(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（１３ｒ）に回転体（１４）が接続されたモータ（１３）を回転駆動するモータ駆動制御装置（１）であって、
前記モータ（１３）のステータ（１３ｓ）に出力電圧を与えるインバータ（８）と、
定常運転状態では、ロータ位置センサレス制御で前記インバータ（８）を制御して前記回転体（１４）を回転させる制御部（１０）と、を備え、
前記制御部（１０）は、前記インバータ（８）の出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を、前記回転体（１４）が逆転しないよう抑制して始動する初期始動制御を前記インバータ（８）に行わせる機能を有する、モータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御部（１０）は、前記初期始動制御の時間を経て、前記加速レート及び前記出力電流の振幅を前記定常運転状態に近づける始動制御を前記インバータ（８）に行わせる機能を有する、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
始動前の前記回転体（１４）の回転を検出する回転検出部（９）を備え、
駆動制御していない状態での前記回転体（１４）が、所定回転数未満の回転数で正転若しくは逆転し、又は静止しているとき、前記制御部（１０）は前記始動制御を行い、
駆動制御していない状態での前記回転体（１４）が、所定回転数以上の回転数で正転しているとき、前記制御部（１０）は、前記始動制御を行わずに、前記ロータ位置センサレス制御を行う請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御部（１０）は、前記ステータ（１３ｓ）を直流励磁する機能を有し、
前記始動制御を行っても前記回転体（１４）の回転が所定の状態に達しない場合には、前記直流励磁を行った後、前記ロータ位置センサレス制御を行う請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
筐体（１５）内で回転自在に支持されたファン（１４）と、ロータ（１３ｒ）に前記ファン（１４）が接続されたモータ（１３）を回転駆動するモータ駆動制御装置（１）とを有する空気調和機の室内機であって、前記モータ駆動制御装置（１）は、
前記モータ（１３）のステータ（１３ｓ）に出力電圧を与えるインバータ（８）と、
定常運転状態では、ロータ位置センサレス制御で前記インバータ（８）を制御して前記ファン（１４）を回転させる制御部（１０）と、を備え、
前記制御部（１０）は、前記インバータ（８）の出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を、前記ファン（１４）が逆転しないよう抑制して始動する初期始動制御を前記インバータ（８）に行わせる機能を有する、空気調和機の室内機。
【請求項６】
前記制御部（１０）は、前記初期始動制御の時間を経て、前記加速レート及び前記出力電流の振幅を前記定常運転状態に近づける始動制御を前記インバータ（８）に行わせる機能を有する、請求項５に記載の空気調和機の室内機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータ位置センサレス制御を行うモータ駆動制御装置における始動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのロータ位置センサレス制御は、ロータの位置を検出する磁気センサ等が不要になるという利点がある。始動時はロータの停止位置が不明であるため、例えば、始動時のみ、モータのステータに直流電流を流す直流励磁を行って、ロータを所定位置につかせる、という制御方法がある（例えば、特許文献１参照。）。また、停止するときに、必ず所定位置でロータを停止させるように制御する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２７７３５号公報（段落［００９７］）
