動回路１５からの駆動信号は、ゲート抵抗ＲUP，ＲUNを介してトランジスタＴｒUP，ＴｒUNのゲートに印加される。トランジスタＴｒUP，ＴｒUNとしては、例えばパワー電界効果トランジスタ（パワーＦＥＴ）が用いられる。ダイオードＤUP，ＤUNは、モータ２０のコイルの自己誘導による電流や回生電流を還流するために設けられている。
【００３３】
インバータ１１のＶ相及びＷ相についての構成は、それぞれ、Ｕ相についての構成と同様である。インバータ１１は、Ｖ相に関し、トランジスタＴｒVP，ＴｒVNとダイオードＤVP，ＤVNとゲート抵抗ＲVP，ＲVNとを備え、Ｗ相に関し、トランジスタＴｒWP，ＴｒWNとダイオードＤWP，ＤWNとゲート抵抗ＲWP，ＲWNとを備えている。Ｖ相のトランジスタＴｒVP，ＴｒVNの相互の接続点にＶ相のコイルの他端が接続し、Ｗ相のトランジスタＴｒWP，ＴｒWNの相互の接続点にＷ相のコイルの他端が接続している。
【００３４】
マイクロプロセッサ１４は、電源電圧ＶDDを検出するためのＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路１６と、モータ２０のＵ相、Ｖ相及びＷ相のコイルの端子電圧をそれぞれ検出するためのＡ／Ｄ変換回路１６U，１６V，１６Wを内蔵し、電磁弁５３に対して信号を出力する。制御装置において、抵抗Ｒ1，Ｒ2を直列接続した分圧回路が直流電源２に対して並列に接続し、抵抗Ｒ1，Ｒ2の接続点の電圧がＡ／Ｄ変換回路１６に入力している。モータ２０のＵ相のコイルの端子、すなわちＵ相のコイルの端部のうちトランジスタＴｒUP，ＴｒUNに接続する方の端部に対し、抵抗ＲU1，ＲU2を直列接続した分圧回路の一端が接続し、この分圧回路の他端は接地され、抵抗ＲU1，ＲU2の接続点の電圧すなわち分圧された端子電圧がＡ／Ｄ変換回路１６Uに入力している。同様に、Ｖ相のコイルの端子に対して抵抗ＲV1，ＲV2からなる分圧回路が設けられ、この分圧回路で分圧された端子電圧がＡ／Ｄ変換回路１６Vに入力し、Ｗ相のコイルの端子に対して抵抗ＲW1，ＲW2からなる分圧回路が設けられ、この分圧回路で分圧された端子電圧がＡ／Ｄ変換回路１６Wに入力している。Ａ／Ｄ変換回路１６で検出された電源電圧ＶDDは、マイクロプロセッサ１４が電源電圧ＶDDに基づいた制御を行なうために使用される。
【００３５】
本実施形態では、検査のための処理を開始したときにインペラ３０に空気を吹き付けることによりモータ２０を回転させるが、この時点ではモータ２０には通電していない。この無通電期間においてモータ２０の各相のコイルの端子には、モータ２０の回転に伴う誘起電圧が発生する。Ａ／Ｄ変換回路１６U，１６V，１６Wは、制御転流の際にモータの回転位置の検出に用いられるとともに無通電期間での誘起電圧の検出にも用いられる。各相のＡ／Ｄ変換回路１６U，１６V，１６Wと各相の分割回路を構成する抵抗ＲU1，ＲU2，ＲV1，ＲV2，ＲW1，ＲW2は、モータ２０の端子の電圧を検出する電圧検出手段を構成する。マイクロプロセッサ１４のうちＡ／Ｄ変換回路１６，１６U，１６V，１６Wを除く部分は、モータ２０を駆動するための制御手段を構成して速度起電力検出プログラムを実行し、図３に示した処理のうちステップ１０２〜１０６の処理を実行する。モータ２０についての所定の検査項目を実行する検査機器が例えば実行指令によって動作するものであるときは、マイクロコンピュータ１４は、ステップ１０６において目標回転数に達したと判断したときに、目標回転数を維持するようにゲート駆動回路１５に指令値を出力するとともに、検査機器に対して実行指令を出力することによって、図３におけるステップ１０７の処理をその検査機器に実行させる。
【００３６】
次に、本発明に基づく検査方法によれば従来法に比べて検査時間を短縮できることについて説明する。図５は、検査開始からのモータの回転数の時間変化を説明する図であり、同一のモータ２０に対して同一の目標回転数を設定して、本発明に基づく方法でモータ２０を起動した場合と従来法によってモータ２０を起動した場合とにモータ２０の回転数がどのように変化するかを示している。図５の下部に示すグラフにおいて、実線は本発明に基づく方法を用いたときの回転数の変化を示し、破線は従来法を用いたときの回転数の変化を示している。本発明の方法に基づいてモータ２０を起動した場合には、インペラ３０に対する空気吹き付けによってモータ２０は速やかに回転を開始する。