(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータによって駆動されるブラシレスモータと、該ブラシレスモータによって駆動されるとともに１回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機と、前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、該ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対して位相を所定の角度遅らせて前記ブラシレスモータの転流信号を出力するようにした制御回路と、を備えた圧縮機モータの制御装置において、
前記制御回路は、
前記パルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する前記転流信号の位相遅れ角をロータ位置毎に予め記憶している記憶手段を備えるとともに、
前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする圧縮機モータの制御装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記モータトルクの補正量を複数の領域に分けてその領域毎に前記ロータ位置毎の前記位相遅れ角を予め記憶している記憶手段を備えるとともに、
前記圧縮機の１回転中の負荷変動に応じて前記ブラシレスモータの１回転中の回転速度変化を抑制するように前記ブラシレスモータのモータトルクを補正するとともに、
前記ロータ位置毎に前記モータトルクの補正量に応じた前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機モータの制御装置。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記圧縮機の１回転中の負荷変動に対応する複数のモータトルクパターンと該モータトルクパターン毎に前記ロータ位置毎の前記位相遅れ角を予め記憶している記憶手段を備えるとともに、
前記モータトルクパターンに基づき前記ブラシレスモータのトルクを補正し、前記ロータ位置毎に前記モータトルクパターンに応じた前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機モータの制御装置。
【請求項４】
前記位置検出手段から出力される信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段と備えるとともに、
前記制御回路は、
前記ブラシレスモータの回転数の範囲を複数の領域に分けてその領域毎に前記ロータ位置毎の前記位相遅れ角を予め記憶している記憶手段を備えるとともに、
前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数に応じた前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機モータの制御装置。
【請求項５】
インバータによって駆動されるブラシレスモータと、該ブラシレスモータによって駆動されるとともに１回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機と、前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、該ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対して位相を所定の角度遅らせて前記ブラシレスモータの転流信号を出力するようにした制御回路と、前記位置検出手段から出力される信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段と、を備えた圧縮機モータの制御装置において、
前記制御回路は、
前記ブラシレスモータの回転数の範囲を複数の領域に分けてその領域毎の基準となる基準角と前記ロータ位置毎に前記基準角を補正する補正角を予め記憶している記憶手段を備えるとともに、
前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数に応じた前記基準角と前記補正角を前記記憶手段から読み出して、前記基準角と前記補正角の演算結果を前記パルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する前記転流信号の位相遅れ角とし、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする圧縮機モータの制御装置。
【請求項６】
前記位置検出手段からの信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段と、
前記圧縮機の負荷状態を検出する負荷検出手段と、
を備えるとともに、
前記制御回路は、
前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態を複数の領域に分けてその回転数および負荷状態の領域毎に前記ロータ位置毎の前記位相遅れ角を予め記憶している記憶手段を備え、
