(57)【要約】【課題】従来のセンサレス駆動においては、平滑コンデンサの少容量化と組み合わせた場合、直流電圧が低いときの位置検出ができずに、効率ダウンを引き起こすとともに、最悪の場合モータが停止してしまうという課題を有していた。【解決手段】位置検出手段２０による位置の検出が不可能なときにその位置を推定して前記インバータを動作させるようにすることを特徴としたものであり、これによって、位置検出が不可能なときにもその位置を推定して位置検出に応じた転流することができるので、安定した運転が可能となる。【選択図】図１
2005198376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、前記交流電源を入力として小容量のコンデンサをもつ整流回路と、前記整流回路に接続したインバータと、前記インバータにより駆動されるブラシレスＤＣモータと、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧またはモータ電流から前記ブラシレスＤＣモータの回転子の回転位置を検出して前記インバータを動作させる位置検出手段とを有し、前記位置検出手段による位置の検出が不可能なときにその位置を推定して前記インバータを動作させるようにすることを特徴とするブラシレスＤＣモータの駆動方法。
【請求項２】
前記整流回路は実使用の出力範囲で出力の直流電圧のリプル含有率が９０％以上であることを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの駆動方法。
【請求項３】
位置検出が可能であったときの検出時間を基にして所定時間を定め、位置の検出が不可能なときに所定時間ごとに位置が切り替わっていくものとして推定を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載のブラシレスＤＣモータの駆動方法。
【請求項４】
前記整流回路の出力電圧があらかじめ定められた所定電圧以下であるとき、位置検出が不可能であると判断するようにした請求項１から請求項３のいずれか一項記載のブラシレスＤＣモータの駆動方法。
【請求項５】
交流電源と、前記交流電源を入力とするダイオードブリッジ回路と、前記ダイオードブリッジ回路の出力に接続された小容量のコンデンサと、６個のスイッチ素子を３相ブリッジ接続したインバータと、前記インバータにより駆動されるブラシレスＤＣモータと、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧またはモータ電流から前記ブラシレスＤＣモータの回転子の回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段による位置の検出が不可能なときにその位置を推定する位置推定手段と、前記位置検出手段と前記位置推定手段とを切り替えて前記インバータを動作させるようにする制御手段とからなるブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項６】
前記コンデンサは、実使用範囲で出力の直流電圧のリプル含有率が９０％以上であることを特徴とする請求項５記載のブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項７】
前記位置推定手段は、位置検出が可能であったときの検出時間を基にして所定時間を定め、位置の検出が不可能なときに推定位置をタイマ手段を用いて決定することを特徴とする請求項５または請求項６記載のブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項８】
前記コンデンサの両端電圧を検出してあらかじめ定められた所定電圧以下であるとき、前記位置推定手段からの出力で前記インバータを動作させるようにした請求項５から請求項７のいずれか一項記載のブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項９】
前記ブラシレスＤＣモータは凝縮器、減圧器、蒸発器などと冷凍空調システムを構成する圧縮機を駆動することを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか一項記載のブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項１０】
