(57)【要約】【課題】  センサレス駆動方式による同期モータの駆動制御において、異常音の発生を抑制しつつ、駆動素子の破壊の危険性を低減してモータを起動することができるモータ起動制御装置およびモータ起動制御方法を提供する。【解決手段】  起動制御部１１は、強制起動期間で、ピーク値ホールド回路部１７で検出されたモータ電流のピーク値のばらつきを算出し、算出したピーク値のばらつきが所定範囲よりも大きいか否か、小さいか否、および所定範囲内であるか否かを判定する。起動制御部１１は、算出したピーク値のばらつきが所定範囲よりも大きいとき、駆動電圧の変調率を小さくし、算出したピーク値のばらつきが所定範囲よりも小さいとき、駆動電圧の変調率を大きくする。算出したピーク値のばらつきが所定範囲内であるとき、起動を完了して、強制起動期間を終了し、通常運転期間に移行し、制御部１８による位相差制御を開始する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを含む同期モータの起動を制御するモータ起動制御装置であって、
同期モータのコイルに印加する駆動電圧に応じて該コイルに流れるモータ電流の電流値を検出するモータ電流検出手段と、
同期モータの回転が停止している停止状態から予め定める回転数で回転する回転状態まで同期モータを起動する起動期間に、モータ電流検出手段によって検出されたモータ電流のピーク値のばらつきが予め定める範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
判定手段の判定結果に基づいて、前記起動期間に同期モータのコイルに印加する駆動電圧を制御する制御手段とを含むことを特徴とするモータ起動制御装置。
【請求項２】
前記モータ電流検出手段は、同期モータのコイルに流れるモータ電流のピーク値を保持するピーク値ホールド回路部を有し、
前記ピーク値は、ピーク値ホールド回路部によって保持されるピーク値であることを特徴とする請求項１に記載のモータ起動制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、モータ電流のピーク値のばらつきの大きさに応じて、駆動電圧の振幅を変調する変調率を変化させることによって、駆動電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載のモータ起動制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、モータ電流のピーク値のばらつきが予め定める範囲内になったとき、同期モータが予め定める回転数で回転する回転状態になったと判断して、起動期間を終了することを特徴とする請求項１に記載のモータ起動制御装置。
【請求項５】
前記ピーク値ホールド回路部は、電界効果トランジスタを用いるオペアンプを含むことを特徴とする請求項２に記載のモータ起動制御装置。
【請求項６】
コイルを含む同期モータの起動を制御するモータ起動制御装置で実行されるモータ起動制御方法であって、
同期モータのコイルに印加する駆動電圧に応じて該コイルに流れるモータ電流の電流値を検出するモータ電流検出ステップと、
同期モータの回転が停止している停止状態から予め定める回転数で回転する回転状態まで同期モータを起動する起動期間に、モータ電流検出ステップで検出されたモータ電流のピーク値のばらつきが予め定める範囲内であるか否かを判定する判定ステップと、
判定ステップでの判定結果に基づいて、前記起動期間に同期モータのコイルに印加する駆動電圧を制御する制御ステップとを含むことを特徴とするモータ起動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ起動制御装置およびモータ起動制御方法に関し、特に、空気調和機の圧縮機などに用いられ、モータ位置を検出することなく、スムーズに同期モータを駆動するためのモータ起動制御装置およびモータ起動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石同期モータ（以下「同期モータ」という）は、永久磁石回転子（以下「回転子」という）と固定子巻き線（以下「巻き線」という）とを有し、制御性および保守性に優れており、さらに、高効率および高出力の運転が可能であり、広く空気調和機の圧縮機などに使用されている。同期モータの駆動制御では、回転子の磁極位置と、通電する巻き線の位置とを関係付けて制御することが必要である。
【０００３】
空気調和機などの圧縮機用の同期モータでは、回転子の磁極位置を検出することができないため、矩形波駆動制御や１２０度駆動制御の駆動方式においては、巻き線に誘起される誘起電圧を利用して、該回転子の磁極位置を検出するセンサレス位置検出方式が採用されている。しかしながら、前記誘起電圧は、回転子が回転した際に、初めて巻き線に誘起されるので、同期モータが停止している場合には、回転子の磁極位置を検出することができない。そこで、起動時に、所定の２相の巻き線に通電し、回転子の位置を確定してから、３相の巻き線に通電し、徐々に駆動電流を上げながら、同期運転を行い、位置検出が可能となった時点で、センサレス駆動運転へ移行する方法がとられている。
【０００４】
また、矩形波駆動制御や１２０度駆動制御の駆動方式では、誘起電圧は、通電休止区間に検出されるが、１８０度正弦波駆動制御の駆動方式においては、通電休止区間がないので、誘起電圧を検出することができず、回転子の位置を検出することができない。そこで、駆動電圧とモータ電流との位相差を元に磁極位置を推定し、制御を行う位相差制御運転を行う方法がとられている。１８０度正弦波駆動制御の場合も、矩形波駆動制御や１２０度駆動制御の駆動方式の場合と同様に、起動初期は、誘起電圧の検出ができないので、強制的に所定の２相の巻き線に通電し、強制運転を行い、位置検出が可能となった時点でセンサレス駆動運転へ移行する。
【０００５】
第１の従来技術として、特許文献１に記載されるモータ起動制御装置がある。このモータ起動制御装置は、モータの駆動電圧とモータ電流との位相差のばらつきに基づき、モータの安定状態を推定し、駆動電圧や通電周波数を制御するようにしている。
【０００６】
第２の従来技術として、特許文献２に記載されるモータ制御装置がある。このモータ制御装置は、駆動電圧とモータ電流との位相差情報に基づいて、起動異常であるか否かを判定し、起動異常であると判定された場合には、モータを停止し、起動異常であると判定されなかった場合には、位相差制御に移行する。
【０００７】
第３の従来技術として、特許文献３に記載されるモータの制御装置がある。このモータの制御装置は、強制運転時、目標電流位相に対する検出電流位相の差である位相誤差を算出し、平均化された位相誤差を用いて負荷を推定する。そして、推定された負荷を基に、位相制御運転の初期値となる目標位相差および印加電圧補正量を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−５４２９５号公報
