(57)【要約】【課題】モータの駆動回路、モータ自体、及びモータの駆動方法を提供する。【解決手段】回路は、制御可能な双方向交流（ＡＣ）スイッチ及び処理装置を含み、交流電源の電圧極性及び交流電源のゼロ電圧クロス点が、永久磁石ロータの磁極位置と一緒に検出されて、交流スイッチの作動を制御する。制御可能な双方向交流スイッチがオンされるとき、ゼロ電圧クロス点の後に遅延時間の後に、トリガパルスが出力されて、ステータ巻線を流通する逆起電力と電流との間の位相差が減少させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ及び永久磁石ロータを備えるモータ用の駆動回路であって、
前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアに巻き付けたステータ巻線とを備え、
前記駆動回路は、
交流電源の２つの端部間に、前記ステータ巻線と直列に接続された制御可能な双方向交流スイッチと、
前記交流電源のゼロ電圧クロス点及び電圧極性を検出し、前記永久磁石ロータの磁極位置及び前記交流電源の電圧極性に基づき前記制御可能な双方向交流スイッチを制御して、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で所定様式で切り換えるように構成された処理装置であって、前記制御可能な双方向交流スイッチがスイッチオン状態に切り換わると、ゼロ電圧クロス点の後の遅延時間の後に、前記制御可能な双方向交流スイッチにトリガパルスを出力し、逆起電力と前記ステータ巻線を流通する電流との間の位相差が減少するようになっている処理装置とを、
備える、ことを特徴とする駆動回路。
【請求項２】
前記遅延時間は、前記交流電源の電圧値、前記交流電源の周波数、前記ステータ巻線のインダクタンス値、前記ステータ巻線の内部抵抗、前記モータの温度、前記モータを取り囲む環境の温度、及び前記処理装置の温度から成る群から選ばれた少なくとも１つのパラメータに基づいて決定される、請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記永久磁石ロータの前記磁極位置を検出するように構成された位置センサをさらに備える、請求項２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記処理装置は、前記交流電源の現在の電圧値及びその対応角度をさらに検出し、前記交流電源の実効値又は振幅を計算し、前記実効値又は前記振幅に従って前記遅延時間を決定する、請求項２に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記処理装置は、前記交流電源の所定角度での電圧値を検出し、前記電圧値に従って前記遅延時間を決定する、請求項２に記載の駆動回路。
【請求項６】
前記永久磁石ロータの前記ゼロ電圧クロス点での検出磁界が第１の極性であり、前記交流電源の前記ゼロ電圧クロス点に続く前記極性が正であるとき、又は前記永久磁石ロータの前記ゼロ電圧クロス点での前記検出磁界が第２の極性であり、前記交流電源の前記ゼロ電圧クロス点に続く極性が負であるとき、前記処理装置は、前記ゼロ電圧クロス点の後の前記遅延時間の後に、前記制御可能な双方向交流スイッチに前記トリガパルスを出力する、請求項１に記載の駆動回路。
【請求項７】
前記制御可能な双方向交流スイッチはトライアックであり、前記トライアックの第１の陽極がアースされ又は低い直流電圧を受け取り、前記トライアックの前記第１の陽極はまた、前記交流電源の第１の端部に接続され、前記トライアックの第２の陽極が前記ステータ巻線及びヒューズを介して前記交流電源の第２の端部に接続され、前記トライアックの制御電極が抵抗器を介して前記処理装置に接続される、請求項１に記載の駆動回路。
【請求項８】
ステータと、永久磁石ロータと、請求項１に記載された駆動回路とを備える、ことを特徴とするモータ。
【請求項９】
モータの駆動方法であって
永久磁石ロータの磁極位置及び交流電源の電圧極性を取得する工程と、
前記交流電源の２つの端部間でステータ巻線と直列に接続された制御可能な双方向交流スイッチが、前記ロータの前記磁極位置及び前記交流電源の前記極性に基づきオンされたとき、前記交流電源のゼロ電圧クロス点の後の遅延時間の後に、前記制御可能な双方向交流スイッチにトリガパルスを出力して、逆起電力と前記ステータ巻線を流通する電流との間の位相差が減少するようになっている工程と、
を備えることを特徴とする駆動方法。
【請求項１０】
前記交流電源の電圧値、前記交流電源の周波数、前記ステータ巻線のインダクタンス値、前記ステータ巻線の内部抵抗、前記モータの温度、前記モータを取り囲む環境の温度、及び前記トリガパルスを出力するように構成された処理装置の温度から成る群から選ばれた、少なくとも１つのパラメータを取得する工程と、
前記取得したパラメータに従って前記遅延時間を決定する工程と、
をさらに備える請求項９に記載の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]  この本開示は、モータを駆動する技術に、より詳しくはモータ駆動回路、モータ駆動方法、及び駆動回路を使用するモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]  同期モータが、それらの小さな体積及び高い性能により、ますます広く使用される。モータの電磁気トルクＴは、ｃｏエネルギＷｃｏの観点から
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として表現することができる。アーマチャの自己及び相互インダクタンスの係数は、ロータ角度位置θに依存し、従って、電磁気トルクは、
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としても表現することができ、式中Ｚは相の数であり、Ｆmは磁石の透過起電力であり、Ｐmは磁石の磁気回路導磁度であり、Ｉはステータ巻線電流であり、Ｍimは、ステータ巻線と磁石の１ターン等価回路との間の相互インダクタンスである。ステータ巻線ｅiの起電力（ＥＭＦ）は、
2018014876.tif 000005
によって磁束に関係し、式中φimは磁石によって生じる磁束である。上記の２つの公式から、電磁気トルクＴは、
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によって得ることができる。従って、逆起電力（Ｂｅｍｆ）とモータ電流との積は、モータ出力電力に寄与する。しかしながら、Ｂｅｍｆとモータ電流との積が０未満であれば、すなわち図１に示すように、Ｂｅｍｆとモータ電流とが位相不一致であれば、正トルク（＋Ｔ）に抗して負トルク（−Ｔ）が作用し、そのため原動力効率が低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0004]  従って、原動力効率を改善できるモータ駆動回路、モータ駆動方法、及び駆動回路を使用するモータに対する要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0005]  １つの態様によれば、ステータと、永久磁石ロータとを含むモータ用の駆動回路が提供される。ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻き付けたステータ巻線とを備える。駆動回路は、交流電源の２つの端部間にステータ巻線と直列に接続された制御可能な双方向交流スイッチと、処理装置とを備える。処理装置は、交流電源のゼロ電圧クロス点及び電圧極性を検出し、永久磁石ロータの磁極位置及び交流電源の電圧極性に基づき制御可能な双方向交流スイッチを制御して、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で所定様式で切り換えるように構成される。制御可能な双方向交流スイッチがスイッチオン状態に切り換わると、処理装置は、ゼロ電圧クロス点の後の遅延時間の後に、制御可能な双方向交流スイッチにトリガパルスを出力し、逆起電力とステータ巻線を流通する電流との間の位相差が減少するようになっている。