前記ブラシレスＤＣモータは風を送る送風機を駆動することを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか一項記載のブラシレスＤＣ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、冷蔵庫やエアコンなどの冷凍空調システムの圧縮機などに搭載されたブラシレスＤＣモータの駆動方法およびその装置に関するものであり、特に小型化のために整流回路における平滑用コンデンサを大幅に小容量化したものにおける位置センサを用いない位置検出の方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍空調システムにおける圧縮機などに搭載されるブラシレスＤＣモータの駆動装置は、一般的には十分大きな平滑用コンデンサを有した整流回路と、インバータと、位置検出センサをなくし誘起電圧またはモータ電流から位置検出をすることより駆動されていた。これは圧縮機などの高温雰囲気・冷媒雰囲気・オイル雰囲気などで位置センサを取り付けることが著しく困難であったためである。
【０００３】
また、近年この駆動装置を小型化するために、整流回路の平滑用コンデンサを大幅に小容量化する取組みもなされている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
以下、この従来のブラシレスＤＣモータの駆動装置について図面を参照しながら説明する。図６は従来のブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図である。
【０００５】
図６において、１は単相交流電源である。２はダイオード全波整流回路であり、その入力は単相交流電源１に接続されており、さらにその出力は平滑コンデンサ３が接続されている。この平滑コンデンサ３は十分に小さい容量のもので従来の１／１００程度の容量のコンデンサである。
【０００６】
４はＰＷＭ（パルス幅変調）インバータであり、６個のスイッチング素子（逆向きのダイオードを含む）を３相ブリッジ接続している。その入力は平滑コンデンサ３の両端に接続されている。
【０００７】
５は３相巻線が施されたモータであり、ＰＷＭインバータ４の出力に接続されており、これにより駆動されるものである。
【０００８】
６は制御回路であり、単相交流電源１の電圧ｖ、直流部電流ｉｄｃ、ＰＷＭインバータ４の出力電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃ、位置検出センサ７からの位置情報θなどの情報を入力として、最適な駆動ができるようにＰＷＭインバータ４のゲートを駆動している。
【特許文献１】特開２００２−５１５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の構成では、位置検出センサであるエンコーダやホール素子などがついているものでは直流電圧が低下しても位置検出は可能ではあるが、圧縮機のように位置検出センサを取りつけることができないような用途では使用できない。
【００１０】
一般的に位置検出センサなしでブラシレスＤＣモータを駆動する方法として知られているのは、モータの誘起電圧を検出する方法と、モータ電流から回転位置を検出する方法などである。
【００１１】
しかし、この位置検出が可能なのは平滑コンデンサが十分に大きくリプル電圧が小さいときに可能となる。この時には誘起電圧やモータ電流は安定するので十分な安定した位置検出ができるが、この従来例のように平滑コンデンサを大幅に小容量化すると、リプル電圧が大幅に増加するので、特に電圧の低いとき誘起電圧が検出できなくなったり、電圧が低いため位置検出に必要なモータ電流を流すことができない。
【００１２】
その結果、直流電圧が低いときの位置検出ができずに、タイミングが大幅にずれた転流を行い、効率ダウンを引き起こすとともに、最悪の場合、大きな電流が流れてしまい、モータが停止してしまうという課題を有していた。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、平滑コンデンサを大幅に小容量化した大きなリプル電圧がある場合でも、位置検出センサなしで効率ダウンせずに電流も安定しモータが停止することなく安定して駆動されるブラシレスＤＣモータの駆動装置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】
【００１４】
