(57)【要約】【課題】２相巻線の共通端子に印加する電圧波形のＶｃの位相を調整することにより、容易に２相の巻線電流Ｉｍ，Ｉａの電流比を位相差９０度のまま調整でき、モータ仕様および、モータの仕様状態に応じて最適な回転磁界を発生することができ、高効率、低騒音を図る。【解決手段】２相の固定子巻線（主巻線４ａと補助巻線４ｂ）を有するモータ４を、６石のインバータ回路３により、主巻線４ａの電圧波形Ｖｍを基準に、補助巻線４ｂの電圧波形Ｖａの電圧位相と、２相巻線の共通端子５ｃの電圧波形Ｖｃの電圧位相と電圧波高値を各々自由に調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１巻線と第２巻線の２相の固定子巻線を持つモータと、整流回路と、６つのスイッチング素子をブリッジ結線したインバータ回路と、前記モータの各相の固定子巻線と、前記２相の固定子巻線の共通端子とを前記インバータ回路の出力端子に接続し、前記インバータ回路は前記固定子巻線に略正弦波電流を流すＰＷＭ制御を行う波形発生手段と、前記モータに印加する周波数を決定する周波数設定手段を設けたことを特徴とするモータの駆動制御装置。
【請求項２】
前記インバータ回路から前記第１巻線に出力される電圧波形Ｖｍを基準に、前記第２巻線に出力される電圧波形Ｖａの電圧位相と、前記２相の固定子巻線の共通端子に出力される電圧波形Ｖｃの電圧位相を各々自由に調整できる電圧位相設定手段と、前記電圧波形Ｖｍ、Ｖａ、Ｖｃの波高値を各々自由に調整できる出力電圧設定手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のモータの駆動制御装置。
【請求項３】
前記インバータ回路から前記第１巻線に出力される電圧波形Ｖｍと、前記第２巻線に出力される電圧波形Ｖａの電圧位相は略１８０度ずれていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のモータの駆動制御装置。
【請求項４】
前記インバータ回路から前記２相の固定子巻線の共通端子に出力される電圧波形Ｖｃは、前記第１巻線に印加される電圧波形Ｖｍまたは第２巻線に印加される電圧波形Ｖａに対し、電圧位相を自由に設定できることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載のモータの駆動制御装置。
【請求項５】
前記インバータ回路から前記２相の固定子巻線の共通端子に出力する電圧波形Ｖｃの電圧位相は、前記インバータ回路から前記第１巻線と前記第２巻線に各々出力される電圧波形Ｖｍ、Ｖｃの電圧位相の間に位置することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータの駆動制御装置。
【請求項６】
前記モータの起動時に前記２相の固定子巻線の共通端子に印加される電圧波形Ｖｃの電圧位相を変えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモータの駆動制御装置。
【請求項７】
前記モータの回転数により前記２相の固定子巻線の共通端子に印加される電圧波形Ｖｃの電圧位相を変えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモータの駆動制御装置。
【請求項８】
前記第１巻線のインピーダンスＺｍ、巻数Ｎｍ、第１巻線の相電圧Ｖmcとし、前記第２巻線のインピーダンスＺａ、巻線Ｎａ、第２巻線の相電圧Ｖacとした場合、Ｎｍ・Ｖmc／Ｚｍ＝Ｎａ・Ｖac／Ｚａとなるように、前記２相の固定子巻線の共通端子に印加される電圧波形Ｖｃの電圧位相を設定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモータの駆動制御装置。
【請求項９】
前記モータが第１巻線と第２巻線を有する単相電源用のインダクションモータであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のモータの駆動制御装置。
【請求項１０】
