(57)【要約】【課題】従来の制御方法では、モータ逆起電圧の検出機能しか備えていないために高負荷時などのスパイク電圧発生時間が長い運転状態で動作不安定となってしまう、正常に運転しているときでも誤検出して停止してしまうという課題があった。【解決手段】回転子状態検出回路５を備えることで、回転子４ａの位置に応じた運転中に逆起電圧が現れなかった場合でも、モータ挙動の不安定な状態を検出することが可能となり、システムにおける安定性の改善、ひいては脱調停止の抑制といった効果を発揮できる。【選択図】図２
2012161220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、三相巻線とつながる前記モータの回転子の位置を検出する回転子状態検出回路と、切替回路からの出力信号により、前記インバータのスイッチ素子を駆動するドライブ部とを有し、前記モータ電流のゼロクロスから前記回転子位置の推定を行なう圧縮機の制御装置。
【請求項２】
回転子状態検出回路の情報を基に時間情報を取得する位相差取得部と、デューティーが低くない運転中の位相差を利用し、低デューティー時の電流ゼロクロス点から誘起電圧ゼロクロス点を推定する低デューティー運転時位置推定部とを有した請求項１に記載の圧縮機の制御装置。
【請求項３】
位相差取得部がモータ回転周期を磁極数の３倍で分割した区間毎に時間情報を取得する請求項２に記載の圧縮機の制御装置。
【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、特に冷蔵庫やエアコンなど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】
近年の冷蔵庫は３５０Ｌ以上の大型機種が主力となり、それらの冷蔵庫は、高効率な圧縮機の回転数を可変駆動させるインバータ制御冷蔵庫が大半を占めている。これらの冷蔵庫用圧縮機では高効率化のために、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モータを一般的には採用している。また、圧縮機の中という高温、高圧、冷媒雰囲気、オイル雰囲気という環境下にブラシレスＤＣモータを設置するため、ブラシレスＤＣモータで通常使われるようなホール素子などの位置検出センサは使用できない。そのために一般的にはモータの逆起電圧や直流電流から回転子の回転位置を検出する方法がよく用いられている。
【０００３】
従来の技術は、例えば、特許文献１に示されている。その従来の技術を図面に従って説明する。図４は従来のブラシレスＤＣモータ駆動に関する駆動装置のブロック図である。
【０００４】
図４において、商用電源１０１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。
【０００５】
整流回路１０２は商用電源１０１の交流電圧を直流電圧に変換するものである。整流回路１０２はブリッジ接続された整流用ダイオード１０２ａ〜１０２ｄと平滑用の電解コンデンサ１０２ｅ、１０２ｆとからなり、図４に示す回路では倍電圧整流回路であり、商用電源１０１のＡＣ１００Ｖ入力から直流電圧２８０Ｖを得ることができる。
【０００６】
インバータ回路１０３は、６個のスイッチ素子１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅ、１０３ｆ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。
【０００７】
ブラシレスＤＣモータ１０４は、永久磁石を有する回転子１０４ａと３相巻線を有した固定子１０４ｂとからなる。インバータ１０３により作られた３相交流電流が固定子１０４ｂの３相巻線に流れることにより、回転子１０４ａを回転させることができる。回転子１０４ａ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。
【０００８】
逆起電圧検出回路１０５は、ブラシレスＤＣモータ１０４の永久磁石を有する回転子１０４ａが回転することにより発生する逆起電圧から、回転子１０４ａの回転相対位置を検出する。
【０００９】
転流回路１０６は、逆起電圧検出回路１０５の出力信号によりロジカルな信号変換を行い、インバータ１０３のスイッチ素子１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅ、１０３ｆを順次切り換えて駆動する信号を作り出す。
【００１０】
同期駆動回路１０７は、インバータ１０３から強制的に所定周波数の出力を出し、ブラシレスＤＣモータ１０４を駆動するものであり、転流回路１０６で生成されるロジカルな信号と同等形状の信号を強制的に所定周波数で発生させるものである。
