(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数極の磁石を有する回転子(１０)と、３相Ｙ結線された電機子コイル(１a,１b,１c)を有する固定子(１)と、上記電機子コイル(１a,１b,１c)に対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路(２)と、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回路(２)の中性点との電位差に基づいて、上記回転子(１０)と上記固定子(１)との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段(３)と、上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号に基づいて、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の電圧パターンを切り替えるインバータ部(２０)とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、
起動時に上記インバータ部(２０)のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力する同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)と、
上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号に基づいて、上記インバータ部(２０)のインバータ出力を制御する位置検出運転制御手段(５２)と、
上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)により上記インバータ部(２０)が同期運転状態のとき、上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別する判別手段と、
上記判別手段が上記位置検出運転が可能であると判別すると、上記インバータ部(２０)の制御を上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)から上記位置検出運転制御手段(５２)に切り替える運転切替手段(４３,６３,１０４,１１３)とを備え、
上記判別手段は、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回路(２)の中性点との上記電位差が所定値以上か否かを判定するレベル判定手段(３４,３５,３６,３７,４１,６０,６１,１００,１０１）を有し、上記レベル判定手段(３４,３５,３６,３７,４１,６０,６１,１００,１０１）が上記電位差が上記所定値以上であると判定すると、上記位置検出運転が可能であると判別することを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)により上記インバータ部(２０)のインバータ出力の電圧および周波数を上記所定のパターンに基づいて出力して、上記所定のパターン出力後、上記判別手段が上記位置検出運転が可能でないと判別すると、上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)は、上記判別手段が上記位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別するまで、上記インバータ部(２０)のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるようにしたことを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項３】
請求項１に記載のブラシレスＤＣモータにおいて、上記レベル判定手段(３４,４１）は、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回路(２)の中性点との電位差を表わす信号を整流する整流手段(１５)と、上記整流手段(１５)からの整流された信号を平滑にする平滑手段(１６)と、上記平滑手段(１６)からの平滑にされた信号と所定の基準値(Ｅ0)とを比較する平滑信号比較手段(１７)とを備えて、上記平滑信号比較手段(１７)が上記平滑手段(１６)からの平滑にされた信号と上記基準値(Ｅ0)とを比較して、上記平滑にされた信号が上記基準値(Ｅ0)を越えると、上記電位差が上記所定値以上であると判定することを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項４】
請求項１に記載のブラシレスＤＣモータにおいて、上記レベル判定手段(３５,３６,６０,６１）は、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回路(２)の中性点との上記電位差を表わす信号と所定の基準値(Ｅ1,Ｅ2,Ｅ3)とを比較する電位差信号比較手段(１８,１９)を備えて、上記電位差信号比較手段(１８,１９)が上記電位差信号と上記基準値(Ｅ1,Ｅ2,Ｅ3)とを比較して得られる上記電位差信号比較手段(１８,１９)の出力信号が所定のパターンであるとき、上記電位差が上記所定値以上であると判定することを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項５】
請求項１に記載のブラシレスＤＣモータにおいて、上記レベル判定手段(３７,１００,１０１)は、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回路(２)の中性点との上記電位差を表わす信号とヒステリシスコンパレータ(３７)のヒステリシス特性に基づく所定の基準値(Ｅ4,Ｅ5)とを比較して得られる上記ヒステリシスコンパレータ(３７)の出力信号が所定のパターンであるとき、上記電位差が上記所定値以上であると判定することを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項６】
複数極の磁石を有する回転子(１０)と、３相Ｙ結線された電機子コイル(１a,１b,１c)を有する固定子(１)と、上記電機子コイル(１a,１b,１c)に対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路(２)と、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回路(２)の中性点との電位差に基づいて、上記回転子(１０)と上記固定子(１)との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段(３)と、上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号に基づいて、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の電圧パターンを切り替えるインバータ部(２０)とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、
起動時に上記インバータ部(２０)のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力する同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)と、
上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号に基づいて、上記インバータ部(２０)のインバータ出力を制御する位置検出運転制御手段(５２)と、
上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)により上記インバータ部(２０)が同期運転状態のとき、上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別する判別手段と、
上記判別手段が上記位置検出運転が可能であると判別すると、上記インバータ部(２０)の制御を上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)から上記位置検出運転制御手段(５２)に切り替える運転切替手段(４３,６３,１０４,１１３)とを備え、
上記判別手段は、上記回転位置検出手段(３)からの位置信号と上記インバータ部(２０)のインバータ出力が所定の関係を有するか否かを比較する位置信号モード比較手段(４２,６２,１０２,１１１)を有し、上記位置信号モード比較手段(４２,６２,１０２,１１１)が上記位置信号と上記インバータ出力を比較して、上記位置信号と上記インバータ出力が所定の関係を有するときに、上記位置検出運転が可能であると判別することを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項７】
請求項６に記載のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)により上記インバータ部(２０)のインバータ出力の電圧および周波数を上記所定のパターンに基づいて出力して、上記所定のパターン出力後、上記判別手段が上記位置検出運転が可能でないと判別すると、上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)は、上記判別手段が上記位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別するまで、上記インバータ部(２０)のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるようにしたことを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項８】
複数極の磁石を有する回転子(１０)と、３相Ｙ結線された電機子コイル(１a,１b,１c)を有する固定子(１)と、上記電機子コイル(１a,１b,１c)に対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路(２)と、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回路(２)の中性点との電位差に基づいて、上記回転子(１０)と上記固定子(１)との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段(３)と、上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号に基づいて、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の電圧パターンを切り替えるインバータ部(２０)とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、
起動時に上記インバータ部(２０)のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力する同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)と、
上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号に基づいて、上記インバータ部(２０)のインバータ出力を制御する位置検出運転制御手段(５２)と、
上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)により上記インバータ部(２０)が同期運転状態のとき、上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別する判別手段と、
上記判別手段が上記位置検出運転が可能であると判別すると、上記インバータ部(２０)の制御を上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)から上記位置検出運転制御手段(５２)に切り替える運転切替手段(４３,６３,１０４,１１３)とを備え、
上記判別手段は、上記位置信号の周期の値と上記インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が所定値以下か否かを比較する位置信号周期比較手段(１０３,１１２)を有し、上記位置信号周期比較手段(１０３,１１２)が上記位置信号の周期の値と上記インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が上記所定値以下のとき、上記位置検出運転が可能であると判別することを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項９】
請求項８に記載のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)により上記インバータ部(２０)のインバータ出力の電圧および周波数を上記所定のパターンに基づいて出力して、上記所定のパターン出力後、上記判別手段が上記位置検出運転が可能でないと判別すると、上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)は、上記判別手段が上記位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別するまで、上記インバータ部(２０)のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるようにしたことを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項１０】
請求項８に記載のブラシレスＤＣモータにおいて、上記回転位置検出手段(１１０)は、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回路(２)の中性点との電位差を検出して、電位差信号を出力する電位差検出手段(３１)と、上記電位差検出手段(３１)からの上記電位差信号を積分して、積分信号を出力する積分手段(３２)と、ヒステリシス特性を有し、上記積分手段(３２)からの上記積分信号と所定の基準値(Ｅ6,Ｅ7)とを比較して、上記位置信号を出力するヒステリシスコンパレータ(３８)とを備えたことを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項１１】
複数極の磁石を有する回転子(１０)と、３相Ｙ結線された電機子コイル(１a,１b,１c)を有する固定子(１)と、上記電機子コイル(１a,１b,１c)に対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路(２)と、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回路(２)の中性点との電位差に基づいて、上記回転子(１０)と上記固定子(１)との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段(３)と、上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号に基づいて、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の電圧パターンを切り替えるインバータ部(２０)とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、
起動時に上記インバータ部(２０)のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力する同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)と、
上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号に基づいて、上記インバータ部(２０)のインバータ出力を制御する位置検出運転制御手段(５２)と、
上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)により上記インバータ部(２０)が同期運転状態のとき、上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別する判別手段と、
上記判別手段が上記位置検出運転が可能であると判別すると、上記インバータ部(２０)の制御を上記同期運転制御手段(５１,５５,５６,５７)から上記位置検出運転制御手段(５２)に切り替える運転切替手段(４３,６３,１０４,１１３)とを備え、
上記判別手段は、上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回路(２)の中性点との上記電位差が所定値以上か否かを判定するレベル判定手段(３４,３５,３６,３７,４１,６０,６１,１００,１０１）と、上記回転位置検出手段(３)からの位置信号と上記インバータ部(２０)のインバータ出力が所定の関係を有するか否かを比較する位置信号モード比較手段(４２,６２,１０２,１１１)と、上記位置信号の周期の値と上記インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が所定値以下か否かを比較する位置信号周期比較手段(１０３,１１２)とのうちの少なくとも二つを有することを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、起動時に、強制的に回転子に回転磁界を与えて、回転子を回転させた後、電機子コイルに誘起された誘起電圧に基づいて、電機子コイルの電圧パターンの切り換えを行うブラシレスＤＣモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブラシレスＤＣモータとしては、特公平５−７２１９７号に記載のものがある。このブラシレスＤＣモータは、図３５に示すように、複数極の永久磁石を有する回転子７０と、３相Ｙ結線された電機子コイル７１a,７１b,７１cを有する固定子７１と、上記電機子コイル７１a,７１b,７１cに並列状態で３相Ｙ結線された抵抗７２a,７２b,７２cからなる抵抗回路７２と、上記電機子コイル７１a,７１b,７１cに対する回転子７０の相対的な回転位置を検出する回転位置検出器７３と、上記回転位置検出器７３からの回転子７０の回転位置を表わす位置信号を受けて、電機子コイル７１a,７１b,７１cに対する電圧パターンを切り換えるスイッチング信号を出力するマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)７４と、上記マイコン７４からのスイッチング信号を受けて、電機子コイル７１a,７１b,７１cの電圧パターンを切り換え制御する転流制御信号を出力するベース駆動回路７５と、上記ベース駆動回路７５からの転流制御信号を受けて、電機子コイル７１a,７１b,７１cの電圧パターンを切り換えるインバータ部８０とを備えている。
【０００３】
上記インバータ部８０は、直流電源７６の正極側にスイッチ７７を介して夫々接続された３つのトランジスタ８０a,８０b,８０cと、直流電源７６の負極側に夫々接続された３つのトランジスタ８０d,８０e,８０fとから構成されている。上記トランジスタ８０aとトランジスタ８０dのコレクタを互いに接続し、トランジスタ８０bとトランジスタ８０eのコレクタを互いに接続し、トランジスタ８０cとトランジスタ８０fのコレクタを互いに接続している。上記トランジスタ８０a,８０dの互いに接続された部分にＵ相の電機子コイル７１aを接続し、トランジスタ８０b,８０eの互いに接続された部分にＶ相の電機子コイル７１bを接続し、トランジスタ８０c,８０fの互いに接続された部分にＷ相の電機子コイル７１cを接続している。そして、上記ベース駆動回路７５からの転流制御信号をインバータ部８０の各トランジスタ８０a〜８０fのベースに夫々入力している。
【０００４】
