(57)【要約】  【課題】  本発明は、確実にコンプレッサの起動を行わせることくを目的とする。  【解決手段】  ロータ１１７の初期位置Ｘへの回転移動は、初期位置Ｘから離間させた予備励磁位置Ｙへロータ１１７が回転移動するように、直流励磁の電流を第１電流値まで上昇させる第１ステップ（ｔａ〜ｔｂ）と、ロータ１１７が初期位置Ｘへ回転移動するように直流励磁の電流を前記第１電流値よりも高い第２電流値まで上昇させる第２ステップ（ｔｂ〜ｔｃ）とを備えた。  【選択図】  図１
2005218208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相巻線を有するステータおよび４極以上のロータを備えたブラシレスモータと、この巻線に通電するためのインバータ回路とを備え、このインバータ回路を介して直流励磁により前記ロータを初期位置に回転移動させてから強制転流により回転させた後に、巻線に流れる電流または電圧に基づいて速度制御するブラシレスモータの起動方法において、
前記ロータの初期位置への回転移動は、初期位置から離間させた予備励磁位置へロータが回転移動するように、直流励磁の電流を第１電流値まで上昇させる第１ステップと、ロータが初期位置へ回転移動するように直流励磁の電流を前記第１電流値よりも高い第２電流値まで上昇させる第２ステップとを備えたことを特徴とするブラシレスモータの起動方法。
【請求項２】
予備励磁位置は、初期位置を基準に２０°〜８０°の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの起動方法。
【請求項３】
第１ステップにおいて直流励磁の電流を、第１電流値まで上昇させた後に所定時間、第１電流以下の電流を流してから、第２ステップに移行させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブラシレスモータの起動方法。
【請求項４】
レシプロ式コンプレッサと、このコンプレッサの駆動原として３相巻線を有するステータおよび４極以上のロータを備えたブラシレスモータと、この巻線に通電するためのインバータ回路とを備え、このインバータ回路を介して直流励磁により前記ロータを初期位置に回転移動させてから強制転流により回転させた後に、巻線に流れる電流または電圧に基づいて速度制御するブラシレスモータにおいて、
前記ロータが初期位置から離間させた予備励磁位置へ回転移動するように、直流励磁の電流を第１電流値まで上昇させる第１ステップと、ロータが初期位置へ回転移動するように直流励磁の電流を前記第１電流値よりも高い第２電流値まで上昇させる第２ステップとを備えたことを特徴とするブラシレスモータを備えた冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータの制御方法に関係し、特にその起動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷蔵庫や空気調和機などの冷凍サイクルにおいて、レシプロ式コンプレッサが採用されており、このコンプレッサの駆動原として直流ブラシレスモータが主流となっている。
【０００３】
この直流ブラシレスモータは、複数相の巻線コイルからなるステータと、永久磁石の複数極からなるロータとから構成されており、巻線間に流れる電流や電圧に基づいて位置検出を行いセンサレスで回転制御を行っているものがある。
【０００４】
このブラシレスモータの起動時は、ロータの停止位置を認識できないことから、予め設定しておいた通電パターンに基づき複数相の巻線コイルに電流を流して、ロータを所定の速度まで回転させる強制転流を行っており、一般的には、ロータの急激な回転移動を防止するため、直流励磁によりロータを初期位置に回転移動させてからこの強制転流を行うようにしている。
【０００５】
具体的には、直流励磁の電流値を徐々に上昇させていくことによりロータが初期位置に回転移動し、予め設定しておいた電流値まで増加させたらロータは初期位置まで回転移動していると見做して、この電流値のまま強制転流に移行するようになっている。
【０００６】