【００１１】
負荷状態判定回路１０８は、圧縮機１０４が運転されている負荷状態を判定するものである。
【００１２】
切替回路１０９は、負荷状態判定回路１０８の出力により、圧縮機１０４のブラシレスＤＣモータを転流回路１０６で駆動するか、同期駆動回路１０７で駆動するかを切り替える。
【００１３】
ドライブ回路１１０は、切替回路１０９からの出力信号により、インバータ１０３のスイッチ素子１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅ、１０３ｆを駆動する。
【００１４】
以上の構成において、次に動作の説明を行う。
【００１５】
負荷状態判定回路１０８で検出された負荷が、通常負荷の場合、転流回路１０６による駆動を行う。
【００１６】
逆起電圧検出回路１０５でブラシレスＤＣモータ１０４の回転子１０４ａの相対位置を検出する。次に転流回路１０６で回転子１０４ａの相対位置に応じてインバータ１０３を駆動する転流パターンを作り出す。
【００１７】
この転流パターンは切替回路１０９を通して、ドライブ回路１１０に供給され、インバータ１０３のスイッチ素子１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅ、１０３ｆを駆動する。
【００１８】
この動作により、ブラシレスＤＣモータ１０４はその回転位置に合致した駆動を行うこととなる。
【００１９】
次に、負荷が増加してきたときの動作について説明する。
【００２０】
ブラシレスＤＣモータの負荷が増加すると、ブラシレスＤＣモータの特性により回転数が低下してくる。この状態を負荷状態判定回路１０８で高負荷状態であると判定し、切替回路１０９の出力を同期駆動回路１０７からの信号に切り替える。このように駆動することにより高負荷時の回転数低下を抑えることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平９−８８８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、従来の構成では、次のような課題があった。
【００２３】
逆起電圧検出回路１０５の出力信号から、ブラシレスＤＣモータ１０４が発生する逆起電圧が現れるような負荷状態であれば回転子１０４ａの相対位置は検出できる。しかし、切替回路１０９が転流回路１０６にて高回転駆動している時などは、固定子１０４ｂを流れるモータ電流が大きいため、それに伴って還流電流用ダイオードにモータ電流
が帰還される時間が増加し、逆起電圧が現れるのを妨げる雑音（スパイク電圧ともいう）の発生時間が長くなる。その結果、回転子１０４ａの相対位置が検出できず、制御不能となり回転数変動を発生したり、ひいては脱調停止や保護停止といった状態にまで陥ってしまっていた。
【００２４】
更に、ブラシレスＤＣモータ１０４がＩＰＭ構造の場合、ＳＰＭ構造に比べてインダクタンスが大きい傾向にあり、固定子１０４ｂに蓄えられるエネルギが大きくなるため、還流電流用ダイオードにモータ電流が帰還する時間が更に長くなり、逆起電圧が現れるのをより妨げてしまう。加えて、固定子１０４ｂが比較的巻込量の多い鉄損低減型の固定子の場合も、インダクタンスが大きくスパイク電圧幅も大きくなり逆起電圧が現れるのをより妨げてしまう。
【００２５】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、モータ電流のゼロクロス点を検出することの出来る構成にすることでパワートランジスタＯＮ時に発生する雑音（ｒｉｎｇｉｎｇ雑音）の影響で発生する誤検出を防止することができる圧縮機の制御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】
【００２６】
本発明の圧縮機の制御装置は、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、三相巻線とつながる前記モータの回転子の位置を検出する回転子状態検出回路と、切替回路からの出力信号により、前記インバータのスイッチ素子を駆動するドライブ部とを有し、前記モータ電流のゼロクロスから前記回転子位置の推定を行なうものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の圧縮機の制御装置は、雑音の影響で発生する誤検出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本願発明の実施の形態にかかる冷蔵庫を正面から示す平面図