【０００５】
[0006]  別の態様によればモータが提供され、モータは、ステータと、永久磁石モータと、上述した駆動回路とを含む。
【０００６】
[0007]  さらに別の態様においてモータの駆動方法が提供され、モータの駆動方法は、永久磁石ロータの磁極位置及び交流電源の電圧極性を検出する工程と、交流電源の２つの端部間でステータ巻線と直列に接続された制御可能な双方向交流スイッチが、ロータの磁極位置及び交流電源の極性に基づきオンされたとき、交流電源のゼロ電圧クロス点の後の遅延時間の後に、制御可能な双方向交流スイッチにトリガパルスを出力して、逆起電力とステータ巻線を流通する電流との間の位相差が減少するようになっている工程と、を含む。
【０００７】
[0008]  本開示の実施形態では、制御可能な双方向交流スイッチは、ロータの磁極位置及び交流電源の電圧極性に従って、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で所定様式で切り換わる。さらに、制御可能な双方向交流スイッチは遅延して、ゼロ電圧クロス点の後にオンする。従って、モータによって所望のトルクを発生させることができ、正トルクに抗して作用する負トルクによる電力消費を減少させることができ、原動力効率を改善することができる。
【０００８】
[0009]  以下、本発明の好ましい実施形態が、添付図面の各図を参照して、ほんの一例として説明される。各図において、２つ以上の図に現われる同一の構造、要素又は部品に、それらが現われる全ての図で、概して同じ参照符号が付される。各図に示される構成部品及び機能の寸法は、概して表現の便宜及び明瞭さのために選ばれ、必ずしも一定の縮尺で示さない。各図を以下に列挙する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】先行技術による、位相が不一致であるステータのＢｅｍｆ及びモータ電流を示す波形図である。
【図２】本開示の好ましい例示的な実施形態によるモータの概略図である。
【図３】本開示の第１の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図である。
【図４】本開示の実施形態によるステータのＢｅｍｆ及びモータ電流を示す波形図である。
【図５】本開示の第２の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図である。
【図６Ａ】回路の負荷が純粋な抵抗器負荷である場合における、図３のモータ駆動回路の波形図である。
【図６Ｂ】モータを駆動するための回路の負荷が純粋な誘導負荷である場合における、図３のモータ駆動回路の波形図である。
【図７】スイッチ式ホールセンサの第１の実施形態の概略図である。
【図８】スイッチ式ホールセンサの第２の実施形態の概略図である。
【図９】本開示の第３の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図である。
【図１０】本開示の第４の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図である。
【図１１】本開示の第５の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図である。
【図１２】本開示の第６の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図である。
【図１３】本開示の第１の実施形態によるモータ駆動方法のフローチャートである。
【図１４】本開示の第２の実施形態によるモータ駆動方法のフローチャートである。
【図１５】本開示の第３の実施形態によるモータ駆動方法のフローチャートである。
【図１６】本開示の第４の実施形態によるモータ駆動方法のフローチャートである。
【図１７】本開示の第５の実施形態によるモータ駆動方法のフローチャートである。
【図１８】本開示の第６の実施形態によるモータ駆動方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0029]  主題が、添付図面及び好ましい実施形態と併せて説明される。記載した実施形態は、本開示の全てではなく、ほんの数個の実施形態である。本開示の実施形態に基づき創造的な努力なしで当業者によって得られる他の全ての実施形態は、本開示の保護範囲内に属する。図面は、参照のためのみに提供され、本発明を限定することを意図しないことを理解されたい。各図に示す寸法は、説明の便宜のためのみであり、限定することを意図しない。
【００１１】
[0030]  ある構成部品が別の構成部品に「接続された」と考慮するとき、それは、別の構成部品に直接接続することができ、又は中心に置いた構成部品をさらに有することができる。別段の定めがない限り、本明細書で使用される技術的及び科学的用語は、当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。本開示の明細書中で使用される術語は、特定の実施形態を説明するためのみであり、本発明を限定することは意図しない。
【００１２】
[0031]  図２は、本開示の実施形態によるモータ１０を概略的に示す。モータ１０は、一例として同期モータを挙げる。モータ１０は、ステータと、ステータの磁極内に回転可能に配置された永久磁石ロータ１４とを含み、ステータは、ステータコア１２と、ステータコア１２に巻き付けたステータ巻線１６とを含む。ロータ１４は永久ロータである。
【００１３】
[0032]  ステータの磁極とロータ１４の磁極との間に不均一な隙間１８が定まり、結果としてロータ１４が休止しているとき、ロータ１４の極軸線Ｒにはステータの中央軸線Ｓに対して角度ずれαがあることが好ましい。ロータ１４は、ステータ巻線１６が通電されるごとに、一定の開始位置を有するように構成できる。ロータ１４の極軸線Ｒは、ロータ１４の直径に沿って２つの対称な磁極（この実施形態では２個の磁石片）の２つの中央を通過する仮想の接続線を指す。ステータの中央軸線Ｓは、ステータの直径に沿って２つの対称な磁極の２つの中央を通過する仮想の接続線を指す。ステータ及びロータの各々は、図２に示すような２つの磁極を有する。不均一な隙間１８は、ロータの始動方向に沿って徐々に減少する。別の実施形態中では、ステータ極の磁極円弧面は、ロータと同心であって一定の主空隙を形成する。磁極円弧面は、始動溝とロータ１４の外側面との間に不均一な空隙が定まるように、内方にくぼんだ始動溝を定める。他の実施形態では、ステータ及びロータは、４つ又は６つの磁極のような２を超える磁極を有しても良いことを理解されたい。
【００１４】
[0033]  実施形態では、ロータの磁極位置を検出するための位置センサ２０が、ステータ上に又はステータの内側のロータ１４の近い位置に配置される。位置センサ２０には、ステータの中央軸線Ｓに対して角度ずれがある。この実施形態では、角度ずれもαであることが好ましい。
【００１５】
[0034]  図３は、本開示の第１の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図を示す。実施形態では、モータ駆動回路は、制御可能な双方向交流スイッチ２６、マイクロ制御ユニット（ＭＣＵ）３０、位置センサ２０、交流直流変換器２９、及びヒューズ３２を含む。制御可能な双方向交流スイッチ２６、ステータ巻線２６及びヒューズ３２は、交流電源２４の２つの端部間に直列に接続される。交流電源２４は、商用交流電源に、例えば２２０Ｖ、２３０Ｖ、又はインバータからの交流電力供給出力にすることができる。