【特許文献２】特開２００９−２５４１９１号公報
【特許文献３】特許第４４５３４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した強制運転方法によると、安定した起動を制御するために、誘起電圧の検出によって、または第１の従来技術の場合は駆動電圧とモータ電流との位相差のばらつきを基に、駆動電圧または通電周波数を制御しているが、実際のモータ負荷、あるいは駆動制御回路に流れる駆動電流の絶対値の大きさについては、考慮されていない。また、モータ特性および負荷トルクの大きさがわからないので、起動の失敗をなるべく回避するために、起動時に想定される圧縮機の負荷トルクより大きいトルクを発生することができる最大の電流値を、駆動電流として選定する傾向にある。しかしながら、負荷トルクが同じでも、駆動する同期モータの特性、たとえば誘起電圧特性や巻腺抵抗値によっては、駆動電流の電流値が大きくばらつき、駆動回路の破壊に至る大きさの電流値、たとえば駆動素子の絶対最大定格を越える電流値の駆動電流が一定期間流れることによって、駆動回路における駆動素子の破壊の危険が生じるという問題がある。また、駆動電流の電流値が大きくばらつくことによって、起動音が大きくなり、スムーズな安定した起動ができないなどの問題もある。
【００１０】
第２の従来技術では、負荷が大きい場合に起動異常としてモータを停止し、また、第３の従来技術では、負荷を推定して、負荷による起動の失敗を回避しているが、駆動する同期モータの特性、たとえば誘起電圧特性や巻腺抵抗値によっては、駆動電流の電流値が大きくばらつくことがあり、第１の従来技術と同様の課題がある。
【００１１】
本発明の目的は、センサレス駆動方式による同期モータの駆動制御において、異常音の発生を抑制しつつ、駆動素子の破壊の危険性を低減してモータを起動することができるモータ起動制御装置およびモータ起動制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、コイルを含む同期モータの起動を制御するモータ起動制御装置であって、
同期モータのコイルに印加する駆動電圧に応じて該コイルに流れるモータ電流の電流値を検出するモータ電流検出手段と、
同期モータの回転が停止している停止状態から予め定める回転数で回転する回転状態まで同期モータを起動する起動期間に、モータ電流検出手段によって検出されたモータ電流のピーク値のばらつきが予め定める範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
判定手段の判定結果に基づいて、前記起動期間に同期モータのコイルに印加する駆動電圧を制御する制御手段とを含むことを特徴とするモータ起動制御装置である。
【００１３】
また本発明は、前記モータ電流検出手段は、同期モータのコイルに流れるモータ電流のピーク値を保持するピーク値ホールド回路部を有し、
前記ピーク値は、ピーク値ホールド回路部によって保持されるピーク値であることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記制御手段は、モータ電流のピーク値のばらつきの大きさに応じて、駆動電圧の振幅を変調する変調率を変化させることによって、駆動電圧を制御することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記制御手段は、モータ電流のピーク値のばらつきが予め定める範囲内になったとき、同期モータが予め定める回転数で回転する回転状態になったと判断して、起動期間を終了することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記ピーク値ホールド回路部は、電界効果トランジスタを用いるオペアンプを含むことを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、コイルを含む同期モータの起動を制御するモータ起動制御装置で実行されるモータ起動制御方法であって、
同期モータのコイルに印加する駆動電圧に応じて該コイルに流れるモータ電流の電流値を検出するモータ電流検出ステップと、
同期モータの回転が停止している停止状態から予め定める回転数で回転する回転状態まで同期モータを起動する起動期間に、モータ電流検出ステップで検出されたモータ電流のピーク値のばらつきが予め定める範囲内であるか否かを判定する判定ステップと、
判定ステップでの判定結果に基づいて、前記起動期間に同期モータのコイルに印加する駆動電圧を制御する制御ステップとを含むことを特徴とするモータ起動制御方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コイルを含む同期モータの起動を制御するにあたって、モータ電流検出手段は、同期モータのコイルに印加する駆動電圧に応じて該コイルに流れるモータ電流の電流値を検出する。判定手段は、同期モータの回転が停止している停止状態から予め定める回転数で回転する回転状態まで同期モータを起動する起動期間に、モータ電流検出手段によって検出されたモータ電流のピーク値のばらつきが予め定める範囲内であるか否かを判定する。そして、制御手段は、判定手段の判定結果に基づいて、前記起動期間に同期モータのコイルに印加する駆動電圧を制御する。したがって、モータ起動制御装置は、センサレス駆動方式による同期モータの駆動制御において、異常音の発生を抑制しつつ、駆動素子の破壊の危険性を低減してモータを起動することができる。すなわち、モータ起動制御装置は、起動時の駆動電圧の制御において、モータ電流のピーク値のばらつきを基に駆動電圧を制御することによって、モータ電流の波形を整形し、起動時の振動および騒音の発生を低減することができ、同期モータの安定駆動を実現することができる。
【００１９】
また本発明によれば、前記モータ電流検出手段は、同期モータのコイルに流れるモータ電流のピーク値を保持するピーク値ホールド回路部を有する。そして、前記ピーク値は、ピーク値ホールド回路部によって保持されるピーク値である。したがって、モータ起動制御装置は、所定期間でのモータ電流のピーク値を検出することができる。
【００２０】
また本発明によれば、前記制御手段は、モータ電流のピーク値のばらつきの大きさに応じて、駆動電圧の振幅を変調する変調率を変化させることによって、駆動電圧を制御する。したがって、モータ起動制御装置は、変調率を変化させることによって、駆動電圧の振幅を変化させて、モータ電流を制御することができる。
【００２１】
