(57)【要約】【課題】インバータ回路を用いてコンプレッサのベクトル制御を行なう冷蔵庫であっても、冷却ファンの故障時にはコンプレッサの運転を低速運転できる冷蔵庫を提供する。【解決手段】  三相ブラシレスＤＣモータ２８で回転するレシプロ式のコンプレッサ１５を有する冷凍サイクルを備え、このコンプレッサ１５を冷却するＣファン２５が配された冷蔵庫において、Ｃファン２５の故障を検出したときには、ブラシレスＤＣモータ２８をベクトル制御における弱め界磁制御法を実行させないように制御するものである。【選択図】      図５
2005337583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相のブラシレスＤＣモータで回転するレシプロ式のコンプレッサと、凝縮器と、蒸発器を少なくとも有する冷凍サイクルを備え、
前記コンプレッサを冷却する冷却ファンが配され、
前記ブラシレスＤＣモータを制御する駆動装置が配され、
前記駆動装置を制御する主制御装置が配された冷蔵庫において、
前記駆動装置は、
前記ブラシレスＤＣモータの固定子巻線へ三相の駆動電流を供給するインバータ回路と、
前記インバータ回路へＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、
前記三相の駆動電流を検知する駆動電流検知手段と、
前記検知した三相の駆動電流に基づいて、前記ブラシレスＤＣモータの回転子の磁束に対応した電流成分であるｄ軸電流と、前記ブラシレスＤＣモータのトルクに対応した電流成分であるｑ軸電流とに変換するｄｑ変換手段と、
前記変換したｄ軸電流とｑ軸電流と前記主制御装置から入力する速度指令信号に基づいて、基準ｑ軸電流と基準ｄ軸電流を出力する制御手段と、
前記基準ｑ軸電流と基準ｄ軸電流とを、基準ｑ軸電圧と基準ｄ軸電圧に変換する電圧変換手段と、
前記変換した基準ｑ軸電圧と基準ｄ軸電圧を三相電圧に変換して前記ＰＷＭ回路へ出力する三相変換手段と、
を有し、
前記駆動装置は、前記ブラシレスＤＣモータの低速回転域では前記基準ｑ軸電圧を回転数と共に増加させ、かつ、前記基準ｄ軸電圧をほぼ一定に維持する最大トルク制御法を実行し、前記ブラシレスＤＣモータの高速回転域では前記基準ｑ軸電圧を最大基準ｑ軸電圧で一定に維持し、かつ、前記基準ｄ軸電圧を回転数と共に減少させる弱め界磁制御法を実行し、
前記主制御装置は、前記冷却ファンの故障を検出した時に、前記駆動装置に前記弱め界磁制御法を実行させないように制御する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記冷却ファンによって前記主制御装置も冷却されている
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記主制御装置は、外気温センサが検出した外気温が一定温度以上の時で、かつ、前記冷却ファンの故障を検出した時にのみ、前記駆動装置に前記弱め界磁制御法を実行させないように制御する
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記低速回転域における最大トルク制御法から前記高速回転域における弱め界磁制御法の切り替えるタイミングは、前記回転数が増加して前記各相の線間電圧が最大出力電圧に到達することにより前記基準ｑ軸電圧が最大基準ｑ軸電圧に到達したときに切り替える
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ回路によりコンプレッサのモータを駆動する冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可燃性冷媒を使用した冷蔵庫において、コンプレッサの冷却ファンが故障した場合でも冷媒漏れによる発火の恐れが無いようにするために、コンプレッサが運転中か停止中かを判定し、運転中の場合には冷却ファンを駆動させ、故障検知装置により冷却ファンが故障しているかを判定して故障している場合にはコンプレッサを低速回転してオーバーロードリレーが動作しないようにした冷蔵庫が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１２１０３２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最近のインバータ制御の冷蔵庫においては、レシプロ式のコンプレッサを回転させるブラシレスＤＣモータの回転子の磁束に対応した電流成分であるｄ軸電流と、ブラシレスＤＣモータのトルクに対応した電流成分であるｑ軸電流とに変換して、コンプレッサの回転数を制御するベクトル制御が行なわれている。このようなベクトル制御におけるコンプレッサの運転においても、上記したように可燃性冷媒の発火の恐れが無いよう安全性を確保する必要があるが、冷却ファンの故障時に圧縮機の低速回転を行なう制御を実行することは困難であるという問題点がある。