【００１６】
[0035]  制御可能な双方向交流スイッチは、トラアックであることが好ましい。制御可能な双方向交流スイッチは、トライアックに限定されず、例えばそれは、逆並列に接続された２つのシリコン制御整流器（ＳＣＲ）によって実現できることを理解されたい。
【００１７】
[0036]  交流直流変換器２９は、交流電源２４の第１の端部と第２の端部との間にヒューズ３２を介して接続される。ＭＣＵ３０は直流電源端子Ｖｃｃに接続され、直流電源端子Ｖｃｃの電圧は、交流電源２４からの交流電圧を交流直流変換器２９によって低い直流電圧に変換することによって得ることができる。位置センサ２０も直流電源端子Ｖｃｃに接続され、使用電圧を受け取る。位置センサ２０は、モータ１０のロータ１４の磁極位置を検出し、対応する磁極位置信号をＭＣＵ３０に出力するように構成される。ＭＣＵ３０に供給される電圧と位置センサ２０に供給される電圧とは、同じでも違っても良く、例えば、ＭＣＵ３０に供給される電圧は３．３Ｖにでき、位置センサ２０に供給される電圧は５Ｖ又は１２Ｖにできることを理解されたい。
【００１８】
[0037]  ＭＣＵ３０は、位置センサ２０から磁極位置信号を取得する。ＭＣＵ３０は、抵抗器３４を介して制御可能な双方向交流スイッチ２６の制御電極に接続される。ＭＣＵ３０のゼロクロス検出端部は、交流電源のゼロ電圧クロス点を検出するために、抵抗器３６を介して交流電源２４の第１の端部に接続される。抵抗器３６は、メガオーム値を持つ抵抗器である。ＭＣＵ３０の電圧極性検出端部は、交流電源２４の電圧極性及び交流電源の電圧値を検出するために、抵抗器４２を介して交流電源２４の第１の端部に接続され、抵抗器４４を介して接地される。他の実施形態では、ゼロクロス検出端部は、抵抗器３６なしで、交流電源２４の第１の端部に直接接続することができる。ＭＣＵ３０は、ゼロクロス電圧クロス検出端部を含まなくても良く、電圧極性検出端部は、ゼロクロス検出端部としても作用することができる。ＭＣＵ３０のゼロクロス検出端部及び電圧極性検出端部の各々は、電圧固定回路を含むことができる。ＭＣＵ３０は、０〜Ｖｃｃの間の電圧（直流電圧）を用いて交流電源の振幅電圧を所定の割合で正弦波へ減少させかつずらせるため、波形変換ユニット（図示しない）を含むことができる。変換された電圧値がＶｃｃ／２よりも大きければ、交流電源の極性を正とみなし、変換された電圧値がＶｃｃ／２よりも小さければ、交流電源の極性を負とみなす。ＭＣＵ３０は、交流電源２４のゼロ電圧クロス点及び電圧極性を検出し、ロータ１４の磁極位置及び交流電源２４の電圧極性に基づき制御可能な双方向交流スイッチ２６を制御して、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で所定様式で切り換えるように構成される。制御可能な双方向交流スイッチ２６が、ロータの磁極位置及び交流電源の電圧極性に基づきスイッチオン状態に切り換わると、ＭＣＵは、ゼロ電圧クロス点の後の遅延時間の後に、逆起電力（Ｂｅｍｆ）とモータ電流との間の位相差が減少するように、制御可能な双方向交流スイッチにトリガパルスを出力する。遅延時間は前もって設定された時間であることが好ましい。図４を参照すると、制御可能な双方向交流スイッチ２６は、ゼロ電圧クロス点の後にオンするのが遅らされ（図４に示す「遅延」）、Ｂｅｍｆとモータ電流との間の位相差が大幅に減少する。図１と比較すると、図４から、負トルク（−Ｔ）は大幅に減少していることが分かる。
【００１９】
[0038]  遅延時間は、交流電源２４の電圧値、交流電源２４の周波数、ステータ巻線１６のインダクタンス値、ステータ巻線１６の内部抵抗、モータの温度、モータを取り囲む環境の温度、及びＭＣＵの温度から成る群から選ばれた、少なくとも１つのパラメータに基づいて決定することができる。交流電源２４の電圧値が高いほど、遅延時間が長いことが好ましい。一部の実施形態では、複数の電圧範囲を形成すれば、異なる電圧範囲は異なる遅延時間に対応する。
【００２０】
[0039]  交流電源２４の周波数が低いほど、遅延時間が長いことが好ましい。一部の実施形態では、複数の周波数範囲を形成すれば、異なる周波数範囲は異なる遅延時間に対応する。
【００２１】
[0040]  ステータ巻線１６のインダクタンス値が小さいほど、遅延時間が長いことが好ましい。一部の実施形態では、複数のインダクタンス値範囲を形成すれば、異なるインダクタンス値範囲は遅延時間に対応する。ステータ巻線１６の内部抵抗が小さいほど、遅延時間が長いことが好ましい。
【００２２】
[0041]  遅延時間をステータ巻線１６の内部抵抗に基づいて決定するとき、モータ駆動回路は、温度センサ（図示しない）を含み、モータの温度又はモータを取り囲む環境の温度を検出することが好ましい。モータの作動後に温度が上昇するので、内部抵抗、インダクタンス値、及び磁気誘導強度のようなパラメータは、温度につれて変化する。ステータ巻線１６の内部抵抗が温度につれて変化する程度は、インダクタンス値が変化する程度よりも大きい。例えば、温度が上がると、内部抵抗及びインダクタンス値は上がるが、磁気誘導強度は小さくなる。温度が下がると、内部抵抗及びインダクタンス値は下がるが、磁気誘導強度は大きくなる。内部抵抗、インダクタンス及び磁気誘導強度のようなこれらのパラメータの変化は、結局、ステータ巻線電流とステータ巻線の逆起電力との間の位相差の増加又は減少につながる。従って、温度センサは、モータ駆動回路に含めて、モータの温度又はモータを取り囲む環境の温度を検出することが好ましく、遅延時間は、温度につれて変化することが好ましい。温度につれて変化するこれらのパラメータ（例えば、内部抵抗及びインダクタンス値）は、ステータ巻線電流とステータ巻線のＢｅｍｆとの間の位相差に逆の影響を及ぼすことがあるので、遅延時間と検出温度との間の関係は、現状に応じて構成される。例えば、温度が低いほど、遅延時間は長い。一部の実施形態では、複数の温度範囲を形成すれば、異なる温度範囲は異なる遅延時間に対応する。
【００２３】
[0042]  代替実施形態では、温度センサは、ＭＣＵの内部に一体化して、その温度を検出する。一部の実施形態では、ＭＣＵの温度が低いほど、遅延時間が長い。
【００２４】
[0043]  一部の実施形態では、ＭＣＵ３０は、交流電源の電圧値、交流電源の周波数、ステータ巻線のインダクタンス値、及びモータの温度（モータを取り囲む環境の温度、又はＭＣＵの温度）及び対応する遅延時間に関する複数のパラメータを含む、参照表を保存する（表１を参照）。ＭＣＵ３０は、交流電源２４の電圧値及び周波数をリアルタイムで検出し、モータ、モータを取り囲む環境、又はＭＣＵの温度をリアルタイムに取得する。ステータ巻線１６のインダクタンス値は、ＭＣＵに予め保存することができる。ＭＣＵ３０は、パラメータに基づき参照表から遅延時間を見つけ出す。
【００２５】
[0044]  表１  遅延時間の参照表
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【００２６】
[0045]  一部の実施形態では、遅延時間は、点弧角のような他のパラメータで置き換えることができ、これも遅延を表すことができる。遅延時間は、交流電源の電圧値、交流電源の周波数、ステータ巻線のインダクタンス値、ステータ巻線の内部抵抗、モータの温度、モータを取り囲む環境の温度、及びＭＣＵの温度から成るパラメータの少なくとも１つに基づいて決定することができる。各パラメータは、数個の範囲にさらに分割することができ、遅延時間は、パラメータが位置する範囲に応じて決めることができる。
