(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスＤＣモータと、
このブラシレスＤＣモータの複数の固定子巻線に接続されそれぞれ所定の方向と順序で順次通電するための複数のスイッチング素子と、
前記固定子巻線の誘起電圧により回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の出力信号に基づき回転子を一定方向に回転させるために必要な信号とデューティを出力するスイッチング素子オン・オフ信号発生手段と、
前記スイッチング素子オン・オフ信号発生手段により出力されるデューティに基づきパルス幅を変調するパルス幅変調手段と、
前記スイッチング素子オン・オフ信号発生手段から出力される信号と前記パルス幅変調手段から出力される信号を合成して前記複数のスイッチング素子を駆動するドライブ手段より構成され、
前記ブラシレスＤＣモータの起動待機時に、前記位置検出手段の信号の変化から次の変化までの時間間隔を測定する信号変化時間間隔測定手段と、
前記位置検出手段により出力される信号と前記信号変化時間間隔測定手段により出力される信号変化時間間隔に基づいて起動待機時の回転数を測定し、この回転数に応じてあらかじめ定められた励磁時間を最適な励磁時間に補正し、補正された励磁時間とあらかじめ定められたデューティを出力させる起動判断手段を備え、
前記ブラシレスＤＣモータの回転子を所定位置に静止させ、位置決め起動することを特徴とするブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項２】
前記複数のスイッチング素子の特定の素子の出力端子に接続された抵抗の両端電圧を検出し基準電圧と比較するコンパレータで構成され、位置決め時の固定子巻線に流れる電流の脈動が一定値以下になったことを検出する電流検出手段と、前記ブラシレスＤＣモータの通電開始時に、前記電流検出手段により出力される信号に基づいて前記固定子巻線に流れる電流の脈動が一定値以下に収まるまでの間、あらかじめ定められたデューティを出力させる起動判断手段を備えることを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項３】
起動判断手段は、前記位置検出信号により出力される信号と前記信号変化時間間隔測定手段により出力される信号変化時間間隔に基づいて起動待機時の回転数を測定すると共に、前記位置検出手段の信号変化から回転子を所定位置に静止させる磁極位置までの移動時間を推定し、推定された時間経過後にあらかじめ定められた励磁時間とデューティを出力させる手段を備え、スイッチング素子オン・オフ信号発生手段は、前記位置検出手段の信号変化に応じて回転子を所定位置に静止させる最適な通電パターンを決定する手段を備えることを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載のブラシレスＤＣモータの駆動装置を用いた電気機器。
【請求項５】
請求項４記載の電気機器は、換気扇、レンジフード、空気調和機の何れかであることを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、換気扇やレンジフード等に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動装置およびそれを用いた電気機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のブラシレスＤＣモータは、位置検出にホール素子を用いるが、近年、モータ構造の簡略化から固定子巻線に誘起される誘起電圧により回転子の位置を検出するセンサレス方式に移行されてきている。ブラシレスＤＣモータでは、位置検出を通電を行っていない固定子巻線に誘起される誘起電圧から得ているために、起動時には位置検出信号が得られない。したがって、起動前に回転子を所定位置に静止させて位置決め起動を行う方法が知られている。
【０００３】
例えば、特開平１−３０８１９２号公報記載のように以下のように実施されていた。
【０００４】
以下図面を参照しながら従来のブラシレスＤＣモータの駆動装置の一例を説明する。
【０００５】