また本発明によれば、前記制御手段は、モータ電流のピーク値のばらつきが予め定める範囲内になったとき、同期モータが予め定める回転数で回転する回転状態になったと判断して、起動期間を終了する。したがって、モータ起動制御装置は、ピーク値のばらつきが所定範囲内に収束したとき、起動期間を終了して、通常運転期間に移行することができる。
【００２２】
また本発明によれば、前記ピーク値ホールド回路部は、電界効果トランジスタを用いるオペアンプを含む。したがって、モータ起動制御装置は、従来技術によるスイッチング素子を用いてピーク値ホールド回路部を実現することができる。
【００２３】
また本発明によれば、コイルを含む同期モータの起動を制御するモータ起動制御装置で実行されるモータ起動制御方法によって同期モータの起動を制御するにあたって、モータ電流検出ステップでは、同期モータのコイルに印加する駆動電圧に応じて該コイルに流れるモータ電流の電流値を検出する。判定ステップでは、同期モータの回転が停止している停止状態から予め定める回転数で回転する回転状態まで同期モータを起動する起動期間に、モータ電流検出ステップで検出されたモータ電流のピーク値のばらつきが予め定める範囲内であるか否かを判定する。そして、制御ステップでは、判定ステップでの判定結果に基づいて、前記起動期間に同期モータのコイルに印加する駆動電圧を制御する。したがって、モータ起動制御装置は、センサレス駆動方式による同期モータの駆動制御において、異常音の発生を抑制しつつ、駆動素子の破壊の危険性を低減してモータを起動することができる。すなわち、モータ起動制御装置は、起動時の駆動電圧の制御において、モータ電流のピーク値のばらつきを基に駆動電圧を制御することによって、モータ電流の波形を整形し、起動時の振動および騒音の発生を低減することができ、同期モータの安定駆動を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態である同期モータ駆動装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】ピーク値ホールド回路部１７の構成を示す図である。
【図３】モータ起動制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】従来技術による同期モータ駆動装置９０の一例を示すブロック図である。
【図５】同期モータ駆動装置９０で第１モータを起動したときのモータ電流波形５１の一例を示す図である。
【図６】同期モータ駆動装置１００で第１モータを起動したときのモータ電流波形５２の一例を示す図である。
【図７】同期モータ駆動装置９０で第２モータを起動したときのモータ電流波形５３の一例を示す図である。
【図８】同期モータ駆動装置１００で第２モータを起動したときのモータ電流波形５４の一例を示す図である。
【図９】第１モータを起動したときの変調率およびピーク値の測定結果の例を示す図である。
【図１０】第２モータを起動したときの変調率およびピーク値の測定結果の例を示す図である。
【図１１】第１モータを第１条件で起動したときの変調率に対するピーク値の相関グラフ６１の一例を示す図である。
【図１２】第１モータを第２条件で起動したときの変調率に対するピーク値の相関グラフ６２の一例を示す図である。
【図１３】第２モータを第１条件で起動したときの変調率に対するピーク値の相関グラフ６３の一例を示す図である。
【図１４】第２モータを第２条件で起動したときの変調率に対するピーク値の相関グラフ６４の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態である同期モータ駆動装置１００の構成を示すブロック図である。モータ起動制御装置である同期モータ駆動装置１００は、センサレス駆動方式で３相のモータの駆動を制御する装置であり、たとえば空気調和機の圧縮機などに用いられる。同期モータ駆動装置１００でのセンサレス駆動方式は、モータの位置を検出するモータ位置検出器を用いることなく、駆動電圧として１８０度正弦波を用いてモータを駆動する方式である。本発明に係るモータ起動制御方法は、同期モータ駆動装置１００で実行される。
【００２６】
同期モータ駆動装置１００は、交流電源（図１では「ＡＣ」と記す）１、コンバータ回路部２、インバータ回路部３、モータ（図１では「Ｍ」と記す）４、電流センサ５、モータ電流検出アンプ部６、ピーク値ホールド回路部１７および制御部１８を含んで構成される。
【００２７】
交流電源１は、モータ４を駆動するための駆動電力をコンバータ回路部２に供給する。コンバータ回路部２は、交流電源１から供給される交流を直流に変換してインバータ回路部３に供給する。
【００２８】
インバータ回路部３は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：略称「ＩＧＢＴ」）などのパワーデバイスを、モータ４を駆動する駆動素子として含んで構成される。インバータ回路部３は、コンバータ回路部２から供給される直流をＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相からなる交流に変換してモータ４に供給する。インバータ回路部３は、コンバータ回路部２から供給される直流を、後述するパルス幅変調（Pulse Width Modulation：以下「ＰＷＭ」という）作成部１０から指示されるパルス幅変調情報に応じた振幅、周波数および位相の正弦波の交流に変換する。
【００２９】
モータ４は、３相に巻かれたコイルを含む固定子（以下「ステータ」という）と、ネオジウムなどの永久磁石を内包する回転子（以下「ロータ」という）とを含んで構成される永久磁石同期モータ（以下「同期モータ」という）である。
【００３０】
電流センサ５は、インバータ回路部３と、モータ４の予め定める相、たとえばＵ相のコイルとの間を流れるモータ電流の電流値を検出する。モータ電流検出手段であるモータ電流検出アンプ部６は、電流センサ５が検出した電流値を増幅し、増幅した電流値を、ピーク値ホールド回路部１７および後述する位相差検出部１５に送る。
【００３１】
ピーク値ホールド回路部１７は、所定期間ごとの電流値の最大値をピーク値として保持し、保持するピーク値を後述する起動制御部１１に送る。ピーク値ホールド回路部１７は、モータ電流検出アンプ部６に内蔵される。ピークホールド回路部１７は、リセットスイッチ４３のオン、オフのタイミングでピーク値を更新することができる。ピークホールド回路部１７は、ピーク値を更新するタイミングとして、ＰＷＭ作成部１０が生成するＰＷＭ駆動波形のキャリア波形を使用する。所定時間は、たとえば、キャリア波形の周波数が５ｋＨｚのとき、最小２００μｓであるが、起動時間の最適化を考慮して、最小２００μｓの整数倍の時間周期とすることが好適である。
【００３２】