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、インバータ回路を用いてコンプレッサのベクトル制御を行なう冷蔵庫であっても、冷却ファンの故障時にはコンプレッサの運転を低速運転できる冷蔵庫を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、三相のブラシレスＤＣモータで回転するレシプロ式のコンプレッサと、凝縮器と、蒸発器を少なくとも有する冷凍サイクルを備え、前記コンプレッサを冷却する冷却ファンが配され、前記ブラシレスＤＣモータを制御する駆動装置が配され、前記駆動装置を制御する主制御装置が配された冷蔵庫において、前記駆動装置は、前記ブラシレスＤＣモータの固定子巻線へ三相の駆動電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路へＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、前記三相の駆動電流を検知する駆動電流検知手段と、前記検知した三相の駆動電流に基づいて、前記ブラシレスＤＣモータの回転子の磁束に対応した電流成分であるｄ軸電流と、前記ブラシレスＤＣモータのトルクに対応した電流成分であるｑ軸電流とに変換するｄｑ変換手段と、前記変換したｄ軸電流とｑ軸電流と前記主制御装置から入力する速度指令信号に基づいて、基準ｑ軸電流と基準ｄ軸電流を出力する制御手段と、前記基準ｑ軸電流と基準ｄ軸電流とを、基準ｑ軸電圧と基準ｄ軸電圧に変換する電圧変換手段と、前記変換した基準ｑ軸電圧と基準ｄ軸電圧を三相電圧に変換して前記ＰＷＭ回路へ出力する三相変換手段と、を有し、前記駆動装置は、前記ブラシレスＤＣモータの低速回転域では前記基準ｑ軸電圧を回転数と共に増加させ、かつ、前記基準ｄ軸電圧をほぼ一定に維持する最大トルク制御法を実行し、前記ブラシレスＤＣモータの高速回転域では前記基準ｑ軸電圧を最大基準ｑ軸電圧で一定に維持し、かつ、前記基準ｄ軸電圧を回転数と共に減少させる弱め界磁制御法を実行し、前記主制御装置は、前記冷却ファンの故障を検出した時に、前記駆動装置に前記弱め界磁制御法を実行させないように制御することを特徴とする冷蔵庫である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の冷蔵庫においては、主制御装置が冷却ファンの故障を検出した時に、駆動装置に弱め界磁制御法を実行させないように制御するものである。すなわち、冷却ファンの故障時にはコンプレッサを停止させるか、最大トルク制御法によりコンプレッサを制御するものである。このように最大トルク制御法によってコンプレッサを制御することにより、ブラシレスＤＣモータは低速回転域で回転するか、または、停止するため、コンプレッサの発熱を抑制することができ、冷却ファンが回転しない状態であってもその温度上昇を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態の冷蔵庫１を説明する。
【０００８】
（１）冷蔵庫１の構造
まず、冷蔵庫１の構造について図１に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態を示す冷蔵庫１の断面図である。
【００１０】
冷蔵庫１のキャビネットは、断熱箱体９と内箱８で形成され、断熱仕切壁２によって冷蔵温度帯３０と冷凍温度帯３１に区画され、両温度帯３０、３１の冷気は完全に独立し、各冷気が混合することのない構造となっている。
【００１１】
冷蔵温度帯３０の庫内は冷蔵仕切板３によって冷蔵貯蔵室４と野菜室５とに仕切られ、冷凍温度帯３１の庫内は第１冷凍室６と第２冷凍室７から成り、各室はそれぞれ開閉ドア４ａ、５ａ、６ａ、７ａを有している。また、冷蔵貯蔵室４には、庫内温度を検知するための温度センサ（以下、Ｒセンサという）３４と、脱臭装置３５が配されている。
【００１２】
野菜室５の背面には冷蔵室蒸発器１０と冷蔵室冷却ファン（以下、Ｒファンという）１１が配置され、Ｒファン１１は庫内温度変動やドア開閉によって任意に運転される。そして、冷蔵貯蔵室４の背面は、冷気を冷蔵温度帯３０内に供給するための冷気循環路１８となっている。冷凍室蒸発器１２の下部には、除霜ヒータ２６が配されている。
【００１３】
冷凍室蒸発器１２と冷凍室冷却ファン（以下、Ｆファンという）１３は第１及び第２冷凍室６、７の背壁に配置され、冷気を循環することで第１及び第２冷凍室６、７が冷却される。
【００１４】