【００２７】
[0046]  図３に示す実施形態では、ＭＣＵ３０は、交流電源２４の電圧値、ゼロ電圧クロス点、電圧極性を検出するように構成される。制御可能な双方向交流スイッチ２６は、遅延時間又は点弧角に基づき、交流電源の電圧値、ゼロ電圧クロス点、電圧極性、及びロータ１４の磁極位置に対応して、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で所定様式にて切り換わる。そのような様式で制御されるモータの目的は、単に、動作中にできる限り予期されたトルクを発生し、モータ効率を大幅に改善することである。
【００２８】
[0047]  図５を参照すると、本開示の第２の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図が示される。第１の実施形態と比較して、ＭＣＵ３０のゼロクロス検出端部は、光結合器３８によって交流電源のゼロ電圧クロス点を検出する。ＭＣＵ３０はまた、電界結合器様式（変成器結合のような）によって交流電源２４の情報を取得することも可能であることを理解されたい。光結合器又は電界結合器を採用すると、ＭＣＵ３０のゼロクロス検出端部に固定回路を含める必要はない。
【００２９】
[0048]  実施形態では、ＭＣＵ３０は処理装置として作用するが、ＭＣＵ３０は、上記動作を実行できるあらゆる適切な電気的又は半導体デバイスで置換え可能であることを理解されたい。すなわち、処理装置は、制御可能な双方向交流スイッチを制御して、交流電源の電圧値、永久磁石ロータの磁極位置に基づいて、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で切り換えることができ、結果としてモータは、予期されたトルクのみを発生するように制御される。例えば処理装置は、ＡＳＩＣとすることができ、それは、顧客の要望にカスタマイズされ、ホールセンサの機能をさらに含む。ＡＳＩＣは、体積が小さく、処理速度が速く、しかも製造費及び支援費が安価である。ＭＣＵは、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）又はプログラム可能なアレイ論理（ＰＡＬ）のような、個別の構成部品で置き換えることができる。
【００３０】
[0049]  図６Ａを参照すると、モータ駆動回路の作動原理が例示される。図６Ａでは、Ｖａｃは、交流電源２４の電圧の波形を示し、Ｈｂは、位置センサ２０によって検出されるロータ磁界を示し、トライアックのゲートトリガパルスは、制御可能な双方向交流スイッチ２６の制御電極に供給されるトリガパルスを示す。トライアックは、制御可能な双方向交流スイッチ２６の状態を示し、オンはスイッチオン状態を示し、オフはスイッチオフ状態を示す。
【００３１】
[0050]  交流電源２４は、電力供給網から抽出された電気供給源とすることができ、変動する。その結果、交流電源２４によって供給される電圧は変動する。さらに、異なる国々では電圧基準が異なり、例えば、一部の国家基準は２２０ボルトであり、一部の国家基準は１１０ボルトである。これらの電圧値及び変動の発生は、モータの作動に影響を与える。インバータによって供給される交流電力も変動することがある。この実施形態では、ＭＣＵ３０は、交流電源の振幅又は実効値、及び対応する点弧角を含む参照表を保存している（表２を参照）。ＭＣＵ３０は、交流電源２４の現在の電圧値をリアルタイムで検出し、現在の電圧値、及び現在の電圧値に対応する角度（ここでの角度は、交流電源の１サイクル当たり０から３６０度までの角度、例えば９０度が電圧振幅に対応する）に基づいて、交流電源の振幅又は実効電圧を計算する。ＭＣＵ３０は、交流電源２４の振幅又は実効電圧値に従って参照表から対応する点弧角をさらに見つける。具体的には、実施形態では、交流電源２４の振幅は、複数の振幅範囲に分割され、その各々が点弧角に対応する。ＭＣＵ３０は、交流電源の検出電圧値がどの振幅範囲内に位置するかを決定し、参照表に従って対応する点弧角をさらに見つける。他の実施形態では、ＭＣＵ３０は、所定角度（例えば、３０度、６０度など、０から３６０度）における数個の電圧及び対応する点弧角を含む、参照表を保存することができる。ＭＣＵ３０は、交流電源２４の所定角度での電圧値を即座に検出し、検出電圧値に基づいて対応する点弧角を参照表から見つける。
【００３２】
[0051]  表２  交流電源の振幅及び対応する点弧角を含む参照表
2018014876.tif 000008
【００３３】
[0052]  代替実施形態では、ＭＣＵ３０は、点弧角を保存する代わりに、交流電源２４の電圧に対応する遅延時間を保存することができ、遅延時間は、交流電源の点弧角及び周波数に基づいて計算することができる。
【００３４】
[0053]  この実施形態では、点弧角又は遅延時間は、交流電源２４の電圧値に応じて決定される。モータ１０は、このように、電力供給網の電圧変動、及び異なる全国電圧基準に応じてよりよい電力制御を達成する。
【００３５】
[0054]  ＭＣＵ３０は、交流電源２４のゼロ電圧クロス点をリアルタイムで検出し、交流電源２４の電圧極性が正から負に、又は負から正に変化したかどうかを決定することができる。すなわち、交流電源２４のゼロ電圧クロス点を検出すると、ＭＣＵ３０は、交流電源２４のゼロ電圧クロス点に続く電圧極性をさらに決定する。
【００３６】
[0055]  位置センサ２０は、ロータの磁極位置をリアルタイムで検出し、対応する磁極位置信号をＭＣＵ３０に送る。実施形態では、位置センサ２０は、スイッチ式ホールセンサであることが好ましい。図７は、スイッチ式ホールセンサの磁電気変換特性を示す。加えた磁束密度が作動点ＢＯＰを越えると、スイッチ式ホールセンサは、低レベル電圧を出力し、磁束密度が解放点ＢＲＰに減少するまで低レベル電圧を維持し、次いで、高レベル電圧を出力する。ＢＯＰとＢＲＰとの間の間隔Ｂｈｙｓのおかげで、スイッチ式ホールセンサは、より高い信頼性で切り換わる。この実施形態では、位置センサ２０に正常に給電される場合、位置センサ２０は、検出ロータ磁界が北のとき論理ハイレベルを出力し、検出ロータ磁界が南のとき論理ローレベルを出力する。他の実施形態では、位置センサ２０は、線形ホールセンサ又は光電子エンコーダとすることもでき、当業者であれば、ロータの磁極位置は、Ｂｅｍｆゼロクロス方法のような非角度センサ方法によっても決定できることを理解されたい。他の実施形態では、位置センサ２０は、図８に示すように、出力状態が図７に示したホールセンサの出力状態とは反対であるスイッチ式ホールセンサにすることができる。
【００３７】
[0056]  交流電源２４のゼロ電圧クロス点を検出した後、ＭＣＵ３０は、制御可能な双方向交流スイッチ２６をオンするかどうかを、交流電源の電圧極性及びロータの磁極位置に従って決定する。一部の実施形態では、検出ロータ磁界が北であり交流電源の極性が正であるとき、又は検出ロータ磁界が南でかつ交流電源の極性が負であるときのみ、ＭＣＵ３０は、交流電源の電圧値に対応する所定の点弧角の後に、制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する。検出ロータ磁界が北であり交流電源の極性が負であるとき、又は検出ロータ磁界が南であり交流電源の極性が正であるとき、ＭＣＵ３０は、制御可能な双方向交流スイッチ２６の制御電極にトリガパルスを出力しない。
【００３８】
