(57)【要約】【課題】突極性を有する同期モータのロータが外力などで回転している状態において、ロータ回転数、ロータ位置を検出して同期運転を開始することが可能な同期モータのセンサレス駆動装置を提供する。【解決手段】インバータ回路３が、複数相のコイルに所定の電圧を印加し、電流極性検出部４が、インバータ回路３による電圧印加によってＵ相のコイルに流れる電流の極性を検出し、マイコン５が、電流極性検出部４により検出された電流極性の反転周期に基づいてロータ回転数を検出するので、駆動開始前に外力によって回転するロータの回転数を、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサ、回転数センサを用いることなく検出することができる。【選択図】  図１
2004336866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相のコイルを備えた突極性を有する同期モータをセンサレス駆動するための装置であって、
前記複数相のコイルに所定の電圧を印加する電圧印加手段と、
その電圧印加手段による電圧印加によって特定相のコイルに流れる電流の極性を検出する電流極性検出手段と、
その電流極性検出手段により検出された電流極性の反転周期に基づいてロータ回転数を検出するロータ回転数検出手段と、
を備えたことを特徴とする同期モータのセンサレス駆動装置。
【請求項２】
複数相のコイルを備えた突極性を有する同期モータをセンサレス駆動するための装置であって、
前記複数相のコイルに所定の電圧を印加する電圧印加手段と、
その電圧印加手段による電圧印加によって特定相のコイルに流れる電流の極性を検出する電流極性検出手段と、
その電流極性検出手段により検出された電流極性の反転タイミングを検出する極性反転タイミング検出手段と、
その極性反転タイミング検出手段により検出された極性反転タイミングに基づいてロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、
を備えたことを特徴とする同期モータのセンサレス駆動装置。
【請求項３】
前記電流極性検出手段により検出された電流極性の反転周期に基づいてロータ回転数を検出するロータ回転数検出手段と、
前記ロータ位置検出手段により検出されたロータ位置を、前記ロータ回転数検出手段により検出されたロータ回転数に基づいて補正するロータ位置補正手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の同期モータのセンサレス駆動装置。
【請求項４】
前記ロータ回転数検出手段は、同一の極性反転の周期に基づいてロータ回転数を検出することを特徴とする請求項１又は３に記載の同期モータのセンサレス駆動装置。
【請求項５】
前記電圧印加手段は、特定相に直交する方向に所定の電圧を印加し、
前記電流極性検出手段は、前記電圧印加手段による電圧印加により前記特定相に流れる電流の極性を検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の同期モータのセンサレス駆動装置。
【請求項６】
前記電圧印加手段による電圧印加を開始してから所定時間経過後に、前記電流極性検出手段による電流極性の検出を開始することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の同期モータのセンサレス駆動装置。
【請求項７】
前記電流極性検出手段は、特定相の端子電圧を検出する端子電圧検出手段を有し、前記特定相の上段及び下段のスイッチング素子が遮断されている間に前記端子電圧検出手段により検出された端子電圧値に基づいて電流極性を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の同期モータのセンサレス駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数相のコイルを備えた突極性を有する同期モータを、位置センサや回転数センサ等を用いることなく駆動するための同期モータのセンサレス駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
同期モータを位置センサレスで起動させる際にはロータの位置や速度が分からないと同期運転をすることができないという問題がある。このような問題に鑑みて、従来、ロータ磁石が回転することによって発生する誘起電圧の周期をモータコイルに流れる電流の電流極性で検出し回転数を検出する旨の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１８７６９０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された従来技術では、検出した回転数が所定値以下では直流電圧を印加してロータを停止させてから同期運転を開始し、検出した回転数が所定値以上では同期運転を行わないものである。