制御部１８は、正弦波データテーブル部７、回転数設定部８、正弦波データ作成部９、ＰＷＭ作成部１０、起動制御部１１、比例積分（Proportional Integral：以下「ＰＩ」という）演算部１３、目標位相差格納部１４、位相差検出部１５および加算器１６を含んで構成される。制御部１８は、強制起動期間および通常運転期間に分けて、モータ４の駆動制御を行う。起動期間である強制起動期間は、モータ４の回転が停止している停止状態からモータ４が回転数設定部８に設定されている回転数で回転する回転状態までモータ４を起動する期間である。通常運転期間は、強制起動期間の後、回転数設定部８に設定されている回転数で回転する回転状態を維持するために、後述する位相差制御で駆動制御が行われる期間である。
【００３３】
正弦波データテーブル部７には、モータ４の所定の回転数に対応する正弦波波形を生成するためのデータが格納されている。すなわち、正弦波データテーブル部７は、モータ４の回転数と、各回転数で回転させる正弦波の駆動電圧をインバータ回路部３に生成させるための正弦波データとを対応付けて記憶する。正弦波データは、正弦波の駆動電圧の振幅および位相を、３相の相ごとに表すデータである。回転数設定部８には、モータ４の回転数の値が設定されている。すなわち、回転数設定部８は、モータ４を回転させる目標の回転数の値を記憶する。回転数設定部８に設定されている回転数は、予め定める回転数である。
【００３４】
正弦波データ作成部９は、回転数設定部８に設定された回転数に対応するＵ相、Ｖ相およびＷ相の各相の正弦波データを正弦波データテーブル部７から読み出し、読み出した正弦波データをＰＷＭ作成部１０に送る。また、正弦波データ作成部９は、Ｕ相のモータ駆動電圧情報、つまりＵ相の正弦波データを位相差検出部１５へ送る。
【００３５】
位相差検出部１５は、モータ電流検出アンプ部６から受け取ったモータ電流の電流値を所定のタイミングでアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換する。位相差検出部１５は、正弦波データ作成部９から受け取るＵ相のモータ駆動電圧情報が示す駆動電圧の半周期を２等分した前半期間および後半期間について、Ａ／Ｄ変換後の電流値を、所定の時間毎にサンプリングし、サンプリングした電流値を積算して、モータ電流信号の面積を算出する。所定の時間は、たとえばモータ４の電気角で１周期ないし２周期程度の時間である。モータ電流信号の面積とは、サンプリングされた電流値を、モータ電流の電流値を縦軸にし、時間を横軸にしたグラフで表したとき、サンプリングされた電流値を、前半期間および後半期間について積算した値である。
【００３６】
位相差検出部１５は、算出した前半期間および後半期間のモータ電流信号の面積の面積比から、駆動電圧とモータ電流との位相差を算出し、算出した位相差を表す位相差情報を加算器１６に送る。面積比から位相差情報を算出する方法は、従来技術によるものであり、たとえば特許文献１の段落番号［０１２５］〜［０１２９］に記載されている。
【００３７】
目標位相差格納部１４には、回転数に応じた最適な目標位相差を表す目標位相差情報が記憶されており、記憶している目標位相差情報を加算器１６に送る。加算器１６は、目標位相差格納部１４から受け取った目標位相差情報が示す目標位相差から、位相差検出部１５から受け取った位相差情報が示す位相差を減算して、目標位相差情報が示す目標位相差と位相差情報が示す位相差との誤差を算出し、算出した誤差を表す誤差データをＰＩ演算部１３に送る。
【００３８】
ＰＩ演算部１３は、加算器１６から受け取った誤差データが示す誤差を積算した積分誤差を算出し、算出した積分誤差を表す積分誤差データを、通常運転期間でのデューティ基準値（図１では「ｄｕｔｙ基準値」と記す）として、ＰＷＭ作成部１０に送る。
【００３９】
判定手段である起動制御部１１は、ピーク値ホールド回路部１７から受け取ったピーク値のばらつきに応じた最適条件をＰＷＭ作成部１０に送る。最適条件は、たとえば、変調率である。変調率は、駆動電圧の振幅を変調する割合を示す。たとえば変調率＋３％は、振幅を１０３％に変調することである。
【００４０】
ＰＷＭ作成部１０は、通常運転期間では、正弦波データ作成部９から受け取った正弦波データと、ＰＩ演算部１３から受け取ったデューティ基準値とに基づいて、ＰＷＭ波形を表すＰＷＭ波形データ、つまりパルス幅変調情報を生成し、生成したＰＷＭ波形データをインバータ回路部３に送る。ＰＷＭ波形データは、振幅と周期とを含むデータである。通常運転期間で行われる駆動制御は、位相差制御である。
【００４１】
ＰＷＭ作成部１０は、強制起動期間では、正弦波データ作成部９から受け取った正弦波データと、ＰＩ演算部１３から受け取ったデューティ基準値と、起動制御部１１から受け取った変調率とに基づいて、ＰＷＭ波形データを生成し、生成したＰＷＭ波形データをインバータ回路部３に送る。
【００４２】
インバータ回路部３は、ＰＷＭ作成部１０から受け取ったＰＷＭ波形データが示すＰＷＭ波形に基づいて、各相のＩＧＢＴなどの駆動素子を制御して、各相への駆動電圧を生成する。ＰＷＭ作成部１０および起動制御部１１は、制御手段である。
【００４３】
図２は、ピーク値ホールド回路部１７の構成を示す図である。ピーク値ホールド回路部１７は、第１オペアンプ４１、第２オペアンプ４２、リセットスイッチ４３、トランジスタＴＲ１、コンデンサＣ１、および抵抗素子Ｒ１，Ｒ２を含んで構成される。
【００４４】
第１オペアンプ４１は、差動増幅器であり、モータ電流検出アンプ部６の出力が非反転入力端子に入力され、出力端子が抵抗素子Ｒ１の一端に接続される。トランジスタＴＲ１は、Ｎチャネルの電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」という）であり、ゲートが抵抗素子Ｒ１の他端に接続され、ソースおよびドレインが第１オペアンプ４１の反転入力端子、コンデンサＣ１の一端、抵抗素子Ｒ２の一端、および第２オペアンプ４２の非反転入力端子に接続される。
【００４５】
コンデンサＣ１は、ホールドコンデンサであり、他端が−Ｖボルトの直流電源に接続される。抵抗素子Ｒ２の他端は、リセットスイッチ４３を介して、０ボルトの接地電位に接続される。第２オペアンプ４２の出力端子は、ピーク値ホールド回路部１７の非反転入力端子に接続されるとともに、起動制御部１１に接続され、ピーク値を出力する。
【００４６】
リセットスイッチ４３がオフのとき、つまり開放されているときは、ピークホールド動作を行い、オンのとき、つまり閉じているときは、リセット状態、つまりピーク値がゼロの状態になる。電流センサ５にて検出された電流値は、モータ電流検出アンプ部６の抵抗成分によって電圧値に変換され、第１オペアンプ４１の非反転入力端子に入力される。
【００４７】
