(57)【要約】【課題】高精度なモータ電流検出手段や位置検出器を使用せずに各種モータを高効率に正弦波駆動する。【解決手段】直流電源をブリッジ回路に入力し、前記ブリッジ回路の出力端にスイッチング素子を三相ブリッジ構成して、その出力を三相モータに接続して駆動制御するモータ駆動制御装置であって、直流部分とブリッジ回路との間を流れる電流検出手段を設け、電流検出手段の出力位相とモータへの印加電圧との位相を所定の位相関係となるように、モータがブラシレスＤＣモータの場合には、印加電圧の位相を調整し、誘導モータの場合には、印加電圧の振幅を調整するモータ駆動制御装置であって、所定の位相関係は、前記電流検出手段の平均値が最小となるように、逐次微少修正を行った値を用い、電流検出手段の出力位相の検出方法としては、電流検出手段の出力を包絡線検波した結果の位相情報を用いる。【選択図】図１
2006115678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源をブリッジ回路に入力し、前記ブリッジ回路の出力端にスイッチング素子を三相ブリッジ構成して、その出力を三相ブラシレスＤＣモータに接続して駆動制御するモータ駆動制御装置であって、前記直流電源とブリッジ回路との間を流れる電流検出手段を設け、前記電流検出手段の出力位相とモータへの印加電圧との位相を所定の位相関係となるように、モータへの印加電圧の位相を調整するモータ駆動制御装置。
【請求項２】
位相は、電流検出手段の平均値が最小となるように逐次微少修正を行った値を用いることを特徴とする、請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
位相は、電流検出手段の平均値とモータ回転数をもとにして予め設定された値を用いることを特徴とする、請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
電流検出手段の平均値は、一定時間ごとの移動平均値であることを特徴とする、請求項２〜３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
電流検出手段の出力位相の検出方法は、前記電流検出手段の出力を包絡線検波した結果の位相情報を用いることを特徴とする、請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
電流検出手段の出力位相の検出方法は、三相ブリッジ回路の各アームと直流電源との間の電流をそれぞれ検出して、検出値を各アームの検出端側のスイッチング素子をＯＮさせているタイミングで同期検波した結果のゼロクロスタイミングを用いることを特徴とする、請求項２〜３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項７】
電流検出手段の出力に対して、三相ブリッジ回路の各アームのうち、上下のスイッチング素子への指令が他とは違う論理となっている相のスイッチング指令信号を用いて、同期検波し、検波結果をその相の電流値として使用し、各相の電流位相とモータへの印加電圧との位相を所定の位相関係となるように制御することを特徴とする、請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項８】
電流検出手段として検出する電流経路に抵抗を挿入し、前記抵抗の両端の電位差を用いることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項９】
直流電源をブリッジ回路に入力し、前記ブリッジ回路の出力端にスイッチング素子を三相ブリッジ構成して、その出力を三相誘導モータに接続して駆動制御するモータ駆動制御装置であって、前記直流電源とブリッジ回路との間を流れる電流検出手段を設け、前記電流検出手段の出力位相とモータへの印加電圧との位相を所定の位相関係となるように、モータへの印加電圧の振幅を調整するモータ駆動制御装置。
【請求項１０】
電流検出手段の出力位相とモータへの印加電圧との位相の差を基準位相と比較し、比較結果に基づいて、モータへの印加電圧の振幅を増減して調整する手段を有する、請求項９記載のモータ駆動制御装置。