前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態に応じた前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機モータの制御装置。
【請求項７】
インバータによって駆動されるブラシレスモータと、該ブラシレスモータによって駆動されるとともに１回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機と、前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、該ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対して位相を所定の角度遅らせて前記ブラシレスモータの転流信号を出力するようにした制御回路と、前記位置検出手段から出力される信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段と、前記圧縮機の負荷状態を検出する負荷検出手段と、を備えた圧縮機モータの制御装置において、
前記制御回路は、前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態を複数の領域に分けてその回転数の領域毎の基準となる基準角と前記回転数および前記負荷状態の領域毎に前記ロータ位置毎の前記基準角を補正する補正角を予め記憶している記憶手段を備え、
前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態に応じた前記基準角と前記補正角を前記記憶手段から読み出して、前記基準角と前記補正角の演算結果を前記パルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する前記転流信号の位相遅れ角とし、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする圧縮機モータの制御装置。
【請求項８】
前記位置検出手段からの信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段を備えるとともに、
前記制御回路は、
前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態を複数の領域に分けてその回転数および負荷状態の領域毎に前記ロータ位置毎の前記位相遅れ角を予め記憶している記憶手段を備え、
前記圧縮機の負荷状態を推定することによって前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態に応じた前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機モータの制御装置。
【請求項９】
インバータによって駆動されるブラシレスモータと、該ブラシレスモータによって駆動されるとともに１回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機と、前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、該ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対して位相を所定の角度遅らせて前記ブラシレスモータの転流信号を出力するようにした制御回路と、前記位置検出手段から出力される信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段と、を備えた圧縮機モータの制御装置において、
前記制御回路は、
前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態を複数の領域に分けてその回転数および負荷状態の領域毎の基準となる基準角と前記ロータ位置毎に前記基準角を補正する補正角を予め記憶している記憶手段を備え、
前記圧縮機の負荷状態を推定することによって前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態に応じた前記基準角と前記補正角を前記記憶手段から読み出して、前記基準角と前記補正角の演算結果を前記パルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する前記転流信号の位相遅れ角とし、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする圧縮機モータの制御装置。
【請求項１０】
前記インバータに供給されるＤＣ電流を検出するＤＣ電流検出手段を備えるとともに、
前記制御回路は、前記ＤＣ電流に基づき前記圧縮機の負荷状態を推定することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の圧縮機モータの制御装置。
【請求項１１】
前記インバータにＤＣ電流を供給する整流回路に商用電源から供給されるＡＣ電流を検出するＡＣ電流検出手段を備えるとともに、
前記制御回路は、前記ＡＣ電流に基づき前記圧縮機の負荷状態を推定することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の圧縮機モータの制御装置。
【請求項１２】
前記ブラシレスモータの巻線に流れるモータ電流を少なくとも１つの電流センサによって検出するモータ電流検出手段を備えるとともに、