第１オペアンプ４１の非反転入力端子に入力される電圧値がコンデンサＣ１の一端の電圧値よりも大きいときは、第１オペアンプ４１の非反転入力端子の電圧値が反転入力端子の電圧値よりも大きいので、第１オペアンプ４１の出力は上がり、トランジスタＴＲ１を順方向にバイアスする。その結果、第１オペアンプ４１は、ゲイン、つまり増幅利得が「１」のバッファになり、コンデンサＣ１は、入力される電圧値の電圧まで充電される。
【００４８】
第１オペアンプ４１の非反転入力端子に入力される電圧値がコンデンサＣ１の電圧値よりも小さくなると、第１オペアンプ４１の非反転入力端子の電圧値が反転入力端子の電圧値よりも小さくなるので、第１オペアンプ４１の出力端子の電圧値は下がり、トランジスタＴＲ１を逆バイアスする。その結果、コンデンサＣ１の電圧値、つまりピーク値はそのまま保持される。
【００４９】
入力される電圧値が、再度コンデンサＣ１の電圧値よりも大きくなると、上述した動作を繰り返す。その結果、ピークホールド期間、つまりリセットスイッチがオフの期間では、第１オペアンプ４１の出力端子の電圧値は、常にそれまでのピーク値が出力される。第２オペアンプ４２は、インピーダンス変換用バッファであり、コンデンサＣ１の電圧値の電圧を低インピーダンスで出力する。リセットスイッチ４３をオンにする、つまりコンデンサＣ１の電圧値を０ボルトに切り換えることによって、ピーク値はリセットされる。このリセットのタイミングは、たとえばＰＷＭ波形生成のタイミングにすることもできる。
【００５０】
図３は、モータ起動制御処理の処理手順を示すフローチャートである。ユーザが、たとえば図示しない操作部に設けられる、モータ４の回転を開始させる開始スイッチを操作すると、ステップＡ１に移る。
【００５１】
ステップＡ１では、制御部１８は、強制起動タイミングであるか否かを判定する。通常運転期間でないとき、強制起動タイミングであると判定し、強制起動期間を開始して、ステップＡ２に進み、通常運転期間であるとき、強制起動タイミングでないと判定し、ステップＡ８に進む。モータ電流検出ステップであるステップＡ２では、ピーク値ホールド回路部１７は、強制起動期間の電流値のピーク値を検出する。具体的には、ピーク値ホールド回路部１７は、電流センサ５で検出され、モータ電流検出アンプ部６で増幅された電流値のピーク値を抽出する。
【００５２】
ステップＡ３では、起動制御部１１は、ピーク値ホールド回路部１７が抽出したピーク値のばらつきを算出する。ステップＡ４では、起動制御部１１は、算出したピーク値のばらつきが所定範囲よりも大きいか否かを判定する。予め定める範囲内である所定範囲は、たとえば図９，１０で後述する基準値比で１．００±０．５０の範囲である。起動制御部１１は、ピーク値が所定範囲の最大値よりも大きいとき、算出したピーク値のばらつきが所定範囲よりも大きいと判定し、ステップＡ９に進み、ピーク値が所定範囲の最大値よりも大きくないとき、算出したピーク値のばらつきが所定範囲よりも大きくないと判定し、ステップＡ５に進む。
【００５３】
ステップＡ５では、起動制御部１１は、算出したピーク値のばらつきが所定範囲よりも小さいか否かを判定する。起動制御部１１は、ピーク値が所定範囲の最小値よりも小さいとき、算出したピーク値のばらつきが所定範囲よりも小さいと判定し、ステップＡ１０に進み、ピーク値が所定範囲の最小値よりも小さくないとき、算出したピーク値のばらつきが所定範囲よりも小さくないと判定し、ステップＡ６に進む。ステップＡ３〜Ａ５は、判定ステップである。
【００５４】
ステップＡ６では、起動制御部１１は、電流値を所定回数採取することができたが否かを判定する。所定回数は、所定範囲内に収束するまでに、ステップＡ２〜Ａ５までの処理を最低限繰り返す必要がある回数であり、たとえば３回に設定される。起動制御部１１は、電流値を所定回数採取することができたとき、ステップＡ７に進み、電流値を所定回数採取することができなかったとき、ステップＡ２に戻る。
【００５５】
ステップＡ７では、制御部１８は、起動を完了して、位相差制御に移行する。すなわち、強制起動期間を終了して、通常運転期間を開始する。ステップＡ８では、制御部１８は、位相差制御運転を開始して、モータ起動制御処理を終了する。位相差制御運転は、上述した通常運転期間での駆動制御による運転である。
【００５６】
ステップＡ９では、起動制御部１１は、駆動電流波形の変調率を小さくして、ステップＡ２に戻る。すなわち、起動制御部１１は、駆動電圧の振幅を小さくすることによってモータ電流の電流値を小さくするために、ＰＷＭ作成部１０に送る変調率を小さくする。ステップＡ１０では、起動制御部１１は、駆動電流波形の変調率を大きくして、ステップＡ２に戻る。すなわち、起動制御部１１は、駆動電圧の振幅を大きくすることによってモータ電流の電流値を大きくするために、ＰＷＭ作成部１０に送る変調率を大きくする。ステップＡ９，Ａ１０は、制御ステップである。
【００５７】
変調率を大きくする場合、および変調率を小さくする場合のいずれの場合であっても、ステップＡ９またはステップＡ１０では、第１回目は、変調率を大きく変化させ、第２回目以降徐々に、変調率を変化させる割合を小さくすることによって、収束性を上げることができる。たとえば、第１回目は、変調率を３％変化させ、第２回目は、変調率を２％変化させ、第３回目は、変調率を１％変化させる。これらの変調率は、モータ特性に応じて、変調率の変化が、どの程度モータ電流に反映されるかによって決定される。
【００５８】
同期モータ駆動装置１００は、モータ電流のピーク値のばらつきによって、モータ特性を推定し、推定結果に応じて、変調率を変化させて、起動制御を行う。モータ特性を推定するとは、図３に示したモータ起動制御処理のフローチャートにおいて、起動条件として、ＰＷＭ作成部１０に設定した駆動電圧の変調率の変化に対して、モータ電流のピーク値を測定し、その駆動電圧の変調率に対するモータ電流の変化の度合いから、個々のモータがもつ誘起電圧特性、およびコイルの巻き線抵抗値を推定することである。同期モータ駆動装置１００は、この推定結果に基づいて、個々のモータ特性に対し、起動条件が、適正であるのか、大きすぎるのか、小さすぎるのかを判定して、変調率を制御する。以下に、その具体的な実施例を示す。起動条件は、前述した最適条件、つまり変調率のことである。
【００５９】
図４は、従来技術による同期モータ駆動装置９０の一例を示すブロック図である。同期モータ駆動装置９０は、本発明に係る同期モータ駆動装置１００と比較するために用いた装置である。同期モータ駆動装置９０は、図１に示した同期モータ駆動装置１００から、起動制御部１１およびピーク値ホールド回路部１７を除いたものである。同期モータ駆動装置９０の構成要素のうち、同期モータ駆動装置１００の構成要素を同じものについては、同じ参照符を付して、重複をさけるために説明を省略する。
