(57)【要約】【課題】電動機の特性を従来とは異なる方法で適切に算出することのできる技術を提供する。【解決手段】電動機の特性を算出する装置は、電動機の逆起電力定数をＫｅとし、電動機の始動時における電流値である始動電流値をＩｓｔとし、電動機の始動時におけるトルクである始動トルクをＴｓｔとした場合において、Ｔｓｔ＝Ｋｅ×Ｉｓｔの式にしたがって、始動トルクを算出する。次に、電動機の特性を算出する装置は、電動機の無負荷回転時における電流値である無負荷電流値をＩｎｌとし、逆起電力定数とは異なる定数である補正トルク定数をＫｔｚとした場合において、Ｋｔｚ＝Ｔｓｔ／（Ｉｓｔ−Ｉｎｌ）の式にしたがって、補正トルク定数を算出する。そして、電動機の特性を算出する装置は、補正トルク定数を用いて電動機の特性を算出する。【選択図】図４
2010104219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の特性を算出する装置であって、
（ａ）前記電動機の逆起電力定数をＫｅとし、前記電動機の始動時における電流値である始動電流値をＩｓｔとし、前記電動機の始動時におけるトルクである始動トルクをＴｓｔとした場合において、
Ｔｓｔ＝Ｋｅ×Ｉｓｔ
の式にしたがって、前記始動トルクを算出し、
（ｂ）前記電動機の無負荷回転時における電流値である無負荷電流値をＩｎｌとし、前記逆起電力定数とは異なる定数である補正トルク定数をＫｔｚとした場合において、
Ｋｔｚ＝Ｔｓｔ／（Ｉｓｔ−Ｉｎｌ）
の式にしたがって、前記補正トルク定数を算出し、
（ｃ）前記補正トルク定数を用いて前記電動機の特性を算出する、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記電動機の無負荷回転時における逆起電力である無負荷逆起電力をＥｇｎｌとし、前記電動機の無負荷回転時における角速度である無負荷角速度をωｎｌとし、前記逆起電力定数をＫｅとした場合において、
Ｋｅ＝Ｅｇｎｌ／ωｎｌ
の式にしたがって、前記逆起電力定数を算出する、装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記電動機へ供給される電圧の電圧値をＥｓとし、前記電動機が有する電磁コイルの抵抗値をＲｄｃとし、前記無負荷電流値をＩｎｌとし、前記電動機の無負荷回転時における逆起電力である無負荷逆起電力をＥｇｎｌとした場合において、
Ｅｇｎｌ＝Ｅｓ−Ｒｄｃ×Ｉｎｌ
の式にしたがって、前記無負荷逆起電力を算出する、装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記電動機へ供給される電圧の電圧値をＥｓとし、前記電動機が有する電磁コイルの抵抗値をＲｄｃとし、前記始動電流値をＩｓｔとした場合において、
Ｉｓｔ＝Ｅｓ／Ｒｄｃ
の式にしたがって、前記始動電流値を算出する、装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記算出部は、前記電動機のトルクをＴとし、前記補正トルク定数をＫｔｚとし、前記無負荷電流値をＩｎｌとし、前記電動機の電流値をＩとした場合において、
Ｉ＝Ｔ／Ｋｔｚ＋Ｉｎｌ
の式にしたがって、前記電流値を算出する、装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記算出部は、前記電動機へ供給される電圧の電圧値をＥｓとし、前記電動機が有する電磁コイルの抵抗値をＲｄｃとし、前記電動機の電流値をＩとし、前記電動機の逆起電力をＥｇとした場合において、
Ｅｇ＝Ｅｓ−Ｒｄｃ×Ｉ
の式にしたがって、前記逆起電力を算出する、装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記算出部は、前記電動機の逆起電力をＥｇとし、前記逆起電力定数をＫｅとし、前記電動機の角速度をωとした場合において、
ω＝Ｅｇ／Ｋｅ
の式にしたがって、前記角速度を算出する、装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記算出部は、前記電動機の角速度をωとし、前記電動機のトルクをＴとし、前記電動機の仕事をＷとした場合において、
Ｗ＝ω×Ｔ
の式にしたがって、前記仕事を算出する、装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記算出部は、前記電動機の仕事をＷとし、前記電動機へ供給される電圧の電圧値をＥｓとし、前記電動機の電流値をＩとし、前記電動機の効率をηとした場合において、
η＝１００×Ｗ／（Ｅｓ×Ｉ）
の式にしたがって、前記効率を算出する、装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の装置であって、
前記電動機に対してＰＷＭ駆動する場合には、供給電圧にデューティー比を掛けた値を実効電圧値として用いて、前記特性を算出する、装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の装置であって、
前記電磁コイルが３相スター結線されている場合には、前記電動機の電磁コイルの総抵抗として、前記電磁コイル単体の抵抗値の２倍の抵抗値を用いて、前記特性を算出する、装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、さらに、
前記算出された電動機の特性を表示する表示部を備える、装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、さらに、
前記算出された電動機の特性に基づいて前記電動機を制御する制御部を備える、装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置を備える、電動機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電動機を備える、電動機搭載装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電動機搭載装置であって、
前記電動機搭載装置は、電子機器である、電動機搭載装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の電動機搭載装置であって、
前記電動機搭載装置は、プロジェクタである、電動機搭載装置。
【請求項１８】
請求項１５に記載の電動機搭載装置であって、
前記電動機搭載装置は、移動体である、電動機搭載装置。
【請求項１９】
請求項１５に記載の電動機搭載装置であって、
前記電動機搭載装置は、ロボットである、電動機搭載装置。
【請求項２０】
電動機の特性を算出する方法であって、
（ａ）前記電動機の逆起電力定数をＫｅとし、前記電動機の始動時における電流値である始動電流値をＩｓｔとし、前記電動機の始動時におけるトルクである始動トルクをＴｓｔとした場合において、
Ｔｓｔ＝Ｋｅ×Ｉｓｔ
の式にしたがって、前記始動トルクを算出する工程と、