このため、急激な電流値の変化がないことから、ロータも急激な回転移動が防止され、脱調することなく起動することができるようになっている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開昭６１−１２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、４極以上のブラシレスモータの場合、磁極の配列が１８０°対称となっているため、初期位置へ回転移動させることができなかったり、直流励磁から強制転流への移行直前に、ロータが急激に回転移動して脱調することがあった。
【０００８】
例えば図１４に示すように４極ロータの場合、磁極に配列により初期位置はＸ１とＸ２の２箇所存在する。具体的には、直流励磁によりＷ相の対面にＮ極の磁界を発生させると、ロータ２００のＳ極の停止位置によって、一端Ｓ１または他端Ｓ２がＸ１Ｘ２のいずれかに回転移動する。
【０００９】
しかし、ロータ２００の一端Ｓ１または他端Ｓ２の停止位置が図１５に示すようにＸ１とＸ２との中間点Ｚであると、直流励磁によって所定電流値まで電流を増加させても磁界のつり合いによって、回転移動することができないことがある。
【００１０】
この場合、直流励磁の電流を所定の電流値まで上昇させると、ロータ２００はＸ１またはＸ２で停止しているものと見做して強制転流に移行するため、例えば左回転させる場合には、強制転流の移行直後は磁極が破線に示すように移動することから、実際には中間点Ｚで停止しているロータ２００は一旦Ｘ２の方に引き寄せられる。そして、磁極はロータ２００が左回転するように変化していくため、ロータ２００が指令速度に対して回転することができず脱調する恐れがあった。
【００１１】
また、脱調しなくても、コンプレッサのブラシレスモータであると、ロータ２００の急激な速度変化によって振動が生じ、ロータ２００を保持する図示しないフレームがコンプレッサの密閉ケースに衝突して異音が生じることがあった。
【００１２】
さらに、図１６に示すようにロータ２００の停止位置が中間点Ｚの近傍である場合には、直流励磁を開始させた直後は磁界のつり合いによってロータ２００は回転移動しないが、電流を所定値、例えば１．７Ａ以上まで上昇させるとＸ１とＸ２との磁力の差が大きくため、Ｘ１またはＸ２に近い方に引きずられていく。このとき、例えばＸ１に引きずられたとすると、直流励磁の電流値は高くなっているためＸ１での磁力が大きく、ロータ２００が急激に回転移動することになる。
【００１３】
この場合、コンプレッサのブラシレスモータであると、ロータ２００の急激な速度変化によって振動が生じ、ロータ２００を保持する図示しないフレームがコンプレッサの密閉ケースに衝突して異音が生じることがあった。
【００１４】
本発明は、この点に着目してなされたもので、確実にブラシレスモータの起動を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明のブラシレスモータの起動方法は、３相巻線を有するステータおよび４極以上のロータを備えたブラシレスモータと、この巻線に通電するためのインバータ回路とを備え、このインバータ回路を介して直流励磁により前記ロータを初期位置に回転移動させてから強制転流により回転させた後に、巻線に流れる電流または電圧に基づいて速度制御するブラシレスモータの起動方法において、前記ロータの初期位置への回転移動は、初期位置から離間させた予備励磁位置へロータが回転移動するように、直流励磁の電流を第１電流値まで上昇させる第１ステップと、ロータが初期位置へ回転移動するように直流励磁の電流を前記第１電流値よりも高い第２電流値まで上昇させる第２ステップとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上記発明によれば、確実にブラシレスモータの起動を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づき本発明の１実施例について説明する。本発明に係る冷蔵庫の縦断面図である図９に示すように、冷蔵庫本体１は断熱箱体２内に、上段から順に、冷蔵室３、野菜室４、切替室５、冷凍室６を有して構成されており、本体１の前面開口部には、上段から順に、各貯蔵室３〜６をそれぞれ開閉自在に閉塞する扉７〜１０を設けている。なお、特に図示しないが製氷室を切替室５と併設させている。
【００１８】
冷蔵室３の背面および冷凍室６の背面には、それぞれ冷凍サイクルを構成する冷蔵室用冷却器１２（以下、Ｒエバと称する。）、冷凍室用冷却器１４（以下、Ｆエバと称する。
【００１９】