また、上記回転位置検出器７３は、上記抵抗回路７２の中性点の電圧ＶMと電機子コイル７１a,７１b,７１cの中性点の電圧ＶNとが入力され、抵抗回路７２の中性点と電機子コイル７１a,７１b,７１cの中性点との電位差を表わす電位差信号ＶMNを出力する差動増幅器８１と、上記差動増幅器８１からの電位差信号ＶMNを受けて、その電位差信号ＶMNを積分する積分器８２と、上記積分器８２からの電位差信号ＶMNを積分した積分信号を受けて、位置信号を出力する零クロスコンパレータ８３とを備えている。また、コンパレータ８４は、上記電機子コイル７１cの両端が入力端子に夫々接続され、誘起電圧ＥWの極性を表わす信号をマイコン７４に出力する。
【０００５】
上記構成のブラシレスＤＣモータにおいて、インバータ部８０からの各Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相のモータ端子電圧をＶU,ＶV,ＶW、電機子コイル７１a,７１b,７１cの各Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相の誘起電圧をＥU,ＥV,ＥWとすると、抵抗回路７２の中性点の電圧ＶMと電機子コイル７１a,７１b,７１cの中性点の電圧ＶNは、
ＶM  ＝  (１／３)(ＶU＋ＶV＋ＶW)
ＶN  ＝  (１／３){(ＶU−ＥU)＋(ＶV−ＥV)＋(ＶW−ＥW)}
となる。したがって、上記抵抗回路７２の中性点と電機子コイル７１a,７１b,７１cの中性点との電位差信号ＶMNは、
ＶMN  ＝  ＶM−ＶN  ＝  (１／３)(ＥU＋ＥV＋ＥW)
となり、電機子コイル７１a,７１b,７１cの誘起電圧ＥU,ＥV,ＥWの和に比例する。
【０００６】
上記電機子コイル７１a,７１b,７１cの誘起電圧ＥU,ＥV,ＥWは、１８０deg毎に位相の異なる台形状の波形となり、電位差信号ＶMNは、誘起電圧ＥU,ＥV,ＥWに対して３倍の基本波周波数成分を有する略三角波となる。この電位差信号ＶMNの三角波のピーク点が電圧パターンの切り換え点となる。上記積分器８２は、差動増幅器８１からの電位差信号ＶMNを積分して、略正弦波状の積分信号∫ＶMNdtを出力する。そして、上記零クロスコンパレータ８３は、積分信号∫ＶMNdtのゼロクロス点を検出して、位置信号をマイコン７４に出力する。すなわち、この電位差信号ＶMNのピーク点は、回転速度によって振幅が変動するため、電位差信号ＶMNを積分して、ゼロクロス点を検出するようにしているのである。上記位置信号は、上記固定子７１の電機子コイル７１a,７１b,７１cに対する回転子７０の相対的な位置を示すものである。次に、上記マイコン７４は、零クロスコンパレータ８３からの位置信号を受けて、ベース駆動回路７５にスイッチング信号を出力する。上記ベース駆動回路７５は、マイコン７４からのスイッチング信号を受けて、インバータ部８０の各トランジスタ８０a〜８０fのベースに転流制御信号を出力する。そして、上記インバータ部８０の各トランジスタ８０a〜８０fは、順次オンオフして、電機子コイル７１a,７１b,７１cに対する電圧パターンを切り換える。
【０００７】
こうして、上記ブラシレスＤＣモータは、電機子コイル７１a,７１b,７１cの誘起電圧ＥU,ＥV,ＥWより回転子７０の回転位置を表わす位置信号を検出して、インバータ部８０は、その位置信号によって電機子コイル７１a,７１b,７１cの電圧パターンの切り換えを行う。
【０００８】
また、このブラシレスＤＣモータの起動時は、電機子コイル７１a,７１b,７１cの特定相に対して励磁電流を所定時間供給して、回転子７０の永久磁石と固定子７１との間に働く吸引力により、回転子７０が安定点に収束しようとして、安定点を中心とした減衰振動を起こす。このとき、振動している回転子７０が回転させたい方向と同じ方向の速度をもっていれば、回転位置検出器７３の位置信号に基づいて、電機子コイル７１a,７１b,７１cの電圧パターンを切り換えて回転子７０を回転させる位置検出運転を行う。
【０００９】
ところが、空気調和機等を駆動する場合は、モータ巻線が最大２００Ｖとなるため、コンパレータ８４に入力する電機子コイル７１cの誘起電圧ＥWを抵抗等により分圧して小さくする必要がある。このため、起動時における低速回転領域では、誘起電圧ＥWのレベルが小さいので、コンパレータ８４で誘起電圧ＥWの極性を判別することが困難となる。しかも、負荷が圧縮機等では起動時に残差圧や軸の摩擦のために負荷トルクが存在したり、冷媒液,潤滑油による粘性抵抗があるため、回転子７０が減衰振動を起こさない可能性が高く、起動できない場合があり、制御信頼性の面で非常に問題が大きい。
【００１０】
そこで、もう一つのブラシレスＤＣモータとして、図３６に示すように、位置検出運転が可能となるまで、誘起電圧が大きくなるように起動時にインバータ出力電圧と出力周波数を所定のパターンで増加する同期運転を行っており、図３７に示すように、圧縮機の差圧や電源電圧の変動によっても、十分な回転トルクが得られ安定に加速できるようにインバータ出力の電圧を十分高くして加速し、位置検出運転に切り換える必要がある(特公平１−５４９６０号公報参照)。
【００１１】
しかし、上記技術は、上記特公平１−５４９６０号公報に記載している位置検出手段でのみ有効で、今回の新技術で使用した位置検出手段では、以下に示す課題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図３８は上記インバータ出力電圧と出力周波数を所定のパターンで増加させて、同期運転を行うブラシレスＤＣモータにおいて、インバータ出力の周波数が１２Ｈzで無負荷のときのインバータ出力電圧に対する回転位置検出器７３の積分器８２の積分信号の特性を示し、図３９はインバータ出力の周波数が２０Ｈzで無負荷のときのインバータ出力電圧に対する積分信号の特性を示している。上記積分器８２の積分信号は、インバータ出力電圧が高くなるに従って小さくなり、インバータ出力電圧の範囲Ｂ1,Ｂ2において、電位差信号を積分した積分信号のレベルの安定な範囲、すなわちその電位差信号に基づいて位置検出運転が可能な範囲はＡとなる。なお、図３８,２６の積分信号の電圧はピーク点からゼロ点までの電圧を示す。また、上記位置検出運転が可能な範囲Ｂ1,Ｂ2の夫々の下限よりインバータ出力電圧が低い場合は、トルク不足により脱調する。
【００１３】
また、図４０は図３８におけるインバータ出力電圧１０Ｖのときのモータ電流と安定な積分信号の波形を示し、図４１は図３８におけるインバータ出力電圧２０Ｖのときのモータ電流と不安定な積分信号の波形を示している。また、図４２は図３９におけるインバータ出力電圧１５Ｖのときのモータ電流と安定な積分信号の波形を示し、図４３は図３９におけるインバータ出力電圧２７Ｖのときのモータ電流と不安定な積分信号の波形を示している。なお、図４０,図４１,図４２,図４３の横軸(時間軸)は２０msec／目盛である。このように、上記ブラシレスＤＣモータは、起動時に回転トルクを大きくし、安定に加速しようとして、インバータ出力の電圧を大きくすると、電機子コイル７１a,７１b,７１cと抵抗回路７２の中性点の電位差信号が小さく不安定な状態になり、同期運転から位置検出運転への切り替えが失敗するという欠点がある。
【００１４】
また、図４４に示すように、負荷が小から大に変動すると、インバータ出力電圧に対する積分信号の特性を表わす略直線は、矢印Ｒの方向に略平行移動する。したがって、電位差信号を積分した積分信号のレベルの安定な範囲、すなわちその電位差信号に基づいて位置検出運転が可能な範囲はＡとなるインバータ出力電圧の範囲は、Ｂ3より全体にインバータ出力電圧の高い側のＢ4に変化すると共に、トルク不足の範囲は、Ｎ1より上限のインバータ出力電圧が広いＮ2となる。
【００１５】
また、図４５に示すように、負荷が一定で電源電圧が変動した場合に、所定のインバータ出力電圧を得るためには、転流制御信号をＰＷＭ(パルス幅変調)信号とし、そのデューティ比を変えなければならない。すなわち、電源電圧が標準のときに比べて大きくなると、デューティ比を小さくして、インバータ出力電圧が上昇しないようにする一方、電源電圧が標準のときに比べて小さくなると、デューティ比を大きくして、インバータ出力電圧が下降しないようにする必要がある。しかしながら、電源電圧に応じてインバータ出力電圧を変えるための手段を備えていない場合、電源電圧の変動によりインバータ出力電圧が変動するため、積分信号の特性が変動することになる。
【００１６】
このように、負荷トルク,電源電圧変動により電位差信号が変動するので、その変動に応じてインバータ出力電圧を設定しなければならず、予めインバータ出力電圧を電位差信号が安定な状態になるように設定しておくことができないという問題がある。
【００１７】
そこで、この発明の目的は、負荷トルク,電源電圧の変動によらず、起動時の同期運転から位置検出運転への切り替えが確実にできるブラシレスＤＣモータを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１のブラシレスＤＣモータは、複数極の磁石を有する回転子と、３相Ｙ結線された電機子コイルを有する固定子と、上記電機子コイルに対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路と、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差に基づいて、上記回転子と上記固定子との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段と、上記回転位置検出手段からの上記位置信号に基づいて、上記電機子コイルの電圧パターンを切り替えるインバータ部とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、起動時に上記インバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力する同期運転制御手段と、上記回転位置検出手段からの上記位置信号に基づいて、上記インバータ部のインバータ出力を制御する位置検出運転制御手段と、上記同期運転制御手段により上記インバータ部が同期運転状態のとき、上記回転位置検出手段からの上記位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別する判別手段と、上記判別手段が上記位置検出運転が可能であると判別すると、上記インバータ部の制御を上記同期運転制御手段から上記位置検出運転制御手段に切り替える運転切替手段とを備え、上記判別手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との上記電位差が所定値以上か否かを判定するレベル判定手段を有し、上記レベル判定手段が上記電位差が上記所定値以上であると判定すると、上記位置検出運転が可能であると判別することを特徴としている。
【００１９】
また、請求項２のブラシレスＤＣモータは、請求項１のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段により上記インバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を上記所定のパターンに基づいて出力して、上記所定のパターン出力後、上記判別手段が上記位置検出運転が可能でないと判別すると、上記同期運転制御手段は、上記判別手段が上記位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別するまで、上記インバータ部のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるようにしたことを特徴としている。
【００２０】
また、請求項３のブラシレスＤＣモータは、請求項１のブラシレスＤＣモータにおいて、上記レベル判定手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を表わす信号を整流する整流手段と、上記整流手段からの整流された信号を平滑にする平滑手段と、上記平滑手段からの平滑にされた信号と所定の基準値とを比較する平滑信号比較手段とを備えて、上記平滑信号比較手段が上記平滑手段からの平滑にされた信号と上記基準値とを比較して、上記平滑にされた信号が上記基準値を越えると、上記電位差が上記所定値以上であると判定することを特徴としている。
【００２１】
また、請求項４のブラシレスＤＣモータは、請求項１のブラシレスＤＣモータにおいて、上記レベル判定手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との上記電位差を表わす信号と所定の基準値とを比較する電位差信号比較手段を備えて、上記電位差信号比較手段が上記電位差信号と上記基準値とを比較して得られる上記電位差信号比較手段の出力信号が所定のパターンであるとき、上記電位差が上記所定値以上であると判定することを特徴としている。
【００２２】
また、請求項５のブラシレスＤＣモータは、請求項１のブラシレスＤＣモータにおいて、上記レベル判定手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との上記電位差を表わす信号とヒステリシスコンパレータのヒステリシス特性に基づく所定の基準値とを比較して得られる上記ヒステリシスコンパレータの出力信号が所定のパターンであるとき、上記電位差が上記所定値以上であると判定することを特徴としている。
【００２３】
また、請求項６のブラシレスＤＣモータは、複数極の磁石を有する回転子と、３相Ｙ結線された電機子コイルを有する固定子と、上記電機子コイルに対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路と、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差に基づいて、上記回転子と上記固定子との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段と、上記回転位置検出手段からの上記位置信号に基づいて、上記電機子コイルの電圧パターンを切り替えるインバータ部とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、起動時に上記インバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力する同期運転制御手段と、上記回転位置検出手段からの上記位置信号に基づいて、上記インバータ部のインバータ出力を制御する位置検出運転制御手段と、上記同期運転制御手段により上記インバータ部が同期運転状態のとき、上記回転位置検出手段からの上記位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別する判別手段と、上記判別手段が上記位置検出運転が可能であると判別すると、上記インバータ部の制御を上記同期運転制御手段から上記位置検出運転制御手段に切り替える運転切替手段とを備え、上記判別手段は、上記回転位置検出手段からの位置信号と上記インバータ部のインバータ出力が所定の関係を有するか否かを比較する位置信号モード比較手段を備えて、上記位置信号モード比較手段が上記位置信号と上記インバータ出力を比較して、上記位置信号と上記インバータ出力が所定の関係を有するときに、上記位置検出運転が可能であると判別することを特徴としている。
【００２４】
また、請求項７のブラシレスＤＣモータは、請求項６のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段により上記インバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を上記所定のパターンに基づいて出力して、上記所定のパターン出力後、上記判別手段が上記位置検出運転が可能でないと判別すると、上記同期運転制御手段は、上記判別手段が上記位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別するまで、上記インバータ部のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるようにしたことを特徴としている。
【００２５】
また、請求項８のブラシレスＤＣモータは、複数極の磁石を有する回転子と、３相Ｙ結線された電機子コイルを有する固定子と、上記電機子コイルに対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路と、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差に基づいて、上記回転子と上記固定子との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段と、上記回転位置検出手段からの上記位置信号に基づいて、上記電機子コイルの電圧パターンを切り替えるインバータ部とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、起動時に上記インバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力する同期運転制御手段と、上記回転位置検出手段からの上記位置信号に基づいて、上記インバータ部のインバータ出力を制御する位置検出運転制御手段と、上記同期運転制御手段により上記インバータ部が同期運転状態のとき、上記回転位置検出手段からの上記位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別する判別手段と、上記判別手段が上記位置検出運転が可能であると判別すると、上記インバータ部の制御を上記同期運転制御手段から上記位置検出運転制御手段に切り替える運転切替手段とを備え、上記判別手段は、上記位置信号の周期の値と上記インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が所定値以下か否かを比較する位置信号周期比較手段を備えて、上記位置信号周期比較手段が上記位置信号の周期の値と上記インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が上記所定値以下のとき、上記位置検出運転が可能であると判別することを特徴としている。
【００２６】
また、請求項９のブラシレスＤＣモータは、請求項８に記載のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段により上記インバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を上記所定のパターンに基づいて出力して、上記所定のパターン出力後、上記判別手段が上記位置検出運転が可能でないと判別すると、上記同期運転制御手段は、上記判別手段が上記位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別するまで、上記インバータ部のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるようにしたことを特徴としている。
【００２７】
また、請求項１０のブラシレスＤＣモータは、請求項８のブラシレスＤＣモータにおいて、上記回転位置検出手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を検出して、電位差信号を出力する電位差検出手段と、上記電位差検出手段からの上記電位差信号を積分して、積分信号を出力する積分手段と、ヒステリシス特性を有し、上記積分手段からの上記積分信号と所定の基準値とを比較して、上記位置信号を出力するヒステリシスコンパレータとを備えたことを特徴としている。
【００２８】