（ｂ）前記電動機の無負荷回転時における電流値である無負荷電流値をＩｎｌとし、前記逆起電力定数とは異なる定数である補正トルク定数をＫｔｚとした場合において、
Ｋｔｚ＝Ｔｓｔ／（Ｉｓｔ−Ｉｎｌ）
の式にしたがって、前記補正トルク定数を算出する工程と、
（ｃ）前記補正トルク定数を用いて前記電動機の特性を算出する工程と、を含む、方法。
【請求項２１】
電動機の特性を算出する処理をコンピューターに実行させるためのコンピュータープログラムであって、
（ａ）前記電動機の逆起電力定数をＫｅとし、前記電動機の始動時における電流値である始動電流値をＩｓｔとし、前記電動機の始動時におけるトルクである始動トルクをＴｓｔとした場合において、
Ｔｓｔ＝Ｋｅ×Ｉｓｔ
の式にしたがって、前記始動トルクを算出する機能と、
（ｂ）前記電動機の無負荷回転時における電流値である無負荷電流値をＩｎｌとし、前記逆起電力定数とは異なる定数である補正トルク定数をＫｔｚとした場合において、
Ｋｔｚ＝Ｔｓｔ／（Ｉｓｔ−Ｉｎｌ）
の式にしたがって、前記補正トルク定数を算出する機能と、
（ｃ）前記補正トルク定数を用いて前記電動機の特性を算出する機能と、
を前記コンピューターに実現させるコンピュータープログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の特性を算出する装置、方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機の特性を機械的なトルク負荷を掛けたトルク測定器で、その機械的と電気的な特性による演算によって求めていた（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−１０９５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる場合、演算によって算出される始動トルクの値は、実際の始動トルクの値とは異なってしまうという不具合があった。
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、電動機の特性を従来とは異なる方法で適切に算出することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。
【０００７】
[適用例１]
電動機の特性を算出する装置であって、
（ａ）前記電動機の逆起電力定数をＫｅとし、前記電動機の始動時における電流値である始動電流値をＩｓｔとし、前記電動機の始動時におけるトルクである始動トルクをＴｓｔとした場合において、
Ｔｓｔ＝Ｋｅ×Ｉｓｔ
の式にしたがって、前記始動トルクを算出し、
（ｂ）前記電動機の無負荷回転時における電流値である無負荷電流値をＩｎｌとし、前記逆起電力定数とは異なる定数である補正トルク定数をＫｔｚとした場合において、
Ｋｔｚ＝Ｔｓｔ／（Ｉｓｔ−Ｉｎｌ）
の式にしたがって、前記補正トルク定数を算出し、
（ｃ）前記補正トルク定数を用いて前記電動機の特性を算出する、装置。
【０００８】
この構成によれば、補正トルク定数を用いて電動機の特性を算出するので、電動機の特性を従来とは異なる方法で、銅損失におけるジュール熱の影響を受けることなく、理論的に適切に算出することができる。また、実際の始動トルクの値に近い値として、始動トルクを算出することができる。
【０００９】
[適用例２]
適用例１に記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記電動機の無負荷回転時における逆起電力である無負荷逆起電力をＥｇｎｌとし、前記電動機の無負荷回転時における角速度である無負荷角速度をωｎｌとし、前記逆起電力定数をＫｅとした場合において、
Ｋｅ＝Ｅｇｎｌ／ωｎｌ
の式にしたがって、前記逆起電力定数を算出する、装置。
この構成によれば、電動機の逆起電力定数Ｋｅを適切に算出することができる。
【００１０】
[適用例３]
適用例１または２に記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記電動機へ供給される電圧の電圧値をＥｓとし、前記電動機が有する電磁コイルの抵抗値をＲｄｃとし、前記無負荷電流値をＩｎｌとし、前記電動機の無負荷回転時における逆起電力である無負荷逆起電力をＥｇｎｌとした場合において、
Ｅｇｎｌ＝Ｅｓ−Ｒｄｃ×Ｉｎｌ
の式にしたがって、前記無負荷逆起電力を算出する、装置。
この構成によれば、電動機の無負荷逆起電力を適切に算出することができる。
【００１１】
[適用例４]
適用例１ないし３のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記電動機へ供給される電圧の電圧値をＥｓとし、前記電動機が有する電磁コイルの抵抗値をＲｄｃとし、前記始動電流値をＩｓｔとした場合において、
Ｉｓｔ＝Ｅｓ／Ｒｄｃ
の式にしたがって、前記始動電流値を算出する、装置。
この構成によれば、電動機の始動電流値を適切に算出することができる。
【００１２】
[適用例５]
適用例１ないし４のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記算出部は、前記電動機のトルクをＴとし、前記補正トルク定数をＫｔｚとし、前記無負荷電流値をＩｎｌとし、前記電動機の電流値をＩとした場合において、
Ｉ＝Ｔ／Ｋｔｚ＋Ｉｎｌ
の式にしたがって、前記電流値を算出する、装置。
この構成によれば、電動機の電流値を適切に算出することができる。
【００１３】
[適用例６]
適用例１ないし５のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記算出部は、前記電動機へ供給される電圧の電圧値をＥｓとし、前記電動機が有する電磁コイルの抵抗値をＲｄｃとし、前記電動機の電流値をＩとし、前記電動機の逆起電力をＥｇとした場合において、
Ｅｇ＝Ｅｓ−Ｒｄｃ×Ｉ
の式にしたがって、前記逆起電力を算出する、装置。
この構成によれば、電動機の逆起電力を適切に算出することができる。
【００１４】
[適用例７]
適用例１ないし６のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記算出部は、前記電動機の逆起電力をＥｇとし、前記逆起電力定数をＫｅとし、前記電動機の角速度をωとした場合において、
ω＝Ｅｇ／Ｋｅ
の式にしたがって、前記角速度を算出する、装置。
この構成によれば、電動機の角速度を適切に算出することができる。
【００１５】
[適用例８]
適用例１ないし７のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記算出部は、前記電動機の角速度をωとし、前記電動機のトルクをＴとし、前記電動機の仕事をＷとした場合において、
Ｗ＝ω×Ｔ
の式にしたがって、前記仕事を算出する、装置。
この構成によれば、電動機の仕事を適切に算出することができる。
【００１６】
[適用例９]
適用例１ないし８のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、