前記制御回路は、前記モータ電流に基づき前記圧縮機の負荷状態を推定することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の圧縮機モータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は１回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機を駆動させるモータの制御装置に関する。特に空気調和機や冷蔵庫などの圧縮機を駆動させるモータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレスモータは、回転しているロータ位置に合わせて（同期させて）各相のステータ巻線に通電する必要がある。空気調和機や冷蔵庫などで使用されている圧縮機では、内部が高温状態になり、ホールＩＣなどのロータ位置を検出するセンサを設けることが困難であるため、ステータ巻線の誘起電圧を検出してロータ位置情報とする検出方法が一般的に用いられている。
【０００３】
この検出方法は、３相巻線の２相に通電し残り１相の無通電巻線を利用して、ロータ側磁石の回転により生じる誘起電圧を検出することでロータ位置を確定し、その後通電する相を順次切り替えていく方法である。
【０００４】
ブラシレスモータの制御は通常、スイッチング素子からなるインバータを用いてステータ巻線への通電をオン、オフさせることによって行なう。通電オフの際にはステータ巻線からサージ電圧が発生するので、これを吸収するためにスイッチング素子には、通常並列にダイオードが接続される。このダイオードに流れる還流電流の影響で、ロータ位置検出に用いるステータ巻線の誘起電圧の位相が進むため、ロータ位置が実際よりも早めに検出されてしまう。このため、ステータ巻線への通電切り換え（転流）タイミングも進み側にずれてしまい、モータの効率が悪化する。
【０００５】
圧縮機モータのように負荷変動が大きい場合、この還流電流も大きく変化するので、モータの負荷や回転数に応じた遅れをもって転流を行うと効率よく回転を継続させることができる。このように、位置検出タイミングから位相を所定の角度遅らせて転流を行なうブラシレスモータの制御方法の従来例として、特開平８−１６３８９１号公報などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ブラシレスモータの制御方法においては、ロータ１回転中の負荷変動が考慮されていない。
【０００７】
一方、ロータ１回転中の負荷変動が大きいシングルロータリ構造の圧縮機を低振動・低騒音で駆動する方法として、ロータ１回転中の回転速度を一定にするようにロータ１回転中の負荷トルク変動に応じてモータトルクを制御する方法が考案されている。
【０００８】
このモータトルク制御おいて、負荷トルクの大きい区間ではモータトルクを大きくするため、インバータに供給されるＤＣ電流は大きくなる。一方負荷トルクの小さい区間ではモータトルクを小さくするため、ＤＣ電流は小さくなる。
【０００９】
１回転中の負荷トルクの変動は、一般に１回転中の平均トルクの２〜３倍にもなる。このため、モータトルク制御を行なう場合は、モータトルク制御をしないときに比べて、ＤＣ電流の変化量が増大する。
【００１０】
ＤＣ電流の変化量が増大すると還流電流の変化量も増大するため、ロータ位置検出の位相ずれの変化量が大きくなり、その結果ロータ位置検出誤差も大きくなる。
【００１１】
図１はこのＤＣ電流の大小によるロータ位置検出の位相ずれの様子を示している。図中の（イ）はステートを、（ロ）はロータの機械的位置を示している。ここでステートとは図２に示すようにロータ１回転を各通電モードつまり転流毎に分割したものであり、４極ブラシレスモータでは１２分割され、ステート（０）〜ステート（１１）までの１２ステートを持つ。ただし、ステートｎとステートｎ＋６（ｎ：０〜５の整数）の通電モードは同一である。
【００１２】
圧縮機モータの回転速度が一定の場合、負荷が大きくＤＣ電流が大きいほど、通電区間から無通電区間に移行する際に生じる還流電流の大きさも大きくなり、位置検出信号がロータの機械的位置に対して進みめに検出される。すなわち、ロータ位置検出タイミングは、（ハ）に示すようにＤＣ電流が小のときはＴ１に、ＤＣ電流が中のときはＴ２に、ＤＣ電流が大のときはＴ３になる。
【００１３】
したがって、ＤＣ電流がステート（４）〜（９）で（ニ）のように変化した場合、位置検出タイミングは（ホ）に示すように各ステート毎にばらついてしまう。
【００１４】
このような場合に（ヘ）のＴａに示す従来方式のように全ステートに対して一定の遅れ角で転流タイミングを補正すると、ステート（６）、（７）では、ロータ位置と転流タイミングが一致しているが、ステート（４）、（５）では、ロータ位置よりも転流タイミングが進み、ステート（８）、（９）ではロータ位置よりも転流タイミングが遅れてしまう。その結果、振動や騒音が大きくなったりモータ効率が悪化するといった課題があった。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑み、圧縮機の低振動・低騒音化及びこの圧縮機を駆動するブラシレスモータの高効率化を可能とする圧縮機モータの制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る圧縮機モータの制御装置においては、インバータによって駆動するブラシレスモータと、該ブラシレスモータによって駆動されるとともに１回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機と、前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、該ロータ位置検出手段からの信号発生タイミングに対して位相を所定の角度遅らせて前記ブラシレスモータの転流信号を出力するようにした制御回路と、を備える。