【請求項１１】
基準となる印加電圧の周波数と電圧振幅の関係を予め設定し、電流検出手段の出力位相とモータへの印加電圧との位相の差を基準位相と比較し、比較結果に基づいて、前記印加電圧の周波数と電圧振幅の関係式を変調して調整する手段を有する、請求項９記載のモータ駆動制御装置。
【請求項１２】
直流電源をブリッジ回路に入力し、前記ブリッジ回路の出力端にスイッチング素子を三相
ブリッジ構成して、その出力を三相ブラシレスＤＣモータもしくは三相誘導モータに接続して駆動制御するモータ駆動制御装置であって、前記直流電源とブリッジ回路との間を流れる電流検出手段を設け、前記電流検出手段の出力位相に基づいて、モータの各相の電流の極性を検出し、検出した極性の正／負により、、予め設定した電圧値を各相の出力電圧に減算／加算して、実際のモータ駆動用の各相の電圧を得ることを特徴とする、請求項１〜１１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項１３】
直流電源とブリッジ回路との間を流れる電流検出手段を設け、電流検出手段の出力を包絡線検波した結果の尖鋭点を構成する第一および第二の相とは別の第三の相の電流の極性を検出し、検出した極性の正／負により、、予め設定した電圧値を前記第三の相の出力電圧に減算／加算して、実際のモータ駆動用の各相の電圧を得ることを特徴とする、請求項１２記載のモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアコンなどに用いられるモータ、例えば電動圧縮機やファンなどの回転駆動制御に関するものであり、特に、永久磁石を回転子とするモータ、いわゆるブラシレスＤＣモータで回転子の位置を直接検出する部品を必要としない駆動装置に関するものである。さらに、非駆動時に永久磁石回転子と固定子との間に発生する吸引力や反発力を、非駆動時にも許容しづらい場合や、高い堅牢性が要望されることにより回転子に永久磁石が使用しづらい場合などに対して、誘導モータを使用する場合にも、回転速度を直接検出する部品を必要とせずに、広い負荷範囲で高効率駆動できる駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシレスＤＣモータの磁極位置検出センサを用いないで駆動する方法は、いくつかの方法がある。
【０００３】
簡単な方法として、モータへの通電をＯＦＦする期間を設け、その期間に端子に現われる誘起電圧を見て、磁極位置とするもの、いわゆる１２０度通電という方式が用いられてきた。
【０００４】
しかしながら、モータの電流が断続的になるため、発生する軸トルクが脈動してしまい、騒音が出てしまうという課題があった。
【０００５】
一方、モータへの通電を連続にしてトルク脈動を少なくする通電方法としては、モータに正弦波電流を流し、印加電圧と正弦波電流とモータのインダクタンスや誘起電圧定数などのモータパラメータからモータ磁極位置を割り出しで駆動する、いわゆるベクトル制御を用いる方法もある。
【０００６】
しかしながら、ベクトル制御を行うには、モータの電流をきめ細かく検出し、またモータのパラメータも必要とするなど、制御は複雑になるという課題がある。
【０００７】
一方、正弦波電圧を印加して、電圧と電流の位相差を一定に保つことによる制御方法が提案されている。
【０００８】
これは正弦波電圧を印加することにより、電流も略正弦波になるので、トルク脈動も少なく駆動できるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
さらにまた、誘導モータでも同様に、瞬時瞬時のモータ電流を検出してモータパラメータにもとづき回転状態を推定して、時々刻々で最大トルクを発生しうる電圧を印加する、いわゆるベクトル制御というものがあるが、より簡易的に、印加電圧と電流の位相関係を一定に保つことにより、広範囲で高効率に駆動できることも知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５―２３６７８９号公報
