(57)【要約】  【課題】冷蔵庫の周囲温度が高い状況（例えば３０℃以上）での電源投入直後または霜取り後の圧縮機高速運転中に、通電角を最大まで拡大してもモータ駆動の安定化に至るトルク出力に満たない場合が生じ圧縮機のモータに流れる電流が乱れることが起因となり圧縮機が不安定に振動という課題を有していた。  【解決手段】通電角限界判定部１００、母線電圧検出部１０１、母線電圧値判定部１０２、カウンタ１０３、異常電圧回数判定部１０４を設けたことにより、冷蔵庫の冷却負荷量が大きく圧縮機モータ駆動の安定化に至るトルク出力に満たない場合に回転子の回転位置に応じた駆動方式に変更することで圧縮機のモータに流れる電流の乱れを防ぐことができる。【選択図】図１
2007330012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転回転数可変型の圧縮機および前記圧縮機の駆動手段と熱交換用の蒸発器を含む冷凍サイクルと、前記蒸発器で生成された冷気を庫内へ送る運転回転数可変型の送風機と、前記圧縮機および前記圧縮機の駆動手段は永久磁石を有する回転子と三相巻線を有する固定子からなるブラシレスＤＣモータと、前記三相巻線に電力を供給するインバータと、前記三相巻線に供給された電圧値を検出する電圧値検出回路と、モータの運転状態情報からモータの負荷状態を検出する負荷検出回路と、前記回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する第一波形発生部と、所定周波数を変化させながらその周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力する第二波形発生部と、前記第一波形発生部と前記第二波形発生部とをモータの運転状態によって切り替える切替判定部とを備え、前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上に達した場合、前記第一波形発生部へ前記切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置の判定手段を設けたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
運転回転数可変型の圧縮機および前記圧縮機の駆動手段と熱交換用の蒸発器を含む冷凍サイクルと、前記蒸発器で生成された冷気を庫内へ送る運転回転数可変型の送風機と、前記圧縮機および前記圧縮機の駆動手段は永久磁石を有する回転子と三相巻線を有する固定子からなるブラシレスＤＣモータと、前記三相巻線に電力を供給するインバータと、前記三相巻線に供給された電圧値を検出する電圧値検出回路と、モータの運転状態情報からモータの負荷状態を検出する負荷検出回路と、前記回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する第一波形発生部と、所定周波数を変化させながらその周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力する第二波形発生部と、前記第一波形発生部と前記第二波形発生部とをモータの運転状態によって切り替える切替判定部とを備え、前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の下限値以下に達した場合、前記第一波形発生部へ前記切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置の判定手段を設けたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した回数が一定回数以上になった場合、前記第一波形発生部へ前記切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置の判定手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した時間が一定時間以上になった場合、前記第一波形発生部へ前記切替判定部を選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置の判定手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した回数が一定回数以上になった場合、前記送風機の運転回転数を下降させる制御装置の判定手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した時間が一定時間以上になった場合、前記送風機の運転回転数を下降させる制御装置の判定手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスＤＣモータの駆動方法及びその装置に関し、更に詳細に言えば、永久磁石を有する回転子と三相巻線を有する固定子からなるブラシレスＤＣモータを、三相巻線に電力を供給するインバータにより駆動するための方法及びその装置に関するものであり、特に冷蔵庫の圧縮機を駆動するのに最適なブラシレスＤＣモータの駆動方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷蔵庫は開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１１は特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の縦断面図、図１２は従来の冷蔵庫の制御装置を示すブロック図を示すものである。