上記従来の課題を解決するために、本発明のブラシレスＤＣモータの駆動方法およびその装置は、位置検出手段による位置の検出が不可能なときにその位置を推定して前記インバータを動作させるようにすることを特徴としたものであり、これによって、位置検出が不可能なときにもその位置を推定して位置検出に応じた転流することができるので、安定した運転が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、位置検出が不可能なときにもその位置を推定して位置検出に応じた転流することができるので、安定した運転が可能となり、その用途が大幅に拡大できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、位置検出手段による位置の検出が不可能なときにその位置を推定して前記インバータを動作させるようにすることを特徴としたものであり、これによって、位置検出が不可能なときにもその位置を推定して位置検出に応じた転流することができるので、安定した運転が可能となる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、整流回路は実使用の出力範囲で出力の直流電圧のリプル含有率が９０％以上であることを特徴としたものであり、大きなリプル電圧であってもブラシレスＤＣモータを効率よく安定して駆動できるので、ほぼ０Ｖまで降下するような小さな容量のコンデンサにより駆動できるので、非常に小型のインバータを実現できることになる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に加え、位置の検出が不可能なときに所定時間ごとに位置が切り替わっていくものとして推定を行うことを特徴としたものであり、位置検出ができない状態において、圧縮機などのモータはイナーシャ（慣性モーメント）で動作しているので、安定した運転を実現し、モータ停止を防止することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、整流回路の出力電圧があらかじめ定められた所定電圧以下であるとき、位置検出が不可能であると判断することを特徴とするもので、位置検出ができない部分を的確に判断することができるので、より安定した運転をおこなうことができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、位置検出手段による位置の検出が不可能なときにその位置を推定する位置推定手段と、前記位置検出手段と前記位置推定手段とを切り替えて前記インバータを動作させるようにする制御手段とを設けることにより、位置検出が不可能なときにでも安定した位置検出を行うことができ、効率のよい安定した運転が実現できる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項５におけるコンデンサを、実使用範囲で実使用範囲で出力の直流電圧のリプル含有率が９０％以上であることにより、非常に小容量で小型のコンデンサを使用できるので、駆動装置の大幅な小型化を実現できる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、位置の検出が不可能なときに推定位置をタイマ手段を用いて決定することにより、圧縮機のように適度のイナーシャ（慣性モーメント）をもつシステムにおいては簡単に安易な構成で安定した運転を実現することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、コンデンサの両端電圧を検出してあらかじめ定められた所定電圧以下であるとき、前記位置推定手段からの出力で前記インバータを動作させるようにしたものであり、直流電圧が低下して位置検出ができなくなる状態を的確に判断でき、適切な切り替えを行うことができるので、より安定した運転を実現することができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、冷凍空調システムを構成する圧縮機を駆動するものであることとすることにより、位置検出センサがつけることのできない用途での小容量コンデンサ化を実現できるので、これまで考えることができなかったような大幅な小型化を実現することができる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、風を送る送風機を駆動することにより、特に送風機のように慣性モーメント（イナーシャ）の大きな用途では、小容量のコンデンサによる大きなリップルにその回転数は大きな影響を与えられることなく回転させることができるので、これまで考えることができなかったような大幅な小型化を実現することができる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図である。
【００２８】
図１において、１０は交流電源である。日本の場合、１００Ｖ５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの一般的な商用の交流電源である。１１は整流ブリッジであり、４個のダイオードがブリッジ接続している。１２は小容量のコンデンサである。ここでは１μＦの積層セラミックコンデンサであるとする。積層セラミックコンデンサは近年高耐圧で大容量のコンデンサがチップで実現できるようになってきている。
【００２９】