【特許文献２】特開２０１２−１６５６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、慣性モーメントが大きな回転体（例えばファン）を回転駆動するモータに上記の直流励磁を行うと、回転体が振動することがある。例えば、空気調和機の室内機のうち、天井から吊り下げ型の機種においては、ファンが振動すると、筐体が揺れて異音を発生する場合がある。
【０００５】
かかる課題に鑑み、本発明は、始動時のファン等の回転体の振動に起因する異音を防ぎ、静粛な始動が可能なモータ駆動制御装置及びこれを含む空気調和機の室内機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】
【０００６】
（１）本発明は、ロータに回転体が接続されたモータを回転駆動するモータ駆動制御装置であって、前記モータのステータに出力電圧を与えるインバータと、定常運転状態では、ロータ位置センサレス制御で前記インバータを制御して前記回転体を回転させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記インバータの出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を、前記回転体が逆転しないよう抑制して始動する初期始動制御を前記インバータに行わせる機能を有する、モータ駆動制御装置である。
【０００７】
このようなモータ駆動制御装置における制御部は、始動時に出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を抑制することで、磁界の回転速度とロータに与える回転トルクとを極めて小さいレベルから徐々に上げていくことができる。これにより、始動前のロータの停止位置がどこにあっても、ロータ及び回転体は逆転せず、緩やかに正転し始める。
かかる初期始動制御を行うことにより、慣性モーメントの大きい回転体であっても、始動時の回転体及び回転体を収容する筐体の振動に起因する異音を防止し、静粛な始動を行うことができる。また、出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を抑制することは、始動時の無効電流低減にも寄与する。無効電流低減により、さらに静粛な始動が可能となる。
なお、始動前のロータ及び回転体の状態としては、完全に停止している状態の他、実質的に停止と同等な状態、例えば所定回転数未満の極めて微速で回転している状態も含めることができる。
【０００８】
（２）また、（１）のモータ駆動制御装置において、前記制御部は、前記初期始動制御の時間を経て、前記加速レート及び前記出力電流の振幅を前記定常運転状態に近づける始動制御を前記インバータに行わせる機能を有するものであってもよい。
この場合、初期始動制御の時間を経た後、制御部は、出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を定常運転状態に近づけて、ロータ位置センサレス制御の定常運転状態に移行することができる。
【０００９】
（３）また、（２）のモータ駆動制御装置において、始動前の前記回転体の回転を検出する回転検出部を備え、駆動制御していない状態での前記回転体が、所定回転数未満の回転数で正転若しくは逆転し、又は静止しているとき、前記制御部は前記始動制御を行い、駆動制御していない状態での前記回転体が、所定回転数以上の回転数で正転しているとき、前記制御部は、前記始動制御を行わずに、前記ロータ位置センサレス制御を行うようにしてもよい。
駆動制御していない状態での回転体が所定回転数未満の回転数で正転若しくは逆転しているか又は静止しているときには、前記始動制御を行うことができる。また、惰性又は空気の対流等の外力により回転体が既に所定回転数以上の回転数で正転している状態であれば、始動制御を行う必要が無いので、これを省略して直ちにロータ位置センサレス制御を行うことができる。
【００１０】
（４）また、（２）のモータ駆動制御装置において、前記制御部は、前記ステータを直流励磁する機能を有し、前記初期始動制御を行っても前記回転体の回転が所定の状態に達しない場合には、前記直流励磁を行った後、前記ロータ位置センサレス制御を行うようにしてもよい。
