(57)【要約】【課題】位置センサレスで且つモータと負荷要素との接続位置に関する情報がない場合にも高効率化を図ることができるモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置は、周期的な負荷トルク変動を有する負荷要素を駆動するモータを制御する装置であって、前記負荷トルク変動の１周期分の角度に対応する電圧補正パターンを記憶する電圧補正パターン記憶部８と、前記モータを駆動するための基本電圧波形を生成するモータ駆動電圧波形作成部１０と、前記電圧補正パターンに補正係数を与えて前記基本電圧波形を補正するモータ駆動電圧波形補正部１１とを備えており、前記モータ駆動電圧波形補正部１１によって生成されたモータ駆動信号によって前記モータを駆動した際のモータ駆動電流の変動量を検出し、前記モータ駆動電流の変動量を指標として、前記補正係数を決定する。【選択図】図２
2015100206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的な負荷トルク変動を有する負荷要素を駆動するモータを制御する装置であって、
前記負荷トルク変動の１周期分の角度に対応する電圧補正パターンを記憶する電圧補正パターン記憶部と、
前記モータを駆動するための基本電圧波形を生成するモータ駆動電圧波形作成部と、
前記電圧補正パターンに補正係数を与えて前記基本電圧波形を補正するモータ駆動電圧波形補正部とを備えており、
前記モータ駆動電圧波形補正部によって生成されたモータ駆動信号によって前記モータを駆動した際のモータ駆動電流の変動量を検出し、前記モータ駆動電流の変動量を指標として、前記補正係数を決定することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記補正係数は、前記基本電圧波形に対する前記電圧補正パターンの位相を含み、前記位相を異なる値として前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を比較した結果を指標として、前記位相を決定する請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記補正係数は、前記電圧補正パターンのゲインを含み、前記ゲインを異なる値として前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を比較した結果を指標として、前記ゲインを決定する請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記電圧補正パターンの形状は、前記負荷要素の角度ごとの負荷トルク値を前記負荷要素の前記１周期分の負荷トルクの平均値から差し引いた値を、前記負荷要素の角度で積分した関数に基づく形状である請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置によって駆動される同期モータと、
前記同期モータが駆動する圧縮機とを備えることを特徴とする冷凍・空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを制御するモータ制御装置に関し、特にインバータ回路を有するモータ制御装置に関する。また、本発明は、モータ制御装置を搭載した冷凍装置、空調装置（これらを総称して冷凍・空調装置とする）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、負荷トルク変動を伴う負荷要素を駆動する同期モータの可変速制御にはインバータが用いられている。周期的な負荷トルク変動を有する負荷要素を備えるものとして、シングルロータ型圧縮機あるいはレシプロ型圧縮機などが挙げられる。シングルロータ型圧縮機あるいはレシプロ型圧縮機などは、空気調和機や冷蔵庫などの家電製品に搭載される圧縮機として広く使用されているものである。
【０００３】
図１Ａはシングルロータ型圧縮機の負荷トルク特性を示す図であり、図１Ｂはレシプロ型圧縮機の負荷トルク特性を示す図である。シングルロータ型圧縮機やレシプロ型圧縮機では、作動媒体の吸入工程、圧縮工程、吐出工程からなる圧縮サイクルが１回転につき１回行われる。吐出直前は作動媒体が圧縮されているため、負荷トルクが大きくなり、吐出直後は作動媒体が抜けているため、負荷トルクが小さくなる。したがって、圧縮機の角速度を一定にしようとすると、負荷トルク変動に応じてモータ電流に脈動が発生するため、電力損失が増加するという問題がある。
【０００４】
この問題を解決する方法として、圧縮機の機械角に応じて、つまり、作動媒体の吸入工程、圧縮工程、吐出工程からなる圧縮サイクルのどの位置にあるかに応じて、モータトルクを補償する方法がある。この方法を用いることにより、負荷トルク変動に応じてモータトルクを補償することが可能となり、負荷トルク変動によるモータ電流の脈動を低減して高効率化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１５４３４号公報
【特許文献２】特開２００４−２７４８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で提案されているモータ制御装置は、モータ駆動電流の脈動を小さくするようにトルク補償するトルクパターンを適用してモータ駆動効率を向上させている。トルクパターンを適用するためには、負荷要素の機械角が判っている必要がある。特許文献１には、ブラシレスモータの各巻線からの誘起電圧の波形によって、モータ内のロータの位置を検出するという記載はあるが、モータに接続された負荷要素の機械角を検出するという記載はない。したがって、モータと負荷要素との接続位置に関する情報がない場合には、負荷要素の負荷トルク変動に応じてモータトルクを補償することができない。
【０００７】
特許文献２で提案されているモータ制御装置は、位置センサレスにするために、モータ駆動電流の脈動に基づいてロータの機械的位置を検出しているが、モータの極数が多い場合に負荷要素の機械角に対してモータの電気角が何周期目であるかを判定しているに過ぎないため、モータと負荷要素との接続位置に関する情報がない場合には、負荷要素の負荷トルク変動を補償するモータトルクとすることができない。
【０００８】
本発明は、上記の状況に鑑み、位置センサレスで且つモータと負荷要素との接続位置に関する情報がない場合にも高効率化を図ることができるモータ制御装置及び当該モータ制御装置を搭載した冷凍・空調装置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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るモータ制御装置は、周期的な負荷トルク変動を有する負荷要素を駆動するモータを制御する装置であって、前記負荷トルク変動の１周期分の角度に対応する電圧補正パターンを記憶する電圧補正パターン記憶部と、前記モータを駆動するための基本電圧波形を生成するモータ駆動電圧波形作成部と、前記電圧補正パターンに補正係数を与えて前記基本電圧波形を補正するモータ駆動電圧波形補正部とを備えており、前記モータ駆動電圧波形補正部によって生成されたモータ駆動信号によって前記モータを駆動した際のモータ駆動電流の変動量を検出し、前記モータ駆動電流の変動量を指標として、前記補正係数を決定する構成（第１の構成）とする。