従来このコンデンサには主には大容量（２００Ｗ出力の場合には数百μＦ）の電解コンデンサが使われていたため、これにより非常に小型の駆動装置が実現できることになる。整流ブリッジ１１とコンデンサ１２とを組み合わせた回路は、すなわち整流回路となる。
【００３０】
従来この平滑用のコンデンサは一般的にはインバータ１３の出力容量（ＷまたはＶＡ）や駆動装置全体の入力容量（ＷまたはＶＡ）から、直流電圧のリプル含有量やリプル電流による平滑用コンデンサの耐リプル電流の特性などからコンデンサの容量を決定する。
【００３１】
これらの条件を加味して、一般的には２〜４μＦ／Ｗ程度の容量を確保する。すなわち２００Ｗの出力容量の場合は４００〜８００μＦ程度の電解コンデンサを使用していた。
【００３２】
これに対し、本実施の形態１では、コンデンサ１２には０．１μＦ／Ｗ以下の容量を持つコンデンサを使用する。すなわち２００Ｗの出力容量の場合は２０μＦ以下のコンデンサを使用することとする。
【００３３】
１３は、インバータであり、スイッチング素子ＩＧＢＴと逆向きに接続されたダイオードをセットにした回路を６回路を３相ブリッジ接続している。
【００３４】
１４は、ブラシレスＤＣモータであり、インバータ１３の３相出力により駆動される。ブラシレスＤＣモータ１４の固定子には３相スター結線された巻線が施されている。この巻き方は集中巻であっても、分布巻であっても構わない。また、回転子には永久磁石を配置している。その配置方法は表面磁石型（ＳＰＭ）でも磁石埋め込み型（ＩＰＭ）であっても構わず、また永久磁石はフェライトでも希土類でも構わない。
【００３５】
１５は、ブラシレスＤＣモータ１４の回転子の軸に接続された圧縮要素であり、冷媒ガスを吸入し、圧縮して、吐出する。このブラシレスＤＣモータ１４と圧縮要素１５とを同一の密閉容器に収納し、圧縮機１６を構成する。
【００３６】
圧縮機１６で圧縮された吐出ガスは、凝縮器１７、減圧器１８、蒸発器１９を通って圧縮機の吸い込みに戻るような冷凍空調システムを構成する。この時、凝縮器１７では放熱、蒸発器１９では吸熱を行うので、冷却や加熱を行うことができる。必要に応じて凝縮器１７や蒸発器１９に送風機などを使い、熱交換をさらに促進することもある。
【００３７】
２０は、位置検出手段であり、ブラシレスＤＣモータ１４の誘起電圧またはモータ電流からブラシレスＤＣモータ１４の回転子の回転位置の検出を行う。本実施の形態１では、誘起電圧から回転子の回転位置を検出する方法について説明する。
【００３８】
インバータ１３は１２０度通電方式の矩形波駆動とし、常時通電されていない相ができる。この通電されていない相に発生する誘起電圧のゼロクロス点を検出し、回転位置を検出する。
【００３９】
２１は位置推定手段であり、位置検出手段２０が正常に位置検出しているときは、その検出タイミングの時間測定を行っている。このタイミング時間をベースに位置推定を行い駆動出力を出している。
【００４０】
２２は電圧検出手段であり、コンデンサ１２の両端電圧を検出し、その電圧値があらかじめ設定された所定値より大きいか小さいか判断を行う。
【００４１】
２３は切換手段であり、電圧検出手段２２の出力を入力とし、位置検出手段２０か位置推定手段２１かいずれかを選択し、出力する。２４は転流手段であり、切換手段２３の出力を入力とし、インバータ１３の６個のＩＧＢＴのＯＮ／ＯＦＦを制御するものである。
【００４２】
以上のように構成されたブラシレスＤＣモータの駆動装置について、その動作を説明する。
【００４３】
交流電源１０は整流ブリッジ１１で全波整流されるが、コンデンサ１２は従来に比べて非常に小容量であるためその出力電圧（コンデンサ１２の両端の電圧）は平滑されず、大きなリプルを持ったものとなる。
【００４４】
位置検出手段２０は、誘起電圧またはモータ電流からブラシレスＤＣモータ１４の回転子の回転位置を検出するものであるから、整流ブリッジ１１の出力電圧が低い時、所望の電圧または電流が十分に確保できないためその位置検出は不可能となる。
【００４５】
一方位置推定手段２１は、位置検出手段２０の位置検出のタイミングを常に検出しており、位置検出信号が入力されなかった場合、前のタイミングと同一のタイミングで位置推定信号を出力する。
【００４６】
電圧検出手段２２で検出したコンデンサ１２の両端の電圧が、あらかじめ設定された所定値（本実施の形態１では５０Ｖとする）より高ければ切換手段２３は位置検出手段２０の信号を選択・切換し、転流手段２４に出力する。逆に所定値より低ければ切換手段２３は位置推定手段２１の信号を選択・切換し、転流手段２４に出力する。
【００４７】
ここで図は省略しているが、コンデンサ１２の両端電圧が変化するのを電圧検出手段２２で検出し、出力のＰＷＭ制御のデューティにフィードフォワード制御を行い、インバータ１３の出力の電圧または電流を一定にするように制御を行う。