前記モータが圧縮機を駆動することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のモータの駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２相の固定子巻線を有するモータの駆動制御装置に係わるものであり、冷蔵庫などの冷凍システムにおける単相インダクションモータを搭載した圧縮機の回転数をインバータを用いて変化させ、冷凍能力を可変させることができる。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫などの冷凍システムにおいて、その冷凍システムの心臓部である圧縮機は従来から単相インダクションモータが広く使われていた。単相インダクションモータは一般的にはその効率を上げるために主巻線と補助巻線の２相巻線を有し運転コンデンサ式の駆動を行っている。
【０００３】
しかしながら、この方法ではモータの回転数が常に一定であるため、冷凍負荷が少ない時に大きな冷凍能力を出しているために非常に無駄が多かった。
【０００４】
また、この種の単相インダクションモータを効率よく運転するためには、主巻線に流れる電流Ｉｍと補助巻線に流れる電流Ｉａとの位相差を９０度に保つ必要がある。しかしながら、従来の如く単一の運転コンデンサＣｒでは、単相インダクションモータの負荷の或る範囲では高効率となるものの、他の負荷範囲では高効率とはならない問題があった。
【０００５】
さらに、進相用の運転コンデンサがあるために種種の不具合が生じる。例えば、周波数が低くなると、進相コンデンサが飽和してしまい、モータ補助巻線にほとんど電流が流れなくなったり、周波数が高くなると、進相コンデンサが発熱したりする。電源周波数を広範囲に変化させるようなインバータ制御方式を、単純に単相インダクションモータに適用することはできなかった。
【０００６】
進相用コンデンサ無しでの２相インダクションモータを駆動するインバータの制御装置としては、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することで、駆動電圧、電流方向、周波数を可変にするため、電動機の相巻線ごとの四個のスイッチング素子、全体では８個のスイッチング素子を用いたものがある。
【０００７】
また、最近の２相モータの駆動制御装置では６個のスイッチング素子で構成されたもの（例えば、特許文献１参照）や、４個のスイッチング素子で構成されたもの（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【０００８】
以下、図面を参照しながら上記従来例のモータ駆動制御装置について説明する。
【０００９】
図８は従来のモータ駆動制御装置を冷蔵庫などの冷凍システムに用いられる圧縮機に適用された一例である。
【００１０】
図８において、１０は商用電源であり、日本の一般家庭の場合、１００Ｖ５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの単相交流が一般的に使用されている。
【００１１】
１１は整流回路であり、商用電源１０の交流電圧を直流電圧に変換する。整流回路１１は倍電圧整流回路となっており、ＡＣ１００ＶからＤＣ２８０Ｖを得る。
【００１２】
整流回路１１は４個の整流ダイオード１１ａ〜１１ｄをブリッジ接続している。また電解コンデンサ１１ｅの正端子はブリッジ接続された整流ダイオード１１ａと整流ダイオード１１ｃとの接続点に接続し、電解コンデンサ１１ｆの負端子はブリッジ接続された整流ダイオード１１ｂと整流ダイオード１１ｄとの接続点に接続している。
【００１３】
また、電解コンデンサ１１ｅの負端子と電解コンデンサ１１ｆの正端子とを直接接続すると共に、整流ダイオード１１ｃと整流ダイオード１１ｄとの接続点と接続している。このように接続することにより商用電源１０の交流入力のうち、正の半サイクルでは電解コンデンサ１１ｅに充電され、負の半サイクルでは電解コンデンサ１１ｆに充電される。このように整流することにより電解コンデンサ１１ｆの負端子と電解コンデンサの正端子間に倍電圧で整流されたＤＣ２８０Ｖが発生することになる。
【００１４】
１２はインバータ回路であり、整流回路１１で整流された直流電圧出力を入力として任意周波数、任意電圧の２相交流に変換する。
【００１５】