）を設けており、その上部には、それぞれ冷蔵室用ファン１１（以下、Ｒファンと称する。）、冷凍室用ファン１３（以下、Ｆファンと称する。）を設けている。各ファン１１，１３が運転されると、Ｒエバ１２およびＦエバ１４により生成された冷気が各室に供給され、各室の設定温度に応じて冷却を行っている。
【００２０】
本体１の背面底部には機械室１５を設けており、内部にはコンプレッサ１６および、後述するコンプレッサ１６のモータを制御する駆動装置３２などを設けている。図１０は、コンプレッサ１６示す縦断面図であり、以下、コンプレッサ１６の構造について説明する。
【００２１】
コンプレッサ１６の密閉ケース１０１内の上下方向ほぼ中間部には、フレーム１０２をスプリング１０２ａを介して弾性的に支持しており、このフレーム１０２の上部側にはコンプレッサ構部１０３と、下部側にはモータ１７とを設けている。また、フレーム１０２の中心部には枢支用孔１０２ｂを設け、主軸である回転軸１０５を回転自在に嵌め込んでいる。
【００２２】
この回転軸１０５の上端部には、フレーム１０２上面に摺動自在に載る鍔部１０５ａを一体に形成し、この鍔部１０５ａの上部には、回転軸１０５の中心軸に対して偏心させたクランクピン１０５ｂを連設している。このため、回転軸１０５が回転駆動すると、鍔部１０５ａはフレーム１０２上面に摺接した状態で回転し、クランクピン１０５ｂは回転軸１０５の回転に対して偏心回転するようになっている。
【００２３】
１０６は、上記コンプレッサ構部１０３を構成するシリンダであり、内部をピストン１０７が摺動自在に往復運動できるようにシリンダ室１０８を形成している。ピストン１０７は、クランク１０９の一端とボールジョイント機構部１１０を介して連結されており、クランク１０９の他端１１１は、クランクピン１０５ｂと回転自在に嵌め込まれている。
【００２４】
このため、クランクピン１０５ｂの偏心回転に伴い、クランク１０９がボールジョイント機構部１１０を支点として揺動運動をなすことができ、ピストン１０７はシリンダ室１０８において往復運動する。
【００２５】
また、シリンダ１０６の左端には、弁機構１１５を設けており、図示しない吸込室と吐出室を介して冷媒ガスを吸い込み、シリンダ室１０８で圧縮された高圧ガスを冷凍サイクル内に吐出するようになっている。
【００２６】
前記モータ１７は、フレーム１０２から下方に突出する回転軸１０５に嵌着させたロータ１１７と、このロータ１１７の周面と狭小の隙間を介在させ、フレーム１０２に固定されたステータ１１８とから構成されている。
【００２７】
また、モータ１７の説明図である図１４に示すように、モータ１７は直流ブラシレスモータであり、本実施例では三相６スロット４極モータで、三相６スロットのステータ１１８の内周側で、４極のロータ１１７が回転するようになっている。
【００２８】
次に、コンプレッサ１６の動作について説明する。モータ１７に通電して回転軸１０５を回転駆動させると、クランクピン１０５ｂが一体に偏心回転する。この偏心回転に応じて、ピストン１０７がクランク１０９とボールジョイント機構部１１０を介して、シリンダ室１０８内を往復運動する。
【００２９】
また、密閉ケース１０１内には各エバ１２、１４で蒸発した冷媒ガスが導かれ、この冷媒ガスは、ピストン１０７が下死点に向けて移動（吸込工程）すると、弁機構１１５を介してシリンダ室１０８に吸い込まれる。
【００３０】
逆にピストン１０７が上死点に向けて移動（圧縮工程）すると、冷媒ガスは圧縮され、弁機構１１５を介して吐出管から冷凍サイクルに導かれるようになっている。こうして、モータ１７の回転により圧縮工程と吸込工程が繰り返されることによって、冷凍サイクル内の冷媒が循環され、室内を冷却するようになっている。
【００３１】
次に、モータ１７を回転制御する駆動装置３２について説明する。制御ブロック図を示す図１１に示すように、インバータ回路４２と、整流回路４４と、交流電源４６と、ＰＷＭ形成部４８と、ＡＤ変換部５０と、ｄｑ変換部５２と、速度検出部５４と、速度指令出力部５６と、速度ＰＩ制御部５８と、ｑ軸電流ＰＩ制御部６０と、ｄ軸電流ＰＩ制御部６２と、三相変換部６４と、初期パターン出力部６６より構成されている。
【００３２】