【００１０】
上記第１の構成のモータ制御装置において、前記補正係数は、前記基本電圧波形に対する前記電圧補正パターンの位相を含み、前記位相を異なる値として前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を比較した結果を指標として、前記位相を決定する構成（第２の構成）としてもよい。
【００１１】
上記第１又は第２の構成のモータ制御装置において、前記補正係数は、前記電圧補正パターンのゲインを含み、前記ゲインを異なる値として前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を比較した結果を指標として、前記ゲインを決定する構成（第３の構成）としてもよい。
【００１２】
上記第１〜第３のいずれかの構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、前記負荷要素の角度ごとの負荷トルク値を前記負荷要素の前記１周期分の負荷トルクの平均値から差し引いた値を、前記負荷要素の角度で積分した関数に基づく形状である構成（第４の構成）としてもよい。
【００１３】
上記第１〜第３のいずれかの構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、前記負荷要素を一定のトルクで回転させたときの、負荷トルク変動１周期分の角速度変化を測定し、その変動パターンに基づく形状とする構成（第５の構成）としてもよい。
【００１４】
上記第４又は第５の構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、基となる前記関数または前記変動パターンに比べて、補正量を小さくした形状である構成（第６の構成）としてもよい。
【００１５】
上記第１〜第６のいずれかの構成のモータ制御装置において、前記モータ駆動電流の変動量を指標として、前記補正係数の候補値を決定し、前記候補値と過去の前記補正係数の値との差、前記候補値と過去の前記補正係数の値に応じた値との差の全てが所定値以上である場合には、前記候補値を採用しない構成（第７の構成）としてもよい。
【００１６】
本発明に係る冷凍・空調装置は、上記第１〜第７のいずれかの構成のモータ制御装置と、前記モータ制御装置によって駆動される同期モータと、前記同期モータが駆動する圧縮機とを備える構成（第８の構成）とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、位置センサレスで且つモータと負荷要素との接続位置に関する情報がない場合にも高効率化を図ることができるモータ制御装置及び当該モータ制御装置を搭載した冷凍・空調装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】シングルロータ型圧縮機の負荷トルク特性を示す図である。
【図１Ｂ】レシプロ型圧縮機の負荷トルク特性を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置の概略構成を示す図である。
【図３】電圧補正パターンの一例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図５】補正後のモータ駆動電圧波形の一例を示す図である。
【図６】各相のモータ駆動電流波形の複数の例を示す図である。
【図７】モータ駆動電流の脈動量と電圧補正パターンの位相ずれ量との関係の一例を示す図である。
【図８】モータ駆動電流の脈動量と電圧補正パターンの補正ゲインとの関係の一例を示す図である。
【図９Ａ】本発明の第２実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】本発明の第２実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】本発明の第５実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図１０Ｂ】本発明の第５実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第６実施形態における電圧補正パターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置の概略構成を図２に示す。本実施形態に係るモータ制御装置は、コンバータ回路２と、インバータ回路３と、電流検出抵抗（シャント抵抗）Ｒ１と、電流検出回路５と、マイクロコンピュータＡ１とを備えている。コンバータ回路２の入力側には交流電源１が接続され、インバータ回路３の出力側には同期モータ４が接続される。同期モータ４は、周期的な負荷トルク変動を伴う負荷要素を駆動する。
【００２１】
コンバータ回路２は、交流電源１からの交流電圧を直流電圧に変換してインバータ回路３に供給する。インバータ回路３は、コンバータ回路２からの直流電圧を３相交流電圧に変換して同期モータ４に供給する。コンバータ回路２の出力側とインバータ回路３の入力側とは正極直流ライン及び負極直流ラインによって接続されており、当該負極直流ライン上に電流検出抵抗Ｒ１が設けられている。電流検出回路５は、電流検出抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧に基づいてインバータ回路３に流れる直流電流を検出し、その検出した直流電流を増幅して、直流電流信号としてマイクロコンピュータＡ１に出力する。すなわち、電流検出回路５は、インバータ回路３に流れる直流電流を検出する直流電流検出手段として機能している。
【００２２】
マイクロコンピュータＡ１は、同期モータ４を駆動制御するための回路であり、モータ駆動電流推定部６と、モータ駆動電流記憶部７と、電圧補正パターン記憶部８と、回転数設定部９と、モータ駆動電圧波形作成部１０と、モータ駆動電圧波形補正部１１と、ＰＷＭ波形作成部１２とを有しており、以下で説明する処理をプログラムにしたがって行っている。
【００２３】
モータ駆動電流推定部６は、電流変化分演算手段（不図示）及び分配演算手段（不図示）を有し、入力された直流電流信号から電流変化分演算手段により直流電流の変化分を求め、直流電流信号の変化分から分配演算手段によりモータ駆動電流を推定演算する。ここで、電流変化分演算手段および分配演算手段は、例えば特開平８−１９２６３号公報に記載されているものを用いることができる。特開平８−１９２６３号公報に記載されているものを用いた場合、電流変化分演算手段は、インバータ回路３の各相駆動素子のスイッチング直前と直後の直流電流信号（電流検出回路５の出力信号）からその変化分を求め、分配演算手段は、インバータ回路３の各相駆動素子のスイッチングタイミングに応じて直流電流信号（電流検出回路５の出力信号）の変化分を各相別に分配して相別のモータ駆動電流を推定演算する。モータ駆動電流推定部６を設けることにより、コイルおよびホール素子で構成された電流センサ、カレントトランスといったモータ駆動電流を検出するための電流センサを使用せずに、モータ駆動電流を推定演算することができるため、コストを削減することができる。
