(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣブラシレスモーターの固定子巻線が集中巻である固定子のスロットオープニングと回転子鉄心により形成される極間部が対向する位置が発生する回転を駆動するインバータと、前記インバータに流入する電流を検出する電流センサと、前記インバータを制御すると共に回転位置センサを用いることなく前記ＤＣブラシレスモーターの回転子の位置を演算して自制運転を行う制御装置と、を備え、高速回転時または高負荷時に前記自制運転状態で前記電流センサにより検出された電流値が所定値を越えたと判断すると前記自制運転から切換えて他制運転とし、誘起電圧位相より進めた位相に通電する運転により速度指令値に近づくように速度制御を行うことを特徴とするＤＣブラシレスモーター装置。
【請求項２】
前記ＤＣブラシレスモーターを駆動する電圧指令値が自制運転状態での回転数が上がらない最大電圧付近に達するかどうかを判断する電圧判断手段と、を備え、前記ＤＣブラシレスモーターを駆動するＰＷＭインバータのＰＷＭデューティが大である時の運転を前記他制運転とすることを特徴とする請求項１記載のＤＣブラシレスモーター装置。
【請求項３】
前記電圧判断手段と前記電流センサにより検出された電流を判断する電流判断手段の両方を用いて前記自制運転から切換えて前記他制運転に制御することを特徴とする請求項２記載のＤＣブラシレスモータ装置。
【請求項４】
回転子の位置を検出する装置は、前記ＤＣブラシレスモーターの端子電圧を中性点あるいは中性点に相当する点の電圧と比較することによって行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＤＣブラシレスモーター装置。
【請求項５】
出力電圧が飽和した後の他制運転において、通電角１２０度以上とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＤＣブラシレスモーター装置。
【請求項６】
高速状態及び高負荷状態の少なくともいずれかにおいて切換えられた他制運転中に所定電流以下を検出した際に、前記ＤＣブラシレスモーターの運転を自制運転に切換えることを特徴とする請求項１記載のＤＣブラシレスモーター装置。
【請求項７】
前記所定電流は定格電流以上で過負荷限界電流以下であることを特徴とする請求項６記載のＤＣブラシレスモーター装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータにより駆動されるＤＣブラシレスモーターの制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来のＤＣブラシレスモーター装置の構成を示す図である。図８において、１は直流電源、２は制御信号に基づき動作する複数のスイッチ素子を有し直流電源１より供給される直流電圧Ｖｄｃを交流電圧に変換するインバータ、３は複数の巻線を有する固定子３ａおよび永久磁石を有する回転子３ｂから構成されインバータ２からの交流電圧によって動作するＤＣブラシレスモーター、４はＤＣブラシレスモーター３の端子電圧を検出して、前記ＤＣブラシレスモーターの回転子３ｂの位置を検出する位置検出回路、５は前記位置検出回路４から出力される位置信号を入力してインバータ２のスイッチ素子の制御信号を発生する制御回路、６は位置検出回路４の出力する複数の位置信号を基にＤＣブラシレスモーターの回転子３ｂの磁極位置情報θｍを演算する位置演算手段、７は前記磁極位置情報θｍと速度指令ｆ＊とに基づき自制運転するための電圧指令値Ｖ１および周波数ｆを演算する自制運転演算手段、１０は位置検出ができない起動における電圧指令値Ｖ０および周波数ｆ’を演算する他制運転演算手段、１１は前記磁極位置情報θｍに基づき運転方法すなわち他制運転か自制運転かを切り替える選択手段、１２は直流電圧Ｖｄｃと前記選択手段１１の選択した運転方法に基づきインバータ２の各スイッチング素子の制御信号を作成する駆動制御手段である。
【０００３】