【００４８】
すなわち、速度制御で得られた基底デューティに対しコンデンサ１２の両端電圧が高い場合はデューティを低くし、逆に低い場合はデューティを高くすることによって出力の電圧または電流を調整することにより、ブラシレスＤＣモータを滑らかに駆動する。
【００４９】
次に、コンデンサ１２の両端の電圧波形について図２および図１を用いて説明する。図２は本実施の形態１におけるコンデンサ１２の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【００５０】
図２において、縦軸には電圧を示し、横軸は時間を示す。また交流電源１０は１００Ｖ５０Ｈｚの交流電源とした。
【００５１】
Ａは非常に負荷電流が小さい（ほとんど電流は流れていない）時の状態でコンデンサ１２の充電電荷がほとんど使われず電圧の低下はほとんどない。ただし、ここでいう負荷電流は整流回路の出力電流、すなわちインバータ１３への入力電流であるものとする。
【００５２】
平均電圧は１４１Ｖであり、リプル電圧は０Ｖ、リプル含有率は０％である。なお、リプル電圧およびリプル含有率は、（数１）、（数２）の通り定義するものとする。
【００５３】
【数１】
2005198376.tif 000003
【００５４】
【数２】
2005198376.tif 000004
【００５５】
次に負荷電流を大きくしていくとコンデンサ１２の充電電荷が使われ、Ｂに示すように瞬時最低電圧が低下してくる。ただし、電源電圧から決まる瞬時最高電圧は１４１Ｖで変わらない。Ｂに示す場合、瞬時最低電圧は４０Ｖであるので、平均電圧が約１１２Ｖであり、リプル電圧は１０１Ｖ、リプル含有率は９０％となる。
【００５６】
更に負荷電流を大きくしていくとコンデンサ１にはほとんど充電電荷が蓄えられず、Ｃに示すように瞬時最低電圧がほとんど０Ｖまで低下してくる。ただし、電源電圧から決まる瞬時最高電圧は１４１Ｖで変わらない。Ｃに示す場合、瞬時最低電圧は０Ｖであるので、平均電圧が約１００Ｖであり、リプル電圧は１４１Ｖ、リプル含有率は１４１％となる。
【００５７】
このようにコンデンサ１２が小容量の場合、負荷電流を取り出すと、ほとんど平滑されず入力の交流電源１０を全波整流した波形となる。
【００５８】
次に、負荷電流と瞬時最低電圧、リプル含有率との関係について、図３を用いてさらに詳しく説明する。図３は本実施の形態１における負荷電流と瞬時最低電圧・リプル含有率を示す特性図である。
【００５９】
図３において、横軸は負荷電流であり、縦軸は瞬時最低電圧とリプル含有率を示す。また、実線は瞬時最低電圧の特性を、破線はリプル含有率の特性をそれぞれ示す。
【００６０】
図２において説明を行ったＡに示す電流波形の時は負荷電流０Ａであり、瞬時最低電圧１４１Ｖ、リプル含有率０％である。またＢに示す電流波形の時は負荷電流０．２５Ａであり、瞬時最低電圧４０Ｖ、リプル含有率９０％である。またＣに示す電流波形の時は負荷電流０．３５Ａであり、瞬時最低電圧０Ｖ、リプル含有率１４１％である。０．３５Ａ以上の電流においては瞬時最低電圧、リプル含有率ともに変化はしない。
【００６１】
本実施の形態１のブラシレスＤＣモータの駆動装置においては、実使用範囲は負荷電流０．２５Ａ以上１．３Ａ以下であるものとする。実使用範囲においては、リプル含有率は常に９０％以上であるような小容量のコンデンサ１２を選定している。
【００６２】
本実施の形態１においては、前述したように５０Ｖ以下において位置検出ができない状態であり、その結果、実使用範囲のいずれにおいても位置検出が不可能な部分を含まれることとなる。
【００６３】
次に、図１における動作を更に詳しく図４と図１とを用いて説明する。図４は、本実施の形態１における動作を示すフローチャートである。
【００６４】
まずＳＴＥＰ１において、電圧検出手段２２で直流電圧Ｖｄｃを検出する。ここでいう直流電圧Ｖｄｃはコンデンサ１２の両端電圧である。
【００６５】
次にＳＴＥＰ２において、位置検出ができなくなる電圧の所定値５０Ｖと比較し、５０Ｖ未満であれば、ＳＴＥＰ３に進む。
【００６６】
ＳＴＥＰ３において、切換手段２３は位置推定手段２１を選択し、切り換える。位置推定手段２１では、ＳＴＥＰ４に示すように、位置検出信号が前の変化から一定時間経過したかどうかを判断する。この一定時間は位置検出によりあらかじめ決められた時間であり、回転数によりその時間は変化するものである。
【００６７】
一定時間が経過していなければ、そのまま通過・完了し、一定時間が通過していれば、ＳＴＥＰ５に進み、転流すなわち位置検出を行ったものとしてインバータ１３のスイッチング素子を転流手段２４で切り換える動作を行う。
【００６８】