インバータ回路１２はスイッチング素子１２ａ〜１２ｄを各々ブリッジ接続している。本形態ではスイッチング素子としてＦＥＴを使用している。また各々のスイッチング素子１２ａ〜１２ｄには並列に逆電流方向に高速ダイオードが内蔵されている。この内蔵されている高速ダイオードはスイッチング素子１２ａ〜１２ｄがオフしたときの環流電流を流す働きをする。
【００１６】
１３は圧縮機であり、冷凍システム内の冷媒を循環させる。圧縮機１３は密閉された密閉容器内に圧縮要素と２相インダクションモータ１４とを有している。２相インダクションモータ１４の発生する回転運動はクランクを持つシャフトを介して圧縮要素に往復運動として伝えられ、シリンダ内をピストンが往復することにより圧縮仕事に変換している。
【００１７】
インダクションモータ１４は主巻線と補助巻線とを持ち、一方の端子が共通端子となる２相巻線１５を有している固定子（図示せず）とかご型の回転子１６からなる。
【００１８】
１７は電圧パターン選択手段であり、周波数設定手段１８で設定された設定周波数に応じて予め設定された最適な電圧パターンを選択する。この選択された電圧パターンに従って、主巻線電圧設定手段１９で主巻線に印加する電圧を設定し、補助巻線電圧設定手段２０で補助巻線に印加する電圧を設定し、位相設定手段２１で主巻線電圧（または電流）と補助巻線電圧（または電流）との位相差を設定する。
【００１９】
２２は波形発生手段であり、周波数設定手段１８、主巻線電圧設定手段２０、補助巻線電圧設定手段２０、位相設定手段２１で設定された各パラメータを入力とし、それに対応したインバータ回路１２スイッチング素子１２ａ〜１２ｄのオン／オフ信号をつくり出す。ここではＰＷＭ（パルス幅変調）制御により所望の出力波形を得る様に信号を発生させる。
【００２０】
２３はドライブ手段であり、波形発生手段２２から発生したオン／オフ信号に従って、インバータ回路３のスイッチング素子３ａ〜３ｄをオン／オフさせるものである。
【００２１】
２４は電流センサであり、インダクションモータ１４の２相巻線１５の共通端子と倍電圧整流回路１１の中点との間に流れる電流（即ちモータ電流）を検出するものであり、一般的にはカレントトランスや直流電流センサなどを使用する。
【００２２】
２５は状態検出手段であり、電流センサ２４の出力や倍電圧整流回路１１の出力電圧（直流電圧）などを入力とし、圧縮機１３の動作状態（負荷の状態）や商用電源１の入力電圧の状態などを検出する。
【００２３】
２６は補正手段であり、状態検出手段２５で検出された状態によって、主巻線電圧、補助巻線電圧や位相を補正し、各々主巻線電圧設定手段１９、補助巻線電圧設定手段２０、位相設定手段２１などに信号を送出し最適な状態になるようにパラメータを変化させる。
【００２４】
ここで、モータ電流や直流電圧は状態を検出するものとしているが、もちろん保護にしても良い。例えば、モータ電流が大きくなった場合は過負荷状態であるし、入力電圧の低下、上昇は直流電圧で検出できる。しかしながらこれらの検出のみではインバータの上下アーム短絡は検出できないので別途シャント抵抗などを使用して直流母線電流を検出する必要はある。
【００２５】
図８のように構成された冷凍システムの制御装置についてその基本動作を図９を用いて説明する。図９は従来の形態の冷凍システムの制御装置のタイミングチャートである。
【００２６】
図９において、上の４つのタイミングチャートはインバータ回路１２のスイッチング素子１２ａ〜１２ｄのオン／オフのタイミングを示す。
【００２７】
但し、ここでスイッチング素子１２ａ，１２ｂに接続されている巻線が主巻線、スイッチング素子１２ｃ，１２ｄに接続されている巻線が補助巻線であるとする。図９における下２つのタイミングチャートは各々主巻線電流Ｉｍと補助巻線電流Ｉａとする。また、横軸は出力波形の１周期を３６０度とした位相を示す。
【００２８】
スイッチング素子１２ａは位相９０度から２７０度の間でチョッピングしており、ＰＷＭ制御のパルス幅（すなわち面積）が正弦波に近付けるようにパルス幅を制御している。９０度、２７０度付近ではパルス幅は細く、１８０度付近で最大となるようにオン／オフしている。このパルス幅を調整することにより出力電圧が制御できる。スイッチング素子１２ｂはスイッチング素子１２ａが休止している区間、すなわち２７０度から９０度の間でＰＷＭ制御を行っている。
【００２９】