図１１および図１２に示すように、冷蔵庫本体１とその内部に冷蔵室２と冷凍室３を形成している。蒸発器４は冷凍室３を冷却する蒸発器である。圧縮機５は圧縮機駆動手段６により運転回転数を可変させながら駆動し冷凍サイクル（図示せず）により蒸発器４に冷媒を循環して蒸発器の冷凍能力を確保し、運転回転数可変の送風機７は送風機駆動手段８により冷蔵室２または冷凍室３へ冷気を送り出している。ヒータ９は蒸発器４の霜取りヒータでありヒータ駆動手段１０により霜取り時に通電させる。庫内灯１１は冷蔵室２内部に設置されており冷蔵室２の扉開放時に庫内灯駆動手段１２により通電させる。これらの動作は制御手段１３の指令に基づいて行われている。
【０００４】
図１３は従来の圧縮機駆動手段６の詳細ブロック図であり第一波形発生部または第二波形発生部による駆動時、および両波形発生部の切替時に関する圧縮機５内部のブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図である。
【０００５】
図１３において、商用電源１５は、日本の場合周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ、電圧１００Ｖの交流電源である。
【０００６】
整流回路１４は商用電源１５の交流電圧を直流電圧に変換する。整流回路１４はブリッジ接続された整流用ダイオード１４ａ〜１４ｄと平滑用の電解コンデンサ１４ｅ、１４ｆと電圧調整回路１４ｇからなり、図１３に示す回路は倍電圧整流回路の場合、商用電源１５のＡＣ１００Ｖ入力から直流電圧２８０Ｖを得ることができる。ここでは倍電圧整流としたが、電圧調整回路１４ｇは直流電圧可変式のチョッパ回路や倍電圧整流／全波整流の切替方式回路に相当する。
【０００７】
インバータ回路１６は、６個のスイッチ素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆを３相ブリッジ構成されている。また、各々のスイッチ素子には各スイッチ素子の逆方向に還流電流用のダイオードが入っているが本図では省略している。
【０００８】
ブラシレスＤＣモータ１７は、永久磁石を有する回転子１７ａと３相巻線を有した固定子１７ｂとからなる。インバータ１６により作られた３相交流電流が固定子１７ｂの３相巻線に流れることにより、回転子１７ａを回転させることができる。回転子１７ａの回転運動はクランクシャフト（図示せず）により、往復運動に変更され、ピストン（図示せず）がシリンダ（図示せず）内を往復運動することにより、冷媒を圧縮する圧縮機の駆動を行う。
【０００９】
負荷検出回路１８は、ブラシレスＤＣモータ１７の永久磁石を有する回転子１７ａが回転することにより発生する逆起電圧から、回転子１７ａの回転相対位置を検出できる。なお、回転相対位置の検出用途の他にも還流電流用ダイオードに電流が流れる時間の増減を検出することにより、モータ電流の乱れや負荷状態の変化を検出することも可能である。これらの検出によりモータ電流位相の進み度合いを知ることもできる。
【００１０】
なお、ここでは回転子１７ａが回転することにより発生する逆起電圧から、回転子１７ａの回転相対位置を検出する構成としたが、回転子１７ａの位置検出やモータ電流の状態検出を行う手段であれば電流検出などの手段を用いた構成でも良い。
【００１１】
第一波形発生部１９は、負荷検出回路１８の位置検出信号をもとにロジカルな信号変換を行い、インバータ１６のスイッチ素子１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆを駆動する信号を作り出す。この駆動する信号は矩形波通電を基本として行っており、通電角が１２０度以上１８０度未満の矩形波を作り出している。また、ここでは矩形波以外でもそれに準じる波形として立ち上がり／立ち下がりに若干の傾斜を持たせた台形波であってもよい。さらに回転数を一定に保つためにＰＷＭ制御のデューティの制御や通電角の制御も行っている。回転位置に従って、ブラシレスＤＣモータ１７の実回転数を検出し、目標回転数との比較を行いながら最適なデューティで運転させることができるため、最も効率的な運転が可能となる。この実回転数の検出は負荷検出回路１８の出力信号の一定時間カウントまたは周期測定などによって実現可能である。高効率、低振動が求められる低回転運転領域に適した波形発生手段である。
【００１２】
第二波形発生部２０は、デューティを一定にしたまま出力する周波数と通電角を変化させインバータ１６のスイッチ素子１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆを駆動する信号を作り出す。この駆動する信号は通電角が１８０度未満の矩形波を作り出している。また、ここでは矩形波以外でも正弦波や歪波などのそれに準じる波形であってもよい。高トルクが求められる高回転運転領域に適した波形発生手段である。
【００１３】