冷蔵庫１の背壁下部には、機械室１４が設けられている。図２は、機械室１４の横断面図であり、機械室１４の内部は、機械室冷却ファン（以下、Ｃファンという）２５によって、二つに区画されている。一方の区画には、コンプレッサ１５が配され、他方の空間には、冷蔵庫１の制御を行なう主制御部３３とコンプ駆動装置３２が配線された配線基板が収納された基板収納部７２が収納されている。機械室１４の前方には、凝縮器２１が配され、冷蔵庫１のキャビネットの前面から浸入した空気がＣファン２５によって機械室１４内部に吸い込まれ、機械室１４の背面に開口した排気口７４から排出される。この場合に、Ｃファン２５によって流れている空気により、凝縮器２１、基板収納部７２、コンプレッサ１５が冷却される。
【００１５】
（２）冷凍サイクルの構造
図３に基づいて冷凍サイクルの構造について説明する。
【００１６】
冷凍サイクルの圧縮流体である冷媒は、自然の可燃性冷媒であるイソブタン（Ｒ６００ａ）である。
【００１７】
冷凍サイクルは、コンプレッサ１５、凝縮器２１がそれぞれ配置され、コンプレッサ１５から吐出された可燃性冷媒は、凝縮器２１を通った後、切替弁２２の冷媒切換機構によって冷媒流路が交互に切り替えられて冷凍モードと冷蔵モードを交互に実現できる。
【００１８】
切替弁２２の一方の出口には冷蔵キャピラリーチューブ２３と冷蔵室蒸発器１０が順次接続され、切替弁２２の他方の出口には冷凍キャピラリーチューブ２４と冷凍室蒸発器１２が順次接続され、冷凍室蒸発器１２にアキュームレータ１６が接続されている。
【００１９】
（３）冷蔵庫１の動作状態
上記構成の冷蔵庫１に動作状態について説明する。
【００２０】
切替弁２２によって冷媒流路が切り替わり、冷凍温度帯３１冷却時の冷凍モードでは、可燃性冷媒が冷凍キャピラリーチューブ２４で減圧されて冷凍室蒸発器１２に入り、冷凍温度帯３１を冷却した後、再びコンプレッサ１５に戻る。そして、Ｆファン１３の運転によって冷気が庫内を循環し、第１及び第２冷凍室６、７の冷却が行われる。
【００２１】
冷蔵温度帯３０冷却時の冷蔵モードでは、可燃性冷媒は冷蔵キャピラリーチューブ２３で減圧され、冷蔵室蒸発器１０に入り、冷蔵温度帯３０を冷却した後、冷凍室蒸発器１２を通って再びコンプレッサ１５に戻る。Ｒファン１１の運転によって冷蔵貯蔵室４と野菜室５を冷却する。
【００２２】
（２）冷蔵庫１の電気系統の構造
冷蔵庫１の電気系統の構造について、図８のブロック図に基づいて説明する。
【００２３】
図８に示すように、コンプレッサ１５を駆動する三相のブラシレスＤＣモータ（以下、コンプモータという）２８と、このコンプモータ２８を駆動する駆動装置（以下、コンプ駆動装置という）３２と、このコンプ駆動装置３２を制御する冷蔵庫１の主制御部３３とから構成されている。この主制御部３３は、上記したように機械室１４内部に配され、各部屋４，５，６，７のドア４ａ〜７ａにそれぞれ設けられたドアスイッチ４ｂ〜７ｂが接続されている。さらに、主制御部３３には、脱臭装置３５、除霜ヒータ２６、Ｒセンサ３４、Ｒファン１１、Ｆファン１３、Ｃファン２５が接続され、また、冷蔵庫１が置かれている部屋の温度、すなわち、外気温を測定する外気温センサ７０が接続されている。
【００２４】
コンプレッサ１５はレシプロ式圧縮機構であり、縦型の密閉ケース内の上部側には圧縮機構部が載設され、下部側にはコンプモータ２８が設けられている。
【００２５】
コンプモータ２８は、図４に示すように、ブラシレスＤＣモータであって、三相６スロット４極モータである。すなわち、三相６スロットの固定子１１８の内周側で、４極の回転子１１７が回転する。回転子１１７内部にはマグネット１１９が設けられたＩＰＭ（Inner Permanent Magnet）ロータである。コンプ駆動装置３２によりコンプモータ２８の各相に電圧を印加した場合、モータ内部では１８０°対称に同じ制御を行う。
【００２６】
（３）コンプ駆動装置３２の構造
コンプ駆動装置３２の構造について図５に基づいて説明する。
【００２７】
コンプ駆動装置３２は、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。
【００２８】
コンプレッサ１５を回転させるコンプモータ２８は、上記したように三相のブラシレスＤＣモータである。このコンプモータ２８の三相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）の固定子巻線４０ｕ，４０ｖ，４０Ｗにインバータ回路４２が三相の駆動電流を流す。
【００２９】
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る。なお、図では示されていないが、このスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に対して並列に逆方向にダイオードが接続されている。また、スイッチングトランジスタＴ１とＴｒ４に直列に駆動電流を検知するための検知抵抗Ｒ１が接続され、スイッチングトランジスタＴｒ２とＴｒ５に直列に検知抵抗Ｒ２が接続され、スイッチングトランジスタＴｒ２８とＴｒ６に直列に検知抵抗Ｒ２８が接続されている。