また、請求項１１のブラシレスＤＣモータは、複数極の磁石を有する回転子と、３相Ｙ結線された電機子コイルを有する固定子と、上記電機子コイルに対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路と、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差に基づいて、上記回転子と上記固定子との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段と、上記回転位置検出手段からの上記位置信号に基づいて、上記電機子コイルの電圧パターンを切り替えるインバータ部とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、起動時に上記インバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力する同期運転制御手段と、上記回転位置検出手段からの上記位置信号に基づいて、上記インバータ部のインバータ出力を制御する位置検出運転制御手段と、上記同期運転制御手段により上記インバータ部が同期運転状態のとき、上記回転位置検出手段からの上記位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別する判別手段と、上記判別手段が上記位置検出運転が可能であると判別すると、上記インバータ部の制御を上記同期運転制御手段から上記位置検出運転制御手段に切り替える運転切替手段とを備え、上記判別手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との上記電位差が所定値以上か否かを判定するレベル判定手段と、上記回転位置検出手段からの位置信号と上記インバータ部のインバータ出力が所定の関係を有するか否かを比較する位置信号モード比較手段と、上記位置信号の周期の値と上記インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が所定値以下か否かを比較する位置信号周期比較手段とのうちの少なくとも二つを有することを特徴としている。
【００２９】
【作用】
上記請求項１のブラシレスＤＣモータによれば、起動開始時、上記同期運転制御手段により上記インバータ部からのインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力し、上記所定のパターン出力終了後、同期運転状態において、上記判別手段は、回転位置検出手段からの位置信号に基づく位置検出運転が可能か否かを判別する。例えば、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を表わす電位差信号が安定すると、その電位差信号に基づく位置信号も安定とするので、上記電位差信号が安定しているか否かを判別することによって、位置信号による位置検出運転ができるか否かを判別するのである。そして、上記判別手段が位置検出手段による位置検出運転が可能であると判別すると、運転切替手段は、同期運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り換える。そして、上記位置検出運転制御手段は、回転位置検出手段からの位置信号に基づいて、インバータ部のインバータ出力を制御する。したがって、起動時の同期運転から位置検出運転への切り替えが確実にでき、上記電位差信号が不安定なことに起因する脱調を防止できる。また、上記判別手段のレベル判定手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差が所定値以上か否かを判定して、上記レベル判定手段が上記電位差が所定値以上であると判定すると、判別手段は、上記位置検出運転が可能であると判別する。したがって、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差信号が安定する値に上記所定値を設定して、上記電位差が上記所定値以上のとき、上記電位差信号が安定し、電位差信号に基づく上記回転位置検出手段からの位置信号も安定していると判別できるようにすることによって、上記位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別できる。
【００３０】
また、上記請求項２のブラシレスＤＣモータによれば、請求項１のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段により上記インバータ部からのインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力し、上記所定のパターン出力後、上記判別手段が回転位置検出手段の位置信号に基づく位置検出運転が可能でないと判別すると、上記同期運転制御手段は、上記判別手段が上記位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別するまで、インバータ部のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを徐々に下げる。そして、上記判別手段が位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別すると、上記運転切替手段は、インバータ部の制御を同期運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り替える。したがって、起動時に上記同期運転制御手段により所定のパターン出力後、回転位置検出手段からの位置信号に基づく位置検出運転が可能となるまで、同期運転制御手段は、インバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるので、起動時に負荷の大小や電源電圧の変動により電位差信号が安定する範囲が変動しても、同期運転から位置検出運転に確実に切り替えることができる。
【００３１】
また、上記請求項３のブラシレスＤＣモータによれば、請求項１のブラシレスＤＣモータにおいて、レベル判定手段の整流手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を表わす信号を整流し、上記平滑手段は、整流手段からの整流された信号を平滑にする。なお、上記整流手段は、上記電位差を表わす信号を全波整流してもよく、半波整流してもよい。そして、上記平滑手段からの平滑にされた信号と所定の基準値とを平滑信号比較手段は比較して、上記平滑にされた信号が上記基準値を越えると、上記判別手段は、電位差が上記所定値以上であると判定する。したがって、上記レベル判定手段の整流手段,平滑手段および平滑信号比較手段によって、上記電位差を表わす信号が整流され平滑にされた信号が上記基準値を越えたとき、上記電位差が所定値以上であると判定でき、電位差信号に基づく位置信号が安定していると判断できる。
【００３２】
また、上記請求項４のブラシレスＤＣモータによれば、請求項１のブラシレスＤＣモータにおいて、上記レベル判定手段の電位差信号比較手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との上記電位差と上記所定の基準値とを比較する。そして、上記レベル判定手段は、上記電位差信号比較手段の出力信号が所定のパターンであるとき、上記電位差が上記所定値以上であると判定する。例えば、上記電位差信号比較手段の出力信号のパルスが所定の間隔で所定パルス数以上連続する場合、レベル判定手段は、上記電位差が上記所定値以上であると判定する。したがって、上記電位差が上記所定値以上であると判定でき、電位差信号に基づく位置信号が安定していると判断できる。
【００３３】
また、上記請求項５のブラシレスＤＣモータによれば、請求項１のブラシレスＤＣモータにおける上記レベル判定手段であるヒステリシスコンパレータは、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との上記電位差とヒステリシスコンパレータのヒステリシス特性に基づく所定の基準値とを比較する。このとき、上記ヒステリシスコンパレータのヒステリシス特性に基づく基準値を上記電位差を判定する上記所定値に相当する値にすることによって、上記レベル判定手段は、上記ヒステリシスコンパレータの出力信号が所定のパターンであるとき、上記電位差が上記所定値以上であると判定できる。したがって、上記ヒステリシスコンパレータによって、全波整流回路や複数のコンパレータを用いることなく、簡単にレベル判定手段を構成することができる。
【００３４】
また、上記請求項６のブラシレスＤＣモータによれば、起動開始時、上記同期運転制御手段により上記インバータ部からのインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力し、上記所定のパターン出力終了後、同期運転状態において、上記判別手段は、回転位置検出手段からの位置信号に基づく位置検出運転が可能か否かを判別する。例えば、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を表わす電位差信号が安定すると、その電位差信号に基づく位置信号も安定とするので、上記電位差信号が安定しているか否かを判別することによって、位置信号による位置検出運転ができるか否かを判別するのである。そして、上記判別手段が位置検出手段による位置検出運転が可能であると判別すると、運転切替手段は、同期運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り換える。そして、上記位置検出運転制御手段は、回転位置検出手段からの位置信号に基づいて、インバータ部のインバータ出力を制御する。したがって、起動時の同期運転から位置検出運転への切り替えが確実にでき、上記電位差信号が不安定なことに起因する脱調を防止できる。また、上記判別手段の位置信号モード比較手段は、上記回転位置検出手段からの位置信号と上記インバータ部のインバータ出力が所定の関係を有するか否かを比較する。例えば、上記インバータ出力の電圧パターンの切り換わり点と位置信号のＨレベル,Ｌレベルの対応が複数回連続して一致するかどうか比較し、または上記インバータ出力の電圧パターンの切り換わり点と位置信号の切り換わり点の位相が所定の範囲内であるか比較する。そして、上記位置信号比較手段が上記位置信号と上記インバータ出力を比較して、上記位置信号とインバータ出力が所定の関係を有するとき、判別手段は、位置信号による位置検出運転が可能であると判別する。したがって、上記位置信号モード比較手段によって、位置信号と上記インバータ出力が所定の関係を有するとき、上記回転位置検出手段からの位置信号が安定して、位置検出運転が可能であると判別できる。
【００３５】
また、上記請求項７のブラシレスＤＣモータによれば、請求項６のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段により上記インバータ部からのインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力し、上記所定のパターン出力後、上記判別手段が回転位置検出手段の位置信号に基づく位置検出運転が可能でないと判別すると、上記同期運転制御手段は、上記判別手段が上記位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別するまで、インバータ部のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを徐々に下げる。そして、上記判別手段が位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別すると、上記運転切替手段は、インバータ部の制御を同期運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り替える。したがって、起動時に上記同期運転制御手段により所定のパターン出力後、回転位置検出手段からの位置信号に基づく位置検出運転が可能となるまで、同期運転制御手段は、インバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるので、起動時に負荷の大小や電源電圧の変動により電位差信号が安定する範囲が変動しても、同期運転から位置検出運転に確実に切り替えることができる。
【００３６】
また、上記請求項８のブラシレスＤＣモータによれば、起動開始時、上記同期運転制御手段により上記インバータ部からのインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力し、上記所定のパターン出力終了後、同期運転状態において、上記判別手段は、回転位置検出手段からの位置信号に基づく位置検出運転が可能か否かを判別する。例えば、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を表わす電位差信号が安定すると、その電位差信号に基づく位置信号も安定とするので、上記電位差信号が安定しているか否かを判別することによって、位置信号による位置検出運転ができるか否かを判別するのである。そして、上記判別手段が位置検出手段による位置検出運転が可能であると判別すると、運転切替手段は、同期運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り換える。そして、上記位置検出運転制御手段は、回転位置検出手段からの位置信号に基づいて、インバータ部のインバータ出力を制御する。したがって、起動時の同期運転から位置検出運転への切り替えが確実にでき、上記電位差信号が不安定なことに起因する脱調を防止できる。また、上記判別手段の位置信号周期比較手段は、上記位置信号の周期の値と上記インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が所定値以下か否かを比較する。そして、上記判別手段は、位置信号の周期の値とインバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が所定値以下のとき、位置検出運転が可能であると判別する一方、位置信号の周期の値とインバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が所定値より大きいとき、位置検出運転ができないと判別する。したがって、上記位置信号周期比較手段によって、上記電位差信号に基づく位置信号が安定しているかどうかを判断できる。
【００３７】
また、上記請求項９のブラシレスＤＣモータによれば、請求項８のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段により上記インバータ部からのインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力し、上記所定のパターン出力後、上記判別手段が回転位置検出手段の位置信号に基づく位置検出運転が可能でないと判別すると、上記同期運転制御手段は、上記判別手段が上記位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別するまで、インバータ部のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを徐々に下げる。そして、上記判別手段が位置信号に基づく位置検出運転が可能であると判別すると、上記運転切替手段は、インバータ部の制御を同期運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り替える。したがって、起動時に上記同期運転制御手段により所定のパターン出力後、回転位置検出手段からの位置信号に基づく位置検出運転が可能となるまで、同期運転制御手段は、インバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるので、起動時に負荷の大小や電源電圧の変動により電位差信号が安定する範囲が変動しても、同期運転から位置検出運転に確実に切り替えることができる。
【００３８】
また、上記請求項１０のブラシレスＤＣモータによれば、請求項８のブラシレスＤＣモータにおいて、上記回転位置検出手段の上記電位差検出手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を検出して電位差信号を出力し、上記回転位置検出手段の積分手段は、電位差検出手段からの電位差信号を積分して積分信号を出力すると共に、上記回転位置検出手段のヒステリシス特性を有するヒステリシスコンパレータは、積分手段からの積分信号と所定の基準値とを比較して、上記位置信号を出力する。したがって、上記回転位置検出手段は、位置信号を検出すると共に、ヒステリシスコンパレータによって、上記電位差が所定値以上であると判定でき、電位差信号に基づく位置信号が安定していると判断できる。したがって、上記回転位置検出手段に電位差が所定値以上か否かを比較する手段を備えることができるので、コストを低減できる。
【００３９】
また、上記請求項１１のブラシレスＤＣモータによれば、起動開始時、上記同期運転制御手段により上記インバータ部からのインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力し、上記所定のパターン出力終了後、同期運転状態において、上記判別手段は、回転位置検出手段からの位置信号に基づく位置検出運転が可能か否かを判別する。例えば、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を表わす電位差信号が安定すると、その電位差信号に基づく位置信号も安定とするので、上記電位差信号が安定しているか否かを判別することによって、位置信号による位置検出運転ができるか否かを判別するのである。そして、上記判別手段が位置検出手段による位置検出運転が可能であると判別すると、運転切替手段は、同期運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り換える。そして、上記位置検出運転制御手段は、回転位置検出手段からの位置信号に基づいて、インバータ部のインバータ出力を制御する。したがって、起動時の同期運転から位置検出運転への切り替えが確実にでき、上記電位差信号が不安定なことに起因する脱調を防止できる。また、上記判別手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との上記電位差が所定値以上か否かを判定するレベル判定手段と、上記回転位置検出手段からの位置信号と上記インバータ部のインバータ出力が所定の関係を有するか否かを比較する位置信号モード比較手段と、上記位置信号の周期の値と上記インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が所定値以下か否かを比較する位置信号周期比較手段のうちの少なくとも二つを備える。そして、上記判別手段のレベル判定手段における上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差が所定値以上であるという条件と、上記判別手段の位置信号モード比較手段における上記回転位置検出手段からの位置信号と上記インバータ部のインバータ出力が所定の関係を有するという条件と、上記判別手段の位置信号周期比較手段における上記位置信号の周期の値とインバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が所定値以下であるという条件のうちの少なくとも二つの条件を満足するとき、上記判別手段は、位置信号による位置検出運転が可能であると判別する。したがって、負荷変動や電源電圧変動がある場合も、上記電位差を表わす信号の変動に応じて、上記位置検出運転が可能であると判別でき、同期運転から位置検出運転に確実に切り替えることができる。
【００４０】
【実施例】
以下、この発明のブラシレスＤＣモータを実施例により詳細に説明する。
【００４１】
（第１実施例）
図１はこの発明の第１実施例のブラシレスＤＣモータの構成を示しており、１は電機子コイル１a,１b,１cがＹ結線され、複数の永久磁石を有する回転子１０を回転磁界により回転させる固定子、２は上記電機子コイル１a,１b,１cに並列状態に接続され、抵抗２a,２b,２cをＹ結線した抵抗回路、３は上記抵抗回路２の中性点の電圧ＶMと電機子コイル１a,１b,１cの中性点の電圧ＶNに基づいて、回転子１０の相対的な位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段としての回転位置検出器、４は上記回転位置検出器３からの位置信号を受けて、スイッチング信号を出力するマイコン、５は上記マイコン４からのスイッチング信号を受けて、転流制御信号を出力するベース駆動回路である。上記ベース駆動回路５からの転流制御信号をインバータ部２０に夫々接続している。なお、上記固定子１と回転子１０でモータ部１１を構成している。
【００４２】
