(57)【要約】【課題】加速及び減速時であっても、また、定速で運転している時でもスムーズに回転させることができるモータの駆動装置を提供する。【解決手段】三相のブラシレスＤＣモータ１０の駆動装置１２であって、インバータ回路１４とＰＷＭ回路２０と、位置推定回路２２とカウンター回路２４と出力波形形成回路２６とデータセレクト回路２９とを有し、３個のホールＩＣ２８で測定した位置信号において時間的に１つ前の位置信号と次の位置信号との差が所定値以上である場合には、データセレクト回路２９からＰＷＭ回路２０に出力される変調波の制御信号を３６０°毎にリセットをするのでなく６０°毎にリセットするように切り替える。【選択図】      図１
2005124367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相のブラシレスＤＣモータに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に正弦波形のＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、
前記ブラシレスＤＣモータの回転位置を推定して位置信号を出力する位置推定回路と、
外部からの速度指令信号と前記位置信号とに基づいて前記ＰＷＭ回路に変調波形の制御信号を出力して制御する制御手段と、
を有するモータの駆動装置において、
前記制御手段は、
前記位置信号の中で所定の時刻の位置信号と、前記所定の時刻より時間的に一つ前の位置信号との差が所定値より大きいときは前記制御信号を６０°毎にリセットし、前記差が所定値より小さいときは前記制御信号を３６０°毎にリセットする
ことを特徴とするモータの駆動装置。
【請求項２】
三相のブラシレスＤＣモータに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に正弦波形のＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、
前記ブラシレスＤＣモータの回転位置を推定して位置信号を出力する位置推定回路と、
外部からの速度指令信号と前記位置信号とに基づいて前記ＰＷＭ回路に変調波形の制御信号を出力して制御する制御手段と、
を有するモータの駆動装置において、
前記制御手段は、
前記速度指令信号が所定値より大きく変化したときは前記制御信号を６０°毎にリセットし、前記所定値より小さく変化したときは前記制御信号を３６０°毎にリセットする
ことを特徴とするモータの駆動装置。
【請求項３】
三相のブラシレスＤＣモータに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に正弦波形のＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、
前記ブラシレスＤＣモータの回転位置を推定して位置信号を出力する位置推定回路と、
外部からの速度指令信号と前記位置信号とに基づいて前記ＰＷＭ回路に変調波形の制御信号を出力して制御する制御手段と、
を有するモータの駆動装置において、
前記制御手段は、
他の回路からの切り替え信号に基づいて前記制御信号を６０°毎にリセットするか、３６０°毎にリセットするかを切り替える
ことを特徴とするモータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相のブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータという）の駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータの駆動装置としては、モータに三相の駆動電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路に正弦波のＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、モータの回転位置を推定して位置信号を出力する位置推定回路と、外部からの速度指令信号と位置信号に基づいてＰＷＭ回路に制御信号を出力するモータの駆動装置が種々提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【特許文献１】特開平２−１０１６８３
【特許文献２】特開２００３−１８９６６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなモータの駆動装置において、制御回路からＰＷＭ回路に供給される変調波よりなる制御信号について、３６０°毎にリセットを行うと、加速及び減速時の追従性が悪くなり、リセット時に大きな異音が発生するという問題点がある。
【０００４】
また、逆に制御信号を６０°毎にリセットを行うと、加速及び減速時の追従性は良くなるが、変調波形の途中でリセットがかかるため、定速で運転している時にもマグネットの着磁や位置信号等のばらつきによる細かな位相ずれに反応して波形が乱れてしまい、回転ムラが発生するという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、加速及び減速時であっても、また、定速で運転している時でもスムーズに回転させることができるモータの駆動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、三相のブラシレスＤＣモータに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に正弦波形のＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、前記ブラシレスＤＣモータの回転位置を推定して位置信号を出力する位置推定回路と、外部からの速度指令信号と前記位置信号とに基づいて前記ＰＷＭ回路に変調波形の制御信号を出力して制御する制御手段と、を有するモータの駆動装置において、前記制御手段は、前記位置信号の中で所定の時刻の位置信号