図９は、ブラシレスＤＣモータの駆動装置の回路構成図である。１はブラシレスＤＣモータで固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗと回転子（永久磁石）より成る。２は位置検出手段、５はスイッチング素子オン・オフ信号発生手段、６はパルス幅変調手段、７はドライブ手段、８は複数のスイッチング素子、前記スイッチング素子オン・オフ信号発生手段５およびパルス幅変調手段６はマイクロコンピュータ９に内蔵されている。
【０００６】
図３は、位置決め起動タイミングチャートである。固定子巻線にあらかじめ定められた励磁時間Ｔ０の間固定子巻線の特定相に印加電圧Ｖ０をかけ、たとえば複数のスイッチング素子のオン、オフの状態であるｕ−，ｕ＋，ｖ−，ｖ＋，ｗ−，ｗ＋のＨ，Ｌの状態（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｈ）（以下左記のように表記）を出力する。固定子は励磁され固有の極性となり、回転子の永久磁石との間で吸引力が発生し、回転子は所定の位置まで回転して静止し、位置決めされる。
【０００７】
位置決めされた後すなわち励磁時間Ｔ０経過後に、（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ）を出力し、あらかじめ定められた励磁時間Ｔｎ間、印加電圧Ｖｎをかける。その後所定の方向と順序で順次通電を切替え、回転子の速度を上昇させて、低周波同期起動を行う方法が一般的に知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のブラシレスＤＣモータを換気扇に使用した場合は、固定子巻線に通電がされていない時に換気扇に対して風が吹き付け、ブラシレスＤＣモータが回転している状態でも回転を止めて起動を行う必要がある。しかしながら、上記従来技術のブラシレスＤＣモータは、起動時において、固定子巻線に通電を行うと、固定子は励磁され固有の極性になり、固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との間で吸引力が発生し、回転子は所定の位置まで回転して静止し、位置決めがなされるが、ブラシレスＤＣモータに通電されていないときに風力等によって回転子が回転している場合は、固定子巻線によって発生する磁界が固定されているため回転子を所定の位置に位置決めしようとしても固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係によって、吸引力と反発力が交互に作用することになり、回転子を所定の位置に静止することができないことがある。風力によって回転しているブラシレスＤＣモータを所定位置に位置決めできない時は安定な始動加速が得られず、脱調を引き起こしてしまう現象が発生する恐れがあった。
【０００９】
さらには、脱調の結果再起動を行うことにより起動に時間が長くかかってしまった。
【００１０】
また、固定子巻線に通電を行って励磁すると、巻線抵抗に応じた起動電流が固定子巻線に流れるが、風力等の影響がなく回転子が静止していればこの電流は一定である。しかし、回転子が回転していると固定子巻線に誘起電圧が発生するため回転子の磁極位置によって固定子巻線に流れる電流が脈動することがある。この誘起電圧は回転子の回転によって変化し、固定子巻線に流れる電流の脈動は回転が速ければ大きくなる。したがって、風力等によって回転数が高い場合には、固定子巻線に流れる電流が回転子の磁石を減磁させてしまう現象が発生する恐れがあった。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ブラシレスＤＣモータに通電されていない起動待機時に、風力等によりブラシレスＤＣモータが回転している時でも、回転子の磁石を減磁させることなく確実な位置決めをすることができ、起動安定性を向上することができるブラシレスＤＣモータの駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、ブラシレスＤＣモータと、このブラシレスＤＣモータの複数の固定子巻線に接続されそれぞれ所定の方向と順序で順次通電するための複数のスイッチング素子と、前記固定子巻線の誘起電圧により回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力信号に基づき回転子を一定方向に回転させるために必要な信号とデューティを出力するスイッチング素子オン・オフ信号発生手段と、前記スイッチング素子オン・オフ信号発生手段により出力されるデューティに基づきパルス幅を変調するパルス