【非特許文献１】「交流可変速のルームエアコンへの応用」ｐｐ４７−ｐｐ５１、電気評論１９８７．１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１の駆動方法では、電流の位相を検出するために、モータの電流を検出するセンサが必要になるという課題がある。
【００１１】
また、電流と電圧との位相差の目標値のずれに対して、操作量として印加電圧もしくは、周波数を変調して操作制御するとしており、磁極位相に対して通電位相がずれている場合の、制御が間接的であり、結果として応答が速くならず、電圧変動などの外乱に追従しづらいという課題があった。
【００１２】
また、目標とする位相差についても、回転数に対応する値を用いることが開示されているが、同じ回転数であっても負荷トルクが変化した場合には必ずしも適切な値にはならないという課題もあった。
【００１３】
また、誘導モータの場合でも、非特許文献２でも、直接電流を検出する方法が開示されており、やはり、モータの電流を検出するセンサが必要になるという課題がある。
【００１４】
また、このようなモータの駆動は、直流電源あるいは、交流を整流して略直流状態になった電源から、半導体素子で構成されたスイッチングデバイスを用いて、パルス幅変調により等価的に中間的な電圧を発生させて実現するが、モータ端子にプラスとマイナスの電圧を含む交流電圧を印加するためには、１つのモータ端子に接続された直流電圧のプラス側にスイッチングするスイッチングデバイスと、直流電圧のマイナス側にスイッチングするスイッチングデバイスとを設け、２つのスイッチングデバイスが同時にＯＮしないようにしておかなければならない。
【００１５】
スイッチングデバイスのＯＮからＯＦＦに切り替わる時間とＯＦＦからＯＮに切り替わる時間にはそれぞれバラツキや変動があるので、同時にＯＮすることが無いように、すべてのスイッチングデバイスのＯＦＦ時間を多いめに設定しておく必要がある。結果として２つのスイッチングデバイスがともにＯＦＦの時間があり、この時間の端子電圧は不定状態となる。
【００１６】
この不定状態においては、スイッチングデバイスと並列に環流用のダイオードを設けており、モータの相電流の方向により、直流電源のプラス側とマイナス側のどちらかに導通するようにして、不定状態でのスイッチングデバイスの破壊を防止している。
【００１７】
ただし、この場合、直流電源のどちらに導通するかにより、パルス幅変調でスイッチングデバイスを操作した結果得られたパルス幅がずれてしまい、正弦波状の電圧を得られるべく設定したパルス幅とはずれてしまい、結果として、モータ電流が歪んでしまい、トルク脈動を生じるという課題があった。
【００１８】
本発明は上記課題を解決するもので、安価な構成でトルク脈動の少ないモータ駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために本発明のモータ駆動制御装置は、直流電源をブリッジ回路に入力し、前記ブリッジ回路の出力端にスイッチング素子を三相ブリッジ構成して、その出力を三相ブラシレスＤＣモータに接続して駆動制御するモータ駆動制御装置であって、直流部分とブリッジ回路との間を流れる電流検出手段を設け、前記電流検出手段の出力位相とモータへの印加電圧との位相を所定の位相関係となるように、モータへの印加電圧の位相を調整するモータ駆動制御装置であって、前記位相は、前記電流検出手段の平均値が最小となるように、逐次微少修正を行った値を用い、電流検出手段の出力位相の検出方法としては、電流検出手段の出力を包絡線検波した結果の位相情報を用いるものである。
【００２０】
上記構成を具備することによって、モータに正弦波電圧を印加でき、結果として電流が
正弦波状になり、モータのパラメータを用いることもなく、位置検出器を用いることなく、最適な効率でかつ脈動トルクの少ない状態で駆動することが可能になる。
【００２１】
さらに、本発明のモータ駆動制御装置は、三相誘導モータに接続して駆動制御するモータ駆動制御装置であって、直流部分とブリッジ回路との間を流れる電流検出手段を設け、前記電流検出手段の出力位相とモータへの印加電圧との位相を所定の位相関係となるように、モータへの印加電圧の振幅を調整するモータ駆動制御装置であって、前記位相は、前記電流検出手段の平均値が最小となるように、逐次微少修正を行った値を用い、電流検出手段の出力位相の検出方法としては、電流検出手段の出力を包絡線検波した結果の位相情報を用いるものである。