[0057]  図６Ａを参照して、時刻ｔ０は、交流電源のゼロ電圧クロス点の１つである。位置センサ２０によって検出されたロータ磁界は、時刻ｔ０にて北である。交流電源の時刻ｔ０に続く電圧極性は正である。従って、ＭＣＵ３０は、時刻ｔ１にて制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力して、制御可能な双方向交流スイッチ２６をオンする。点弧角は、図６Ａ中でＡ−Ｆｉｒとして示される。制御可能な双方向交流スイッチ２６は、トリガパルスの後にオンされる。トリガパルスのパルス幅が予定された長さに達せず、又はトリガパルスの振幅がトリガ電流に達しなければ、制御可能な双方向交流スイッチ２６は起動しないことが好ましい。制御可能な双方向交流スイッチ２６がオンした後、ステータ巻線１６を流通する電流は、ステータ巻線１６にＢｅｍｆを誘導して予期されたトルクを発生し、これによりロータ１４を駆動して右回りのような所定方向に回転させる。時刻ｔ２（交流電源の次のゼロ電圧クロス点）にて、位置センサ２０によって検出されるロータ磁界は依然として北である。交流電源の時刻ｔ２に続く電圧極性は負である。従ってＭＣＵ３０は作用しない。その結果、ＭＣＵ３０は、制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力しない。制御可能な双方向交流スイッチ２６は、これを通って流れる電流がゼロに近くなると、自動的に止まる。実際、純粋な抵抗器負荷のような非常に小さいインダクタンスがモータにあるとき、交流電源２４からの電流は、交流電源２４のゼロ電圧クロス点で０アンペアに近付き、それは、制御可能な双方向交流スイッチの保持電流閾値よりも小さい。制御可能な双方向交流スイッチ２６は、こうしてオフする。他の実施形態では、モータに高い誘導負荷があれば、電流が０アンペアに近くなる時刻が、交流電源２４のゼロ電圧クロス点の瞬間よりも遅く生じる。図６Ｂを参照すると、制御可能な双方向交流スイッチ２６は、時刻ｔ２よりも遅い瞬間にオフする。ステータ巻線１６を流通する電流は非常に小さく（ステータ巻線１６に保存した無効エネルギが非常に小さいので）、ロータ１４のために発生する駆動力は非常に小さく、従ってロータ１４は、慣性により右回りに回転し続ける。時刻ｔ３（交流電源の次のゼロ電圧クロス点）にて、位置センサ２０によって検出されるロータ磁界は依然として北である。交流電源の時刻ｔ３に続く電圧極性は正である。このように、ＭＣＵ３０の作動は時刻ｔ０における作動に似ており、説明を繰り返す必要はない。
【００３９】
[0058]  時刻ｔ４（交流電源の次のゼロ電圧クロス点）にて、位置センサ２０によって検出されるロータ磁界は南である。交流電源の時刻ｔ４に続く電圧極性は負であり、ＭＣＵ３０は、表１に示される参照表で決定された点弧角に従って、制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力することができる。ＭＣＵ３０のその後の動作は、上述したような同じ条件のそれに似ており、繰り返す必要はない。上記手順の全体にわたるＭＣＵ３０の制御方法は、表３に説明される。
【００４０】
[0059]  表３  ＭＣＵの制御方法
2018014876.tif 000009
【００４１】
[0060]  他の実施形態では、図８に示すように、図７に示したホールセンサとは反対の出力状態を有するスイッチ式ホールセンサが使用される。ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチを制御して、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で切り換える方法は、それに応じて調整することができる。例えば、検出ロータ磁界が南であり交流電源の極性が正であるとき、又は検出ロータ磁界が北であり交流電源の極性が負であるとき、ＭＣＵ３０は、所定の点弧角の後に、制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する。検出ロータ磁界が南であり交流電源の極性が負であるとき、又は検出ロータ磁界が北であり交流電源の極性が正であるとき、ＭＣＵ３０は、制御可能な双方向交流スイッチ２６の制御電極にトリガパルスを出力しない。
【００４２】
[0061]  一部の実施形態では、交流電源のゼロ電圧クロス点の検出に加えて、ＭＣＵ３０は、交流電源の電圧が正から負に、又は負から正に変わる点としてゼロ電圧クロス点をさらに決定する。ゼロ電圧クロス点が、交流電源の電圧が正から負に変化する点であれば、ＭＣＵ３０は、検出ロータ磁界が南であるかどうかをさらに決定する。検出ロータ磁界が南であれば、ＭＣＵ３０は、交流電源のゼロ電圧クロス点の後に点弧角に到達したとき、制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する。ゼロ電圧クロス点が、交流電源の電圧が負から正に変わる点であれば、ＭＣＵ３０は、検出ロータ磁界が北であるかどうかをさらに決定する。検出ロータ磁界が北であれば、ＭＣＵ３０は、交流電源のゼロ電圧クロス点の後に点弧角に到達したとき、制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する。上記状況が生じなければ、ＭＣＵ３０は、制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力せず、制御可能な双方向交流スイッチ２６は、制御可能な双方向交流スイッチ２６を流通する作動電流が０に近付くと、自動的に閉じる。
【００４３】
[0062]  一部の実施形態では、ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチを制御して、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で切り換える方法は、これに応じて調整することができる。ゼロ電圧クロス点が、交流電源の電圧が正から負に変化する点であれば、ＭＣＵ３０は、検出ロータ磁界が北であるかどうかをさらに決定する。検出ロータ磁界が北であれば、交流電源のゼロ電圧クロス点の後に点弧角に到達しているとき、ＭＣＵ３０は、制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する。ゼロ電圧クロス点が、交流電源の電圧が負から正に変化する点であれば、ＭＣＵ３０は、検出ロータ磁界が南であるかどうかをさらに決定する。検出ロータ磁界が南であれば、ＭＣＵ３０は、交流電源のゼロ電圧クロス点の後に点弧角に到達したとき、制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する。上記状況が生じなければ、ＭＣＵ３０は、制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力せず、制御可能な双方向交流スイッチ２６は、これを流通する作動電流が０に近付くと、自動的に閉じる。
【００４４】
[0063]  図９は、本開示の第３の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図である。実施形態では、モータ駆動回路は、トライアック２６ａ、ＭＣＵ３０ａ、位置センサ２０ａ、交流直流変換器２９ａ、及びヒューズ３２ａを含む。交流電源２４ａの第１の端部は、ヒューズ３２ａ及びステータ巻線１６ａを介してトライアック２６ａの第２の陽極Ｔ２に接続される。トライアック２６ａの第１の陽極Ｔ１は、交流電源２４ａの第２の端部に接続され、同様にアースされる。交流直流変換器２９ａは、ヒューズ３２ａを介して交流電源２４の第１の端部と第２の端部との間に接続され、交流を低い直流電圧に変換し、それを電源端子Ｖｃｃを通って出力するように構成される。位置センサ２０ａ、ＭＣＵ３０ａは、電源端子Ｖｃｃに接続されて、作動電圧を受け取る。ＭＣＵ３０ａは、位置センサ２０ａからロータ出力の磁極位置を表わす信号を取得して、抵抗器３４ａを介してトライアック２６ａの制御電極に接続される。
【００４５】