これにより、回転体の逆転が原因で、所望の初期始動制御が成功しない場合には、代わりに、直流励磁してからロータ位置センサレス制御を行うことができる。なお、ここで言う逆転とは、停止とみなせる程度ではない回転数での逆転である。
【００１１】
（５）一方、本発明は、筐体内で回転自在に支持されたファンと、ロータに前記ファンが接続されたモータを回転駆動するモータ駆動制御装置とを有する空気調和機の室内機であって、前記モータ駆動制御装置は、前記モータのステータに出力電圧を与えるインバータと、定常運転状態では、ロータ位置センサレス制御で前記インバータを制御して前記ファンを回転させる制御部と、を備える。前記制御部は、前記インバータの出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を、前記ファンが逆転しないよう抑制して始動する初期始動制御を前記インバータに行わせる機能を有する。
【００１２】
このような空気調和機の室内機に含まれるモータ駆動制御装置において、制御部は、始動時に出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を抑制することで、磁界の回転速度とロータに与える回転トルクとを極めて小さいレベルから徐々に上げていくことができる。これにより、始動前のロータの停止位置がどこにあっても、ロータ及びファンは逆転せず、緩やかに正転し始める。
かかる初期始動制御を行うことにより、慣性モーメントの大きい室内機のファンであっても、始動時のファン及びファンを収容する筐体の振動に起因する異音を防止し、静粛な始動を行うことができる。また、出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を抑制することは、始動時の無効電流低減にも寄与する。無効電流低減により、さらに静粛な始動が可能となる。
【００１３】
（６）また、（５）の室内機において、前記制御部は、前記初期始動制御の時間を経て、前記加速レート及び前記出力電流の振幅を前記定常運転状態に近づける始動制御を前記インバータに行わせる機能を有していてもよい。
この場合、初期始動制御の時間を経た後、制御部は、出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を定常運転状態に近づけて、ロータ位置センサレス制御の定常運転状態に移行することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、始動時の回転体（例えばファン）の振動に起因する異音を防ぎ、静粛な始動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】例えば天井から吊り下げ型の、空気調和機の室内機について、そのファン（モータ）を駆動するモータ駆動制御装置の一例を示す回路図である。
【図２】比較のため、既に知られている一手法である直流励磁による始動制御を示すグラフである。
【図３】第１実施例に係るソフトスタートの始動制御を示すグラフである。
【図４】始動制御を行う場合の、インバータの出力電圧の基本波周波数［ｒｐｍ］の時間的変化の一例を示すグラフである。
【図５】図４に示した始動制御のフローチャートである。
【図６】第２実施例に係る始動制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
《回路構成等》
図１は、例えば天井から吊り下げ型の、空気調和機の室内機について、そのファン（モータ）を駆動するモータ駆動制御装置の一例を示す回路図である。図において、モータ駆動制御装置１は、主な主回路構成要素として、整流器６、平滑用のコンデンサ７、及び、インバータ８を備えている。整流器６は、ブリッジ接続されたダイオード２，３，４，５によって構成され、交流電源２０に接続されている。コンデンサ７は、整流器６の出力電圧を平滑する。
【００１７】