【００３０】
整流回路４４は商用電源（ＡＣ１００Ｖ）である交流電源４６から交流電圧が供給され、これを整流してインバータ回路４２に供給する。
【００３１】
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信号を供給する。ＰＷＭ形成部４８は、後から説明する三相の電圧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ランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６をＯＮ／ＯＦＦする。
【００３２】
ＡＤ変換部５０は、シャント抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ２８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。
【００３３】
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、コンプモータ２８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。
【００３４】
この変換方法は、（１）式に示すように、三相のＩｕ，Ｉｖ，Ｉｗを二相の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６である。
【数１】
2005337583.tif 000003
【００３５】
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（検知）したｑ軸電流Ｉｑとｄ軸電流Ｉｄとの関係は図７に示すベクトル図のような関係を有する。
【数２】
2005337583.tif 000004
【００３６】
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、コンプモータ２８の回転角θと回転速度ωを検出する。ｑ軸電流とｄ軸電流に基づいてコンプモータ２８の回転子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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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Δωに基づいてＰＩ制御を行い、基準ｑ軸電流Ｉｑｒｅｆ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。
【００４０】
ｑ軸電流ＰＩ制御部６０では、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を出力する。
【００４１】
ｄ軸電流ＰＩ制御部６２では、ＰＩ制御を行うと共に電流／電圧変換を行い、基準ｄ軸電圧Ｖｄを出力する。
【００４２】
三相変換部６４では、基準ｄ軸電圧Ｖｄと基準ｑ軸電圧Ｖｑを、まず二相の電圧に（３）式に基づいて変換する。
【数３】
2005337583.tif 000005
【００４３】
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】
2005337583.tif 000006
【００４４】
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。
【００４５】
以上のコンプ駆動装置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でコンプモータ２８が回転するようにＰＷＭ形成部４８から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はこれに基づいて、三相の駆動電流をコンプモータ２８の三相の固定子巻線４０に出力する。起動時以外の通常運転時の制御方法については後から詳しく説明する。
【００４６】
そして、初期パターン出力部６６は、コンプレッサ１５の起動時の起動モータ定数が設定されており、起動時はこの設定された起動モータ定数により起動特性が決まる。設定されている起動モータ定数としては、回転初期位置θinit、起動加速速度ωinit、始動ｄ軸電流Ｉdinit、始動ｑ軸電流Ｉqinitであり、起動加速速度ωinitは速度指令出力部５６に出力され、回転初期位置θinitは、ｄｑ変換部５２に出力され、始動ｄ軸電流Ｉdinit、始動ｑ軸電流Ｉqinitは、速度ＰＩ制御部５８に出力される。
【００４７】
（４）通常運転時の制御方法
次に、冷蔵庫１の通常運転時の制御方法について説明する。
【００４８】
