(57)【要約】回転子および固定子を含み、モータの固定子が第１、第２および第３の巻線を含むモータの速度とトルクの両方を制御するための高トルク／高速ブラシレスＤＣモータシステム。このシステムは、回転子の位置を感知するための手段と、モータの速度が所定値より小さいとき、固定子の第１、第２および第３の巻線をＹ字接続に選択的に構成し、モータの速度が所定値より大きいとき、巻線をデルタ接続に選択的に構成するための手段とを含む。
2004521586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２および第３の巻線をもつ固定子と回転子とを含むブラシレスＤＣモータを制御する方法であって、
（ａ）前記モータの速度が所定値より小さいとき、前記第１、第２および第３の巻線をＹ字接続に構成するステップと、
（ｂ）前記モータの速度が前記所定値より大きいとき、前記第１、第２および第３の巻線をデルタ接続に構成するステップと、を含む方法。
【請求項２】
ステップ（ａ）は、第１の巻線の第１の端子を第１の駆動信号源に接続し且つ該第１の巻線の第２の端子を共通ノードに接続するように第１のスイッチ手段を制御し、第２の巻線の第１の端子を第２の駆動信号源に接続し且つ該第２の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続するように第２のスイッチ手段を制御し、第３の巻線の第１の端子を第３の駆動信号源に接続し且つ該第３の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続するように第３のスイッチ手段を制御する請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｂ）は、第１の巻線の第１の端子を第１の駆動信号源に接続し且つ該第１の巻線の第２の端子を第２の駆動信号源に接続するように第１のスイッチ手段を制御し、第２の巻線の第１の端子を前記第２の駆動信号源に接続し且つ該第２の巻線の第２の端子を第３の駆動信号源に接続するように第２のスイッチ手段を制御し、第３の巻線の第１の端子を前記第３の駆動信号源に接続し且つ該第３の巻線の第２の端子を前記第１の駆動信号源に接続するように第３のスイッチ手段を制御する請求項１記載の方法。
【請求項４】
第１の巻線が第１の駆動信号源に接続された第１の端子を有し、第２の巻線が第２の駆動信号源に接続された第１の端子を有し、第３の巻線が第３の駆動信号源に接続された第１の端子を有し、
ステップ（ａ）は、前記第１の巻線の第２の端子を共通ノードに接続するように第１のスイッチ手段を制御し、前記第２の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続するように第２のスイッチ手段を制御し、前記第３の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続するように第３のスイッチ手段を制御し、
ステップ（ｂ）は、前記第１の巻線の前記第２の端子を前記第２の駆動信号源に接続するように前記第１のスイッチ手段を制御し、前記第２の巻線の前記第２の端子を前記第３の駆動信号源に接続するように前記第２のスイッチ手段を制御し、前記第３の巻線の前記第２の端子を前記第１の駆動信号源に接続するように前記第３のスイッチ手段を制御する請求項１記載の方法。
【請求項５】
ステップ（ａ）は、巻線の各々に対して１ずつの第１の回転子位置センサのセットを使用して回転子位置を感知し、該第１の回転子位置センサセットにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる電流を連続スイッチングすることにより、前記巻線に回転磁場を合成し、
ステップ（ｂ）は、前記巻線の各々に対して１ずつの第２の回転子位置センサのセットを使用して回転子位置を感知し、該第２の回転子位置センサセットにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる電流を連続スイッチングすることにより、前記巻線に回転磁場を合成する請求項１記載の方法。
【請求項６】
回転子位置センサがホールタイプの磁気センサを含む請求項５記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ａ）は、巻線の各々に対して１ずつの回転子位置センサのセットを使用して回転子位置を感知し、該回転子位置センサにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる電流を連続スイッチングすることにより、前記巻線に回転磁場を合成し、