幅変調手段と、前記スイッチング素子オン・オフ信号発生手段から出力される信号と前記パルス幅変調手段から出力される信号を合成して前記複数のスイッチング素子を駆動するドライブ手段より構成され、前記ブラシレスＤＣモータの起動待機時に、前記位置検出手段の信号の変化から次の変化までの時間間隔を測定する信号変化時間間隔測定手段と、前記位置検出手段により出力される信号と前記信号変化時間間隔測定手段により出力される信号変化時間間隔に基づいて起動待機時の回転数を測定し、この回転数に応じてあらかじめ定められた励磁時間を最適な励磁時間に補正し、補正された励磁時間とあらかじめ定められたデューティを出力する起動判断手段を備えたものである。
【００１３】
本発明によれば、起動待機時に風力等によりブラシレスＤＣモータが回転していることを判断し、固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係によって生じる反発力が収まる時間を励磁時間に補正して、所定位置に回転子の磁極を静止させて位置決めを行うことにより、回転状態に応じた最適な励磁時間が得られ、確実な位置決めをすることができ、起動安定性を向上することができるブラシレスＤＣモータの駆動装置が得られる。
【００１４】
また、他の手段によれば、前記複数のスイッチング素子の特定の素子の出力端子に接続された抵抗の両端電圧を検出し基準電圧と比較するコンパレータで構成され、位置決め時の固定子巻線に流れる電流の脈動が一定値以下になったことを検出する電流検出手段と、前記ブラシレスＤＣモータの通電開始時に、前記電流検出手段により出力される信号に基づいて前記固定子巻線に流れる電流が一定値以下に収まるでの間、あらかじめ定められたデューティを出力させる起動判断手段を備えたものである。
【００１５】
本発明によれば、ブラシレスＤＣモータの通電開始時に、固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係によって生じる吸引力と反発力による回転子の回転により発生する固定子巻線に流れる電流の脈動が一定値以下に収まるまでの間、位置決め動作を続けることにより、所定位置に回転子が静止していることを判断することができ、モータのばらつきや風の変化および負荷が変化しても、固定子巻線に流れる電流が一定値に収まれば低周波同期起動動作に移行できるので、調整をすることなく、確実な起動ができるブラシレスＤＣモータの駆動装置が得られる。
【００１６】
また、他の手段によれば、起動判断手段は、前記位置検出信号により出力される信号と前記信号変化時間間隔測定手段により出力される信号変化時間間隔に基づいて起動待機時の回転数を測定すると共に、前記位置検出手段の信号変化から回転子を所定位置に静止させる磁極位置までの移動時間を推定し、推定された時間経過後にあらかじめ定められた励磁時間とデューティを出力させる手段を備え、スイッチング素子オン・オフ信号発生手段は、前記位置検出手段の信号変化に応じて回転子を所定位置に静止させる最適な通電パターンを決定する手段を備えたものである。
【００１７】
本発明によれば、ブラシレスＤＣモータの起動待機時の回転状態に応じて、前記ブラシレスＤＣモータの回転子の磁極位置を推定し、あらかじめ定められた励磁時間とデューティおよび通電パターンを、推定された磁極位置に基づいて出力するため、位置決め時の固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係によって発生する反発力による回転子の回転を小さく抑えることにより、短い時間で回転子を所定位置に静止させると共に、固定子巻線に流れる電流の脈動を抑え、回転子の磁石を減磁させることなく確実な位置決めをすることができ、すばやい起動性能が得られ、起動安定性を向上することができるブラシレスＤＣモータの駆動装置が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は上記目的を達成するために、ブラシレスＤＣモータと、このブラシレスＤＣモータの複数の固定子巻線に接続されそれぞれ所定の方向と順序で順次通電するための複数のスイッチング素子と、前記固定子巻線の誘起電圧により回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力信号に基づき回転子を一定方向に回転させるために必要な信号とデューティを出力するスイッチング素子オン・オフ信号発生