また、スイッチング素子１２ｃはスイッチング素子１２ａから位相差φ（図９では９０度）だけ進んだスイッチングを行っており、０度から１８０度の区間でＰＷＭ制御を行う。また、スイッチング素子１２ｄはスイッチング素子１２ｃが休止している区間、すなわち１８０度から３６０度の間でＰＷＭ制御を行っている。
【００３０】
インダクションモータ１４の主巻線の電流Ｉｍは９０度と２７０度でゼロクロスする正弦波波形となるが、実際にはＰＷＭ制御のキャリア周波数成分の高調波を含む波形となる。一方補助巻線の電流Ｉａは主巻線の電流Ｉｍから位相がφ（この例の場合は９０度）進んだ波形となる。
【００３１】
図１０は従来の形態の電圧とモータ効率の関係を示す特性図である。
【００３２】
図１０において、特性２７は周波数Ｆ４、負荷トルクＴ４における電圧を変化させた時のモータ効率を示すものである。電圧が高いと磁束飽和をおこすために鉄損が増加して効率が低くなり、逆に電圧が低いと電流が増加するために銅損が増加して効率が低くなるために、最適な電圧値Ｖ４が存在する。
【００３３】
また、特性２８は周波数Ｆ５、負荷トルクＴ５における電圧を変化させた時のモータ効率を示すものである。特性２７と同様に最適な電圧値Ｖ５が存在する。ここで、周波数Ｆ４＜周波数Ｆ５とすると前述した通り負荷トルクＴ４＜負荷トルクＴ５として最適な電圧を求めることとなる。
【特許文献１】特開平５−３４４７５０号公報
【特許文献２】特開２００１−３０９６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
しかしながら、上記従来の構成は、倍電圧整流を基本としており、全電圧整流とした場合に、電流が流れず、動作しないという欠点があった。また、海外など電圧が高い地域では、電気部品の耐電圧などを考えると、倍電圧整流方式では、回路自体が大きく、しかもコストが高いなどの欠点があった。
【００３５】
また、近年では、スイッチング素子が６つ入ったＩＰＭ(Intelligent Power Module)が安価に提供されているが、４素子タイプでは容易に使えない問題があった。
【００３６】
本発明はそのような問題点を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、第１巻線と第２巻線の２相の固定子巻線を持つモータと、整流回路と、６つのスイッチング素子をブリッジ結線したインバータ回路と、モータの各相の固定子巻線と、２相の固定子巻線の共通端子とをインバータ回路の出力端子に接続し、インバータ回路は固定子巻線に略正弦波電流を流すＰＷＭ制御を行うことを特徴としたものであり、全波整流方式でも駆動できるものである。
【発明の効果】
【００３８】
本発明のモータの駆動制御装置は、全波整流方式でも駆動できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の請求項１記載の発明は、第１巻線と第２巻線の２相の固定子巻線を持つモータと、整流回路と、６つのスイッチング素子をブリッジ結線したインバータ回路と、モータの各相の固定子巻線と、２相の固定子巻線の共通端子とをインバータ回路の出力端子に接続し、インバータ回路は固定子巻線に略正弦波電流を流すＰＷＭ制御を行うことを特徴としたものであり、全波整流方式でも駆動できるものである。
【００４０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、インバータ回路から前記第１巻線に出力される電圧波形Ｖｍと、前記第２巻線に出力される電圧波形Ｖａの電圧位相を自由に調整できることを特徴としているため、結果的に第１巻線に流れる電流Ｉｍと第２巻線に流れる電流Ｉａの位相と電流値を自由に設定することができる。
【００４１】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、第１巻線と前記第２巻線に印加される電圧位相は略１８０度ずれていることを特徴としているため、２相の固定子巻線の共通端子に印加する電圧位相に拘わらず、第１巻線と第２巻線と各々の巻線の共通端子間に印加される電圧位相差を９０度に固定でき、電気的に９０度ずれた２相のインダクションモータでは最適な位相差とすることができる。