次に動作について説明する。図９は、従来のＤＣブラシレスモーター駆動手順（選択手順１１の動作）の一例を示すフローチャートである。まず駆動を開始する場合、選択手段１１は他制運転を選択する（ステップ１）。次に他制運転演算手段１０は、予め定められた電圧指令値Ｖ０および周波数ｆ’の時間変化パターンの出力を開始する。駆動制御手段１２は、他制運転演算手段１０から選択手段１１を経由して電圧指令値および、周波数を得、この周波数を積分して位相を得、これらにより出力すべき電圧を演算し、さらに直流電圧Ｖｄｃを加味して各相のＰＷＭデューティを計算しＰＷＭ信号を出力する。インバータ２は前記ＰＷＭ信号に基づきスイッチング素子を駆動し、ＤＣブラシレスモーターの回転子３ｂを回転させる。他制運転での電圧指令値Ｖ０および周波数ｆ’のパターンの一例を図１０に示す。図１０の如く出力電圧一定のもとで周波数を徐々に上げると、回転子３ｂの回転数上昇による誘起電圧の上昇および出力電圧に対するロータ回転位相の遅れが増加し、良好な誘起電圧ゼロクロス検出が可能な位相関係となる。他制運転中、選択手段１１は位置検出回路４および位置演算手段６を介して回転子の回転情報を取得し、誘起電圧ゼロクロスが正常に検出されているか否か、すなわち自制運転に切替が可能であるか否かを判断する（ステップ２）。自制運転不可の場合は引き続き他制運転を行い、また自制運転可能となったら自制運転へと切り替える。自制運転演算手段７の詳細構成図を図１１に示す。図１１に示すように自制運転演算手段７は速度指令と回転速度の差分（速度偏差）を積分することにより電圧指令値Ｖ１を演算し、回転速度情報ｆと共に出力する。この電圧指令値Ｖ１および回転速度ｆに基づき駆動制御手段１２およびインバータ２が動作し、モータを駆動する。以降自制運転のもとで動作が継続し、自制運転演算手段７内の速度偏差がゼロとなるよう制御がなされ、すなわち速度制御が実現される。（ステップ３）
【０００４】
上記の一連の動作を行った場合のモーターの回転速度および電圧の時間変化を図１２に示す。なお、選択手段１１は誘起電圧が観測不能となる起動時のみ他制運転を選択する。このため一度自制運転に切り替えて定常運転に移行した後は他制運転に再度戻ることはない。なお、位置検出手段４はモーターの中性点（各相巻線の接続点）電圧あるいはこれに相当する基準電圧（例えば直流電圧Ｖｄｃの１／２）を生成し、モーターの各相端子電圧波形と前記基準電圧とをそれぞれ比較し、この比較結果を位置検出信号として制御手段５に出力するが、この基準電圧は例えば直流電源１の電圧Ｖｄｃの１／２、あるいはモーターの端子電圧の平均値などが用いられる。ＤＣブラシレスモーターの回転子３ｂの磁極位置情報はＤＣブラシレスモーターの固定子３ａの誘起電圧によって取得される。しかしながら、端子電圧はモーターの端子電圧においてこの誘起電圧が現れるためには、該当する相の巻線に電流が流れていないことが条件となる。具体的には相のインバータのスイッチング状態がＯＦＦ状態（通電休止期間）しており、かつ通電直後の電流継続状態（環流）が終了していることが位置検出可能であることの条件である。これは、正常な位置検出を行うためにインバータ２の運転状態を制限する必要があることを意味している。上記のような構成・動作を行う例としては例えば特開平１１−２７５８８７号公報に示されたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般にＤＣブラシレスモーターを高回転で駆動するためにはインバータ印加電圧位相をＤＣブラシレスモーターの誘起電圧位相より進めた位置に通電する弱め界磁制御が有効である。しかし、上述したように誘起電圧ゼロクロスを用いたセンサレス制御法における位置検出信号は各々の相に通電が行われていない通電休止期間においてのみ検出可能であり、通電休止期間は所定位相からこの信号検出タイミング、即ち位置検出信号の極性変化までの間必要となることから、インバータの印加電圧位相の進み角は所定の値を越えて進めることはできない。従来の位置検出回路４を用いた場合、位置検出信号は常に端子電圧のゼロクロス点を検出することになるので、印加電圧の点弧位相は最大でも端子電圧のゼロクロス点までしか進めることはできない。