【００２４】
モータ駆動電流記憶部７は、モータ駆動電流推定部６によって推定演算された相別のモータ駆動電流を少なくとも負荷要素における負荷トルク変動１周期分記憶する。
【００２５】
電圧補正パターン記憶部８は、負荷要素における負荷トルク変動１周期分の角度に対応する電圧補正パターンを記憶する。電圧補正パターンは、例えば、角度と補正値との対応関係を示すデータテーブルの形式で記憶されていてもよく、角度と補正値との対応関係を示す関数の形式で記憶されていてもよい。
【００２６】
電圧補正パターンは、負荷要素における負荷トルク特性に応じて設定される。電圧補正パターンの一例を図３に示す。
【００２７】
電圧補正パターンは、同期モータ４が駆動する負荷要素の、各々の角度における負荷トルクの値を、負荷要素の負荷トルク１周期分の平均値から差し引いた値を、負荷要素の角度で積分した関数に基づいて定めることができる。このように定めることで、負荷トルクの値が平均値よりも小さい角度においては同期モータ４の駆動電圧が上昇するように補正して加速させることで同期モータ４の駆動電流が低下しないように、また、負荷トルクの値が平均値よりも大きい角度においては同期モータ４の駆動電圧が低下するように補正して減速させることで同期モータ４の駆動電流が上昇しないようにすることができ、負荷要素の周期的な負荷トルク変動による同期モータ４の駆動電流変動を抑えることができる。
【００２８】
図３の例では、図１Ｂに示すレシプロ型圧縮機のような負荷トルク特性を有した負荷要素に対応する電圧補正パターンを示している。図３（ａ）は図１Ｂと同様の負荷要素について、負荷トルク曲線Ａを２周期分示している。図３（ａ）において、負荷トルク平均値Ｂは、負荷トルク曲線Ａの１周期分の負荷トルク値を平均した値である。
【００２９】
図３（ｂ）の曲線Ｃは、図３（ａ）の曲線において、各々の角度における（負荷トルク平均値Ｂ）−（負荷トルクＡ）の値を求めて、角度で積分した曲線である。このような曲線Ｃを電圧補正パターンとしてモータを駆動し、負荷トルク特性曲線Ａを有する負荷要素を駆動すると、モータの駆動電流変動を抑えることができる。その際、負荷トルク曲線Ａと電圧補正パターンＣとの位相が合っていることが望ましく、さらには、電圧補正パターンＣによる電圧補正量が負荷トルク特性曲線Ａに対して適正量であることが望ましい。
【００３０】
このため、図３（ｂ）の曲線Ｃを電圧補正パターンとして電圧補正パターン記憶部８に記憶させる際に、角度、補正値を絶対値ではなく相対値として記憶させておき、後述するモータ駆動電圧波形補正部１１によってモータ駆動電圧波形を補正する際に、電圧補正パターン記憶部８に記憶された電圧補正パターンに所定の補正係数を与えた補正データによってモータ駆動電圧波形を補正することが好ましい。図３（ｂ）では一例として、点線で挟まれる負荷要素の負荷トルク変動周期１周期分を電圧補正パターンとして、角度軸（横軸）については左端を０度、右端を３６０度とし、補正量（縦軸）は１周期分の補正量の平均を１とした正規化データとして、電圧補正パターン記憶部８に記憶している。
【００３１】
なお、電圧補正パターンは、図３（ｃ）のように図３（ｂ）の曲線Ｃを近似した形状とすることもできる。図３（ａ）に示す負荷トルク曲線Ａは負荷状況や回転数などによって形状が変化すること、また、量産品の場合は個体差が生じることから、図３（ｂ）のように厳密に電圧補正パターンを定めても特定の条件でしか合致しない。したがって、図３（ｃ）のように近似した形状を用いても、実際には図３（ｂ）の電圧補正パターンを用いた場合と大差ない効果が得られることが多い。一方、図３（ｃ）のように近似形状とすることで、電圧補正パターンデータとして大量のテーブルデータを記憶しなくとも、関数式を記憶するだけでよく、また、所定の補正係数を与える際も関数式そのものを補正できるので、電圧補正パターン記憶部８の小容量化およびモータ駆動電圧波形補正部１１における補正処理の高速化が期待できる。以後の説明では、図３（ｃ）の電圧補正パターンを基にした図３（ｄ）に示す補正パターンが電圧補正パターン記憶部８に記憶されているものとする。
【００３２】
回転数設定部９は、目標とする回転数指令値に対応する強制励磁角周波数を決定し、その決定した強制励磁角周波数をモータ駆動電圧波形作成部１０に出力する。なお、目標とする回転数指令値は、例えば、本実施形態に係るモータ制御装置と、同期モータ４と、同期モータ４が駆動する周期的な負荷トルク変動を伴う負荷要素とを備える機器に搭載され、当該機器全体を制御する制御部から回転数設定部９に伝達される。
【００３３】
モータ駆動電圧波形作成部１０は、所定のデータ個数で構成された正弦波データテーブルを予め記憶しており、強制励磁角周波数に基づいて、同期モータ４のモータ巻線端子の各相に対応したモータ駆動基本電圧波形データ（電気角で１２０度ずつずらした正弦波データ）を正弦波データテーブルから読み出して、モータ駆動電圧波形補正部１１に出力する。なお、本実施形態では、正弦波データテーブルを用いてモータ駆動基本電圧波形を作成したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、演算によってモータ駆動基本電圧波形を作成しても構わない。
【００３４】
モータ駆動電圧波形補正部１１は、補正係数が与えられた電圧補正パターンを用いてモータ駆動基本電圧波形を補正する。また、モータ駆動電流記憶部７に記憶されたモータ駆動電流からモータ駆動電流の変動量を検出し、モータ駆動電流の変動量を指標として、電圧補正パターンの補正係数を決定する。モータ駆動電圧波形補正部１１の詳細な動作については後述する。
【００３５】
ＰＷＭ波形作成部１２は、モータ駆動電圧波形補正部１１から出力される補正後の各相モータ駆動電圧波形データを各相ＰＷＭ波形信号に変換し、その変換した各相ＰＷＭ波形信号をインバータ回路３の対応する各駆動素子（Ｕ相上側駆動素子ＱU、Ｕ相下側駆動素子Ｑx、Ｖ相上側駆動素子ＱV、Ｖ相下側駆動素子Ｑy、Ｗ相上側駆動素子ＱW、Ｗ相下側駆動素子Ｑz）に出力する。例えば、ＰＷＭ波形作成部１２は、ＰＷＭキャリア周期で三角波を発生させ、この三角波と補正後の各相モータ駆動電圧波形とを比較し、その比較結果に基づいてＨｉｇｈ／Ｌｏｗ出力することで、各相のＰＷＭ波形信号を出力する。インバータ回路３は、コンバータ回路２からの直流電圧を、各相のＰＷＭ波形信号に基づいて各相のモータ駆動波形に変換し、その各相のモータ駆動波形を同期モータ４の各相のモータ巻線に印加する。これにより、同期モータ４のロータが回転する。
【００３６】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１１の詳細な動作について説明する。以下、同期モータ４が３相４極のモータである場合について説明する。また、負荷要素における負荷トルク変動１周期分は、同期モータ４の１回転分であるとする。モータ駆動電圧波形補正部１１は、同期モータ４を起動する際に図４Ａ及び図４Ｂに示すフロー動作を開始する。