ステップ（ｂ）は、前記回転子位置センサを使用して回転子位置を感知し、該回転子位置センサにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる前記電流を連続スイッチングすることにより、前記巻線に回転磁場を合成し、
これらステップ（ａ）およびステップ（ｂ）における前記回転子位置センサの位相が位相シフトで異なる請求項１記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）における回転子位置センサの位相は、電気角で約３０度の位相シフトで異なる請求項７記載の方法。
【請求項９】
回転子位置センサがホールタイプの磁気センサを含む請求項７記載の方法。
【請求項１０】
プロセッサが回転子位置センサの位相シフトを制御する請求項７記載の方法。
【請求項１１】
モータのトルクは、所定値より大きい速度のときよりも、前記所定値より小さい速度のときのほうが大きい請求項１記載の方法。
【請求項１２】
第１、第２および第３の巻線をもつ固定子と回転子とを含むブラシレスＤＣモータを制御するシステムであって、
前記モータの速度が所定値より小さいとき、前記第１、第２および第３の巻線をＹ字接続に選択的に構成する手段と、前記モータの速度が前記所定値より大きいとき、前記第１、第２および第３の巻線をデルタ接続に選択的に構成する手段と、を含むシステム。
【請求項１３】
Ｙ字接続の場合の構成手段は、第１の巻線の第１の端子を第１の駆動信号源に接続し且つ該第１の巻線の第２の端子を共通ノードに接続するための第１のスイッチ手段と、第２の巻線の第１の端子を第２の駆動信号源に接続し且つ該第２の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続するための第２のスイッチ手段と、第３の巻線の第１の端子を第３の駆動信号源に接続し且つ該第３の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続するための第３のスイッチ手段と、からなる請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
デルタ接続の場合の構成手段は、第１の巻線の第１の端子を第１の駆動信号源に接続し且つ該第１の巻線の第２の端子を第２の駆動信号源に接続するための第１のスイッチ手段と、第２の巻線の第１の端子を前記第２の駆動信号源に接続し且つ該第２の巻線の第２の端子を第３の駆動信号源に接続するための第２のスイッチ手段と、第３の巻線の第１の端子を前記第３の駆動信号源に接続し且つ該第３の巻線の第２の端子を前記第１の駆動信号源に接続するための第３のスイッチ手段と、からなる請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
第１の巻線が第１の駆動信号源に接続された第１の端子を有し、第２の巻線が第２の駆動信号源に接続された第１の端子を有し、第３の巻線が第３の駆動信号源に接続された第１の端子を有し、
構成手段は、Ｙ字接続構成の場合に前記第１の巻線の第２の端子を共通ノードに接続し、デルタ接続構成の場合に前記第１の巻線の前記第２の端子を前記第２の駆動信号源に接続するための第１のスイッチと、Ｙ字接続構成の場合に前記第２の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続し、デルタ接続構成の場合に前記第２の巻線の前記第２の端子を前記第３の駆動信号源に接続するための第２のスイッチと、Ｙ字接続構成の場合に前記第３の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続し、デルタ接続構成の場合に前記第３の巻線の前記第２の端子を前記第１の駆動信号源に接続するための第３のスイッチと、前記第１、第２および第３のスイッチを制御するためのプロセッサと、を備える請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
構成手段は、Ｙ字接続構成の場合に巻線の各々に対し１ずつ使用されて回転子位置を感知するための第１の回転子位置センサセットと、Ｙ字接続構成の場合に前記第１の回転子位置センサセットにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる電流を連続スイッチングすることにより、前記巻線に回転磁場を合成するための手段と、デルタ接続構成の場合に前記巻線の各々に対し１ずつ使用されて回転子位置を感知するための第２の回転子位置センサセットと、デルタ接続構成の場合に前記第２の回転子位置センサセットにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる電流を連続スイッチングすることにより、前記巻線に回転磁場を合成するための手段と、を備える請求項１２記載のシステム。