上記回転位置検出器３は、増幅器ＩＣ1の非反転入力端子に抵抗回路２の中性点の電圧ＶMを入力すると共に、増幅器ＩＣ1の反転入力端子に抵抗Ｒ1を介してグランドＧＮＤを接続し、増幅器ＩＣ1の出力と反転入力端子との間に抵抗Ｒ2を接続した差動増幅器３１と、上記差動増幅器３１の出力に一端が接続された抵抗Ｒ3とその抵抗Ｒ3の他端とグランドＧＮＤとの間に接続されたコンデンサＣ1とからなる積分器３２と、上記積分器３２の抵抗Ｒ3の他端と非反転入力端子が接続され、反転入力端子にグランドＧＮＤが接続された増幅器ＩＣ2からなる零クロスコンパレータ３３とを備えている。そして、上記電機子コイル１a,１b,１cの中性点は、グランドＧＮＤと抵抗Ｒ1を介して差動増幅器３１の反転入力端子に接続されているので、差動増幅器３１は、抵抗回路２の中性点の電圧ＶMと電機子コイル１a,１b,１cの中性点の電圧ＶNとの電位差信号ＶMNを検出する。また、上記ブラシレスＤＣモータは、回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号を受けて、レベル検出信号をマイコン４に出力するレベル検出器３４を備えている。
【００４３】
また、上記インバータ部２０は、直流電源９の正極側に夫々接続された３つのトランジスタ２０a,２０b,２０cと、直流電源９の負極側に夫々接続された３つのトランジスタ２０d,２０e,２０fとから構成されている。上記トランジスタ２０aのエミッタとトランジスタ２０dのコレクタを互いに接続し、トランジスタ２０bのエミッタとトランジスタ２０eのコレクタを互いに接続し、トランジスタ２０cのエミッタとトランジスタ２０fのコレクタを互いに接続している。また、上記トランジスタ２０a,２０dの互いに接続された部分にＵ相の電機子コイル１aを接続し、トランジスタ２０b,２０eの互いに接続された部分にＶ相の電機子コイル１bを接続し、トランジスタ２０c,２０fの互いに接続された部分にＷ相の電機子コイル１cを接続している。そして、上記各トランジスタ２０a〜２０fのコレクタとエミッタとの間にダイオードを夫々逆並列接続している。
【００４４】
また、上記マイコン４は、図２に示すように、レベル検出器３４(図１に示す)からのレベル検出信号を受けて、電位差信号ＶMNのレベルが所定値以上か否かを判定する電位差信号レベル判定部４１と、回転位置検出器３(図１に示す)からの位置信号が接続され、位置信号と後述するインバータモードとを比較する位置信号モード比較手段としてのモード比較部４２と、上記電位差信号レベル判定部４１からの判定結果とモード比較部４２からの比較結果に基づいて、位置検出運転切替信号を出力する運転切替手段としての位置検出運転切替部４３と、上記電位差信号レベル判定部４１からの判定結果とモード比較部４２からの比較結果に基づいて、外部からの運転信号が入力されると、起動のための電圧指令信号と周波数指令信号を出力するＶ／Ｆパターン設定部４４と、上記Ｖ／Ｆパターン設定部４４からの周波数指令信号を受けて、割込信号ＩＲＱ1を出力する波形タイマＴ1とを備え、電位差信号レベル判定部４１,モード比較部４２,位置検出運転切替部４３,Ｖ／Ｆパターン設定部４４および波形タイマＴ1で同期運転制御手段としての同期運転制御部５１を構成している。また、上記電位差信号レベル判定部４１とレベル検出器３４でレベル判定手段を構成している。また、上記モード比較部４２は、計数部４２aと計数判別部４２bとを備えている。
【００４５】
また、上記マイコン４は、上記回転位置検出器３(図１に示す)からの位置信号が外部割込端子を介して接続され、その位置信号によりスタートする位相補正タイマＴ2と、上記位置信号を受けて、電機子コイル１a,１b,１cの電圧パターンの周期を測定する周期測定タイマＴ3と、上記周期測定タイマＴ2からの測定されたタイマ値を受けて、そのタイマ値から電機子コイル１a,１b,１cの電圧パターンの周期を演算して、周期を表わす周期信号を出力する位置信号周期演算部４５と、上記位置信号周期演算部４５からの周期信号と外部からの位相量指令信号とを受けて、その周期から位相量に相当するタイマ値を演算して、位相補正タイマＴ2にタイマ値設定信号を出力するタイマ値演算部４６と、上記位置信号周期演算部４５からの周期信号を受けて、回転速度を演算して現在速度信号を出力する速度演算部４７と、上記速度演算部４７からの現在速度信号と外部からの速度指令信号とを受けて、電圧指令信号を出力する速度制御部４８とを備え、位相補正タイマＴ2,周期測定タイマＴ3,位置信号周期演算部４５,タイマ値演算部４６,速度演算部４７および速度制御部４８で位置検出運転制御手段としての位置検出運転制御部５２を構成している。
【００４６】
さらに、上記マイコン４は、波形タイマＴ1からの割込信号ＩＲＱ1を運転切替スイッチＳＷを介して受けて、電圧パターン信号を出力するインバータモード選択部５３と、上記インバータモード選択部５３からの電圧パターン信号を受けると共に、Ｖ／Ｆパターン設定部４４からの電圧指令信号を運転切替スイッチＳＷを介して受けて、スイッチング信号を出力するＰＷＭ部５４とを備えている。
【００４７】
図３は上記レベル検出器３４の回路図を示しており、増幅器ＩＣ3の反転入力端子に回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号を抵抗Ｒ4を介して接続すると共に、増幅器ＩＣ3の非反転入力端子にグランドＧＮＤを接続している。そして、上記増幅器ＩＣ3の出力端子と反転入力端子との間に、アノードを出力端子側にしてダイオードＤ1を接続すると共に、増幅器ＩＣ3の反転入力端子側から直列接続された抵抗Ｒ5とダイオードＤ2を接続している。なお、上記ダイオードＤ2のカソード側は増幅器ＩＣ3の出力端子に接続されている。上記直列接続された抵抗Ｒ5とダイオードＤ2との接続点を増幅器ＩＣ4の反転入力端子に抵抗Ｒ6を介して接続している。そして、上記抵抗Ｒ4の増幅器ＩＣ3と反対側の一端と増幅器ＩＣ4の反転入力端子との間に抵抗Ｒ7を接続している。上記増幅器ＩＣ4の非反転入力端子にグランドＧＮＤを接続すると共に、反転入力端子と出力端子との間に抵抗Ｒ8を接続している。上記増幅器ＩＣ4の出力端子をコンパレータＩＣ5の反転入力端子に抵抗Ｒ9を介して接続し、その抵抗Ｒ9のコンパレータＩＣ5側の一端とグランドＧＮＤとの間にコンデンサＣ2を接続している。そして、上記コンパレータＩＣ5の非反転入力端子に抵抗Ｒ10を介してグランドＧＮＤを接続すると共に、その非反転入力端子に抵抗Ｒ11を介して電源＋ＶCCを接続している。
【００４８】
上記抵抗Ｒ4〜Ｒ8,ダイオードＤ1,Ｄ2および増幅器ＩＣ3,ＩＣ4で整流手段の一例としての全波整流回路１５を構成し、抵抗Ｒ9とコンデンサＣ2で平滑手段の一例としての平滑回路１６を構成すると共に、抵抗Ｒ10,Ｒ11およびコンパレータＩＣ5で平滑信号比較手段の一例としての比較回路１７を構成している。
【００４９】
上記構成のブラシレスＤＣモータにおいて、運転切替スイッチＳＷが位置検出運転側に選択され、モータが位置信号に従って駆動されているとき、電機子コイル１a,１b,１cの各Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相の誘起電圧ＥU,ＥV,ＥWは、図４(A)〜(C)に示すように、１２０deg毎に位相の異なる台形状の波形となる。そして、図１に示す回転位置検出器３の差動増幅器３１は、増幅器ＩＣ1の非反転入力端子に入力された抵抗回路２の中性点の電圧ＶMと、増幅器ＩＣ1の反転入力端子に抵抗Ｒ1を介して入力された電機子コイル１a,１b,１cの中性点の電圧ＶNとの電位差信号ＶMNを検出する。そして、上記差動増幅器３１からの電位差信号ＶMNを受けて、積分器３２は、この電位差信号ＶMNを積分して、積分信号∫ＶMNdt(図４(D)に示す)を出力する。上記積分信号∫ＶMNdtは、回転周波数の３倍の周波数の略正弦波形となる。そして、上記零クロスコンパレータ３３は、非反転入力端子に入力された積分信号∫ＶMNdtと反転入力端子に接続されたグランドＧＮＤの基準電圧とを比較して、位置信号(図４(E)に示す)を出力する。
【００５０】
一方、上記積分信号∫ＶMNdtは、レベル検出器３４の増幅器ＩＣ3の反転入力端子に抵抗Ｒ4を介して入力され、レベル検出器３４の全波整流回路１５によって全波整流された後、増幅器ＩＣ4の出力端子から全波整流波形を表わす信号(図４(G)に示す)を出力する。そして、上記全波整流波形を表わす信号は、抵抗Ｒ9とコンデンサＣ2からなる平滑回路１６により平滑にされ、その平滑波形を表わす平滑信号(図４(H)に示す)をコンパレータＩＣ5の反転入力端子に入力する。そして、上記抵抗Ｒ10,Ｒ11で設定された基準電圧Ｅ0と比較して、上記平滑信号が基準電圧Ｅ0よりも高いとき、コンパレータＩＣ5の出力すなわちレベル検出信号(図４(J)に示す)はＬレベルとなるのである。
【００５１】
次に、上記零クロスコンパレータ３３からの位置信号は、周期測定タイマＴ3に入力され、周期測定タイマＴ3は、位置信号のリーディングエッジからトレイリングエッジまでの期間とトレイリングエッジからリーディングエッジまでの期間とを測定して、測定されたタイマ値を出力する。上記周期測定タイマＴ3からのタイマ値を表わす信号を受けて、位置信号周期演算部４５は、位置信号の周期を求める。すなわち、上記位置信号のトレイリングエッジからリーディングエッジまでの期間とリーディングエッジからトレイリングエッジまでの期間は、６０deg毎に繰り返され、測定された各期間のタイマ値を６倍することによって、上記電圧パターンの一周期分のタイマ値を求めるのである。
【００５２】
そして、上記位置信号周期演算部４５からの周期を表わす周期信号と外部からの位相量指令信号とを受けて、タイマ値演算部４６はタイマ値設定信号を出力する。上記タイマ値演算部４６からのタイマ値設定信号を受けて、位相補正タイマＴ2は、位置信号から電圧パターンを切り換えるまでの時間を計時する。すなわち、上記位相補正タイマＴ2は、カウントが終了するとインバータモード選択部５３に割込信号ＩＲＱ2を出力し、インバータモード選択部５３は、位相補正された電圧パターン信号(図４(K)〜(Q)に示す)をＰＷＭ部５４に出力するのである。そして、上記ＰＷＭ部５４は、スイッチング信号を図１に示すベース駆動回路５に出力して、ベース駆動回路５はインバータ部２０に転流制御信号を出力すると、インバータ部２０の各トランジスタ２０a〜２０fは、夫々オンオフする。なお、図４(F)の位置信号番号は、説明を容易にするために位置信号の一周期分に対して０〜５の番号を割り当てたものである。また、図４(R)に示すインバータモードは、図４(K)〜(Q)に示す電圧パターン信号に対応するように０〜５の番号を割り当てたものである。
【００５３】
次に、上記ブラシレスＤＣモータの始動時は、運転切替スイッチＳＷが同期運転側に選択され、同期運転制御部５１によりインバータ出力の電圧と周波数を所定のパターンで増加する。そして、上記レベル検出器３４,電位差信号レベル判定部４１およびモード比較部４２によって、回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号が所定値以上で、かつ回転位置検出器３の位置信号とインバータモード選択部５３のインバータモードが所定の関係を有するとき、位置検出運転切替部４３は、運転切替スイッチＳＷを同期運転側から位置検出運転側に切り替える。
【００５４】
以下、上記マイコン４の同期運転制御部５１の同期運転から位置検出運転への切替動作を図５,図６,図７に従って説明する。なお、図５は、上記レベル検出器３４からのレベル検出信号に基づいて、電位差信号レベル判定部４１によって同期運転から位置検出運転に切り替えた場合の各部の信号を示しており、図６は、上記回転位置検出器３からの位置信号とインバータモード選択部５３のインバータモードに基づいて、モード比較部４２によって同期運転から位置検出運転に切り替えた場合の各部の信号を示している。そして、図７は、上記レベル検出器３４からのレベル検出信号と回転位置検出器３からの位置信号に基づいて、電位差信号レベル判定部４１とモード比較部４２によって同期運転から位置検出運転に切り替えた場合の各部の信号を示している。
【００５５】
図５では、上記位置信号番号(図５(A)に示す)が５の点でレベル検出信号(図５(B)に示す)がＨレベルからＬレベルに変化し、次の位置信号番号の５から０の切り換わり点で位置検出運転に切り替える。つまり、上記位置検出運転切替部４３により運転切替スイッチＳＷを位置検出運転側に切り替え、その後、位置信号番号の切り換わり点毎に位相補正タイマＴ2をスタートさせるのである(図５(C)に示す)。そして、上記位相補正タイマＴ2のカウントが終了する毎に割込信号ＩＲＱ2を出力して、インバータモード選択部５３のインバータモード(図５(D)に示す)を１ステップ進める。
【００５６】
また、図６では、上記インバータモード選択部５３で選択されたインバータモード(図６(C)に示す)が［２］から［３］に切り換わる点で位置信号番号(図６(A)に示す)２における位置信号がＨレベルとすると、次のインバータモードが［３］から［４］に切り換わる点で位置信号番号３における位置信号がＬレベルとなる。こうして、インバータモードが奇数のとき、位置信号がＨレベルであるという条件と、インバータモードが偶数のとき位置信号がＬレベルであるという条件が連続して４回続くと、切り替え条件が成立したものとして、次の位置信号番号５から０の切り換わり点で、上記位置検出運転切替部４３により運転切替スイッチＳＷを位置検出運転側に切り替え、位置信号番号の切り換わり点毎に位相補正タイマＴ2をスタートさせるのである(図６(B)に示す)。つまり、上記位置信号とインバータモードが所定の関係を有し、安定した位置信号に基づいて、位置検出運転が可能であるものとして、同期運転から位置検出運転に切り替えるのである。そして、上記位相補正タイマＴ2のカウントが終了する毎に割込信号ＩＲＱ2を出力して、インバータモード選択部５３のインバータモード(図６(C)に示す)を１ステップ進める。
【００５７】
また、図７では、上記位置信号番号(図７(A)に示す)が１の時点でレベル検出信号(図７(B)に示す)がＨレベルからＬレベルに変化したことを電位差信号レベル判定部４１で判別する。次に、上記モード比較部４２は、インバータモード選択部５３で選択されたインバータモード(図７(D)に示す)が［２］から［３］に切り換わる点で位置信号番号(図７(A)に示す)２における位置信号がＨレベルとすると、次のインバータモードが［３］から［４］に切り換わる点で位置信号番号３における位置信号がＬレベルとなる。こうして、インバータモードが奇数のとき、位置信号がＨレベルであるという条件と、インバータモードが偶数のとき位置信号がＬレベルであるという条件が連続して４回続くと、切り替え条件が成立したとして、次の位置信号番号５から０の切り換わり点で、上記位置検出運転切替部４３は、運転切替スイッチＳＷを位置検出運転側に切り替えた後、位置信号番号の切り換わり点毎に位相補正タイマＴ2をスタートさせる(図７(C)に示す)。そして、上記位相補正タイマＴ2のカウントが終了する毎に割込信号ＩＲＱ2を出力して、インバータモード選択部５３のインバータモード(図７(D)に示す)を１ステップ進める。なお、図６,図７において、インバータモードの奇数,偶数の切り換わり点において位置信号のＨ,Ｌレベルの条件が連続して４回続くと、切り替え条件が成立したとしたが、連続回数はこれに限らないのは勿論である。
【００５８】
以下、図７に示すこのブラシレスＤＣモータの起動時のマイコン４の動作を図８,図９,図１０のフローチャートに従って説明する。なお、起動前の運転切替スイッチＳＷは、波形タイマＴ1の割込信号ＩＲＱ1をインバータモード選択部５３に接続すると共に、Ｖ／Ｆパターン設定部４４の電圧指令信号をＰＷＭ部５４に接続する同期運転側に選択されている。
【００５９】
まず、上記マイコン４のＶ／Ｆパターン設定部４４に外部から運転信号が入力されると、Ｖ／Ｆパターン設定部４４から周波数指令信号が出力されて、波形タイマＴ1がスタートする。そして、その波形タイマＴ1のカウントが終了すると、波形タイマＴ1から割込信号ＩＲＱ1が出力され、この波形タイマＴ1の割込信号ＩＲＱ1の発生間隔毎に割込処理１を行う。
【００６０】
そして、図８において、ステップＳ101でインバータ出力の周波数が一定値まで加速済みか否かを判別して、周波数が一定値まで加速済みと判別すると、ステップＳ111に進む一方、周波数が一定値まで加速していないと判別すると、ステップＳ113に進む。そして、ステップＳ113で予めテーブルに格納されたＶ／Ｆパターンのデータ(電圧指令信号用と周波数指令信号用)を読み込み、ステップＳ102に進む。次に、ステップＳ111で外部割込が未許可か否かを判別して、外部割込が未許可と判別すると、ステップＳ114に進み、ステップＳ114で外部割込を許可して、ステップＳ112に進む。一方、ステップＳ111で外部割込が許可されている場合、ステップＳ112に進む。なお、ステップＳ114で外部割込が許可されると、位置信号の立ち上がりおよび立ち下がり毎に後述する割込処理２を行う。
【００６１】
次に、ステップＳ112でレベル検出器３４からのレベル検出信号がＬレベルか否かを判別する。すなわち、上記回転位置検出器３の位置信号が安定しているか否かを判別するのである。そして、ステップＳ112でレベル検出信号がＬレベルと判別すると、ステップＳ115に進む一方、レベル検出信号がＬレベルでないと判別すると、ステップＳ116に進む。そして、ステップＳ116で電圧指令を変更し、インバータ出力電圧を下げて、ステップＳ102に進む。
【００６２】
次に、ステップＳ115で位置信号とインバータモードが一定の関係にあるか否かを判別する。すなわち、図７に示すように、インバータモードの奇数(例えば２から３,４から５)に切り替わる点で位置信号がＨレベルか、またはインバータモードの偶数(例えば３から４,５から０)に切り替わる点で位置信号がＬレベルであるか否かを判別する。そして、ステップＳ115で位置信号とインバータモードが一定の関係にある場合、ステップＳ117に進む一方、位置信号とインバータモードが一定の関係にない場合、ステップＳ118に進む。そして、ステップＳ118で電圧指令を変更し、インバータ出力電圧を下げて、ステップＳ102に進む。
【００６３】
次に、ステップＳ117で、上記インバータモードと位置信号のＨ,Ｌレベルの対応が連続して繰り返される回数をモード比較部４２の計数部４２aでカウントし、モード比較部４２の計数判別部４２bで一定回数をカウントしたか否かを判別する。すなわち、図７に示すように、インバータモードの奇数(例えば２から３と４から５)に切り替わる点で位置信号がＨレベルで、かつインバータモードの偶数(例えば３から４,５から０)に切り替わる点で位置信号がＬレベルであるという条件が連続して一定回数(図７では４回)をカウントしたか否かを判別するのである。そして、ステップＳ117で一定回数をカウントしたと判別した場合、ステップＳ119に進み、位置検出運転切替を要求して、ステップＳ102に進む。一方、ステップＳ117で一定回数をカウントしていないと判別した場合、ステップＳ102に進む。
【００６４】
次に、ステップＳ102で電圧指令に基づき電圧指令信号を出力する。次に、ステップＳ103に進み、Ｖ／Ｆパターン設定部４４で設定された周波数指令すなわち予めテーブルに格納された周波数データにより波形タイマＴ1用のタイマ値を演算する。そして、ステップＳ104に進み、波形タイマＴ1にステップＳ103で求めたタイマ値をセットしてスタートし、この割込処理１を終了する。
【００６５】
そして、上記割込処理１のステップＳ119の位置信号運転切り換え要求により運転切替スイッチＳＷが位置検出運転側に切り替わり、マイコン４の外部割込端子に入力される位置信号の立ち上がりおよび立ち下がり毎に図９に示す割込処理２を行う。
【００６６】
まず、図９において、ステップＳ121で位置検出運転切替要求の有無を判別して、位置検出運転切替要求が有ると、ステップＳ131に進む一方、位置検出運転切替要求が無いと、ステップＳ122に進む。そして、ステップＳ131で外部からの位相量指令信号に基づいて、位相補正タイマＴ2用の位相補正タイマ値をタイマ値演算部４６で演算する。次に、ステップＳ132に進み、位相補正タイマＴ2にステップＳ131で求めたタイマ値をセットする。そして、ステップＳ133で位相補正タイマＴ2をスタートして、ステップＳ134に進み、同期運転制御部５１の波形タイマＴ1を停止する。