モータ１７を回転させる場合には、モータ１７の三相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）のステータ巻線４０ｕ、４０ｖ、４０ｗにインバータ回路４２が三相の駆動電流を流す。このインバータ回路４２は、６個のパワースイッチング半導体であるスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６より構成されたフルブリッジインバータ回路であり、スイッチングトランジスタＴｒ１とＴｒ４、Ｔｒ２とＴｒ５、Ｔｒ３とＴｒ６にはそれぞれ直列に駆動電流を検知するための検知抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が接続されている。
【００３３】
整流回路４４は商用電源（ＡＣ１００Ｖ）である交流電源４６からの交流電圧を整流してインバータ回路４２に供給する。
【００３４】
ＰＷＭ形成部４８は、６個のスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のゲート端子にＰＷＭ信号を出力し、後述する三相の電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいてパルス幅変調を行い、所定のタイミングで各スイッチングトトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６をＯＮ／ＯＦＦする。
【００３５】
ＡＤ変換部５０は、シャント抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３における電圧値を検知して、各相の電圧値をアナログ値からデジタル値に変換し、三相の駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを出力する。
【００３６】
ｄｑ変換部５２は、ＡＤ変換部５０から出力された駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを、磁束に対応した電流成分であるｄ軸（direct-axis）の電流Ｉｄと、モータ１７のトルクに対
応した電流成分であるｑ軸（quadrature-axis）の電流Ｉｑに変換する。この変換方法は
、（１）式に示すように、三相のＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗを２相のＩα、Ｉβに変換する。この三相の電流と二相の電流との関係を表したベクトル図が図１２である。
【数１】
2005218208.tif 000003
【００３７】
次に、このように変換した二相の電流Ｉα、Ｉβをｑ軸電流Ｉｑとｄ軸電流Ｉｄに（２）式を用いて変換する。この二相の駆動電流と変換したｑ軸電流Ｉｑとｄ軸電流Ｉｄとの関係は図１３に示すベクトル図のような関係を有する。
【数２】
2005218208.tif 000004
【００３８】
速度検出部５４では、検知したｑ軸電流Ｉｑとｄ軸電流Ｉｄに基づいて、モータ１７の回転角θと回転速度ωを検出する。ｑ軸電流とｄ軸電流に基づいてモータ１７のロータ１１７の位置である回転角θを求め、このθを微分することにより回転速度ωを求める。
【００３９】
冷蔵庫１の主制御部３３では、ｄｑ変換部５２から送られてきたｑ軸電流Ｉｑに基づいて速度指令信号Ｓを出力する。
【００４０】
速度指令出力部５６は、主制御部３３からの速度指令信号Ｓと、速度検出部５４からの回転速度ωに基づいて基準回転速度ωｒｅｆを出力する。基準回転速度ωｒｅｆは、現在の回転速度ωと共に速度ＰＩ制御部５８に入力される。
【００４１】
速度ＰＩ制御部５８では、基準回転速度ωｒｅｆと現在の回転速度ωとの差分量に基づいてＰＩ制御を行い、基準ｑ軸電流Ｉｒｅｆと基準ｄ軸電流Ｉｄｒｅｆを出力し、現在のｑ軸電流Ｉｑと現在のｄ軸電流Ｉｄと共にｑ軸電流ＰＩ制御部６０とｄ軸電流ＰＩ制御部６２にそれぞれ出力する。
【００４２】
ｑ軸電流ＰＩ制御部６０およびｄ軸電流ＰＩ制御部６２では、それぞれＰＩ制御を行うと共に電流／電圧変換を行い、基準ｑ軸電圧Ｖｑおよび基準ｄ軸電圧Ｖｄを出力する。
【００４３】
三相変換部６４では、基準ｄ軸電圧Ｖｄと基準ｑ電圧Ｖｑを、まず二相の電圧に（３）式に基づいて変換する。
【数３】
2005218208.tif 000005
【００４４】
この変換された二相の電圧Ｖα、Ｖβを、三相の電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに（４）式に基づいて変換する。
【数４】
2005218208.tif 000006
【００４５】
この変換された三相の電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを前記したＰＷＭ形成部４８に出力する。
