(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を入力としてブリッジ接続された４個の整流ダイオードと平滑コンデンサにより倍電圧整流回路を構成する平滑整流回路と、前記平滑整流回路で平滑された電圧を入力とし４組のスイッチング素子によって２相ブリッジを構成するインバータと、前記インバータからの出力と前記平滑整流回路の直列に接続された平滑コンデンサの接続部からの出力を入力とするブラシレスＤＣモータと、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧から前記インバータと接続された前記ブラシレスＤＣモータの相のモータ位相を検出する位置検出部と、前記平滑整流回路の直列に接続された平滑コンデンサの接続部と接続している相のモータ位相を前記位置検出部によって検出された検出タイミングから推定する位置推定部と、前記位置検出部と前記位置推定部を入力として通電相を決定し前記インバータに出力するドライブ部とを有するモータ駆動装置。
【請求項２】
前記位置推定部は前記位置検出部の出力間隔の平均を算出し、その平均から位置を推定するとした請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記位置推定部は前記ブラシレスＤＣモータの一回転を極数と相数の積の数に分割したそれぞれの区間で現れる位置検出のタイミングを記録するタイミング記録部を有し、位置検出が発生しない区間では前記タイミング記録部で記録された前後の区間の位置検出のタイミングの中間を位置検出タイミングとするとした請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記タイミング記録部は各区間の位置検出のタイミングを平均し記録するとした請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記ブラシレスＤＣモータは圧縮機を駆動する請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記圧縮機はレシプロ圧縮機である請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のモータ駆動装置により駆動されるブラシレスＤＣモータを備えた電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスＤＣモータを駆動するモータ駆動装置およびこれを用いた電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータ駆動装置は、例えば特許文献１に開示されたように、ブラシレスＤＣモータに付加されたセンサもしくはブラシレスＤＣモータに最適化された１次遅れ回路を設けた位置検出回路によってブラシレスＤＣモータの位置を検出し、検出した位置情報を基にブラシレスＤＣモータに通電する相を１２０°毎に切り換えながら駆動している。図５は特許文献１に記載された従来のモータ駆動装置を示す。
【０００３】
図５において、インバータを直流電源２０１と、電解コンデンサ２ｅ、２ｆと、スイッチング素子３ａ〜３ｈで形成されるインバータ３と、制御回路２０２から構成し、制御回路２０２によりスイッチング素子３ａ〜３ｄそれぞれを１２０°導通形のスイッチングパターンでオン・オフさせ、ブラシレスＤＣモータ４には電解コンデンサ２ｅ，２ｆの接続点と、スイッチング素子３ａ，３ｃの接続点と、スイッチング素子３ｂ，３ｄの接続点とから給電する。また、モータのそれぞれの相の０°の位置と一致したとき出力を反転する位置センサ２０３を備えており、信号が切換わって３０°後に転流を行うなどして１２０°の通電パターンを切り換えながらブラシレスＤＣモータ４を駆動している。その他の駆動方法として、位置センサ２０３ではなく、スイッチング素子３ａ〜３ｄとつながっているブラシレスＤＣモータの相の誘起電圧に１次遅れフィルタを通過させた信号を基にブラシレスＤＣモータ４の通電パターンを切り換えることで駆動行っている。
【０００４】