【請求項１７】
第１の回転子位置センサセットと第２の回転子位置センサセットの位相が異なる請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
第１の回転子位置センサセットと第２の回転子位置センサセットの位相は、電気角で約３０度だけ異なる請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
回転子位置センサがホールタイプの磁気センサを含む請求項１６記載のシステム。
【請求項２０】
構成手段は、巻線の各々に対して１ずつ使用されて回転子位置を感知するための回転子位置センサセットと、Ｙ字接続構成の場合に前記回転子位置センサにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる電流を連続スイッチングすることにより、前記巻線に回転磁場を合成するための手段と、デルタ接続構成の場合に、Ｙ字接続構成用に設けられた前記回転子位置センサセットの位相と位相シフトで異なるようにして前記回転子位置センサにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる電流を連続スイッチングすることにより、前記巻線に回転磁場を合成するための手段と、を備える請求項１２記載のシステム。
【請求項２１】
Ｙ字接続構成のために構成される回転子位置センサセットの位相は、デルタ接続構成のために構成される前記回転子位置センサセットの位相と、電気角で約３０度の位相シフトだけ異なる請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
回転子位置センサがホールタイプのセンサを含む請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
回転子位置センサの位相シフトを制御するためのプロセッサを備える請求項２０記載のシステム。
【請求項２４】
モータのトルクは、所定値より大きい速度のときよりも、前記所定値より小さい速度のときのほうが大きい請求項１２記載のシステム。
【請求項２５】
第１、第２および第３の巻線をもつ固定子および回転子を含むブラシレスＤＣモータを制御するプロセッサを制御するためのコンピュータ読み取り可能なプログラム命令を記録した記憶媒体であって、
（ａ）前記モータの速度が所定値より小さいとき、前記第１、第２および第３の巻線をＹ字接続に構成するように前記プロセッサを制御するためのプログラム命令と、
（ｂ）前記モータの速度が前記所定値より大きいとき、前記第１、第２および第３の巻線をデルタ接続に構成するように前記プロセッサを制御するためのプログラム命令と、を記録した記憶媒体。
【請求項２６】
プログラム命令（ａ）は、第１の巻線の第１の端子を第１の駆動信号源に接続し且つ該第１の巻線の第２の端子を共通ノードに接続するように第１のスイッチ手段を制御すべくプロセッサを制御するプログラム命令と、第２の巻線の第１の端子を第２の駆動信号源に接続し且つ該第２の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続するように第２のスイッチ手段を制御すべく前記プロセッサを制御するプログラム命令と、第３の巻線の第１の端子を第３の駆動信号源に接続し且つ該第３の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続するように第３のスイッチ手段を制御すべく前記プロセッサを制御するプログラム命令と、を含む請求項２５記載の記憶媒体。
【請求項２７】
プログラム命令（ｂ）は、第１の巻線の第１の端子を第１の駆動信号源に接続し且つ該第１の巻線の第２の端子を第２の駆動信号源に接続するように第１のスイッチ手段を制御すべくプロセッサを制御するプログラム命令と、第２の巻線の第１の端子を前記第２の駆動信号源に接続し且つ該第２の巻線の第２の端子を第３の駆動信号源に接続するように第２のスイッチ手段を制御すべく前記プロセッサを制御するプログラム命令と、第３の巻線の第１の端子を前記第３の駆動信号源に接続し且つ該第３の巻線の第２の端子を前記第１の駆動信号源に接続するように第３のスイッチ手段を制御すべく前記プロセッサを制御するプログラム命令と、を含む請求項２５記載の記憶媒体。
【請求項２８】
第１の巻線が第１の駆動信号源に接続された第１の端子を有し、第２の巻線が第２の駆動信号源に接続された第１の端子を有し、第３の巻線が第３の駆動信号源に接続された第１の端子を有し、
