(57)【要約】  【課題】小型・低コスト・高信頼性を実現するモータ駆動装置を提供する。  【解決手段】交流電源１を入力として全波整流をする小容量のコンデンサを持つ整流回路２と、整流回路２の出力を入力としてモータ６を駆動するインバータおよびインバータを制御するインバータ制御部３７と、モータ６が停止した場合に発生する回生エネルギーを吸収するための回生処理回路３３と、前記平滑回路の出力電圧（即ちインバータの入力電圧）を検出する電圧検出手段２７とを有し、回生エネルギーを電圧として電圧検出手段２７で検出するようにし、電圧検出手段２７により検出した電圧が、所定の電圧以上となったとき、前記インバータの出力を停止することで、平滑コンデンサ容量の小容量化を可能とし、その結果、モータ駆動装置の小型化、低コスト化が図れると共に、停止時の回生による装置の故障を回避でき、高い信頼性が確保できる。【選択図】図１
2007143332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、前記交流電源を整流する小容量のコンデンサを持つ整流回路と、前記整流回路の出力を入力とするインバータと、前記インバータの出力により駆動されるモータと、前記モータが停止した場合に発生する回生エネルギーを吸収する回生処理回路と、前記インバータを制御するインバータ制御部と、前記インバータ制御部に電源を供給するインバータ制御電源回路と、前記整流回路から出力され前記インバータの入力となる電圧を検出する電圧検出手段とを備え、前記電圧検出手段により検出した電圧が所定の電圧より高い場合、前記インバータ制御部によって前記インバータの出力を停止状態にするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記整流回路のコンデンサ容量を、前記インバータの出力容量に対し０．１μＦ／Ｗ以下の容量とした請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記電圧検出手段を、前記整流回路出力である前記インバータの入力電圧を検出し、前記モータが停止した際に発生する回生エネルギーを電圧として検出するようにした請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記モータが停止した際に発生する回生エネルギーを消費する回生エネルギー消費回路を有し、前記回生処理回路に蓄積されたエネルギーを前記回生エネルギー消費回路で消費する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記回生エネルギー消費回路を、前記インバータ制御電源回路と兼ねるようにした請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記回生処理回路の電圧を検出する回生処理回路電圧検出部と前記モータの回転速度を制御する速度制御手段を備え、前記回生処理回路電圧検出部で検出した電圧が、所定の値より低い場合は前記速度制御手段によってモータ駆動を許可し、高い場合は禁止とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記回生処理回路を、第２整流回路と前記第２整流回路を介して接続された回生エネルギーを吸収する回生吸収部を備えた構成とし、前記第２整流回路をダイオードより、また前記回生吸収部をコンデンサよりそれぞれ構成し、さらに前記回生吸収部を、前記インバータ制御部の電源である前記インバータ制御電源回路への供給電源とした請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記モータを、レシプロ型圧縮機を駆動するものとした請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
前記圧縮機の冷媒を、可燃性冷媒とした請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のモータ駆動装置を備えた冷凍装置。
【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モータの駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷凍空調システムにおける圧縮機等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、インバータを備え、さらに位置検出センサを無くし、誘起電圧またはモータ電流から位置検出を行う制御によって駆動されている。これは圧縮機等の高温雰囲気・冷媒雰囲気・オイル雰囲気等により、取付け環境面で前記位置センサを取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】
図９は特許文献１に記載された従来のブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図を示すものである。
【０００５】
図９において、１０１は単相交流電源である。１０２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１０１に接続されており、さらにその出力は平滑コンデンサ１０３に接続されている。この平滑コンデンサ１０３は従来の１／１００程度の容量のコンデンサであり、一般的には十分に小さい容量とされている。
【０００６】
１０４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１０３の両端に接続されている。
【０００７】
１０５は３相巻線が施されたモータで、その入力はＰＷＭインバータ１０４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】
１０６は制御回路であり、単相交流電源１０１の電圧ｖ、直流部電流ｉｄｃ、ＰＷＭインバータ１０４の出力電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃ、位置検出センサ１０７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１０４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等を備えた構成では、直流電圧が低下しても位置検出は可能であるが、圧縮機のように位置検出センサを取付けることができないような環境あるいは用途では使用できない。
【００１０】