【００６７】
次に、ステップＳ122で周期測定タイマＴ3をストップして、ステップＳ123に進み、周期測定タイマＴ3のタイマ値を読み込む。次に、ステップＳ124に進み、周期測定タイマＴ3をスタートさせる。そして、ステップＳ125で位置信号周期演算部４５は、周期測定タイマＴ3のタイマ値から位置信号の周期を演算する。次に、ステップＳ126で速度演算部４７は、ステップＳ125で求めた位置信号の周期に基づいて、モータの回転速度を演算する。
【００６８】
次に、ステップＳ127に進み、位置検出運転切替要求の有無を判別して、位置検出運転切替要求が有る場合、ステップＳ128に進み、外部からの速度指令信号に基づいて速度制御を行って、電圧指令信号を出力し、割込処理２を終了する。一方、ステップＳ127で位置検出運転切替要求がない場合、割込処理２を終了する。
【００６９】
そして、上記割込処理２でスタートされた位相補正タイマＴ2のカウントが終了すると、位相補正タイマＴ2は割込信号ＩＲＱ2を出力して、この割込信号ＩＲＱ2の発生間隔毎に図１０に示す割込処理３を行う。
【００７０】
つまり、上記位相補正タイマＴ2のカウントが終了して割込信号ＩＲＱ2を出力すると、割込処理３がスタートして、ステップＳ141でインバータモード選択部５３はインバータモードを１ステップ進め、ステップＳ142で電圧パターンを出力して、割込処理３を終了する。
【００７１】
このように、起動時における同期運転において、図１１に示すように、予めテーブルに格納された電圧,周波数データに基づく所定の略直線パターンに沿って、インバータ出力電圧とインバータ周波数を徐々に増加して、回転子１０を加速する。そして、上記回転子１０が所定の回転数に加速した後、レベル検出器３４,電位差信号レベル判定部４１およびモード比較部４２によって、電位差信号が安定しているか否かを検出して、電位差信号が安定している場合、位置検出運転切替部４３は、同期運転から位置検出運転に切り替える。
【００７２】
また、図１２に示すように、起動時における同期運転において、上記回転子１０が所定の回転数に加速した後、レベル検出器３４,電位差信号レベル判定部４１およびモード比較部４２によって、電位差信号が安定しているか否かを検出して、電位差信号が不安定な場合、Ｖ／Ｆパターン設定部４４は、電位差信号が安定するまで、インバータ出力電圧を徐々に下げる。そして、上記電位差信号が安定すると、位置検出運転切替部４３は、同期運転から位置検出運転に切り替える。なお、図１２では、加速停止後のインバータ出力は一定の周波数としているが、増加または減少させてもよい。
【００７３】
したがって、起動時に上記同期運転制御部５１により回転子１０が加速された後、回転位置検出器３からの位置信号による位置検出運転が可能となるまで、同期運転制御部５１は、インバータ出力の電圧を下げるので、起動時に負荷の大小や電源電圧の変動により電位差信号が安定する範囲が変動しても、同期運転から位置検出運転に確実に切り替えることができる。
【００７４】
また、上記電位差信号レベル判定部４１が電機子コイル１a,１b,１cの中性点と抵抗回路２の中性点との電位差が所定値以上であると判別し、かつ、モード比較部４２が位置信号とインバータ出力が所定の関係を有すると判別するまで、Ｖ／Ｆパターン設定部４４は、インバータ出力電圧を下げて、回転位置検出器３からの位置信号が安定すると、位置検出運転切替部４３は、位置検出運転が可能であると判別して、同期運転から位置検出運転に確実に切り替える。したがって、負荷変動や電源電圧変動で上記電位差信号の特性が変化する場合でも、同期運転から位置検出運転に確実に切り替えることができる。
【００７５】
さらに、上記レベル検出器３４の全波整流回路１５,平滑回路１６および比較回路１７によって、回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号の平均値が上記所定値に相当する基準値Ｅ0を越えたとき、電位差信号レベル判定部４１は、上記電位差が所定値以上であると判定でき、電位差信号に基づく位置信号が安定していると判断できる。
【００７６】
（第２実施例）
図１３はこの発明の第２実施例のブラシレスＤＣモータの構成を示しており、レベル検出器３５とマイコン１４以外は第１実施例と同一の構成をしており説明を省略する。
【００７７】
また、図１４は上記マイコン１４の構成を示しており、回転位置検出器３(図１３に示す)からの位置信号と、レベル検出器３５(図１３に示す)からのレベル検出信号とを受けて、リセット信号を出力するレベル検出器制御部６０と、上記レベル検出器制御部６０からレベル判定フラグを表わす信号を受けて、電位差信号ＶMNのレベルが所定値以上か否かを判定する電位差信号レベル判定部６１と、上記位置信号が接続され、その位置信号とインバータモードとを比較する位置信号モード比較手段としてのモード比較部６２と、上記電位差信号レベル判定部６１からの判定結果とモード比較部６２からの比較結果に基づいて、位置検出運転切替信号を出力する運転切替手段としての位置検出運転切替部６３と、上記電位差信号レベル判定部６１からの判定結果とモード比較部６２からの比較結果に基づいて、外部からの運転信号が入力されると、起動のための電圧指令信号と周波数指令信号を出力するＶ／Ｆパターン設定部６４と、上記Ｖ／Ｆパターン設定部６４からの周波数指令信号を受けて、割込信号ＩＲＱ3を出力する波形タイマＴ4とを備え、レベル検出器制御部６０,電位差信号レベル判定部６１,モード比較部６２,位置検出運転切替部６３,Ｖ／Ｆパターン設定部６４および波形タイマＴ4で同期運転制御手段としての同期運転制御部５５を構成している。また、上記レベル検出器制御部６０と電位差レベル判定部６１とレベル検出器３５でレベル判定手段を構成している。また、上記電位差信号レベル判定部６１には、計数手段として計数部６１aと計数判別手段としての計数判別部６１bを備えると共に、上記モード比較部６２には、計数部６２aと計数判別部６２bを備えている。なお、上記同期運転制御部５５を除いてマイコン１４は、第１実施例のマイコン４と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００７８】
図１５は図１３のレベル検出器３５の回路図を示しており、回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdtをコンパレータＩＣ11の非反転入力端子に抵抗Ｒ21を介して接続すると共に、コンパレータＩＣ11の反転入力端子に電源−ＶCCを抵抗Ｒ22を介して接続し、コンパレータＩＣ11の反転入力端子に電源＋ＶCCを抵抗Ｒ23を介して接続している。一方、上記回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdtをコンパレータＩＣ12の反転入力端子に抵抗Ｒ24を介して接続すると共に、コンパレータＩＣ12の非反転入力端子に電源−ＶCCを抵抗Ｒ25を介して接続し、コンパレータＩＣ12の非反転入力端子に電源＋ＶCCを抵抗Ｒ26を介して接続している。そして、上記コンパレータＩＣ11,ＩＣ12の各出力端子を論理和回路ＯＲ1の入力端子に夫々接続し、論理和回路ＯＲ1の出力端子をＤフリップフロップＦＦ1のクロック入力端子ＣＬＫに接続している。上記論理和回路ＯＲ1の入力端子Ｄと入力端子ＰＲには電源ＶDDを接続し、出力端子Ｑからレベル検出信号を出力する。また、上記ＤフリップフロップＦＦ1の入力端子Ｒには、図１３に示すマイコン１４からのリセット信号を接続している。なお、上記抵抗Ｒ21〜Ｒ26とコンパレータＩＣ11,ＩＣ12で電位差信号比較手段の一例としての比較回路１８を構成している。
【００７９】
上記ブラシレスＤＣモータが位置検出に従って駆動されているとき、図１６に示すように、上記回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdt(図１６(A)に示す)は、レベル検出器３５のコンパレータＩＣ11の非反転入力端子に抵抗Ｒ21を介して入力されると共に、レベル検出器３５のコンパレータＩＣ12の反転入力端子に抵抗Ｒ24を介して入力される。そして、上記コンパレータＩＣ11は、抵抗Ｒ22,Ｒ23により設定された基準値Ｅ1と比較して、積分信号∫ＶMNdtが基準値Ｅ1より大きいとき、出力がＨレベルとなる一方、積分信号∫ＶMNdtが基準値Ｅ1より小さいとき、出力がＬレベルとなる。また、上記コンパレータＩＣ12は、抵抗Ｒ25,Ｒ26により設定された基準値Ｅ2と比較して、積分信号∫ＶMNdtが基準値Ｅ2より小さいとき、出力がＨレベルとなる一方、積分信号∫ＶMNdtが基準値Ｅ2より大きいとき、出力がＬレベルとなる。そして、上記コンパレータＩＣ11,ＩＣ12のいずれか一方の出力がＨレベルとなると、論理和回路ＯＲ1の出力(図１６(C)に示す)がＨレベルとなる。上記論理和回路ＯＲ1の出力がＨレベルとなると、ＤフリップフロップＦＦ1のクロック入力端子ＣＬＫにＨレベルが入力され、そのＬレベルからＨレベルへの立ち上がりによってＤフリップフロップＦＦ1はセットされ、出力端子Ｑからのレベル検出信号(図１６(D)に示す)は、ＬレベルからＨレベルになる。
【００８０】
次に、上記マイコン１４のレベル検出器制御部６０は、レベル検出器３５からのＨレベルのレベル検出信号を受けて、次の位置信号(図１６(B)に示す)の立ち上がりまたは立ち下がりに基づいて、リセット信号(Ｌレベル)を出力する。そして、上記レベル検出器制御部６０からのリセット信号を受けて、ＤフリップフロップＦＦ1はリセットされて、ＤフリップフロップＦＦ1の出力端子Ｑから出力されるレベル検出信号(図１６(D)に示す)はＬレベルとなる。
【００８１】
このように、上記レベル検出器３５は、回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdtをその半波毎に所定の基準値Ｅ1,Ｅ2と比較して、レベル検出信号を出力する。
【００８２】
以下、起動時のマイコン１４の動作を図１７,図１８,図１９のフローチャートに従って説明する。なお、起動前の運転切替スイッチＳＷは、波形タイマＴ4の割込信号ＩＲＱ3をインバータモード選択部５３に接続すると共に、Ｖ／Ｆパターン設定部６４の電圧指令信号をＰＷＭ部５４に接続する同期運転側に選択する。
【００８３】
まず、上記マイコン１４に外部から運転信号が入力されると、Ｖ／Ｆパターン設定部６４から周波数指令信号が出力されて、波形タイマＴ4がスタートする。そして、その波形タイマＴ4のカウントが終了すると、波形タイマＴ4から割込信号ＩＲＱ3が出力され、この割込信号ＩＲＱ3の発生間隔毎に割込処理１１を行う。
【００８４】
図１７において、ステップＳ201で周波数が一定値まで加速済みか否かを判別して、周波数が一定値まで加速済みと判別すると、ステップＳ211に進む一方、周波数が一定値まで加速済みでないと判別すると、ステップＳ213に進む。そして、ステップＳ213で予めテーブルに格納されたＶ／Ｆパターンのデータ(電圧指令信号用と周波数指令信号用)を読み込み、ステップＳ202に進む。次に、ステップＳ211で外部割込が未許可か否かを判別して、外部割込が未許可と判別すると、ステップＳ214に進み、外部割込を許可する。一方、ステップＳ211で外部割込が許可されている場合、ステップＳ212に進む。なお、ステップＳ214で外部割込が許可されると、位置信号の立ち上がりおよび立ち下がり毎に後述する割込処理１２を行う。
【００８５】
次に、ステップＳ212でレベル判定フラグのセット回数が一定回数以上か否かを判別する。すなわち、上記電位差レベル判定部６１の計数部６１aは、レベル検出器制御部６０においてレベル判定フラグが連続してセットされた回数をカウントし、計数判定部６１bで一定回数をカウントしたか否かを判別するのである。そして、ステップＳ212でレベル判定フラグのセット回数が一定回数以上の場合、ステップＳ215に進む一方、レベル判定フラグのセット回数が一定回数未満の場合、ステップＳ216に進む。そして、ステップＳ216で電圧指令を変更し、インバータ出力電圧を下げて、ステップＳ202に進む。
【００８６】
次に、ステップＳ215で位置信号とインバータモードが一定の関係にあるか否かを判別する。すなわち、上記第１実施例の図７に示すように、インバータモードの奇数に切り替わる点で位置信号がＨレベルで、かつインバータモードの偶数に切り替わる点で位置信号がＬレベルであるか否かを判別するのである。そして、ステップＳ215で位置信号とインバータモードが一定の関係にある場合、ステップＳ217に進む一方、位置信号とインバータモードが一定の関係にない場合、ステップＳ218に進む。
【００８７】
次に、ステップＳ217で、上記インバータモードと位置信号のＨ,Ｌレベルの対応が連続して繰り返される回数をモード比較部６２の計数部６２aでカウントし、モード比較部６２の計数判別部６２bで一定回数をカウントしたか否かを判別する。すなわち、第１実施例の図７に示すように、インバータモードの奇数(例えば２から３と４から５)に切り替わる点で位置信号がＨレベルで、かつインバータモードの偶数(例えば３から４,５から０)に切り替わる点で位置信号がＬレベルであるという条件が連続して一定回数(図７では４回)をカウントしたか否かを判別するのである。そして、ステップＳ217で一定回数をカウントしたと判別した場合、ステップＳ219に進み、位置検出運転切替を要求して、ステップＳ202に進む。一方、ステップＳ217で一定回数をカウントしていないと判別した場合、ステップＳ202に進む。
【００８８】
次に、ステップＳ202で電圧指令に基づき電圧指令信号を出力する。次に、ステップＳ203に進み、Ｖ／Ｆパターン設定部６４で設定された周波数指令すなわち予めテーブルに格納された周波数データにより波形タイマＴ4用のタイマ値を演算する。そして、ステップＳ204に進み、波形タイマＴ4にステップＳ203で求めたタイマ値をセットしてスタートし、この割込処理１１を終了する。
【００８９】
そして、上記割込処理１１のステップＳ219の位置検出運転切替要求により運転切替スイッチＳＷが位置検出運転側に切り替わり、上記マイコン１４の外部割込端子に入力される位置信号の立ち上がりおよび立ち下がり毎に図１８に示す割込処理１２を行う。
【００９０】
まず、図１８において、ステップＳ221で位置検出切替要求の有無を判別して、位置検出切替要求がない場合、ステップＳ231に進み、レベル検出器制御部６０は、レベル検出器３５からのレベル検出信号の論理を判定する。そして、ステップＳ231でレベル検出信号がＨレベルならステップＳ241に進み、レベル判定フラグをセットして、ステップＳ232に進む。一方、ステップＳ231でレベル検出信号がＨレベルでないならステップＳ242に進み、レベル判定フラグをリセットして、ステップＳ232に進む。なお、上記電位差信号レベル判定部６１の計数部６１aは、レベル検出器制御部６０のレベル判定フラグが連続してセットされる回数を計数する。また、上記レベル判定フラグの初期状態はリセットしている。
【００９１】
次に、ステップＳ232でレベル検出器制御部６０からリセット信号を出力する。そして、上記レベル検出器３５のＤフリップフロップＦＦ1の入力端子ＲにＬレベルのリセット信号を入力すると、ＤフリップフロップＦＦ1をリセットして、出力端子Ｑからのレベル検出信号をＬレベルにする。
【００９２】
次に、ステップＳ222で位置検出運転切替要求の有無を判別して、位置検出運転切替要求が有ると判別すると、ステップＳ233に進む一方、位置検出運転切替要求が無いと判別すると、ステップＳ223に進む。そして、ステップＳ233で外部からの位相量指令に基づいて、位相補正タイマＴ2用の位相補正タイマ値をタイマ値演算部４６で演算する。次に、ステップＳ234に進み、位相補正タイマＴ2にステップＳ233で求めた位相補正タイマ値をセットする。そして、ステップＳ235で位相補正タイマＴ2をスタートして、ステップＳ236に進み、波形タイマＴ4を停止した後、ステップＳ223に進む。
【００９３】
次に、ステップＳ223で周期測定タイマＴ3をストップして、ステップＳ224に進み、周期測定タイマＴ3のタイマ値を読み込む。次に、ステップＳ225に進み、周期測定タイマＴ3をスタートさせる。そして、ステップＳ226で位置信号周期演算部４５は、周期測定タイマＴ3のタイマ値から位置信号の周期を演算する。次に、ステップＳ227で速度演算部４７は、ステップＳ226で求めた位置信号の周期に基づいて、モータの回転速度を演算する。
【００９４】
次に、ステップＳ228に進み、位置検出運転切替要求の有無を判別して、位置検出運転切替要求が有ると判別すると、ステップＳ237に進み、速度指令信号に基づいて速度制御を行って、電圧指令信号を出力して、割込処理１２を終了する。一方、ステップＳ228で位置検出運転切替要求がないと判別すると、割込処理１２を終了する。
【００９５】
そして、上記割込処理１２でスタートされた位相補正タイマＴ2のカウントが終了すると、位相補正タイマＴ2は割込信号ＩＲＱ2を出力して、この割込信号ＩＲＱ2の発生間隔毎に図１９に示す割込処理１３が行われる。
【００９６】
つまり、上記位相補正タイマＴ2のカウントが終了して割込信号ＩＲＱ2を出力すると、割込処理１３がスタートして、ステップＳ251でインバータモード選択部５３はインバータモードを１ステップ進め、ステップＳ252で電圧パターンを出力して、割込処理１３を終了する。
【００９７】
このように、起動時における同期運転において、上記レベル検出器３５のレベル検出信号に基づいて、レベル検出器制御部６０と電位差信号レベル判定部６１は、上記電位差が所定値以上であるか否かを判定して、電位差信号に基づく位置信号が安定しているかどうかを判断することができる。したがって、このブラシレスＤＣモータは、起動時に位置信号による位置検出運転が可能であるか否かを判別でき、起動時の同期運転から位置検出運転への切り替えを確実に行うことができる。また、上記回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号の半波毎に判定するので、同期運転から位置検出運転への切り替えの応答時間を早くすることができる。
【００９８】
（第３実施例）
図２０はこの発明の第３実施例のブラシレスＤＣモータのレベル検出器の回路図を示しており、このレベル検出器以外は第２実施例のブラシレスＤＣモータと同一の構成をしており説明を省略する。
【００９９】
図２０に示すように、回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdtを増幅器ＩＣ13の反転入力端子に抵抗Ｒ31を介して接続すると共に、増幅器ＩＣ13の非反転入力端子にグランドＧＮＤを接続している。そして、上記増幅器ＩＣ13の出力端子と反転入力端子との間に、アノードを出力端子側にしてダイオードＤ3を接続すると共に、増幅器ＩＣ13の反転入力端子側から直列接続された抵抗Ｒ32とダイオードＤ4を接続している。なお、上記ダイオードＤ4のカソード側は増幅器ＩＣ13の出力端子に接続している。上記直列接続された抵抗Ｒ32とダイオードＤ4との接続点を増幅器ＩＣ14の反転入力端子に抵抗Ｒ33を介して接続している。そして、上記抵抗Ｒ31の増幅器ＩＣ13と反対側の一端と増幅器ＩＣ14の反転入力端子との間に抵抗Ｒ34を接続している。上記増幅器ＩＣ14の非反転入力端子にグランドＧＮＤを接続すると共に、反転入力端子と出力端子との間に抵抗Ｒ35を接続している。そして、上記増幅器ＩＣ14の出力端子をコンパレータＩＣ15の非反転入力端子に抵抗Ｒ36を介して接続している。上記コンパレータＩＣ15の反転入力端子に抵抗Ｒ37を介してグランドＧＮＤを接続すると共に、電源＋ＶCCを抵抗Ｒ38を介して接続している。上記コンパレータＩＣ15の出力端子をＤフリップフロップＦＦ2のクロック入力端子ＣＬＫに接続している。上記ＤフリップフロップＦＦ2の入力端子Ｄと入力端子ＰＲには電源ＶDDを接続し、出力端子Ｑからレベル検出信号を出力する。また、上記ＤフリップフロップＦＦ2の入力端子Ｒには、図１３に示すマイコン１４のレベル検出器制御部６０からのリセット信号を接続している。なお、上記抵抗Ｒ37,Ｒ38とコンパレータＩＣ15で電位差信号比較手段の一例としての比較回路１９を構成している。
【０１００】