上記従来のモータ駆動装置は、ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータの図５において、３相のブラシレスＤＣモータ４のうち一相を電解コンデンサ２ｅ、２ｆの接続点から給電したことによりインバータ３に使用するスイッチング素子の使用個数を減らすこととなり、小型化と低コスト化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０９８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記従来の構成は、圧縮機など高温かつ密閉された空間内では位置センサを用いることができないという課題を有している。また、位置センサは高価であるため、従来センサを用いず実現しているシステムに対しては十分な低コスト化を行うことができないという課題を有している。また、１次遅れフィルタを用いる場合では、モータの速度などによって、個別に最適な値を設定する必要があるため開発工数が大きくなり、多機種で展開を行う際にコストが増加するという課題を有している。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、センサを必要とせず、ブラシレスＤＣモータのモータ定数や速度による調整を必要としない様々な機種に容易に展開が可能なブラシレスＤＣモータの駆動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のモータ駆動装置は、ブラシレスＤＣモータを駆動するモータ駆動装置である。さらに本発明は、交流電源を入力としてブリッジ接続された４個の整流ダイオードと平滑コンデンサにより倍電圧整流回路を構成する平滑整流回路と、前記平滑整流回路で平滑された電圧を入力とし４組のスイッチング素子によって２相ブリッジを構成するインバータと、前記インバータからの出力と前記平滑整流回路の直列に接続された平滑コンデンサの接続部からの出力を入力とするブラシレスＤＣモータと、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧から前記インバータと接続された前記ブラシレスＤＣモータの相のモータ位相を検出する位置検出部と、前記位置検出部によって検出された検出タイミングから前記平滑整流回路の直列に接続された平滑コンデンサの接続部と接続している前記ブラシレスＤＣモータの相のモータ位相を推定する位置推定部と、前記位置検出部と前記位置推定部を入力として通電相を決定し前記インバータに出力するドライブ部とを有する。
【０００９】
かかる構成によれば、ブラシレスＤＣモータの速度などによらず同一の制御方式でモータの位置情報を取得し安定した駆動が行われる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のモータ駆動装置は、モータの速度などによらず同一の制御方式でモータの位置情報を取得し安定した駆動が実現可能となる。これによりブラシレスＤＣモータやシステムによって個別の調整が不要で、容易に様々な機種に展開が可能なブラシレスＤＣモータを駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置のブロック図
【図２】同実施の形態におけるモータ駆動装置のタイミング図
【図３】同実施の形態におけるモータ駆動装置の動作を示すフローチャート
【図４】同実施の形態におけるブラシレスＤＣモータの要部断面図
【図５】従来のモータ駆動装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、交流電源を入力としてブリッジ接続された４個の整流ダイオードと平滑コンデンサにより倍電圧整流回路を構成する平滑整流回路、前記平滑整流回路で平滑された電圧を入力とし４組のスイッチング素子によって２相ブリッジを構成するインバータと、前記インバータからの出力と前記平滑整流回路の直列に接続された平滑コンデンサの接続部からの出力を入力とするブラシレスＤＣモータと、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧から前記インバータと接続された前記ブラシレスＤＣモータの相のモータ位相を検出する位置検出部と、前記平滑整流回路の直列に接続された平滑コンデンサの接続部と接続する相のモータ位相を前記位置検出部によって検出された検出タイミングから推定する位置推定部と、前記位置検出部と前記位置推定部を入力として通電相を決定し前記インバータに出力するドライブ部とを有したことにより、モータの種類や速度などによらず同一の制御システムで安定した駆動が可能となるため、様々な機種に容易に展開することができ、複数機種への搭載の際に開発工数を削減することが可能となる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の前記位置推定部を前記位置検出部の出力間隔の平均を算出し、その平均から位置を推定するとしたことにより、計算方法が単純で演算負荷が小さくなるため、より低速のクロックで動作するマイコンなどで実現が可能となり、消費電力の低減やコストの低減が可能となる。
【００１４】
第３の発明は、特に、第１の発明の前記位置推定部は前記ブラシレスＤＣモータ一回転を極数と相数の積の数に分割したそれぞれの区間で現れる位置検出のタイミングを記録するタイミング記録部を有し、位置検出が発生しない区間では前記タイミング記録部で記録された前後の区間の位置検出のタイミングの中間を推定位置検出タイミングとするとした
ことにより、速度の周期的な変動に対して強くなり、速度脈動などを伴う機器をより安定させ駆動することができる。
【００１５】
第４の発明は、特に、第３の発明の前記タイミング記録部は各区間の位置検出のタイミングを平均し記録するとしたことにより、外乱を緩和することができ、ノイズなどに対してより強く安定した駆動を行うことができる。
【００１６】
第５の発明は、特に、第１〜４の発明の前記ブラシレスＤＣモータの駆動負荷として圧縮機を用いたものである。前記圧縮機の駆動制御では工業用サーボモータ制御等の様に、高精度な回転数制御や加速制御などは必要無い。さらに前記圧縮機はイナーシャが比較的大きい負荷であり、短い時間での速度の変動は非常に少ない負荷といえる。従って、２相の分の位置検出間隔から残りの１相の位置検出タイミングを推定することが容易に行える。
【００１７】
第６の発明は、特に、第５の発明の前記圧縮機はレシプロ圧縮機である。これにより、往復運動を行うレシプロタイプは、構造上回転子には、金属性で重量の大きいクランクシャフトやピストンが接続されているため、イナーシャが非常に大きく、よりイナーシャが大きく、推定のずれが極めて小さくなるため、より安定した駆動が可能となる。
【００１８】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれかの発明のモータ駆動装置を用いた電気機器である。これにより、電気機器として冷蔵庫に用いた場合は、負荷変動は急ではないため、より安定した駆動が可能となる。また、冷蔵庫のように様々な容量があり負荷条件がことなるものであっても、個別に調整する必要がないため、開発効率向上が顕著に現れる。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置のブロック図である。図１において、交流電源１は一般的な商用電源で、日本においては実効値１００Ｖの５０または６０Ｈｚの電源である。モータ駆動装置２２は、交流電源１に接続され、ブラシレスＤＣモータ４を駆動する。以下、モータ駆動装置２２について説明する。
【００２０】
平滑整流回路２は、交流電源１を入力として交流電力を直流電力に整流平滑するものであり、ブリッジ接続された４個の整流ダイオード２ａ〜２ｄと、平滑コンデンサ２ｅ、２ｆとから倍電圧整流回路により構成されている。
【００２１】
インバータ３は、平滑整流回路２からの直流電力を交流電力に変換する。インバータ３は、４個のスイッチング素子３ａ〜３ｄを２相ブリッジ接続して構成される。また、４個の還流電流用ダイオード３ｅ〜３ｈは、各スイッチング素子３ａ〜３ｄに、逆方向に接続される。
【００２２】
ブラシレスＤＣモータ４は、永久磁石を有する回転子４ａと、３相巻線を有する固定子４ｂとから構成される。ブラシレスＤＣモータ４は、インバータ３により作られた交流電流が固定子４ｂの３相巻線のうち２相に流れる。残りの１相は平滑コンデンサ２ｅの負極側と平滑コンデンサ２ｆの正極の接続線と接続することにより、３相交流電流をつくり回転子４ａを回転させる。本実施の形態では回転子の極数を４とする。