【００４２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、２相の固定子巻線の共通端子に印加する電圧位相を自由に設定できることを特徴としており、第１巻線と第２巻線に印加する電圧位相差を９０度に固定したまま電圧比を自由に設定できる。
【００４３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、２相の固定子巻線の共通端子に印加する電圧位相は、第１巻線と第２巻線の電圧位相の間に位置することを特徴し、第１巻線と第２巻線に印加する電圧位相差を９０度に固定したまま電圧比を自由に設定でき、モータの仕様に応じて最適な電圧比および回転磁界を設定できる。
【００４４】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、モータの起動時に２相の固定子巻線の共通端子に印加する電圧位相を変えることを特徴としており、起動トルクを最適に設定することができる。
【００４５】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、モータの回転数により２相の固定子巻線の共通端子に印加する電圧位相を変えることを特徴としており、モータの発熱を抑えることができ、また高速回転できる。
【００４６】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、第１巻線のインピーダンスＺｍ、巻数Ｎｍ、印加電圧Ｖｍとし、第２巻線のインピーダンスＺａ、巻線Ｎａ、印加電圧Ｖａとし、２相の固定子巻線の共通端子に印加する電圧をＶｃとした場合、Ｎｍ・（Ｖｍ−Ｖｃ）／Ｚｍ＝Ｎａ・（Ｖａ−Ｖｃ）／Ｚａとなるように、前記２相の固定子巻線の共通端子に印加する電圧位相を設定することを特徴としており、第１巻線と第２巻線とで円磁界を発生させることができ、効率がよく低騒音で駆動できる。
【００４７】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の発明において、モータが第一巻線と第２巻線巻線とを有する単相電源用のインダクションモータであることを特徴としており、単相インダクションモータを好適に駆動することができる。
【００４８】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の発明において、モータが圧縮機を駆動することを特徴としており、冷凍システムなど圧縮機を用いるシステムに対して最適に圧縮機を駆動できる。
【００４９】
以下、本発明によるモータの駆動制御装置の実施の形態について、図面を参照しながら、説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるモータの駆動制御装置の回路図である。
【００５１】
図１において、１は商用電源であり、日本の一般家庭の場合、１００Ｖ５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの単相交流が一般的に使用されている。また、業務用や海外では２００Ｖ以上の単相交流が使われることがある。
【００５２】
２は整流回路であり、商用電源１の交流電圧を直流電圧に変換する。整流回路２は全電圧整流回路となっており、ＡＣ１００Ｖでは、ＤＣ１４０Ｖへ変換する。整流回路は、４個の整流ダイオード２ａ〜２ｄをブリッジ接続している。また、電界コンデンサ２ｅ、２ｆにより平滑している。
【００５３】
３はインバータ回路であり、整流回路２で整流された直流電圧出力を入力として、任意電圧、任意周波数の３相交流に変換する。インバータ３は、スイッチング素子３ａ〜３ｆを各々ブリッジ接続している。本実施の形態の形態ではスイッチング素子としてＦＥＴを使用している。また、おのおののスイッチング素子３ａ〜３ｆには並列に逆電流方向に高速ダイオードが内蔵されている。この内蔵されている高速ダイオードはスイッチング素子３ａ〜３ｆがオフしたとき還流電流を流す働きをする。
【００５４】
４は２相インダクションモータであり、冷凍システムに用いられる圧縮機を駆動する。インダクションモータ４は、主巻線４ａと補助巻線４ｂとを有し、各々の巻線の一方の端子が共通端子となる２相巻線を有している固定子（図示せず）と、かご型の回転子（図示せず）からなる。また、主巻線４ａと補助巻線４ｂは位相９０度異なる機械的位置に配置されている。
【００５５】
また、インダクションモータ４は主巻線端子５ａと補助巻線端子５ｂと各々の巻線の共通端子５ｃを有している。インダクションモータ４の各端子５ａ〜５ｃは、それぞれインバータ回路３の出力端子６ａ，６ｂ，６ｃに接続されている。
【００５６】
７は出力電圧設定手段であり、周波数設定手段８で設定された設定周波数に応じて予め設定された最適な電圧値を設定する。この出力電圧設定手段７によりインバータ回路３の出力する電圧を設定する。ここでは主巻線４ａに印加する電圧Ｖｍと、補助巻線４ｂに印加する電圧Ｖａと共通端子に印加する電圧Ｖｃとを個別に設定することができる。なお、インバータ回路３の出力電圧Ｖｍ、Ｖａ、Ｖｃは、スイッチング素子３ｂ，３ｄ，３ｆに負側に共通の接続点の電位を基準にしている。
【００５７】
また、９は電圧位相設定手段で各相の端子６ａ，６ｂ，６ｃに出力される電圧の位相を自由に設定することができる。
【００５８】
１０は波形発生手段であり、周波数設定手段８、出力電圧設定手段７、電圧位相設定手段９で設定されたパラメータを入力とし、それに対応したインバータ回路３のスイッチング素子３ａ〜３ｆのオン／オフ信号をつくり出す。ここでは、ＰＷＭ（パルス幅変調：Pulse Width Modulation）制御により所望の出力波形を得るように信号を発生させる。
【００５９】
図２は本発明の実施の形態１のモータの駆動制御装置のタイミングチャートである。図２において、上の３つのタイミングチャートは、インバータ３のスイッチング素子３ａ〜３ｆのオン／オフタイミングを示す。ここで、スイッチング素子３ａ，３ｂの出力端子６ａに接続されているのが主巻線端子５ａ、スイッチング素子３ｃ，３ｄの出力端子６ｂに接続されているのが補助巻線端子５ｂ、スイッチング素子３ｅ，３ｆの出力端子６ｃに接続されているのが共通端子５ｃである。
【００６０】
上下に接続されたスイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆは全周期において反転動作のチョッピングを繰り返しており、ＰＷＭ制御のパルス幅（すなわち面積）が正弦波に近づけるようにパルス幅を制御している。スイッチング素子３ａについて見ると、位相が０度付近ではパルス幅は細く、１８０度付近で最大となるようにオン／オフしている。このパルス幅を調整することにより出力電圧が制御できる。
【００６１】
スイッチング素子３ｂは、スイッチング素子３ａの反転動作（一方がオンしているときはオフ、逆に一方がオフしている時はオン）を行っているため前記とは逆で、位相が０度付近ではパルス幅は太く、１８０度付近で最小となるようにオン／オフしている。また、各々上下に接続されたスイッチング素子３ａ，３ｂ，およびスイッチング素子３ｃ，３ｄ、スイッチング素子３ｅ，３ｆは上下交互にチョッピングしているので、スイッチング素子の動作遅れによる上下貫通電流を防止するためデッドタイム（両方ともオフとなる期間）を設けている。
【００６２】
また、本実施の形態では、スイッチング素子３ｂはスイッチング素子３ａから位相差φ（図２では１８０度）遅れたスイッチングを行っており、同様に全区間でＰＷＭ制御を行う。また、スイッチング素子３ｄはスイッチング素子３ｃの反転動作を行う。
【００６３】
スイッチング素子３ｅは、スイッチング素子３ａに対し、本実施の形態では位相差ψ（本実施の形態の場合は１３５度）遅れている。スイッチング素子３ｅ，３ｆは前記同様にＰＷ制御、反転動作を行っている。
【００６４】
ＰＷＭ制御のパルス幅（オン区間）のキャリア周期（チョッピングの繰り返し周期）における比率（すなわちパルス幅／キャリア周期）をデューティと呼び、ＯＶ出力においては、デューティ５０％となる。
【００６５】
インダクションモータの主巻線の電流Ｉｍは、正弦波波形となるが、実際にはＰＷＭ制御のキャリア周波数成分の高調波を含む波形となる。また補助巻線の電流Ｉａは主巻線の電流Ｉｍから位相がθ（本実施の形態の場合は９０度）進んだ波形となる。
【００６６】
また、実際には主巻線の電流Ｉｍは、力率やインピーダンスの関係から、主巻線の相電圧（Ｖｍ−Ｖｃ）に対し、若干遅れた波形となる。補助巻線に流れる電流Ｉａについても同様、補助巻線の相電圧（Ｖａ−Ｖｃ）に対し遅れ波形となる。
【００６７】