したがって、ロータが回転している状態から直接同期運転を開始できないといった問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、突極性を有する同期モータのロータが外力などで回転している状態において、ロータ回転数、ロータ位置を検出して同期運転を開始することが可能な同期モータのセンサレス駆動装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の同期モータのセンサレス駆動装置は、複数相のコイルを備えた突極性を有する同期モータをセンサレス駆動するための装置であって、前記複数相のコイルに所定の電圧を印加する電圧印加手段と、その電圧印加手段による電圧印加によって特定相のコイルに流れる電流の極性を検出する電流極性検出手段と、その電流極性検出手段により検出された電流極性の反転周期に基づいてロータ回転数を検出するロータ回転数検出手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
従って、電圧印加手段が、複数相のコイルに所定の電圧を印加し、電流極性検出手段が、電圧印加手段による電圧印加によって特定相のコイルに流れる電流の極性を検出し、ロータ回転数検出手段が、電流極性検出手段により検出された電流極性の反転周期に基づいてロータ回転数を検出するので、駆動開始前に外力によって回転するロータの回転数を、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサ、回転数センサを用いることなく検出することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の同期モータのセンサレス駆動装置は、複数相のコイルを備えた突極性を有する同期モータをセンサレス駆動するための装置であって、前記複数相のコイルに所定の電圧を印加する電圧印加手段と、その電圧印加手段による電圧印加によって特定相のコイルに流れる電流の極性を検出する電流極性検出手段と、その電流極性検出手段により検出された電流極性の反転タイミングを検出する極性反転タイミング検出手段と、その極性反転タイミング検出手段により検出された極性反転タイミングに基づいてロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
従って、電圧印加手段が、複数相のコイルに所定の電圧を印加し、電流極性検出手段が、電圧印加手段による電圧印加によって特定相のコイルに流れる電流の極性を検出し、極性反転タイミング検出手段が、電流極性検出手段により検出された電流極性の反転タイミングを検出し、ロータ位置検出手段が、極性反転タイミング検出手段により検出された極性反転タイミングに基づいてロータ位置を検出するので、駆動開始前に外力によって回転するロータの位置を、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサ、回転数センサを用いることなく検出することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の同期モータのセンサレス駆動装置は、前記電流極性検出手段により検出された電流極性の反転周期に基づいてロータ回転数を検出するロータ回転数検出手段と、前記ロータ位置検出手段により検出されたロータ位置を、前記ロータ回転数検出手段により検出されたロータ回転数に基づいて補正するロータ位置補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
従って、ロータ回転数検出手段が、電流極性検出手段により検出された電流極性の反転周期に基づいてロータ回転数を検出し、ロータ位置補正手段が、ロータ位置検出手段により検出されたロータ位置を、ロータ回転数検出手段により検出されたロータ回転数に基づいて補正するので、より正確にロータ位置を検出することができる。すなわち、ロータ位置検出手段により検出されるロータ位置は、実ロータ位置に対してロータ回転数に応じた偏差を伴っているため、ロータ位置検出手段により検出されたロータ位置を、ロータ回転数検出手段により検出されたロータ回転数に基づいて補正することによって、より正確にロータ位置を検出することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の同期モータのセンサレス駆動装置は、前記ロータ回転数検出手段は、同一の極性反転の周期に基づいてロータ回転数を検出することを特徴とする。
【００１３】
従って、ロータ回転数検出手段が同一の極性反転の周期に基づいてロータ回転数を正確に検出することができる。すなわち、電流極性検出手段の０［Ａ］にオフセットが存在した場合には、電流極性が負→正となるタイミングから次の正→負となるタイミングの時間と、電流極性が正→負となるタイミングから次の負→正となるタイミングの時間と、がオフセット分異なってくる。従って、これらいずれかの計測時間に基づいて回転数を検出すると、電流極性の正負によって回転数が異なり誤検出となってしまう。これに対し、電流極性が負→正（または正→負）となるタイミングから次に負→正（または正→負）となるタイミングの時間（同一の極性反転の周期）を計測することにより、オフセット分が無くなり正確な回転数を検出することができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の同期モータのセンサレス駆動装置は、前記電圧印加手段は、特定相に直交する方向に所定の電圧を印加し、前記電流極性検出手段は、前記電圧印加手段による電圧印加により前記特定相に流れる電流の極性を検出することを特徴とする。