一般的に位置検出センサ無しでブラシレス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等である。しかし、この位置検出が可能な状態は、平滑コンデンサが十分に大きく、かつリプル電圧が小さい場合である。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、インバータの入力電圧のリプルが大幅に増加するため、特に電圧の低いときに誘起電圧が検出できなくなったり、電圧が低いために位置検出に必要なモータ電流を流したりすることができない。
【００１１】
その結果、直流電圧が低いときの位置検出が不可能となり、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、モータの異常停止や装置の故障の原因となるという課題を有していた。
【００１２】
さらに、前記従来の構成では、平滑コンデンサの容量が非常に小さいため、モータが脱調等により停止した場合に発生する回生エネルギーを吸収する機能がなく、回生の発生によりモータ駆動装置を破壊する危険性がある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、大きなリプル電圧が発生する場合でも、位置検出センサ無しで効率ダウンせずに電流も安定し、さらにモータの安定駆動を確保し、モータの停止時における回生エネルギーによる装置の故障を防止するとともに、前記回生エネルギーを監視し、所定のレベルまで消費された後に再度モータを駆動することで、実用性の高いブラシレスＤＣモータの駆動装置を小型、低コストで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、本発明のモータ駆動装置は、位置検出手段によるモータ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とともに、脱調等によりモータが停止した時に発生する回生エネルギーをインバータ入力電圧で監視し、インバータ入力電圧が所定の電圧値以上となったことを検出したとき、インバータの出力を停止することで、平滑コンデンサ容量の大幅な小容量化を可能にしたモータ駆動装置が得られ、またその信頼性を向上することで実用性を高めるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のモータ駆動装置は、平滑回路のコンデンサ容量を大幅に小容量化した回路であり、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ことによってモータの安定駆動を実現し、さらにモータ停止時の回生エネルギーを電圧に変換してインバータ入力電圧として監視し、回生の発生を検出したとき、インバータの出力を瞬時に停止することで、回路の大幅な小型化・低コスト化を実現するとともに信頼性を向上するものである。
【００１６】
また、平滑回路のコンデンサ容量は、インバータ出力に対し０．１μＦ／Ｗ以下の容量とすることで、コンデンサへの充電電流が抑制され、入力電流の高調波成分が低下することから、高調波抑制回路の簡素化または廃止が可能となり、コンデンサの小型化と併せて大幅な回路の小型化が実現できる。
【００１７】
さらに、前記回生エネルギーをインバータ入力電圧として監視することで、整流回路の出力電圧を検出する電圧検出手段と兼用出来るようになり、さらなる回路の小型化・低コスト化が図れる。
【００１８】
また、前記回生エネルギー消費回路により、回生処理回路に蓄積されたエネルギーの消費を促進することで、回生発生によりモータを停止した場合でも再起動までの時間を短縮することができる。
【００１９】
さらに、回生エネルギー消費回路を、インバータ制御部に電源を供給するインバータ制御電源回路と兼ねることで、回生エネルギー消費回路を別途設ける必要が無く、さらなる装置の簡素化と低コスト化が図れる。
【００２０】
また、回生処理回路電圧検出部で検出した電圧が所定の電圧より高いときは、速度制御手段によりモータの駆動を禁止し、低いときはモータの運転を許可する事で、装置の信頼性が向上出来ると共に、回生発生により停止した場合の再起動のタイミングを最適に保つことができる。
【００２１】
さらに、前記回生処理回路は、第２整流回路のダイオードと、回生吸収部のコンデンサとで構成することで、回生処理回路を非常に安価に構成することができる。
【００２２】
また、モータ駆動装置は、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り、圧縮機がレシプロ型の構成である場合、インバータに大きなリプルを含む電圧を入力した場合でも、振動・騒音の影響を受けにくく、低騒音・低振動の駆動システムを低価格で提供することができる。
【００２３】
さらに、冷凍空調システムの冷媒が比較的冷凍能力が低いＲ６００ａで、圧縮機ピストンの大型化によるイナーシャの増大で、インバータ入力に大きなリプルを含むモータ駆動システムの場合においても、さらに低騒音・低振動の冷凍空調システムを実現することができる。
【００２４】
また、圧縮機が冷蔵庫等のような冷凍装置の冷却システムを構成する場合、回路の小型化に伴い、特に冷蔵庫の場合は庫内の容積を大きくすることが可能となり、回生による回路故障で庫内温度上昇を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
請求項１に記載の発明は、交流電源と、前記交流電源を整流する小容量のコンデンサを持つ整流回路と、前記整流回路の出力を入力とするインバータと、前記インバータの出力により駆動されるモータと、前記モータが停止した場合に発生する回生エネルギーを吸収する回生処理回路と、前記インバータを制御するインバータ制御部と、前記インバータ制御部に電源を供給するインバータ制御電源回路と、前記整流回路から出力され前記インバータの入力となる電圧を検出する電圧検出手段とを備え、前記電圧検出手段により検出した電圧が所定の電圧より高い場合、前記インバータ制御部によって前記インバータの出力を停止状態にするものである。
【００２６】
かかる構成とすることにより、前記モータで回生が発生した場合に瞬時に回生発生を検出し、インバータの出力を停止すると共に、回生エネルギーを吸収するため、小容量の平滑コンデンサを用いて回生によるインバータの破壊を未然に防ぐことができ、回路の大幅な小型化・低コスト化を実現するとともに信頼性を向上するものである。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、前記整流回路のコンデンサ容量を、前記インバータの出力容量に対し０．１μＦ／Ｗ以下の容量としたものである。
【００２８】
かかる構成とすることにより、コンデンサへの充電電流が抑制され、入力電流に含まれる高調波成分が低下することから、高調波抑制回路の簡素化または廃止が可能となり、コンデンサの小型化と併せて大幅な回路の小型化が実現できる。
【００２９】