[0064]  図１０は、本開示の第４の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図である。実施形態では、モータ駆動回路は、トライアック２６ｂ、ＭＣＵ３０ｂ、位置センサ２０ｂ、交流直流変換器２９ｂ、ヒューズ３２ｂ、及び抵抗器３４ｂを含む。第４の実施形態と第３の実施形態との間の主な相違は、モータ駆動回路が、トランジスタＱ１及び抵抗器３５ｂをさらに含み、トランジスタＱ１のベースが、抵抗器３４ｂを介してＭＣＵ３０ｂに接続され、トランジスタＱ１のエミッタが、電源端子Ｖｃｃに接続され、トランジスタＱ１のコレクタが、抵抗器３５ｂを介してトライアック２６ｂの制御電極に接続されることである。実施形態では、ＭＣＵ３０ｂの駆動能力がトライアック２６ｂを駆動するのに不十分なとき、トランジスタＱ１は、ＭＣＵ３０ｂとトライアック２６ｂの制御電極との間に接続され、トライアック２６ｂの制御電極への電流を増幅する。
【００４６】
[0065]  図１１は、本開示の第５の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図である。実施形態では、モータ駆動回路は、トライアック２６ｃ、ＭＣＵ３０ｃ、位置センサ２０ｃ、交流直流変換器２９ｃ、ヒューズ３２ｃ、及び抵抗器３４ｃを含む。第５の実施形態と第３の実施形態との間の主な相違は、トライアック２６ｃの第１の陽極Ｔ１が電源端子Ｖｃｃに接続され、電流は、トライアック２６ｃの制御電極からＭＣＵに３０ｃに流れることである。
【００４７】
[0066]  図１２は、本開示の第６の実施形態によるモータ駆動回路のブロック図である。実施形態では、モータ駆動回路は、トライアック２６ｄ、ＭＣＵ３０ｄ、位置センサ２０ｄ、ヒューズ３２ｄ、及び交流直流変換器２９ｄを含む。第６の実施形態と第５の実施形態との間の主な相違は、モータ駆動回路が、トランジスタＱ２及び抵抗器３５ｄをさらに含み、トランジスタＱ２のベースが、抵抗器３４ｄを介してＭＣＵ３０ｄに接続され、
トランジスタＱ２のエミッタがアースされ、トランジスタＱ２のコレクタが、抵抗器３５ｄを介してトライアック２６ｄの制御電極に接続されることである。実施形態では、トランジスタＱ２は、ＭＣＵ３０ｄとトライアック２６ｄの制御電極との間に接続され、トライアック２６ｄの制御電極への電流を増幅する。
【００４８】
[0067]  本開示はまた、モータの駆動方法を提供し、方法は、
[0068]  交流電源のその瞬間の交流電圧極性及びゼロ電圧クロス点、並びにロータの磁極位置を検出する工程ａを備える。交流電源の電圧がゼロ電圧を通過し、検出ロータ磁界が北であり、交流電源の電圧極性が正であるとき、又は交流電源の電圧がゼロ電圧を通過し、検出ロータ磁界が南であり、交流電源の電圧極性が負であるとき、工程ｂが実施され、
[0069]  交流電源のゼロ電圧クロス点の後遅延時間の後、ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する工程ｂを備え、次いで、プロセスは工程ａに戻る。
【００４９】
[0070]  他の実施形態では、工程ａは、「交流電源のその瞬間の交流電圧極性及びゼロ電圧クロス点、並びにロータの磁極位置を検出する工程を備える。交流電源の電圧がゼロ電圧を通過し、検出ロータ磁界が南であり交流電源の電圧極性が正であるとき、又は交流電源の電圧がゼロ電圧を通過し、検出ロータ磁界は北であり交流電源の電圧極性は負であるとき、工程ｂが実施される。」とすることができる。
【００５０】
[0071]  一部の実施形態において、工程ａでは、ＭＣＵが、交流電源の電圧値、交流電源の周波数、ステータ巻線のインダクタンス値、ステータ巻線の内部抵抗、モータの温度、モータを取り囲む環境の温度、及び処理装置の温度から成る群から選ばれた少なくとも１つのパラメータに従って、点弧角又は遅延時間を決定する工程をさらに含むことができる。これに対応して、工程ｂでは、ＭＣＵ３０は、ゼロ電圧クロス点後の点弧角又は遅延時間後に、制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力し、次いで、プロセスは工程ａに戻ることができる。
【００５１】
[0072]  モータの駆動方法の第１の実施形態が図１３に示され、モータの駆動方法は、
[0073]  交流電源の電圧値を検出する工程８０１を含む。
【００５２】
[0074]  ＭＣＵ３０が交流電源２４の電圧値に従って点弧角を決定する工程８０２を含む。ＭＣＵ３０はまた、交流電源の電圧値及び対応する点弧角に関するパラメータを含む参照表を保存することができる。参照表には複数の電圧値範囲があってもよく、その各々は、点弧角に対応する。ＭＣＵ３０は、交流電源の検出電圧値が位置する電圧値範囲を決定し、参照表に従って対応する点弧角を見つける。
【００５３】
[0075]  工程８０１及び８０２では、ＭＣＵは、所定角度で交流電源２４の電圧値を検出し、検出電圧値に従って対応する点弧角を見つけることができる。ＭＣＵはまた、現在の電圧値及びその対応する角度（ここの角度は、交流電源の１サイクル当たり０から３６０度を指し、例えば９０度が電圧振幅に対応する）を検出し、交流電源の振幅又は実効電圧を計算することができる。ＭＣＵ３０はまた、交流電源２４の振幅又は実効電圧値に従って参照表から点弧角を見つける。交流電源の電圧値と点弧角との間の関連性は、上述した２つの方法に限定されない。
【００５４】
[0076]  交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するかどうかを検出する工程８０３を含み、交流電源電圧がゼロ電圧を通過するとき工程８０４を実行し、交流電源電圧がゼロ電圧を通過しないとき工程８０１を実行する。
【００５５】
[0077]  ロータの磁界及び交流電源の極性を検出する工程８０４を含み、検出ロータ磁界が北であり交流電源の極性が正であるとき、又は検出ロータ磁界が南であり交流電源の極性は負であるとき工程８０５を実行し、そうでなければ、工程８０６を実行する。
【００５６】
[0078]  交流電源のゼロ電圧クロス点の後の点弧角の後に、ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する工程８０５を含み、次いでプロセスは、工程８０１に戻る。
【００５７】
[0079]  ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力しない工程８０６を含み、制御可能な双方向交流スイッチ２６は自動的に止まり、次いで、プロセスは工程８０１に戻る。
【００５８】
[0080]  上記各工程では、当業者によって点弧角は遅延時間で置き換え可能であることが理解される。点弧角又は遅延時間は、交流電源２４の電圧値に基づいて決定することができる。点弧角又は遅延時間はまた、交流電源の電圧値、交流電源の周波数、ステータ巻線のインダクタンス値、ステータ巻線の内部抵抗、モータの温度、環境の温度、モータを取り囲む温度を含むパラメータの少なくとも１つに基づいて決定することができる。ＭＣＵ３０の作動は、これに応じて調整することができる。
【００５９】
[0081]  図１３に示す工程は、必ずしも図に示す順序で続けて起きず、工程の一部は反対にすることができ、隣接する２つの工程は必ずしも連続しないことが注目される。例えば、工程８０３は、工程８０１と工程８０２との間に挿入することができる。工程８０３及び８０４を初めに実行することができ、工程８０１及び８０２を次いで実行することができる。図１４〜図１７を参照すると、本開示によるモータの駆動方法の他の実施形態が示されるが、これらの実施形態は単なる例示であり、本発明を限定すると解釈すべきではない。
【００６０】