切替判定部２１は、第一波形発生部１９が算出した回転数、その回転数をもとに制御しているデューティや、第二波形発生部２０が制御している周波数や、負荷検出回路１８が検出する回転子１７ａの磁極位置情報、モータ電流の位相情報や、冷蔵庫等の用途におけるシステムの温度状態といった要素に基づいてブラシレスＤＣモータ１７の運転状態を判断し、インバータ１６を動作させる波形を第一波形発生部１９か第二波形発生部２０かを選択し切り替えるものである。たとえば、回転数が低速の場合、第一波形発生部１９からの信号を選択し、回転数が高速の場合、第二波形発生部２０からの信号を選択してインバータ１６を動作させる。
【００１４】
ドライブ部２２は、切替判定部２１からの出力信号により、インバータ１６のスイッチ素子１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆを駆動する。この駆動によりインバータ１６から最適な交流出力がブラシレスＤＣモータ１７に印加することができるので回転子１７ａを回転させることができる。
【００１５】
マイクロコンピュータ２３は前述の機能を実現する。これらの機能はマイクロコンピュータのプログラムによって実現可能である。
【００１６】
次に図１３における動作について、図１３、図１４を用いて説明する。
【００１７】
図１４は、従来の第二波形発生部による駆動時時における動作を示したフローチャートである。
【００１８】
ここで、ＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ４は何れも第二波形発生部が行う処理である。
【００１９】
まず、ＳＴＥＰ１において、負荷検出回路１８から出力される信号により、回転子４ａの磁極位置に対するモータ電流の位相が進んでいるのか遅れているのか、または不安定状態なのかを判定している。その判定の結果、位相が不安定状態の場合はＳＴＥＰ２に、位相が遅れている場合はＳＴＥＰ３に移行する。位相が進んでいる場合にはスタートに戻る。
【００２０】
次に、ＳＴＥＰ２において、通電角を拡大し、ＳＴＥＰ４に移行する。
【００２１】
また、ＳＴＥＰ３において、通電角を縮小し、ＳＴＥＰ４に移行する。
【００２２】
最後に、ＳＴＥＰ４において、モータ挙動が安定するまで任意の時間待機する。これは、通電角を調整しても、即座に“電流位相が安定した進み状態”になるわけではないので、モータ挙動が安定するまでに十分な時間待機させるために、本処理は必要である。ただし、この時間待機は、ＳＴＥＰ２、ＳＴＥＰ３の通電角調整処理をゆっくりと行う、すなわち、通電角を非常に細かく変化させることにより省略することも可能である。
【特許文献１】特開２００５−１７６４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、従来の構成では冷蔵庫が高負荷・低電圧環境下のようなモータ電流位相が不安定な時には、通電角を拡大することで、位相を更に進めると共にモータ駆動の安定化を確保し、大きなトルクを出力することが可能となり、位相を更に進めると共にモータ駆動の安定化を確保し、大きなトルクを出力することが可能となるが、冷蔵庫の周囲温度が高い状況（例えば３０℃以上）での電源投入直後または霜取り動作を行った後の圧縮機高速運転中などの極端に冷却負荷量の大きい状況においては、通電角を最大まで拡大してもモータ駆動の安定化に至るトルク出力に満たない場合が生じ圧縮機のモータに流れる電流が乱れることが起因となり圧縮機が不安定に振動することで冷蔵庫の筐体が揺れたり、また同時に電源電圧が乱れることにより冷蔵庫の交流電圧系の負荷である庫内灯がちらついたりヒータ発熱が不安定になる問題が生じるという課題を有していた。
【００２４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷蔵庫の圧縮機が高回転駆動でさらに通電角を最大まで拡大している状況において、モータ母線電圧を確認することで冷蔵庫の負荷状態を検出し、圧縮機の駆動方式を回転子の回転位置に応じた駆動方式へ変えることを可能とするブラシレスＤＣモータの駆動方法及びその装置を備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００２５】
本発明の他の目的は、冷蔵庫の圧縮機が高回転駆動でさらに通電角を最大まで拡大しているときモータ母線電圧を確認することで冷蔵庫の負荷状態を検出し、送風機の運転回転数を下げることを可能とする制御手段を備えた冷蔵庫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】
【００２６】
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上に達した場合、過負荷判定手段により回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する駆動方式へ切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置を設けたものである。
【００２７】