プログラム命令（ａ）は、前記第１の巻線の第２の端子を共通ノードに接続するように第１のスイッチ手段を制御すべくプロセッサを制御するプログラム命令と、前記第２の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続するように第２のスイッチ手段を制御すべく前記プロセッサを制御するプログラム命令と、前記第３の巻線の第２の端子を前記共通ノードに接続するように第３のスイッチ手段を制御すべく前記プロセッサを制御するプログラム命令と、を含み、
プログラム命令（ｂ）は、前記第１の巻線の前記第２の端子を前記第２の駆動信号源に接続するように前記第１のスイッチ手段を制御すべく前記プロセッサを制御するプログラム命令と、前記第２の巻線の前記第２の端子を前記第３の駆動信号源に接続するように前記第２のスイッチ手段を制御すべく前記プロセッサを制御するプログラム命令と、前記第３の巻線の前記第２の端子を前記第１の駆動信号源に接続するように前記第３のスイッチ手段を制御すべく前記プロセッサを制御するプログラム命令と、を含む請求項２５記載の記憶媒体。
【請求項２９】
プログラム命令（ａ）は、Ｙ字接続構成における回転子位置を感知するために、巻線の各々に対して１ずつの第１の回転子位置センサのセットを制御するようにプロセッサを制御するプログラム命令と、Ｙ字接続構成において前記第１の回転子位置センサセットにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる電流の連続スイッチングを制御することにより、固定子に回転磁場を合成するように前記プロセッサを制御するプログラム命令と、を含み、
プログラム命令（ｂ）は、デルタ接続構成における回転子位置を感知するために、前記巻線の各々に対して１ずつの第２の回転子位置センサセットを制御するように前記プロセッサを制御するプログラム命令と、デルタ接続構成において前記第２の回転子位置センサセットにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる電流の連続スイッチングを制御することにより、前記固定子に回転磁場を合成するように前記プロセッサを制御するプログラム命令と、を含む請求項２５記載の記憶媒体。
【請求項３０】
回転子位置センサセットの位相が異なる請求項２９記載の記憶媒体。
【請求項３１】
回転子位置センサセットの位相は、電気角で約３０度だけ異なる請求項３０記載の記憶媒体。
【請求項３２】
プロセッサにより制御される第１および第２の回転子位置センサがホールタイプの磁気センサを含む請求項２９記載の記憶媒体。
【請求項３３】
プログラム命令（ａ）は、Ｙ字接続構成における回転子位置を感知するために、巻線の各々に対して１ずつの位置センサのセットを制御するようにプロセッサを制御するプログラム命令と、Ｙ字接続構成において前記回転子位置センサセットにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる電流の連続スイッチングを制御することにより、固定子に回転磁場を合成するように前記プロセッサを制御するプログラム命令と、を含み、
プログラム命令（ｂ）は、デルタ接続構成における回転子位置を感知するために、前記巻線の各々に対して１ずつの前記位置センサのセットを制御するように前記プロセッサを制御するプログラム命令と、デルタ接続構成において前記回転子位置センサセットにより感知された回転子位置に応答して前記巻線に流れる電流の連続スイッチングを制御することにより、前記固定子に回転磁場を合成するように前記プロセッサを制御するプログラム命令と、を含み、
Ｙ字接続構成に対して構成された前記回転子位置センサセットの位相は、デルタ接続構成に対して構成された前記回転子位置センサセットの位相と位相シフトで異なる請求項２５記載の記憶媒体。
【請求項３４】
Ｙ字接続構成に対して構成された回転子位置センサセットの位相は、デルタ接続構成に対して構成された前記回転子位置センサセットの位相と、電気角で約３０度の位相の位相シフトだけ異なる請求項３３記載の記憶媒体。
【請求項３５】
プロセッサにより制御される回転子位置センサセットがホールタイプの磁気センサを含む請求項３３記載の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスＤＣモータに関し、さらに詳しく言えば、ブラシレスモータのトルクおよび速度を制御するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なブラシレスＤＣモータは、３つの巻線を含む固定子を含み、これらの巻線を互いに電気角で１２０度の間隔をもたせて設けて、回転子にトルクを与える。この回転子に与えられるトルクにより、当該回転子が回転する。モータおよび発電機の当業者は、固定子の巻線と回転子との間に事実上物理的接触がないブラシレスＤＣモータの効率性、経済性および簡潔性を認識している。モータを動作させるために、トルクを与えて回転子を回転させる固定子の巻線に、適切なタイミングと間隔をもたせた磁場が合成される。