【００６０】
同期モータ駆動装置９０は、交流電源１、コンバータ回路部２、インバータ回路部３、モータ４、電流センサ５、モータ電流検出アンプ部６および制御部９１を含んで構成される。制御部９１は、正弦波データテーブル部７、回転数設定部８、正弦波データ作成部９、ＰＷＭ作成部１０ａ、ＰＩ演算部１３、目標位相差格納部１４、位相差検出部１５および加算器１６を含んで構成される。制御部９１は、図１に示した制御部１８のＰＷＭ作成部１０をＰＷＭ作成部１０ａに置き換え、起動制御部１１を除いた構成である。
【００６１】
ＰＷＭ作成部１０ａは、通常運転期間および強制起動期間ともに、正弦波データ作成部９から受け取った正弦波データと、ＰＩ演算部１３から受け取ったデューティ基準値とに基づいて、ＰＷＭ波形を表すＰＷＭ波形データを生成し、生成したＰＷＭ波形データをインバータ回路部３に送る。
【００６２】
起動運転期間では、同期モータ駆動装置１００および同期モータ駆動装置９０は、いずれも、最初、所定の２相に通電する相固定モードで駆動して、ロータの位置を確定した後、転流を行い、つまり３相に通電して、徐々に駆動電圧を上昇させながら、同期運転を行う同期モードで駆動を行う。同期モードで、位置検出が可能となった時点でセンサレス駆動運転を行う通常運転期間へ移行する。位置検出が可能となった時点とは、駆動電圧とモータ電流との位相差が確定した時点である。
【００６３】
起動運転期間の最初の時点では、同期モータ駆動装置１００および同期モータ駆動装置９０は、いずれも、予め設定された電圧値を所定の変調率で変調した電圧値の駆動電圧をモータ４に印加する。予め設定された電圧値は、モータ４に接続される外部負荷を駆動可能な最大の駆動電圧である。
【００６４】
同期モータ駆動装置９０は、起動条件として、相固定モードの変調率を＋３％とし、同期モード開始時に変調率を＋５％とし、同期モード終了時に変調率を＋８％とする第１条件を用いる。第１条件の変調度は、従来技術による実施結果から決められた値である。同期モータ駆動装置１００は、起動条件として、相固定モードの変調率を＋１．３％とし、同期モード開始時に変調率を＋３．５％とし、同期モード終了時に変調率を＋６．０％とする第２条件を用いる。ただし、同期モータ駆動装置１００は、相固定モードおよび同期モードで、図３に示したフローチャートのモータ起動制御処理を実行する。
【００６５】
図５〜図８は、モータ特性の異なる第１モータおよび第２モータを、従来技術による同期モータ駆動装置９０と、本発明に係る同期モータ駆動装置１００とによって、同じ負荷トルクで起動したときのモータ電流波形の例を示す図である。縦軸はモータ電流の電流値（Ａ）であり、横軸は時間（秒）である。第１モータのステータのコイルのインダクタンス値は、第２モータのステータのコイルのインダクタンス値よりも大きい。
【００６６】
図５は、同期モータ駆動装置９０で第１モータを起動したときのモータ電流波形５１の一例を示す図である。強制起動期間でのモータ電流のピーク値はＰ１,Ｐ２であり、通常運転期間でのモータ電流のピーク値はＰ３である。ピーク値Ｐ１は、相固定モードでのピーク値であり、ピーク値Ｐ２は、同期モードでピーク値である。第１モータが有する巻き線抵抗および誘起電圧特性によって、強制起動期間でのモータ電流のピーク値は、誘起電圧の立ち上がりが遅いなどの特性の違いによる理由で大きなピーク値Ｐ２を示している。ピーク値Ｐ２は、強制起動期間を終了し、通常運転期間に移行したときのモータ電流のピーク値Ｐ３との差が大きくなっている。また、強制起動期間におけるピーク値Ｐ１とピーク値Ｐ２との間でも大きな差が生じている。このようなピーク値の大きな変動は、起動時に大きな異常音が発生するとともに、不安定な状態となってしまう。不安定な状態とは、ロータの回転数の変動が継続し、目標の回転数に収束し難い状態のことである。
【００６７】
図６は、同期モータ駆動装置１００で第１モータを起動したときのモータ電流波形５２の一例を示す図である。強制起動期間でのモータ電流のピーク値はＰ１’,Ｐ２’であり、通常運転期間でのモータ電流のピーク値はＰ３’である。第１モータが有する巻き線抵抗および誘起電圧特性に左右されることなく、強制起動期間でのモータ電流のピーク値は、誘起電圧の立ち上がりが改善され、図５に示したピーク値Ｐ２よりもピーク値Ｐ２’は小さくなっている。ピーク値Ｐ２’は、強制起動期間を終了し、通常運転期間に移行したときのモータ電流のピーク値Ｐ３’との差は小さくなっている。このとき起動時に大きな異常音は発生することなく、安定した起動を実現することができている。安定した起動とは、ロータの回転数の変動が継続することなく目標の回転数に収束する起動である。
【００６８】
図７は、同期モータ駆動装置９０で第２モータを起動したときのモータ電流波形５３の一例を示す図である。強制起動期間でのモータ電流のピーク値はＱ１,Ｑ２であり、通常起動期間でのモータ電流のピーク値はＱ３である。このとき、第２モータが有する巻き線抵抗および誘起電圧特性によって、強制起動期間でのモータ電流のピーク値は、誘起電圧の立ち上がりが第１モータよりも早いなどの理由で、第１モータと比較すると低いピーク値Ｑ２を示している。強制起動期間を終了し、通常運転期間に移行したときのモータ電流のピーク値Ｑ３との差も小さくなっている。また、強制起動期間におけるピーク値Ｑ１とピーク値Ｑ２との間でも、第１モータの場合よりも大きな差は生じていない。したがって、起動時に大きな異常音が発生することなく、比較的安定した起動を実現することができている。
【００６９】
図８は、同期モータ駆動装置１００で第２モータを起動したときのモータ電流波形５４の一例を示す図である。強制起動期間でのモータ電流のピーク値はＱ１’,Ｑ２’であり、通常起動期間でのモータ電流のピーク値はＱ３’である。このとき、第２モータが有する巻き線抵抗および誘起電圧特性によって、強制起動期間でのモータ電流のピーク値は、誘起電圧の立ち上がりが第１モータよりも早いなどの理由で、第１モータと比較すると低いピーク値Ｑ２’を示している。強制駆動期間を終了し、通常運転期間に移行したときのモータ電流のピーク値Ｑ３’との差もさらに小さくなっている。また、強制起動期間におけるピーク値Ｑ１’とピーク値Ｑ２’との間でも、第１モータの場合よりも大きな差は生じていない。したがって、起動時に大きな異常音が発生することなく、より安定した起動を実現することができている。
【００７０】