【００２３】
位置検出部５は、本実施の形態においてはブラシレスＤＣモータ４の端子電圧を取得する。つまり、ブラシレスＤＣモータ４の回転子４ａの磁極相対位置を検出する。また、端子電圧から中点電位を作っている。具体的には、位置検出部５は、この中点電位と端子電圧を比較することで、回転子４ａの相対的な回転位置を検出している。
【００２４】
位置推定部６はタイミング記録部７を有している。タイミング記録部７はブラシレスＤＣモータ４の極数４と相数３の積である１２にモータの一回転を分割し、各区間での位置検出タイミングを記録していく。タイミングの記録の際に同一区間で８回分の位置検出タイミングの履歴を保存し、８回の平均を算出して各区間の位置検出タイミングとしている。位置推定部６は位置検出のタイミングが記録されていない区間では前後の区間の位置検出のタイミングの中間を算出し、この算出結果を位置検出のタイミングとして推定し波形発生部８に出力する。タイミング記録部７がどの区間にタイミングを記録するかは波形発生部８の通電パターンが変化するタイミングで順次変更していく。
【００２５】
またタイミング記録部７の初期化は波形発生部８でブラシレスＤＣモータを位置検出タイミングによらず強制的に通電パターンを切換えながら過去８回分を格納するため、８回転以上転流させ、位置検出の有無を判定しタイミングを記録することで行う。
【００２６】
速度検出部９では位置検出部５によって検出された位置検出のタイミングを平均化し、極数と相数の積（本実施の形態では１２）と乗算することでブラシレスＤＣモータ一回転の周期をもとめ、速度を算出する。この算出結果を波形発生部８へと出力する。
【００２７】
波形発生部８は、インバータ３のスイッチング素子３ａ〜３ｄを駆動するための波形信号を生成する。波形信号は、通電角が１２０度以上１５０度以下の矩形波の信号である。３相巻線を有するブラシレスＤＣモータ４を滑らかに駆動させるためには、通電角は１２０度以上が必要である。一方、位置検出部５が、誘起電圧に基づいて位置を検出するためには、スイッチング素子のオン／オフの間隔として３０度以上の間隔が必要である。このため、通電角は、１８０度から３０度を減じた１５０度を上限とする。なお、波形信号は、矩形波以外であっても、矩形波に準じる波形が挙げられる。例えば、波形の立ち上り／立ち下りに傾斜を持たせた台形波である。
【００２８】
波形発生部８は、位置検出部５と位置推定部６の位置情報を基に波形信号を生成する。波形発生部８はさらに、速度検出部９によって検出された速度を基に回転数を一定に保つため、パルス幅変調（ＰＷＭ）デューティ制御を行っている。これにより、回転位置に基づいた最適なデューティで、効率良く、ブラシレスＤＣモータ４が駆動される。そして決定された出力波形信号をドライブ部１０へ出力する。
【００２９】
ドライブ部１０は、波形発生部８から出力された波形信号に基づき、インバータ３がブラシレスＤＣモータ４の３相巻線に供給する電力の供給タイミングを指示するドライブ信号を出力する。具体的にはドライブ信号は、インバータ３のスイッチング素子３ａ〜３ｄをオンまたはオフ（以下、オン／オフと記す）する。これにより、固定子４ｂに最適な交流電力が印加され、回転子４ａが回転し、ブラシレスＤＣモータ４が駆動される。
【００３０】
次に、本実施の形態におけるモータ駆動装置２２を用いた電気機器について説明する。電気機器の一例として、冷蔵庫２１について説明する。
【００３１】
冷蔵庫２１には圧縮機１７が搭載されているが、ブラシレスＤＣモータ４の回転子４ａの回転運動は、クランクシャフト（図示せず）により、往復運動に変換される。クランクシャフトに接続されたピストン（図示せず）は、シリンダ（図示せず）内を往復運動することにより、シリンダ内の冷媒を圧縮する。つまり、ブラシレスＤＣモータ４と、クランクシャフト、ピストン、シリンダにより、圧縮機１７が構成される。
【００３２】
圧縮機１７の圧縮方式（機構方式）は、ロータリー型やスクロール型など、任意の方式が用いられる。本実施の形態においては、レシプロ型の場合について説明する。レシプロ型の圧縮機１７はイナーシャが大きい。このため、圧縮機１７のブラシレスＤＣモータ４