【００３７】
まず、モータ駆動電圧波形補正部１１は、位相ずれ量θの初期値を０に、補正ゲインＭの初期値を１に設定する（ステップＳ１０）。その後、モータ駆動電圧波形補正部１１は、電圧補正パターン記憶部８から電圧補正パターンを読み込む（ステップＳ２０）。
【００３８】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１１は、電圧補正パターンのそれぞれの角度ごとの補正量に補正ゲインＭを掛ける（ステップＳ３０）。そして、電圧補正パターンの位相を、モータ駆動基本電圧波形の位相に対してθ°ずらす（ステップＳ４０）。
【００３９】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１１は、それぞれの角度（それぞれの角度は離散的な値であってもよく、連続的な値であってもよい。）で電圧補正パターンの補正値に応じてモータ駆動基本電圧波形の振幅および角速度を補正し、電圧補正パターンの補正値が大きいほどモータ駆動基本電圧波形の振幅が大きくなり且つモータ駆動基本電圧波形の角速度が大きくなるように、電圧補正パターンの補正値が小さいほどモータ駆動基本電圧波形の振幅が小さくなり且つモータ駆動基本電圧波形の角速度が小さくなるようにする（ステップＳ５０）。
【００４０】
ここで、補正後の各相のモータ駆動電圧波形Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの一例を図５に示す。図５では、補正後の各相のモータ駆動電圧波形Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとともに、電圧補正パターンＰも示している。なお、図５の例では同期モータ４は３相４極のモータのため、モータ１周の電気角は７２０°となり、すなわち、Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは２サイクルでモータ１周分となる。図５に示す補正後の各相のモータ駆動電圧波形Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、それぞれの角度で電圧補正パターンＰの補正値に応じてモータ駆動電圧波形の振幅のみを補正した波形である。それぞれの角度で電圧補正パターンの補正値に応じてモータ駆動電圧波形の振幅を補正することで、図５に示すように、モータ駆動電圧波形において縦軸方向に拡大している区間と縮小している区間とができる。また、それぞれの角度で電圧補正パターンの補正値に応じてモータ駆動電圧波形の角速度を補正することで、図示は省略しているが、モータ駆動電圧波形において横軸方向に拡大している区間と縮小している区間とができる。
【００４１】
ステップＳ５０に続くステップＳ６０において、モータ駆動電圧波形補正部１１は、ステップＳ５０の処理で補正された各相のモータ駆動電圧波形に基づいて同期モータ４が駆動している状態における各相のモータ駆動電流をモータ駆動電流記憶部７からモータ１回転分、すなわち負荷要素における負荷トルク変動１周期分読み込み、モータ駆動電流波形の脈動量（変動量）を算出する。各相のモータ駆動電流値は、モータ駆動電流推定部６によって推定された相別のモータ駆動電流から各相における所定の角度での値を読み取ることで得られる。所定の角度とは、モータ駆動電圧波形に基づいてモータ駆動電流が最大になると推定される角度であることが好ましい。たとえば、モータ駆動電流の値を読み取る角度は、各相のモータ駆動基本電圧波形がピークとなる角度としてもよい。すなわち、図５において、Ｕ相のモータ駆動電流値は、たとえば、電気角で９０°、２７０°、４５０°、６３０°の時のＵ相の電流の値を読み取ることで、得ることができる。同様に、Ｖ相、Ｗ相のモータ駆動電流の値も読み取り、３相のモータ駆動電流波形の値１２点のデータから、最大と最小の値を選んで差をとることで、モータ駆動電流波形の脈動量とすることができる。また、モータ駆動電圧波形に対するモータ駆動電流の位相遅れ量が判っている、または推定できる場合には、モータ駆動電流の値を読み取る角度は、各相のモータ駆動基本電圧波形がピークとなる角度に、上記位相遅れ量を加算した角度とすることができる。これにより、モータ駆動電流波形がピークとなる角度により近い角度でモータ駆動電流の値を読み取ることができ、モータ駆動電流波形の脈動量をより精度高く求めることができる。
【００４２】
なお、モータ駆動電流波形の読み取りは上記に限らず、たとえばモータ駆動電流が正または負の値をとる６点からモータ駆動電流波形の脈動量を算出してもよい。また、読み取りをする角度も各相のモータ駆動電圧波形に基づく角度で決めるだけでなく、モータ駆動電流のゼロクロスやピークとなる角度を基準として定めることもできる。
【００４３】
図６（ａ）は、図３（ｄ）に示した補正パターンに、位相ずれ量θ＝０°、補正ゲインＭ＝１を与えた電圧補正パターンによってモータ駆動電圧波形を補正した場合のモータ駆動電流の例である。なお、図６にて駆動されるモータおよび負荷要素は、電圧補正パターンを求めた図３のモータおよび負荷要素とは、異なる個体であると仮定する。図６（ａ）の例では、モータ駆動電流波形の最大値（Ｉｗ２の絶対値）とモータ駆動電流波形の最小値（Ｉｕ４の絶対値）との間に大きな差があり、モータ駆動電流は大きく脈動している。
【００４４】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１１は、（θ＋Δθ）が３６０°以上であるかを判定する（ステップＳ７０）。ここで、Δθとは、電圧補正パターンの位相シフト幅であり、この値を小さくすれば、電圧補正パターンの位相補正係数をより精度よく求めることができる。また、この値を大きくすれば、電圧補正パターンの位相シフト補正係数を求めるための試行回数（ステップＳ４０〜Ｓ８０の実行回数）を少なくすることができる。本実施例では、Δθ＝２°としているので、ステップＳ４０〜Ｓ８０を１８０回実行することになる。
【００４５】
（θ＋Δθ）が３６０°以上でなければ（ステップＳ７０のＮＯ）、モータ駆動電圧波形補正部１１は、現在のθの値にΔθを加えた値を新たなθの値として設定し（ステップＳ８０）、その後ステップＳ４０に戻る。一方、（θ＋Δθ）が３６０°以上であれば（ステップＳ７０のＹＥＳ）、例えば図７に示すようなモータ駆動電流の脈動量と電圧補正パターンの位相ずれ量との関係が得られているので、モータ駆動電圧波形補正部１１は、モータ駆動電流の脈動量が最小となる電圧補正パターンの位相ずれ量を、電圧補正パターンの位相補正係数θ０に設定する（ステップＳ９０）。図７に示す例では、θ＝６０°の場合にモータ駆動電流の脈動量が最小となるので、電圧補正パターンの位相補正係数θ０を６０°に設定する。
【００４６】