通常運転時の制御方法は、コンプモータ２８の回転数が低速回転域で行なう最大トルク制御法と、高速回転域で行なう弱め界磁制御法に分かれる。
【００４９】
コンプモータ２８が起動し、回転数が上昇すると所定の回転数までは最大トルク制御法を行ない、所定の回転数を越えた場合には弱め界磁制御法を行なうこととなる。この最大トルク制御法と弱め界磁制御法の切り替えるタイミングについて図６のグラフについて説明する。
【００５０】
図８の縦軸は、インバータ回路４２からの出力電圧の値を示し、横軸が時間を示している。
【００５１】
回転数が上昇すると、出力電圧が上昇し、弱め界磁制御開始電圧に到達する。この弱め界磁制御開始電圧とは、図５における出力電圧Ｖ０（＝２８０Ｖ）から理論的に求められる線間電圧の最大値を意味し、（５）式のように表される。
【数５】
2005337583.tif 000007
【００５２】
そして、この弱め界磁制御開始電圧を越えると最大トルク制御法から、弱め界磁制御法に切り替えられ、この弱め界磁制御法はＤＣ電圧Ｖ０に到達するまで行なわれることとなる。
【００５３】
一方、回転数が低下し、出力電圧が弱め界磁制御解除電圧よりも低くなった場合には最大トルク制御法に復帰する。この弱め界磁制御解除電圧は、弱め界磁制御開始電圧よりも、所定電圧低い値に設定されている。線間電圧は、三相変換部６４に入力するＶｑとＶｄから計算することができるため、これに基づいて計算された線間電圧がＤＣ電圧Ｖ０から理論的に導かれる最大値になった場合に弱め界磁制御法に移行する。
【００５４】
図９は、横軸を周波数（すなわち、回転数）で示し、縦軸をｄ軸電流とｑ軸電流の値（Ａ）で示し、周波数によってｑ軸電流とｄ軸電流がどの様に変化をするかを示したものである。
【００５５】
図７に示すように、最大トルク制御法においてはｄ軸電流がほぼ０Ａ付近で一定であり、ｑ軸電流が周波数と共に増加している。一方、弱め界磁制御法においてはｄ軸電流は周波数と共に減少し、ｑ軸電流は最大基準ｑ軸電流の値で維持されている。
【００５６】
なお、上記したように、最大トルク制御法と弱め界磁制御法の閾値（界磁制御開始電圧と界磁制御解除電圧）は、上記したように出力電圧で行なわれており、回転数を閾値としているものではないが、結果的に、出力電圧は回転数に比例するため、低速域では最大トルク制御法が行なわれ、高速域では弱め界磁制御法が行なわれることとなる。
【００５７】
次に、最大トルク制御法と弱め界磁制御法について順番に説明する。
【００５８】
（５）最大トルク制御法
低速域で行なわれる最大トルク制御法について、図１０と図１１に基づいて説明する。
【００５９】
まず、コンプモータ２８の回転子１１７は、上記したようにＩＰＭロータであり、マグネット１１９のマグネットトルクとリラクタンストルクと合成トルクの関係は図８のようになる。
【００６０】
図１０に示すように、合成トルクは、マグネットトルクとリラクタンストルクの合計したものであり、このマグネットトルクの周期が誘起電圧の位相に対応する。なお、誘起電圧とは、各固定子巻線間の電圧である。
【００６１】
そして、インバータ回路４２から各固定子巻線４０ｕ，４０ｖ，４０ｗに流れる駆動電流と、誘起電圧の関係を示したものが図１１である。
【００６２】
この駆動電流と誘起電圧との位相差は、各固定子巻線４０の位置と回転子１１７の回転位置との関係で決定され、すなわち、機械的な位置関係で予め決定されているものである。図１１においては、駆動電流が誘起電圧に対し進み角γだけ進んでいる状態である。なお、最大トルク制御法においてはγ＝１０°である。
【００６３】
この最大トルク制御法においては、速度ＰＩ制御部５８において、基準ｑ軸電流を（６）式に基づいて算出する。
【数６】
2005337583.tif 000008
【００６４】
但し、ｎは、ＰＷＭ制御を行なう場合のＰＷＭ周期の搬送波の周期（秒）毎に行なうものであり、基準ｑ軸電流は離散的な値となる。Ｋｐは、周波数制御比例ゲイン（Ａ／Ｈｚ）であり、Ｋｉは周波数制御積分ゲイン（Ａ・秒／Ｈｚ）である。また、Δωは、速度検出部５４で検出されたωと、速度指令出力部５６から出力された基準回転速度の差分量である。
【００６５】
次に、基準ｄ軸電流は、（７）式に基づいて計算される。
【数７】
2005337583.tif 000009
【００６６】
但し、φは、モータ磁束（ｗｂ）であり、Ｌｄはｄ軸モータインダクタンス（Ｈ）であり、Ｌｑはｑ軸モータインダクタンス（Ｈ）である。そして、この制御周期は、（６）式のＰＷＭ周期とは異なり、駆動装置３２における制御周期で行なうものであり、その制御周期はｑ軸電流の制御周期よりも長く設定されている。
【００６７】
上記のように（６）式と（７）式に基づいて基準ｑ軸電流と基準ｄ軸電流を算出して三相変換部６４で三相の電圧に変換しＰＷＭ制御を行なっている。このように計算された基準ｑ軸電流と基準ｄ軸電流の変化を示したものが図７である。