[0082]  図１４は、本開示の第２の実施形態によるモータの駆動方法のフローチャートであり、モータの駆動方法は、
[0083]  交流電源の電圧値を検出する工程９０１を含む。
【００６１】
[0084]  ＭＣＵ３０が交流電源２４の電圧値に基づいて点弧角又は遅延時間を決定する工程９０２を含む。ＭＣＵ３０は、交流電源の電圧値及び対応する点弧角に関するパラメータを含む参照表を保存することができる。参照表には、複数の電圧値範囲があり、その各々は点弧角に相当する。ＭＣＵ３０は、交流電源の電圧値が位置する電圧値範囲を決定し、参照表に従って対応する点弧角を見つける。他の実施形態では、ＭＣＵ３０は、点弧角を保存する代わりに、遅延時間を保存することもできる。遅延時間は、交流電源の点弧角、振幅及び周波数に基づいて計算することができる。
【００６２】
[0085]  工程９０１及び９０２では、ＭＣＵは、所定角度で交流電源２４の電圧値を検出し、検出電圧値に従って対応する点弧角を見つけることができる。ＭＣＵはまた、現在の電圧値及びその対応する角度を検出し、交流電源の振幅又は実効電圧を計算し、交流電源２４の振幅又は実効電圧値に従って参照表から対応する点弧角を見つけることができる。交流電源の電圧と点弧角との間の関連性は、上述した２つの様式に限定されない。
【００６３】
[0086]  交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するかどうかを検出する工程９０３を含み、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するとき工程９０４を実行し、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過しないとき工程９０１を実行する。
【００６４】
[0087]  ロータの磁界及び交流電源の極性を検出する工程９０４を含み、検出ロータ磁界が南であり交流電源の極性が正であるとき、又は検出ロータ磁界が北であり交流電源の極性が負であるとき、工程９０５を実行する。そうでなければ、工程９０６を実行する。
【００６５】
[0088]  交流電源のゼロ電圧クロス点の後の点弧角又は遅延時間の後に、ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する工程９０５を含み、次いでプロセスは工程９０１に戻る。
【００６６】
[0089]  ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力しない工程９０６を含み、制御可能な双方向交流スイッチ２６は自動的に閉じ、次いで、プロセスは工程９０１に戻る。
【００６７】
[0090]  図１５は、本開示の第３の実施形態によるモータの駆動方法のフローチャートであり、モータの駆動方法は、
[0091]  交流電源の電圧値を検出する工程１４０１を含む。
【００６８】
[0092]  交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するかどうかを検出する工程１４０２を含み、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するとき工程１４０３を実行し、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過しないとき工程１４０１を実行する。
【００６９】
[0093]  ＭＣＵ３０が交流電源２４の電圧値に従って点弧角又は遅延時間を決定する工程１４０３を含む。
【００７０】
[0094]  工程１４０１及び１４０３では、ＭＣＵは、所定角度で交流電源２４の電圧値を検出し、検出電圧値に従って対応する点弧角を見つけることができる。ＭＣＵはまた、現在の電圧値及びその対応する角度を検出し、交流電源の振幅又は実効電圧を計算し、交流電源２４の振幅又は実効電圧値に従って参照表から点弧角を見つけることができる。交流電源の電圧と点弧角との間の関連性は、上述した２つの様式に限定されない。
【００７１】
[0095]  ロータの磁界及び交流電源の極性を検出する工程１４０４を含み、検出ロータ磁界が北であり交流電源の極性が正であるとき、又は検出ロータ磁界が南であり交流電源の極性が負であるとき工程１４０５を実行する。そうでなければ、工程１４０６を実行する。
【００７２】
[0096]  交流電源のゼロ電圧クロス点の後の点弧角又は遅延時間の後に、ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する工程１４０５を含み、次いで、プロセスは工程１４０１に戻る。
【００７３】
[0097]  ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力しない工程１４０６を含み、制御可能な双方向交流スイッチ２６は自動的に止まり、次いで、プロセスは工程１４０１に戻る。
【００７４】
[0098]  図１６は、本開示の第４の実施形態によるモータの駆動方法のフローチャートであり、モータの駆動方法は、
[0099]  交流電源の電圧値を検出する工程１５０１を含む。
【００７５】
[0100]  ＭＣＵ３０が交流電源２４の電圧値によって点弧角又は遅延時間を決定する工程１５０２を含む。
【００７６】
[0101]  工程１５０１及び１５０２では、ＭＣＵは、所定角度で交流電源２４の電圧値を検出し、検出電圧値に従って対応する点弧角を見つけることができる。ＭＣＵはまた、現在の電圧値及びその対応する角度を検出し、交流電源の振幅又は実効電圧を計算し、交流電源２４の振幅又は実効電圧値に従って参照表から点弧角を見つけることができる。交流電源の電圧と点弧角との間の関連性は、上述した２つの様式に限定されない。
【００７７】
[0102]  交流電源２４の現在の電圧極性を検出しかつ保存する工程１５０３を含む。
【００７８】
[0103]  交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するかどうかを検出する工程１５０４を含み、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するとき工程１５０５を実行し、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過しないとき工程１５０１を実行する。
【００７９】
[0104]  ＭＣＵ３０が、交流電源２４の保存された電圧極性を反転し、ロータの磁界が北であるかどうかを検出する工程１５０５を含み、交流電源の反転極性が正であり検出ロータ磁界が北であるとき、又は交流電源の反転極性が負であり検出ロータ磁界が南であるとき、工程１５０６を実行する。そうでなければ、工程１５０７を実行する。
【００８０】
[0105]  交流電源のゼロ電圧クロス点の後の点弧角又は遅延時間後に、ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する工程１５０６を含み、次いでプロセスは工程１５０１に戻る。
【００８１】
[0106]  ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力しない工程１５０７を含み、制御可能な双方向交流スイッチ２６は自動的に止まり、次いでプロセスは工程１５０１に戻る。
【００８２】
[0107]  図１３〜図１６に示すような実施形態において、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するかどうかを検出する工程は、検出されるまで連続することが好ましい。
【００８３】
[0108]  図１７は、本開示の第５の実施形態によるモータの駆動方法のフローチャートであり、モータの駆動方法は、