図９は、第１モータを起動したときの変調率およびピーク値の測定結果の例を示す図である。図１０は、第２モータを起動したときの変調率およびピーク値の測定結果の例を示す図である。図９（ａ）は、同期モータ駆動装置９０によって第１モータを第１条件で起動したときの測定結果５５の一例である。図９（ｂ）は、同期モータ駆動装置１００によって第１モータを第２条件で起動したときの測定結果５６の一例である。図１０（ａ）は、同期モータ駆動装置９０によって第２モータを第１条件で起動したときの測定結果５７の一例である。図１０（ｂ）は、同期モータ駆動装置１００によって第２モータを第２条件で起動したときの測定結果５８の一例である。
【００７１】
各測定結果５５〜５８は、変調率、ピーク値（Ａ）、基準値（Ａ）および基準値比の項目を含み、各変動率に対するピーク値（Ａ）、基準値（Ａ）および基準値比を示している。変調率は、駆動電圧の振幅の変調率である。ピーク値（Ａ）は、各変調率における最大のピーク値を示している。基準値（Ａ）は、各変調率で、基準となるモータ特性のモータが示すモータ電流のピーク値である。つまり、各変調率で、理論的に平衡が保たれたときのピーク値である。基準値比は、各変調率のピーク値（Ａ）の各変調率の基準値（Ａ）に対する比率であり、各変調率のピーク値（Ａ）を各変調率の基準値（Ａ）で除算した値で示される。
【００７２】
インバータ回路部３は、制御部１８または制御部９１からの指示によって、変調率に応じた駆動電圧をモータ４のコイルに印加する。モータ４のコイルに駆動電圧を印加してモータ４のコイルにモータ電流を流した場合、通常モータ特性と平衡を保つようにモータ電流が流れる。すなわち、モータ特性に合った駆動電圧が印加された場合は、変調率に応じたモータ電流が流れ、安定した起動を実現することができる。
【００７３】
モータ特性に対して負荷が大きい場合、モータ特性に適した負荷の場合にコイルに流れるモータ電流以上のモータ電流が流れる。このとき、モータ電流のピーク値も大きくばらつくため、異常音が発生し、不安定な起動となってしまう。
【００７４】
図９（ａ）に示した測定結果５５の場合、すなわち、同期モータ駆動装置９０によって第１モータを第１条件で起動したときの測定結果５５の場合、変調率が３％のときは、ピーク値は６．０００Ａであり、基準値は３．００９Ａであり、基準値比は１．９９となる。同様に変調率が５％のときは、ピーク値は６．２４０Ａであり、基準値は３．０１５Ａであり、基準値比は２．０７となる。同様に変調率が８％のときは、ピーク値は７．８８０Ａであり、基準値は３．０２４Ａであり、基準値比は２．６１となる。いずれの変調率の場合もピーク値が大きくばらつき、基準値との差が大きくなっている。
【００７５】
図９（ａ）に示した測定結果５５をグラフ化したのが、図１１である。横軸が変調率であり、縦軸がモータ電流の電流値である。図１１は、同期モータ駆動装置９０によって第１モータを第１条件で起動したときの変調率に対するピーク値の相関グラフ６１の一例を示す図である。グラフ６１１がモータ電流のピーク値のグラフであり、グラフ６１２が、モータ電流の基準値のグラフである。上述したように、各変調率でのピーク値と基準値との差が大きいことが分かる。
【００７６】
図９（ｂ）に示した測定結果５６の場合、すなわち、同期モータ駆動装置１００によって第１モータを第２条件で起動したときの測定結果５６の場合、変調率が１．３％のときは、ピーク値は２．８８０Ａであり、基準値は３．００４Ａであり、基準値比は０．９６となる。同様に変調率が３．５％のときは、ピーク値は２．８８０Ａであり、基準値は３．０１１Ａであり、基準値比は０．９６となる。同様に変調率が６．０％のときは、ピーク値は２．７２０Ａであり、基準値は３．０１８Ａであり、基準値比は０．９０となる。いずれの変調率の場合もピーク値のばらつきは、図９（ａ）の測定結果５５よりも少なく、基準値に近い値となっており、モータ特性との平衡が保たれ、起動に最適な条件といえる。
【００７７】
図９（ｂ）に示した測定結果５６をグラフ化したのが、図１２である。横軸が変調率であり、縦軸がモータ電流の電流値である。図１２は、同期モータ駆動装置１００によって第１モータを第２条件で起動したときの変調率に対するピーク値の相関グラフ６２の一例を示す図である。グラフ６２１がモータ電流のピーク値のグラフであり、グラフ６２２が、モータ電流の基準値のグラフである。上述したように、各変調率でのピーク値と基準値との差が小さくなっていることが分かる。
【００７８】
図１０（ａ）に示した測定結果５７の場合、すなわち、同期モータ駆動装置９０によって第２モータを第１条件で起動したときの測定結果５７の場合、変調率が３％のときは、ピーク値は５．２８０Ａであり、基準値は３．６７１Ａであり、基準値比は１．４４となる。同様に変調率が５％のときは、ピーク値は６．０００Ａであり、基準値は３．６７８Ａであり、基準値比は１．６３となる。同様に変調率が８％のときは、ピーク値は７．７２０Ａであり、基準値は３．６８９Ａであり、基準値比は２．０９となる。いずれの変調率の場合も、第１モータと比較して、ピーク値のばらつきは小さくなっているが、基準値との差は、１．４倍以上ある。
【００７９】
図１０（ａ）に示した測定結果５７をグラフ化したのが、図１３である。横軸が変調率であり、縦軸がモータ電流の電流値である。図１３は、同期モータ駆動装置９０によって第２モータを第１条件で起動したときの変調率に対するピーク値の相関グラフ６３の一例を示す図である。グラフ６３１がモータ電流のピーク値のグラフであり、グラフ６３２が、モータ電流の基準値のグラフである。上述したように、各変調率でのピーク値と基準値との差がまだあることが分かる。
【００８０】
図１０（ｂ）に示した測定結果５８の場合、すなわち、同期モータ駆動装置１００によって第２モータを第２条件で起動したときの測定結果５８の場合、変調率が１．３％のときは、ピーク値は３．３６０Ａであり、基準値は３．６６５Ａであり、基準値比は０．９２となる。同様に変調率が３．５％のときは、ピーク値は４．５６０Ａであり、基準値は３．６７３Ａであり、基準値比は１．２４となる。同様に変調率が６．０％のときは、ピーク値は２．６８０Ａであり、基準値は３．６８２Ａであり、基準値比は０．７３となる。いずれの変調率の場合も、図１０（ａ）に示した第１条件の場合と比較して、理論値、つまり基準値に近い値となっており、モータ特性との平衡が保たれ、起動に最適な条件に近いと言える。
【００８１】
図１０（ｂ）に示した測定結果５８をグラフ化したのが、図１４である。横軸が変調率であり、縦軸がモータ電流の電流値である。図１４は、同期モータ駆動装置１００によって第２モータを第２条件で起動したときの変調率に対するピーク値の相関グラフ６４の一例を示す図である。グラフ６４１がモータ電流のピーク値のグラフであり、グラフ６４２が、モータ電流の基準値のグラフである。上述したように、各変調率でのピーク値と基準値との差が小さくなっていることが分かる。
【００８２】