【００１５】
従って、電圧印加手段が、特定相に直交する方向に所定の電圧を印加することにより特定相の電流振幅を最大にし、電流極性検出手段が、電圧印加手段による電圧印加により特定相に流れる電流の極性を検出するので、特定相のノイズによる電流極性の誤検出を低減することができる。
【００１６】
また、請求項６に記載の同期モータのセンサレス駆動装置は、前記電圧印加手段による電圧印加を開始してから所定時間経過後に、前記電流極性検出手段による電流極性の検出を開始することを特徴とする。
【００１７】
従って、電圧印加手段による電圧印加を開始してから所定時間経過後に、電流極性検出手段による電流極性の検出を開始するので、電流極性を正確に検出することができる。すなわち、電圧印加開始時はコイルに流れる電流値が過渡状態にあり安定していない。この状態で電流極性を検出すると誤検出し、正確なロータ回転数、ロータ位置が検出できない。そこで、電圧印加開始から所定時間間隔を設け電流値が過渡状態の時は電流極性を検出しないで、電流値が定常状態となる所定時間経過後に電流極性の検出を開始することで正しく電流極性を検出でき、これによりロータ回転数又はロータ位置を正確に検出することが可能となる。
【００１８】
また、請求項７に記載の同期モータのセンサレス駆動装置は、前記電流極性検出手段が、特定相の端子電圧を検出する端子電圧検出手段を有し、前記特定相の上段及び下段のスイッチング素子が遮断されている間に前記端子電圧検出手段により検出された端子電圧値に基づいて電流極性を検出することを特徴とする。
【００１９】
従って、端子電圧検出手段が、特定相の端子電圧を検出し、特定相の上段及び下段のスイッチング素子が遮断されている間に端子電圧検出手段により検出された端子電圧値に基づいて電流極性を検出するので、電流センサを用いることなく、より安価な構成で電流極性を検出することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の同期モータのセンサレス駆動装置を具体化したモータ制御装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
本実施形態のモータ制御装置１は、図１に示すように、複数相（３相）のコイルからなるステータと鉄芯ロータとを備えた突極性を有する同期モータとしてのシンクロナスリラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）（以下、単にモータとも称する）２を駆動するために、インバータ回路３と、電流極性検出部４と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）５とから構成されている。
【００２２】
インバータ回路３は、図２の回路図に示すように、直流電源３０が接続されると共に、モータ２のＵ相に電力を供給するパワーＭＯＳＦＥＴ３１ｕｈ（アーム上段）、センスＭＯＳＦＥＴ３１ｕｌ（アーム下段）、Ｖ相に電力を供給するパワーＭＯＳＦＥＴ３１ｖｈ（アーム上段）、センスＭＯＳＦＥＴ３１ｖｌ（アーム下段）、Ｗ相に電力を供給するパワーＭＯＳＦＥＴ３１ｗｈ（アーム上段）、センスＭＯＳＦＥＴ３１ｗｌ（アーム下段）がそれぞれ接続されている。尚、インバータ回路３が本発明の電圧印加手段を構成するものである。
【００２３】
電流極性検出部４は、具体的にはインバータ回路３のＵ相のアーム下段に接続されたセンスＭＯＳＦＥＴ３１ｕｌによって構成され、Ｕ相のアーム下段のゲート信号がＯＮの時に流れるアーム電流信号を検出する構成となっている。ここで、Ｕ相のモータ電流とアーム電流とは同一極性であり、センスＭＯＳＦＥＴ３１ｕｌにおいてＵ相のアーム電流を分流して電流極性を検出することによって、Ｕ相のモータ電流の極性を検出することができる。尚、電流極性検出部５（すなわち、センスＭＯＳＦＥＴ３１ｕｌ）が、本発明の電流極性検出手段を構成するものである。
【００２４】
マイコン５は、ＣＰＵ５ａ、ＲＯＭ５ｂ、ＲＡＭ５ｃによって構成され、ＣＰＵ５ａが、ＲＯＭ５ｂに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、モータ２のロータ位置及び回転数検出処理及びモータ２の駆動制御処理を実行するように構成されている。また、ＣＰＵ５ａには、回転数検出用の図示しないタイマが内蔵されている。尚、マイコン５が本発明のロータ回転数検出手段及びロータ位置検出手段を構成するものである。
【００２５】
次に、本実施形態におけるロータ位置及び回転数検出の原理について、図３〜６を参照しつつ説明する。
【００２６】