インバータ８は、３相フルブリッジ接続されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６によって構成されるインバータ主回路部８Ｍと、スイッチング用の制御電圧及びＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を与えるゲート駆動回路８Ｇとによって構成されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６は例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であり、それぞれ、ダイオードｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６が逆並列に接続されている。
【００１８】
インバータ８の３相の出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、モータ１３のステータ１３ｓの３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）巻線に供給される。ロータ１３ｒは、例えばアウターロータ型の永久磁石で構成され、ファン１４と接続されている。
【００１９】
制御用の回路要素としては、コンデンサ７の両端の電圧を検出する電圧検出部１１と、インバータ主回路部８Ｍに供給される電流を検出する電流検出部１２と、ステータ１３ｓの例えばＵ相、Ｗ相に接続された回転検出部９が設けられている。回転検出部９には、インバータ８が出力を停止している場合に、ロータ１３ｒの回転に基づく誘起電圧が入力される。この誘起電圧に基づいて、回転検出部９は、ファン１４の惰性による回転又は空気の対流等の外力が原因となって起きる回転によるロータ１３ｒの回転（回転数、回転方向）を検出することができる。インバータ８が出力を停止していて、かつ、誘起電圧が検出できない場合は、ロータ１３ｒが停止していることになる。
【００２０】
電圧検出部１１、電流検出部１２及び回転検出部９の各検出出力は、制御部１０に送られる。制御部１０は、これらの検出出力に基づいて、ゲート駆動回路８Ｇを制御する。制御部１０はＣＰＵ、メモリ等を含み、ロータ位置センサレス制御や後述の始動制御を行うことができる。なお、回転検出部９は、制御部１０の一機能として一体に構成することも可能である。
【００２１】
上記モータ駆動制御装置１は、モータ１３及びファン１４と共に、室内機の筐体１５に収容されている。ファン１４は、筐体１５内で回転自在に支持されている。
【００２２】
《定常運転状態》
次に、上記モータ駆動制御装置１の定常運転状態における制御について説明する。単相の交流電源２０から入力された交流電圧は整流器６によって全波整流され、さらにコンデンサ７により平滑され、直流電圧となる。この直流電圧がインバータ主回路部８Ｍに供給される。インバータ主回路部８Ｍを構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ロータ位置センサレス制御を行う制御部１０から指示される電圧指令値Ｖｐｗｍに基づいて、ゲート駆動回路８ＧによりＰＷＭ制御される。インバータ８の出力は３相分のＰＷＭパルス列の電圧として、ステータ１３ｓに供給される。
【００２３】
ロータ位置センサレス制御とは、モータ１３の特性を示す各種パラメータ、電圧検出部１１によって検出される電圧Ｖｆｌ、電流検出部１２によって検出される電流Ｉｍ、及びモータ１３の制御に関する所定の数式モデル等を用いて、ロータ１３ｒの位置の推定、回転数の推定、回転数に対するＰＩ制御、及び電流Ｉｍに対するＰＩ制御等を行う既知の制御方式である。モータ１３の特性を示す各種パラメータとしては、ステータ１３ｓの巻線抵抗、インダクタンス成分、誘起電圧、極数などが挙げられる。インバータ８をスイッチング動作させているときの制御部１０は、ロータ１３ｒの位置推定及びファン１４の回転数推定を行い、これらの推定結果に応じた電圧指令値Ｖｐｗｍを出力している。なお、ロータ位置センサレス制御は既知の制御方式であるため、ここでは、さらなる詳細な説明は省略する。
【００２４】
《直流励磁による始動制御》
次にモータの始動制御について説明する。まず、始動制御のイメージを、グラフを用いて説明する。