同期モータ４の駆動が継続している限りモータ駆動電流の脈動量が最小となる電圧補正パターンの位相ずれ量の値は大きく変わらない事が多い。このため、ステップＳ９０で確定した電圧補正パターンの位相補正係数は、同期モータ４の回転駆動が継続している間は再設定しなくてもよい。したがって、図４Ａ及び図４Ｂのフローチャートでは、ステップＳ９０の処理を１回のみ実施している。負荷要素によっては、負荷トルク量や回転数によってモータ駆動電流の脈動量が最小となる電圧補正パターンの位相ずれ量の値が変わる場合もあるので、その場合には、当該条件下で再度ステップＳ１０から始まる電圧補正パターンの位相補正係数設定処理を行えばよい。
【００４７】
ステップＳ９０に続くステップＳ１００において、モータ駆動電圧波形補正部１１は、電圧補正パターンの位相を、モータ駆動基本電圧波形の位相に対して、ステップＳ９０で求めた位相補正係数θ０だけずらす。
【００４８】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１１は、電圧補正パターンのそれぞれの角度ごとの補正量に補正ゲインＭを掛ける（ステップＳ１１０）。そして、モータ駆動電圧波形補正部１１は、それぞれの角度（それぞれの角度は離散的な値であってもよく、連続的な値であってもよい。）で補正ゲインＭが乗算され、位相を位相補正係数θ０だけずらされた電圧補正パターンの補正値に応じてモータ駆動電圧波形の振幅および角速度を補正し、それぞれの角度における電圧補正パターンの補正値が大きいほどモータ駆動電圧波形の振幅が大きくなり且つモータ駆動電圧波形の角速度が大きくなるように、電圧補正パターンの補正値が小さいほどモータ駆動電圧波形の振幅が小さくなり且つモータ駆動電圧波形の角速度が小さくなるようにする（ステップＳ１２０）。
【００４９】
ステップＳ１２０に続くステップＳ１３０において、モータ駆動電圧波形補正部１１は、ステップＳ１２０の処理で補正された各相のモータ駆動電圧波形に基づいて同期モータ４が駆動している状態における各相のモータ駆動電流をモータ駆動電流記憶部７からモータ１回転分、すなわち負荷要素における負荷トルク変動１周期分読み込み、モータ駆動電流波形の脈動量（変動量）を算出する。
【００５０】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１１は、今回のモータ駆動電流波形の脈動量と前回のモータ駆動電流波形の脈動量とを比較し、その差が所定値以下かどうかを判定する（ステップＳ１４０）。差が所定値以下でなければ（ステップＳ１４０のＮＯ）、モータ駆動電流波形の脈動量の最小値が見つけられていないと判断し、ステップＳ１５０に進む。一方、差が所定値以下であれば（ステップＳ１４０のＹＥＳ）、モータ駆動電流波形の脈動量の最小値が見つかったと判断し、ステップＳ２００に進む。
【００５１】
ステップＳ１５０では、今回のモータ駆動電流波形の脈動量と前回のモータ駆動電流波形の脈動量とを比較し、その差が所定値以下かどうかを判定する。ここで、ステップＳ１５０の判定で用いる所定値は、ステップＳ１４０の判定で用いる所定値よりも大きい値に設定する。差が所定値以下であれば（ステップＳ１５０のＹＥＳ）、モータ駆動電流波形の脈動量が最小値となるゲイン補正係数Ｍ０に対し、現在の補正ゲインＭが近づいていると判定して、補正ゲインＭの刻み幅ΔＭの量を半分にし（ステップＳ１６０）、その後ステップＳ１７０に移行する。一方、差が所定値以下になっていなければ（ステップＳ１５０のＮＯ）、現在の補正ゲインＭがまだ離れていると判定して、補正ゲインＭの刻み幅ΔＭの量を維持したままステップＳ１７０に移行する。
【００５２】
ステップＳ１７０において、今回のモータ駆動電流波形の脈動量が、前回のモータ駆動電流波形の脈動量よりも小さいかどうかを判定する。今回の電流脈動量が前回の電流脈動量よりも大きければ（ステップＳ１７０のＮＯ）、次回の補正ゲインＭの増減方向を前回と逆方向として（ステップＳ１８０）ステップＳ１９０に移行する。一方、今回の電流脈動量が前回の電流脈動量よりも小さければ（ステップＳ１７０のＹＥＳ）、次回の補正ゲインＭの増減方向は前回と同方向のままステップＳ１９０に移行する。ステップＳ１９０では、補正ゲインＭの刻み幅ΔＭだけＭを変化させて、ステップＳ１１０に戻る。
【００５３】
ステップＳ２００では、補正ゲインＭを電圧補正パターンのゲイン補正係数Ｍ０に設定する。図８に示す例では、Ｍ＝２の場合にモータ駆動電流の脈動量が最小となるので、電圧補正パターンのゲイン補正係数Ｍ０を２に設定する。
【００５４】
図６（ｂ）は、図３（ｄ）に示した補正パターンに、位相ずれ量θ＝６０°、補正ゲインＭ＝２を与えた電圧補正パターンによってモータ駆動電圧波形を補正した場合のモータ駆動電流の例である。図６（ｂ）の例では、モータ駆動電流波形の波高値が全て揃っており、モータ駆動電流は脈動していないことになる（図８で脈動量＝０となっている）。
【００５５】
ステップＳ２００に続くステップＳ２１０において、モータ駆動電圧波形補正部１１は、位相補正係数θ０、ゲイン補正係数Ｍ０を与えた電圧補正パターンで補正された各相のモータ駆動電圧波形に基づいて同期モータ４が駆動している状態における各相のモータ駆動電流をモータ駆動電流記憶部７からモータ１回転分、すなわち負荷要素における負荷トルク変動１周期分読み込み、モータ駆動電流の最大振幅値から最小振幅値を引いた値をモータ駆動電流波形の脈動量（変動量）として算出する。続けてステップＳ２２０において、算出されたモータ駆動電流波形の脈動量が所定値以下かどうかを判定する。脈動量が所定値以下であれば（ステップＳ２２０のＹＥＳ）、モータ駆動電圧波形は最適に補正されていると判断し、ステップＳ２１０に戻る。脈動量が所定値以下でなければ（ステップＳ２２０のＮＯ）、モータ駆動電圧波形は最適に補正されていないと判断し、ゲイン補正係数Ｍ０を補正ゲインＭに代入し（ステップＳ２３０）、ステップＳ１１０に戻って、ゲイン補正係数Ｍ０の再探査を行う。
【００５６】
なお、ステップＳ２１０〜Ｓ２３０の代わりに、または加えて、例えば、所定時間の経過ごとに強制的にゲイン補正係数Ｍ０の再探査を行うステップを設けてもよい。また、ステップＳ２１０は随時行っても良いし、所定の時間ごとに間欠的に行っても良い。
【００５７】
また、負荷要素によっては、負荷トルク量や回転数によってモータ駆動電流の脈動量が最小となる電圧補正パターンの位相ずれ量の値が変わる場合もあるので、その場合には、ステップＳ２２０のＮＯの場合に、ステップＳ１０に戻っても良い。
【００５８】
モータ駆動電圧波形補正部１１が上述した図４Ａ及び図４Ｂに示すフローチャートの動作を行うことにより、位置センサレスで且つ同期モータ４と同期モータ４が駆動する負荷要素との接続位置に関する情報すなわち同期モータ４の電気角と同期モータ４が駆動する負荷要素の機械角との関係に関する情報がなくても、モータ駆動電流の脈動量を小さく（理想的には零に）することができ、同期モータ４を高効率で駆動することができる。
【００５９】
また、モータ駆動電圧波形補正部１１が上述した図４Ａ及び図４Ｂに示すフローチャートの動作を行うことにより、負荷トルク量の変動に関する情報がなくても、負荷トルク量の変動に対応してモータ駆動電流の脈動量を小さく（理想的には零に）することができ、同期モータ４を高効率で駆動することができる。