上記ブラシレスＤＣモータが位置信号に従って駆動されているとき、図２１に示すように、上記回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdt(図２１(A)に示す)は、レベル検出器３６の増幅器ＩＣ13の反転入力端子に抵抗Ｒ31を介して入力される。そして、上記積分信号∫ＶMNdtは、抵抗Ｒ31〜Ｒ35,ダイオードＤ3,Ｄ4および増幅器ＩＣ13,ＩＣ14で構成された全波整流回路によって全波整流されて、全波整流波形(図２１(C)に示す)となる。その後、上記コンパレータＩＣ15は、その全波整流波形を抵抗Ｒ37,Ｒ38により設定された基準値Ｅ3と比較して、全波整流波形が基準値Ｅ3より大きいとき、コンパレータＩＣ15の出力がＨレベルとなる一方、全波整流波形が基準値Ｅ3より小さいとき、コンパレータＩＣ15の出力がＬレベルとなる。そして、上記コンパレータＩＣ15の出力信号(図２１(D)に示す)がＨレベルとなると、ＤフリップフロップＦＦ2のクロック入力端子ＣＬＫにＨレベルが入力され、そのＬレベルからＨレベルへの立ち上がりによってＤフリップフロップＦＦ2はセットされ、出力端子ＱからＨレベルのレベル検出信号(図２１(E)に示す)を出力する。
【０１０１】
次に、図１４に示すマイコン１４のレベル検出器制御部６０は、レベル検出器３６からのＨレベルのレベル検出信号を受けて、次の位置信号(図２１(B)に示す)の立ち上がりまたは立ち下がりに基づいて、リセット信号(Ｌレベル)を出力する。そして、上記レベル検出器制御部６０からのリセット信号を受けて、ＤフリップフロップＦＦ2は、リセットされて、出力端子Ｑから出力されるレベル検出信号(図２１(E)に示す)はＬレベルとなる。こうして、上記レベル検出器３６は、図１３に示す回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdtをその半波毎に所定の基準値Ｅ3と比較して、レベル検出信号を出力する。
【０１０２】
このように、起動時における同期運転において、上記レベル検出器３６のレベル検出信号に基づいて、レベル検出器制御部６０と電位差信号レベル判定部６１は、上記電位差が所定値以上であるか否かを判定して、電位差信号による位置信号が安定しているかどうかを判断することができる。したがって、このブラシレスＤＣモータは、起動時に回転位置検出器３の積分器３２からの位置信号に基づく位置検出運転が可能であるかどうかを判別でき、同期運転から位置検出運転への切り替えを確実に行うことができる。また、上記積分信号の半波毎に判定するので、同期運転から位置検出運転への切り替えの応答時間を早くすることができる。
【０１０３】
（第４実施例）
図２２はこの発明の第４実施例のブラシレスＤＣモータのレベル検出器の回路図を示しており、このレベル検出器と後述するマイコン以外は、第１実施例のブラシレスＤＣモータと同一の構成をしており説明を省略する。
【０１０４】
図２２に示すように、回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdtを増幅器ＩＣ16の反転入力端子に接続すると共に、増幅器ＩＣ16の非反転入力端子をグランドＧＮＤに抵抗Ｒ41を介して接続している。そして、上記増幅器ＩＣ16の出力端子と非反転入力端子を抵抗Ｒ42を介して接続している。上記抵抗Ｒ41,Ｒ42と増幅器ＩＣ16でヒステリシス特性を備えたヒステリシスコンパレータであるレベル検出器３７を構成している。
【０１０５】
また、図２３はマイコン２４の構成を示しており、回転位置検出器３からの位置信号とレベル検出器３７(図２２に示す)からのレベル検出信号とを受けるレベル判定フラグ設定部１００と、上記レベル判定フラグ設定部１００からレベル判定フラグを表わす信号を受けて、電位差信号ＶMNのレベルが所定値以上か否かを判定する電位差信号レベル判定部１０１と、上記位置信号が接続され、その位置信号とインバータモードとを比較する位置信号モード比較手段としてのモード比較部１０２と、位置信号周期演算部４５からの位置信号の周期を表わす周期信号を受けて、位置信号の周期の値とインバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値とを比較する位置信号周期比較手段としての周期比較部１０３と、上記電位差信号レベル判定部１０１からの判定結果とモード比較部１０２からの比較結果と周期比較部１０３からの比較結果に基づいて、位置検出運転切替信号を出力する運転切替手段としての位置検出運転切替部１０４と、上記電位差信号レベル判定部１０１からの判定結果とモード比較部１０２からの比較結果と周期比較部１０３からの比較結果に基づいて、外部からの運転信号が入力されると、起動のための電圧指令信号と周波数指令信号を出力するＶ／Ｆパターン設定部１０５と、上記Ｖ／Ｆパターン設定部１０５からの周波数指令信号を受けて、割込信号ＩＲＱ3を出力する波形タイマＴ4とを備えている。上記レベル判定フラグ設定部１００,電位差信号レベル判定部１０１,モード比較部１０２,周期比較部１０３,位置検出運転切替部１０４,Ｖ／Ｆパターン設定部１０５および波形タイマＴ4で同期運転制御手段としての同期運転制御部５６を構成している。また、上記レベル検出器３７とレベル判定フラグ設定部１００と電位差信号レベル判定部１０１でレベル判定手段を構成している。また、上記電位差信号レベル判定部１０１には、計数部１０１aと計数判別部１０１bとを備えると共に、上記モード比較部１０２には、計数部１０２aと計数判別部１０２bとを備えている。
【０１０６】
なお、上記Ｖ／Ｆパターン設定部１０５からの周波数指令信号を周期比較部１０３に接続している。この周波数指令信号は、波形タイマＴ4に設定するタイマ値を表わす信号であって、インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値を求めることができる。つまり、上記波形タイマＴ4に設定するタイマ値は、インバータ出力の周波数の６倍の周波数に相当する値であって、そのタイマ値に基づいて位置信号の周期に相当する値を求めることができるのである。なお、上記波形タイマＴ4に設定するタイマ値から位置信号の周期に相当する値を求めたが、Ｖ／Ｆパターン設定部１０５のインバータ出力の周波数に基づいて求めてもよい。
【０１０７】
上記ブラシレスＤＣモータが位置信号に従って駆動され、図２４に示すように、回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdt(図２４(A)に示す)が安定している場合、レベル検出器３７の増幅器ＩＣ16の反転入力端子に入力された積分信号∫ＶMNdtが基準値Ｅ4を越えると、増幅器ＩＣ16の出力端子はＬレベルとなり、基準値Ｅ5未満になると、増幅器ＩＣ16の出力端子はＨレベルとなる。すなわち、上記レベル検出器３７のレベル検出信号(図２４(C)に示す)は、位置信号(図２４(B)に示す)と位相の異なる同一周期の信号となる。これに対して、上記積分信号∫ＶMNが図２４(D)に示すように不安定な場合、積分信号∫ＶMNが基準値Ｅ4を越えなかったり、基準値Ｅ5未満にならなかったりすると、レベル検出信号(図２４(F)に示す)は、位置信号(図２４(E)に示す)に比べて周波数が低くなり、デューティ比が異なる。すなわち、上記積分信号の不安定な状態がレベル検出信号の周波数とデューティ比の変化として現れ、この変化によって、積分信号に基づく位置信号の安定／不安定を検出することができる。
【０１０８】
また、図２５に示すように、回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdt(図２５(A)に示す)が安定している場合、周期測定タイマＴ3(図２５(C)に示す)のタイマ値と波形タイマＴ4(図２５(D)に示す)のタイマ値との差の絶対値が所定値以下となると、位置信号(図２５(B)に示す)に基づいて位置検出運転を行うことが可能である。これに対して、上記積分信号∫ＶMNが図２５(E)に示すように不安定な場合、周期測定タイマＴ3(図２５(G)に示す)のタイマ値と波形タイマＴ4(図２５(H)に示す)のタイマ値との差の絶対値が所定値を越えると、位置信号(図２５(F)に示す)に基づいて位置検出運転を行うことができない。なお、上記周期測定タイマＴ3のタイマ値は、位置信号周期演算部４５からの位置信号の周期を表わす周期信号で表わされ、波形タイマＴ4のタイマ値は、Ｖ／Ｆパターン設定部１０５からの周波数指令信号で表わされる。そして、上記周期比較部１０３は、その周期信号と周波数指令信号に基づいて、周期測定タイマＴ3のタイマ値と波形タイマＴ4のタイマ値との差の絶対値が所定値以下か否かを判別する。
【０１０９】
以下、起動時のマイコン２４の動作を図２６,図２７,図２８のフローチャートに従って説明する。なお、起動前の運転切替スイッチＳＷは、波形タイマＴ4の割込信号ＩＲＱ3をインバータモード選択部５３に接続すると共に、Ｖ／Ｆパターン設定部１０５の電圧指令信号をＰＷＭ部５４に接続する同期運転側に選択する。
【０１１０】
まず、上記マイコン２４に外部から運転信号が入力されると、Ｖ／Ｆパターン設定部１０５から周波数指令信号が出力されて、波形タイマＴ4がスタートする。そして、上記波形タイマＴ4のカウントが終了すると、波形タイマＴ4から割込信号ＩＲＱ3が出力され、この割込信号ＩＲＱ3の発生間隔毎に割込処理２１を行う。
【０１１１】
図２６において、ステップＳ301で周波数が一定値まで加速済みか否かを判別して、周波数が一定値まで加速済みと判別すると、ステップＳ311に進む一方、周波数が一定値まで加速済みでないと判別すると、ステップＳ313に進む。そして、ステップＳ313で予めテーブルに格納されたＶ／Ｆパターンのデータ(電圧指令信号用と周波数指令信号用)を読み込み、ステップＳ302に進む。
【０１１２】
次に、ステップＳ311で外部割込が未許可か否かを判別して、外部割込が未許可と判別すると、ステップＳ314に進み、外部割込を許可した後、ステップＳ312に進む。一方、ステップＳ311で外部割込が許可されている場合、ステップＳ312に進む。なお、ステップＳ314で外部割込が許可されると、位置信号の立ち上がりおよび立ち下がり毎に後述する割込処理２２を行う。
【０１１３】
次に、ステップＳ312で波形タイマＴ4にセットされる波形タイマ値と位置信号の周期の差の絶対値が所定値以下か否かを判別する。つまり、上記同期比較部１０３において、Ｖ／Ｆパターン設定部１０５からの周波数指令信号であってインバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する波形タイマ値と、位置信号周期演算部４５からの周期信号に基づく位置信号の周期の値との差の絶対値が所定値以下か否かを判別するのである。そして、上記波形タイマ値と位置信号の周期の差が所定値以下と判別すると、ステップＳ315に進む一方、波形タイマ値と位置信号の周期の差が所定値を越えていると判別すると、ステップＳ316に進み、電圧指令を変更し、インバータ出力電圧を下げて、ステップＳ302に進む。
【０１１４】
次に、ステップＳ315でレベル判定フラグのセット回数が一定回数以上か否かを判別する。すなわち、上記電位差レベル判定部１０１の計数部１０１aは、レベル判定フラグ設定部１００においてレベル判定フラグが連続してセットされる回数をカウントし、計数判定部１０１bで一定回数をカウントしたか否かを判別するのである。そして、レベル判定フラグのセット回数が一定回数以上セットされた場合、上記レベル検出信号が所定のパターンであるとして、ステップＳ317に進む一方、レベル判定フラグのセット回数が一定回数未満の場合、ステップＳ318に進む。そして、ステップＳ318で電圧指令を変更し、インバータ出力電圧を下げて、ステップＳ302に進む。
【０１１５】
次に、ステップＳ317で位置信号とインバータモードが一定の関係にあるか否かを判別する。すなわち、上記第１実施例の図７に示すように、インバータモードの奇数に切り替わる点で位置信号がＨレベルで、かつインバータモードの偶数に切り替わる点で位置信号がＬレベルであるか否かを判別するのである。そして、ステップＳ317で位置信号とインバータモードが一定の関係にある場合、ステップＳ319に進む一方、位置信号とインバータモードが一定の関係にない場合、ステップＳ320に進む。そして、ステップＳ320で電圧指令を変更し、インバータ出力電圧を下げて、ステップＳ302に進む。
【０１１６】
次に、ステップＳ319で、上記インバータモードと位置信号のＨ,Ｌレベルの対応が連続して繰り返される回数をモード比較部１０２の計数部１０２aでカウントし、モード比較部１０２の計数判別部１０２bで一定回数をカウントしたか否かを判別する。すなわち、第１実施例の図７に示すように、インバータモードの奇数(例えば２から３と４から５)に切り替わる点で位置信号がＨレベルで、かつインバータモードの偶数(例えば３から４,５から０)に切り替わる点で位置信号がＬレベルであるという条件が連続して一定回数をカウントしたか否かを判別するのである。そして、ステップＳ319で一定回数をカウントしたと判別した場合、ステップＳ321に進み、位置検出運転切替を要求して、ステップＳ302に進む。一方、ステップＳ319で一定回数をカウントしていないと判別した場合、ステップＳ302に進む。
【０１１７】
次に、ステップＳ302で電圧指令に基づき電圧指令信号を出力する。次に、ステップＳ303に進み、Ｖ／Ｆパターン設定部１０５で設定された周波数指令すなわち予めテーブルに格納された周波数データにより波形タイマＴ4用のタイマ値を演算する。そして、ステップＳ304に進み、波形タイマＴ4にステップＳ303で求めたタイマ値をセットしてスタートし、この割込処理２１を終了する。
【０１１８】
そして、上記割込処理２１のステップＳ321の位置検出運転切替要求により運転切替スイッチＳＷが位置検出運転側に切り替わり、上記マイコン２４の外部割込端子に入力される位置信号の立ち上がりおよび立ち下がり毎に図２７に示す割込処理２２を行う。
【０１１９】
まず、図２７において、ステップＳ331で位置検出切替要求の有無を判別して、位置検出切替要求がない場合、ステップＳ341に進み、レベル判定フラグ設定部１００は、回転位置検出器３からの位置信号が立ち上がりか否かを判定する。そして、ステップＳ341で位置信号が立ち上がりであると判別すると、ステップＳ351に進む一方、位置信号が立ち上がりでないと判別すると、ステップＳ352に進む。そして、ステップＳ351でレベル判定フラグ設定部１００は、レベル検出器３７からのレベル検出信号がＨレベルか否かを判別して、レベル検出信号がＨレベルと判別すると、ステップＳ353に進み、レベル判定フラグをセットする。一方、ステップＳ351でレベル検出信号がＨレベルでないと判別すると、ステップＳ354に進み、レベル判定フラグをリセットする。
【０１２０】
また、ステップＳ352に進むと、レベル判定フラグ設定部１００は、レベル検出器３７からのレベル検出信号がＬレベルか否かを判別して、レベル検出信号がＬレベルと判別すると、ステップＳ355に進み、レベル判定フラグをセットする。一方、ステップＳ352でレベル検出信号がＬレベルでないと判別すると、ステップＳ356に進み、レベル判定フラグをリセットする。なお、上記電位差信号レベル判定部１０１の計数部１０１aは、レベル判定フラグ設定部１００においてレベル判定フラグが連続してセットされる回数を計数する。また、上記レベル判定フラグの初期状態はリセットしている。
【０１２１】
次に、ステップＳ332で位置検出運転切替要求の有無を判別して、位置検出運転切替要求が有ると判別すると、ステップＳ342に進む一方、位置検出運転切替要求が無いと判別すると、ステップＳ333に進む。そして、ステップＳ342で外部からの位相量指令に基づいて、位相補正タイマＴ2用の位相補正タイマ値をタイマ値演算部４６で演算する。次に、ステップＳ343に進み、位相補正タイマＴ2にステップＳ342で求めた位相補正タイマ値をセットする。そして、ステップＳ344で位相補正タイマＴ2をスタートして、ステップＳ345に進み、波形タイマＴ4を停止した後、ステップＳ333に進む。
【０１２２】
次に、ステップＳ333で周期測定タイマＴ3をストップして、ステップＳ334に進み、周期測定タイマＴ3のタイマ値を読み込む。次に、ステップＳ335に進み、周期測定タイマＴ3をスタートさせる。そして、ステップＳ336で位置信号周期演算部４５は、周期測定タイマＴ3のタイマ値から位置信号の周期を演算する。次に、ステップＳ337で速度演算部４７は、ステップＳ336で求めた位置信号の周期に基づいて、モータの回転速度を演算する。
【０１２３】
次に、ステップＳ338に進み、位置検出運転切替要求の有無を判別して、位置検出運転切替要求が有ると判別すると、ステップＳ346に進み、速度指令信号に基づいて速度制御を行って、電圧指令信号を出力して、割込処理２２を終了する。一方、ステップＳ338で位置検出運転切替要求がないと判別すると、割込処理２２を終了する。
【０１２４】
そして、上記割込処理２２でスタートされた位相補正タイマＴ2のカウントが終了すると、位相補正タイマＴ2は割込信号ＩＲＱ2を出力して、この割込信号ＩＲＱ2の発生間隔毎に図２８に示す割込処理２３が行われる。
【０１２５】
つまり、上記位相補正タイマＴ2のカウントが終了して割込信号ＩＲＱ2を出力すると、割込処理２３がスタートして、ステップＳ361でインバータモード選択部５３はインバータモードを１ステップ進め、ステップＳ362で電圧パターンを出力して、割込処理２３を終了する。
【０１２６】
このように、上記電位差信号レベル判定部１０１とモード比較部１０２と周期比較部１０３によって、起動時に負荷変動や電源電圧変動で電位差信号の特性が変化しても、回転位置検出器３からの位置信号による位置検出運転が可能か否かを判別することができ、同期運転から位置検出運転に確実に切り替えることができる。
【０１２７】
また、上記レベル検出器３７によって、上記回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdtとヒステリシス特性に基づく基準値Ｅ4,Ｅ5とを比較して得られたレベル検出信号が所定のパターンであるとき、上記電位差が上記所定値以上であると判定することができる。したがって、上記レベル検出器３７によって、全波整流回路や複数のコンパレータを用いることなく、簡単にレベル判定手段を構成することができる。
【０１２８】
（第５実施例）
図２９はこの発明の第５実施例のブラシレスＤＣモータの回転位置検出器の回路図を示しており、この回転位置検出器と後述するマイコン以外は、第１実施例のレベル検出器のないブラシレスＤＣモータと同一の構成をしており説明を省略する。
【０１２９】
図２９に示すように、回転位置検出器１１０は、図１に示す第１実施例の回転位置検出器３の電位差検出手段としての差動増幅器３１,積分手段としての積分器３２と、ヒステリシスコンパレータ３８で構成されている。上記ヒステリシスコンパレータ３８は、積分器３２からの積分信号∫ＶMNdtを反転入力端子に接続された増幅器ＩＣ17と、その増幅器ＩＣ17の非反転入力端子をグランドＧＮＤに接続する抵抗Ｒ44と、増幅器ＩＣ17の出力端子と非反転入力端子を接続する抵抗Ｒ45とからなり、ヒステリシス特性を有している。
【０１３０】
また、図３０は上記マイコン１２０の構成を示しており、上記回転位置検出器１１０からの“位置信号＋レベル検出信号”が接続され、その“位置信号＋レベル検出信号”とインバータモードとを比較する位置信号モード比較手段としてのモード比較部１１１と、位置信号周期演算部４５からの位置信号の周期を表わす周期信号を受けて、位置信号の周期の値とインバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値とを比較する位置信号周期比較手段としての周期比較部１１２と、上記モード比較部１１１からの比較結果と周期比較部１１２からの比較結果に基づいて、位置検出運転切替信号を出力する位置検出運転切替部１１３と、上記モード比較部１１１からの比較結果と周期比較部１１２からの比較結果に基づいて、外部からの運転信号が入力されると、起動のための電圧指令信号と周波数指令信号を出力するＶ／Ｆパターン設定部１１４と、上記Ｖ／Ｆパターン設定部１１４からの周波数指令信号を受けて、割込信号ＩＲＱ3を出力する波形タイマＴ4とを備えている。上記モード比較部１１１,周期比較部１１２,位置検出運転切替部１１３,Ｖ／Ｆパターン設定部１１４および波形タイマＴ4で同期運転制御手段としての同期運転制御部５７を構成している。また、上記モード比較部１１１には、計数部１１１aと計数判別部１１１bを備えている。