を同期駆動する場合は、圧縮機１７の駆動が安定する。
【００３３】
圧縮機１７で圧縮された冷媒は、凝縮器１８、減圧器１９、蒸発器２０を順に通って、再び圧縮機１７に戻るような冷凍サイクルを構成する。この時、凝縮器１８では放熱を、蒸発器２０では吸熱を行うので、冷却や加熱を行うことができる。この冷凍サイクルを搭載して冷蔵庫２１が構成される。冷蔵庫２１にモータ駆動装置を組み込む際はスペースが必要となるが本発明のモータ駆動装置は小型化が可能であり、庫内容積率を向上させることができる。また、冷蔵庫は様々な容量のものがあるが、それぞれに対して駆動システム（１次遅れフィルタ等）を最適化する必要がなく開発効率を向上させることができる。また、別な電気機器の例としては、凝縮器や蒸発器に送風機を備えた空気調和機がある。
【００３４】
以上のように構成されたモータ駆動装置２２について、その動作を説明する。
【００３５】
まず、波形発生部８から出力される信号によって駆動するブラシレスＤＣモータ４の動作について説明する。図２は、本実施の形態におけるモータ駆動装置２２のタイミング図である。インバータ３を駆動させる信号とは、インバータ３のスイッチング素子３ａ〜３ｄをオン／オフするために、ドライブ部１０から出力されるドライブ信号である。この場合、このドライブ信号は、波形信号に基づいて得られる。波形信号は、位置検出部５の出力に基づき、波形発生部８から出力される。
【００３６】
図２において、信号Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚはそれぞれ、スイッチング素子３ａ、３ｃ、３ｂ、３ｄをオン／オフするためのドライブ信号である。波形Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗはそれぞれ、固定子４ｂの巻線のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流の波形である。波形Ｖｕ、Ｖｖ，ＶｗはＵ相、Ｖ相、Ｗ相の端子電圧の波形で、縦軸のメモリのＶｐは平滑コンデンサ２ｅ、２ｆを直列につないだ出力の電圧値である。波形ＶｍはＵ相、Ｖ相、Ｗ相の端子電圧の中点電位の波形である。タイミングＰｄは位置検出部５による位置検出のタイミングを表し、タイミングＰｇは位置推定部６で推定した位置検出タイミングである。
【００３７】
信号Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚが同時にオンしない区間においてはオンしていない相の誘起電圧が端子電圧に現れるため位置検出部５で位置を検出することができる。具体的にはＺのみオンしている区間ＡではＶ相の位置を検出することが可能で、電圧ＶｍとＶｖを比較し電圧値が一致するタイミングａを位置検出タイミングとして位置検出部５は判定を行い出力する。信号Ｖのみオンしている区間Ｃにおいても同様で、信号がオンしていない相であるＷ相の位置を検出することが可能で、電圧ＶｍとＶｗが一致するタイミングｃを位置検出タイミングとして判定を行い出力する。これらの位置検出タイミングから３０°相当の時間の後に波形発生部８は通電パターンを変更し出力する。角度と時間の換算は速度検出部９からの入力によって簡単に算出することができる。そして、波形の通電パターンの情報に基づきドライブ部１０ではインバータのスイッチング素子３ａ〜３ｄのオン／オフを切換える。位置検出タイミングから３０°ではなく、０〜３０°未満の間で転流を行うことで、突極モータにおいてはリラクタンストルクを利用することができるため、より大きなトルクを得ることができる。
【００３８】
一方で、信号が２つ同時にオンしている区間では３相すべての端子電圧に誘起電圧が表れず位置検出を行うことができない。具体的には信号ＶとＺがオンしている区間Ｂにおいて、端子電圧Ｖｕは常に電圧値Ｖｐの半分で固定されるため、電圧Ｖｍは常に端子電圧Ｖｕと一致するため位置検出部５は位置信号を取得することができない。
【００３９】
このとき、位置推定部６によって推定された位置検出タイミングｂを位置情報として波形発生部８は取得し、この情報を位置検出部５の情報と同様に扱い通電パターンを変更することで、ブラシレスＤＣモータ４を駆動することができる。
【００４０】