前記算出部は、前記電動機の仕事をＷとし、前記電動機へ供給される電圧の電圧値をＥｓとし、前記電動機の電流値をＩとし、前記電動機の効率をηとした場合において、
η＝１００×Ｗ／（Ｅｓ×Ｉ）
の式にしたがって、前記効率を算出する、装置。
この構成によれば、電動機の効率を適切に算出することができる。
【００１７】
［適用例１０］
適用例１ないし９のいずれかに記載の装置であって、
前記電動機に対してＰＷＭ駆動する場合には、供給電圧にデューティー比を掛けた値を実効電圧値として用いて、前記特性を算出する、装置。
この適用例によれば、ＰＷＭ駆動の場合は、ディーティ比を掛けた実効電圧値を用いることにより、ＰＷＭ駆動下における電動機の特性を容易に算出することができる。
【００１８】
［適用例１１］
適用例１ないし１０のいずれかに記載の装置であって、
前記電磁コイルが３相スター結線されている場合には、前記電動機の電磁コイルの総抵抗として、前記電磁コイル単体の抵抗値の２倍の抵抗値を用いて、前記特性を算出する、装置。
この適用例によれば、電動機の電磁コイルが３相スター結線されている場合でも、電動機の特性を容易に算出することができる。
【００１９】
[適用例１２]
適用例１ないし１１のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、さらに、
前記算出された電動機の特性を表示する表示部を備える、装置。
この構成によれば、算出された電動機の特性を表示することができる。
【００２０】
[適用例１３]
適用例１ないし１２のいずれかに記載の電動機の特性を算出する装置であって、さらに、
前記算出された電動機の特性に基づいて前記電動機を制御する制御部を備える、装置。
この構成によれば、電動機を適切に制御することができる。
【００２１】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、電動機の特性算出方法および装置、電動機の特性算出システム、それらの方法または装置の機能を実現するための集積回路、コンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。また、本発明は、本発明による特性算出装置を備えた電動機制御装置、その制御装置を備えた電動機、その電動機を備えた電子機器、プロジェクタ、携帯機器、ロボット、移動体等の形態で実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例としての測定対象となる電動機１００の構成を示す模式図である。
【図２】第１実施例における電動機特性取得装置２００の構成を示すブロック図である。
【図３】電動機の特性を取得する工程を示すフローチャートである。
【図４】電動機１００の始動時におけるトルクの算出方法を示すグラフである。
【図５】電動機１００が発生させるトルクＴと電動機１００の電流値Ｉとの関係を示すグラフである。
【図６】電動機１００が発生させるトルクＴと電動機１００の回転数Ｎとの関係を示すグラフである。
【図７】電動機１００が発生させるトルクＴと電動機１００の出力Ｐとの関係を示すグラフである。
【図８】電動機１００が発生させるトルクＴと電動機１００の効率ηとの関係を示すグラフである。
【図９】実施例および比較例において、電動機の各種の特性を重ねて表記するグラフである。
【図１０】実施例におけるプログラムをコンピューターで実行した場合に、モニタに表示される画像を示す説明図である。
【図１１】電動機の構成を、電磁コイルのインダクタンスを考慮して示す説明図である。
【図１２】ＰＷＭ駆動における供給電圧と、電磁コイルに流れる電流を示す説明図である。
【図１３】１つの電気角の中に２つの駆動パルスが存在している状態を示す説明図である。
【図１４】第３の実施例を示す説明図である。
【図１５】変形例を示す説明図である。
【図１６】本発明の変形例によるモーターを利用したプロジェクタを示す説明図である。
【図１７】本発明の変形例によるモーターを利用した燃料電池式携帯電話を示す説明図である。
【図１８】本発明の変形例によるモーター／発電機を利用した移動体の一例としての電動自転車（電動アシスト自転車）を示す説明図である。
【図１９】本発明の変形例によるモーターを利用したロボットの一例を示す説明図である。
【図２０】本発明の変形例によるモーターを利用した鉄道車両を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１の実施例：
Ｂ．第２の実施例：
Ｃ．第３の実施例：
Ｄ．変形例：
【００２４】
Ａ．第１の実施例：
図１は、本発明の一実施例としての測定対象となる電動機１００の構成を示す模式図である。電動機１００は、永久磁石を有するローター部１０と、電磁コイル２０と、ＰＷＭドライバー２２と、ホールＩＣ２６と、ＰＷＭ制御部２８とを備えている。また、電動機１００は、電源２４に接続されており、電源電圧として供給電圧値Ｅｓ［Ｖ］が供給されている。
【００２５】
ホールＩＣ２６は、ローター部１０の回転位置に応じたセンサー信号ＳＳＡを生成する。センサー信号ＳＳＡは、ＰＷＭ制御部２８に供給される。ＰＷＭ制御部２８は、センサー信号ＳＳＡに応じて、ＰＷＭドライバー２２の２つのスイッチＳ１、Ｓ２を切り替える。この結果、電磁コイル２０に流れる電流の向きが入れ替わる。そして、電磁コイル２０に流れる電流の向きが入れ替わることによって、電磁コイル２０の磁化方向が入れ替わり、ローター部１０は回転することができる。電磁コイル２０は、内部抵抗３１と、逆起電力Ｅｇとして模擬されている。逆起電力Ｅｇ［Ｖ］は、電磁コイル２０に流れる電流の方向とは逆向きに発生する。内部抵抗３１は、抵抗値Ｒｄｃ［Ω］を有する。
【００２６】
本実施例では、電磁コイル２０の抵抗値Ｒｄｃと、供給電圧値Ｅｓと、無負荷で電動機１００を回転させた場合の回転数Ｎｎｌ［ｒｐｍ］と、無負荷で電動機１００を回転させた場合に電磁コイル２０に流れる電流値Ｉｎｌ［Ａ］とを測定することによって、電動機１００の各種の特性を算出する。ここで、電動機の特性とは、逆起電力定数Ｋｅ、トルク−電流特性、トルク−回転数特性、トルク−仕事特性、トルク−効率特性等を意味する。また、本明細書において、「無負荷」とは、ローター部１０に外部負荷が接続されていない状態を意味する。
【００２７】
図２は、第１実施例における電動機特性取得装置２００の構成を示すブロック図である。電動機特性取得装置２００は、回転速度測定部２０２と、抵抗値測定部２０４と、供給電圧値測定部２０６と、電流値測定部２０８と、演算部２１０とを備えている。回転速度測定部２０２は、カップリング２１４を介して、電動機１００の回転軸１０２と接続されている。回転速度測定部２０２は、無負荷で電動機１００を回転させて無負荷回転数Ｎｎｌを測定する。以下では、無負荷で電動機１００を回転させた場合の回転数Ｎｎｌを「無負荷回転数Ｎｎｌ」とも呼ぶ。この無負荷回転数Ｎｎｌは、演算部２１０に供給される。なお、回転速度測定部２０２は、被測定電動機の回転に影響を与えない負荷である構造が好ましい。
【００２８】