【００２２】
上記構成を具備することによって、モータに正弦波電圧を印加でき、結果として電流が正弦波状になり、モータのパラメータを用いることもなく、位置検出器を用いることなく、最適な効率でかつ脈動トルクの少ない状態で駆動することが可能になる。
【００２３】
さらに、本発明のモータ駆動制御装置は、直流電源とブリッジ回路との間を流れる電流検出手段を設け、電流検出手段の出力を包絡線検波した結果の尖鋭点を構成する第一および第二の相とは別の第三の相の電流の極性を検出し、検出した極性の正／負により、、予め設定した電圧値を前記第三の相の出力電圧に減算／加算して、実際のモータ駆動用の各相の電圧を得るものである。
【００２４】
上記構成を具備することによって、モータにより精度の高い正弦波電圧を印加し、結果として精度の高い正弦波電流替えられ、脈動トルクの非常に少ない状態で駆動することが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
上記から明らかなように、直流部分の電流を検出して位相情報を得ることと、印加電圧の位相とを用いるだけで、ブラシレスＤＣモータに位置センサを搭載することなく正弦波電圧を通電して駆動することができ、さらに、電流量を最小にすることにより、パラメータ変動があっても常に最適な駆動を実現することができるので、省線で、トルク脈動の少ない駆動を実現できるという効果を奏する。
【００２６】
また、電流検出に抵抗を用いる場合には、三相ブリッジ回路の保護のために用いられる抵抗を兼用することができるので、新たな電力用部品を必要しないので、安価に実現できるという効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
第１の発明は、直流電源をブリッジ回路に入力し、前記ブリッジ回路の出力端にスイッチング素子を三相ブリッジ構成して、その出力を三相ブラシレスＤＣモータに接続し、パルス幅変調手段によりモータに正弦波電圧を印加できるように構成し、直流部分とブリッジ回路との間を流れる電流検出用の抵抗を設け、抵抗の両端の電圧の位相とモータへの印加電圧との位相を所定の位相関係となるように、モータへの印加電圧の位相を調整するモータ駆動制御装置であって、所定の位相関係は、前記電流検出手段の平均値が最小となるように、逐次微少修正を行った値を用い、電流検出手段の出力位相の検出方法としては、電流検出手段の出力を包絡線検波した結果尖鋭点の時刻を位相情報として用いたものである。
【００２８】
この構成をなすことにより、位置検出器なしで、モータのパラメータを用いることなく、モータに正弦波の電流を流して駆動できるので、モータを静かにかつ高効率に駆動することができる。
【００２９】
第２の発明は、位相を、電流検出手段の出力の平均値と回転速度から求められるテーブルとして事前に構成したものである。
【００３０】
この構成をなすことにより、微少修正の収束動作による時間遅れがなしで、モータに正弦波の電流を流して駆動できるので、モータを静かにかつ高効率に駆動することができる。
【００３１】
第３の発明は、三相ブリッジ回路の各アームの直流部分との連結部分に抵抗をそれぞれ挿入する構成とし、それぞれの抵抗の両端の電圧をモータのそれぞれの相の電流として用いたものである。
【００３２】
この構成をなすことにより、各アームの電流を独立に検出することができるので、相印加電圧と相電流の位相差の検出範囲が拡大され、大きな外乱で位相差が大きくなってしまった場合でも、適正な制御状態に復帰させることが容易にできる。
【００３３】
第４の発明は、直流部分とブリッジ回路との間を流れる電流検出用の抵抗を設け、抵抗の両端の電圧に対して、３つのアームのうち、上下のスイッチング素子への指令が他とは違う相となっている相のスイッチング指令信号を用いて同期検波し、検波結果をその相の電流値として使用し、各相の電流位相とモータへの印加電圧との位相を所定の位相関係となるようにしたものである。