本実施形態は、突極性を有する同期モータにおいてロータ位置に応じてインダクタンスが異なることを利用してロータ位置の検出を行うものである。図３は、三相同期モータにおけるモータコイルとロータとの関係を模式的に示した図であり、Ｕ相を基準にロータが角度θの回転位置にある状態を表している。ここで、ロータ位置が変化するのに伴って、Ｕ、Ｖ、Ｗ相のインダクタンス（Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ）が、それぞれ図４に示すように変化することが知られている。例えば、Ｕ相電流に対して直交するように電圧を印加した場合（例えば、Ｖ−Ｗ間１２Ｖ、Ｕ−Ｖ間６Ｖ）、回転しているロータの状態によってＵ相に流れる電流Ｉｕの方向が変化する。すなわち、インダクタンスＬｖ＞Ｌｗ（ロータ位置０〜９０度、１８０〜２７０度）の時には、Ｕ相電流Ｉｕの極性が−（負）となる（図５参照）。一方、Ｌｖ＞Ｌｗ（ロータ位置９０〜１８０度、２７０〜３６０度）の時には、Ｕ相電流Ｉｕの極性は＋（正）となる（図６参照）。これは、モータコイルの磁気的抵抗であるインダクタンスが変化することによって電流の流れやすさが変化するためである。
【００２７】
より具体的には、Ｕ相磁束方向に対して直交するように、以下の数式１で表される直流電圧Ｖｓｕを印加する。
【００２８】
【数１】
2004336866.tif 000003
【００２９】
この電圧を、ｄｑ軸上に変換しシンクロナスリラクタンスモータの電圧方程式に代入すると以下の数式２となる。
【００３０】
【数２】
2004336866.tif 000004
【００３１】
初期電流を０として電流についてこの微分方程式を解き、３相の電流値に変換すると以下の数式３となる。
【００３２】
【数３】
2004336866.tif 000005
【００３３】
時定数Ｔに比べ十分に時間が経過したときのＵ相電流は以下の数式４で表される。
【００３４】
【数４】
2004336866.tif 000006
【００３５】
数式４より、Ｕ相電流のゼロクロスとなるタイミングのロータ位置は、以下の数式５となる。
【００３６】
【数５】
2004336866.tif 000007
【００３７】
また、このＵ相電流がゼロとなるタイミングは電気角１周期で４回存在するため、ゼロクロスの時間を計測することでロータ回転数を求めることができる。
【００３８】
次に、本実施形態におけるロータ位置及び回転数検出処理の流れについて、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３９】
まず、ステップ１００（以下、Ｓ１００と称する。他のステップも同様。）において、カウント用変数ｎを初期化する。次に、Ｓ１０１において、Ｕ相に直交する数式１で表される直流電圧の印加を開始する。続いて、Ｓ１０２において、所定時間ウエイトを設ける。直流電圧印加を開始してからは過渡状態となっており、数式３の時定数Ｔで過渡状態は減衰して定常状態になる。図８は、直流電圧印加時のロータ位置を相電流変化との関係を表している。図８を参照することにより、直流電圧印加開始から所定時間経過前の過渡状態では、正確な電流極性の検出を行うことができないことがわかる。
【００４０】
次に、Ｓ１０３において、Ｕ相の電流極性を検出し、Ｓ１０４において、その検出された電流極性ＩｕをＲＡＭ５ｃに格納する。Ｓ１０５において、前回の電流極性Ｉｕ＿ｐと今回の電流極性Ｉｕとを比較し、極性が異なる場合（すなわち、正から負となった場合、及び負から正となった場合）は（Ｓ１０５：Ｎｏ）、電流ゼロクロスと判定し、Ｓ１０６へ進む。同極性の場合は（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、Ｓ１０９へ進む。Ｓ１０６でカウント用変数ｎを参照し、初めての電流ゼロクロス検出（すなわち、ｎ＝０）である場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、Ｓ１０７において、ＣＰＵ５ａに内蔵された回転数検出用のタイマを開始する。Ｓ１０６で初めての電流ゼロクロスでない（すなわち、ｎ＝０でない）場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、Ｓ１０８において、カウント用変数ｎに１を加算する。次に、Ｓ１０９で、今回の電流極性Ｉｕを前回の電流極性Ｉｕ＿ｐとしてＲＡＭ５ｃに保存する。Ｓ１１０で電流ゼロクロスが３回（ｎ＝３）かを判定する。電流ゼロクロスが３回に満たない場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）、Ｓ１０３に戻る。電流ゼロクロスが３回（ｎ＝３）の場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、Ｓ１１１において、回転数検出用タイマの動作を終了させ、Ｓ１１２において、直流電圧印加を終了する。そして、Ｓ１１３において、タイマの時間に基づいてロータの回転数を計算する。例えば、タイマの時間がＴ［ｍｓ］であるとき、時間Ｔはロータの１／２回転に要する時間であるので、ロータの回転数ωｍは、ωｍ＝１０００＊６０／２Ｔ＝３００００／Ｔ［ｒｐｍ］と計算される。また、最新の電流極性Ｉｕが＋（正）であれば、ロータ位置を９０度とし、−（負）であればロータ位置を１８０度とする。次に、Ｓ１１４において、回転数と数式５とより、ロータ位置を補正する。図９において、補正前のロータ位置９０度、１８０度に対して、補正後はそれぞれ破線で示すロータ位置となっている。