また、本発明の冷蔵庫は、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の下限値以下に達した場合、過負荷判定手段により回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する駆動方式へ切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置を設けたものである。
【００２８】
また、本発明の冷蔵庫は、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した回数が一定回数以上になった場合、過負荷判定手段により回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する駆動方式へ切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置を設けたものである。
【００２９】
また、本発明の冷蔵庫は、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した時間が一定時間以上になった場合、過負荷判定手段により回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する駆動方式へ切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置を設けたものである。
【００３０】
これによって、冷蔵庫の冷却負荷量が大きく圧縮機モータ駆動の安定化に至るトルク出力に満たない場合に回転子の回転位置に応じた駆動方式に変更することで圧縮機のモータに流れる電流の乱れを防ぐことができる。
【００３１】
また、本発明の冷蔵庫は、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した回数が一定回数以上になった場合、過負荷判定手段により送風機の運転回転数を下降させる制御装置を設けたものである。
【００３２】
また、本発明の冷蔵庫は、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した時間が一定時間以上になった場合、過負荷判定手段により送風機の運転回転数を下降させる制御装置を設けたものである。
【００３３】
これによって、冷蔵庫の負荷が高いとき送風機の運転回転数を下げることで蒸発器による冷却負荷量を軽減させることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫の周囲温度が高い状況（例えば３０℃以上）での電源投入直後および霜取り動作を行った後の圧縮機高速運転中などの極端に冷却負荷量の大きい状態でも圧縮機モータの電流乱れを防ぎ不安定な振動すなわち冷蔵庫筐体の揺れを抑え、また同時に電源電圧が乱れることによる庫内灯やヒータ発熱を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
請求項１に記載の発明は、運転回転数可変型の圧縮機および前記圧縮機の駆動手段と熱交換用の蒸発器を含む冷凍サイクルと、前記蒸発器で生成された冷気を庫内へ送る運転回転数可変型の送風機と、前記圧縮機および前記圧縮機の駆動手段は永久磁石を有する回転子と三相巻線を有する固定子からなるブラシレスＤＣモータと、前記三相巻線に電力を供給するインバータと、前記三相巻線に供給された電圧値を検出する電圧値検出回路と、モータの運転状態情報からモータの負荷状態を検出する負荷検出回路と、前記回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する第一波形発生部と、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力する第二波形発生部と、前記第一波形発生部と前記第二波形発生部とをモータの運転状態によって切り替える切替判定部とを備え、前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上に達した場合、過負荷判定手段により前記第一波形発生部を前記切替判定部が選択するブラシレスＤＣモータの駆動装置を設けたことにより、冷蔵庫の周囲温度が高い状況（例えば３０℃以上）での電源投入直後および霜取り動作を行った後の圧縮機高速運転中などの極端に冷却負荷量の大きい状況においても、回転子の回転位置に応じた駆動方式に変更することで圧縮機のモータに流れる電流の乱れを防ぎ、圧縮機の不安定な振動すなわち冷蔵庫の筐体揺れを抑え、また庫内灯やヒータ発熱を安定させることができる。
【００３６】