【００３４】
この構成をなすことにより、第一の発明と同様に、位置検出器なしで、モータのパラメータを用いることなく、モータに正弦波の電流を流して駆動できるので、モータを静かにかつ高効率に駆動することができる。
【００３５】
第５の発明は、直流電源をブリッジ回路に入力し、前記ブリッジ回路の出力端にスイッチング素子を三相ブリッジ構成して、その出力を三相誘導モータに接続し、パルス幅変調手段によりモータに略正弦波電圧を印加できるように構成し、直流部分とブリッジ回路との間を流れる電流検出用の抵抗を設け、抵抗の両端の電圧の位相とモータへの印加電圧との位相を所定の位相関係となるように、モータへの印加電圧の振幅を調整するモータ駆動制御装置であって、所定の位相関係は、前記電流検出手段の平均値が最小となるように、逐次微少修正を行った値を用い、電流検出手段の出力位相の検出方法としては、電流検出手段の出力を包絡線検波した結果尖鋭点の時刻を位相情報として用いたものである。
【００３６】
この構成をなすことにより、電流検出器なしで、モータのパラメータを用いることなく、負荷が変化しても、モータを高効率に駆動することができる。
【００３７】
第６の発明は、直流電源をブリッジ回路に入力し、前記ブリッジ回路の出力端にスイッチング素子を三相ブリッジ構成して、その出力をモータに接続し、パルス幅変調手段によりモータに略正弦波電圧を印加できるように構成し、直流部分とブリッジ回路との間を流れる電流検出用の抵抗を設け、前記電流検出手段の出力位相に基づいて、モータの各相の電流の極性を検出し、検出した極性の正／負により、予め設定した電圧値を各相の出力電圧に減算／加算して、実際のモータ駆動用の各相の電圧を得るものである。
【００３８】
この構成をなすことにより、ブリッジ回路の同時導通防止に基づく、相のスイッチング素子が共にＯＦＦになっていることに起因する印加電圧歪みを少なくすることができ、モータに精度の高い正弦波電圧を印加でき、精度の高い正弦波電流が得られるので、モータをより静かにかつ高効率に駆動することができる。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００４０】
（実施の形態１）
図２は、本発明の第１の実施の形態の全体回路を示す回路図である。
【００４１】
図２において、交流電源１０２、整流回路１０３、により直流電源を構成し、三相インバータ回路１を経て、ブラシレスＤＣモータ２を駆動する。駆動制御は、制御回路１００で直流側に挿入した抵抗１０１の端子電圧を利用することにより実現している。
【００４２】
図１は制御回路１００における処理の流れを示した回路ブロック図である。
【００４３】
制御回路１００は三相ＰＷＭ発生手段３にて、電圧情報とそのときの位相情報をもとに三相正弦波ＰＷＭ信号を発生して、三相インバータ回路１を制御することにより、ブラシレスＤＣモータ２を駆動制御する。
【００４４】
駆動制御することにより、抵抗１０１で検出されるＤＣ電流を包絡線検波手段６および移動平均手段８に入力する。包絡線検波手段６の出力は尖鋭点検出手段に入力され尖鋭点の時刻情報が位相比較手段５へと入力される。
【００４５】
一方、三相ＰＷＭ発生手段３からの電圧のゼロクロスタイミングを電圧ゼロクロス検出手段４にて検出する。この電圧ゼロクロス検出手段４と尖鋭点検出手段７との位相関係を位相比較手段５にて比較する。
【００４６】
比較結果、すなわち位相情報は、差分手段１１に送られ、基準位相差と比較され、位相誤差を得る。
【００４７】
得られた位相誤差は、サンプリング手段に送られ、速度を積分した位相情報に得られたときだけ差し引く。
【００４８】
これにより、位相誤差が新規に得られたときにだけ三相ＰＷＭで出力する電圧の位相修正を行う。 一方、移動平均手段８の出力は最小値探索処理手段９に送られ、現在の基準位相差を微少修正手段１０により逐次修正しながら、移動平均手段８の出力ができるだけ小さくなるような処理を行う。
【００４９】
図３はＤＣ電流と包絡線検波手段６の出力と尖鋭点検出手段７の出力との関係を示す波形図であり、同図（ａ）（ｂ）とも、短い破線、長い破線、一点鎖線がモータ三相の電流に対応するように、ＰＷＭ出力の変化タイミングで切り替わって観測される。