以上のように、同期モータ駆動装置１００は、強制起動期間におけるモータ電流のピーク値のばらつき度合いに応じて、駆動電圧の変調率を制御することによって、起動時の振動および騒音の発生を低減することができる。強制起動期間におけるモータ電流のピーク値のばらつきが所定範囲よりも大きくなった場合は、モータ電流の振幅が大きく変動しているので、異常音が発生する。このとき、同期モータ駆動装置１００は、起動時の駆動電圧の変調率を下げることで、モータ特性にあったモータ電流にすることができる。
【００８３】
逆に、強制起動期間におけるモータ電流のピーク値のばらつきが所定範囲よりも小さくなった場合は、起動に失敗する可能性があるので、同期モータ駆動装置１００は、駆動電圧の変調率を上げる。同期モータ駆動装置１００は、強制起動期間におけるモータ電流のピーク値のばらつきが所定範囲内であれば、起動を完了し、位相差制御運転に移行することができる。
【００８４】
また、同期モータ駆動装置１００は、モータ電流のピーク値を所定範囲内にすることができるので、モータ電流が大きく変動し、駆動素子の絶対最大定格を越える電流が流れて、駆動素子が破壊される危険性を低減することができる。
【００８５】
上述した実施形態では、変調率として、駆動電圧の振幅を変調する変調率を用いたが、振幅を変調することに限定されるものではない。たとえば、変調度として、デューティ値を変調させる変調度を用いてもよいし、振幅およびデューティ値を組み合わせて変調させる変調度を用いてもよい。
【００８６】
このように、コイルを含むモータ４の起動を制御するにあたって、モータ電流検出アンプ部６は、モータ４のコイルに印加する駆動電圧に応じて該コイルに流れるモータ電流の電流値を検出する。起動制御部１１は、モータ４の回転が停止している停止状態から回転数設定部８に設定されている回転数で回転する回転状態までモータ４を起動する強制起動期間に、モータ電流検出アンプ部６によって検出されたモータ電流のピーク値のばらつきが所定範囲内であるか否かを判定する。そして、ＰＷＭ作成部１０および起動制御部１１は、起動制御部１１の判定結果に基づいて、強制起動期間にモータ４のコイルに印加する駆動電圧を制御する。したがって、同期モータ駆動装置１００は、センサレス駆動方式によるモータ４の駆動制御において、異常音の発生を抑制しつつ、駆動素子の破壊の危険性を低減してモータを起動することができる。すなわち、同期モータ駆動装置１００は、起動時の駆動電圧の制御において、モータ電流のピーク値のばらつきを基に駆動電圧を制御することによって、モータ電流の波形を整形し、起動時の振動および騒音の発生を低減することができ、モータ４の安定駆動を実現することができる。
【００８７】
さらに、モータ電流検出アンプ部６は、モータ４のコイルに流れるモータ電流のピーク値を保持するピーク値ホールド回路部１７を有する。そして、前記ピーク値は、ピーク値ホールド回路部１７によって保持されるピーク値である。したがって、同期モータ駆動装置１００は、所定期間でのモータ電流のピーク値を検出することができる。
【００８８】
さらに、ＰＷＭ作成部１０および起動制御部１１は、モータ電流のピーク値のばらつきの大きさに応じて、駆動電圧の振幅を変調する変調率を変化させることによって、駆動電圧を制御する。したがって、同期モータ駆動装置１００は、変調率を変化させることによって、駆動電圧の振幅を変化させて、モータ電流を制御することができる。
【００８９】
さらに、ＰＷＭ作成部１０および起動制御部１１は、モータ電流のピーク値のばらつきが所定範囲内になったとき、モータ４が回転数設定部８に設定されている回転数で回転する回転状態になったと判断して、強制起動期間を終了する。したがって、同期モータ駆動装置１００は、ピーク値のばらつきが所定範囲内に収束したとき、強制起動期間を終了して、通常運転期間に移行することができる。
【００９０】
さらに、ピーク値ホールド回路部１７は、トランジスタＴＲ１を用いる第１，第２オペアンプ４１，４２を含む。したがって、同期モータ駆動装置１００は、従来技術によるスイッチング素子を用いてピーク値ホールド回路部１７を実現することができる。
【００９１】
さらに、コイルを含むモータ４の起動を制御する同期モータ駆動装置１００で実行されるモータ起動制御方法によってモータ４の起動を制御するにあたって、図３に示したフローチャートにおいて、ステップＡ２では、モータ４のコイルに印加する駆動電圧に応じて該コイルに流れるモータ電流の電流値を検出する。ステップＡ３〜Ａ５では、モータ４の回転が停止している停止状態から回転数設定部８に設定されている回転数で回転する回転状態までモータ４を起動する強制起動期間に、ステップＡ２で検出されたモータ電流のピーク値のばらつきが所定範囲内であるか否かを判定する。そして、ステップＡ９，Ａ１０では、ステップＡ３〜Ａ５での判定結果に基づいて、強制起動期間にモータ４のコイルに印加する駆動電圧を制御する。したがって、同期モータ駆動装置１００は、センサレス駆動方式によるモータ４の駆動制御において、異常音の発生を抑制しつつ、駆動素子の破壊の危険性を低減してモータを起動することができる。すなわち、同期モータ駆動装置１００は、起動時の駆動電圧の制御において、モータ電流のピーク値のばらつきを基に駆動電圧を制御することによって、モータ電流の波形を整形し、起動時の振動および騒音の発生を低減することができ、モータ４の安定駆動を実現することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１  交流電源
２  コンバータ回路部
３  インバータ回路部
４  モータ
５  電流センサ
６  モータ電流検出アンプ部
７  正弦波データテーブル部
８  回転数設定部
９  正弦波データ作成部
１０  ＰＷＭ作成部
１１  起動制御部
１３  ＰＩ演算部
１４  目標位相差格納部
１５  位相差検出部
１６  加算器
１７  ピーク値ホールド回路部
１８，９１  制御部
４１  第１オペアンプ
４２  第２オペアンプ
４３  リセットスイッチ
【図１】
2013013293.tif 000003
【図２】
2013013293.tif 000004
【図３】
2013013293.tif 000005
【図４】
2013013293.tif 000006
【図５】
2013013293.tif 000007
【図６】
2013013293.tif 000008
【図７】
2013013293.tif 000009
【図８】
2013013293.tif 000010
【図９】
2013013293.tif 000011
【図１０】
2013013293.tif 000012
【図１１】
2013013293.tif 000013
【図１２】
2013013293.tif 000014
【図１３】
2013013293.tif 000015
【図１４】
2013013293.tif 000016