【０００３】
典型的なブラシレスＤＣモータは、２つの基本的な構成の１つ、すなわち、Ｙ字接続かデルタ接続のいずれかで恒久的に構成される。デルタ式に構成された巻線を備えるモータは、Ｙ字式に構成された同じ巻線より高速に動作できる。しかしながら、Ｙ字式に構成された巻線を備えるモータは、デルタ式に構成された同じ巻線より高トルク低速で動作できる。
【０００４】
したがって、高トルク低速を必要とする応用において、モータは、Ｙ字式に恒久的に構成される。その結果、従来のブラシレスモータ設計では、高トルク低速と低トルク高速との間で妥協が要求される。
【０００５】
ブラシレスＤＣモータの１つの応用は、遠心システムの遠心回転子を駆動するための動力源を提供することである。遠心システムとは、液状試料に遠心力をかける装置である。試料は、ブラシレスモータにより駆動される回転可能な駆動軸に設けられた遠心回転子内に保持される。デルタ構成またはＹ字構成のいずれかに恒久的に構成された巻線を備えるブラシレスモータを使用した遠心システムは、高トルク低速と低トルク高速との間の前述した妥協により制限される。
【０００６】
ブラシレスＤＣモータについて、高トルク低速遠心回転子で高トルク低速動作可能であるとともに高速低トルク遠心回転子で高速低トルク動作可能とすることにより、広範囲の遠心回転子の使用を可能にすべく、システムおよび方法が必要とされている。
【発明の開示】
【０００７】
モータの速度とトルクの両方を制御するための高トルク／高速ブラシレスＤＣモータシステムは、回転子と固定子とを含む。そのモータの固定子は、第１、第２および第３の巻線をもつ。このシステムは、モータの速度が所定値より小さい場合、第１、第２および第３の巻線をＹ字接続に構成し、モータの速度が所定値より大きい場合、巻線をデルタ接続に構成する手段をさらに有する。
【０００８】
本発明の１つの態様において、モータシステムに、固定子の巻線接続構成を変更するためのスイッチング手段が含まれる。該システムのスイッチング手段は、Ｙ字およびデルタ接続の構成の両方に共通したものであってよい。
【０００９】
さらに、本願明細書には、モータの速度が所定値より小さい場合、ブラシレスＤＣモータの構成をＹ字接続にし、モータの速度が所定値より大きい場合、巻線をデルタ接続にする方法が開示されている。この本発明の方法は、本発明の方法に応じてブラシレスＤＣモータを制御するプロセッサを制御するためのコンピュータ読み取り可能なプログラム命令を記録した記憶媒体により実施されてよい。
【００１０】
本発明のさらなる別の態様において、プロセッサを制御し、本発明の方法に応じてブラシレスＤＣモータを制御するためのコンピュータ読み取り可能なプログラム命令を記録した記憶媒体が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１ａを参照すると、ブラシレスＤＣモータシステム１は、回転子５および固定子３を有し、固定子３の構成は、固定子３が高モータトルクおよび高速動作を達成するように、Ｙ字接続またはデルタ接続のいずれかに選択的に構成されるように制御される。したがって、回転子５の速度に応じて固定子３の接続を構成するように、回転子の接続構成手順が用いられる。
【００１２】
固定子３は、３つの巻線、すなわち、第１の巻線５２と、第２の巻線５４と、第３の巻線５６を含む。固定子３は、図１ａにおいてＹ字接続に構成され、図１ｂにおいてデルタ接続に構成された状態が示されている。固定子の巻線が、Ｙ字接続に構成されるか、デルタ接続に構成されるかは、回転子５の速度に依存する。高トルクを達成するために、固定子の巻線は、図１ａに示すＹ字接続に構成される。高速を達成するために、固定子の巻線は、図１ｂに示すデルタ接続に構成される。本発明により固定子の巻線の構成を変更できることで、本発明は、固定子の巻線を固定Ｙ字接続または固定デルタ接続のいずれかに恒久的に構成させて動作する従来のブラシレスＤＣモータが受けるこれまでの最大トルクおよび最大速度の制限を解消することができる。
【００１３】
ブラシレスＤＣモータシステム１は、回転子５の回転、特に、回転子軸１５の回転を誘発するために、固定子３の巻線に回転磁場を合成する。システム１は、回転子５の位置を感知するために、回転子位置センサ２４，２６，２８，３０，３２，３４を使用して、回転子軸１５の回転を誘発するために、回転子５のすべての位置に対して直角位相（すなわち９０度の電気角）にある回転磁場を固定子３に合成する。したがって、固定子の巻線５２，５４，５６の各々を流れる電流は、巻線に回転磁場を合成するために、適切なタイミングで連続スイッチングされる。
【００１４】