請求項３に記載の発明は、前記電圧検出手段を、前記整流回路出力である前記インバータの入力電圧を検出し、前記モータが停止した際に発生する回生エネルギーを電圧として検出するようにしたものである。
【００３０】
かかる構成とすることにより、前記回生エネルギーの電圧検出がインバータ入力電圧検出と兼用出来るようになり、さらなる回路の小型化・低コスト化が図れる。
【００３１】
請求項４に記載の発明は、前記モータが停止した際に発生する回生エネルギーを消費する回生エネルギー消費回路を有し、前記回生処理回路に蓄積されたエネルギーを前記回生エネルギー消費回路で消費するものである。
【００３２】
かかる構成とすることにより、前記回生エネルギー消費回路によって回生処理回路に蓄積されたエネルギーの消費を促進でき、その結果、前記改正処理回路電圧検出部で検出された電圧の所定値までの低下時間が短縮でき、回生発生によりモータを停止した場合でも再起動までの時間を短縮することができる。
【００３３】
請求項５に記載の発明は、前記回生エネルギー消費回路を、前記インバータ制御電源回路と兼ねるようにしたものである。
【００３４】
かかる構成とすることにより、回生エネルギー消費回路を別途設ける必要が無く、装置の簡素化と低コスト化が図れる。
【００３５】
請求項６に記載の発明は、前記回生処理回路の電圧を検出する回生処理回路電圧検出部と前記モータの回転速度を制御する速度制御手段を備え、前記回生処理回路電圧検出部で検出した電圧が、所定の値より低い場合は前記速度制御手段によってモータ駆動を許可し、高い場合は禁止とするものである。
【００３６】
かかる構成とすることにより、モータの運転時は常に回生処理回路に蓄積されているエネルギーが所定のレベル以下に保たれ、モータの停止に起因して回生が発生した場合は、前記回生処理回路によって回生エネルギーが吸収出来る。その結果、装置の信頼性を向上することができ、さらに、前記回生発生により停止した場合、回生処理回路に蓄積されているエネルギーのレベルを監視し、所定のレベルまで低下したときに再起動を試みるため、起動のタイミングを最適に保つことができる。
【００３７】
請求項７に記載の発明は、前記回生処理回路を、第２整流回路と前記第２整流回路を介して接続された回生エネルギーを吸収する回生吸収部を備えた構成とし、前記第２整流回路を、ダイオードより、また前記回生吸収部を、コンデンサよりそれぞれ構成し、さらに前記回生吸収部を、前記インバータ制御部の電源である前記インバータ制御電源回路への供給電源としたものである。
【００３８】
かかる構成とすることにより、前記回生処理回路の構成をシンプルな構成とすることができ、装置を非常に安価に実現することができる。
【００３９】
請求項８に記載の発明は、前記モータを、レシプロ型圧縮機を駆動するものとしたものである。
【００４０】
かかることにより、圧縮機が慣性モーメント（イナーシャ）が大きいレシプロ型の構成である場合、整流回路のコンデンサが小容量であるが故にインバータの入力電圧に大きなリプルを含む場合でも、モータの回転ムラによる振動増大や騒音増大等の影響を受けにくく、大容量の平滑コンデンサを整流回路に使用したモータ駆動装置と同等の振動・騒音で有りながら小型・低コストの圧縮機駆動システムを低価格で提供することが可能である。
【００４１】
請求項９に記載の発明は、前記圧縮機の冷媒を、Ｒ６００ａ（イソブタン）、プロパン、シクロペンタン等の周知の可燃性物質としたものである。
【００４２】
かかることにより、冷凍空調システムの冷媒が、例えば冷凍能力が比較的低いＲ６００ａの場合は、所定の冷凍能力を確保するために、圧縮機のピストンが大きくなることからモータの慣性モーメント（イナーシャ）がＲ１３４ａ等の冷凍能力が高い冷媒を使用した圧縮機より大きくなり、入力リプル電圧の影響をさらに受けにくく、小容量コンデンサ駆動において非常に安定した駆動が実現できる。その結果、インバータ入力に大きなリプルを含むモータ駆動システムにおいて、さらに低騒音・低振動の冷凍空調システムを実現することができる。
【００４３】
請求項１０に記載の発明は、上記モータ駆動装置の用途を冷凍装置としたもので、モータ停止による回生が発生した場合も、回路の故障を防止することが出来るため、回路故障による冷凍機能の中断が抑制でき、特に、冷蔵庫の場合であると、庫内の不冷却等による食品の腐敗等のロスを省くことができ、また回路の小型化により、同一外形寸法の場合においても、庫内の収納容量を大きくすることができる。
【００４４】
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が、従来例と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。尚、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００４５】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１におけるモータ駆動装置のブロック図であり、図２は本発明の実施の形態１における圧縮機の断面図を示している。
【００４６】
図１において、交流電源１は、整流回路２に接続されている。整流回路２は、４個のダイオード３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄをブリッジ接続した整流ブリッジ３と、後述する小容量のコンデンサ４で構成され、そして、ブリッジ接続されたダイオード３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄで全波整流した電圧を小容量コンデンサ４に入力する。
【００４７】
ここで、小容量コンデンサ４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、チップ形態で実現できるようになっている。
【００４８】
従来、冷蔵庫等の冷凍装置においては、平滑用コンデンサとして、主に大容量（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が、積層セラミックコンデンサを用いることにより、非常に小型の駆動装置が実現できることになる。
【００４９】
さらに電解コンデンサは、使用周囲温度や経年劣化等に起因した容量抜け等による寿命を考慮する必要があるが、本実施の形態では電解コンデンサを使用しないことで、装置の信頼性を向上することができる。
【００５０】
また、従来このコンデンサは、一般的にはインバータ５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、あるいは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等からコンデンサの容量を決定する。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。例えば、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。