供給電圧値測定部２０６は、電源２４（図１）から電動機１００に供給される供給電圧値Ｅｓを測定する。電流値測定部２０８は、無負荷で電動機１００を回転させた場合に電磁コイル２０（図１）に流れる電流値Ｉｎｌを測定する。以下では、無負荷で電動機１００を回転させた場合に電磁コイル２０に流れる電流値Ｉｎｌを、「無負荷電流値Ｉｎｌ」とも呼ぶ。この無負荷電流値Ｉｎｌは、演算部２１０に供給される。
【００２９】
抵抗値測定部２０４は、電磁コイル２０の内部抵抗３１（図１）の抵抗値Ｒｄｃを測定する。電磁コイル２０の抵抗値Ｒｄｃは、逆起電力Ｅｇが発生していない状態において電磁コイル２０に流れている電流値Ｉと、供給電圧値Ｅｓとの関係から求めることができる。その際、抵抗値Ｒｄｃがジュール熱の影響を受けないように、電流値Ｉまたは供給電圧値Ｅｓを制御することが好ましい。なお、逆起電力Ｅｇが発生していない状態は、例えば、ローター部１０を停止させる目的の機械角位置で回転しないように固定し、ＰＷＭドライバー２２のスイッチＳ１，Ｓ２を固定した状態にすることによって実現することができる。測定された抵抗値Ｒｄｃは、演算部２１０に供給される。
【００３０】
演算部２１０は、抵抗値Ｒｄｃと、供給電圧値Ｅｓと、無負荷電流値Ｉｎｌと、無負荷回転数Ｎｎｌとに基づいて、電動機の特性を算出する。この算出方法については後述する。演算部２１０によって算出された電動機１００の特性は、表示装置２１２によって表示される。
【００３１】
図３は、電動機の特性を取得する工程を示すフローチャートである。ステップＳ１０では、抵抗値測定部２０４は、電磁コイル２０の抵抗値Ｒｄｃを測定する。ステップＳ２０では、供給電圧値測定部２０６は、電動機１００への供給電圧値Ｅｓを測定する。ステップＳ３０では、回転速度測定部２０２は、無負荷で電動機１００を回転させた場合における回転数Ｎｎｌを測定する。ステップＳ４０では、電流値測定部２０８は、無負荷で電動機１００を回転させた場合における電流値Ｉｎｌを測定する。ステップＳ５０では、演算部２１０は、抵抗値Ｒｄｃと、供給電圧値Ｅｓと、無負荷回転数Ｎｎｌと、無負荷電流値Ｉｎｌとに基づいて、電動機１００の特性を算出する。以下では、演算部２１０が電動機１００の特性を算出する過程について説明する。また、実際の駆動にはＰＷＭ制御を用いるため、実際の無負荷電流値Ｉｎｌの測定値は、実効値である。
【００３２】
まず、演算部２１０は、無負荷で電動機１００を回転させた場合に電磁コイル２０に発生する逆起電力（以下では、無負荷逆起電力Ｅｇｎｌとも呼ぶ。）を求める。演算部２１０は、無負荷逆起電力Ｅｇｎｌ［Ｖ］を、電圧の釣り合いより、以下の（１）式で求める。
【数１】
2010104219.tif 000003
次に、演算部２１０は、無負荷で電動機１００を回転させた場合の角速度（以下では、無負荷角速度ωｎｌとも呼ぶ。）を求める。演算部２１０は、無負荷角速度ωｎｌ［ｒａｄ／ｓ］を、無負荷回転数Ｎｎｌ［ｒｐｍ］を用いて、以下の（２）式で求める。
【数２】
2010104219.tif 000004
そして、演算部２１０は、電動機１００の逆起電力定数Ｋｅ［Ｖ・ｓ／ｒａｄ］を、無負荷逆起電力Ｅｇｎｌと、無負荷角速度ωｎｌとを用いて、以下の（３）式で求める。
【数３】
2010104219.tif 000005
【００３３】
次に、演算部２１０は、電動機１００の始動時に流れる電流値（以下では、始動電流値Ｉｓｔとも呼ぶ。）を求める。回転数Ｎ＝０の場合は、逆起電力が発生していない。したがって、演算部２１０は、始動電流値Ｉｓｔを、以下の（４）式で求める。
【数４】
2010104219.tif 000006
【００３４】
図４は、電動機１００の始動時におけるトルク（以下では、始動トルクＴｓｔとも呼ぶ。）の算出方法を示すグラフである。なお、この図４には、比較例としての始動トルク（以下では、比較例の始動トルクＴｓｔｃとも呼ぶ。）の算出方法も示している。実施例において、演算部２１０は、始動トルクＴｓｔを、以下の（５）式で求める。
【数５】
2010104219.tif 000007
また、比較例の始動トルクＴｓｔｃは、以下の（６）式で求められる。
【数６】
2010104219.tif 000008
ここで、上記（５）式で求められる始動トルクＴｓｔは、上記（６）式で求められる比較例の始動トルクＴｓｔｃとは異なる値となる。しかし、実際には、電動機に発生する始動トルクの値は、上記（５）式で算出される始動トルクＴｓｔの値により近いものとなる。この理由は、電動機の始動時には回転による損失が発生しておらず、純粋にＢＬＩ則によって始動トルクが定まるためであると考えられる。
【００３５】
すなわち、横軸のトルクＴの原点と、縦軸のＩｎｌ＝０の原点が一致した場合は、従来のＫｅ＝Ｋｔとした表記でＴｓｔ＝Ｔｓｔｃとなるが、縦軸のＩｎｌ＞０となった場合でも始動トルクＴｓｔは変わることがないためにＫｅ≠Ｋｔとなり、ＫｔはＫｔｚとして新たな傾きの定義が必要となる。換言すれば、トルクＴが０を示す点において無負荷電流値Ｉｎｌが０を示すようにグラフを描く場合には、Ｉｎｌ＝０となるため、従来のように逆起電力定数Ｋｅ＝トルク定数Ｋｔとして計算を行うと、Ｔｓｔ＝Ｔｓｔｃとなる。しかし、トルクＴが０を示す点において無負荷電流値Ｉｎｌが０より大きい値を示すようにグラフを描く場合において、逆起電力定数Ｋｅとトルク定数Ｋｔとを同じ値として演算に用いると、実際の始動トルクの値は上記（５）式で求める値に近い値であるにもかかわらず、始動トルクの値が上記（６）式の値として算出されてしまうという不具合が生じることになる。したがって、トルク定数Ｋｔは、補正トルク定数Ｋｔｚとしての新たな定義が必要となる。
【００３６】
そして、逆起電力定数Ｋｅとは異なる値である補正トルク定数Ｋｔｚを以下の（７）式で定義する。
【数７】
2010104219.tif 000009
この補正トルク定数Ｋｔｚは、図４に示されるように、始動トルクＴｓｔの発生状態を示す点Ｐｓｔと、無負荷回転状態を示す点Ｐｎｌとを結ぶ直線Ｇ１の傾きに相当する。以下の実施例では、この補正トルク定数Ｋｔｚを用いて、電動機の特性を算出する。
【００３７】
図５は、電動機１００が発生させるトルクＴと、電動機１００の電流値Ｉとの関係を示すグラフである。演算部２１０は、トルクＴ［Ｎ・ｍ］と電流値Ｉ［Ａ］との関係を、上述した補正トルク定数Ｋｔｚを用いて、以下の（８）式で求める。
【数８】
2010104219.tif 000010
また、比較例では、トルクＴと電流値Ｉとの関係は、トルク定数Ｋｔ（＝逆起電力定数Ｋｅ）を用いて、以下の（９）式で求められる。
【数９】
2010104219.tif 000011
【００３８】
図５に示されるように、実施例では、補正トルク定数Ｋｔｚを用いているので、トルクＴの最大値を始動トルクＴｓｔとし、電流値Ｉの最大値を始動電流値ＩｓｔとするグラフＧ１を描くことが可能となる。比較例では、電流値Ｉの最大値（始動電流値Ｉｓｔ）は、実施例と同じ値となっているが、トルクＴの最大値（比較例の始動トルクＴｓｔｃ）は、実施例の始動トルクＴｓｔよりも小さな値となっている。この理由は、比較例では、トルク定数Ｋｔ（＝逆起電力定数Ｋｅ）を用いているからである。なお、トルクＴと電流値Ｉとの関係は、供給電圧値Ｅｓと、抵抗値Ｒｄｃと、無負荷電流値Ｉｎｌと、無負荷回転数Ｎｎｌとを測定することによって求めることができる。また、図５におけるグラフＧ１の切片は、無負荷電流値Ｉｎｌである。