そして、前記制御回路は、
前記ロータ位置検出手段からの信号発生タイミングに対する前記転流信号の位相遅れ角をロータ位置毎に予め記憶している記憶手段を有するとともに、
前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴としている。
【００１７】
【作用】
前記圧縮機モータの制御装置は、ロータの機械的位置を検出し、この位置検出を基づいて前記モータの転流を行なう一方、圧縮機が１回転する際の負荷変動に周期性があることを考慮し、転流する際のロータの機械的位置に応じて予め記憶手段に記憶されている転流遅れ角パターンを用いて転流信号の位相遅れ角を変更するので、すべてのステートでロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることができる。
【００１８】
例えば、ステート（４）〜（９）において、図１の（ニ）に示すようにＤＣ電流が変化する場合は、ＤＣ電流が大であるステート（４）、（５）では転流遅れ角を大きくし、ＤＣ電流が中であるステート（６）、（７）では転流遅れ角を中にし、ＤＣ電流が小であるステート（８）（９）では転流遅れ角を小さくするように設定した転流遅れ角パターンを予め記憶手段に記憶させておく。これにより、転流タイミングは図１の（ヘ）に示すＴｂのようにステート（４）〜（９）においてロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。図３は、本発明の圧縮機モータの制御装置の実施形態を示すブロック図であり、図４は図３の圧縮機モータ制御装置の各部における電圧波形である。
【００２０】
１は商用ＡＣ電源であり、２は商用ＡＣ電源１から供給される交流を直流に変換する整流回路であり、整流回路２から出力されるＤＣ電圧は、コンデンサ３で平滑されたのち、インバータ４に供給される。この図では、全波整流回路になっているが、倍電圧整流回路であってもよい。また、商用ＡＣ電源１と整流回路２との間には力率改善用のリアクトル６が設けられている。
【００２１】
インバータ４は６個のスイッチングトランジスタ４ａ〜４ｆとダイオード４０ａ〜４０ｆで構成されている。６個のスイッチングトランジスタ４ａ〜４ｆが３相ブリッジ状に結線されており、３相ブラシレスモータ５に接続されている。また、スイッチングトランジスタを保護するために、スイッチングトランジスタ４ａ〜４ｆには、ダイオード４０ａ〜４０ｆがそれぞれ並列接続されている。
【００２２】
１２はロータ位置検出回路であり、図４において、Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗはこのロータ位置検出回路１２に入力されるブラシレスモータ５の３相各巻線の端子電圧波形を示している。
【００２３】
この端子電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、誘起電圧の情報を含んでおり、誘起電圧検出回路７ａ〜７ｃによって、正弦波状の誘起電圧波形Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗに変換される。なお、誘起電圧波形Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗの位相は、実際の誘起電圧に対して９０°遅れるように変換される。また、基準電圧検出回路８では、ブラシレスモータ５の３相各巻線を結線することで仮想中性点をつくり、その仮想中性点での電圧である基準電圧ＥＲが検出される。
【００２４】
ブラシレスモータのロータ磁極が４極であれば１回転すると磁極の変化が４回発生するので、誘起電圧波形Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗは２周期分発生する。また、ブラシレスモータ５は３相スター結線されているので、各々の巻線で発生した誘起電圧は、互いに１２０°ずつ位相がずれた状態になる。
【００２５】
この誘起電圧波形Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗと基準電圧ＥＲを比較検出回路９ａ〜９ｃで比較する。その比較した結果が、ロータ位置信号波形Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗである。誘起電圧波形Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗが基準電圧ＥＲより大きいときは比較結果がＨｉｇｈレベルに、逆に小さいときにはＬｏｗレベルになるように出力するものとすると、磁極の変化する誘起電圧波形Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗのゼロクロス点で立ち上がり、また次のゼロクロス点で立ち下がるエッジをもったパルス信号が得られる。このパルス信号のエッジは１回転で１２個発生し、ロータの絶対位置を１２個の区間で検出できる。