【００５０】
特に同図（ａ）は出力の力率が１のときであり、上側の包絡線の尖鋭点はもう一つの相のゼロクロスになっている。
【００５１】
同様のことは同図（ｂ）のように力率が１でなく、短い期間では回生電流が流れている状況になっている場合でも、上側の包絡線の尖鋭点はもう一つの相のゼロクロスになっている。
【００５２】
つまり、包絡線検波結果の尖鋭点は、電流のゼロクロスタイミングに対応していることになる。
【００５３】
また、ＤＣ電流の平均値が最小になるようにすることは、ＤＣ電源では電圧が一定であ
るので、電力が最小になるようにモータ駆動を実現できていることになる。
【００５４】
つまり、図１の構成により、モータパラメータを用いることなく、適切な効率でのモータの駆動が実現できるものである。
【００５５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施形態を示す制御ブロック回路図である。
【００５６】
図４においては、図１と比較して、包絡線検波手段６の代わりに同期検波手段４６、尖鋭点検出手段７の代わりにレベル比較手段４７に置き換わっている。
【００５７】
同期検波手段４６では、三相ＰＷＭ発生手段３の出力信号を用いてＤＣ電流を同期検波する。
【００５８】
こうすることにより、図３での３つの相の電流が多重重畳されている信号を３つの相の電流情報に分離することができる。
【００５９】
したがってゼロクロスタイミングがどの相で発生しているかを区別できるので、位相比較手段５で比較できる位相範囲が第一の実施形態よりも拡大できる。
【００６０】
（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施形態を示す回路ブロック図である。
【００６１】
図５の回路は実施の形態２で示した回路図とは、移動平均手段８の代わりに、ピークホールド手段５８を用いるものである。
【００６２】
ピークホールド手段はアナログ回路で容易に実現できるので、第一の実施形態に比べて、制御に用いるマイクロコンピュータを簡易なものにすることが可能になる。
【００６３】
（実施の形態４）
図６は、本発明の第４の実施形態を示す回路ブロック図である。
【００６４】
図６の回路は実施の形態１で示した回路図と比較すると、最小値探索処理手段９および微少修正手段１０のかわりに、もう一つの入力として速度情報を加えた、基準位相差テーブル６９を用いている。
【００６５】
モータ駆動制御装置において、使用するモータのパラメータが既知である場合には、電力に比例するＤＣ電流情報と速度をもちいることにより、モータのトルクに相当する値が決まってしまうので、トルクに応じた最適な位相を決定しておくことができる。
【００６６】
このようにすることにより、負荷条件が変動した場合に、瞬時に最適な駆動を実現することができる。
【００６７】
また、基準位相差情報の提供としてテーブルを用いる方法以外にも相関式を準備しておき、基準位相差情報の提供することも可能である。
【００６８】
（実施の形態５）
図７は本発明の第５の実施の形態を示す、回路図である。
【００６９】
図７の回路図は実施の形態の１〜４で示した回路に対して、三相インバータ回路２０１
における電流検出の方法を変えている。
【００７０】
すなわち、三相インバータ回路２０１の各相と直流電源との接続部にそれぞれ抵抗７１、７２、７３を挿入することにより、各相の電流情報を互いに干渉することなく検出することを可能にしたものである。
【００７１】
各相の抵抗の両端に現われる電圧を接続されているスイッチング素子のＯＮ指令が出ている期間にサンプリングすると、各相の電流情報が極性も含めて得られる。
【００７２】
この構成により、モータ各相の電流情報が極性も含めて得られるので、電流ゼロクロスをより高精度に得ることができ、外乱などへの耐量が増す。
【００７３】
図８は本発明の第１の実施の形態における制御処理の流れを示した回路ブロック図である。
【００７４】
この実施例の全体回路構成は、図２に示す回路構成であり、モータの種類を誘導モータとする。
【００７５】