【図２】本発明の実施の形態１における波形発生部による駆動に関するブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における波形発生部による駆動時の雑音判定部と信号判定部の動作を示した模式図
【図４】従来のブラシレスＤＣモータ駆動に関する駆動装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
請求項１に記載の発明は、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、三相巻線とつながる前記モータの回転子の位置を検出する回転子状態検出回路と、切替回路からの出力信号により、前記インバータのスイッチ素子を駆動するドライブ部とを有し、前記モータ電流のゼロクロスから前記回転子位置の推定を行なうもので、前記回転子状態検出回路が出力する信号からその信号が雑音の影響で発生する誤検出を防止できる。
【００３０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明にさらに、回転子状態検出回路の情報を基に時間情報を取得する位相差取得部と、デューティーが低くない運転中の位相差を利用し、低デューティー時の電流ゼロクロス点から誘起電圧ゼロクロス点を推定する低デューティー運転時位置推定部とを有したものである。
【００３１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明に、デューティーや回転数から安定運転状態であることを検出し位相差取得部が取得を開始するものである。
【００３２】
以下、本発明による冷蔵庫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、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。
【００３３】
（実施の形態１）
以下、本願発明に係る冷蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図１は、本願発明の実施の形態にかかる冷蔵庫を正面から示す平面図である。
【００３５】
同図に示すように、本実施の形態にかかる冷蔵庫１００は、前面に開口する主箱体１０１を備えている。また、主箱体１０１は、内方が区画されて形成される複数の副箱体を備えている。
【００３６】
ここで、主箱体１０１は、前面に開口部を有する箱体であり、冷蔵庫１００の内方と外方との熱の出入りを遮断する断熱性能を備えている。
【００３７】
冷蔵庫１００が備える副箱体は、その機能（冷却温度）によって冷蔵室１０２、製氷室１０５、製氷室１０５に併設され庫内の温度が変更できる切換室１０６、野菜室１０４、および冷凍室１０３をそれぞれ形成している。
【００３８】
冷蔵室１０２の前面開口部には、例えばウレタンのような発泡断熱材を発泡充填した回転式の断熱扉１０７が設けられている。
【００３９】
また、製氷室１０５、切換室１０６、野菜室１０４、および冷凍室１０３の前面開口部にはそれぞれ引き出しが設けられている。製氷室１０５、切換室１０６、野菜室１０４、冷凍室１０３はそれぞれ、断熱性能を備えた前板１０８により冷気の漏れがないように開閉可能に密閉される。
【００４０】
また、冷蔵庫１００の冷蔵室１０２の天面部の背面後方には、インバータ圧縮機（図示しない）が配置されている。
【００４１】
図２は、本発明の実施の形態１における波形発生部による駆動に関するブラシレスＤＣモータの駆動装置のブロック図である。
【００４２】
図２において、商用電源１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。
【００４３】
整流回路２は商用電源１の交流電圧を直流電圧に変換する。整流回路２はブリッジ接続された整流用ダイオード２ａ〜２ｄと平滑用の電解コンデンサ２ｅ、２ｆと電圧調整回路２ｇからなり、図１に示すような倍電圧整流回路の場合、商用電源１のＡＣ１００Ｖ入力から２８０Ｖ程度の直流電圧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２ｇ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。
【００４４】
インバータ回路３は、６個のスイッチ素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ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。
【００４５】