【００４６】
このような駆動装置３２によれば、検知したｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑに基づいて回転速度を検知し、この回転速度ωと、主制御部からの速度指令信号Ｓに基づいて速度制御（フィードバック制御）を行い、速度指令信号Ｓに合わせた回転速度ωｒｅｆでモータ１７が回転するようにＰＷＭ形成部４８からのＰＷＭ信号をインバータ回路４２に出力する。インバータ回路４２は、この信号に基づいて、三相の駆動電流をモータ１７の三相のステータ巻線４０に出力してロータ１１７の回転を制御している。
【００４７】
そして、初期パターン出力部６６には、コンプレッサ１６を起動させる際の回転パターンが設定されており、起動時には、この設定されたパターンに応じて運転を開始するようになっており、定数としては、回転初期位置電流Ｉｄinit、Ｉｑinit、始動ｄ軸電流Ｉｄinit、始動ｑ軸電流Ｉｑinitが予め設定されている。
【００４８】
次に、コンプレッサ１６の停止状態から運転を開始させる際の起動制御（初期パターン）について、図１，図３〜図８を参照して説明する。
【００４９】
コンプレッサ１６を停止状態から通常の速度制御で回転制御するためには、初期位置移動ステップと、強制転流ステップと、速度制御ステップとを順次切り替えて行うようになっている。なお、初期位置移動ステップは後述するため、強制転流ステップから説明する。
【００５０】
強制転流ステップでは、本発明のブラシレスモータの起動タイムチャートである図１に示すように、初期位置移動ステップの終了後のタイミングｔｃにおいて、予め設定した速度、ここでは１５０Ｈｚ／ｓ２となるように加速回転させる。具体的には、固定した始動ｄ軸電流を出力し、位置検出ができないことからロータ１１７が正常に回転しているものと見做して加速回転させる。したがって、速度制御、すなわちｑ軸方向の制御は行っておらず、始動ｑ電流Ｉｑinitはゼロとしている。そして、ロータ１１７が、予め設定されているパターン上、速度制御への切替速度、ここでは１０Ｈｚ／ｓに到達したと見做すタイミングｔｄまで強制転流を行う。
【００５１】
速度制御ステップでは、タイミングｔｄから、上述したように検知したｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑに基づいて回転速度（ロータ１１７の回転位置）を検知し、この回転速度ωと、主制御部からの速度指令信号Ｓに基づいて速度制御（フィードバック制御）を行い、速度指令信号Ｓに合わせた回転速度ωｒｅｆでモータ１７が回転するようにＰＷＭ形成部４８からのＰＷＭ信号をインバータ回路４２に出力する。インバータ回路４２は、この信号に基づいて、三相の駆動電流をモータ１７の三相のステータ巻線４０に出力して、ロータ１１７の回転制御を行うようになっている。
【００５２】
次に、初期位置移動ステップについて説明する。主制御部３３からコンプレッサ１６の駆動指令がｔａのタイミングで初期パターン出力部６６に出力されると、ロータ１１７が後述する予備励磁位置Ｙ、ここでは図４に示すようにＹ１またはＹ２に回転移動するように、この初期パターン出力部６６が速度ＰＩ出力部に所定時間、例えば３秒間に亙って第１電流値、例えば、１Ａまで回転初期位置電流Ｉｄinit、Ｉｑinitを徐々に増加させていく（第１ステップ）。なお、ロータ１１７を初期位置Ｘに停止させておく必要があるため、回転初期位置電流Ｉｑinitはゼロとしている。
【００５３】
直流励磁の電流が第１電流値に到達するｔｂのタイミングでは、一旦電流値をゼロにしてから、ロータ１１７が初期位置Ｘ、ここでは図５に示すＸ１またはＸ２に回転移動するように、初期パターン出力部６６が速度ＰＩ出力部に所定時間、例えば３秒間に亙って第１電流値よりも高い第２電流値、例えば、２Ａまで回転初期位置電流Ｉｄinit、Ｉｑinitを徐々に増加させていく（第２ステップ）。そして、直流励磁の電流が初期電流値に到達するｔｃのタイミングで上述した強制転流ステップに移行して、図６に示すようにロータ１１７が回転していく。
【００５４】
ここで、第１ステップを設けた理由について説明する。出願人は、初期位置Ｘからロータ１１７の停止位置を適宜変更して、それぞれの停止位置から初期位置Ｘに回転移動した際の電流値を測定した。また、各停止位置において、初期位置Ｘへの直流励磁の際にロータ１１７の急激な速度変化によって、フレーム１０２が密閉ケース１０１に衝突して異音が生じた電流値を測定した。