請求項２に記載の発明は、運転回転数可変型の圧縮機および前記圧縮機の駆動手段と熱交換用の蒸発器を含む冷凍サイクルと、前記蒸発器で生成された冷気を庫内へ送る運転回転数可変型の送風機と、前記圧縮機および前記圧縮機の駆動手段は永久磁石を有する回転子と三相巻線を有する固定子からなるブラシレスＤＣモータと、前記三相巻線に電力を供給するインバータと、前記三相巻線に供給された電圧値を検出する電圧値検出回路と、モータの運転状態情報からモータの負荷状態を検出する負荷検出回路と、前記回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する第一波形発生部と、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力する第二波形発生部と、前記第一波形発生部と前記第二波形発生部とをモータの運転状態によって切り替える切替判定部とを備え、前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の下限値以下に達した場合、過負荷判定手段により前記第一波形発生部を前記切替判定部が選択するブラシレスＤＣモータの駆動装置を設けたことにより、冷蔵庫の周囲温度が高い状況（例えば３０℃以上）での電源投入直後および霜取り動作を行った後の圧縮機高速運転中などの極端に冷却負荷量の大きい状況においても、回転子の回転位置に応じた駆動方式に変更することで圧縮機のモータに流れる電流の乱れを防ぎ、圧縮機の不安定な振動すなわち冷蔵庫の筐体揺れを抑え、また庫内灯やヒータ発熱を安定させることができる。
【００３７】
請求項３に記載の発明は、前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した回数が一定回数以上になった場合、過負荷判定手段により前記第一波形発生部を前記切替判定部が選択するブラシレスＤＣモータの駆動装置を設けたことにより、冷蔵庫の周囲温度が高い状況（例えば３０℃以上）での電源投入直後および霜取り動作を行った後の圧縮機高速運転中などの極端に冷却負荷量の大きい状況においても、回転子の回転位置に応じた駆動方式に変更することで圧縮機のモータに流れる電流の乱れを防ぎ、圧縮機の不安定な振動すなわち冷蔵庫の筐体揺れを抑え、また庫内灯やヒータ発熱を安定させることができる。
【００３８】
請求項４に記載の発明は、前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した時間が一定時間以上になった場合、過負荷判定手段により前記第一波形発生部を前記切替判定部が選択するブラシレスＤＣモータの駆動装置を設けたことにより、冷蔵庫の周囲温度が高い状況（例えば３０℃以上）での電源投入直後および霜取り動作を行った後の圧縮機高速運転中などの極端に冷却負荷量の大きい状況においても、回転子の回転位置に応じた駆動方式に変更することで圧縮機のモータに流れる電流の乱れを防ぎ、圧縮機の不安定な振動すなわち冷蔵庫の筐体揺れを抑え、また庫内灯やヒータ発熱を安定させることができる。
【００３９】
請求項５に記載の発明は、前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した回数が一定回数以上になった場合、前記送風機の運転回転数を下降させる制御装置の判定手段を設けたことにより、冷蔵庫の周囲温度が高い状況（例えば３０℃以上）での電源投入直後および霜取り動作を行った後の圧縮機高速運転中などの極端に冷却負荷量の大きい状況においても、送風機の運転回転数を下げることで蒸発器による冷却負荷量を軽減させ、圧縮機のモータに流れる電流の乱れを防ぎ、圧縮機の不安定な振動すなわち冷蔵庫の筐体揺れを抑え、また庫内灯やヒータ発熱を安定させることができる。
【００４０】
請求項６に記載の発明は、前記第二波形発生部を前記切替判定部が選択中で、かつ前記電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した時間が一定時間以上になった場合、前記送風機の運転回転数を下降させる制御装置の判定手段を設けたことにより、冷蔵庫の周囲温度が高い状況（例えば３０℃以上）での電源投入直後および霜取り動作を行った後の圧縮機高速運転中などの極端に冷却負荷量の大きい状況においても、送風機の運転回転数を下げることで蒸発器による冷却負荷量を軽減させ、圧縮機のモータに流れる電流の乱れを防ぎ、圧縮機の不安定な振動すなわち冷蔵庫の筐体揺れを抑え、また庫内灯やヒータ発熱を安定させることができる。
【００４１】
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、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成について同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、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。
【００４２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における圧縮機駆動手段６の詳細ブロック図であり第一波形発生部１９または第二波形発生部２０による駆動時、および両波形発生部の切替時に関する圧縮機５内部のブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図である。
【００４３】
通電角限界判定部１００は切替判定部２１が第二波形発生部２０を選択中でかつ通電角が最大でインバータ１６を駆動させているときを判定する判定手段である。母線電圧検出部１０１は整流回路１４によって商用電源１５の交流電圧を直流電圧に変換された電圧値を検出する。母線電圧値判定部１０２は母線電圧検出部１０１が基準の電圧値（例えば２８０Ｖ）に対して一定電圧値以上（例えば２８０＋ａＶ以上、ａは任意の定数）、または一定電圧値以下（例えば２８０−ｂＶ以下、ｂは任意の定数）を検出した場合はカウンタ１０３をカウントアップさせる判定手段である。異常電圧回数判定部１０４はカウンタ１０３がカウントした回数が規定値（例えばα回、αは任意の定数）以上に達したか判定する判定手段である。