と、前記所定の時刻より時間的に一つ前の位置信号とのの差が所定値より大きいときは前記制御信号を６０°毎にリセットし、前記差が所定値より小さいときは前記制御信号を３６０°毎にリセットすることを特徴とするモータの駆動装置である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、三相のブラシレスＤＣモータに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に正弦波形のＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、前記ブラシレスＤＣモータの回転位置を推定して位置信号を出力する位置推定回路と、外部からの速度指令信号と前記位置信号とに基づいて前記ＰＷＭ回路に変調波形の制御信号を出力して制御する制御手段と、を有するモータの駆動装置において、前記制御手段は、前記速度指令信号が所定値より大きく変化したときは前記制御信号を６０°毎にリセットし、前記所定値より小さく変化したときは前記制御信号を３６０°毎にリセットすることを特徴とするモータの駆動装置である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、三相のブラシレスＤＣモータに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に正弦波形のＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、前記ブラシレスＤＣモータの回転位置を推定して位置信号を出力する位置推定回路と、外部からの速度指令信号と前記位置信号とに基づいて前記ＰＷＭ回路に変調波形の制御信号を出力して制御する制御手段と、を有するモータの駆動装置において、前記制御手段は、他の回路からの切り替え信号に基づいて前記制御信号を６０°毎にリセットするか、３６０°毎にリセットするかを切り替えることを特徴とするモータの駆動装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明のモータの駆動装置においては、所定の時刻の位置信号と、前記所定の時刻より時間的に一つ前の位置信号との時間差（周波数）の差により変調方式を変え、差が大きい時は６０°毎にリセットして、追従性を良くし、小さい時は３６０°毎にリセットして定速でスムーズに回転できるようにする。
【００１０】
請求項２に係る発明のモータの駆動装置においては、速度指令信号が所定値以上に変更された時には、その追従性を良くするため制御信号のリセットを３６０°から６０°毎に切り替えて、速度指令信号に対する追従性を良くする。
【００１１】
請求項３の発明に係るモータの駆動装置においては、切り替え信号を外部から入力できるようにし、リセット方式を６０°毎と３６０°毎に切り替えられるようにし、モータの状態に応じて切り替えるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態の三相のブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータという）１０の駆動装置１２について図１及び図２に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、モータ１０の駆動装置１２のブロック図であり、図２は、その波形図である。
【００１４】
（１）駆動装置１２の構成
図１に基づいて駆動装置１２の構成について説明する。
【００１５】
駆動装置１２は、インバータ回路１４、整流平滑回路１６、交流電源１８、ＰＷＭ回路２０、位置推定回路２２、カウンター回路２４、出力波形形成回路２６、３個のホールＩＣ２８ｕ，２８ｖ，２８ｗより構成されている。
【００１６】
インバータ回路１４は、スイッチングトランジスターＴｒ１〜Ｔｒ６と逆並列接続したダイオードＤ１〜Ｄ６よりなるスイッチング素子を６個用いて三相ブリッジ回路を構成し、交流電源１８から供給された交流電圧を整流平滑回路１６によって整流平滑し、直流となった電圧によって駆動する。この６つのスイッチングトランジスターは、ＰＷＭ回路２０からのＰＷＭ信号によってオン／オフすることにより、三相の固定子巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗに三相の駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを供給する。
【００１７】
３個のホールＩＣ２８ｕ，２８ｖ，２８ｗは、モータ１０の回転子のＳ極とＮ極の位置を検出し、位置推定回路２２に位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを出力する。
【００１８】
位置推定回路２２は、推定した位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗをカウンター回路２４及びデータセレクト回路２９に出力する。
【００１９】
カウンター回路２４は、位置推定回路２２からの位置信号に基づいて後から説明するカウンター値を出力波形形成回路２６に出力する。
【００２０】
出力波形形成回路２６は、外部からの速度指令信号Ａとカウンター回路２４からのカウンター値に基づいてデータセレクト回路２９に後から説明するような信号を供給する。
【００２１】
データセレクト回路２９は、出力波形形成回路２６から入力した信号に基づいて後から説明するような変調波による制御信号Ｓｕ，Ｓｖ，ＳｗをＰＷＭ回路２０に出力する。
【００２２】
ＰＷＭ回路２０は、データセレクト回路２９から出力された制御信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗの変調波と三角波を比較して、正弦波のＰＷＭ信号２０をインバータ回路１４に出力する。
【００２３】
（２）カウンター回路２４、出力波形形成回路２６の動作説明