従って、高効率運転、または高回転を実現する上で誘起電圧に誘起電圧のゼロクロス点よりも先に印加電圧を点弧したくともその要求に応えられないという問題があった。また特開２０００−２３２７６２号公報等に示されるようにＤＣブラシレスモーターでは電機子起磁力による誘起電圧の振動が発生し、この振動による駆動異常が生じる場合があることが知られている。またこの誘起電圧の振動は高回転・高負荷となるほど大きくなることも知られている。前記資料では駆動異常の発生を抑止する手段として、モーター固定子形状変更による対策法が示されているが、前記固定子形状以外のモーターでの駆動異常に対しては効果が無く、汎用性に乏しいなどの問題があった。
【０００６】
この発明は上記問題点を解消するためになされたもので、広範囲運転範囲を有し信頼性の高いＤＣブラシレスモーターを提供することを目的とする。更に高回転側への運転範囲拡大あるいは誘起電圧の振動による駆動異常を解消するなど安定した運転が可能なＤＣブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、ＤＣブラシレスモーターの固定子巻線が集中巻である固定子のスロットオープニングと回転子鉄心により形成される極間部が対向する位置が発生する回転を駆動するインバータと、インバータに流入する電流を検出する電流センサと、インバータを制御すると共に回転位置センサを用いることなくＤＣブラシレスモーターの回転子の位置を演算して自制運転を行う制御装置と、を備え、高速回転時または高負荷時に自制運転状態で電流センサにより検出された電流値が所定値を越えたと判断すると自制運転から切換えて他制運転とし、誘起電圧位相より進めた位相に通電する運転により速度指令値に近づくように速度制御を行うものである。
【０００８】
請求項２に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、ＤＣブラシレスモーターを駆動する電圧指令値が自制運転状態での回転数が上がらない最大電圧付近に達するかどうかを判断する電圧判断手段と、を備え、ＤＣブラシレスモーターを駆動するＰＷＭインバータのＰＷＭデューティが大である時の運転を他制運転とするものである。
【０００９】
請求項３に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、電圧判断手段と電流センサにより検出された電流を判断する電流判断手段の両方を用いて自制運転から切換えて他制運転に制御するものである。
【００１０】
請求項４に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、回転子の位置を検出する装置は、ＤＣブラシレスモーターの端子電圧を中性点あるいは中性点に相当する点の電圧と比較することによって行うものである。
【００１１】
請求項５に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、出力電圧が飽和した後の他制運転において、通電角１２０度以上とするものである。
【００１２】
請求項６に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、高速状態及び高負荷状態の少なくともいずれかにおいて切換えられた他制運転中に所定電流以下を検出した際に、ＤＣブラシレスモーターの運転を自制運転に切換えるものである。
【００１３】
請求項７に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、所定電流は定格電流以上で過負荷限界電流以下であるものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本実施の形態において、従来例と同一の機能を果たす部分については同一の符号を付し説明を省略する。図１は本発明のＤＣブラシレスモーター装置の構成を示す図である。図１において、１は直流電源、２は制御信号に基づき動作する複数のスイッチ素子を有し直流電源１より供給される直流電圧Ｖｄｃを交流電圧に変換するインバータ、３は複数の巻線を有する固定子３ａおよび永久磁石を有するモータ回転子３ｂから構成されインバータ２からの交流電圧によって動作するＤＣブラシレスモーター、４はＤＣブラシレスモーター３の端子電圧を検出して、前記ＤＣブラシレスモーターの回転子３ｂの位置を検出する位置検出回路、５は前記位置検出回路４から出力される位置信号を入力してインバータ２のスイッチ素子の制御信号を発生する制御回路、６は前記位置検出回路４の出力する複数の位置信号を基にＤＣブラシレスモーターの回転子３ｂの磁極位置情報θｍを演算する位置演算手段、７は前記磁極位置情報θｍと速度指令ｆ＊と基づき自制運転するための電圧指令値Ｖ１＊およびその電圧位相θ１を演算する自制運転演算手段、１０は速度指令ｆ＊より直流電圧指令値Ｖ０および電圧位相θ０を演算する他制運転演算手段、１１は他制運転から自制運転に切り替える選択手段、１２は直流電圧Ｖｄｃと前記選択手段１１の選択した電圧指令・電圧位相とに基づきインバータ２の各スイッチング素子の制御信号を作成する駆動制御手段である。
【００２０】
また図２は選択手段の動作を示すフローチャートである。ステップ１〜２は起動時の他制運転処理であり、起動後は従来と同様の動作すなわち位置検出が可能になり次第自制運転が選択され他制運転から切り替わる。自制運転中は従来例に示した速度制御を行うと共に、速度指令ｆ＊と検出し演算した速度ｆの大小関係の判定（ステップ４）と電圧指令値Ｖ１が最大値（Ｖmax）であるかの判別を行う（ステップ５）。ここで、ｆ＊＞ｆかつＶ１＝Ｖｍａｘ、すなわち自制運転状態で出力電圧が上限に達し、さらに加速ができない状態に至った場合は高速時の他制運転に移行する。高速時の他制運転では、周波数ｆ０の初期値を実速度ｆとし、徐々に速度指令値ｆ＊に徐々に近づくように制御する（ステップ６）。高速時の他制運転中は、前記の周波数制御と同時に、速度指令値ｆ＊と予め定めておいた他制運転下限周波数ｆ２との大小関係比較、および誘起電圧のゼロクロス検出（位置検出）を行う（ステップ７，８）。なおｆ２は、最大電圧を必要とする運転周波数よりも小さい値を選択する。ここでｆ＊＜ｆ２かつ位置検出が可能である場合は、選択手段１１は他制運転から自制運転へと再度切り替えて、従来と同様の速度制御を行う。
【００２１】
以上のような制御の運転例を図５に示す。図５は図２フローチャートのステップ３から６への速度を加速し上げている動作、及びステップ６から３への速度を減速し下げる動作、更に図５の自制から他制への切換えは５から６への切換えを意味しており、また図５の他制から自制への切換えはステップ８から３への切換えを意味している。図５は横軸が時間で縦軸に電圧と周波数を説明するものである。自制運転中に大きな速度指令ｆ＊を与えると、自制運転により電圧が増加し加速して行き、出力電圧が最大となる。この時刻から他制運転が選択され、出力電圧が一定（最大）のまま出力周波数が増加する。これにより、従来法よりも高速に運転が可能となることが判る。また、速度指令が低くなり他制運転からの減速時は速度が所定周波数ｆ２を下回った時刻より自制運転に切り替わるので、過剰な電圧を与えることなく効率の良い運転が実現される。速度ｆが速度指令ｆ＊へ追従する波形が自制運転時と他制運転時で異なるのは自制制御では一般的な積分制御とし、他制制御ではランプ関数を使用して加速度一定制御としているためで、ランプ関数は時間あたりの制御量変化が一定となるような関数である。他制運転でも積分制御を使用できるが、高速状態では速度を上げるため弱め界磁制御を行う。
【００２２】
すなわちＤＣブラシレスモーターをより高回転まで駆動するためにインバータ印加電圧位相をブラシレスモーターの誘起電圧位相より進めた位相に通電する運転方法、これを弱め界磁運転というが、が有効である。通電位相を進めることによりモーター固定子の電機子の磁束は磁石の磁束を弱める方向に働き、誘起電圧は低減され、出力電圧が抑制される。いいかえれば出力電圧が一定の条件ではより高い回転数まで運転できる。他制運転で進み位相通電を行った場合の端子電圧波形及び位置検出信号の関係説明図を図７に示す。