また、ＳＴＥＰ２において、位置検出ができなくなる電圧の所定値５０Ｖと比較し、５０Ｖ以上であれば、ＳＴＥＰ６に進む。ＳＴＥＰ６において、切換手段２３は位置検出手段２０を選択し、切り換える。位置検出手段２０では、ＳＴＥＰ７に示すように、位置検出信号が前の変化から状態が変化したかどうかを判断する。
【００６９】
ＳＴＥＰ７で状態が変化していなければ、そのまま通過・完了し、状態が変化していれば、ＳＴＥＰ８に進み、転流すなわち位置検出を行ったものとしてインバータ１３のスイッチング素子を転流手段２４で切り換える動作を行う。
【００７０】
これらの動作を一定時間内に繰り返すことにより、常に電圧検出手段２２で直流電圧の状態を検出し、その状態によって位置検出手段２０と位置推定手段２１との信号を切換手段２３で切り換えることができ、直流電圧の低い位置検出ができない状態においても転流動作を行うことができ、運転を継続することができる。
【００７１】
以上説明した動作を行った場合の波形について、さらに図５と図１を用いて説明する。図５は、本実施の形態１の各部の波形を示すタイミングチャートである。
【００７２】
図５において、（Ａ）は直流電圧であり、コンデンサ１２の両端の電圧である。（Ｂ）は電圧検出であり、電圧検出手段２２の出力である。電圧検出手段２２では、（Ａ）の直流電圧を所定電圧（本実施の形態１では５０Ｖ）と比較した結果を出力し、５０Ｖ以上であればＨｉｇｈレベルを、５０Ｖ未満であればＬｏｗレベルの信号を出力する。図５においては時間Ｔ６，Ｔ７において直流電圧が５０Ｖ以下である場合を示す。
【００７３】
（Ｃ）は位置検出であり、位置検出手段２０の出力を示す。また、（Ｄ）は位置推定であり、位置推定手段２１の出力を示す。直流電圧が５０Ｖ以上の時は位置検出が可能で図５の時間Ｔ１〜Ｔ５、Ｔ８〜Ｔ１２の区間では位置検出を正常な状態で行うことができる。
一方、図５の時間Ｔ６，Ｔ７では、直流電圧が５０Ｖ未満であるので位置検出手段２０からの位置検出信号が出てこない。または出てきたとしてもタイミングの全く合っていない誤動作を引き起こすものが発生する可能性が高い。
【００７４】
そこで時間Ｔ６，Ｔ７においては転流に位置推定手段２１の信号を使用する。位置推定手段では前の転流のタイミングＴ５からの時間を計測しており、あらかじめ決められた所定時間が経過すると時間Ｔ６のタイミングで転流を行う。また同様に時間Ｔ７でも時間Ｔ６から所定時間経過後に転流を行う。ここでいう所定時間は正常に位置検出ができている時間、例えば時間Ｔ４〜Ｔ５間の時間を測定し、所定時間としている。
【００７５】
以上のように、時間Ｔ１〜Ｔ５および時間Ｔ８〜Ｔ１２においては、切換手段２３は位置検出手段２０の出力を選択し出力する。また時間Ｔ６，Ｔ７においては、切換手段２３は位置推定手段２１の出力を選択し出力する。切換手段２３の出力は、転流手段２４に入力され、転流手段２４ではインバータ１３の６個のスイッチング素子を、図５の（Ｅ）〜（Ｊ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦさせる。図５においてはＨｉｇｈレベ
ルがＯＮ、ＬｏｗレベルがＯＦＦとする。
【００７６】
インバータ１３の出力電圧波形の一例として図５（Ｋ）にＵ相電圧を示す。出力の最大電圧は直流電圧により規制され、Ｕ相電圧の包絡線（破線で示す）は（Ａ）の直流電圧に一致する。
【００７７】
前述した通り、直流電圧の電圧レベルによりＰＷＭ制御のデューティを変更しているので、図５（Ｋ）に示すとおり、電圧の低いところ（例えば時間Ｔ５〜Ｔ６間）ではデューテイを高くし、電圧の高いところ（例えば時間Ｔ１１〜Ｔ１２間）ではデューテイを低くしている。これにより電圧変動による電流の不安定を未然に防止する。
【００７８】
本実施の形態１において、電圧レベルを直接検出する電圧検出手段２２としたが、ゼロクロスなどのタイミングを検出し、時間に応じて電圧レベルを推定するものなどでも構わない。
【００７９】
また、直流電圧により、位置検出手段２０と位置推定手段２１とを切り換えるようにしたが、位置検出信号が出ない時に自動的に位置推定手段２１に切り換える方法であっても構わない。
【００８０】
また、実施の形態１においては圧縮機で説明を行ったが、送風機のように慣性モーメント（イナーシャ）の大きな用途に応用することにより、小容量のコンデンサによる大きなリップルにその回転数は大きな影響を与えられることなく回転させることができるので、これまで考えることができなかったような大幅な小型化を実現することができる。
【００８１】
また、実施の形態１においては、位置検出手段２０はリアルタイムに位置を検出するものとしたが、全体的に平均した位置検出手段（例えば全体の位置検出と転流とのタイミング差を平均的に見る方法）などを使用してもよい。
【００８２】