図２は、比較のため、既に知られている一手法である直流励磁による始動制御を示すグラフである。図２の（ａ）はモータ１３（ステータ１３ｓ）のＵ，Ｖ，Ｗ各相に与える出力電流の時間的変化の一例を示すグラフである。３相の電流を、実線、一点鎖線、点線で表している。なお、出力電圧はＰＷＭパルスであるが、出力電流はステータ１３ｓのインダクタンスにより平滑されるので、滑らかな曲線で表すことができる。図２の（ｂ）は、（ａ）のように電流を流すことによる、ロータ１３ｒの回転数［ｒｐｍ］の時間的変化の一例を示すグラフである。点線は回転数の指令値（出力電圧の基本波周波数）を表し、実線は実測値を表す。
【００２５】
図２の（ａ）において、まず、時刻ｔａからｔｂまでは、直流励磁により、停止位置の不明なロータ１３ｒを所定の位置に案内する。例えば、Ｕ相の電流が実線、Ｖ相の電流が点線、Ｗ相の電流が一点鎖線でそれぞれ表されているとすると、図１におけるスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５がオン、その他をオフとした場合に、図２の（ａ）に示すような電流となる。
【００２６】
図２の（ｂ）において、回転数（回転速度）の指令値は、点線で示すように、時刻ｔｂまで０である。しかし、実測値の回転数は、直流励磁によりロータ１３ｒが案内位置に引きつけられ、ファン１４の慣性モーメントで行き過ぎて、また引きつけられて行き過ぎる、というような過程を繰り返す。こうして、ロータ１３ｒは、直流励磁の際に正転・逆転を繰り返しつつも、徐々に振れ幅が収束する。
【００２７】
なお、ロータ１３ｒが偶然に案内位置に停止している場合は、正転・逆転の振動は生じない。逆に、案内位置から最も遠い位置でロータ１３ｒが停止していた場合は、正転・逆転の振動の振れ幅が最も大きくなる。すなわち、従来技術の課題としても述べたように、直流励磁の際の振動が、場合によっては大きくなり、異音を生じることもある。
【００２８】
このようにして、ロータ１３ｒを案内位置に落ち着かせることでロータ１３ｒが位置決めされ、時刻ｔｂ以降にはロータ位置センサレス制御が行われる。すなわち、回転数の指令値の上昇に伴って、インバータ８は３相交流出力をステータ１３ｓに供給し、かつ、出力電圧の基本波周波数は徐々に高くなる。こうして、ロータ１３ｒ及びファン１４の回転数が増大していく。
【００２９】
上記のような直流励磁を行わないとすると、ロータ１３ｒの位置決めはできない。また、ロータ位置センサレス制御方式では、ロータ１３ｒの位置を検出するセンサが無いので、モータを駆動していないときにはロータ１３ｒの停止位置が不明である。
【００３０】
《同期運転による始動制御》
このたび本願発明者らは、ロータ１３ｒ及びファン１４が逆転しないよう制御することにより、ロータ１３ｒ及びファン１４の振動による異音の発生を防止し、静粛な始動を行うことができることを、初めて見出した。以下、かかる制御を取り入れた実施例について説明する。
【００３１】
《第１実施例》
図３は、第１実施例に係るソフトスタートの始動制御を示すグラフである。図３の（ａ）は、始動時にモータ１３（ステータ１３ｓ）のＵ，Ｖ，Ｗ各相に与える出力電流の時間的変化の一例を示すグラフである。３相の電流を、実線、一点鎖線、点線で表している。図３の（ｂ）は、（ａ）のように電流を流すことによる、ロータ１３ｒの回転数［ｒｐｍ］の時間的変化の一例を示すグラフである。点線は回転数の指令値（出力電圧の基本波周波数）を表し、実線は実測値を表す。
【００３２】
図３の（ａ）において、まず、時刻ｔ０に始動制御を開始すると、制御部１０はインバータ８に対して、３相交流の出力による同期運転を開始させる。但し、制御部１０は、インバータ８の出力電流の振幅及び出力電圧の基本波周波数が、０近傍から徐々に時間をかけて増大するよう、制御する。始動直後の出力電流の初期値は、０近傍ではあるが、３相共に０や同じ値ではなく、振幅及び周波数が非常に小さい３相交流の、ある瞬間の値となる。このように始動直後の電流の振幅を小さく設定し、同期運転によって磁界の回転とロータ１３ｒの位置とのずれが小さくなるに応じて、電流の振幅を増大させる。