【００４４】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を図２の同実施の形態の動作を示すフローチャート、および図３の同実施の形態における基準電圧値に対し規定値以上または規定値以下になった場合を示す図をもとにして説明する。
【００４５】
図２において、まずＳＴＥＰ１およびＳＴＥＰ３は従来例通りである。次に、ＳＴＥＰ２において、通電角を拡大し、ＳＴＥＰ１０１に移行する。ＳＴＥＰ１０１では電圧値を母線電圧値判定部１０２が図３（ａ）に示すように母線電圧検出部１０１が基準の電圧値（例えば２８０Ｖ）に対して一定電圧値未満（例えば２８０＋ａＶ未満、ａは任意の定数）および一定電圧値より大きい値（例えば２８０−ｂＶより大きい値、ｂは任意の定数）のいずれも満たしている値を検出した場合はＳＴＥＰ１０３へ進み、図３（ｂ）に示すように母線電圧検出部１０１が基準の電圧値（例えば２８０Ｖ）に対して一定電圧値以上（例えば２８０＋ａＶ以上、ａは任意の定数）または一定電圧値以下（例えば２８０−ｂＶ以下、ｂは任意の定数）のいずれかを検出した場合はＳＴＥＰ１０２へ進みカウンタ１０３をカウントアップさせＳＴＥＰ１０３へ進む。ＳＴＥＰ１０３では電圧異常回数判定部１０４によりカウンタ１０３がカウントした回数が規定値（例えばα回、αは任意の定数）未満であればＳＴＥＰ４へ進み、規定値（例えばα回、αは任意の定数）以上に達したと判定された場合はＳＴＥＰ１０４へ進む。ＳＴＥＰ１０４では通電角限界判定部１００により第二波形発生部２０が最大通電角に達していない場合はＳＴＥＰ４へ進み、最大通電角で達している場合はＳＴＥＰ１０５へ進み切替判定部２１を第二波形発生部２０から第一波形発生部１９へ選択を切り替えさせＳＴＥＰ４へ進む。ＳＴＥＰ４以後は従来例通りである。
【００４６】
以上のように、本実施の形態１においては、従来の冷蔵庫に通電角限界判定部１００、母線電圧検出部１０１、母線電圧値判定部１０２、カウンタ１０３、異常電圧回数判定部１０４を設けたことにより、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上に達した場合、過負荷判定手段により回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する駆動方式へ切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置となる。
【００４７】
また、本実施の形態１では、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の下限値以下に達した場合、過負荷判定手段により回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する駆動方式へ切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置となる。
【００４８】
また、本実施の形態１では、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した回数が一定回数以上になった場合、過負荷判定手段により回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する駆動方式へ切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置をとなる。
【００４９】
また、本実施の形態１では、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した時間が一定時間以上になった場合、過負荷判定手段により回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する駆動方式へ切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置となる。
【００５０】
これによって、冷蔵庫の冷却負荷量が大きく圧縮機モータ駆動の安定化に至るトルク出力に満たない場合に回転子の回転位置に応じた駆動方式に変更することで圧縮機のモータに流れる電流の乱れを防ぐことができる。
【００５１】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における圧縮機駆動手段６の詳細ブロック図であり第一波形発生部１９または第二波形発生部２０による駆動時、および両波形発生部の切替時に関する圧縮機５内部のブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図である。なお、図４中の構成部品において図１と同じものについては、既に説明しているので割愛する。
【００５２】