図３から図７にインバータ回路３の２相巻線の共通端子５ｃへの出力電圧Ｖｃの位相ψを変化させた時の、主巻線の相電圧（Ｖｍ−Ｖｃ）と補助巻線の相電圧（Ｖａ−Ｖｃ）の波形を示す。便宜上、電圧は正弦波波形として示す。
【００６８】
図３は、共通端子への印加電圧Ｖｃが主巻線印加電圧Ｖｍと同位相の場合、すなわち位相ψ＝０度の時、図４はψ＝４５度、図５はψ＝９０度、図６はψ＝１３５度、図７はψ＝１８０度のときである。
【００６９】
以上のように図３より、共通端子へ印加される出力電Ｖｃ圧の位相ψを変えるだけで、主巻線の相電圧（Ｖｍ−Ｖｃ）と補助巻線の相電圧（Ｖａ−Ｖｃ）の電圧比を変化させられることがわかる。
【００７０】
したがって、主巻線４ａと補助巻線４ｂに流れるの電流位相θ（９０度）を一定のまま、主巻線と補助巻線の巻線電流の比を変化させられることがわかる。従って、２相インダクションモータの場合、主巻線の巻数をＮｍと補助巻線の巻数をＮａとすると、主巻線電流Ｉｍと補助巻線電流Ｉａとの関係は、Ｎｍ・Ｉｍ＝Ｎａ・Ｉａの時、円磁界が形成されモータにとって効率のよい駆動ができる。またこの関係式を満たすように、ＩｍとＩａの位相角を９０度に保つよう、共通端子への印加電圧Ｖｃの位相ψを決定すればよいことになる。
【００７１】
また、本実施の形態では、主巻線と補助巻線のインバータ回路の出力電圧の位相差は１８０度に設定したが、電流波形としては、インピーダンス分遅れが生じる。また、主巻線と補助巻線との電流の位相差が各々のインピーダンスの違いにより、理想値の９０度より若干ずれる場合がある。その場合は、Ｖｍあるいは、Ｖａの出力電圧波形の位相を調整することにより、また、出力電圧Ｖｍ、Ｖａ波高値を調整することにより、電流位相差を９０度に設定できる。
【００７２】
また、回転数や負荷により、電流位相のずれが大きくなる場合、補正するようＶｍあるいは、Ｖａの出力電圧波形の位相を調整することにより、また、出力電圧Ｖｍ、Ｖａ波高値を調整することにより、電流位相を９０度に補正できる。
【００７３】
従って、起動時の低回転時には、出力電圧の位相差を１８０度に設定し、回転数の上昇に合わせて位相を調整してもよい。
【００７４】
なお、整流回路は全電圧整流回路としたが、電界コンデンサ２ｅの負端子と電界コンデンサ２ｆの正端子との接続点と、整流ダイオード２ｃと２ｄの接続点を接続することにより倍電圧整流回路としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明のモータの駆動制御装置は、全波整流方式でも駆動できるので、冷蔵庫などの冷凍システムにおける単相インダクションモータを搭載した圧縮機の制御に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施の形態のモータの駆動制御装置を示す図
【図２】同実施の形態のモータ駆動制御装置のタイミングチャート
【図３】同実施の形態のモータ駆動制御装置における位相差ψ＝０度の時のインバータ回路の出力電圧波形を示す特性図
【図４】同実施の形態のモータ駆動制御装置における位相差ψ＝４５度の時のインバータ回路の出力電圧波形を示す特性図
【図５】同実施の形態のモータ駆動制御装置における位相差ψ＝９０度の時のインバータ回路の出力電圧波形を示す特性図
【図６】同実施の形態のモータ駆動制御装置における位相差ψ＝１３５度の時のインバータ回路の出力電圧波形を示す特性図
【図７】同実施の形態のモータ駆動制御装置における位相差ψ＝１８０度の時のインバータ回路の出力電圧波形を示す特性図
【図８】従来の形態のモータ駆動制御装置を示す図
【図９】従来の形態のモータ駆動の制御装置のタイミングチャート
【図１０】従来の形態の電圧とモータ効率の関係を示す特性図
【符号の説明】
【００７７】
２    整流回路
３    インバータ回路
３ａ〜３ｆ    スイッチング素子
４    ２相インダクションモータ
４ａ    主巻線
４ｂ    補助巻線
５ｃ    共通端子
７    出力電圧発生手段
８    周波数設定手段
９    波形発生手段
【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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