【０１３１】
なお、上記Ｖ／Ｆパターン設定部１１４からの周波数指令信号を周期比較部１１２に接続している。この周波数指令信号は、波形タイマＴ4に設定するタイマ値を表わす信号であって、インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値を求めることができる。
【０１３２】
上記ブラシレスＤＣモータが位置信号に従って駆動され、図３１に示すように、上記回転位置検出器１１０の積分器３２からの積分信号∫ＶMNdt(図３１(A)に示す)が安定している場合、ヒステリシスコンパレータ３８の増幅器ＩＣ17の反転入力端子に入力され、基準値Ｅ6を越えると、増幅器ＩＣ17の出力端子はＬレベルとなり、基準値Ｅ7未満になると、増幅器ＩＣ17の出力端子はＨレベルとなる。そして、上記回転位置検出器１１０は、基準値Ｅ6,Ｅ7に基づいて、“位置信号＋レベル検出信号”(図３１(B)に示す)を出力する。これに対して、上記積分信号∫ＶMNが図３１(C)に示すように不安定で、基準値Ｅ6を越えなかったり、基準値Ｅ7未満にならなかったりすると、“位置信号＋レベル検出信号”(図３１(D)に示す)は、図３１(B)に比べて周波数が低くなり、デューティ比が異なる。すなわち、上記積分信号の不安定な状態がこの“位置信号＋レベル検出信号”の周波数とデューティ比の変化として現れ、この変化によって、積分信号に基づく位置信号の安定／不安定を検出することができる。
【０１３３】
以下、起動時のマイコン１２０の動作を図３２,図３３,図３４のフローチャートに従って説明する。なお、起動前の運転切替スイッチＳＷは、波形タイマＴ4の割込信号ＩＲＱ3をインバータモード選択部５３に接続すると共に、Ｖ／Ｆパターン設定部１１４の電圧指令信号をＰＷＭ部５４に接続する同期運転側に選択する。
【０１３４】
まず、上記マイコン１２０に外部から運転信号が入力されると、Ｖ／Ｆパターン設定部１１４から周波数指令信号が出力されて、波形タイマＴ4がスタートする。そして、その波形タイマＴ4のカウントが終了すると、波形タイマＴ4から割込信号ＩＲＱ3が出力され、この割込信号ＩＲＱ3の発生間隔毎に割込処理３１を行う。
【０１３５】
図３２において、ステップＳ401で周波数が一定値まで加速済みか否かを判別して、周波数が一定値まで加速済みと判別すると、ステップＳ411に進む一方、周波数が一定値まで加速済みでないと判別すると、ステップＳ413に進む。そして、ステップＳ413で予めテーブルに格納されたＶ／Ｆパターンのデータ(電圧指令信号用と周波数指令信号用)を読み込み、ステップＳ402に進む。次に、ステップＳ411で外部割込が未許可か否かを判別して、外部割込が未許可と判別すると、ステップＳ414に進み、外部割込を許可した後、ステップＳ412に進む。一方、ステップＳ411で外部割込が許可されている場合、ステップＳ412に進む。なお、ステップＳ414で外部割込が許可されると、位置信号の立ち上がりおよび立ち下がり毎に後述する割込処理３２を行う。
【０１３６】
次に、ステップＳ412で波形タイマ値と位置信号の周期の差が所定値以下か否かを判別する。つまり、上記周期比較部１１２において、Ｖ／Ｆパターン設定部１１４からの周波数指令信号であってインバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当するタイマ値と、位置信号周期演算部４５からの周期信号に基づく位置信号の周期の値との差の絶対値が所定値以下か否かを判別するのである。そして、波形タイマ値と位置信号の周期の差が所定値以下と判別すると、ステップＳ416に進む一方、波形タイマ値と位置信号の周期の差が所定値以下でないと判別すると、ステップＳ415に進み、電圧指令を変更し、インバータ出力電圧を下げて、ステップＳ402に進む。
【０１３７】
次に、ステップＳ416で位置信号とインバータモードが一定の関係にあるか否かを判別する。すなわち、上記第１実施例の図７に示すように、インバータモードの奇数に切り替わる点で位置信号がＨレベルで、かつインバータモードの偶数に切り替わる点で位置信号がＬレベルであるか否かを判別するのである。そして、ステップＳ416で位置信号とインバータモードが一定の関係にある場合、ステップＳ417に進む一方、位置信号とインバータモードが一定の関係にない場合、ステップＳ418に進み、電圧指令を変更し、インバータ出力電圧を下げて、ステップＳ402に進む。
【０１３８】
次に、ステップＳ417で、上記インバータモードと位置信号のＨ,Ｌレベルの対応が連続して繰り返される回数をモード比較部１１１の計数部１１１aでカウントし、モード比較部１１１の計数判別部１１１bで一定回数をカウントしたか否かを判別する。すなわち、第１実施例の図７に示すように、インバータモードの奇数(例えば２から３と４から５)に切り替わる点で位置信号がＨレベルで、かつインバータモードの偶数(例えば３から４,５から０)に切り替わる点で位置信号がＬレベルであるという条件が連続して一定回数をカウントしたか否かを判別するのである。そして、ステップＳ417で一定回数をカウントしたと判別した場合、ステップＳ419に進み、位置検出運転切替を要求して、ステップＳ402に進む。一方、ステップＳ417で一定回数をカウントしていないと判別した場合、ステップＳ402に進む。
【０１３９】
次に、ステップＳ402で電圧指令に基づき電圧指令信号を出力する。次に、ステップＳ403に進み、Ｖ／Ｆパターン設定部１１４で設定された周波数指令すなわち予めテーブルに格納された周波数データにより波形タイマＴ4用のタイマ値を演算する。そして、ステップＳ404に進み、波形タイマＴ4にステップＳ403で求めたタイマ値をセットしてスタートし、この割込処理３１を終了する。
【０１４０】
そして、上記割込処理３１のステップＳ419の位置検出運転切替要求により運転切替スイッチＳＷが位置検出運転側に切り替わり、上記マイコン１２０の外部割込端子に入力される位置信号の立ち上がりおよび立ち下がり毎に図３３に示す割込処理３２を行う。
【０１４１】
まず、図３３において、ステップＳ421で位置検出運転切替要求の有無を判別して、位置検出運転切替要求が有ると判別すると、ステップＳ431に進む一方、位置検出運転切替要求が無いと判別すると、ステップＳ422に進む。そして、ステップＳ431で外部からの位相量指令に基づいて、位相補正タイマＴ2用の位相補正タイマ値をタイマ値演算部４６で演算する。次に、ステップＳ432に進み、位相補正タイマＴ2にステップＳ431で求めた位相補正タイマ値をセットする。そして、ステップＳ433で位相補正タイマＴ2をスタートして、ステップＳ434に進み、波形タイマＴ4を停止した後、ステップＳ422に進む。
【０１４２】
次に、ステップＳ422で周期測定タイマＴ3をストップして、ステップＳ423に進み、周期測定タイマＴ3のタイマ値を読み込む。次に、ステップＳ424に進み、周期測定タイマＴ3をスタートさせる。そして、ステップＳ425で位置信号周期演算部４５は、周期測定タイマＴ3のタイマ値から位置信号の周期を演算する。次に、ステップＳ426で速度演算部４７は、ステップＳ425で求めた位置信号の周期に基づいて、モータの回転速度を演算する。
【０１４３】
次に、ステップＳ427に進み、位置検出運転切替要求の有無を判別して、位置検出運転切替要求が有ると判別すると、ステップＳ435に進み、速度指令信号に基づいて速度制御を行って、電圧指令信号を出力して、割込処理３２を終了する。一方、ステップＳ427で位置検出運転切替要求がないと判別すると、割込処理３２を終了する。
【０１４４】
そして、上記割込処理３２でスタートされた位相補正タイマＴ2のカウントが終了すると、位相補正タイマＴ2は割込信号ＩＲＱ2を出力して、この割込信号ＩＲＱ2の発生間隔毎に図３４に示す割込処理３３が行われる。
【０１４５】
つまり、上記位相補正タイマＴ2のカウントが終了して割込信号ＩＲＱ2を出力すると、割込処理３３がスタートして、ステップＳ441でインバータモード選択部５３はインバータモードを１ステップ進めて、ステップＳ442で電圧パターンを出力して、割込処理３３を終了する。
【０１４６】
このように、上記回転位置検出器１１０のヒステリシスコンパレータ３８によって、位置信号を検出すると共に、積分器３２からの積分信号∫ＶMNdtとヒステリシスコンパレータ３８のヒステリシス特性に基づく基準値Ｅ6,Ｅ7とを比較して、“位置信号＋レベル検出信号”を出力する。そして、“位置信号＋レベル検出信号”の周期の値(位置信号周期演算部４５からの周期信号に基づく値)とインバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値(波形タイマＴ4に設定するタイマ値)との差の絶対値が所定値以下のとき、上記電位差信号ＶMNが所定値以上であると判定することができ、電位差信号ＶMNに基づく位置信号が安定していると判断できる。また、上記回転位置検出器１１０は、上記第１,２,３,４実施例のレベル検出器の機能を有するヒステリシスコンパレータ３８を備えているので、別にレベル検出器を備える必要がなく、コストを低減することができる。
【０１４７】
上記第１,２,３,４,５実施例では、上記電機子コイル１a,１b,１cの電圧パターンの切り換え方式を１８０度通電としたが、電圧パターンの切り換え方式は１８０度に限らず、１２０度通電方式等にしてもよい。
【０１４８】
また、上記位置信号の周期を測定する手段として周期測定タイマＴ3と位置信号周期演算部４５を用い、位置信号のリーディングエッジからトレイリングエッジまたはトレイリングエッジからリーディングエッジまでの時間(位相角にして６０deg)をカウントして、そのタイマ値から電圧パターンの周期を測定したが、これに限らず、位置信号のリーディングエッジから次のリーディングエッジまたはトレイリングエッジから次のトレイリングエッジまでの時間(位相角にして１２０deg)をカウントして、電圧パターンの周期を測定してもよい。
【０１４９】
また、上記マイコン４,１４,２４,１２０を用いたが、マイコンの代りに論理回路等により構成してもよい。
【０１５０】
また、起動時の上記インバータ部２０のインバータ出力の電圧,周波数を増加させる同期運転は、図１１,図１２に示すように直線のパターンを用いて、行ったが、曲線のパターンを用いて、インバータ出力の電圧,周波数を増加させてもよい。また、インバータ出力の電圧,周波数が一定であってもよい。さらに、インバータ出力の電圧,周波数のうち、どちらか一方を増加させ、他方を一定としてもよい。
【０１５１】
また、上記Ｖ／Ｆパターン設定部４４,６４,１０５,１１４は、予めテーブルに格納されたＶ／Ｆパターンのデータを用いたが、演算式を用いて、その都度Ｖ／Ｆパターンのデータを演算してもよい。
【０１５２】
また、電位差信号が安定と判定するまで、インバータ電圧を下げたが、インバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆが下がるように、すなわちインバータ電圧一定で周波数を増加させてもよい。また、電圧を下げて、周波数を上げてもよい。
【０１５３】
また、上記レベル検出器３４,３５,３６は、回転位置検出器３の積分器３２からの積分信号を受けて、レベル検出信号を出力したが、レベル判定手段は、電機子コイルの中性点と抵抗回路の中性点との電位差が所定値以上であるか否かを判定してもよい。
【０１５４】
また、上記第１,第２実施例では、上記同期運転制御手段としての同期運転制御部５１,５５に電位差信号レベル判定部４１,６１とモード比較部４２,６２とを設け、第３実施例では、同期運転制御部５６に電位差信号レベル判定部１０１とモード比較部１０２と周期比較部１０３とを設け、第４実施例では、同期運転制御部５７にモード比較部１１１と周期比較部１１２とを設けたが、判別手段は同期運転制御手段とは別に設けてもよい。
【０１５５】
また、上記第１実施例では、上記回転位置検出器３の位置信号とインバータモード選択部５３のインバータモードを比較する位置信号モード比較手段としてのモード比較部４２において、インバータモードの切り換わり点と位置信号のＨ,Ｌレベルの対応が連続して一致するか比較したが、位置信号比較手段としてはこれに限らず、インバータモードの切り換わり点と位置信号の切り換わり点との位相が所定の範囲内であるかを比較してもよい。
【０１５６】
また、上記第１実施例では、整流手段としての全波整流回路１５を用いたが、整流手段はこれに限らず、半波整流回路を用いてもよい。
【０１５７】
また、整流手段としての全波整流回路１５と、平滑手段としての平滑回路１６と、平滑信号比較手段としての比較回路１７とを用いたが、これに限らず、整流手段,平滑手段および平滑信号比較手段をデジタル回路で構成して、上記積分信号をＡ／Ｄ変換した後、デジタル演算によりレベル検出信号を求めてもよい。
【０１５８】
また、上記第２,第３実施例では、回転位置検出器３からの積分信号∫ＶMNdtの半波毎に基準値Ｅ1,Ｅ2またはＥ3を越えているか否かを判別したが、積分信号を半波整流して、その半波整流された積分信号の半波のみが基準値Ｅ3を越えているか否かを判別してもよい。また、基準値Ｅ1あるいはＥ2のどちらか一方のみを設けて、積分信号∫ＶMNdtが基準値Ｅ1あるいはＥ2のどちらかを越えているか否かを判別してもよい。
【０１５９】
また、上記第２,第３実施例では、電位差信号比較手段としての比較回路１８,１９のレベル検出信号に基づいてレベル検出器制御部６０でレベル判定フラグを設定して、電位差信号レベル判定部６１の計数部６１aは、レベル判定フラグが連続してセットされる回数をカウントしたが、これに限らず、レベル判定手段は、電位差信号比較手段の出力信号のパルス幅または周波数等が所定のパターンのとき、上記電位差が所定値以上であると判定してもよい。
【０１６０】
また、積分器３２はコンデンサと抵抗とによる積分器としたが、演算増幅器を使用して一次遅れ回路を構成した積分器を使用し、積分信号を増幅しても良く、この場合、積分信号が充分増幅されているため、ノイズに対する耐量が向上し、さらに良い。
【０１６１】
また、回転位置検出器３は初段に差動増幅器３１を配し、次段に積分器３２を配したが、構成はこれに限らず、初段に積分器３２、次段に増幅器３１を配しても良いし、初段の積分器３２に演算増幅器を用いれば次段の増幅器３１は配しなくともよい。
【０１６２】
また、差動増幅器３１は回路の簡素化のため、非反転増幅回路を使用し、電機子コイル１a,１b,１cの中性点をグランドＧＮＤとして、３相Ｙ結線された抵抗回路２の中性点の電位をＩＣ1の非反転入力端子に入力したが、インバータ部２０のトランジスタ２０d,２０e,２０fのエミッタ側をグランドＧＮＤとして、電機子コイル１a,１b,１cの中性点電位ＶN及び３相Ｙ結線された抵抗回路２の中性点電位ＶMを差動入力減算回路の入力部にそれぞれ入れても良い。
【０１６３】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明のブラシレスＤＣモータは、複数極の磁石を有する回転子と、３相Ｙ結線された電機子コイルを有する固定子と、上記電機子コイルに対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路と、上記電機子コイルの中性点と抵抗回路の中性点との電位差に基づいて、上記回転子と固定子との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段と、回転位置検出手段からの位置信号に基づいて、電機子コイルの電圧パターンを切り替えるインバータ部とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、同期運転制御手段は、起動時にインバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力し、同期運転制御手段によりインバータ部が同期運転状態のとき、判別手段が回転位置検出手段の位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別して、位置検出運転が可能であると判別すると、運転切替手段は、インバータ部の制御を同期運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り替え、位置検出運転制御手段は、回転位置検出手段の位置信号に基づいて、インバータ部のインバータ出力を制御するものであり、上記判別手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差が所定値以上か否かを判定するレベル判定手段を備えて、上記レベル判定手段が電位差が所定値以上であると判定すると、上記位置検出運転が可能であると判別するものである。
【０１６４】
したがって、請求項１の発明のブラシレスＤＣモータによれば、例えば、上記電位差を表わす電位差信号が安定し、電位差信号に基づく位置信号が安定なとき、上記判別手段は位置検出手段による位置検出運転が可能であると判別して、上記運転切替手段は、運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り換えることができる。したがって、起動時の同期運転から位置検出運転への切り替えが確実にでき、上記電位差信号が不安定なことに起因する脱調を防止することができる。また、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を表わす信号が安定する値に上記所定値を設定して、上記電位差が上記所定値以上のとき、上記電位差を表わす信号が安定し、電位差信号に基づく上記回転位置検出手段からの位置信号も安定していると判別できるようにすることによって、上記位置検出運転が可能であると判別することができる。
【０１６５】
また、請求項２の発明のブラシレスＤＣモータは、請求項１のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段により上記インバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を上記所定のパターンに基づいて出力して、上記所定パターン出力後、上記判別手段が位置検出運転が可能でないと判別すると、同期運転制御手段は、上記判別手段が位置検出運転が可能であると判別するまで、インバータ部のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるようにしたものである。
【０１６６】
したがって、請求項２の発明のブラシレスＤＣモータによれば、起動時に負荷の大小や電源電圧の変動により電位差信号が安定する範囲が変動しても、位置検出運転が可能になるまで、上記インバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるので、同期運転から位置検出運転に確実に切り替えることができる。
【０１６７】
また、請求項３の発明のブラシレスＤＣモータは、請求項１のブラシレスＤＣモータにおいて、上記レベル判定手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を表わす信号を整流する整流手段と、その整流手段からの整流された信号を平滑にする平滑手段と、平滑手段からの平滑にされた信号と所定の基準値とを比較する平滑信号比較手段とを備えて、平滑信号比較手段が平滑手段からの平滑にされた信号と上記基準値とを比較して、平滑にされた信号が上記基準値を越えると、電位差が上記所定値以上であると判定するものである。
【０１６８】
したがって、請求項３の発明のブラシレスＤＣモータによれば、上記電位差が所定値以上であると判定できように上記基準値を設定することによって、上記電位差を表わす信号が整流され、その後、平滑にされた信号が上記基準値を越えたとき、上記電位差を表わす信号に基づいて検出された位置信号が安定していると判断することができる。
【０１６９】
また、請求項４の発明のブラシレスＤＣモータは、請求項１のブラシレスＤＣモータにおいて、上記レベル判定手段の電位差信号比較手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を表わす信号と所定の基準値とを比較し、上記比較手段が電位差と基準値とを比較して得られる電位差信号比較手段の出力信号が所定のパターンであるとき、上記電位差が上記所定値以上であると判定するものである。