【００３３】
ロータ１３ｒの停止位置が不明な状態からインバータ８の出力電圧の基本波周波数を、例えば、図２の（ａ）における時刻ｔｂ以降のように急速に増大させると、ロータ１３ｒ及びファン１４が逆転する場合があるが、出力電圧の基本波周波数を０近傍から徐々に時間をかけて増大するよう制御することで、逆転を抑制することができる。また、インバータ８の出力電流の振幅を０近傍から徐々に時間をかけて増大するよう制御することで、始動時に急激に大きな回転トルクをロータ１３ｒに与えることを防止し、ロータ１３ｒ及びファン１４の逆転を抑制することができる。なお、出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅をどのように設定するかに関しては、実機で検証し、ロータ１３ｒ及びファン１４が逆転しないよう最適な値を選択する。
【００３４】
このような始動制御により、図３の（ｂ）に示すように、ロータ１３ｒ及びファン１４は、指令値に沿って滑らかに回転数を上げ、指令値から見た回転数のずれ量及び増減の振動は、図２の（ｂ）と比較すると、明らかに小さくなっている。また、始動中、回転数はマイナスになっていない。すなわち、ロータ１３ｒ及びファン１４は、始動中に逆転していない。
このような始動により、ファン１４の静粛な始動が可能となる。
【００３５】
図４は、始動制御を行う場合の、インバータ８の出力電圧の基本波周波数［ｒｐｍ］（以下、インバータ出力周波数ともいう。）の時間的変化の一例を示すグラフである。なお、縦軸・横軸の長さは必ずしも実際の数値に比例していない。
例えば、時刻ｔ０で始動するとすれば、時刻ｔ１までは、初期始動制御として、出力電圧の基本波周波数の加速レートをＡ１［ｒｐｍ／ｓ］として、０からＮ１［ｒｐｍ］まで（ｔ１−ｔ０）の間、インバータ出力周波数すなわち、ステータ１３ｓの回転磁界の回転数を非常に遅いペースで上げる。次に、時刻ｔ１からｔ２までは加速レートをＡ２［ｒｐｍ／ｓ］として、Ｎ１［ｒｐｍ］からＮ２［ｒｐｍ］まで（ｔ２−ｔ１）の間、インバータ出力周波数を上げる。
【００３６】
以後同様に、時刻ｔ２からｔ３までは加速レートをＡ３［ｒｐｍ／ｓ］として、Ｎ２［ｒｐｍ］からＮ３［ｒｐｍ］まで（ｔ３−ｔ２）の間、インバータ出力周波数を上げる。また、時刻ｔ３からｔ４までは加速レートをＡ４［ｒｐｍ／ｓ］として、Ｎ３［ｒｐｍ］からＮ４［ｒｐｍ］まで（ｔ４−ｔ３）の間、インバータ出力周波数を上げる。ここまでが始動制御であり、時刻ｔ４以降は加速レートを定常時のＡ５［ｒｐｍ／ｓ］として、所定周波数までインバータ出力周波数を上げる。
【００３７】
なお、上記の初期始動制御とは、始動制御の初期の一部を意味するが、時刻ｔ０からｔ１までとするのは一例であり、ｔ０からｔ２まで、若しくは、ｔ０からｔ３まで、を初期始動制御と考えることも可能である。
【００３８】
図５は、図４に示した始動制御のフローチャートである。フローチャートの実行主体は制御部１０（図１）である。図５において、例えば、ステップＳ１〜Ｓ５が、始動制御であると言える。始動制御中は、インバータ８の出力電流の振幅が０近傍から徐々に増大する。
【００３９】
制御部１０は、始動制御を開始すると、ロータ１３ｒ及びファン１４が停止した状態からの始動か否かを判定する（ステップＳ１）。このとき制御部１０は、ロータ１３ｒ及びファン１４が停止しているか否かを、回転検出部９（図１）の検出信号により把握することができる。すなわち、インバータ８が動作していないとき、ロータ１３ｒが惰性により又は空気の対流等の外力により回転していると、誘起電圧Ｖｉｕ，Ｖｉｗが発生するので、これに基づいて回転検出部９は、ロータ１３ｒの回転を検出することができる。
【００４０】
なお、「停止」には、完全に停止している状態の他、実質的に停止と同等な状態、例えば所定回転数未満（例えばＮ１［ｒｐｍ］未満）の極めて微速で回転（正転・逆転とも）している状態も含めることができる（以下同様。）。
【００４１】