手段と、前記スイッチング素子オン・オフ信号発生手段により出力されるデューティに基づきパルス幅を変調するパルス幅変調手段と、前記スイッチング素子オン・オフ信号発生手段から出力される信号と前記パルス幅変調手段から出力される信号を合成して前記複数のスイッチング素子を駆動するドライブ手段より構成され、前記ブラシレスＤＣモータの起動待機時に、前記位置検出手段の信号の変化から次の変化までの時間間隔を測定する信号変化時間間隔測定手段と、前記位置検出手段により出力される信号と前記信号変化時間間隔測定手段により出力される信号変化時間間隔に基づいて起動待機時の回転数を測定し、この回転数に応じてあらかじめ定められた励磁時間を最適な励磁時間に補正し、補正された励磁時間とあらかじめ定められたデューティを出力する起動判断手段を備えたものであり、起動待機時に風力等によりブラシレスＤＣモータが回転していることを判断し、固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係によって生じる反発力が収まる時間を励磁時間に補正して、所定位置に回転子の磁極を静止させて位置決めを行うことにより、回転状態に応じた最適な励磁時間が得られ、確実な位置決めをすることができ、起動安定性を向上するという作用を有する。
【００１９】
また、前記複数のスイッチング素子の特定の素子の出力端子に接続された抵抗の両端電圧を検出し基準電圧と比較するコンパレータで構成され、位置決め時の固定子巻線に流れる電流の脈動が一定値以下になったことを検出する電流検出手段と、前記ブラシレスＤＣモータの通電開始時に、前記電流検出手段により出力される信号に基づいて前記固定子巻線に流れる電流が一定値以下に収まるまでの間、あらかじめ定められたデューティを出力させる起動判断手段を備えたものであり、ブラシレスＤＣモータの通電開始時に、固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係によって生じる吸引力と反発力による回転子の回転により発生する固定子巻線に流れる電流の脈動が一定値以下に収まるまでの間、位置決め動作を続けることにより、所定位置に回転子が静止していることを判断することができ、モータのばらつきや風の変化および負荷が変化しても、固定子巻線に流れる電流が一定値に収まれば低周波同期起動動作に移行できるので、調整をすることなく、確実な起動ができるという作用を有する。
【００２０】
また、前記起動判断手段は、前記位置検出手段により出力される信号と前記信号変化時間間隔測定手段により出力される信号変化時間間隔に基づいて起動待機時の回転数を測定すると共に、前記位置検出手段の信号変化から回転子を所定位置に静止させる磁極位置までの移動時間を推定し、推定された時間経過後にあらかじめ定められた励磁時間とデューティを出力させる手段を備えたものであり、ブラシレスＤＣモータの起動待機時の回転状態に応じて、前記ブラシレスＤＣモータの回転子の磁極位置を推定し、あらかじめ定められた励磁時間とデューティおよび通電パターンを、推定された磁極位置に基づいて出力するため、位置決め時の固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係によって発生する反発力による回転子の回転を小さく抑えることにより、短い時間で回転子を所定位置に静止させると共に、固定子巻線に流れる電流の脈動を抑え、回転子の磁石を減磁させることなく確実な位置決めをすることができ、すばやい起動性能が得られ、起動安定性を向上するという作用を有する。
【００２１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
【実施例】
図１、図１０に示すように、１は天井埋め込み型等の換気扇１ａに搭載されるブラシレスＤＣモータで、固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗと回転子（永久磁石）より成る。
【００２３】
Ｑｕ−，Ｑｕ＋，Ｑｖ−，Ｑｖ＋，Ｑｗ−，Ｑｗ＋はスイッチング素子８で、上記固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに所定のタイミングで順次通電を行う。
【００２４】
位置検出手段２は、固定子巻線の誘起電圧により、回転子の磁極位置を検出し、位置検出信号（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）を出力する。