母線電圧値判定部２００は母線電圧検出部１０１が基準の電圧値（例えば２８０Ｖ）に対して一定電圧値以上（例えば２８０＋ａＶ以上、ａは任意の定数）、または一定電圧値以下（例えば２８０−ｂＶ以下、ｂは任意の定数）を検出した場合はタイマ２０１をスタートさせる判定手段である。異常電圧時間判定部２０２はタイマ２０１がカウントした時間が規定時間（例えばβ秒、βは任意の定数）以上に達したか判定する判定手段である。
【００５３】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を図５の同実施の形態の動作を示すフローチャート、および図６の同実施の形態における基準電圧値に対し規定値以上または規定値以下になった場合を示す図をもとにして説明する。
【００５４】
図５において、まずＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ３は実施の形態１通りである。ＳＴＥＰ１０１では電圧値を母線電圧値判定部１０２が図６（ａ）に示すように母線電圧検出部１０１が基準の電圧値（例えば２８０Ｖ）に対して一定電圧値未満（例えば２８０＋ａＶ未満、ａは任意の定数）および一定電圧値より大きい値（例えば２８０−ｂＶより大きい値、ｂは任意の定数）のいずれも満たしている値を検出した場合はＳＴＥＰ２０２へ進み、図６（ｂ）に示すように母線電圧検出部１０１が基準の電圧値（例えば２８０Ｖ）に対して一定電圧値以上（例えば２８０＋ａＶ以上、ａは任意の定数）または一定電圧値以下（例えば２８０−ｂＶ以下、ｂは任意の定数）のいずれかを検出した場合はＳＴＥＰ２０１へ進みタイマ２０１をスタートさせＳＴＥＰ２０２へ進む。ＳＴＥＰ２０２では電圧異常時間判定部２０２によりタイマ２０１の時間が規定値（例えばβ秒、βは任意の定数）未満であればＳＴＥＰ４へ進み、規定値（例えばβ秒、βは任意の定数）以上に達したと判定された場合はＳＴＥＰ１０４へ進む。ＳＴＥＰ４およびＳＴＥＰ１０４以後は実施の形態１通りである。
【００５５】
以上のように、本実施の形態２においては、従来の冷蔵庫に通電角限界判定部１００、母線電圧検出部１０１、母線電圧値判定部２００、タイマ２０１、異常電圧時間判定部２０２を設けたことにより、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した時間が一定時間以上になった場合、過負荷判定手段により回転子の回転位置に応じて通電角１５０度以下の波形を出力する駆動方式へ切替判定部が選択変更するブラシレスＤＣモータの駆動装置となる。
【００５６】
これによって、冷蔵庫の冷却負荷量が大きく圧縮機モータ駆動の安定化に至るトルク出力に満たない場合に回転子の回転位置に応じた駆動方式に変更することで圧縮機のモータに流れる電流の乱れを防ぐことができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における圧縮機駆動手段６の詳細ブロック図であり第一波形発生部１９または第二波形発生部２０による駆動時、および両波形発生部の切替時に関する圧縮機５内部のブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図である。なお、図７中の構成部品において図１と同じものについては、既に説明しているので割愛する。
【００５８】
送風機回転数判定部３００は異常電圧回数判定部１０４の判定を元に送風機７の運転回転数を下降させる判定を行う判定手段である。
【００５９】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を図８の同実施の形態の動作を示すフローチャートをもとにして説明する。
【００６０】
図８において、まずＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ３、ＳＴＥＰ１０１およびＴＳＥＰ１０２までは実施の形態１通りである。ＳＴＥＰ１０３では電圧異常回数判定部１０４によりカウンタ１０３がカウントした回数が規定値（例えばα回、αは任意の定数）未満であればＳＴＥＰ４へ進み、規定値（例えばα回、αは任意の定数）以上に達したと判定された場合はＳＴＥＰ３０１へ進み送風機回転数判定部３００により制御手段１３に送風機７の運転回転数を下降させる信号を送信しＳＴＥＰ４へ進む。ＳＴＥＰ４以後は従来例通りである。
【００６１】
以上のように、本実施の形態３においては、従来の冷蔵庫に母線電圧検出部１０１、母線電圧値判定部１０２、カウンタ１０３、異常電圧回数判定部１０４、送風機回転数判定部３００を設けたことにより、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した回数が一定回数以上になった場合、過負荷判定手段により送風機の運転回転数を下降させる制御装置を設けたものである。
【００６２】
これによって、冷蔵庫の負荷が高いとき送風機の運転回転数を下げることで蒸発器による冷却負荷量を軽減させることができる。
【００６３】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４における圧縮機駆動手段６の詳細ブロック図であり第一波形発生部１９または第二波形発生部２０による駆動時、および両波形発生部の切替時に関する圧縮機５内部のブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図である。なお、図７中の構成部品において図４と同じものについては、既に説明しているので割愛する。