停止からの始動の場合、制御部１０は、加速レートＡ１［ｒｐｍ／ｓ］で、０からＮ１［ｒｐｍ］までインバータ出力周波数を増大させる初期始動制御を行う（ステップＳ２）。続いて、加速レートＡ２［ｒｐｍ／ｓ］で、Ｎ１からＮ２［ｒｐｍ］までインバータ出力周波数を増大させる（ステップＳ３）。さらに、加速レートＡ３［ｒｐｍ／ｓ］で、Ｎ２からＮ３［ｒｐｍ］までインバータ出力周波数を増大させる（ステップＳ４）。そして、加速レートＡ４［ｒｐｍ／ｓ］で、Ｎ３からＮ４［ｒｐｍ］までインバータ出力周波数を増大させる（ステップＳ５）。
【００４２】
始動制御を終えると、制御部１０は、定常時加減速レートであるＡ５［ｒｐｍ／ｓ］で所望の回転数まで増速し、定常運転状態となる（ステップＳ６）。以後は、必要に応じて加減速を行いながら、停止指令が出ると（ステップＳ７）、インバータ８の動作は停止となる。
【００４３】
また、ステップＳ１において、停止からの始動でない場合、すなわち、ロータ１３ｒ及びファン１４が、惰性又は外力により、所定回転数（例えばＮ４［ｒｐｍ］）以上の回転数で回転（正転）している場合には、始動制御が不要である。従って、制御部１０は、始動制御（ステップＳ２〜Ｓ５）をスキップし、定常時加減速レートで定常運転を行う（ステップＳ６）。要するに、駆動制御していない状態でのファン１４が、惰性又は空気の対流等の外力により所定回転数以上の回転数で正転しているときであれば、始動制御を行う必要が無いので、制御部１０は、これを省略して直ちにロータ位置センサレス制御を行うことができる。
【００４４】
《まとめ》
以上のように、このモータ駆動制御装置１における制御部１０は、始動時にインバータ８の出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を抑制する初期始動制御を行うことで、磁界の回転速度とロータ１３ｒに与える回転トルクとを極めて小さいレベルから徐々に上げていくことができる。これにより、始動前のロータ１３ｒの停止位置がどこにあっても、ロータ１３ｒ及びファン１４は逆転せず、緩やかに正転し始める。その後、制御部１０は、出力電圧の基本波周波数の加速レート及び出力電流の振幅を定常運転状態に近づけて、ロータ位置センサレス制御の定常運転状態に移行することができる。
【００４５】
かかる始動制御を行うことにより、慣性モーメントの大きいファン１４であっても、始動時（特に初期始動制御による始動時）のファン１４及びファン１４を収容する筐体１５の振動に起因する異音を防止し、静粛な始動を行うことができる。また、出力電圧の基本波周波数の加速レートを抑制することで、直流励磁で位置決めするのに必要な出力電流の振幅に比べて出力電流の振幅を抑制することができ、始動時の無効電流低減にも寄与する。無効電流は励磁音を招来するので、始動時の無効電流を低減すれば励磁音が低減され、より静粛な始動を行うことができる。
【００４６】
また、ファン１４が停止（極めて微速な回転を含む。）又は正転している状態から始動する場合に必要な出力電流の振幅に比べ、ファン１４が逆転している場合に必要な出力電流の振幅は大きくなる。従って、設置環境等から、ファン１４が逆転することが実質的に無いのであれば、ファン１４が停止（極めて微速な回転を含む。）又は正転している状態から始動する場合に必要な出力電流の振幅以上であって、かつ、ファン１４が逆転している場合に必要な出力電流の振幅未満となるよう、出力電流の振幅を抑制してもよい。このように出力電流の振幅を抑制すれば、実用上は問題なくファン１４を始動でき、かつ無効電流に起因する励磁音を、より低減することができる。
【００４７】
《第２実施例》
第２実施例は、上記第１実施例の始動制御を基本としつつも、さらに直流励磁をも取り入れた始動制御である。
図６は、第２実施例に係る始動制御のフローチャートである。フローチャートの実行主体は制御部１０（図１）である。図６において、例えば、ステップＳ６，Ｓ７を除く他のステップが、始動制御であると言える。ステップＳ１ａ→Ｓ２→Ｓ２ａ→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５の順で動作する場合は、図５と実質的に同じ始動制御となり、当該始動制御中は、インバータ８の出力電流の振幅が０近傍から徐々に増大する。
【００４８】