ブラシレスＤＣモータ４は、永久磁石を有する回転子４ａと３相巻線を有した固定子４ｂとからなる。インバータ３により作られた３相交流電流が固定子４ｂの３相巻線に流れ
ることにより、回転子４ａを回転させることができる。回転子４ａ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。なお、スイッチ素子３ａ（３ｂ）と接続された３相巻線部分をＵ相巻線、スイッチ素子３ｃ（３ｄ）と接続された３相巻線部分をＶ相巻線、スイッチ素子３ｅ（３ｆ）と接続された３相巻線部分をＷ相巻線と呼ぶことにする。
【００４６】
また、３相巻線とスイッチ素子と端子電圧検出回路との接続点である図中のＵ、Ｖ、ＷをＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子と呼ぶことにする。
【００４７】
回転子状態検出回路５は、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子のそれぞれの電圧と予め設定された基準電圧との比較を行い、電圧変化の情報を出力することができる。なお、この出力情報から、ブラシレスＤＣモータ４の運転状態を検出することが可能となる。具体的には、ブラシレスＤＣモータ４の永久磁石を有する回転子４ａが回転することにより発生する逆起電圧から、回転子４ａの回転相対位置を検出することが可能となる。また、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となる。
【００４８】
なお、Ｕ、Ｖ、Ｗの３つの端子に発生する電圧からブラシレスＤＣモータ４の運転状態を検出する構成としたが、回転子４ａの位置検出やモータ電流の状態検出などが可能な手段であれば電流検出などの他の手段を用いた構成でも良い。
【００４９】
雑音判定部６は、回転子状態検出回路５から出力される信号をもとにして、回転子４ａの相対位置に関する信号を阻害する雑音とその発生時間を検出し雑音の終了を判定する。例えば、回転子状態検出回路５が、前述のような３相巻線の各相の端子電圧と任意の基準電圧との比較から信号を出力する構成をとる場合、インバータ３のスイッチ素子３ａ〜３ｆがｏｆｆした時に発生するスパイク電圧を検出し、その終了時点にスパイク電圧の発生時間とスパイク電圧が終了したという情報を信号判定部７に出力する。
【００５０】
信号判定部７は、雑音判定部６から雑音終了の情報をもとに、回転子状態検出回路５から出力される信号を区別して判定する。具体的には、雑音終了情報を受信した後に回転子状態検出回路５の出力信号が変化を検出して回転子４ａの位置信号であると認識する。
【００５１】
波形発生部８は、信号判定部７が出力する雑音の終了情報と回転子４ａの位置情報をもとに、ロジカルな信号変換を行い、インバータ３のスイッチ素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆを駆動する信号を作り出す。ただし、一定時間経過しても雑音が終了しない場合には、位置情報に応じず、目標周波数やその時点の実周波数をもとに強制的に波形を出力する機能も波形発生部８は有している。また、位置情報に応じた運転中には、回転数を一定に保つためにＰＷＭ制御のデューティ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４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信号判定部７による位置信号の出力タイミングから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。
【００５２】
ドライブ部９は、波形発生部８からの出力信号により、インバータ３のスイッチ素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆを駆動する。この駆動によりインバータ３から最適な交流出力をブラシレスＤＣモータ４に印加することができるので回転子４ａを回転させることができる。
【００５３】
マイクロコンピュータ１０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。
【００５４】
基準電位Ｇは本ブロック図中の電位の基準となる点で、整流ダイオード２ｄと電解コンデンサ２ｆの接続点にあたる。商用電源１が供給する電圧がＡＣ１００Ｖの場合、この基準電位Ｇと電解コンデンサ２ｅ−整流ダイオード２ｃの接続点との間に２８０Ｖ程度の直流電圧を得ることができ、インバータ３に供給されることになる。
【００５５】
次に図２における動作について、図２、図３を用いて説明する。
【００５６】