【００３９】
図６は、電動機１００が発生させるトルクＴと、電動機１００の回転数Ｎとの関係を示すグラフである。トルクＴと回転数Ｎとの関係を示すグラフを描くために、演算部２１０は、まず、電動機１００に発生する逆起電力Ｅｇを以下の（１０）式で求める。
【数１０】
2010104219.tif 000012
ここで、実施例では、（１０）式の電流値Ｉには、（８）式で得られた電流値Ｉを代入する。一方、比較例では、（１０）式の電流値Ｉには、（９）式で得られた電流値Ｉを代入する。
【００４０】
また、演算部２１０は、角速度ωを以下の（１１）式で求める。
【数１１】
2010104219.tif 000013
そして、演算部２１０は、回転数Ｎを以下の（１２）式で求める。
【数１２】
2010104219.tif 000014
この（１２）式の右辺は、実施例では、上述した（８）、（１０）、（１１）式を用いて、トルクＴの関数に変形することができる。一方、比較例では、（１２）式の右辺は、上述した（９）、（１０）、（１１）式を用いて、トルクＴの関数に変形することができる。すなわち、実施例では、
【数１３】
2010104219.tif 000015
となり、比較例では、
【数１４】
2010104219.tif 000016
となる。
【００４１】
このように、演算部２１０は、トルクＴを変数として、トルクＴに応じた回転数Ｎを算出することができる。また、トルクＴと回転数Ｎとの関係は、供給電圧値Ｅｓと、抵抗値Ｒｄｃと、無負荷電流値Ｉｎｌと、無負荷回転数Ｎｎｌとを測定することによって求めることができる。なお、図６におけるグラフの切片は、無負荷回転数Ｎｎｌである。なお、上記（１２）式は、以下の（１５）式に変形することもできる。
【数１５】
2010104219.tif 000017
【００４２】
図７は、電動機１００が発生させるトルクＴと、電動機１００の出力Ｐとの関係を示すグラフである。演算部２１０は、出力Ｐ［Ｗ］を、以下の（１６）式で求める。
【数１６】
2010104219.tif 000018
この（１６）式の右辺は、実施例では、上述した（８）、（１０）、（１１）式を用いて、トルクＴの関数に変形することができる。一方、比較例では、（１６）式の右辺は、上述した（９）、（１０）、（１１）式を用いて、トルクＴの関数に変形することができる。すなわち、実施例では、
【数１７】
2010104219.tif 000019
となり、比較例では、
【数１８】
2010104219.tif 000020
となる。なお、Ｋ1、Ｋ2は定数となる。
【００４３】
このように、演算部２１０は、トルクＴを変数として、トルクＴに応じた出力Ｐを算出することができる。また、トルクＴと出力Ｐとの関係は、供給電圧値Ｅｓと、抵抗値Ｒｄｃと、無負荷電流値Ｉｎｌと、無負荷回転数Ｎｎｌとを測定することによって求めることができる。なお、上記（１６）式は、以下の（１９）式に変形することもできる。
【数１９】
2010104219.tif 000021
また、上記Ｋ1、Ｋ2は、以下の値となる。
【数２０】
2010104219.tif 000022
【数２１】
2010104219.tif 000023
【００４４】
図８は、電動機１００が発生させるトルクＴと、電動機１００の効率ηとの関係を示すグラフである。演算部２１０は、効率η［％］を、以下の（２２）式で求める。
【数２２】
2010104219.tif 000024
この（２２）式の右辺は、実施例では、上述した（８）、（１０）、（１１）、（１６）式を用いて、トルクＴの関数に変形することができる。一方、比較例では、（２２）式の右辺は、上述した（９）、（１０）、（１１）、（１６）式を用いて、トルクＴの関数に変形することができる。
【００４５】
このように、演算部２１０は、トルクＴを変数として、トルクＴに応じた効率ηを算出することができる。また、トルクＴと効率ηとの関係は、供給電圧値Ｅｓと、抵抗値Ｒｄｃと、無負荷電流値Ｉｎｌと、無負荷回転数Ｎｎｌとを測定することによって求めることができる。
【００４６】
図９（Ａ）は、実施例における電動機の各種の特性を重ねて表記するグラフである。図９（Ｂ）は、比較例における電動機の各種の特性を重ねて表記するグラフである。この図９（Ａ）、（Ｂ）によれば、実施例と比較例とで異なったグラフとなっていることが理解できる。
【００４７】
このように、本実施例では、供給電圧値Ｅｓと、抵抗値Ｒｄｃと、無負荷電流値Ｉｎｌと、無負荷回転数Ｎｎｌとを測定することによって、電動機１００の各種の特性を算出することが可能である。また、ブラシレスモーターの場合において、駆動制御方法が変更された場合には、再び上記４つの値を測定することによって、変更後の新たな特性を算出することが可能である。さらに、演算部２１０は、補正トルク定数Ｋｔｚを用いて電動機の特性を算出するので、トルクＴの最大値は、始動トルクＴｓｔとなる。すなわち、演算部２１０は、実際の始動トルクの値に近い値として、始動トルクを算出することができる。
【００４８】
なお、参考として、電動機の特性を算出し、上記したグラフを描くためのプログラムの一例を以下に示す。
【００４９】
［基礎計算関数部］
入力：供給電圧値Ｅｓ、無負荷回転数Ｎｎｌ、無負荷電流値Ｉｎｌ、抵抗値Ｒｄｃ；
出力：無負荷角速度ωｎｌ、無負荷逆起電力Ｅｇｎｌ、逆起電力定数Ｋｅ、補正トルク定数Ｋｔ、始動電流値Ｉｓｔ、始動トルクＴｓｔ；
ωｎｌ＝２π・Ｎｎｌ／６０；
Ｅｇｎｌ＝Ｅｓ−Ｒｄｃ・Ｉｎｌ；
Ｋｅ＝Ｅｇｎｌ／ωｎｌ；
Ｋｔ＝Ｋｅ；
Ｉｓｔ＝Ｅｓ／Ｒｄｃ；
Ｔｓｔ＝Ｋｔ・Ｉｓｔ；
Ｋｔｚ＝Ｔｓｔ／（Ｉｓｔ−Ｉｎｌ）；
【００５０】
［Ｘ軸関数部］
入力：Ｔｓｔ、Ｘｍ；
出力：Ｔｘ［Ｘｍ］；
ｉｎｔ  ｎ；
ｆｌｏａｔ  Ｔｓｔｐ；
Ｔｓｔｐ＝Ｔｓｔ／（Ｘｍ−１）；
ｎ＝０；
ｗｈｉｌｅ（ｎ  ＜  Ｘｍ）｛
Ｔｘ［ｎ］＝ｎ・Ｔｓｔｐ；
ｎ＋＋；
｝
【００５１】
［描画関数部］
入力：Ｘｍ、Ｅｓ、Ｒｄｃ、Ｋｔ、Ｋｅ、Ｔｘ［ｍ］；
出力：Ｉｙ［Ｘｍ］、Ｎｙ［Ｘｍ］、Ｗｙ［Ｘｍ］、Ｐｙ［Ｘｍ］、ηｙ［Ｘｍ］；
ｉｎｔ  ｉ；
ｆｌｏａｔ  Ｅｇ；
ｉ＝０；
ｗｈｉｌｅ（ｉ＜Ｘｍ）｛
Ｉｙ［ｉ］＝Ｔｘ［ｉ］／Ｋｔｚ＋Ｉｎｌ；
Ｅｇ＝Ｅｓ−Ｒｄｃ・Ｉｙ［ｉ］；
Ｎｙ［ｉ］＝６０／（２π）・Ｅｇ／Ｋｅ；
Ｗｙ［ｉ］＝０．１０４７２・Ｔｘ［ｉ］・Ｎｙ［ｉ］；
Ｐｙ［ｉ］＝Ｅｓ・Ｉｙ［ｉ］；
ηｙ［ｉ］＝Ｗｙ［ｉ］／Ｐｙ［ｉ］・１００；
ｉ＋＋；
｝
【００５２】
なお、上記プログラムにおいて、「Ｉｙ」は電流値であり、「Ｅｇ」は逆起電力であり、「Ｎｙ」は回転数であり、「Ｗｙ」は出力（仕事率）であり、「Ｐｙ」は供給電力であり、「ηｙ」は効率である。以上のようなプログラムによれば、電動機の特性を適切に算出し、適切にグラフを描くことができる。
【００５３】