【０１７０】
したがって、請求項４の発明のブラシレスＤＣモータによれば、上記レベル判定手段は、上記電位差信号比較手段によって、上記電位差を表わす信号に基づいて検出された位置信号が安定しているかどうかを判断することができる。
【０１７１】
また、請求項５の発明のブラシレスＤＣモータは、請求項１のブラシレスＤＣモータにおいて、上記レベル判定手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との上記電位差を表わす信号とヒステリシスコンパレータのヒステリシス特性に基づく所定の基準値とを比較して得られるヒステリシスコンパレータの出力信号が所定のパターンであるとき、上記電位差が上記所定値以上であると判定するものである。
【０１７２】
したがって、請求項５の発明のブラシレスＤＣモータによれば、上記ヒステリシスコンパレータのヒステリシス特性に基づく基準値を上記電位差を判定する上記所定値に相当する値にすることによって、レベル判定手段は、上記ヒステリシスコンパレータの出力信号が所定のパターンであるとき、上記電位差が上記所定値以上であると判定することができる。また、上記ヒステリシスコンパレータによって、全波整流回路や複数のコンパレータを用いることなく、簡単にレベル判定手段を構成することができる。
【０１７３】
また、請求項６の発明のブラシレスＤＣモータは、複数極の磁石を有する回転子と、３相Ｙ結線された電機子コイルを有する固定子と、上記電機子コイルに対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路と、上記電機子コイルの中性点と抵抗回路の中性点との電位差に基づいて、上記回転子と固定子との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段と、回転位置検出手段からの位置信号に基づいて、電機子コイルの電圧パターンを切り替えるインバータ部とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、同期運転制御手段は、起動時にインバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力し、同期運転制御手段によりインバータ部が同期運転状態のとき、判別手段が回転位置検出手段の位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別して、位置検出運転が可能であると判別すると、運転切替手段は、インバータ部の制御を同期運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り替え、位置検出運転制御手段は、回転位置検出手段の位置信号に基づいて、インバータ部のインバータ出力を制御するものであり、上記判別手段は、上記回転位置検出手段からの位置信号と上記インバータ部のインバータ出力が所定の関係を有するか否かを比較する位置信号モード比較手段を備えて、上記位置信号モード比較手段が上記位置信号と上記インバータ出力を比較して、位置信号とインバータ出力が所定の関係を有するときに、上記位置検出運転が可能であると判別するものである。
【０１７４】
したがって、請求項６の発明のブラシレスＤＣモータによれば、上記回転位置検出手段からの位置信号とインバータ部のインバータ出力が所定の関係を有するとき、上記判別手段は位置検出手段による位置検出運転が可能であると判別して、上記運転切替手段は、運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り換えることができる。したがって、起動時の同期運転から位置検出運転への切り替えが確実にでき、上記電位差信号が不安定なことに起因する脱調を防止することができる。上記判別手段の位置信号モード比較手段は、上記回転位置検出手段からの位置信号とインバータ部のインバータ出力が所定の関係を有するか否かを比較する。例えば、上記インバータ出力の電圧パターンの切り換わり点と位置信号のＨレベル,Ｌレベルの対応が複数回連続して一致するか比較し、または上記インバータ出力の電圧パターンの切り換わり点と位置信号の切り換わり点の位相が所定の範囲内であるか比較する。したがって、上記位置信号と上記インバータ出力が所定の関係を有するとき、上記回転位置検出手段からの位置信号が安定しているので、上記判別手段は、上記位置検出運転が可能であると判別することができる。
【０１７５】
また、請求項７の発明のブラシレスＤＣモータは、請求項６のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段により上記インバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を上記所定のパターンに基づいて出力して、上記所定パターン出力後、上記判別手段が位置検出運転が可能でないと判別すると、同期運転制御手段は、上記判別手段が位置検出運転が可能であると判別するまで、インバータ部のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるようにしたものである。
【０１７６】
したがって、請求項７の発明のブラシレスＤＣモータによれば、起動時に負荷の大小や電源電圧の変動により電位差信号が安定する範囲が変動しても、位置検出運転が可能になるまで、上記インバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるので、同期運転から位置検出運転に確実に切り替えることができる。
【０１７７】
また、請求項８の発明のブラシレスＤＣモータは、複数極の磁石を有する回転子と、３相Ｙ結線された電機子コイルを有する固定子と、上記電機子コイルに対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路と、上記電機子コイルの中性点と抵抗回路の中性点との電位差に基づいて、上記回転子と固定子との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段と、回転位置検出手段からの位置信号に基づいて、電機子コイルの電圧パターンを切り替えるインバータ部とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、同期運転制御手段は、起動時にインバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力し、同期運転制御手段によりインバータ部が同期運転状態のとき、判別手段が回転位置検出手段の位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別して、位置検出運転が可能であると判別すると、運転切替手段は、インバータ部の制御を同期運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り替え、位置検出運転制御手段は、回転位置検出手段の位置信号に基づいて、インバータ部のインバータ出力を制御するものであり、上記判別手段の位置信号周期比較手段は、上記位置信号の周期の値と上記インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が所定値以下か否かを比較して、上記位置信号周期比較手段が上記位置信号の周期の値と上記インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が上記所定値以下のとき、上記判別手段は、上記位置検出運転が可能であると判別するものである。
【０１７８】
したがって、請求項８の発明のブラシレスＤＣモータによれば、上記位置信号周期比較手段が位置信号の周期の値とインバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が上記所定値以下のとき、上記判別手段は位置検出手段による位置検出運転が可能であると判別して、上記運転切替手段は、運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り換えることができる。したがって、起動時の同期運転から位置検出運転への切り替えが確実にでき、上記電位差信号が不安定なことに起因する脱調を防止することができる。上記位置信号周期比較手段によって、電位差信号に基づく位置信号が安定しているかどうかを判断することができる。
【０１７９】
また、請求項９の発明のブラシレスＤＣモータは、請求項８のブラシレスＤＣモータにおいて、上記同期運転制御手段により上記インバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を上記所定のパターンに基づいて出力して、上記所定パターン出力後、上記判別手段が位置検出運転が可能でないと判別すると、同期運転制御手段は、上記判別手段が位置検出運転が可能であると判別するまで、インバータ部のインバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるようにしたものである。
【０１８０】
したがって、請求項９の発明のブラシレスＤＣモータによれば、起動時に負荷の大小や電源電圧の変動により電位差信号が安定する範囲が変動しても、位置検出運転が可能になるまで、上記インバータ出力の電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを下げるので、同期運転から位置検出運転に確実に切り替えることができる。
【０１８１】
また、請求項１０の発明のブラシレスＤＣモータは、請求項８のブラシレスＤＣモータにおいて、上記回転位置検出手段の電位差検出手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差を検出して、電位差信号を出力し、上記回転位置検出手段の積分手段は、電位差検出手段からの上記電位差信号を積分して、積分信号を出力し、上記回転位置検出手段のヒステリシス特性を有するヒステリシスコンパレータは、上記積分手段からの上記積分信号と所定の基準値とを比較して、上記位置信号を出力するものである。
【０１８２】
したがって、請求項１０の発明のブラシレスＤＣモータによれば、上記回転位置検出手段は、位置信号を検出すると共に、ヒステリシスコンパレータによって、上記電位差が所定値以上であると判定でき、電位差信号に基づく位置信号が安定していると判断できる。したがって、上記回転位置検出手段に上記電位差が所定値以上か否かを判定するための手段を備えて、別に電位差信号のレベルを判定する手段を必要としないため、コストを低減することができる。
【０１８３】
また、請求項１１の発明のブラシレスＤＣモータは、複数極の磁石を有する回転子と、３相Ｙ結線された電機子コイルを有する固定子と、上記電機子コイルに対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路と、上記電機子コイルの中性点と抵抗回路の中性点との電位差に基づいて、上記回転子と固定子との相対的な回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出手段と、回転位置検出手段からの位置信号に基づいて、電機子コイルの電圧パターンを切り替えるインバータ部とを備えたブラシレスＤＣモータにおいて、同期運転制御手段は、起動時にインバータ部のインバータ出力の電圧および周波数を所定のパターンに基づいて出力し、同期運転制御手段によりインバータ部が同期運転状態のとき、判別手段が回転位置検出手段の位置信号を使用する位置検出運転が可能か否かを判別して、位置検出運転が可能であると判別すると、運転切替手段は、インバータ部の制御を同期運転制御手段から位置検出運転制御手段に切り替え、位置検出運転制御手段は、回転位置検出手段の位置信号に基づいて、インバータ部のインバータ出力を制御するものであり、上記判別手段は、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との上記電位差が所定値以上か否かを判定するレベル判定手段と、上記回転位置検出手段からの位置信号と上記インバータ部のインバータ出力が所定の関係を有するか否かを比較する位置信号モード比較手段と、上記位置信号の周期の値と上記インバータ出力の周波数に基づく位置信号の周期に相当する値との差の絶対値が所定値以下か否かを比較する位置信号周期比較手段のうちの少なくとも二つを備えたものである。
【０１８４】
したがって、請求項１１の発明のブラシレスＤＣモータによれば、上記判別手段のレベル判定手段の上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差が所定値以上であるという条件と、上記判別手段の位置信号モード比較手段の上記回転位置検出手段からの位置信号と上記インバータ部のインバータ出力が所定の関係を有するという条件と、上記判別手段の位置信号周期比較手段の上記位置信号の周期とインバータ出力の周期との差の絶対値が所定値以下であるという条件のうちの少なくとも二つの条件を満足するとき、上記判別手段は、位置信号を使用する位置検出運転が可能であると判別することができる。したがって、負荷変動や電源電圧変動がある場合も、上記電位差を表わす信号に変動に応じて、上記位置検出運転が可能であると判別でき、同期運転から位置検出運転にさらに確実に切り替えることができる。これにより、起動時の同期運転から位置検出運転への切り替えが確実にでき、上記電位差信号が不安定なことに起因する脱調を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施例のブラシレスＤＣモータの構成図である。
【図２】図２は上記ブラシレスＤＣモータのマイコンの構成図である。
【図３】図３は上記ブラシレスＤＣモータのレベル検出器の回路図である。
【図４】図４は上記ブラシレスＤＣモータの各部の信号を示す図である。
【図５】図５は上記ブラシレスＤＣモータのレベル判定のみによる位置検出運転切り替えを示す図である。
【図６】図６は上記ブラシレスＤＣモータのモード比較のみによる位置検出運転切り替えを示す図である。
【図７】図７は上記ブラシレスＤＣモータのレベル判定とモード比較による位置検出運転切り替えを示す図である。
【図８】図８は上記マイコンの同期運転の割込処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は上記マイコンの位置検出運転の割込処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は上記マイコンの位相補正タイマのタイマ割り込みによる割込処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は上記ブラシレスＤＣモータの起動時におけるインバータ出力電圧,インバータ周波数の変化を示す図である。
【図１２】図１２は上記ブラシレスＤＣモータの起動時において、加速停止後にインバータ出力電圧を低下させた場合のインバータ出力電圧,インバータ周波数の変化を示す図である。
【図１３】図１３はこの発明の第２実施例のブラシレスＤＣモータの構成図である。
【図１４】図１４はブラシレスＤＣモータのマイコンの構成図である。
【図１５】図１５はブラシレスＤＣモータのレベル判定器の回路図である。
【図１６】図１６は図１５のレベル判定器を用いた場合の各部の信号を示す図である。
【図１７】図１７は上記マイコンの同期運転の割込処理を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は上記マイコンの位置検出運転の割込処理を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は上記マイコンの位相補正タイマの割り込みによる割込処理を示すフローチャートである。
【図２０】図２０はこの発明の第３実施例のブラシレスＤＣモータのレベル検出器の回路図である。
【図２１】図２１は図２０のレベル判定器を用いた場合の各部の信号を示す図である。
【図２２】図２２はこの発明の第４実施例のブラシレスＤＣモータのレベル検出器の回路図である。
【図２３】図２３は上記ブラシレスＤＣモータのマイコンの構成図である。
【図２４】図２４は上記ブラシレスＤＣモータのレベル検出器の各部の信号を示す図である。
【図２５】図２５は上記ブラシレスＤＣモータの周期比較部による位置信号の周期と波形タイマの周期との比較を表わす図である。
【図２６】図２６は上記マイコンの同期運転の割込処理を示すフローチャートである。
【図２７】図２７は上記マイコンの位置検出運転の割込処理を示すフローチャートである。
【図２８】図２８は上記マイコンの位相補正タイマの割り込みによるの割込処理を示すフローチャートである。
【図２９】図２９はこの発明の第５実施例のブラシレスＤＣモータの位置検出回路の回路図である。
【図３０】図３０は上記ブラシレスＤＣモータのマイコンの構成図である。
【図３１】図３１は上記位置検出回路の各部の信号を示す図である。
【図３２】図３２は上記マイコンの同期運転の割込処理を示すフローチャートである。
【図３３】図３３は上記マイコンの位置検出運転の割込処理を示すフローチャートである。
【図３４】図３４は上記マイコンの位相補正タイマの割り込みによる割込処理を示すフローチャートである。
【図３５】図３５は従来のブラシレスＤＣモータの構成図である。
【図３６】図３６は上記ブラシレスＤＣモータの起動時のインバータ周波数とインバータ出力電圧との関係を示す図である。
【図３７】図３７は上記ブラシレスＤＣモータの起動時におけるインバータ出力電圧,インバータ周波数の変化を示す図である。
【図３８】図３８は上記ブラシレスＤＣモータにおいて、インバータ周波数１２Ｈzで無負荷のときのインバータ出力電圧に対する積分信号の特性を示す図である。
【図３９】図３９は上記ブラシレスＤＣモータにおいて、インバータ周波数２０Ｈzで無負荷のときのインバータ出力電圧に対する積分信号の特性を示す図である。
【図４０】図４０は上記ブラシレスＤＣモータにおいて、インバータ周波数１２Ｈzでインバータ出力電圧１０Ｖのときのモータ電流,積分信号の波形を示す図である。
【図４１】図４１は上記ブラシレスＤＣモータにおいて、インバータ周波数１２Ｈzでインバータ出力電圧２０Ｖのときのモータ電流,積分信号の波形を示す図である。
【図４２】図４２は上記ブラシレスＤＣモータにおいて、インバータ周波数２０Ｈzでインバータ出力電圧１５Ｖのときのモータ電流,積分信号の波形を示す図である。
【図４３】図４３は上記ブラシレスＤＣモータにおいて、インバータ周波数２０Ｈzでインバータ出力電圧２７Ｖのときのモータ電流,積分信号の波形を示す図である。
【図４４】図４４は上記ブラシレスＤＣモータにおいて、負荷の大小に応じてインバータ出力電圧に対する積分信号の電圧特性の変化を示す図である。
【図４５】図４５は上記ブラシレスＤＣモータにおいて、インバータ出力電圧に対する積分信号の電圧特性と、そのインバータ出力電圧に対応する電源電圧変動時のスイッチング信号のＰＷＭのデューティ比を示す図である。
【符号の説明】
１…固定子、１a,１b,１c…電機子コイル、２…抵抗回路、
３…回転位置検出器、４…マイコン、５…ベース駆動回路、
９…直流電源、１０…回転子、１１…モータ部、
２０…インバータ部、２０a〜２０f…トランジスタ、
３１…差動増幅器、３２…積分器、３３…零クロスコンパレータ、
３４…レベル検出器、４１…電位差信号レベル判定部、
４２…モード比較部、４３…位置検出運転切替部、
４４…Ｖ／Ｆパターン設定部、４５…位置信号周期演算部、
４６…タイマ値演算部、４７…速度演算部、４８…速度制御部、
５３…インバータモード選択部、５４…ＰＷＭ部、
Ｔ1…波形タイマ、Ｔ2…位相補正タイマ、Ｔ3…周期測定タイマ、
ＳＷ…運転切替スイッチ。
【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】
0003546482.tif 000009
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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