【００２５】
スイッチング素子オン・オフ信号発生手段５は、前記位置検出信号の状態に基づき回転子を一定方向に回転させるために必要な信号（ｕ−，ｕ＋，ｖ−，ｖ＋，ｗ−，ｗ＋）と、デューティを出力する。
【００２６】
パルス幅変調手段６は、前記スイッチング素子オン・オフ信号発生手段５より出力されるデューティに基づきパルス幅を変調する。
【００２７】
３は信号変化時間間隔測定手段、４は起動判断手段を備え、前記信号変化時間間隔測定手段３、起動判断手段４、スイッチング素子のオン・オフ信号発生手段５およびパルス幅変調手段６はマイクロコンピュータ９に内蔵され、ドライブ手段７はマイクロコンピュータ９からの信号を受けて前記スイッチング素子８のＱｕ−，Ｑｕ＋，Ｑｖ−，Ｑｖ＋，Ｑｗ−，Ｑｗ＋のベースに電流を供給するように構成される。
【００２８】
（実施例１）
上記構成において図２、図３に基づきその動作を説明する。
【００２９】
図２において、位置検出手段２の位置検出信号出力（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）の組合せが、ある組合せたとえば（Ｌ，Ｈ，Ｌ）から再び（Ｌ，Ｈ，Ｌ）となった時が電気角で３６０度であり、ある組合せから次の組合せたとえば（Ｈ，Ｈ，Ｌ）から（Ｈ，Ｌ，Ｌ）となった時が電気角で６０度である。
【００３０】
信号変化時間間隔測定手段３は、前記位置検出信号の変化から次の変化までの信号変化時間間隔Ｔ１ｎ、すなわちブラシレスＤＣモータが電気角で６０度回転するのに要する時間を測定する。
【００３１】
起動判断手段４は、前記位置検出信号と前記信号変化時間間隔Ｔ１ｎに基づき、起動待機時の回転子の有無を判断する。回転していれば、図４に示すように、前記信号変化時間間隔Ｔ１ｎに基づいて補正励磁時間ｔ１ｎを決定し、あらかじめ定められた励磁時間ｔ０を補正し、励磁時間Ｔ０を次式より求める。
【００３２】
【数１】
0004275226.tif 000002
【００３３】
起動時に、求められた前記励磁時間Ｔ０の間固定子の特定相にあらかじめ定められた印加電圧Ｖ０をかけ、たとえば複数のスイッチング素子８のオン、オフの状態であるｕ−，ｕ＋，ｖ−，ｖ＋，ｗ−，ｗ＋のＨ，Ｌの状態（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｈ）（以下左記のように表記）を出力する。固定子は励磁され固有の極性となり、固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係により吸引力と反発力が発生し、回転子は回転しながら所定の位置に移動して静止し、位置決めされる。位置決めされた後すなわち励磁時間Ｔ０経過後に、（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ）を出力し、あらかじめ定められた励磁時間Ｔｎ間、印加電圧Ｖｎをかける。その後所定の方向と順序で順次通電を切替え、回転子の速度を上昇させて、起動を行う。
【００３４】
なお、実施例１では、励磁時間補正値を二次曲線近似としたが、負荷に応じて補正値を設定すればよい。また、信号変化時間間隔Ｔ１ｎに対する補正値を細かくすればより起動安定性が向上することは言うまでもない。
【００３５】
（実施例２）
上記構成において図３、図５および図６に基づきその動作を説明する。なお、実施例１と同一部分には同一符号を付加し、その詳細は省略する。
【００３６】
電流検出手段１０は、複数のスイッチング素子８のある特定の素子たとえばＱｕ−素子に接続された抵抗の両端の電圧を検出し、基準電圧と比較するコンパレータで構成される。起動時に、固定子の特定相にあらかじめ定められた印加電圧Ｖ０をかけ、たとえば複数のスイッチング素子８のオン、オフの状態であるｕ−，ｕ＋，ｖ−，ｖ＋，ｗ−，ｗ＋のＨ，Ｌの状態（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｈ）（以下左記のように表記）を出力し位置決めをすると、固定子は励磁され固有の極性となり、固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係によって生じる吸引力と反発力による回転子の回転により発生する固定子巻線に流れる電流の脈動を前記抵抗の両端電圧の変化より検出し、前記基準電圧すなわちＶｒと比較する。前記コンパレータの出力は前記抵抗の両端電圧が基準電圧より高い場合は前記固定子巻線に流れる電流の脈動がある一定値以下ではないとしてＨを出力し基準電圧より低い場合はある一定値以下であるとしてＬを出力する。すなわち前記固定子巻線に流れる電流の脈動が収まれば前記コンパレータはＬを出力し続ける。