制御回路１００は周波数指令をもとに、電圧換算手段１１５にて印加電圧振幅を求める。求めた印加電圧振幅は、加算手段１１３を経由して、三相ＰＷＭ発生手段３にて、電圧情報とそのときの位相情報をもとに三相正弦波ＰＷＭ信号を発生して、三相インバータ回路１を制御することにより、誘導モータ１０２を駆動制御する。
【００７６】
なお、電圧位相情報は、周波数指令を積分手段１１４にて積分することにより得ることができる。
【００７７】
また、このようにして得られた電圧位相情報はから、電圧位相がゼロになっているかどうかがわかるため、電圧ゼロクロス検出手段４にて検出し、その情報を位相比較手段５に送る。
【００７８】
また、モータ１０２を駆動制御することにより、抵抗１０１で検出されるＤＣ電流を包絡線検波手段６および移動平均手段８に入力する。包絡線検波手段６の出力は尖鋭点検出手段に入力され尖鋭点の時刻情報が位相比較手段５へと入力される。
【００７９】
位相比較手段５では、電圧ゼロクロス検出手段４と尖鋭点検出手段７との位相関係を位相比較手段５にて比較する。
【００８０】
比較結果、すなわち位相情報は、差分手段１１に送られ、基準位相差と比較され、位相誤差を得る。
【００８１】
得られた位相誤差は、サンプルホールド手段１１２に送られ、次に新しい位相情報が得られるまでの間、保持される。サンプルホールドされた位相誤差情報は加算手段１１３に送られ、電圧換算手段１１５の出力に加算され、三相ＰＷＭ発生手段３に送られる。
【００８２】
これにより、位相誤差が新規に得られたときにだけ三相ＰＷＭで出力する電圧の振幅の位相修正を行う。
【００８３】
一方、移動平均手段８の出力は、本発明の第１の実施例と同様に、最小値探索処理手段９に送られ、現在の基準位相差を微少修正手段１０により逐次修正しながら、移動平均手段８の出力ができるだけ小さくなるような処理を行う。
【００８４】
図９は、三相インバータから発生する周波数と電圧の関係を示すグラフであり、誘導モータは同一周波数の交流電圧を印加した場合、負荷が重い場合には、効率よく駆動するには、より高い電圧が必要になり、また、同じ電圧のままでは、電圧と電流の位相差が少なくなる特性がある。
【００８５】
したがって電圧と電流の位相差が少ない場合には、電圧が不足していることになる。このため、印加電圧を増加させればよいことがわかる。
【００８６】
これにより、発明の第１の実施例と同様に、電力が最小になるような電圧電流位相となるように、動作する。
【００８７】
図１０は発明の第２の実施の形態における制御処理の流れを示した回路ブロック図である。
【００８８】
この実施例の全体回路構成は、第１の実施例と同じく図２に示す回路構成であり、モータの種類を誘導モータとする。
【００８９】
図８で示した回路ブロック図との違いは、加算手段１１３の代わりに乗算手段１１８を用いている。
【００９０】
図８と同様に、サンプルホールドされた位相誤差情報は乗算手段１１３に送られ、電圧換算手段１１５の出力に乗算され、三相ＰＷＭ発生手段３に送られる。
【００９１】
これにより、位相誤差が新規に得られたときにだけ三相ＰＷＭで出力する電圧の振幅の振幅修正が行われる。
【００９２】
図１１は、三相インバータから発生する周波数と電圧の関係を示すグラフであり、乗算手段１１８により印加電圧が変化する様子を示している。
【００９３】
図９と同様に、電圧と電流の位相差が少ない場合には、電圧が不足していることになるので、印加電圧を増加させるように動作する。
【００９４】
これにより、発明の第１の実施例と同様に、電力が最小になるような電圧電流位相となるように、動作する。
【００９５】
図１２は、本発明の実施の形態における制御処理の流れを示した回路構成である。
【００９６】
電圧と電流の位相差が所定の位相差になるように、印加電圧位相を調整するところは、基本的には図１と同じである。包絡線検波手段６と尖鋭点検出手段７の出力は、包絡線を形成しなかった相の電流のゼロクロスであり、その情報をパルス幅補正手段１２１に入力する。
【００９７】
パルス幅補正手段１２１では、該当する相のパルス幅を電流極性と同方向に補正する。
【００９８】