図１０は、上記プログラムをコンピューターで実行した場合に、モニタに表示される画像を示す説明図である。このプログラムでは、供給電圧値Ｅｓと、抵抗値Ｒｄｃと、無負荷電流値Ｉｎｌと、無負荷回転数Ｎｎｌとを入力することによって、電動機の特性を適切に描くことができる。
【００５４】
Ｂ．第２の実施例：
第１の実施例では、デューティー比が１の場合について説明したが、第２の実施例では、電動機１００をデューティー比Ｄｒ（０＜Ｄｒ＜１）でＰＷＭ駆動する場合について説明する。デューティー比Ｄｒが１でない場合には、電磁コイル２０への電圧の供給がオンになる期間とオフになる期間があるため、電流が変化する。電動機１００は、電磁コイル２０を有しているため、ＰＷＭ駆動においては、電流の変化による電磁コイル２０の誘導起電力を考慮する必要がある。
【００５５】
図１１は、電動機の構成を、電磁コイルのインダクタンスを考慮して示す説明図である。図１１に示す電動機は、図１に示す電動機と同じであるが、図１１では、電磁コイル２０のインダクタンスＬが示されている点が異なる。
【００５６】
図１２は、ＰＷＭ駆動における供給電圧と、電磁コイルに流れる電流を示す説明図である。ここでは、供給電圧Ｅｓのデューティー比をＤｒとし、デューティーの制御期間の長さをＵとしている。このとき、時刻０から時刻Ｄｒ×Ｕまでの期間は、電圧の供給がオンの期間である。電圧の供給がオフからオンに変化する場合、電磁コイル２０には、急に最大の電流が流れる訳ではなく、電流が徐々に増加していく。時刻Ｄｒ×Ｕから時刻Ｕまでの期間は、電圧の供給がオフの期間である。電圧の供給がオンからオフに変化する場合も同様に、電磁コイル２０に流れる電流は、急にゼロになる訳ではなく、徐々に減少していく。
【００５７】
電磁コイル２０への電圧の供給がオンの期間とオフの期間に分けて電動機１００の回路方程式を立てる。電磁コイル２０への電圧の供給がオンの期間（０≦ｔ≦Ｄｒ×Ｕ）では、電動機１００の回路方程式は（２３）式に示す式となる。この（２３）式は、第１の実施例の（１）式に電磁コイル２０による誘導起電力を加えた式である。
【数２３】
2010104219.tif 000025
【００５８】
（２３）式を解くと、（２４）式が得られる。
【数２４】
2010104219.tif 000026
【００５９】
ここで、定数Ａの具体的な値は、境界条件を定めることにより、求めることが可能である。しかし、定数Ａの値は、後の計算により相殺されて消えるので、ここではＡのまま残しておく。次に、電磁コイル２０への電圧の供給がオフの期間（Ｄｒ×Ｕ≦ｔ≦Ｕ）の回路方程式を立てる、この場合、電動機１００の回路方程式は、（２３）式においてＥｓ＝０とすればよく、具体的には、（２５）式に示す式となる。
【数２５】
2010104219.tif 000027
【００６０】
（２５）式を解くと、（２６）式が得られる。なお、定数Ｂの値も同様に求めることが可能であるが、定数Ａの値と同様に、後の計算により相殺されて消えるので、ここではＢのまま残しておく。
【数２６】
2010104219.tif 000028
【００６１】
ここで、（２７）式に示す境界条件により（２８）式が得られる。この境界条件は、（２４）式の終点（ｔ＝Ｄｒ×Ｕ）と、（２６）式の始点（ｔ＝Ｄｒ×Ｕ）とが、一致することによるものである。
【数２７】
2010104219.tif 000029
【数２８】
2010104219.tif 000030
【００６２】
（２８）式を変形すると（２９）式が得られる。
【数２９】
2010104219.tif 000031
【００６３】
また、（３０）式に示す境界条件により（３１）式が得られ、同様に（３１）式を変形すると、（３２）式が得られる。なお、この境界条件は、（２４）式の始点（ｔ＝０）と、（２６）式の終点（ｔ＝Ｕ）とが、一致することによるものである。
【数３０】
2010104219.tif 000032
【数３１】
2010104219.tif 000033
【数３２】
2010104219.tif 000034
【００６４】
次に、電動機１００の平均電流を求める。平均電流Ｉは、（３３）式で算出することができる。
【数３３】
2010104219.tif 000035
【００６５】
（３３）式の分子第１項は、（３４）式のように変形することができ、分子第２項は、（３５）式のように変形することができる。
【数３４】
2010104219.tif 000036
【数３５】
2010104219.tif 000037
【００６６】
ここで、（３４）式の第１項と（３５）式の第１項を加えると、（３６）式が得られる。
【数３６】
2010104219.tif 000038
【００６７】
（３６）式に（２９）式、（３２）式を代入すると、（３７）式が得られる。すなわち、（３４）式の第１項と（３５）式の第１項と、を加えた和はゼロとなる。
【数３７】
2010104219.tif 000039
【００６８】
次に（３４）式の第２項と（３５）式の第２項を加えると、（３８）式が得られる。
【数３８】
2010104219.tif 000040
【００６９】
その結果、（３３）式に、（３７）式、（３８）式の結果を代入することにより、（３３）式は、（３９）式のように変形することができる。（３９）式を見ればわかるように、（２４）式、（２６）式にあった定数Ａ、Ｂは、相殺され、消えている。
【数３９】
2010104219.tif 000041
【００７０】
（３９）式から明らかなように、電磁コイル２０のインダクタンスＬは、（３９）式に現れていない。これは、電磁コイル２０のインダクタンスとしての特徴を反映している。すなわち、電磁コイルを含む回路では、電圧の供給がオンの時には、電磁コイル２０にエネルギーが蓄積され、逆に電圧の供給がオフの時には、逆に電磁コイル２０からエネルギーが放出される。ＰＷＭの一周期を考えれば、電圧の供給がオンの時に電磁コイル２０に蓄積されるエネルギーの量と、電圧の供給がオフの時に電磁コイル２０から放出されるエネルギーの量は同じであることが判る。このように、電磁コイル２０では、インダクタンス成分により、エネルギーが消費されない。電磁コイル２０のインダクタンスＬの効果は、電圧の供給がオンの期間だけ、あるいは電圧の供給がオフの期間だけで見れば考慮する必要があるが、ＰＷＭ駆動の一周期を考えれば、相殺されるため、考慮する必要がない。その結果、ＰＷＭ駆動下では、Ｌの値を考慮する必要が無く、代わりにデューティー比Ｄｒを考慮すればよい。（３９）式を変形すると、（４０）式が得られる。
【数４０】
2010104219.tif 000042
【００７１】
（４０）式は、（１）式と比較すると、供給電圧が、（１）式ではＥｓとなっているのに対し、（４０）式ではＥｓ×Ｄｒになっている点が、異なるだけである。すなわち、第１の実施例におけるＥｓをＥｓ×Ｄｒとすることにより、ＰＷＭ駆動下における電動機１００の各種特性を求めることが可能となる。同様に、他の式においても、デューティー比ＤｒのＰＷＭ駆動下では、それぞれ、電圧ＥｓをＥｓ×Ｄｒで置き換えた式とすればよい。