【００２６】
但し、誘起電圧波形Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗは実際の誘起電圧に対して９０°の位相遅れの電圧波形に変換されるはずであるが、図４に示すように実際にはダイオード４０ａ〜４０ｆに流れる還流電流の影響によって、それよりもθだけ位相が進んだ電圧波形となっているので、パルス信号のエッジもθ位相が進んだものとなる。
【００２７】
次に、制御回路１０について説明する。制御回路１０は、ロータ位置検出回路１２によって検出されたロータ位置信号に基づいて転流するようにインバータ４のスイッチングトランジスタ４ａ〜４ｆを駆動させる駆動信号を作成する。
【００２８】
ここで、圧縮機の１回転中の負荷変動は周期性を持つため、還流電流の影響によるロータ位置検出の誤差も負荷変動に同期した周期性を持つ。そこで、還流電流の影響で進み側に検出された位置検出タイミングを補正するように、経験的に求めたロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを予め制御回路１０のメモリ１０Ａに記憶させておく。つまり、予めロータの機械的位置毎の転流遅れパターンである図５のようなデータを制御回路１０にＲＯＭ化しておく。
【００２９】
なお、ＲＯＭ化するデータは、概ね位置検出進み角が大きくなるロータの機械的位置では転流遅れ角を大きく設定し、位置検出進み角が小さくなるロータの機械的位置では転流遅れ角を小さく設定するとともに、圧縮機の振動、騒音が低く、また、ブラシレスモータの効率が高くなるように、実験やシミュレーションにより調整を行い、決定する。
【００３０】
そして、ロータの機械的位置に応じて、制御回路１０のメモリ１０Ａから所定の転流遅れ角を読み出して、所定角遅れて転流させる駆動信号をドライブ回路１１に出力する。
【００３１】
ドライブ回路１１は、制御回路１０からの駆動信号を数〜数十ｋＨｚでＰＷＭチョッピングするとともに、そのＰＷＭ駆動信号をスイッチングトランジスタ４ａ〜４ｆのベース端子に供給する。
【００３２】
上記の実施形態ではロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンは常に一定であったが、制御性能を向上させるためには、転流遅れ角パターンを複数有することが好ましい。以下、転流遅れ角パターンを複数有する実施形態について説明する。
【００３３】
（第２の実施形態）
シングルロータコンプレッサでは図６の（ａ）（ａ’）の如く１回転中の負荷が大きく変化する。この負荷変動に応じて、モータトルクを制御する場合に本発明を適用する実施形態について図６、図７を参照して説明する。
【００３４】
モータトルク制御では（ｂ）（ｂ’）の如く負荷トルクの大きい区間はモータトルク補正量を大きく、負荷トルクの小さい区間はモータトルク補正量を小さくする。ここで、（ａ）の平均負荷トルクはＮ１であり、（ａ’）の平均トルクはＮ２である。このように平均負荷トルクが異なる場合、モータトルク補正量も（ｂ）と（ｂ’）のように互いに異なったものとなる。このモータトルク補正量に応じてＤＣ電流が変化するので、同一のロータ位置においてもモータトルク補正量が異なれば進み角も変化する。
【００３５】
そこで、このモータートルクの補正量を複数の領域に分け、各領域毎にロータ位置毎の転流遅れ角パターンを図７に示すように複数個予め制御回路１０のメモリ１０Ａで記憶しておく。制御回路１０は、ロータの機械的位置検出毎にモータトルク補正量に対応している転流遅れ角パターンのデータをメモリ１０Ａから読み出して用いる。これにより、平均負荷トルクが異なるため（ｂ）と（ｂ’）のようにモータトルク補正量のパターンが異なるときでも、（ｃ）と（ｃ’）のようにそれぞれのモータトルク補正量に応じて転流遅れ角パターンを作成するので制御性能を向上させることができる。また、負荷トルクのトルクパターンを用いてモータトルクを補正するモータトルク制御法を用いた場合も同様である。
【００３６】
（第３の実施形態）
図８は、１回転中の負荷変動がほとんどなく、そのため１回転中のＤＣ電流の変化もほとんどない場合のモータ５の回転数とロータ位置信号検出の誤差の関係を測定した実験データであり、モータ５の回転数が大きい程ロータ位置信号の位置検出進み角は遅れ側に移行しているのが分かる。
【００３７】
そこで、モータ５の回転数の範囲を複数の領域に分け、各領域毎に前記ロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを図９に示すように複数個予め制御回路１０のメモリ１０Ａで記憶しておく。制御回路１０は、モータ５の回転数に対応している転流遅れ角パターンをメモリ１０Ａから読み出して用いることにより、モータ５の回転数が変化したときにおける制御性能を向上させている。
【００３８】
（第４の実施形態）
メモリ１０Ａに第３の実施形態のように複数の転流遅れ角パターンを記憶させる場合、図１０、図１１のように基準値と補正量のように分離して記憶させると制御回路１０のＲＯＭ容量を節約することができる。