【００５５】
図７は、この実験結果を示すものであり、実線は停止位置と回転可能な電流値との関係を表し、破線は停止位置と異音が生じた電流値との関係を示している。この結果から、ロータ１１７の停止位置が初期位置Ｘに近いほど低電流で回転移動するとともに、異音が発生する電流値は高いため、直流励磁を行った際に脱調や異音が発生することはない。
【００５６】
しかしながら、ロータ１１７の停止位置が、図３にも示すように、中間点Ｚ、すなわち９０°の近傍になると、両極からの距離がほぼ等しいことから磁力のつり合いが保たれているため、回転移動する際の電流値が高くなる。また、初期位置Ｘまでの回転距離が長いことから、直流励磁によってロータ１１７が加速されて急激な速度変化を生じ易くさせるため、異音を発生する電流値が低くなる。
【００５７】
したがって、中間点Ｚの近傍では、回転可能な電流値よりも異音を発生する電流値の方が低くなってしまうため、脱調や異音の発生を防止しようとすると、１．７Ａ以下の電流値で直流励磁を行う必要があるが、これではロータ１１７を回転移動させることができない。また、１．７Ａ以上の電流値を使用すれば、ロータ１１７を回転移動させることは可能であるが、上記したように異音が発生したり、脱調する恐れが生じる。
【００５８】
すなわち、ロータ１１７の停止位置が、図７より９０°前後±５°であると上記のような問題が発生し、ばらつきなども考慮すると９０°前後±１０°は、異音が発生したり、脱調が生じてしまう恐れがある範囲として見做すことができる（以下、この範囲を初期位置回転不可領域Ｚ１〜Ｚ２と称する）。
【００５９】
そこで、本発明では、脱調や異音の発生を防止して、直流励磁により確実にロータ１１７を初期位置Ｘへの回転移動させるために、その事前ステップとして、ロータ１１７を予備励磁位置Ｙに回転移動させるようにして、ロータ１１７が初期位置回転不可領域Ｚ１〜Ｚ２に停止していることを回避させる。
【００６０】
具体的には、図８に示すように、予備励磁位置Ｙを初期位置Ｘから離間させた位置、ここでは４５°の位置で直流励磁を行うことにより、ロータ１１７が初期位置回転不可領域Ｚ１〜Ｚ２に停止していたとしても、第１ステップにより予備励磁位置Ｙに回転移動するため、第２ステップにおいて予備励磁位置Ｙから初期位置Ｘに確実に回転移動させることができる。
【００６１】
また、第１ステップの直流励磁において予備励磁位置Ｙの中間点Ｏやその近傍Ｏ１〜Ｏ２にロータ１１７が停止している状態で、第２ステップと同様な第２電流値まで上昇させてしまうと、この第１ステップでも異音が発生したり、脱調する恐れがあるが、第２電流値よりも低い第１電流値までしか上昇させないため、ロータ１１７が急激に回転移動することなく、上記不具合を解消することができる。
【００６２】
さらに、第１ステップにおいて第１電流値までしか上昇させないことから、回転移動させることができない領域Ｏ１〜Ｏ２が広がるが、この領域に停止していたとしても、初期位置回転不可領域Ｚ１〜Ｚ２外であるため、第２ステップにおいて初期位置Ｘに確実に回転移動させることができる。
【００６３】
この予備励磁位置Ｙの設定範囲としては、直流励磁による電流が第２電流値より低い第１電流値に到達するまでに、ロータ１１７が初期位置回転不可領域Ｚ１〜Ｚ２に停止していることを回避しなければならないため、初期位置Ｘに近すぎる０°〜２０°の範囲では、ロータ１１７が初期位置回転不可領域Ｚ１〜Ｚ２に停止していると第１ステップにおいて回転移動させることができず、一方、初期位置Ｘの中間点Ｚに近すぎる８０°〜１００°の範囲では、第１ステップにおいて逆にロータ１１７を初期位置回転不可領域Ｚ１〜Ｚ２に停止させてしまうことになるため、２０°〜８０°の範囲に設定している。なお、ばらつきまで考慮すると３０°〜７０°の範囲内に設定することが好ましい。
【００６４】
上述した構成によれば、第１ステップにおいて、ロータが予備励磁位置に回転するように、第２電流値よりも低い第１電流値まで直流励磁を行った後に、第２ステップにおいてロータが初期位置に回転するように直流励磁を行うため、第２ステップにおいて確実に初期位置へロータを回転移動させることができ、脱調することを防止して起動させることができる。
【００６５】