【００７２】
以上のように、供給電圧値Ｅｓと、抵抗値Ｒｄｃと、無負荷電流値Ｉｎｌと、無負荷回転数Ｎｎｌとを測定し、供給電圧値として供給電圧値Ｅｓにデューティー比Ｄｒを掛けたＥｓ×Ｄｒを新たな供給電圧値として用いることにより、ＰＷＭ駆動下における電動機１００の各種特性を算出することが可能である。
【００７３】
図１３は、１つの電気角の中に２つの駆動パルスが存在している状態を示す説明図である。ここでは、駆動パルスのオンの期間（Ｄ１×Ｕ＋（Ｄ３×Ｕ−Ｄ２×Ｕ）を電気角の周期Ｕで割った値をデューティー比Ｄｒと呼ぶ。デューティー比は、Ｄ１＋（Ｄ３−Ｄ２）となる。
【００７４】
同様にオンオフで４つの期間に分けて、各期間における方程式を立てて、各期間における電流を求めると、（４１）式〜（４４）式が得られる。なお、定数Ａ〜Ｄの値は境界条件を定めることにより具体的に求めることができるが、第３の実施例のときと同様に、後の計算により相殺されるので、ここでは、Ａ〜Ｄのままにしておく。
【数４１】
2010104219.tif 000043
【数４２】
2010104219.tif 000044
【数４３】
2010104219.tif 000045
【数４４】
2010104219.tif 000046
【００７５】
（４１）式の終点＝（４２）式の始点（点Ｘで一致）、（４２）式の終点＝（４３）式の始点（点Ｙで一致）、（４３）式の終点＝（４４）式の始点（点Ｚで一致）、（４１）式の始点＝（４４）式の終点（点Ｗで一致）、の４つの境界条件により、（４５）式〜（４８）式が得られる。
【数４５】
2010104219.tif 000047
【数４６】
2010104219.tif 000048
【数４７】
2010104219.tif 000049
【数４８】
2010104219.tif 000050
【００７６】
平均電流Ｉは、（４９）式で示すことができる。
【数４９】
2010104219.tif 000051
【００７７】
（４９）式の右辺分子第１項〜第４項はそれぞれ、（５０）式〜（５３）式のように変形できる。
【数５０】
2010104219.tif 000052
【数５１】
2010104219.tif 000053
【数５２】
2010104219.tif 000054
【数５３】
2010104219.tif 000055
【００７８】
（５０）式〜（５３）式の第１項を加えた後変形し、（５３）式〜（５６）式の結果を代入すると、（５４）式が得られる。すなわち、（５０）式〜（５３）式の第１項を加えた和はゼロになる。
【数５４】
2010104219.tif 000056
【００７９】
（５０）式〜（５３）式の第２項を加えると、（５５）式が得られる。
【数５５】
2010104219.tif 000057
【００８０】
したがって、平均電流Ｉは、（５６）式で示すことが出来る。
【数５６】
2010104219.tif 000058
【００８１】
（５６）式の結果は、（３９）式の結果と同じである。ここでは、電気角の１周期に２つのパルスがある場合について説明したが、３つ以上のパルスがある場合も同様に考えることが可能である。すなわち、（５６）式を適用することが可能である。なお、図１３（Ｂ）においては、各区間の電流のグラフが交わる点（点Ｗ，Ｘ、Ｙ、Ｚ）における電流の値は、同じであるとして模式的にグラフを描いているが、これらの点における電流の値はＤ１〜Ｄ３の値により変動する。
【００８２】
Ｃ．第３の実施例：
図１４は、第３の実施例を示す説明図である。第３の実施例は、図１４（Ａ）に示すように、電動機の３つの電磁コイル２０をスター結線にしている。ここで、スター結線の３つの端子をそれぞれ、端子Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗと呼ぶ。図１４（Ｂ）は、端子Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに印可される電圧を示す説明図である。図１４（Ｃ）は、図１４（Ｂ）における期間Ｑ３を拡大して示す説明図である。
【００８３】
図１４（Ｃ）に示す期間Ｔ２、Ｔ４では、図１４（Ａ）の端子ＶｕとＶｖの間に電圧Ｅｓが印可され、端子Ｖｗは、ハイ・インピーダンスになっている。そして、電流は端子Ｖｕから端子Ｖｖに流れる。また、電磁コイル２０の内部抵抗をＲｄｃとすると、端子Ｖｕと端子Ｖｖの間の合成抵抗は、２Ｒｄｃである。また、期間Ｔ３では、端子ＶｕとＶｗの間に電圧Ｅｓが印可され、端子Ｖｖは、ハイ・インピーダンスになっている。そして、電流は端子Ｖｕから端子Ｖｗに流れる。なお、端子Ｖｕと端子Ｖｗの間の合成抵抗は、２Ｒｄｃである。また、期間Ｔ１、Ｔ５では、いずれの端子もハイ・インピーダンスになっており、いずれの端子Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗにも電流は流れない。
【００８４】
このような３相ＰＷＭ駆動においては、供給電圧値として、第２の実施例で示したように、供給電圧Ｅｓにデューティー比Ｄｒを掛けたＥｓ×Ｄｒを代わりに用いることができる。また、電磁コイルの抵抗値として、２Ｒｄｃを代わりに用いることが可能となる。例えば、実施例１で使用した（１）式は、（５７）式のようになる。他の式も同様である。
【数５７】
2010104219.tif 000059
【００８５】
ここで、合成抵抗値２Ｒｄｃは、逆起電力Ｅｇが発生していない状態において電動機１００に流れている電流値Ｉと、供給電圧値Ｅｓとの関係から求めることができる。具体的には、この逆起電力Ｅｇが発生していない状態は、例えば、ローター部１０（図１参照）を回転しないように固定し、図１４（Ｃ）の期間Ｔ２に示す状態を維持することにより、実現することが可能である。なお、このとき算出される抵抗値は、合成抵抗２Ｒｄｃである。
【００８６】
以上のように、３相ＰＷＭ駆動においても、供給電圧値Ｅｓと、抵抗値２Ｒｄｃと、無負荷電流値Ｉｎｌと、無負荷回転数Ｎｎｌとを測定することによって、ＰＷＭ駆動下における電動機１００の各種特性を算出することが可能である。
【００８７】
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８８】
Ｄ１．変形例１：
上記実施例では、供給電圧値測定部２０６が供給電圧値Ｅｓを測定しているが、電動機１００に供給される電源の電圧値が判明している場合には、供給電圧値Ｅｓを測定することなく、判明している供給電圧値Ｅｓを演算部２１０に供給することとしてもよい。すなわち、電動機特性取得装置２００は、供給電圧値Ｅｓを取得すればよい。
【００８９】
Ｄ２．変形例２：
上記実施例では、抵抗値測定部２０４が抵抗値Ｒｄｃを測定しているが、電磁コイル２０の抵抗値が判明している場合には、抵抗値Ｒｄｃを測定することなく、判明している抵抗値Ｒｄｃを演算部２１０に供給することとしてもよい。すなわち、電動機特性取得装置２００は、抵抗値Ｒｄｃを取得すればよい。
【００９０】
Ｄ３．変形例３：