【００３９】
この場合転流遅れ角を決定する手順としては、モータ５の回転数に応じて転流遅れ角の基準値をメモリ１０Ａに記憶されている図１０に示すデータから読み出し、次にモータ５の回転数に応じた転流遅れ角の補正量をメモリ１０Ａに記憶されている図１１に示すデータから読み出す。最終的に設定する転流遅れ角は、この２つを加算したものとする。
【００４０】
例えば、モータ５の回転数が２０５０ｒｐｍでステートが（５）の場合は、図１０に示すデータからから基準値１５°を読み出し、図１１に示すデータから補正量２０°を読み出し、この２つを加算した３５°が実際の転流遅れ角となる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、基準値と補正量を加算したものが転流遅れ角になるように基準値と補正量を設定したが、基準値と補正量を乗算したものが転流遅れ角になるようにするなど加算以外の演算によって転流遅れ角が求まるように基準値と補正量を設定してもよい。
【００４２】
（第５の実施形態）
図１２は、１回転中の負荷変動がほとんどなく、そのため１回転中のＤＣ電流の変化もほとんどない場合のモータ５の回転数及びＤＣ電流とロータ位置信号の検出誤差の関係を測定した実験データであり、モータ５の回転数が大きい程ロータ位置信号の位相進み角が遅れ側に移行し、また負荷が増えるとともに増大するＤＣ電流が大きい程進み側に移行しているのが分かる。
【００４３】
そこで、モータ５によって駆動される圧縮機に負荷を検出する負荷検出器を設け、その負荷検出器からの信号を制御回路１０に入力させるとともに、モータ５の回転数と圧縮機の負荷状態をパラメータとして転流遅れ角を調整することにより、より正確にロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることが可能となる。転流遅れ角の調整手順としては、モータの回転数と圧縮機の負荷状態を複数の領域に分け、各領域毎に前記ロータ位置毎の転流遅れ角パターンを図１３のように複数個予め制御回路１０のメモリ１０Ａで記憶しておく。制御回路１０は、モータ５の回転数と負荷状態に対応している転流遅れ角パターンをメモリ１０Ａから読み出して用いることにより、モータ５の回転数や圧縮機の負荷状態が変化したときにおける制御性能を向上させることができる。
【００４４】
（第６の実施形態）
第５の実施形態のように複数の転流遅れ角パターンを持つ場合、図１０、１４のように基準値と補正量のように分離して記憶すると制御回路１０のＲＯＭ容量を節約することができる。
【００４５】
この場合転流遅れ角を決定する手順としては、モータ５の回転数に応じて転流遅れ角の基準値をメモリ１０Ａが記憶している図１０に示すデータから読み出し、次にロータ機械位置に応じてモータの回転数と圧縮機の負荷状態に対応している転流遅れ角の補正量をメモリ１０Ａが記憶している図１４に示すデータから読み出す。最終的に設定する転流遅れ角は、この２つを加算したものとする。
【００４６】
例えば、モータ５の回転数が２０５０ｒｐｍで圧縮機の負荷状態が状態ＩＩでありステートが（５）の場合は、図１０から基準値１５°を読み出し、図１４から補正量１５°を読み出し、この２つを加算した３０°が実際の転流遅れ角となる。
【００４７】
なお、本実施形態においては、基準値と補正量を加算したものが転流遅れ角になるように基準値と補正量を設定したが、基準値と補正量を乗算したものが転流遅れ角になるようにするなど加算以外の演算によって転流遅れ角が求まるように基準値と補正量を設定してもよい。
【００４８】
（第７の実施形態）
図１２に示すモータの回転数及びＤＣ電流とロータ位置信号の検出誤差の関係は、ＤＣ電流をモータ巻線電流やＡＣ電源電流に置き換えても同様の関係となる。また、負荷の増加とともに増大するこれらの電流の大きさは、消費電力や現在のモータの回転数における前記ブラシレスモータ５への印加電圧または電流を調整するＰＷＭデューティの基準負荷時の値からの増加減少量から推定することも可能である。そこで、第５の実施形態、第６の実施形態における負荷を推定する手段としてこれらを用いることにより、ロータの機械的位置と転流タイミングとを一致させることが可能となる。
【００４９】
以上の実施形態を複数組み合わせて実施して、制御性能を向上させてもかまわない。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によると、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をロータ位置毎に変更するので、ロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることが可能となる。これにより、圧縮機の低振動・低騒音化を図ることができる。
【００５１】
また、本発明によると、圧縮機の負荷変動に応じてモータトルクを補正するので、負荷トルクとモータトルクが一致する。また、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をモータトルクの補正量に応じてロータ位置毎に変更するので、モータトルクを補正した場合においてもロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることが可能となる。これにより、圧縮機の低振動・低騒音化を図ることができる。