【００５１】
これに対し、本実施の形態１では、コンデンサ４には０．１μＦ／Ｗ以下の容量を持つ積層セラミック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になる。
【００５２】
インバータ５は、スイッチング素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆと、逆向きに接続されたダイオード５ｇ、５ｈ、５ｉ、５ｊ、５ｋ、５ｌをセットにした回路を、６回路３相ブリッジ接続している。なお本実施の形態ではインバータ５にＦＥＴを使用している。
【００５３】
モータ６は、インバータ５の３相出力により駆動される。モータ６の固定子には、３相スター結線された巻線が施され、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、モータ６の回転子は、希土類永久磁石を有しており、その配置方法は表面磁石型（ＳＰＭ）でも磁石埋め込み型（ＩＰＭ）であっても構わない。さらに、前記永久磁石は、フェライト系磁石でも希土類系磁石でも構わない。
【００５４】
なお本実施の形態１のモータは、回転子に永久磁石を配置したブラシレスＤＣモータとしているが、モータ固定子の相対位置を電流検出により検出する場合であれば、インダクションモータであっても、シンクロナスリラクタンスモータであっても構わない。また、永久磁石に希土類系磁石を用いることで、マグネット使用重量をフェライト系磁石と同量使用する場合、モータ効率を向上することができ、またフェライト系磁石を用いたモータと同等性能のモータとする場合は、マグネット重量を低減することができるため、モータ重量を軽量化することができる。
【００５５】
圧縮要素７は、モータ６の回転子の軸に接続され、周知の如く冷媒ガスを吸入し、圧縮して吐出する。このモータ６と圧縮要素７とを同一の密閉容器８に収納し、圧縮機９を構成する。
【００５６】
圧縮機９で圧縮された吐出ガスは、凝縮器１０、減圧器１１、蒸発器１２を通って圧縮機９の吸い込みに戻るような冷凍空調システムを構成し、凝縮器１０では放熱、蒸発器１２では吸熱を行うので、冷却や加熱を行うことができる。尚、必要に応じて凝縮器１０や蒸発器１２に送風機などを用い、熱交換をさらに促進することもできる。また本実施の形態では、冷凍空調システムとして、冷蔵庫を例にしており、冷蔵庫の庫内１３を蒸発器１２により冷却する構成としている。なお、圧縮機９の詳細構成については後述する。
【００５７】
位置検出手段２５は、モータ６の誘起電圧またはモータ電流からモータ６の回転子１７の回転位置を検出する。本実施の形態１では、前記誘起電圧から回転子の回転位置を検出する方法を例にしている。したがって、インバータ５に１２０度通電の矩形波ＰＷＭインバータを用い、常時通電されていない相から誘起電圧のゼロクロス点を検出し、回転位置を検出する方法について説明するが、通電角１２０度以上、１８０度以下の任意の波形を生成し、前記モータ電流から回転子の相対位置を検出する方式であっても構わない。
【００５８】
位置推定手段２６は、位置検出手段２５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、駆動信号を出力している。電圧検出手段２７は、コンデンサ４の両端電圧（整流回路出力電圧であり、インバータ入力電圧でもある）を検出し、その電圧値が正常時は、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とともに、異常電圧まで上昇しないかの検出を行い、モータ駆動時に異常電圧を検出した場合、回転数指令手段３１によるモータ６の指令回転数に関わらず、速度制御手段３２にインバータの出力を停止するように指示する。
【００５９】
切換手段２８は、電圧検出手段２７の出力を入力とし、位置検出手段２５と位置推定手段２６のいずれかを選択し出力する。
【００６０】
転流手段２９は、切換手段２８の出力を入力とし、インバータ５の６個のスイッチング素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆのＯＮ／ＯＦＦを制御するものである。
【００６１】
回転数検出手段３０は、切換手段２８の出力（位置検出手段２５または位置推定手段２６の出力）からモータ６の現在の駆動速度を検出する。
【００６２】
回転数指令手段３１は、外部からの入力情報等（例えば温度情報や、スイッチ入力等）からモータ６の駆動すべき回転数を決定する。
【００６３】
速度制御手段３２は、回転数指令手段３１で決定した指令回転数と、回転数検出手段３０で検出した現在のモータ６の駆動回転数との差により、実際の駆動回転数を、指令回転数に近づけるように、ＰＷＭデューティ制御やモータ電流制御により速度制御を行う。
【００６４】
尚、速度制御手段３２によるモータ駆動回転数制御において、ベクトル制御を実施することで、負荷状態や運転状態等により最小電流最大トルク制御、最高効率制御、弱め磁束制御等を行うことも可能である。
【００６５】
回生処理回路３３は、ダイオードで形成された第２整流回路３４と、回生吸収部３５を直列接続することにより形成された回路であり、モータ６が脱調等で停止した場合に発生する回生エネルギーを瞬時もしくは極短時間で吸収することで回生による装置の故障を防止している。
【００６６】
尚、第２整流回路３４をダイオードで、回生吸収部３５をコンデンサでそれぞれ構成することにより非常に簡素な回路で、安価に構成できる。
【００６７】
インバータ制御電源回路３６は、インバータ制御部３７に供給する電源回路であり、回生処理回路３３における回生吸収部３５のコンデンサ両端電圧を入力としている。回生吸収部３５の両端電圧は、整流回路２の出力を回生処理回路３３の第２整流回路３４を介して電荷をチャージし、平滑しており、通常約１４０Ｖの電圧を保ちインバータ制御電源回路３６に供給する。
【００６８】
この様に本発明の実施の形態１では、回生処理回路３３が、インバータ制御電源回路の整流平滑回路を兼用しているため、回路の小型化、簡素化、低コスト化が図れる。
【００６９】
回生処理回路電圧検出部３８は、回生処理回路３３における回生吸収部３５の電圧を監視するものであり、回生吸収部３５の両端電圧が所定レベル以下のときは、回転数指令手段３１からのモータ指令回転数でモータの運転を許可し、所定レベル以上では、回転数指令手段３１による指令回転数に関わらず、モータの運転を禁止するように、速度制御手段３２に指示する。
【００７０】
尚、インバータ制御部３７は、位置検出手段２５、位置推定手段２６、電圧検出手段２７、切換手段２８、転流手段２９、回転数検出手段３０、速度制御手段３２、回生処理回路電圧検出部３８より構成され、インバータ制御電源回路３６から電源が供給され、モータ６をインバータで駆動するための制御を行う。