図１ａを参照すると、固定子３は、第１の巻線５２と、第２の巻線５４と、第３の巻線５６とを有する。巻線の各々は、駆動コントローラ４４の駆動信号源に取り付けられた第１の端子を有する。図１ａおよび図１ｂの両図を参照すると、第１の巻線５２は、ライン４６により駆動信号源４５に取り付けられた第１の端子を有している。第２の巻線５４は、ライン４８により駆動信号源４７に取り付けられた第１の端子を有する。第３の巻線５６は、ライン５０により駆動信号源４９に取り付けられた第１の端子を有する。
【００１５】
図１ａにおいて、固定子の巻線５２，５４，５６がＹ字接続に構成されているため、巻線の各々の第２の端子は、共通点５８に接続される。図１ｂにおいて、各巻線の第２の端子は、デルタ接続に構成されているため、他の駆動信号源に接続される。第１の巻線５２の第２の端子は、ライン４８により第２の駆動信号源４７に接続される。第２の巻線５４の第２の端子は、ライン５０により第３の駆動信号源４９に接続される。第３の巻線５６の第２の端子は、ライン４６により第１の駆動信号源４５に接続される。
【００１６】
システム１の回転子５は、４つの主要な極性１０を構成する４つの永久磁石を有する。また、回転子５は、整流磁石２０が取り付けられた回転子軸１５を有する。整流磁石２０の数は、回転子５と同じ磁極数、すなわち、４つである。ブラシレスＤＣモータシステム１は、整流磁石２０から生じる磁場（すなわち磁束）を検出するために、回転子位置センサ２４，２６，２８，３０，３２，３４を有する。システム１は、典型的に、各固定子構成に対して、各固定子巻線に１つの回転子位置センサを有する。したがって、システム１は、６つの回転子位置センサを有し、すなわち、Ｙ字構成に対して、固定子巻線の各々に１つずつ、３つの回転子位置センサ２４，２６，２８のセットを有し、デルタ構成に対して、固定子巻線の各々に１つずつ、３つの回転子位置センサ３０，３２，３４のセットを有する。本発明の１つの態様において、回転子位置センサは、ホールタイプの磁気センサである。しかしながら、回転子位置センサは、ホールタイプのセンサに限定されるものではない。
【００１７】
適切なタイミングとシーケンスにある回転磁場を合成するために、Ｙ字回転子位置センサとデルタ回転子位置センサ３０，３２，３４は、電気角で互いに１２０度の間隔をもたせて分離される。したがって、隣接するＹ字（２４，２６，２８）またはデルタ（３０，３２，３４）センサにより検出される信号は、回転子の回転方向に応じて、互いに１２０度だけ遅れるか進む。さらに、３つのＹ字接続の回転子位置センサ２４，２６，２８は、３つのデルタ接続の回転子位置センサ３０，３２，３４から電気角で３０度の間隔をもたせて設けられている。したがって、Ｙ字センサとデルタセンサの対応する検出信号の間には、３０度の差がある。
【００１８】
整流磁石２０に生じ、回転子位置センサ２４，２６，２８，３０，３２，３４により検出される磁束は、三相符号化信号を発生する。三相符号化信号は、ライン３８および４０により駆動コントローラ４４に与えられる。駆動コントローラ４４は、位相符号化信号を解釈するデコーダを含むことにより、適切なシーケンスと適切なタイミングで固定子の巻線を流れる電流をオン／オフに切り換えて、整流磁石２０の回転、ひいては、回転子５の回転を誘発する回転磁場を固定子３に発生する。
【００１９】
図１ａに、固定子巻線のＹ字構成とデルタ構成に対してそれぞれ３つずつ、全部で６つの回転子位置センサが示されているが、この代わりとして、ブラシレスＤＣモータシステム１は、回転子位置センサを３つしかもたないものであってよい。回転子巻線のＹ字接続構成とデルタ接続構成の両方で、３つの回転子位置センサの単一セットは、回転子５の位置を検出する。Ｙ字およびデルタ回転子位置センサの間にある前述した３０度の位相差及びこれらのセンサにより検出される三相符号化信号のために、Ｙ字とデルタの固定子構成の移行時に、マイクロプロセッサまたは他の手段が用いられて、３つの回転子位置センサが１セットだけのときでも、回転子位置センサにより感知される信号を３０度シフトさせる。この位相シフトは、巻線がＹ字からデルタ構成へ切り換えられるとき、ライン間の電圧の３０度位相シフトを補償する。
【００２０】
上述したように、ブラシレスＤＣモータシステム１は、モータが高トルク動作を達成できるように、固定子の巻線をＹ字接続に構成してエネーブルされる。図２を参照すると、駆動コントローラ４４と、巻線と、巻線をＹ字接続に構成したスイッチング手段６５の略図が示されている。図２に示されているように、巻線５２，５４，５６の第１の端子は、第１、第２および第３の駆動信号源４５，４７，４９にそれぞれ接続される。第１、第２および第３の巻線の第２の端子は、スイッチング手段６５において互いに連結されたポイント６０，６２，６４（すなわち共通）に接続される。