【００６０】
また、モータ駆動電圧波形補正部１１が上述した図４Ａ及び図４Ｂに示すフローチャートの動作を行うことにより、１つの電圧補正パターンを２つの補正係数（位相補正係数、ゲイン補正係数）で補正して、同期モータ４のモータトルクを制御することができるので、モータ制を簡便に、且つ、連続的に制御することができる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係るモータ制御装置の概略構成は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置の概略構成と同一である。
【００６２】
本実施形態においてモータ駆動電圧波形補正部１１は図９Ａ及び図９Ｂに示すフローチャートの動作を行う。図９Ａ及び図９Ｂに示すフローチャートは、図４Ａ及び図４Ｂに示すフローチャートに対して、ステップＳ７０及びＳ８０をステップＳ６１〜Ｓ６６に置換する第１の変更と、ステップＳ９０をステップＳ９１に置換する第２の変更とを施したものである。モータ駆動電圧波形補正部１１が図９Ａ及び図９Ｂに示すフローチャートの動作を行うことにより、本実施形態に係るモータ制御装置は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置と同様の効果を奏する。
【００６３】
以下、第１の変更および第２の変更に関するモータ駆動電圧波形補正部１１の動作について説明し、第１の変更および第２の変更以外に関するモータ駆動電圧波形補正部１１の動作については本発明の第１実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００６４】
ステップＳ６１において、モータ駆動電圧波形補正部１１は、今回のモータ駆動電流波形の脈動量と前回のモータ駆動電流波形の脈動量とを比較し、その差が所定値以下かどうかを判定する。差が所定値以下でなければ（ステップＳ６１のＮＯ）、モータ駆動電流波形の脈動量の最小値が見つけられていないと判断し、ステップＳ６２に進む。一方、差が所定値以下であれば（ステップＳ６１のＹＥＳ）、モータ駆動電流波形の脈動量の最小値が見つかったと判断し、ステップＳ９１に進む。
【００６５】
ステップＳ６２では、今回のモータ駆動電流波形の脈動量と前回のモータ駆動電流波形の脈動量とを比較し、その差が所定値以下かどうかを判定する。ここで、ステップＳ６２の判定で用いる所定値は、ステップＳ６１の判定で用いる所定値よりも大きい値に設定する。差が所定値以下であれば（ステップＳ６２のＹＥＳ）、モータ駆動電流波形の脈動量が最小値となる位相ずれ量θ０に対し、現在の位相ずれ量θが近づいていると判定して、位相ずれ量θの刻み幅Δθの量を半分にし（ステップＳ６３）、その後ステップＳ６４に移行する。一方、差が所定値以下になっていなければ（ステップＳ６２のＮＯ）、現在の位相ずれ量θがまだ離れていると判定して、補位相ずれ量θの刻み幅Δθの量を維持したままステップＳ６４に移行する。
【００６６】
ステップＳ６４において、今回のモータ駆動電流波形の脈動量が、前回のモータ駆動電流波形の脈動量よりも小さいかどうかを判定する。今回の電流脈動量が前回の電流脈動量よりも大きければ（ステップ６４のＮＯ）、次回の位相ずれ量θの増減方向を前回と逆方向として（ステップＳ６５）ステップＳ６６に移行する。一方、今回の電流脈動量が前回の電流脈動量よりも小さければ（ステップＳ６４のＹＥＳ）、次回の位相ずれ量θの増減方向は前回と同方向のままステップＳ６６に移行する。ステップＳ６６では、位相ずれ量θの刻み幅Δθだけθを変化させて、ステップＳ４０に戻る。これにより、今回のモータ駆動電流波形の脈動量と前回のモータ駆動電流波形の脈動量との差がステップＳ６１で設定された所定値以下あれば、ステップＳ４０〜ステップＳ６６のルーチンがモータ１回転分、すなわち負荷要素における負荷トルク変動１周期分完了していなくても、ステップＳ４０〜ステップＳ６６のルーチンから抜けることができ、処理時間の短縮を図ることができる。
【００６７】
ステップＳ９１において、モータ駆動電圧波形補正部１１は、位相ずれ量θを電圧補正パターンの位相補正係数θ０に設定する。
【００６８】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態は、電圧補正パターンの定義方法が本発明の第１実施形態と異なっており、それ以外に関しては本発明の第１実施形態と同一である。
【００６９】
本実施形態では、負荷要素を一定のトルク（モータートルク一定）で回転させたときの、負荷トルク変動１周期分の角速度変化を測定し、その変動パターンに基づいて電圧補正パターンを定めている。
【００７０】
一定のトルクで負荷要素を駆動した場合、負荷トルクが平均負荷トルクより小さくなる機械角では角速度が増速し、負荷トルクが平均負荷トルクより大きくなる機械角では角速度が減速する。力を積分すると速度エネルギーになるので、本実施形態における定義方法によって定義した電圧補正パターンであっても、本発明の第１実施形態での電圧補正パターンと同様のものが得られる。したがって、本実施形態に係るモータ制御装置は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置と同様の効果を奏するとともに、負荷トルク曲線を計測しなくても補正パターンが得られるため本発明の第１実施形態よりも簡便に電圧補正パターンを定義できるという利点を有している。
【００７１】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態は、電圧補正パターンの定義方法が本発明の第１実施形態及び第３実施形態と異なっており、それ以外に関しては本発明の第１実施形態及び第３実施形態と同一である。
【００７２】
本実施形態では、本発明の第１実施形態又は第３実施形態において定義した電圧補正パターンよりも、電圧補正パターン自体の補正量（補正ゲイン量Ｍ＝１のときの補正量）が小さくなる電圧補正パターンを定義する。例えば、本発明の第１実施形態において定義した電圧補正パターンに０より大きく１より小さい所定の補正ゲイン量を掛けたものを本実施形態の電圧補正パターンとしてもよく、本発明の第３実施形態において定義した電圧補正パターンに０より大きく１より小さい所定の補正ゲイン量を掛けたものを本実施形態の電圧補正パターンとしてもよい。
【００７３】
これにより、Ｍ＝１で位相補正係数を探査する（ステップＳ１０〜Ｓ９０）際に、電圧補正量が大きすぎてモータ駆動が不安定となり、最悪の場合は脱調に至ってしまうことを防止することができる。また、ゲイン補正係数を探査する（ステップＳ１００〜Ｓ２００）際に、ゲイン補正係数が１以上であることはほぼ確実となるので、ステップＳ１７０及びＳ１８０を省くことも可能となり、より早くゲイン補正係数を得られる利点もある。なお、電圧補正パターンの定義を本発明の第１実施形態又は第３実施形態から変更するのではなく、位相補正係数及びゲイン補正係数探査時の最初の補正ゲイン量Ｍを１より小さくすることによっても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