【００５２】
また、本発明によると、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をモータの回転数に応じてロータ位置毎に変更するので、モータの回転数が大きく変動する場合においてもロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることが可能となる。これにより、圧縮機の低振動・低騒音化を図ることができる。
【００５３】
また、本発明によると、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をモータ回転数に応じた基準角とその基準角を補正する補正角に分けて記憶しているので、記憶容量が少なくなる。これにより、記憶手段の容量を節約することができる。
【００５４】
また、本発明によると、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をモータの回転数及び圧縮機の負荷状態に応じてロータ位置毎に変更するので、モータの回転数や圧縮機の負荷状態が大きく変動する場合においてもロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることが可能となる。これにより、圧縮機の低振動・低騒音化を図ることができるモータの回転数及び圧縮機の負荷範囲を拡大することができる。
【００５５】
また、本発明によると、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をモータ回転数に応じた基準角とその基準角をモータ回転数及び圧縮機の負荷状態に応じて補正する補正角に分けて記憶しているので、記憶容量が少なくなる。これにより、記憶手段の容量を節約することができる。
【００５６】
また、本発明によると、インバータに供給されるＤＣ電流を検出するＤＣ電流検出手段を備えるとともに、そのＤＣ電流に基づいて圧縮機の負荷状態を推定するので、圧縮機に負荷トルク検出器を設ける必要がなくなる。
【００５７】
これにより、低コスト化を図れる。
【００５８】
また、本発明によると、インバータにＤＣ電流を供給する整流回路に商用電源から供給されるＡＣ電流を検出するＡＣ電流検出手段を備えるとともに、そのＡＣ電流に基づいて圧縮機の負荷状態を推定するので、圧縮機に負荷トルク検出器を設ける必要がなくなる。
【００５９】
これにより、低コスト化を図れる。
【００６０】
また、本発明によると、ブラシレスモータの巻線に流れるモータ電流を検出するモータ電流検出手段を備えるとともに、そのモータ電流に基づいて圧縮機の負荷状態を推定するので、圧縮機に負荷トルク検出器を設ける必要がなくなる。
【００６１】
これにより、低コスト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＤＣ電流の変化によるロータ位置検出タイミングのずれを示した図
【図２】ステートと機械角・電気角の関係及び各通電モードを示した図
【図３】本発明の一実施形態の圧縮機モータの制御装置のブロック図
【図４】本発明の一実施形態の圧縮機モータの端子電圧、誘起電圧およびロータ位置信号を示した図
【図５】本発明の一実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを示した図
【図６】モータトルク制御を行ったときのモータトルク補正量と転流遅れ角の関係を示した図
【図７】本発明の第２の実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを示した図
【図８】モータの回転数とロータ位置の検出誤差との関係を示した特性図
【図９】本発明の第３の実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを示した図
【図１０】本発明の第４の実施形態および第６の実施形態の転流遅れ角基準値を示した図
【図１１】本発明の第４の実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角補正量を示した図
【図１２】モータの回転数とＤＣ電流に対するロータ位置の検出誤差の特性を示した特性図
【図１３】本発明の第５の実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを示した図
【図１４】本発明の第６の実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角補正量を示した図
【符号の説明】
１．  商用電源からのＡＣ電源
２．  整流回路
３．  コンデンサ
４．  インバータ
５．  ３相ブラシレスモータ
６．  リアクトル
７ａ〜７ｃ．  誘起電圧検出回路
８．  基準電圧検出回路
９ａ〜９ｃ．  比較検出回路
１０．  制御回路
１１．  ドライブ回路
１２．  ロータ位置検出回路
４ａ〜４ｆ．  スイッチングトランジスタ
４０ａ〜４０ｆ．  ダイオード
１０Ａ．  メモリ
【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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