図３は、本実施の形態１における波形発生部による駆動時の雑音判定部と信号判定部の動作を示した模式図である。
【００５７】
本図２は、波形発生部８による運転における、３相巻線のうちのＵ相に関わる２つのスイッチ素子３ａ、３ｂにドライブ部９が出力する信号波形と、Ｕ端子と基準電位Ｇ間の電位差を観測した電圧波形“Ｕ相電圧”と、その電圧と基準電圧との比較結果から回転子状態検出回路５が出力する信号波形“Ｕ５”とをａ）からｃ）の運転状態に区別して示している。電圧波形“Ｕ相電圧”の左端に記されているＰはインバータ３に供給される電圧（ポジティブ側の電位）を示しており商用電源１がＡＣ１００Ｖの場合２８０Ｖ程度の直流電圧に相当する。また、Ｎはインバータ３に供給される電圧の基準電位Ｇ（ネガティブ側の電位）を示しており０Ｖに相当する。本図において上から、ａ）は回転子状態検出回路５が位置信号を出力しているときの波形、ｂ）は回転子状態検出回路５が位置信号を出力していないときの波形、ｃ）は回転子４ａがロック状態であるときの波形をそれぞれ示している。但しここでは、進角７．５°で運転しているときの波形をもとに説明するが、本実施例が進角を限定するわけではないことを補足しておく。また、進角とは、回転子４ａの回転によって発生する逆起電圧に対する固定子４ｂに流れる電流の進み度合いを電気角で表したものである。なお、ここでは説明を簡易にするため代表してＵ相の説明だけに留めるが、他の２相Ｖ相、Ｗ相についても全く同じ動作をする。また、ここでは、通電角１５０°の場合についてのみ説明し、１５０°以下の他の通電角についても同様なので省略する。
【００５８】
まず、これら３つの波形について説明する。第一に、ドライブ部１０が出力する信号波形について説明する。スイッチ素子３ａ、３ｂともに電気角にして１５０°の間ＯＮ、２１０°の間ｏｆｆといった動作を繰り返す。本図では、スイッチ素子３ａが１５０°導通、スイッチ素子３ｂが２１０°非導通となるタイミングを中心に信号波形が記されている。本図の中央付近で縦に描かれている二点鎖線は、スイッチ素子３ａの導通期間の中央位置を示している。なお、この図はデューティ１００％運転時の信号波形である。第二に、Ｕ相の電圧波形“Ｕ相電圧”について説明する。ここでは、便宜上図ａ）を用いて説明する。左の方には凸状、右の方には凹状の網掛部分があるが、これをスパイク電圧と呼ぶことにする。スパイク電圧は、スイッチ素子３ａ、３ｂがｏｆｆした直後に、固定子４ｂ（Ｕ相巻線）に蓄えられたエネルギが還流用ダイオードを通して放出される間発生し、ｏｆｆする直前におけるＵ相巻線に流れていた電流とＵ相巻線のインダクタンス等によって発生時間が変化する。そのため、蓄えられていたエネルギによってはこのスパイク電圧の幅は大きくなったり小さくなったりして、場合によっては発生しない場合もある。スイッチ素子３ｂ（ネガティブ側）がｏｆｆした時は還流ダイオードを通して電解コンデンサ２ｅ側（ポジティブ側）に電流を回生させるため凸状になり、スイッチ素子３ａ（ポジティブ側）がｏｆｆした時は電解コンデンサ２ｆ側（ネガティブ側）に電流を回生させるため凹状になる。また、左の方には右上がり状、右の方には右下がり状の太線破線部分があるが、これは回転子４ａが回転することにより発生する逆起電圧がＵ相の電圧波形上に現れている部分である。逆起電圧は、３相巻線のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて現れるが、各相に接続されている２つのスイッチ素子がともにｏｆｆ中であるときのみ現れる。つ
まりＵ相の場合、スイッチ素子３ａ、３ｂのどちらかがＯＮすると電圧波形がＰ側、Ｎ側に張り付いてしまうため、両スイッチ素子がともにｏｆｆの時だけ現れる。そして、中央付近に横に描かれている点線は回転子状態検出回路５が３相巻線の電圧波形から信号を出力するために必要となる基準電圧である。この基準電圧を示す点線上にある丸印はスパイク電圧との交点を表し、同点線上にある米印は逆起電圧との交点を表している。第三に、回転子状態検出回路５が出力する信号“Ｕ５”について説明する。回転子状態検出回路５は、基準電圧とＵ相電圧波形とを比較して、Ｕ相電圧波形の方が小さい場合にはロウレベル信号（以降、Ｌ信号という）を出力し、逆に大きい場合はハイレベル信号（以降、Ｈ信号という）を出力する。波形上の丸印は、スパイク電圧終了時に出力された信号のエッジ部を示している。米印は、逆起電圧と基準電圧が同レベルになったときに出力された信号のエッジ部を示し、この米印部分のエッジが回転子４ａの相対位置を表すことになる。
【００５９】
次に、各運転状態毎に描かれた図ａ）、ｂ）を用いて雑音判定部６、信号判定部７、波形発生部８の動作について詳しく説明する。なお、図ｃ）のロック状態については他の図を用いて後に説明するのでここでは割愛する。