本実施形態において定義した電圧補正パターン自体の補正量（補正ゲイン量Ｍ＝１のときの補正量）は、本発明の第１実施形態又は第３実施形態において定義した電圧補正パターン自体の補正量（補正ゲイン量Ｍ＝１のときの補正量）の半分以下とすることが好ましい。この場合は、ゲイン補正係数が２以上となることが予測できるので、ゲイン補正係数を探査する（ステップＳ１００〜Ｓ２００）際の判断材料の１つとして使用することもできる。
【００７５】
＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態に係るモータ制御装置の概略構成は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置の概略構成と同一である。
【００７６】
本実施形態においてモータ駆動電圧波形補正部１１は図１０Ａ及び１０Ｂに示すフローチャートの動作を行う。図１０Ａ及び１０Ｂに示すフローチャートは、図４Ａ及び４Ｂに示すフローチャートに対して、ステップＳ９０をステップＳ９２〜Ｓ９５に置換する第３の変更を施したものである。
【００７７】
以下、第３の変更に関するモータ駆動電圧波形補正部１１の動作について説明し、第３の変更以外に関するモータ駆動電圧波形補正部１１の動作については本発明の第１実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００７８】
ステップＳ９２において、モータ駆動電圧波形補正部１１は、モータ駆動電流の脈動量が最小となる電圧補正パターンの位相ずれ量θ１に設定する。
【００７９】
ステップＳ９２に続くステップＳ９３において、モータ駆動電圧波形補正部１１は、位相ずれ量θ１と過去の位相補正係数値との差、位相ずれ量θ１と過去の位相補正係数値に応じた値との差の全てが所定値（例えば１０°）以上であるかどうかを判定する。
【００８０】
位相補正係数は理論上特定の角度となる（例えば、３相４極のモータの場合には、位相補正係数は、１８０°離れた２つの値しか理論上取らない）ので、過去に探査した位相補正係数を不揮発性の記憶部などに記憶させておき、位相ずれ量θ１と過去の位相補正係数値との差、位相ずれ量θ１と過去の位相補正係数値に応じた値（例えば、３相４極のモータの場合には、過去の位相補正係数値から１８０°離れた値）との差の全てが所定値（例えば１０°）以上である場合には、負荷要素が通常範囲内ではない（たとえば、冷凍サイクルの負荷が過負荷状態で、圧縮機（負荷要素）に入る冷媒の圧力や温度が高すぎる）と判断し、負荷要素が通常範囲内であると判断されるまでは位相ずれ量θ１を新たな位相補正係数に設定しないようにする。具体的には、次のような処理を実行する。
【００８１】
位相ずれ量θ１と過去の位相補正係数値との差、位相ずれ量θ１と過去の位相補正係数値に応じた値との差の全てが所定値以上であれば（ステップＳ９３のＹＥＳ）、ステップＳ９２を所定回数実行したかどうかを判定する（ステップＳ９４）。ステップＳ９２を所定回数実行した場合（ステップＳ９４のＹＥＳ）にはフロー動作を終了し、電圧補正パターンを用いたモータ駆動基本電圧波形の補正を行わずに同期モータ４を駆動させる。ステップＳ９２を所定回数実行していない場合（ステップＳ９４のＮＯ）にはステップＳ１０に戻り再度位相探査を行う。
【００８２】
位相ずれ量θ１と過去の位相補正係数値との差、位相ずれ量θ１と過去の位相補正係数値に応じた値との差の少なくとも一つが所定値未満であれば（ステップＳ９３のＮＯ）、位相ずれ量θ１を電圧補正パターンの位相補正係数θ０とする（ステップＳ９５）。
【００８３】
本実施形態では、負荷要素が通常範囲内ではない状態で電圧補正パターンの補正係数を最適化してしまうことを防止できる。また、この状態では同期モータ４の回転数を所定の回転数（例えばモータの起動時の維持回転数）未満とならないように制御してもよく、この場合には、負荷要素が通常範囲内ではない状態において、同期モータ４が所定の回転数未満となり、振動や脱調が発生することを防止することができる。
【００８４】
なお、ステップＳ９４の代わりに、フロー動作開始からの経過時間を計時し、その経過時間が所定時間を超えるかどうかを判定するステップとしてもよい。また、ステップＳ９２を所定回数実行したと判定した場合や図１０Ａ及び図１０Ｂのフロー開始からの経過時間が所定時間を超えたと判定した場合に、フロー動作を終了するのではなく、過去の位相補正係数を今回の位相補正係数θ０として用いてステップＳ１００に移行するようにしてもよい。
【００８５】
＜第６実施形態＞
本発明の第１実施形態では、電圧補正パターンの一例として図３に示すレシプロ型圧縮機のような負荷トルク特性を有した負荷要素に対応する電圧補正パターンを挙げたが、本発明の第６実施形態では、図１Ａに示すシングルロータ型圧縮機のような負荷トルク特性を有した負荷要素に対応する電圧補正パターンを用いることにする。
【００８６】
図１１（ａ）は図１Ａに示すシングルロータ型圧縮機のような負荷トルク特性を有した負荷要素について、１周期分の負荷トルク特性を示している。図１１（ａ）において、負荷トルク平均値Ｂは、負荷トルク曲線Ａの１周期分の負荷トルク値を平均した値である。
【００８７】
図１１（ｂ）の曲線Ｃは、図１１（ａ）の曲線において、各々の角度における（負荷トルク平均値Ｂ）−（負荷トルクＡ）の値を求めて、角度で積分した曲線である。負荷トルク曲線Ａが正弦波に近い形状であるため、負荷トルク曲線を正弦波(sinθ)で近似できれば、曲線Ｃを近似した図１１（ｃ）の曲線は余弦波形状（=cosθ）とすることができる。
【００８８】
本実施形態に係るモータ制御装置の概略構成は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置の概略構成と同一であり、モータ駆動電圧波形補正部１１の動作も本発明の第１実施形態〜第５実施形態のいずれかと同様にすれば良いので、ここでは説明を省略する。
【００８９】
＜圧縮機駆動装置及び冷凍・空調装置＞
冷凍・空調装置などで使用される圧縮機では、内部が高温状態になり、ホールＩＣなどのロータ位置を検出する位置センサを設けることが困難であるため、位置センサレスで同期モータを駆動する必要がある。そこで、本発明に係るモータ制御装置を圧縮機駆動装置の同期モータを駆動するために使用する。これによって、コイルおよびホール素子で構成された電流センサ、カレントトランスといった交流電流を検出するための電流センサが不要となるとともに、位置センサも不要となる。このことはすなわち、圧縮機の上死点などの機械角情報が不明で、かつ、機械角を知るのに必要な上記センサを有さないような圧縮機などの負荷要素であっても、任意の同期モータと接続して本発明に係るモータ制御装置で制御することで、高効率な同期モータ駆動を可能にする、とも言える。
【００９０】