【００２１】
図３は、駆動コントローラ４４と、巻線と、巻線をデルタ接続に構成したスイッチング手段６５の略図を示す。３つの巻線５２，５４，５６の各々の第１の端子は、第１、第２および第３の駆動信号源４５，４７，４９のそれぞれに接続される。第１の巻線５２の第２の端子は、ライン４８により第２の駆動信号源４７に接続され、第２の巻線５４の第２の端子は、ライン５０により第３の駆動信号源４９に接続され、第３の巻線５６の第２の端子は、ライン４６により第１の駆動信号源４５に接続される。
【００２２】
図２および図３は、実質的に同じ構成部品を表しているが、異なる点として、図２では、固定子の巻線５２，５４，５６をＹ字接続に選択的に接続するようにスイッチング手段６５が構成され、図３では、固定子の巻線５２，５４，５６をデルタ接続に選択的に接続するようにスイッチング手段６５が構成されていることが挙げられる。一方、各構成に共通して、ライン５９により駆動コントローラ４４からスイッチング手段６５に送信されるスイッチング信号がある。このスイッチング信号により、スイッチング手段６５を制御して、Ｙ字接続からデルタ接続へ、さらにその逆へ巻線の構成を変更できる。回転子位置センサ２４，２６，２８，３０，３２，３４から、回転子５の相対位置に関連する情報を含む位相符号化信号が、ライン３９により駆動コントローラ４４へ供給される。
【００２３】
図４のフローチャートを参照しながら、本発明についてさらに記述する。ブラシレスＤＣモータシステム１の固定子巻線５２，５４，５６は、まずＹ字接続に構成される（ステップ１００）。すなわち、固定子巻線５２，５４，５６が低速（および高トルク）用にＹ字接続に構成されるため、典型的な始動構成である。回転子の回転を始動させ維持するのに必要とされる固定子における回転磁場のタイミングを適切に与えるために、駆動コントローラに、Ｙ字接続の回転子位置センサ２４，２６，２８が接続される（ステップ１０５）。モータは、固定子巻線５２，５４，５６において回転磁場を合成することにより加速される（ステップ１１０）。次に、モータが、選択された所定のしきい値速度に達したかどうかの判断が行われる（ステップ１１５）。しきい値速度とは、その速度を超えると、モータの構成がＹ字接続から、モータの高速（および低トルク）動作を達成可能なデルタ接続に切り換わる所定の速度である。速度がしきい値速度未満であると決定されると、モータの速度は、しきい値速度を超過するまで（ステップ１１５）または所望のターゲット速度が獲得されるまで（ステップ１２０）、繰り返しチェックされる（ステップ１１５，１２０，１１０）。その後、構成プロセスは、モータを加速させる必要性がないため終了となり、モータの速度は、ターゲット速度で維持される。
【００２４】
しきい値速度を超過したとステップ１１５で決定されると、巻線５２，５４，５６がすでにデルタ接続に構成されているかどうかの判断が行われる（ステップ１２３）。巻線５２，５４，５６がデルタ接続に構成されていれば、モータの速度は、ターゲット（目標）速度に達したかどうかチェックされる（ステップ１２０）。モータの巻線５２，５４，５６が、デルタ接続に構成されていなければ、モータは、一時的な惰性駆動に入る（ステップ１２５）。継いで、巻線５２，５４，５６はデルタ接続に構成され（ステップ１３０）、デルタ構成の回転子位置センサ３０，３２，３４が接続される（ステップ１３５）。その後、構成プロセスは、ターゲット速度が獲得されるまで、モータ速度の持続的な加速、確認および／または維持を継続する（ステップ１１０，１１５，１２０）。
【００２５】
本発明の教示を獲得した当業者は、本発明から逸脱することなく、本発明に多数の修正を加えることができるであろう。例えば、本発明の方法を実行するために、ＣＤ−ＲＯＭや他のスタティックメモリなどの記憶媒体にコンピュータ読み取り可能なプログラム命令を記録するような修正を含む変形例は、特許請求の範囲に規定されているように、本発明の範囲内にあると解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１ａは、Ｙ字接続に構成された固定子を含む、本発明の実施形態に従うブラシレスＤＣモータシステムの略図、図１ｂは、デルタ接続に構成された図１ａの固定子の略図。
【図２】スイッチング手段と図１の本発明に係るＹ字接続構成の巻線とを含んで示した略図。
【図３】スイッチング手段と図１の本発明に係るデルタ接続構成の巻線とを含んで示した略図。
【図４】図１の本発明の制御方式を示すフローチャート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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