上記実施例では、回転速度測定部２０２は、電動機１００の回転速度を、回転数Ｎ［ｒｐｍ］として測定している。しかし、回転速度測定部２０２は、電動機１００の回転速度を、角速度ω［ｒａｄ／ｓ］として測定し、角速度ωを演算部２１０に供給することとしてもよい。
【００９１】
Ｄ４．変形例４：
電動機の特性の算出をコンピュータープログラムで実現する場合には、供給電圧値Ｅｓと、抵抗値Ｒｄｃと、無負荷電流値Ｉｎｌと、無負荷回転数Ｎｎｌとを予め測定しておき、得られた４つの値をコンピュータープログラムに取得させることとしてもよい。また、本発明は、電動機の特性の算出方法としても実現することができる。
【００９２】
Ｄ５．変形例５：
上記実施例においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。
【００９３】
Ｄ６．変形例６：
図１５は、変形例を示す説明図である。本発明は、電動機の制御装置にも適用可能である。すなわち、電動機の制御装置は、電動機の特性を算出する特性算出部（演算部２１０）と、算出される電動機の特性に基づいて電動機を制御する制御部２１３と、を備える。この特性算出部は、上述した実施例のように、抵抗値Ｒｄｃと、供給電圧値Ｅｓと、無負荷電流値Ｉｎｌと、無負荷回転数Ｎｎｌと、に基づいて電動機の特性を算出する。このような制御装置によれば、適切に電動機を制御することが可能となる。また、この制御装置を備える電動機を実現することもできる。
【００９４】
Ｄ７．変形例７：
本発明は、各種の装置に適用可能である。例えば、本発明は、ファンモーター、時計（針駆動）、ドラム式洗濯機（単一回転）、ジェットコースタ、振動モーターなどの種々の装置のモーターに適用可能である。本発明をファンモーターに適用した場合には、上述した種々の効果（低消費電力、低振動、低騒音、低回転ムラ、低発熱、高寿命）が特に顕著である。このようなファンモーターは、例えば、デジタル表示装置や、車載機器、燃料電池式パソコン、燃料電池式デジタルカメラ、燃料電池式ビデオカメラ、燃料電池式携帯電話などの燃料電池使用機器、プロジェクタ等の各種装置のファンモーターとして使用することができる。本発明のモーターは、さらに、各種の家電機器や電子機器のモーターとしても利用可能である。例えば、光記憶装置や、磁気記憶装置、ポリゴンミラー駆動装置等において、本発明によるモーターをスピンドルモーターとして使用することが可能である。また、本発明によるモーターは、移動体やロボット用のモーターとしても利用可能である。
【００９５】
図１６は、本発明の変形例によるモーターを利用したプロジェクタを示す説明図である。このプロジェクタ３１００は、赤、緑、青の３色の色光を発光する３つの光源３１１０Ｒ、３１１０Ｇ、３１１０Ｂと、これらの３色の色光をそれぞれ変調する３つの液晶ライトバルブ３１４０Ｒ、３１４０Ｇ、３１４０Ｂと、変調された３色の色光を合成するクロスダイクロイックプリズム３１５０と、合成された３色の色光をスクリーンＳＣに投写する投写レンズ系３１６０と、プロジェクタ内部を冷却するための冷却ファン３１７０と、プロジェクタ３１００の全体を制御する制御部３１８０と、を備えている。冷却ファン３１７０を駆動するモーターとしては、上述した各種のブラシレスモーターを利用することができる。
【００９６】
図１７（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の変形例によるモーターを利用した燃料電池式携帯電話を示す説明図である。図１７（Ａ）は携帯電話３２００の外観を示しており、図１７（Ｂ）は、内部構成の例を示している。携帯電話３２００は、携帯電話３２００の動作を制御するＭＰＵ３２１０と、ファン３２２０と、燃料電池３２３０とを備えている。燃料電池３２３０は、ＭＰＵ３２１０やファン３２２０に電源を供給する。ファン３２２０は、燃料電池３２３０への空気供給のために携帯電話３２００の外から内部へ送風するため、或いは、燃料電池３２３０で生成される水分を携帯電話３２００の内部から外に排出するためのものである。なお、ファン３２２０を図１７（Ｃ）のようにＭＰＵ３２１０の上に配置して、ＭＰＵ３２１０を冷却するようにしてもよい。ファン３２２０を駆動するモーターとしては、上述した各種のブラシレスモーターを利用することができる。
【００９７】
図１８は、本発明の変形例によるモーター／発電機を利用した移動体の一例としての電動自転車（電動アシスト自転車）を示す説明図である。この自転車３３００は、前輪にモーター３３１０が設けられており、サドルの下方のフレームに制御回路３３２０と充電池３３３０とが設けられている。モーター３３１０は、充電池３３３０からの電力を利用して前輪を駆動することによって、走行をアシストする。また、ブレーキ時にはモーター３３１０で回生された電力が充電池３３３０に充電される。制御回路３３２０は、モーターの駆動と回生とを制御する回路である。このモーター３３１０としては、上述した各種のブラシレスモーターを利用することが可能である。
【００９８】
図１９は、本発明の変形例によるモーターを利用したロボットの一例を示す説明図である。このロボット３４００は、第１と第２のアーム３４１０，３４２０と、モーター３４３０とを有している。このモーター３４３０は、被駆動部材としての第２のアーム３４２０を水平回転させる際に使用される。このモーター３４３０としては、上述した各種のブラシレスモーターを利用することが可能である。
【００９９】
図２０は、本発明の変形例によるモーターを利用した鉄道車両を示す説明図である。この鉄道車両３５００は、モーター３５１０と、車輪３５２０とを有している。このモーター３５１０は、車輪３５２０を駆動する。さらに、モーター３５１０は、鉄道車両３５００の制動時には発電機として利用され、電力が回生される。このモーター３５１０としては、上述した各種のブラシレスモーターを利用することができる。
【０１００】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…ローター部
２０…電磁コイル
２２…ＰＷＭドライバー
２４…電源
２８…ＰＷＭ制御部
３１…内部抵抗
１００…電動機
１０２…回転軸
２００…電動機特性取得装置
２０２…回転速度測定部
２０４…抵抗値測定部
２０６…供給電圧値測定部
２０８…電流値測定部
２１０…演算部
２１２…表示装置
２１３…制御部
２１４…カップリング
３１００…プロジェクタ
３１１０…光源
３１４０…液晶ライトバルブ
３１５０…クロスダイクロイックプリズム
３１６０…投写レンズ系
３１７０…冷却ファン
３１８０…制御部
３２００…携帯電話
３２２０…ファン
３２３０…燃料電池
３３００…自転車
３３１０…モーター
３３２０…制御回路
３３３０…充電池
３４００…ロボット
３４１０…第１のアーム
３４２０…第２のアーム
３４３０…モーター
３５００…鉄道車両
３５１０…モーター
３５２０…車輪
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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