そして、この本発明に係るモータ制御装置を備えた圧縮機駆動装置を冷凍・空調装置に搭載する。これによって、冷蔵庫、冷凍庫、空気調和機といった冷凍・空調装置を運転することが可能となる。例えば、空気調和機の場合、少なくとも圧縮機、室外熱交換器、膨張装置、及び室内熱交換器を冷媒配管により接続した冷媒回路を設け、本発明に係るモータ制御装置を備えた圧縮機駆動装置によって圧縮機を駆動し、四方弁の切り替えにより、冷房運転を行うときに冷媒回路の冷媒の流れ方向を圧縮機→室外熱交換器→膨張装置→室内熱交換器→圧縮機の方向とし、暖房運転を行うときに冷媒回路の冷媒の流れ方向を圧縮機→室内熱交換器→膨張装置→室外熱交換器→圧縮機の方向とする。
【００９１】
なお、本発明に係るモータ制御装置の用途は、冷凍・空調装置等で使用される圧縮機のモータ駆動に限定されることはなく、周期的な負荷トルク変動を伴う負荷要素を駆動する同期モータの可変速制御全般に本発明に係るモータ制御装置を使用することができる。本発明に係るモータ制御装置を用いることによって、高効率で安定した駆動を実現することができる。
【００９２】
＜まとめ＞
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、マイクロコンピュータＡ１と同一の機能を複数のマイクロコンピュータによって実現してもよく、マイクロコンピュータＡ１の一部または全部の機能を、専用の電気回路などによって実現してもよい。また、複数の実施形態を組み合わせて実施するようにしてもよい。例えば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせて実施することが可能である。
【００９３】
以上説明したモータ制御装置は、周期的な負荷トルク変動を有する負荷要素を駆動するモータ（４）を制御する装置であって、前記負荷トルク変動の１周期分の角度に対応する電圧補正パターンを記憶する電圧補正パターン記憶部（８）と、前記モータ（４）を駆動するための基本電圧波形を生成するモータ駆動電圧波形作成部（１０）と、前記電圧補正パターンに補正係数を与えて前記基本電圧波形を補正するモータ駆動電圧波形補正部（１１）とを備えており、前記モータ駆動電圧波形補正部（１１）によって生成されたモータ駆動信号によって前記モータ（４）を駆動した際のモータ駆動電流の変動量を検出し、前記モータ駆動電流の変動量を指標として、前記補正係数を決定する構成（第１の構成）とする。
【００９４】
このような構成によると、位置センサレスで且つモータとモータが駆動する負荷要素との接続位置に関する情報すなわちモータの電気角と負荷要素の機械角との関係に関する情報がなくても、モータ駆動電流の脈動量を小さく（理想的には零に）することができ、モータを高効率で駆動することができる。
【００９５】
上記第１の構成のモータ制御装置において、前記補正係数は、前記基本電圧波形に対する前記電圧補正パターンの位相を含み、前記位相を異なる値として前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を比較した結果を指標として、前記位相を決定する構成（第２の構成）としてもよい。
【００９６】
このような構成によると、モータの電気角と負荷要素の機械角との関係に関する情報がなくても、モータの電気角と負荷要素の機械角との関係に適した電圧補正パターンの位相を決定することができ、モータを高効率で駆動することができる。
【００９７】
上記第１又は第２の構成のモータ制御装置において、前記補正係数は、前記電圧補正パターンのゲインを含み、前記ゲインを異なる値として前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を比較した結果を指標として、前記ゲインを決定する構成（第３の構成）としてもよい。
【００９８】
このような構成によると、負荷トルク量の変動に関する情報がなくても、負荷トルク量の変動に対応してモータ駆動電流の脈動量を小さく（理想的には零に）することができ、モータを高効率で駆動することができる。
【００９９】
上記第１〜第３のいずれかの構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、前記負荷要素の角度ごとの負荷トルク値を前記負荷要素の前記１周期分の負荷トルクの平均値から差し引いた値を、前記負荷要素の角度で積分した関数に基づく形状である構成（第４の構成）としてもよい。
【０１００】
このような構成によると、電圧補正パターンの概形をモータのロータの速度変動パターンの正確な概形に相似させることができるので、モータトルク制御の高精度化が期待できる。
【０１０１】
上記第１〜第３のいずれかの構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、前記負荷要素を一定のトルクで回転させたときの、負荷トルク変動１周期分の角速度変化を測定し、その変動パターンに基づく形状とする構成（第５の構成）としてもよい。
【０１０２】
このような構成によると、負荷トルク曲線を計測しなくても補正パターンが得られるため簡便に電圧補正パターンを定義できる。
【０１０３】
上記第４又は第５の構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、基となる前記関数または前記変動パターンに比べて、補正量を小さくした形状である構成（第６の構成）としてもよい。
【０１０４】
このような構成によると、電圧補正量が大きすぎてモータ駆動が不安定となり、最悪の場合は脱調に至ってしまうことを防止することができる。
【０１０５】
上記第１〜第６のいずれかの構成のモータ制御装置において、前記補正係数の候補値を決定し、前記候補値と過去の前記補正係数の値との差、前記候補値と過去の前記補正係数の値に応じた値との差の全てが所定値以上である場合には、前記候補値を採用しない構成（第７の構成）としてもよい。
【０１０６】
このような構成によると、負荷要素が通常範囲内ではない状態で電圧補正パターンの補正係数を最適化してしまうことを防止できるので、負荷要素が通常範囲内ではない状態において、モータが所定の回転数（例えばモータの起動時の維持回転数）以下となり、振動や脱調が発生することを防止することができる。
【０１０７】
以上説明した冷凍・空調装置は、上記第１〜第７のいずれかの構成のモータ制御装置と、前記モータ制御装置によって駆動される同期モータ（４）と、前記同期モータ（４）が駆動する圧縮機とを備える構成（第８の構成）とする。
【符号の説明】
【０１０８】
１  交流電源
２  コンバータ回路
３  インバータ回路
４  同期モータ
５  電流検出回路
６  モータ駆動電流推定部
７  モータ駆動電流記憶部
８  電圧補正パターン記憶部
９  回転数設定部
１０  モータ駆動電圧波形作成部
１１  モータ駆動電圧波形補正部
１２  ＰＷＭ波形作成部
Ａ１  マイクロコンピュータ
Ｒ１  電流検出抵抗（シャント抵抗）
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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