【００３７】
起動判断手段４は、前記コンパレータの出力がある一定時間すなわちＴｒ間Ｌの出力が続けば前記固定子巻線に流れる電流の脈動がある一定値以下になったと判断し、（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ）を出力し、あらかじめ定められた励磁時間Ｔｎ間、あらかじめ定められた印加電圧Ｖｎをかける。その後所定の方向と順序で順次通電を切替え、回転子の速度を上昇させて、起動を行う。
【００３８】
なお、実施例２では、Ｑｕ−素子に接続された抵抗の両端の電圧により検出を行ったが、他の素子を用いてもよい。
【００３９】
（実施例３）
上記構成において図７および図８に基づきその動作を説明する。なお、実施例１と同一部分には同一符号を付加し、その詳細は省略する。
【００４０】
起動判断手段４は、前記位置検出信号と前記信号変化時間間隔Ｔ１ｎに基づき、起動待機時の回転子の有無を判断する。回転していれば、たとえば位置検出信号出力（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）の組合せが、ある組合せたとえば（Ｌ，Ｈ，Ｌ）から次の組合せたとえば（Ｈ，Ｈ，Ｌ）に信号出力が変化するのに要する時間すなわち信号変化時間間隔Ｔ１ｎに基づいて位置検出信号出力（Ｈ，Ｈ，Ｌ）における回転子の磁極位置から回転子を静止させる磁極位置までの回転子の移動時間すなわち励磁開始時間ｔ２ｎを決定すると共に位置検出信号出力（Ｌ，Ｈ，Ｌ）における回転子の磁極位置から固定子に発生させる磁界を決定する。すなわち固定子巻線に通電を行うスイッチング素子８のオン、オフの状態であるｕ−，ｕ＋，ｖ−，ｖ＋，ｗ−，ｗ＋のＨ，Ｌの状態（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｈ）（以下左記のように表記）を決定する。
【００４１】
位置検出信号出力の組合せが（Ｌ，Ｈ，Ｌ）から（Ｈ，Ｈ，Ｌ）に信号出力が変化してから励磁開始時間ｔ２ｎ経過後、あらかじめ定められた励磁時間Ｔ０間あらかじめ定められた印加電圧Ｖ０をかけると共に（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｈ）を出力する。
【００４２】
固定子は励磁され固有の極性となり、固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係が所定の静止位置の近傍であり反発力は抑えられ吸引力が発生し、回転子は所定の位置まで移動して静止し、位置決めされる。位置決めされた後すなわち励磁時間Ｔ０経過後に、（Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｈ）を出力し、あらかじめ定められた励磁時間Ｔｎ間、印加電圧Ｖｎをかける。その後所定の方向と順序で順次通電を切替え、回転子の速度を上昇させて、起動を行う。
【００４３】
なお、実施例３では、励磁開始時間ｔ２ｎは、位置検出手段より出力される位置検出信号から、反発力が小さく抑えられる磁極位置すなわち回転子が静止する磁極位置に至るまでの移動時間であり、モータの極数や位置検出手段と固定子巻線との位置関係に応じて設定すればよい。また、信号変化時間間隔Ｔ１ｎに対する励磁開始時間を細かくすればより起動安定性が向上することは言うまでもない。
【００４４】
なお、本実施例１乃至実施例３ではブラシレスＤＣモータの駆動装置について述べたが、同様のブラシレスＤＣモータの駆動装置を用いた換気扇、レンジフード、空気調和機等の電気機器にも、本発明の適用が可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、ブラシレスＤＣモータの起動待機時に、前記位置検出手段の信号の変化から次の変化までの時間間隔を測定する信号変化時間間隔測定手段と、前記位置検出手段により出力される信号と前記信号変化時間間隔測定手段により出力される信号変化時間間隔に基づいて起動待機時の回転数を測定し、あらかじめ定められた励磁時間を前記回転数に応じた最適な励磁時間に補正し、補正された励磁時間とあらかじめ定められたデューティを出力する起動判断手段を備えているため、起動待機時に風力等によりブラシレスＤＣモータが回転していることを判断し、固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係によって生じる反発力が収まる時間を励磁時間に補正して、所定位置に回転子の磁極を静止させて位置決めを行うことにより、回転状態に応じた最適な励磁時間が得られ、確実な位置決めをすることができ、起動安定性を向上するブラシレスＤＣモータの駆動装置を提供できる。