図７では他制運転のため位置検出信号が本来通電休止期間にあるはずが図７のように位置検出されるべきタイミングよりも端子電圧の位相が進み通電開始タイミングが早くなったとしても位置検出信号に無関係な他制制御であるから安定運転が可能になる。通電休止期間にとらわれない運転が可能になる。弱め界磁制御で電圧が足りない状態で速度を上げるため発生トルクを犠牲にしており、モーター発生トルクは漸減するため自動的に回転子３bの位相が遅れて運転する。この状態を回転子位相を基準に見れば通電位相を進めていることになり、すなわち弱め界磁運転が自動的に達成される。この結果従来よりも高速運転が可能になる。一方高速で弱め界磁制御をするので、これに対し加速トルクを制限した方がより安定性を損なわないで運転できる。加速トルクを制限するために加速度を一定以下に抑えている。このように高速時の他制運転に加速度一定制御を採用することにより一層安定した運転を得ることが出来る。
【００２３】
次に本発明の別の構成例を説明する。これは電機子起磁力による誘起電圧波形の歪みがもたらす駆動異常を解消するためのもので、駆動異常は、誘起電圧波形の歪みにより正しい誘起電圧ゼロクロス情報を得られなくなることにより生じる。波形の歪みは電機子電流（モータ電流）の大きさに依存する。本例では、電流を検出し所定以上となったら誘起電圧ゼロクロスを検出しない駆動方法すなわち他制運転とすることで駆動異常は解消できる。図３は、本例の構成図である。図３おいて１３はインバータ２に流入する電流（以下入力電流）を検出する電流センサである。他の構成は図１と同様である。電流センサ１３において検出された電流値は選択手段１１に入力され、これに基づき他制運転、自制運転が決定される。
【００２４】
図４は図３の構成に対する動作を示すフローチャートである。ステップ１‐３は図２と同様である。ステップ３における自制運転中は速度制御すると共に入力電流Ｉを監視し、所定値Ｉ１と比較する（ステップ４ａ）。ここで入力電流Ｉが所定値Ｉ１を越えたと判断された場合は他制制御に切り替える。ステップ６の高速での他制制御中においては電圧固定の基で速度を速度指令に近づけるよう制御を行うと共に入力電流を監視し、ここでステップ７ａの如く入力電流Ｉが所定値Ｉ２を下回った判断されかつステップ８の如く位置検出が正常に行われる場合は自制運転に移行する。
【００２５】
Ｉ１，Ｉ２は電機子電流による駆動異常が発生しない電流値の範囲でＩ１＞Ｉ２なる条件で設定する。なお、本例では検出する電流を入力するものとしたが、これに限らず、モータ電流を検出しても良い。駆動異常の発生がモーター電流に依存するので計測する電流はモーター電流に関連する量、例えば交流電源電流や電力などを使用すれば良いし、電流あるいは電力に比例する物理量であれば良い庫とは当然である。また何処で計測しようと計測値は瞬時値でも平均値でも実行値でも可能である。上記例では一例としてインバータ入力電流で説明している。このインバータ入力電流で計測すると検出回路と制御回路のグランドである基準電圧を共通化でき構造の簡素化と標準化が可能になる。また、駆動異常は誘起電圧ゼロクロスの間隔が短くなる高速運転時に発生しやすいため、図２のフローチャートの動作と図４のフローチャートの動作を組合せる、すなわち図２のステップ５の電圧を判断する電圧判断手段と図４のステップ４ａの電流を判断する電流判断手段の両方を使用して制御することなどにより、広運転範囲かつ安定な駆動装置が実現出来る。なお動作のフローの組合せは速度と電流などＤＣブラシレスモーター装置にて駆動する負荷の種類や用途、運転範囲などを考慮して選べは良い。
【００２６】
次に、本発明のＤＣブラシレスモーター装置に使用する、効果がより発揮されるモーター形状につき説明する。図６は集中巻モーターの構成図である。図６において２０は固定子鉄心、２０ａは固定子歯部、２０ｂはスロットオープニング、２１は回転子磁石、２２は回転子鉄心、２２ａは回転子極間部、２３は固定子巻線である。ここで固定子巻線２３に通電すると、これにより発生する磁束は回転子極間部２２ａ，回転子鉄心２２、および固定子鉄心２３により形成される磁気回路に流れる。ここで回転子極間部２２ａの位置が、回転子歯部２０ａに対向した位置にある場合は前記磁気回路は小さいが、前記回転子極間部２２ａの位置がスロットオープニング２０ｂに対向した位置にある場合は、ギャップが大となるため磁気抵抗が大きくなる。