次に、図２の波形図に基づいて位置推定回路２２、カウンター回路２４、出力波形形成回路２６及びデータセレクト回路２９の動作状態について説明する。
【００２４】
図２の波形図は、位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと、変調波形である制御信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗの波形図である。なお、図２における丸数字１は、明細書で表現できないので、［１］と表現する。他の数字も同様である。
【００２５】
カウンター回路２４は、位置信号のアップエッジまたはダウンエッジから次のダウンエッジまたはアップエッジまでの時間（電気角６０°）をカウントし、出力波形形成回路２６は、この時間を変調波形の次の６０°位相分のデータとして使用する。変調波形の６０°位相分は予め設定されたｎデータ（例えば、３２データ）からなり、その１データ分の時間幅は、１つ前の６０°位相分の時間幅の１／ｎであり、この幅で制御信号の変調波形は進む。
【００２６】
図２において、位置信号Ｈｕのアップエッジから位置信号Ｈｗのダウンエッジまでの時間［１］の１／ｎの時間幅で、変調波形の［１］′データは進む。同じく、位置信号Ｈｗのダウンエッジから位置信号Ｈｖのアップエッジまでの時間［２］の１／ｎの時間幅で変調波形の［２］′のデータは進む。
【００２７】
ｎデータが終了しても次のエッジが来ない場合には、次のｎデータは次のエッジが来るまで同じ時間幅で進む。
【００２８】
（３）データセレクト回路２９の動作状態
次にデータセレクト回路２９の動作状態について説明する。
【００２９】
ここでデータセレクト回路２９は、制御信号の変調波形を２つの方法でリセットすることができる。
【００３０】
第１の方法は、位置信号Ｈｕのアップエッジ毎に変調波形との位相合わせを行うものであり、電気角３６０°毎に位置信号Ｈｕのアップエッジに同期し、制御信号である変調波形をリセットする。すなわち、３６０°リセットを行う。
【００３１】
第２の方法は、位置信号のゼロクロス毎に制御信号の変調波形との位置合わせを行うものであり、電気角６０°毎に位置信号のアップエッジ及びダウンエッジと同期し制御信号の変調波形をリセットする。すなわち、６０°リセットを行う。
【００３２】
そして、データセレクト回路２９は、次の２つの条件に基づいて変調波形の６０°リセットと３６０°リセットとに分けて行う。
【００３３】
（３−１）第１の条件
第１の条件は、位置信号をデータセレクト回路２９が位置推定回路２２からの位置信号に基づいて、所定時刻ｔの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと、その所定時刻より時間的に一つ前の位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの時間（周波数）の差により変調方式を変えるものである。その時間差が所定値より大きい時は６０°毎にリセットし、所定値より小さい時は３６０°毎にリセットする。
【００３４】
即ち、時間差が大きい時とは、定速で回転している時であり、この場合には６０°毎にリセットして、定速運転時のばらつきの影響を受けにくくし騒音を小さくするものである。そして、回転が速くなると３６０°毎にリセットして、回転をスムーズに行う。
【００３５】
（３−２）第２の条件
第２の条件は、外部から入力する速度指令信号Ａがある所定値以上に変更された時には、３６０°毎にリセットを行うのでなく、６０°毎にリセットを行うようにする。
【００３６】
これによって、加速及び減速時の追従性が６０°毎のリセットにより良くなり、騒音を抑えることができる。また、定速で回転している時には３６０°毎にリセットされているため、きれいな波形となり、スムーズに回転し騒音を抑えることができる。
【００３７】
（３−３）その他の条件
第１と第２の条件以外に、外部から３６０°リセットと６０°リセットを切り替える切り替え信号をデータセレクト回路２９に入力するようにしてもよい。
【００３８】
例えば、モータ１０の駆動装置１２をファン装置に使用する場合に、羽根が風によって回転させられ起電力が生じた場合や、インバータ回路１４から供給される駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが所定値を超えて過電流となった場合には、過電流検出回路からの切り替え信号により３６０°リセットから６０°リセットに切り替え、その追従性を良くしてもよい。
【００３９】
（４）本実施形態の効果
以上により本発明のモータ１０の駆動装置１２であると、加減速時の騒音を抑えることができる。また、定速運転時にばらつきの影響を受けにくくし、騒音を小さくすることができる。更に、加減速時にその追従性が良くなり応答性が良くなる。
【００４０】
（変更例）
なお、上記実施形態ではモータ１０の回転子の位置をホールＩＣ２８によって検出したが、これに代えてモータ１０の固定子巻線３０に供給される駆動電流の値に基づいてモータ１０の回転位置を検出するいわゆるセンサレス回路であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のモータの駆動装置は、ファン装置、ポンプ、洗濯機、食器乾燥機などの駆動源として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態を示すモータの駆動装置のブロック図である。
【図２】駆動装置における波形図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  モータ
１２  駆動装置
１４  インバータ回路
１６  整流平滑回路
１８  交流電源
２０  ＰＷＭ回路
２２  位置推定回路
２４  カウンター回路
２６  出力波形形成回路
２８  ホールＩＣ
２９  データセレクト回路
３０  固定子巻線
【図１】
2005124367.tif 000003
【図２】
2005124367.tif 000004