【００４６】
また、前記複数のスイッチング素子の特定の素子の出力端子に接続された抵抗の両端電圧を検出し基準電圧と比較するコンパレータで構成され、位置決め時の固定子巻線に流れる電流の脈動が一定値以下になったことを検出する電流検出手段と、前記ブラシレスＤＣモータの通電開始時に、前記電流検出手段により出力される信号に基づいて前記固定子巻線に流れる電流が一定値以下に収まるまでの間、あらかじめ定められたデューティを出力させる起動判断手段を備えているため、ブラシレスＤＣモータの通電開始時に、固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係によって生じる吸引力と反発力による回転子の回転により発生する固定子巻線に流れる電流の脈動がある一定値以下に収まるまでの間、位置決め動作を続けることにより、所定位置に回転子が静止していることを判断することができ、モータのばらつきや風の変化および負荷が変化しても、固定子巻線に流れる電流が一定値に収まれば低周波同期起動動作に移行できるので、調整をすることなく、確実な起動ができるブラシレスＤＣモータの駆動装置を提供できる。
【００４７】
また、前記起動判断手段は、前記位置検出手段により出力される信号と前記信号変化時間間隔測定手段により出力される信号変化時間間隔に基づいて起動待機時の回転数を測定すると共に、前記位置検出手段の信号変化から回転子を所定位置に静止させる磁極位置までの移動時間を推定し、推定された時間経過後にあらかじめ定められた励磁時間とデューティを出力させる手段を備えているため、ブラシレスＤＣモータの起動待機時の回転状態に応じて、前記ブラシレスＤＣモータの回転子の磁極位置を推定し、あらかじめ定められた励磁時間とデューティおよび通電パターンを、推定された磁極位置に基づいて出力するため、位置決め時の固定子の磁極と回転子の永久磁石の磁極との位置関係によって発生する反発力による回転子の回転を小さく抑えることにより、短い時間で回転子を所定位置に静止させると共に、固定子巻線に流れる電流の脈動を抑え、回転子の磁石を減磁させることなく確実な位置決めをすることができ、すばやい起動性能が得られ、起動安定性を向上するブラシレスＤＣモータの駆動装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブラシレスＤＣモータの駆動装置の回路構成図
【図２】起動待機時のタイミングチャート
【図３】位置決め起動タイミングチャート
【図４】補正励磁時間と信号変化時間間隔と関係図
【図５】実施例２におけるブラシレスＤＣモータの駆動装置の回路構成図
【図６】抵抗の両端電圧と時間の関係図
【図７】実施例３における位置決め起動タイミングチャート
【図８】励磁開始時間と信号変化時間間隔の関係図
【図９】従来のブラシレスＤＣモータの駆動装置の回路構成図
【図１０】本発明のブラシレスＤＣモータの駆動装置を用いた換気扇の設置時の状態を示す概略図
【符号の説明】
１  ブラシレスＤＣモータ
２  位置検出手段
３  信号変化時間間隔測定手段
４  起動判断手段
５  スイッチング素子オン・オフ信号発生手段
６  パルス幅変調手段
７  ドライブ手段
８  スイッチング素子
９  マイクロコンピュータ
【図１】
0004275226.tif 000003
【図２】
0004275226.tif 000004
【図３】
0004275226.tif 000005
【図４】
0004275226.tif 000006
【図５】
0004275226.tif 000007
【図６】
0004275226.tif 000008
【図７】
0004275226.tif 000009
【図８】
0004275226.tif 000010
【図９】
0004275226.tif 000011
【図１０】
0004275226.tif 000012