次に、位置推定部６の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。図３において、位置検出間隔タイマは常時動作しているものとする。
【００４１】
まず、ステップ１０１で波形発生部８から出力される信号が１つの相のみオンしているか判定を行う。１つの相のみであった場合（ステップ１０１のＹｅｓ）は位置検出が可能となるので、ステップ１０２に進む。
【００４２】
ステップ１０２では、位置検出が可能な区間であるので位置検出が行われたかどうか判定を行う。位置検出が行われない場合（ステップ１０２のＮｏ）は再びステップ１０２を繰り返す。位置検出が行われた場合（ステップ１０２のＹｅｓ）は、位置検出のタイミングを取得してステップ１０３に進む。
【００４３】
ステップ１０３ではタイミング記録部７が今回の位置検出のタイミングと今回の通電パターンの区間での位置検出間隔のタイミングの過去７回の計８回の位置検出タイミングから平均を算出し、結果を格納する。次にステップ１０４に進む。
【００４４】
ステップ１０４では、過去７回の検出タイミングの最も古いものを今回検出したタイミングで置き換えることで過去７回の検出タイミングを常に保存しておく。過去８回の平均を格納することでよりノイズに強くなるが、ノイズの影響を受けにくいシステムの場合今回検出したタイミングを直接格納することで演算負荷を減らすことも可能でステップ１０４は省略することができる。次にステップ１０５に進む。
【００４５】
ステップ１０５では次の通電パターンが２相オンである信号ＷまたはＺがオンかどうかを判定する。信号ＷまたはＺがオンだった場合（ステップ１０５のＹｅｓ）はステップ１０６に進み、推定位置検出のタイミングを設定する。オンしている信号がＶまたはＹだった場合（ステップ１０５のＮｏ）は、推定位置の検出タイミングを設定する必要は無いので、ステップ１０７に進む。
【００４６】
ステップ１０６では、２つ先の区間の位置検出間隔を取得しその半分を推定位置検出タイミングとして位置推定部６から出力する。２つ先の区間とは現在オンしている信号がＷであればＹのみがオンする区間であり、信号Ｚがオンしている場合はＶがオンする区間のこととなる。次にステップ１０７に進み、ステップ１０７で位置検出間隔を測定しているタイマをクリアしたのち再度スタートさせフローを抜ける。
【００４７】
一方、ステップ１０１において、２つの相がオン中であった場合（ステップ１０１のＮｏ）はステップ１０８に進む。
【００４８】
ステップ１０８では前回の位置検出のタイミングからステップ１０６で設定した推定位置検出のタイミング分の時間が経過したか判定を行う。時間が経過していない場合（ステップ１０８のＮｏ）は再びステップ１０８へと進み、時間が経過している場合（ステップ１０８のＹｅｓ）はステップ１０９へと進む。前回の位置検出とは信号ＶとＺがオンしている場合、Ｚのみがオンしている区間での位置検出であり、信号ＷとＹがオンしている場合はＷのみがオンしている区間の位置検出となる。
【００４９】
ステップ１０９では推定位置検出のタイミングであるので、位置推定部６からは信号を位置検出と同様の信号を出力する。そしてこのフローを抜ける。
【００５０】
以上のステップを波形発生部８から出力される信号のパターンが変更されるたびに呼び出すことで位置推定部６から図２示す信号Ｐｄを出力することができ、モータの速度やモ
ータ定数などとは関係なくブラシレスＤＣモータ４を駆動することができる。
【００５１】
以上説明したように本発明は、交流電源１を入力としてブリッジ接続された４個の整流ダイオード２ａ〜２ｄと、平滑コンデンサ２ｅ、２ｆによって倍電圧整流回路を構成している平滑整流回路２と、平滑整流回路で平滑された電圧を入力とし４組のスイッチング素子３ａ〜３ｄと逆方向に接続された還流電流用ダイオード３ｅ〜３ｈによって２相ブリッジで構成されるインバータ３と、インバータ３の出力と平滑整流回路２の直列に接続された平滑コンデンサの接続部からの出力を入力とするブラシレスＤＣモータ４と、ブラシレスＤＣモータ４の誘起電圧からインバータ３と接続されたブラシレスＤＣモータの相のモータ位相を検出する位置検出部５と、位置検出部５によって検出された検出タイミングから平滑整流回路２の直列に接続された平滑コンデンサ２ｅ、２ｆの接続部と接続するブラシレスＤＣモータ４の相のモータ位相を推定する位置推定部６と、位置検出部５と位置推定部６を入力として通電相を決定しインバータ３に出力するドライブ部１０とを有したことにより、モータの種類や速度などによらず同一の制御システムで安定した駆動が可能となるため、様々な機種に容易に展開することができ、複数機種への搭載の際に開発工数を削減することが可能となる。