[0109]  交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するかどうかを検出する工程１６０１を含み、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するとき工程１６０２を実行し、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過しないとき工程１６０１を実行する。
【００８４】
[0110]  ロータの磁界及び交流電源の極性を検出する工程１６０２を含み、検出ロータ磁界が北であり交流電源の極性が正であるとき、又は検出ロータ磁界が南であり交流電源の極性が負であるとき、工程１６０３を実行する。そうでなければ、工程１６０６を実行する。
【００８５】
[0111]  交流電源の電圧値を検出する工程１６０３を含む。
【００８６】
[0112]  ＭＣＵ３０が交流電源２４の電圧値に従って点弧角又は遅延時間を決定する工程１６０４を含む。
【００８７】
[0113]  工程１６０３及び１６０４では、ＭＣＵは、所定角度で交流電源２４の電圧値を検出し、検出電圧値に従って対応する点弧角を見つけることができる。ＭＣＵはまた、現在の電圧値及びその対応する角度を検出し、交流電源の振幅又は実効電圧を計算し、交流電源２４の振幅又は実効電圧値に従って参照表から点弧角を見つけることができる。交流電源の電圧と点弧角との間の関連性は、上述した２つの様式に限定されない。
【００８８】
[0114]  交流電源のゼロ電圧クロス点の後の点弧角又は遅延時間の後に、ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する工程１６０５を含み、次いでプロセスは工程１６０１に戻る。
【００８９】
[0115]  ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力しない工程１６０６を含み、制御可能な双方向交流スイッチ２６は自動的に止まり、次いでプロセスは工程１６０１に戻る。
【００９０】
[0116]  上記実施形態では、交流電源の電圧値を検出する周波数、及び交流電源の電圧値に従って点弧角を決定する周波数は、デザイン要求に応じて調整することができる。
【００９１】
[0117]  上記実施形態では、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するかどうかを検出する工程、並びにロータの磁界及び交流電源の極性を検出する工程は、交流電源の電圧値を検出する工程及び遅延時間の点弧角を決定する工程とは別個に実施することができ、すなわち各工程の順序は限定されない。例えば、ＭＣＵは、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するとき中断信号を出力し、中断信号が発生したとき、ロータの磁界及び交流電源の極性が検出される。上記実施形態では、トリガ角度又は遅延時間は、交流電源の電圧値に基づいて決定され、他の実施形態では、トリガ角度又は遅延時間はまた、交流電源の電圧値、交流電源の周波数、モータを取り囲む環境の温度、及び処理装置の温度から成る群から選ばれた少なくとも１つのパラメータに基づいて決定できることを理解されたい。さらに、点弧角又は遅延時間をステータ巻線のインダクタンス値に基づいて決定すれば、インダクタンス値を繰り返し読むことは必要ではなく、ステータ巻線のインダクタンス値は以前に取得される。
【００９２】
[0118]  図１８は、本開示の第６の実施形態によるモータの駆動方法のフローチャートであり、ステータ巻線のインダクタンスによって点弧角を決定するための実施形態を概略的に例示する。モータの駆動方法は、
[0119]  ＭＣＵ３０がステータ巻線のインダクタンスに従って点弧角を決定する工程１８０１を含む。
【００９３】
[0120]  実施形態では、ステータ巻線のインダクタンス値はＭＣＵ３０に予め保存することができ、その結果ＭＣＵ３０は、前もってインダクタンス値を取得する。ＭＣＵ３０はまた、ステータ巻線のインダクタンス値及び対応する点弧角に関するパラメータを含む参照表を保存することができる。参照表には、複数のインダクタンス値があり、その各々は点弧角に対応し、ＭＣＵ３０は、ステータ巻線のインダクタンス値が位置するインダクタンス値範囲を決定し、参照表に従って対応する点弧角を見つける。
【００９４】
[0121]  交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するかどうか検出する工程１８０２を含み、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過するとき工程１８０３を実行し、交流電源の電圧がゼロ電圧を通過しないとき工程１８０２を実行する。
【００９５】
[0122]  ロータの磁界及び交流電源の極性を検出する工程１８０３を含み、検出ロータ磁界が北であり交流電源の極性が正であるとき、又は検出ロータ磁界が南であり交流電源の極性が負であるとき、工程１８０４を実行する。そうでなければ、工程１８０５を実行する。
【００９６】
[0123]  交流電源のゼロ電圧クロス点の後の点弧角の後に、ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力する工程１８０４を含み、次いでプロセスは工程１８０２に戻る。
【００９７】
[0124]  ＭＣＵ３０が制御可能な双方向交流スイッチ２６にトリガパルスを出力しない工程１８０５を含み、制御可能な双方向交流スイッチ２６は自動的に止まり、次いでプロセスは工程１８０２に戻る。
【００９８】
[0125]  図１８は、実施例としてのみ提示され、他の実施形態では、一部の工程は反転することができ、２つの隣接する工程は、必ずしも連続しない。
【００９９】
[0126]  本開示の実施形態に説明したモータは、ファン、水ポンプ、及び電気自動車（電気自動車には、低電圧又は高電圧交流電源を必要とし、そうでなければ、永久磁石交流モータを駆動するためにインバータが必要となる）を駆動するのに適することを理解されたい。本開示の実施形態によるモータは、同期モータ及びＢＬＤＣモータのような、永久磁石ロータを備える交流モータである。本開示の実施形態によるモータは、単相同期モータ及び単相ＢＬＤＣモータのような、永久磁石ロータを備えた単相交流モータであることが好ましい。モータが同期モータであるとき、交流電源は、商用交流電源にすることができる。モータがＢＬＤＣモータであるとき、交流電源は、インバータによって設けることができる。
【０１００】
[0127]  本開示の実施形態では、モータは、所望のトルクを可能な限り発生することができ、正トルクに抗して作用する負トルクによる電力消費を減らすことができ、従って原動力効率を改善し、しかも資源保全及び環境保護を向上することができる。
【０１０１】
[0128]  本開示の所定の創造性に富む実施形態を具体的に説明したが、本開示はそれに限定すると解釈すべきでないことを理解されたい。本開示には、その範囲及び精神から逸脱することなく、様々な変更又は修正を成すことができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１６  ステータ巻線
２０  位置センサ
２４  交流電源
２６  制御可能な双方向交流スイッチ
２９  交流直流変換器
３０  ＭＣＵ
３２  ヒューズ
３４  抵抗器
３６  抵抗器
４２  抵抗器
４４  抵抗器
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【外国語明細書】
2018014876000001.pdf