【００７１】
また、回生吸収部３５のコンデンサに蓄積された回生エネルギーを、インバータ制御電源回路３６と該インバータ制御電源回路３６を介してインバータ制御部３７が消費することから、インバータ制御電源回路３６とインバータ制御部３７は、回生エネルギー消費回路３９としての役割を果たしている。
【００７２】
次に、図２により圧縮機の構成について説明する。
【００７３】
図２において、密封容器８内には、オイル１４を貯溜すると共にＲ６００ａの冷媒１５が封入され、固定子１６と回転子１７からなるブラシレスＤＣモータ６、およびこれによって駆動される圧縮要素７がスプリング等により弾性的に支持されている。したがって、モータ６の回転による振動が圧縮機外部に漏れにくい構成となっている。
【００７４】
圧縮要素７は、回転子１７が固定された主軸部１８および偏芯軸部１９から構成されたクランクシャフト２０の主軸部１８を軸支するとともに、圧縮室２１を有するシリンダ２２と、圧縮室２１内で往復運動するピストン２３と、偏芯軸部１９とピストン２３を連結する連結手段２４を備え、レシプロ型の圧縮機構を構成している。従って、本実施の形態においてはインバータの入力電圧に大きなリプルを含む場合でも、イナーシャが大きいレシプロ型圧縮機の特徴と構造から、リプルによる振動および振動に伴う騒音が圧縮機外部に漏れにくくなっている。
【００７５】
尚本実施の形態１では、Ｒ１３４ａ冷媒と比較して冷凍能力の低いＲ６００ａを用いているので、同等の冷却性能を確保するためにはＲ１３４ａ用圧縮機より圧縮室容積を大きくする必要があり、ピストンが大型化する。従って、モータイナーシャが増大するため、整流回路のコンデンサを非常に小さい容量としても、インバータ入力に大きなリプル電圧を含んだ場合においても、振動および騒音の影響をさらに受けにくくなる。
【００７６】
以上のように構成されたモータの駆動装置についてその動作を説明する。
【００７７】
交流電源１は、整流回路２のブリッジ接続されたダイオード３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄで全波整流されるが、コンデンサ４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４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。
【００７８】
位置検出手段２５は、誘起電圧またはモータ電流からモータ６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３の出力電圧が低い時は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。
【００７９】
一方、位置推定手段２６は、位置検出手段２５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。
【００８０】
電圧検出手段２７で検出したコンデンサ４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２８は位置検出手段２６の信号を選択・切換えし、転流手段２９に出力する。逆にコンデンサ４の両端の電圧が所定値より低ければ、切換手段２８は位置推定手段２６の信号を選択・切換えし、転流手段２９に出力する。
【００８１】
ここで、図示を省略しているが、コンデンサ４の両端電圧が変化するのを電圧検出手段２７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５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。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４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ができ、これによってモータ６を滑らかに駆動することができる。
【００８２】
次に、コンデンサ４の両端の電圧波形について、図３および図１を用いて説明する。
【００８３】
図３は、本発明の実施の形態１におけるコンデンサの電圧波形を示すタイミング図である。
【００８４】
図３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１は１００Ｖで５０Ｈｚの商用交流電源とした。
【００８５】
波形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）状態であり、コンデンサ４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５への入力電流であるものとする。この場合の平均電圧は１４１Ｖであり、リプル電圧は０Ｖ、リプル含有率は０％である。なお、前記リプル電圧および前記リプル含有率は次式の通り定義するものとする。
【００８６】
リプル電圧［Ｖ］＝瞬時最高電圧［Ｖ］−瞬時最低電圧［Ｖ］        …（式１）
リプル含有率［％］＝リプル電圧［Ｖ］／平均電圧［Ｖ］×１００    …（式２）
次に負荷電流を大きくしていくと、コンデンサ４の充電電荷が使われ、波形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。波形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。
【００８７】
さらに負荷電流を大きくしていくと、コンデンサ４にはほとんど充電電荷が蓄えられず、波形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。波形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。
【００８８】
このようにコンデンサ４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１を全波整流した波形となる。
【００８９】
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４を用いてさらに詳しく説明する。図４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。
【００９０】
図４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。
【００９１】