すなわち、電流極性がプラスであれば、相のパルス幅（直流電源のプラス側に接続されている期間）を増加させ、電流極性がマイナスであれば、相のパルス幅（直流電源のプラス側に接続されている期間）を減少させる。
【００９９】
これにより、各相のブリッジにおけるスイッチング素子が共にＯＦＦ状態のときの環流
による電圧がずれる分を補正することができ、より精度の高い正弦波電圧を印加することができ、電流もより精度の高い正弦波になるため、より静かで効率の高いモータ駆動が実現できる。
【０１００】
なお、図１２ではブラシレスＤＣモータを用いる場合で説明しているが、同様に、誘導モータに対しても適用できることは明白である。
【０１０１】
なお、これまでに示したそれぞれの実施の形態において、相違する点について、説明した通りの組合せ以外の組合せでも適用することができることは明白である。
【０１０２】
さらに、最小値探索処理手段と基準位相差テーブルとを同時に使用て、測定できる負荷変動に対しては、基準位相差テーブルでおおよそ対応し、経時変化や個々のバラツキについては、最小値探索処理で補正するという構成にすることも可能である。
【０１０３】
また、実施の形態においては、電流検出として、カレントトランスやホール電流センサを用いずに抵抗の電圧で検出する方法で説明したが、カレントトランスやホール電流センサを用いることでも実現できることも明白である。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上のように本発明に係るモータ駆動制御装置は、モータに位置センサを搭載することなく正弦波電圧を通電して駆動することができ、さらに、電流量を最小にすることにより、パラメータ変動があっても常に最適な駆動を実現することができ、省線でトルク脈動の少ない駆動を実現できるので、ＤＣブラシレスモータだけでなく、誘導モータへも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の制御処理の流れを示す回路ブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態の全体構成を示す回路図
【図３】（ａ）は出力の力率が１の場合の本発明の動作原理を示す信号波形図（ｂ）は出力の力率が１以外の場合の本発明の動作原理を示す信号波形図
【図４】本発明の第２の実施の形態の制御処理の流れを示す回路ブロック図
【図５】本発明の第３の実施の形態の制御処理の流れを示す回路ブロック図
【図６】本発明の第４の実施の形態の制御処理の流れを示す回路ブロック図
【図７】本発明の第５の実施の形態の全体構成を示す回路図
【図８】本発明の第１の実施の形態の制御処理の流れを示す回路ブロック図
【図９】本発明の第１の実施の形態における、制御概念を示す特性グラフ
【図１０】本発明の第２の実施の形態の制御処理の流れを示す回路ブロック図
【図１１】本発明の第２の実施の形態における、制御概念を示す特性グラフ
【図１２】本発明の実施の形態の制御処理の流れを示す回路ブロック図
【符号の説明】
【０１０６】
１  三相インバータ回路
２  ブラシレスＤＣモータ
３  三相ＰＷＭ発生手段
６  包絡線検波手段
７  尖鋭点検出手段
５  位相比較手段
８  移動平均手段
９  最小値探索処理手段
４６  同期検波手段
７１、７２、７３、１０１  抵抗
１０２  誘導モータ
１１５  電圧換算手段
１２１  パルス幅補正手段
【図１】
2006115678.tif 000003
【図２】
2006115678.tif 000004
【図３】
2006115678.tif 000005
【図４】
2006115678.tif 000006
【図５】
2006115678.tif 000007
【図６】
2006115678.tif 000008
【図７】
2006115678.tif 000009
【図８】
2006115678.tif 000010
【図９】
2006115678.tif 000011
【図１０】
2006115678.tif 000012
【図１１】
2006115678.tif 000013
【図１２】
2006115678.tif 000014