空気吹き付けによる強制的な回転では脱調を考慮しなくてよいので、回転加速度を大きくすることができる。その結果、モータ２０は早期に目標回転数に到達する。一方、従来法に基づいてモータ２０を起動する場合、まず、モータ２０のロータの位置決めを行い、続いて強制転流でモータ２０を起動し、所定時間の経過後、制御転流に移行する。従来法に基づく場合、ロータの位置決めだけでかなりの時間を要し、脱調を防ぐために強制転流中のモータ２０の回転加速度は低く抑える必要があるのでモータ２０の回転数上昇も緩やかである。結局、従来法に基づく場合、本発明に基づく方法に比べ、目標回転数に到達するのまでに要する時間が大幅に長くなる。すなわち本発明に基づく方法では、従来法に比べ、検査時間を短縮することができる。
【００３７】
以上説明した実施形態では、モータ２０に通電しない状態でインペラ３０に空気を吹き付けることによってモータ２０を回転させ、回転によるモータ２０の誘起電圧を検出し、誘起電圧が所定値以上となったら制御転流でのモータ２０の駆動を開始することにより、モータ２０が目標回転数に到達するまでの時間を短縮することができて、全体としての検査時間を短縮することができる。
【００３８】
（その他の実施形態）
上述した実施形態は、検査のためにモータ２０を起動するときにインペラ３０に空気を吹き付けている。モータ２０についての所定の検査項目の検査が終了すればモータ２０を停止する必要があるが、モータ２０が完全に停止するまでに時間がかかる場合もある。停止するまでの時間も検査時間に含まれ得るからモータ２０をできるだけ早く停止させたい要求がある。図６は本発明の別の実施形態の検査方法を説明している。図６に示す検査方法では、モータ２０を停止させるときにインペラ３０に空気を吹き付けることにより、停止するまでの時間を短縮できるようにしている。停止時には、起動時に空気吹き付けによってインペラ３０に与えられる回転方向とは逆方向すなわちモータ２０の減速方向への力がインペラ３０に加えられる必要がある。そのため、起動に用いるノズル５２をそのまま使用することはできず、空気吹き付け用の別のノズル５５を設ける必要がある。空気配管５１から空気配管５４が分岐し、空気配管５４の先端に、インペラ３０をモータ２０の減速方向に付勢するようにインペラ３０に空気を吹き付けるノズル５５が設けられている。ノズル５５からの空気の噴出を制御するために、空気配管５４には電磁弁５６が設けられている。電磁弁５６は、例えばマイクロプロセッサ１４によって制御される。この実施形態では、停止時にもインペラ３０に空気を吹き付けることによって、検査終了時にモータ２０を停止させるために必要な時間を短縮でき、その分、実質的な検査時間をさらに短縮することができる。
【００３９】
モータ２０の起動に際してノズル５２からインペラ３０に吹き付けられる空気の最適量や最適の吹き付け時間は、モータ２０の種類やインペラ３０の形状によって変化し得る。同一の検査システムを用いて異なる種類のモータ２０や異なる形状のインペラ３０が取り付けられているモータ２０を検査する場合には、電磁弁５３として空気量の可変制御が可能なものを使用し、あるいは、電磁弁５３とは別に空気配管５１にマイクロプロセッサ１４によって制御される絞りを設けるようにする。そして、モータ２０の種類ごと、インペラ３０の形状ごとの最適の空気量及び最適の吹き付け時間を起動プロファイルとして予めマイクロプロセッサ１４に記憶させておき、検査対象のモータ２０及びインペラ３０の組み合わせに応じていずれかの起動プロファイルを選択し、選択された起動プロファイルに応じて空気量や吹き付け時間を制御して検査を実行するようにしてもよい。複数の起動プロファイルを用意してその中から選択できるようにすることによって、多種多様なモータ２０の検査を行なう場合であっても、検査時間の短縮を最適化することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１１…インバータ；１４…マイクロプロセッサ；１６，１６U，１６V，１６W…Ａ／Ｄ変換回路；２０…モータ；２１…出力軸；３０…インペラ；５１…空気圧縮機；５２，５５…ノズル；５３，５６…電磁弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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