【００６８】
（６）弱め界磁制御法の内容
次に、高速域で行なわれる弱め界磁制御法について説明する。
【００６９】
最大トルク制御法において基準ｑ軸電流が増加し、上記したように最大基準ｑ軸電流に到達すると、一定値になりそれ以上は上昇しないため、最大トルク制御法から弱め界磁制御法に切り替えられる。
【００７０】
弱め界磁制御法においては、回転数を増加させ、出力電圧の値が線間電圧の理論値に近付いた場合には、それ以上の回転数では回転させることはできない。そのため、最大トルク制御法においては駆動電流と誘起電圧との位相差γを一定にしていたが、誘起電圧に対する駆動電流の位相をさらに進め、最大進み角γ＝８５°まで進めるようにする。なお、最大トルク制御法においては上記したように進み角γ＝１０°である。
【００７１】
基準ｄ軸電流は、（７）式から算出されるが、この（７）式で算出される電流値から、回転数に伴ってさらに低い電圧になるように設定する。すなわち、（７）式で求めた基準ｄ軸電流を補正し、この補正量が周波数と共に増加させ、図７に示すように基準ｄ軸電流が周波数と共に低下するように算出する。このように基準ｄ軸電流が減少すると、誘起電圧に対して駆動電流の位相γが進むこととなり、回転数を増加させることができる。
【００７２】
なお、この弱め界磁制御法における最大回転数は、駆動電流の進み角γが８５°に到達した時点に設定しておく。もし、この進み角γが９０°になると、トルクが０になるからである。
【００７３】
（７）Ｃファン２５の故障時の制御法
Ｃファン２５も、コンプモータ２８と同様にインバータ制御が行なわれており、主制御部３３からの速度指令信号によってその回転数を制御することができる。そして、Ｃファン２５を回転させるモータからの電流値を常に主制御部３３が検知し、この駆動電流が０になった場合には、Ｃファン２５が故障であると判定する。
【００７４】
主制御部３３がＣファン２５の故障を検知した場合には、コンプレッサ１５の冷却が行なわれなくなるため、コンプレッサ１５の加熱を防止する必要がある。そのため、コンプモータ２８の回転数が上昇しないようにするため、コンプ駆動装置３２において、上記した弱め界磁制御法を実施できないように制御する。具体的には、弱め界磁制御法に至るような回転数でコンプモータ２８を回転させないようにするため、出力電圧を常に検知し、その出力電圧が弱め界磁制御開始電圧に到達しようとするときに速度指令出力部５６に対し回転数を落とすように速度指令信号Ｓを出力する。
【００７５】
これによって、Ｃファン２５が故障したときでも、コンプレッサ１５が加熱し、可燃性冷媒の発火を完全に防止することができる。また、Ｃファン２５は、主制御部３３と駆動装置３２が配された基板収納部７２も冷却しており、Ｃファン２５の故障により主制御部３３や駆動装置３２の放熱特性が悪化している状況であっても、コンプレッサ１５が高い回転数で回転しないため、主制御部３３とコンプ駆動装置３２の熱の上昇を防止することができる。
【００７６】
（変更例）
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
【００７７】
上記実施形態では、可燃性冷媒で説明したが、不燃性冷媒であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の冷蔵庫は、家庭用冷蔵庫に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。
【図２】機械室の横断面図である。
【図３】冷凍サイクルの構造図である。
【図４】コンプモータの説明図である。
【図５】冷蔵庫のブロック図である。
【図６】三相からαβ変化を行うベクトル図である。
【図７】弱め界磁制御法と最大トルク制御法の境界を示すグラフである。
【図８】基準ｄ軸電流、基準ｑ軸電流と周波数との関係を関係を示すグラフである。
【図９】三相からαβ変化を行うベクトル図である。
【図１０】マグネットトルクとリラクタンストルクと合成トルクの関係を示すグラフである。
【図１１】最大トルク制御法における駆動電流と誘起電圧の関係を示すグラフである。
【図１２】弱め界磁制御法における駆動電流と誘起電圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８０】
１    冷蔵庫
１４    機械室
１５    コンプレッサ
２５    Ｃファン
２８    コンプモータ
３２    コンプ駆動装置
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
【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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