【００６０】
図中ａ）は通常運転状態にあるときの波形を表した図である。図からも分かるようにスパイク電圧の幅が７．５°（２２．５°未満）の場合、逆起電圧波形はスイッチ素子３ａ、３ｂのＯＮ動作前に現れ、なおかつ基準電圧と交差するので、相対位置（○印）も、スパイク電圧（雑音）の終了時点（＊印）も共に検出可能となる。
【００６１】
波形発生部８による駆動中に、電流が十分低く安定した運転を行っている場合、通常状態ａ）の様な波形となっている。まず、雑音判定部６が、スイッチ素子３ａ、３ｂの両方ｏｆｆの期間（スイッチ素子３ｂがｏｆｆしてから３ａがＯＮするまでの間、もしくは、スイッチ素子３ａがｏｆｆしてから３ｂがＯＮするまでの間）回転子状態検出回路５からの信号を観測し、その信号レベルの変化点を検出することでスパイク電圧（雑音）終了時点を認識する（図中○印）。次に、雑音判定部６から雑音終了の信号を入力した信号判定部７は、回転子状態検出回路５から出力される信号を観測しながら波形発生部８に雑音発生が終了したという情報を出力する。そして、回転子状態検出回路５が、逆起電圧と基準電圧が交差するポイントで信号のレベルを変化させた時点で、その変化を入力した信号判定部７は位置信号と判定して波形発生部８にその情報を出力する。その後、波形発生部８は、その位置信号をもとに進角が７．５°となるように波形を出力する。すなわち、信号判定部７が出力する位置信号を受け取った時点から電気角にして７．５°経過した時点で波形発生部８がドライブ部９に波形を出力する。さらに、波形発生部８は、信号判定部７から位置信号が出力される周期も観測し、目標の周期に合致するようにデューティや通電角を調整した上で波形を出力して、回転数が一定になるよう制御している。
【００６２】
図中ｂ）は過負荷運転状態にあるときの波形を表した図である。図からも分かるようにスパイク電圧幅が２２．５°（２２．５°以上）の場合、逆起電圧波形はスイッチ素子３ａ、３ｂのＯＮ動作前に現れるものの、基準電圧とは交差しないので、相対位置の検出も、スパイク電圧の終了時点の検出もともにできない状態となる。
【００６３】
波形発生部８による駆動中に、負荷トルクが上昇してくると、モータ電流が増加し、スパイク電圧（雑音）の発生時間が拡大された過負荷状態ｂ）の様な波形となっている。まず、雑音判定部６が、スイッチ素子３ａ、３ｂの両方ｏｆｆの期間（スイッチ素子３ｂがｏｆｆしてから３ａがＯＮするまでの間、もしくは、スイッチ素子３ａがｏｆｆしてから３ｂがＯＮするまでの間）回転子状態検出回路５からの信号を観測する。しかし、雑音が終了すると同時に逆起電圧が基準電圧のレベルに達しているため、回転子状態検出回路５が出力する信号レベルが変化せず、雑音判定部６は一向に雑音終了時点を検出することができない。また、雑音判定部６から雑音終了の信号を入力できないため、信号判定部７は
回転子状態検出回路５から出力される信号の観測を開始できず、位置信号を検出できない。そして、信号判定部７から位置情報はおろか雑音終了情報も入力できない波形発生部８は、任意の時間以上情報が入力されないために、予め決定されている時間経過後に強制的に波形を出力する。この様にして、位置情報が無くても運転を継続し、トルクが低くなってくるとｂ）の右側波形のように位置検出可能な通常状態に変化する。例えば、ブラシレスＤＣモータ４が圧縮機を駆動するモータの場合、圧縮機の吸入行程から吐出行程に向かう間は負荷トルクが段々高くなっているが、逆に吐出行程から吸入行程に向かう間は負荷トルクが段々低くなっている。この様に負荷変動の有るシステムにおいては、ｂ）左側のように雑音幅が大きくなる高負荷時だけ強制的に波形を発生させて運転を継続すれば、次第にｂ）右側の様な雑音幅の小さい波形に変化していく。言いかえると、圧縮機のようなシステムを運転する場合の波形がｂ）の様な波形となる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上の様に本発明にかかるブラシレスＤＣモータの駆動装置は、騒音・振動の低減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。
【符号の説明】
【００６５】
３    インバータ
４    ブラシレスＤＣモータ
４ａ  回転子
４ｂ  固定子
５    回転子状態検出回路
【図１】
2012161220.tif 000003
【図２】
2012161220.tif 000004
【図３】
2012161220.tif 000005
【図４】
2012161220.tif 000006