【００４１】
ここで、Ｓ１０３〜Ｓ１１０で電流ゼロクロスの１周期の時間を計測するのは、電流極性検出部４にオフセットがあった場合における回転数の誤検出を防ぐためである。すなわち、電流ゼロクロス半周期では、図１０に示すようにタイミングが▲１▼と▲２▼とでは時間が異なっている。すなわち、電流極性検出手段の０［Ａ］にオフセットが存在した場合には、電流極性が負→正となるタイミングから次の正→負となるタイミングの時間と、電流極性が正→負となるタイミングから次の負→正となるタイミングの時間とがオフセット分異なってくる。従って、これらいずれかの計測時間に基づいて回転数の検出を行うと、電流極性の正負によって回転数が異なり誤検出となってしまう。これに対し、電流ゼロクロス１周期（同一の極性反転の周期）では図１１に示すように、タイミングに関係なく正しく時間を計測できる。すなわち、電流極性が負→正（または正→負）となるタイミングから次に負→正（または正→負）となるタイミングの時間を計測することにより、オフセット分が無くなり正確な回転数を検出することができる。
【００４２】
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、インバータ回路３が、複数相のコイルに所定の電圧を印加し、電流極性検出部４が、インバータ回路３による電圧印加によってＵ相（特定相）のコイルに流れる電流の極性を検出し、マイコン５が、電流極性検出部４により検出された電流極性の反転周期に基づいてロータ回転数を検出するので、駆動開始前に外力によって回転するロータの回転数を、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサ、回転数センサを用いることなく検出することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、マイコン５が、電流極性検出部４により検出された電流極性の極性反転タイミングを検出すると共に、その極性反転タイミングに基づいてロータ位置を検出するので、駆動開始前に外力によって回転するロータの位置を、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサ、回転数センサを用いることなく検出することができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、マイコン５が、電流極性の反転周期に基づいてロータ回転数を検出すると共に、その検出されたロータ位置を、検出済みのロータ回転数に基づいて補正するので、より正確にロータ位置を検出することができる。すなわち、極性反転タイミングに基づいて検出されるロータ位置は、実ロータ位置に対してロータ回転数に応じた偏差を伴っているため、ロータ回転数に基づいてロータ位置を補正することによって、より正確にロータ位置を検出することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、インバータ回路３が、Ｕ相（特定相）に直交する方向に所定の電圧を印加することによりＵ相の電流振幅を最大にし、電流極性検出部４が、インバータ回路３による電圧印加によりＵ相に流れる電流の極性を検出するので、ノイズによる電流極性の誤検出を低減することができる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、インバータ回路５による電圧印加を開始してから所定時間経過後に、電流極性検出部４による電流極性の検出を開始するので、電流極性を正確に検出することができる。すなわち、電圧印加開始時はコイルに流れる電流値が過渡状態にあり安定していない。この状態で電流極性を検出すると誤検出し、正確なロータ回転数、ロータ位置が検出できない。そこで、電圧印加開始から所定時間間隔を設け電流値が過渡状態の時は電流極性を検出しないで、電流値が定常状態となる所定時間経過後に電流極性の検出を開始することで正しく電流極性を検出でき、これによりロータ回転数又はロータ位置を正確に検出することが可能となる。
【００４７】
そして、上述したロータ位置及び回転数の検出結果に基づいて、外力によって回転するモータ２を停止させることなく、所望のトルク・回転数で同期運転を開始することが可能となる。また、上述したように、モータ電流の極性情報のみを用いるので、高精度で高価な電流センサを用いる必要が無く、安価なセンスＭＯＳＦＥＴを電流極性検出手段として用いることができるので、モータ制御装置１の製造コストを低く抑えることができる。
【００４８】
尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【００４９】