図６において、制御部１０は、始動制御を開始すると、ロータ１３ｒ及びファン１４が正転中か否かを判定する（ステップＳ１ａ）。正転中とは、始動制御が不要な程度の回転数で既にロータ１３ｒ及びファン１４が正転している状態である。正転中でない状態には、停止及び逆転が含まれる。制御部１０は、ロータ１３ｒ及びファン１４が停止、正転、逆転のいずれの状態かを、回転検出部９の検出信号により把握することができる。
正転中であれば、始動制御は不要となるので、制御部１０は、定常時加減速レートで定常運転を行う（ステップＳ６）。
【００４９】
一方、停止又は逆転からの始動の場合、制御部１０は、加速レートＡ１［ｒｐｍ／ｓ］で、０からＮ１［ｒｐｍ］までインバータ出力周波数を増大させる（ステップＳ２）。次に、制御部１０は、ロータ１３ｒ及びファン１４が、ステップＳ２の処理通りに正常に始動しているかチェックする（ステップＳ２ａ）。このチェックは例えば、インバータ８の動作を短時間停止させてステータ１３ｓからの誘起電圧を回転検出部９で検出すれば、その検出信号に基づいて行うことができる。
ロータ１３ｒ及びファン１４が正常に始動している場合は、以下、図５の場合と同様に、ステップＳ３〜Ｓ７の処理が行われる。
【００５０】
一方、ステップＳ２ａにおいてロータ１３ｒ及びファン１４が正常に始動していない場合、制御部１０は、この事象の回数を初期値０から１カウントアップし（ステップＳ８）、所定回数に達したか否かを判定する（ステップＳ９）。所定回数に達するまでは、ステップＳ２→ステップＳ２ａ→ステップＳ８→ステップＳ９の処理が繰り返される。なお、正常に始動していない場合とは、（ｉ）停止している、（ｉｉ）正転しているが１６［ｒｐｍ］に達していない、（ｉｉｉ）逆転している、のいずれかである。
【００５１】
このようにして所定回数、ステップＳ２の初期始動制御にトライすれば、逆転からの始動であっても、始動に成功する可能性がある。逆に、繰り返しステップＳ２の初期始動制御にトライしても、正常に始動せず、所定回数に達した場合（ステップＳ９のＹｅｓ）は、制御部１０は、ステップＳ１０でカウントリセットした後、直流励磁を実行する（ステップＳ１１）。直流励磁によりロータ１３ｒの位置決めを行った後は、制御部１０は、定常時加減速レートで定常運転を行う（ステップＳ６）。なお直流励磁（ステップＳ１１）の出力電流の振幅は、初期始動制御（ステップＳ２）の出力電流の振幅よりも大きくする。
【００５２】
このようにして、ファン１４の逆転が原因でソフトスタートの始動制御が成功しない場合には、代わりに、直流励磁で位置決めしてからロータ位置センサレス制御を行うことができる。
【００５３】
なお、図６のフローチャートでは、初期始動制御をステップＳ２として、ステップＳ２の直後に、正常に始動しているか否かのチェック（ステップＳ２ａ）を行う例を示したが、前述のように、初期始動制御をどこまでと考えるかによって、正常に始動しているか否かのチェックのステップは、ステップＳ３の直後、若しくは、ステップＳ４の直後に設けることも可能である。
【００５４】
《その他》
なお、上記のモータ駆動制御装置１は、空気調和機の室内機に搭載され、ファンを回転させるものを例に挙げて説明したが、同様な始動制御を行うモータ駆動制御装置は、ロータ位置センサレス制御方式を採用する同期モータを搭載し、ファン等の回転体に始動時の振動に起因する異音が発生する各種の電気機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１：モータ駆動制御装置、２〜５：ダイオード、６：整流器、７：コンデンサ、８：インバータ、８Ｍ：インバータ主回路部、８Ｇ：ゲート駆動回路、９：回転検出部、１０：制御部、１１：電圧検出部、１２：電流検出部、１３ｓ：ステータ、１３ｒ：ロータ、１３：モータ、１４：ファン、１５：筐体、２０：交流電源、Ｑ１〜Ｑ６：スイッチング素子、ｄ１〜ｄ６：ダイオード
【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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