図３において説明を行った波形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。また波形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。また波形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。
【００９２】
本発明の実施の形態１におけるモータの駆動装置では、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。また、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４を選定している。
【００９３】
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。
【００９４】
次に、図１における動作をさらに詳しく図５と図１とを用いて説明する。図５は、本実施の形態１におけるインバータ制御部の動作を示すフローチャートである。
【００９５】
まずＳＴＥＰ１において、電圧検出手段２７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４の両端電圧である。
【００９６】
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。
【００９７】
ＳＴＥＰ３において、切換手段２８は位置推定手段２６を選択し、切換える。
【００９８】
位置推定手段２６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。
【００９９】
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５のスイッチング素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを転流手段２９で切換える動作を行う。
【０１００】
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。
【０１０１】
ＳＴＥＰ６において、切換手段２８は位置検出手段２５を選択し切換える。
【０１０２】
位置検出手段２５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。
【０１０３】
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５のスイッチング素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを転流手段２９で切換える動作を行う。
【０１０４】
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２７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２５と位置推定手段２６との信号を切換手段２８で切換えることができ、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。
【０１０５】
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６と図１を用いて説明する。図６は、本実施の形態１における各部の波形を示すタイミング図である。
【０１０６】
図６において、（Ａ）は直流電圧であり、コンデンサ４の両端の電圧である。（Ｂ）は電圧検出であり、電圧検出手段２７の出力である。電圧検出手段２７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６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。
【０１０７】
同図の（Ｃ）は位置検出であり、位置検出手段２５の出力を示す。また、（Ｄ）は位置推定であり、位置推定手段２６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６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。
【０１０８】
一方、図６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２５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信号が発生する可能性が高い。
【０１０９】
そこで時間Ｔ６、Ｔ７においては、転流に位置推定手段２６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、転流のための所定時間としている。
【０１１０】
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２８は位置検出手段２５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２８は位置推定手段２６の出力を選択し出力する。切換手段２８の出力は、転流手段２９に入力され、転流手段２９ではインバータ５の６個のスイッチング素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを、図６の（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ），（Ｈ），（Ｉ），（Ｊ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦさせる。尚、図６においてはＨｉｇｈレベルをＯＮ、ＬｏｗレベルをＯＦＦとしている。
【０１１１】
インバータ５の出力電圧波形の一例として図６（Ｋ）にＵ相電圧を示す。
【０１１２】
出力の最大電圧は直流電圧により規制され、破線で示すＵ相電圧の包絡線は（Ａ）の直流電圧に一致する。
【０１１３】
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６（Ｋ）に示すとおり、電圧の低いところ（例えば時間Ｔ５〜Ｔ６間）ではデューティを高くし、電圧の高いところ（例えば時間Ｔ１１〜Ｔ１２間）ではデューティを低くしている。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。
【０１１４】
図７は、本実施の形態１における小容量コンデンサと、回生吸収部の両端電圧値を示すタイミング図である。
【０１１５】
今ここで、説明の便宜上使用している小容量コンデンサ４とインバータ５の耐電圧を４５０Ｖとする。
【０１１６】
上記の状態において、モータ６が脱調等で停止したことで、回生が発生した場合、小容量コンデンサ４のみであれば、図７の電圧波形ａに示すように、小容量コンデンサ４の両端電圧が急激に上昇して、耐電圧４５０Ｖを超えた過電圧となり、装置が故障してしまう可能性がある。
【０１１７】