例えば、前記実施形態では、Ｕ相の下段にセンスＭＯＳＦＥＴを設けて電流極性を検出する構成としたが、Ｕ相の端子電圧を検出することにより電流極性を検出する構成としてもよい。すなわち、図１２に示すインバータ回路３’のように、Ｕ相の端子電圧が所定の閾値電圧を超えるか否かを検出するコンパレータ６を設け、コンパレータ６の出力をマイコン５へ入力する構成とし、Ｕ相の上段及び下段のスイッチング素子がともに遮断されている間のコンパレータ６からの出力に基づいてＵ相の電流極性を検出する構成としてもよい。例えば、図１３（ａ）において、Ｕ相の上段及び下段のスイッチング素子がともに遮断されているデッドタイム期間において、端子電圧が所定の閾値電圧未満（コンパレータ６の出力がＬｏｗ、図１３（ｂ）参照）である場合、Ｕ相電流Ｉｕの極性は負となり、端子電圧が所定の閾値電圧以上（コンパレータ６の出力がＨｉｇｈ、図１３（ｃ）参照）である場合、Ｕ相電流Ｉｕの極性は正となる。尚、コンパレータ６が、本発明の端子電圧検出手段を構成するものである。本変形例によれば、コンパレータ６が、Ｕ相の端子電圧を検出し、特定相の上段及び下段のスイッチング素子が遮断されている間にコンパレータ６により検出された端子電圧値に基づいて電流極性を検出するので、電流センサを用いることなく、より安価な構成で電流極性を検出することができる。
【００５０】
また、前記実施形態では、本発明をシンクロナスリラクタンスモータの制御装置とした例を示したが、突極性を有する他の種類の同期モータの制御装置として構成することも可能である。例えば、永久磁石をロータ鉄心内に収納してなる内部磁石型永久磁石同期モータ（ＩＰＭモータ）の制御装置に本発明を適用してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の同期モータのセンサレス駆動装置によれば、電圧印加手段が、複数相のコイルに所定の電圧を印加し、電流極性検出手段が、電圧印加手段による電圧印加によって特定相のコイルに流れる電流の極性を検出し、ロータ回転数検出手段が、電流極性検出手段により検出された電流極性の反転周期に基づいてロータ回転数を検出するので、駆動開始前に外力によって回転するロータの回転数を、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサ、回転数センサを用いることなく検出することができる。
【００５２】
また、本発明の同期モータのセンサレス駆動装置によれば、極性反転タイミング検出手段が、電流極性検出手段により検出された電流極性の反転タイミングを検出し、ロータ位置検出手段が、極性反転タイミング検出手段により検出された極性反転タイミングに基づいてロータ位置を検出するので、駆動開始前に外力によって回転するロータの位置を、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサ、回転数センサを用いることなく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるモータ制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】インバータ回路の回路図である。
【図３】モータコイルとロータとの関係を示す模式図である。
【図４】ロータ位置とインダクタンスとの関係を示すグラフである。
【図５】Ｕ相電流の極性が負である場合のモータコイルにおける電流とロータ位置との関係を示すである。
【図６】Ｕ相電流の極性が正である場合のモータコイルにおける電流とロータ位置との関係を示すである。
【図７】ロータ位置及び回転数検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】直流電圧印加時におけるロータ位置と相電流変化との関係を示す図である。
【図９】回転数と補正前のロータ位置及び補正後のロータ位置との関係を示す図である。
【図１０】電流ゼロクロス半周期で電流極性を検出する例を説明する図である。
【図１１】電流ゼロクロス１周期で電流極性を検出する例を説明する図である。
【図１２】変形例におけるインバータ回路の回路図である。
【図１３】変形例における電流極性の検出を説明する図であり、（ａ）はスイッチング素子のオン・オフのタイミングを、（ｂ）はＵ相電流極性が負である場合のコンパレータ出力を、（ｃ）はＵ相電流極性が正である場合のコンパレータ出力をそれぞれ示している。
【符号の説明】
１…モータ制御装置（同期モータのセンサレス駆動装置）、２…シンクロナスリラクタンスモータ（突極性を有する同期モータ）、３、３’…インバータ回路（電圧印加手段）、３１ｕｌ…センスＭＯＳＦＥＴ（電流極性検出手段）、４…電流極性検出部（電流極性検出手段）、５…マイクロコンピュータ（ロータ回転数検出手段、ロータ位置検出手段）、５ａ…ＣＰＵ、５ｂ…ＲＯＭ、５ｃ…ＲＡＭ、６…コンパレータ（端子電圧検出手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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