以上のように、本実施の形態１によると、位置検出手段２０による位置の検出が不可能なときにその位置を推定してインバータ１３を動作させるようにすることを特徴としたものであり、これによって、位置検出が不可能なときにもその位置を推定して位置検出に応じた転流することができるので、安定した運転が可能となる。
【００８３】
また、整流回路（整流ブリッジ１１とコンデンサ１２）は実使用の出力範囲で出力の直流電圧のリプル含有率が９０％以上であることを特徴としたものであり、大きなリプル電圧であってもブラシレスＤＣモータを効率よく安定して駆動できるので、ほぼ０Ｖまで降下するような小さな容量のコンデンサにより駆動できるので、非常に小型のインバータを実現できることになる。
【００８４】
また、位置の検出が不可能なときに所定時間ごとに位置が切り替わっていくものとして推定を行うことを特徴としたものであり、位置検出ができない状態において、圧縮機１６などのモータ１４はイナーシャ（慣性モーメント）で動作しているので、安定した運転を実現し、モータ停止を防止することができる。
【００８５】
また、整流回路の出力電圧があらかじめ定められた所定電圧以下であるとき、位置検出が不可能であると判断することを特徴とするもので、位置検出ができない部分を的確に判断することができるので、より安定した運転をおこなうことができる。
【００８６】
また、位置検出手段２０による位置の検出が不可能なときにその位置を推定する位置推定手段２１と、前記位置検出手段２０と前記位置推定手段２１とを切り替えて前記インバータを動作させるようにする制御手段２３とを設けることにより、位置検出が不可能なときにでも安定した位置検出を行うことができ、効率のよい安定した運転が実現できる。
【００８７】
また、コンデンサ１２を、実使用範囲で実使用範囲で出力の直流電圧のリプル含有率が９０％以上であることにより、非常に小容量で小型のコンデンサを使用できるので、駆動装置の大幅な小型化を実現できる。
【００８８】
また、位置の検出が不可能なときに推定位置をタイマ手段を用いて決定することにより、圧縮機のように適度のイナーシャ（慣性モーメント）をもつシステムにおいては簡単に安易な構成で安定した運転を実現することができる。
【００８９】
また、コンデンサ１２の両端電圧を検出してあらかじめ定められた所定電圧以下であるとき、前記位置推定手段からの出力で前記インバータを動作させるようにしたものであり、直流電圧が低下して位置検出ができなくなる状態を的確に判断でき、適切な切り替えを行うことができるので、より安定した運転を実現することができる。
【００９０】
また、冷凍空調システムを構成する圧縮機１６を駆動するものであることとすることにより、位置検出センサがつけることのできない用途での小容量コンデンサ化を実現できるので、これまで考えることができなかったような大幅な小型化を実現することができる。
【００９１】
また、風を送る送風機を駆動することにより、特に送風機のように慣性モーメント（イナーシャ）の大きな用途では、小容量のコンデンサによる大きなリップルにその回転数は大きな影響を与えられることなく回転させることができるので、これまで考えることができなかったような大幅な小型化を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明にかかるブラシレスＤＣモータの駆動方法およびその装置によると、位置検出が不可能なときにもその位置を推定して位置検出に応じた転流をして安定した運転ができるので、冷凍空調システムに限らず幅広い適用製品にその用途が大幅に拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図
【図２】本実施の形態１におけるコンデンサ１２の電圧波形を示すタイミングチャート
【図３】本実施の形態１における負荷電流と瞬時最低電圧・リプル含有率を示す特性図
【図４】本実施の形態１における動作を示すフローチャート
【図５】本実施の形態１の各部の波形を示すタイミングチャート
【図６】従来のブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図
【符号の説明】
【００９４】
１０    交流電源
１１    整流回路
１２    コンデンサ
１３    インバータ
１４    ブラシレスＤＣモータ
１６    圧縮機
２０    位置検出手段
２１    位置推定手段
【図１】
2005198376.tif 000005
【図２】
2005198376.tif 000006
【図３】
2005198376.tif 000007
【図４】
2005198376.tif 000008
【図５】
2005198376.tif 000009
【図６】
2005198376.tif 000010