一方、本実施の形態１では、インバータ５と並列に、第２整流回路３４と回生吸収部３５を直列接続した回生処理回路３３を接続することで、回生により発生したエネルギーを回生吸収部３５が吸収する。
【０１１８】
したがって、図７の電圧波形ｂに示す様に、回生による電圧上昇を、小容量コンデンサ４とインバータ５の耐電圧以下に抑えることができ、回生による機器の故障を回避できる。
【０１１９】
しかし回生処理回路３３で吸収し蓄積した回生エネルギーを消費せずに再度モータ６を駆動する場合、数度の回生エネルギーを吸収できるだけの大型で大容量の回生処理コンデンサを使用することで対応できるが、コンデンサの大容量化とそれに伴う大型化が必要であり、さらに回生の発生頻度やエネルギーにより、回生処理用コンデンサの両端電圧が上昇し、回生を吸収出来ない状態に陥る可能性がある。
【０１２０】
したがって、本発明の実施の形態１では、回生処理回路３３における回生吸収部３５の両端に、回生エネルギー消費回路３９としての、インバータ制御部３７とこれに電源を供給するインバータ制御電源回路３６が接続されているため、回生によるエネルギーでチャージされた電荷は、インバータ制御電源回路３６とインバータ制御部３７にて消費され、回生処理回路３３の回生吸収部３５の両端電圧は図７のｃに示すように、通常時（本実施の形態１では１４０Ｖ程度）のレベルまで回復する。
【０１２１】
このように、回生エネルギー消費回路３９を、インバータ制御電源回路３６とインバータ制御部３７で構成することにより、回生エネルギー消費回路３９を特別に設ける必要がなく、回路の小型化、簡素化および低コスト化が可能となる。
【０１２２】
さらに、回生処理回路３３で吸収しきれない程の大きなエネルギーを持つ回生が発生したとき、あるいは回生処理部の電圧が所定の電圧より高く、回生エネルギーを十分に吸収できる電圧レベルが出ない状態に回生が発生した場合、コンデンサ４の電圧（即ちインバータ５の入力電圧）が大きく上昇する可能性がある。このとき、インバータ５がモータを駆動するときの出力を行うとインバータ５のスイッチング素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆが破壊する危険性がある。
【０１２３】
しかし本実施の形態１では、電圧検出手段によりコンデンサ４の電圧、即ち整流回路出力電圧であり、またインバータ５の入力電圧でもある電圧が、所定の異常電圧（本発明の実施の形態１では１８０Ｖ）まで上昇したとき、回転数指令手段３１からのモータ回転数指令値に関わらず、インバータ５の各スイッチング素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆの出力を瞬時に停止することで、インバータ５の破壊を回避するようにし、モータ駆動装置の信頼性をさらに向上している。
【０１２４】
図８は、本実施の形態１における回生吸収部の両端電圧と、モータの目標回転数を示すタイミング図である。
【０１２５】
図８において、回生吸収部３５の両端は、整流回路２の出力を、第２整流回路３４を介して電荷が充電され、通常約１４０Ｖの電圧を保っており、速度制御手段３２は、回転数指令手段３１に指示された回転数でモータを駆動するように速度制御を行う（図中時間点０から時間点Ｔ０の区間）。ここで、時間点Ｔ０において、モータが脱調等により停止し、回生が発生した場合、回生吸収部３５の両端電圧は急激に上昇する。
【０１２６】
このとき、回生処理回路電圧検出部３８によって検出された回生吸収部３５の両端電圧がＶ１以上となったとき、速度制御手段３２は、回転数指令手段３１の指示する回転数に関わらず、モータ６の運転を禁止とするため、転流手段２９はモータ６を運転する出力パターンをインバータに出力することはない。
【０１２７】
そして回生吸収部３５の両端電圧は、回生エネルギーを吸収し、電圧点Ｖｐに達した後、蓄積されたエネルギーは、インバータ制御電源回路３６およびインバータ制御電源回路を介してインバータ制御部３７により消費され、時間経過と共に低下してくる（時間点Ｔ１から時間点Ｔ２の区間）。
【０１２８】
さらに、回生吸収部３５の両端電圧が電圧点Ｖ２まで低下したとき、速度制御手段３２は、モータ運転禁止を解除し、回転数指令手段３１による指令回転数でのモータ駆動が可能となる（時間点Ｔ２以降の区間）。
【０１２９】
なお、冷凍空調システムを構成する圧縮機の場合は、モータ停止後、冷凍システムの圧力バランスがある程度安定するまでの時間が必要であり、圧力バランスが不均衡な状態でモータの起動を試みた場合、始動トルク不足等に起因して再度脱調等が発生し、起動が出来ない可能性があるため、回生吸収部３５の両端電圧が電圧店Ｖ２まで低下しても、モータ停止タイミング（時間点Ｔ１）から一定時間経過するまでは、モータ６の起動を遅らせることで、安定した再起動性能を確保することができる。
【０１３０】
次に、整流回路２に小容量のコンデンサを用いたモータ駆動装置により、冷蔵庫の圧縮機を駆動する場合について説明する。
【０１３１】
瞬時停電等により圧縮機９が脱調した時に発生する回生エネルギーが原因で、モータ駆動装置が故障した場合、冷蔵庫内の温度上昇で庫内収納食品の腐敗等が懸念される。
【０１３２】
しかし、本実施の形態１のモータ駆動装置は、整流回路２に小容量のコンデンサ４を用いながらも、回生が発生した場合も、インバータの出力を瞬時に停止するとともに、回生エネルギーを回生処理回路３３により瞬時あるいは極めて短時間で吸収し、さらに再起動時は、回生処理回路３３に蓄えられているエネルギーが、再度回生が発生した場合でも十分吸収できるレベルとなっているため、回生によるモータ駆動装置の故障を回避でき、冷蔵庫の信頼性を向上することができる。
【０１３３】
また、回生処理回路３３に蓄えられた回生エネルギーは、回生エネルギー消費回路３９で消費されるため、回生処理回路３３に蓄積されたエネルギーは所定のレベルまで早く低下させることが可能であり、脱調による停止の時間を短縮出来ることで、圧縮機停止による庫内温度の上昇を最低限に抑えることができる。
【０１３４】
以上の様に本実施の形態１においては、交流電源１を全波整流する整流回路２の平滑コンデンサ容量が非常に小さく、大きなリプルを含む電圧波形をインバータ５に入力してモータ６を駆動するモータ駆動装置において、モータ６が脱調等により停止した場合に発生する回生エネルギーインバータ入力電圧として瞬時に検出する電圧検出手段２７と、回生エネルギーを瞬時あるいは極めて短時間で吸収する回生処理回路３３とを備え、回生が発生しインバータ入力電圧が異常電圧まで上昇したとき、瞬時にインバータ５の出力を停止すると共に、回生吸収回部３５で回生エネルギーを吸収できるため、平滑回路のコンデンサ容量を大幅に少量化することが可能となり、小型化・低コスト化を実現すると共に、装置の信頼性が向上できるものである。