【００５２】
また、本発明は、位置推定部６はブラシレスＤＣモータ４の一回転を極数と相数の積の数に分割したそれぞれの区間で現れる位置検出のタイミングを記録するタイミング記録部７を有し、位置検出が発生しない区間ではタイミング記録部７で記録された前後の区間の位置検出のタイミングの中間を推定位置検出タイミングとするとしたことにより、速度の周期的な変動に対して強くなり、速度脈動などを伴う機器をより安定し駆動することができる。
【００５３】
また、本発明は、タイミング記録部７は各区間の位置検出のタイミングを平均し記録するとしたことにより、外乱を緩和することができ、ノイズなどに対してより強く安定した駆動を行うことができる。
【００５４】
また、位置検出の間隔の平均を算出し、その結果を１．５で割ることによりブラシレスＤＣモータの電気角１周期分の６０°相当となるため、位置検出ができない区間の前の位置検出タイミングからの経過時間がこの６０°相当の時間と一致するタイミングを位置推定部６の推定する位置検出タイミングとすることでもより簡便に駆動させることができる。このように、位相推定部１１を位置検出部５の出力間隔の平均を算出し、その平均から位置を推定するとしたことにより、計算方法が単純で演算負荷が小さくなるため、より低速のクロックで動作するマイコンなどで実現が可能となり、消費電力の低減やコストの低減が可能となる。
【００５５】
また、本発明は、ブラシレスＤＣモータ４の駆動負荷として圧縮機１７を用いたものである。圧縮機１７の駆動制御では工業用サーボモータ制御等の様に、高精度な回転数制御や加速制御などは必要無い。さらに圧縮機１７はイナーシャが比較的大きい負荷であり、短い時間での速度の変動は非常に少ない負荷といえる。従って、２相の分の位置検出間隔から残りの１相の位置検出タイミングを推定することが容易に行える。
【００５６】
また、圧縮機１７はレシプロ圧縮機である。これにより、往復運動を行うレシプロタイプは、構造上回転子には、金属性で重量の大きいクランクシャフトやピストンが接続されているため、イナーシャが非常に大きく、よりイナーシャが大きく、推定のずれが極めて小さくなるため、より安定した駆動が可能となる。
【００５７】
また、本発明はモータ駆動装置を用いた電気機器である。電気機器として冷蔵庫に用いた場合は、負荷変動は急ではないため、安定して駆動できる小型のモータ駆動装置を提供
でき、庫内容積率を高めることができる。また、冷蔵庫は様々な容量のものが存在するがそれぞれの容量に対して個別に調整を行う必要がないため、開発効率を向上させることができる
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のモータ駆動装置は、ブラシレスＤＣモータを駆動する機器に小型のモータ駆動装置を容易に展開できるものである。これにより、冷蔵庫や空気調和機のみならず、自動販売機やショーケース、ヒートポンプ給湯器における小型化や容積率のアップができる。その他、洗濯機や掃除機、ポンプなどブラシレスＤＣモータを用いる電気機器の小型化にも適用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１  交流電源
２  平滑整流回路
３  インバータ
４  ブラシレスＤＣモータ
４ａ  回転子
４ｂ  固定子
５  位置検出部
６  位置推定部
７  タイミング記録部
８  波形発生部
１０  ドライブ部
１７  圧縮機
２１  冷蔵庫（電気機器）
２２  モータ駆動装置
【図１】
0005621443.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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