【００６４】
送風機回転数判定部３００は異常電圧時間判定部２０２の判定を元に送風機７の運転回転数を下降させる判定を行う判定手段である。
【００６５】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を図１０の同実施の形態の動作を示すフローチャートをもとにして説明する。
【００６６】
図１０において、まずＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ３、ＳＴＥＰ１０１およびＴＳＥＰ２０１までは実施の形態２通りである。ＳＴＥＰ２０２では電圧異常時間判定部２０２によりタイマ２０１の時間が規定値（例えばβ秒、βは任意の定数）未満であればＳＴＥＰ４へ進み、規定値（例えばβ秒、βは任意の定数）以上に達したと判定された場合はＳＴＥＰ４０１へ進み送風機回転数判定部３００により制御手段１３に送風機７の運転回転数を下降させる信号を送信しＳＴＥＰ４へ進む。ＳＴＥＰ４以後は従来例通りである。
【００６７】
以上のように、本実施の形態３においては、従来の冷蔵庫に母線電圧検出部１０１、母線電圧値判定部１０２、カウンタ１０３、異常電圧回数判定部１０４、送風機回転数判定部３００を設けたことにより、所定周波数を変化させ、その周波数に同期させて通電角１８０度未満の波形を出力させながら圧縮機を運転中で、かつ電圧値検出回路が検出した電圧値が規定の上限値以上または規定の下限値以下に達した時間が一定時間以上になった場合、過負荷判定手段により送風機の運転回転数を下降させる制御装置を設けたものである。
【００６８】
これによって、冷蔵庫の負荷が高いとき送風機の運転回転数を下げることで蒸発器による冷却負荷量を軽減させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上の様に本発明にかかるブラシレスＤＣモータの駆動方法及びその装置付き冷蔵庫は、騒音・振動の低減、脱調停止の防止、ピーク電流発生の抑制などの効果を発揮することが可能となるので、家庭用・産業用を問わずブラシレスＤＣモータを搭載したさまざまな用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の圧縮機駆動手段の詳細ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１の動作を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態１における基準電圧値に対し規定値以上または規定値以下になった場合を示す図
【図４】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の圧縮機駆動手段の詳細ブロック図
【図５】本発明の実施の形態２の動作を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態２における基準電圧値に対し規定値以上または規定値以下になった場合を示す図
【図７】本発明の実施の形態３における冷蔵庫の圧縮機駆動手段の詳細ブロック図
【図８】本発明の実施の形態３の動作を示すフローチャート
【図９】本発明の実施の形態４における冷蔵庫の圧縮機駆動手段の詳細ブロック図
【図１０】本発明の実施の形態４の動作を示すフローチャート
【図１１】従来の冷蔵庫の縦断面図
【図１２】従来の冷蔵庫の機能ブロック図
【図１３】従来の冷蔵庫の圧縮機駆動手段の詳細ブロック図
【図１４】従来の第二波形発生部による駆動時時における動作を示したフローチャート
【符号の説明】
【００７１】
１４  整流回路
１５  商用電源
１６  インバータ回路
１７  ブラシレスＤＣモータ
１８  負荷検出回路
１９  第一波形発生部
２０  第二波形発生部
２１  切替判定部
２２  ドライブ部
２３  マイクロコンピュータ
１００  通電角限界判定部
１０１  母線電圧検出部
１０２  母線電圧値判定部
１０３  カウンタ
１０４  異常電圧回数判定部
２００  母線電圧値判定部
２０１  タイマ
２０２  異常電圧時間判定部
３００  送風機回転数判定部
【図１】
2007330012.tif 000003
【図２】
2007330012.tif 000004
【図３】
2007330012.tif 000005
【図４】
2007330012.tif 000006
【図５】
2007330012.tif 000007
【図６】
2007330012.tif 000008
【図７】
2007330012.tif 000009
【図８】
2007330012.tif 000010
【図９】
2007330012.tif 000011
【図１０】
2007330012.tif 000012
【図１１】
2007330012.tif 000013
【図１２】
2007330012.tif 000014
【図１３】
2007330012.tif 000015
【図１４】
2007330012.tif 000016