また、冷蔵庫に用いられるコンプレッサの起動に適用することにより、ロータの急激な速度変化を防止することができるため、異音を発生させることなく確実に初期位置へロータを回転移動させることができる。
【００６６】
次に他の実施形態について、図２を参照して説明する。上述したように第１スッテプでは、第２電流値よりも低い第１電流、例えば１Ａまでしか上昇させないため、初期位置Ｘの中間点Ｚおよびその近傍Ｚ〜Ｚ２にロータ１１７が停止していると回転移動させ難いことがある。このため、第１ステップにおいて、確実にロータ１１７を回転移動させるために、本実施例では、直流励磁の電流が第１電流値まで上昇したら、この電流値で所定時間継続通電させるようにしている。
【００６７】
具体的には、図２に示すように、ｔｅのタイミングでロータ１１７が予備励磁位置Ｙに回転移動するように、電流値を徐々に上昇させていく。そして、ｔｆのタイミングで第１電流値まで上昇すると、所定時間、ここでは２秒間、第１電流値のまま継続通電させる。
【００６８】
そして、所定時間が経過したｔｇのタイミングで、電流値をゼロに戻した後、第２ステップに移行して、ｔｈのタイミングで強制転流、ｔｉのタイミングで速度制御に移行するようになっている。
【００６９】
上記した構成によれば、第１ステップにおいて、第１電流値まで上昇させた後に、所定時間までは、継続して通電させることにより、ロータが初期位置回転不可領域の回転し難い場所に停止していても、確実に回転移動させることができる。
【００７０】
この場合、図２の点線で示すように、ｔｊのタイミングで第１電流よりも低い電流で流してもよい。これにより第２ステップに移行する直前のｔｇのタイミングでロータ１１７が回転することを防止することができる。
【００７１】
上述した本発明の実施形態では、冷蔵庫に用いられるブラシレスモータについて説明したが、これに限られず種々のブラシレスモータの起動方法に適応可能である。また、ベクトル制御を用いて説明したが、言うまでもなく通常のインバータ制御でも、同様の効果を奏することができる。さらに、発明の要旨を変更しない範囲内において、ロータの磁極、電流値、直流励磁位置を適宜変更してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、確実にコンプレッサの起動を行うことができ、様々なブラシレスモータの起動方法に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のブラシレスモータの起動方法を示すタイムチャートである。
【図２】本発明の他の起動方法を示すタイムチャートである。
【図３】ロータが初期位置の中間点に停止した状態を示す説明図である。
【図４】ロータを予備励磁位置に回転移動させた状態を示す説明図である。
【図５】ロータを初期位置に回転移動させた状態を示す説明図である。
【図６】ロータを強制転流させた状態を示す説明図である。
【図７】ロータの停止位置と電流値との関係を示すグラフである。
【図８】予備励磁位置の範囲を示す説明図である。
【図９】本発明の冷蔵庫を示す縦断面図である。
【図１０】本発明のコンプレッサを示す縦断面図である。
【図１１】本発明の制御ブロック図である。
【図１２】三相からαβ変化を行うベクトル図である。
【図１３】αβからｄｑ変化を行うベクトル図である。
【図１４】ブラシレスモータを示す説明図である。
【図１５】ロータが初期位置に停止している状態を示す説明図である。
【図１６】ロータが初期位置近傍に停止している状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…冷蔵庫本体            １６…コンプレッサ            １７…モータ
３２…駆動装置            ３３…主制御部          ４２…インバータ回路
４８…ＰＷＭ形成部        ５２…ｄｑ変換部        ６４…三相変換部
６６…初期パターン出力部  １０１…密閉ケース      １０２…フレーム
１１７…ロータ            １１８…ロータ          Ｘ…初期位置
Ｙ…予備励磁位置          Ｚ…初期位置の中間点    Ｏ…予備励磁位置の中間点
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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