【０１３５】
また本構成では、整流回路２のコンデンサ４の容量がインバータ出力容量に対し０．１μＦ／Ｗ以下の容量と非常に小さいことから、交流電源１に含まれる高調波電流成分を低減することができ、高調波対応のためのリアクタ等高調波対応回路を不要、または簡素化することが可能であり、コンデンサ４の小容量化と共に、装置の大幅な小型化と低コスト化が実現できる。
【０１３６】
また回生エネルギーをインバータ５の入力電圧として検出することで、整流回路出力電圧、即ちインバータ入力電圧を検出する電圧検出手段２７と兼用できるため、回生検出回路等の回路を付加する必要が無く、さらに低コストの装置を提供することができる。
【０１３７】
さらに、回生エネルギー消費回路３９により、回生処理回路３３に蓄積されたエネルギーを消費することで、回生処理回路３３に蓄積されたエネルギー消費が促進され、回生処理回路電圧検出部３８で検出される電圧が所定の電圧まで低下する時間を短縮化でき、その結果、回生発生によりモータ６を停止した場合でも、再起動までの時間を短縮することができる。
【０１３８】
また、回生エネルギー消費回路３９は、インバータ制御部３７に電源１を供給するインバータ制御電源回路を兼用することで、専用の回生エネルギー消費回路手段を別途設ける必要が無く、装置の簡素化と低コスト化、小型化が図れる。
【０１３９】
さらに、モータ６の運転許可は、回生処理回路電圧検出部３８で検出した電圧が、所定の値より低い場合とすることで、モータ６の駆動時は常に回生処理回路３３に蓄積されているエネルギーを所定のレベル以下に保ち、モータ６が停止し、回生が発生したとしても回生処理回路３３で確実に回生エネルギーを吸収できる。その結果、装置の信頼性を向上することができる。さらに、回生発生によってモータ６が停止した場合、回生処理回路３３に蓄積されているエネルギーのレベルを監視し、所定のレベルまで低下したときに再起動を図るため、起動のタイミングを最適に保つことができる。
【０１４０】
また、回生処理回路３３は、第２の整流回路３４と回生吸収部３５とで構成し、第２の整流回路３４をダイオードで、回生吸収部３５をコンデンサで構成することにより、回生処理回路３３は、非常にシンプルな構成となり、回生処理回路３３を非常に安価に構成することができる。
【０１４１】
さらに、モータ６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、特に慣性モーメント（イナーシャ）が大きいレシプロ型の構成であれば、整流回路２のコンデンサ４が小容量であるが故に、インバータ５の入力電圧に大きなリプルを含む場合でも、モータ６の回転ムラによる振動増大や騒音増大等の影響を受けず、大容量の平滑コンデンサを整流回路２に使用した従来のモータ駆動装置と同等の振動・騒音で有りながら、モータ駆動装置の小型・低コストの圧縮機駆動システムを提供することが可能である。
【０１４２】
また、冷凍空調システムの冷媒がＲ６００ａである場合、冷凍能力が低く、所定の冷凍能力を確保するためには、圧縮機のピストンが大きくなることからモータの慣性モーメント（イナーシャ）がＲ１３４ａ等の冷凍能力が高い冷媒を使用した圧縮機より大きくなり、入力リプル電圧の影響をさらに受けにくく、小容量コンデンサ駆動において非常に安定した駆動が実現できる。
【０１４３】
また、冷蔵庫の圧縮機を駆動する場合、整流回路２に小容量のコンデンサ４を用いながらも、回生が発生した場合も、その発生したエネルギーを回生処理回路３３により瞬時に吸収し、さらに再起動時は、回生処理回路３３に蓄えられているエネルギーが、再度回生が発生した場合でも十分吸収できるレベルとなっているため、回生によるモータ駆動装置の故障を回避でき、冷蔵庫の信頼性を向上することができる。
【０１４４】
さらに、回生処理回路３３に蓄えられたエネルギーは、回生エネルギー消費回路３９で消費され、蓄積されたエネルギーは所定のレベルまで早く低下するので、脱調による停止の時間を短縮できる。したがって、圧縮機停止による庫内温度の上昇を最低限に抑えることができる。
【０１４５】
さらに本発明のモータ駆動装置は、小型化が可能なことから、モータ駆動装置の設置スペースを低減できるため、従来のモータ駆動装置を用いた従来の冷蔵庫と同一外観サイズで有りながら、冷蔵庫内の容積を大きくする事が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明のモータ駆動装置は、平滑コンデンサを大幅に小容量化したことで大きなリプルを含む電圧をインバータに入力した場合でも、位置検出センサなしでモータは停止することなく安定駆動出来る上に、モータの停止による回生を素早く吸収することで、装置の故障を防止することから、小型、低コスト化が図れ、且つ高い信頼性を確保できる。したがって、冷蔵庫等の冷凍機器、あるいは圧縮機を備えた空調機器あるいは、ＡＶ機器（特に小型機器）等のようにモータが非常に小さくてセンサをつけることが困難な機器への採用、さらに制御回路を非常に小型化したい場合等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置のブロック図
【図２】同実施の形態１における圧縮機の断面図
【図３】同実施の形態１におけるコンデンサの電圧波形を示すタイミング図
【図４】同実施の形態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５】同実施の形態１におけるインバータ制御部の動作を示すフローチャート
【図６】同実施の形態１における各部の波形を示すタイミング図
【図７】同実施の形態１における小容量コンデンサと、回生吸収部の両端電圧値を示すタイミング図
【図８】同実施の形態１における回生吸収部の両端電圧と、モータの目標回転数を示すタイミング図
【図９】従来例におけるモータ駆動装置のブロック図
【符号の説明】
【０１４８】
１    交流電源
２    整流回路
５    インバータ
６    モータ
９    圧縮機
１５  冷媒
２７  電圧検出手段
３２  速度制御手段
３３  回生処理回路
３４  第２整流回路
３５  回生吸収部
３６  インバータ制御電源回路
３７  インバータ制御部
３８  回生処理回路電圧検出部
３９  回生エネルギー消費回路
【図１】
2007143332.tif 000003
【図２】
2007143332.tif 000004
【図３】
2007143332.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007143332.tif 000007
【図６】
2007143332.tif 000008
【図７】
2007143332.tif 000009
【図８】
2007143332.tif 000010
【図９】
2007143332.tif 000011