すなわち、極間部がスロットオープニングを通過する際に磁束の急激な変化が生じ，固定子巻線２３には起電力が発生する。この起電力がインバータの位置検出回路の誤動作の要因となっている。集中巻モーターでは固定子歯部２０ａ一本当たりに流れる磁束が大きいため，前記の起電力の影響も大きく、制御する上で大きな課題となる場合がある。本実施例に示した制御は電流に応じて自制運転・他制運転を切り替えるため、特に電流値が大きな高負荷状態で集中巻モーターをより安定に運転することが出来る。
【００２７】
本発明は、高速側の運転範囲拡大およびモーターの駆動異常の解消を達成すべく、回転速度が大である際に、位置検出情報による自制運転（速度フィードバック運転）から、速度指令のみに基づく他制運転（速度オープンループ運転）に切り替える様制御する方法である。これはＤＣブラシレスモーターをセンサレス１２０度通電でＰＷＭ駆動するインバータでは、ＰＷＭデューティが最大あるいはある値以上になった場合運転周波数を位置検出により得た速度を用いずに速度指令値にのみによって制御するオープンループ制御とするもので、これにより通電角１２０度以上とすることができる。
【００２８】
すなわち、高速側の運転範囲拡大およびモーターの駆動異常の解消を達成すべく、電流が大である際に、位置検出情報による速度フィードバック運転（自制運転）から、速度指令のみに基づくオープンループ運転（他制運転）に切り替える様制御する方法である。
【００２９】
また、高速側の運転範囲拡大およびモーターの駆動異常の解消を達成すべく、ＰＷＭインバータのＰＷＭデューティが大である際に、位置検出情報による速度フィードバック運転（自制運転）から、速度指令のみに基づくオープンループ運転（他制運転）に切り替える様制御する方法である。
【００３０】
更に、高効率運転を実現すべく、ＤＣブラシレスモーター装置のモーターの固定子構造として集中巻を採るものである。
【００３１】
更に、安価な回路で実現すべく、モーターの位置検出方法として、ＤＣブラシレスモータの端子電圧を中性点あるいは中性点に相当する点の電圧と比較する方法を採るものである。
【００３２】
以上説明したとおりこの発明では、高速回転時の弱め界磁運転誘起電圧のゼロクロス飽和レベル演算手段に基づき出力電流のピークを抑えて駆動されるため、回路を安価に実現できる。
【００３３】
また、積分制御を自制運転で使用し高速時には加速度一定制御に切換えるので制御回路内の積分器が発散せず運転を安定に行うことができる。
【００３４】
また本発明は、回転数を変化させても運転を安定に行うことができ、高効率かつ周波数範囲の広い運転を安定に行うことができ、安価な回路構成とすることができる。以上までの説明で高速時または高負荷時の他制運転での下限周波数、すなわち速度は定格周波数以上最大周波数以下と説明してきたが、これは一般に定格時に高効率が求められるため自制運転とする方が望ましいためである。定格以上の高速では効率よりも速度限界性能、すなわちより高い速度までの安定した運転が求められるため他制運転とする考えを説明している。このことは高負荷状態の運転でも同様で定格負荷状態では効率を追及して自制運転を、それ以上の高負荷状態では安定した運転である他制運転とすれば良い。
【００３５】
但しＤＣブラシレスモーター装置を使用する負荷や目的に応じて切り替えの条件とすれば良く、この高速時または高負荷時の他制運転への切換えの条件設定を特に定格状態とする必要がなく、効率が必要な領域とそれよりも高速または高負荷で安定した運転が必要な領域の区分けに応じて、あるいは何処まで高い速度を得たいかなどに応じて切換え位置を設定すれば良いことは当然である。特に高速時の他制運転はトルクを犠牲にして回転数を稼ぐ弱め界磁運転を行う都合上、高速時にあまりトルクを必要としない負荷にこの発明のＤＣブラシレスモーター装置を使用すると良い。例えば冷凍サイクルに使用される圧縮機の場合、高速域で定トルク負荷に近い特性のため本発明の制御は特に有効に働く。更に対象負荷をエアコンとした場合、他制運転の範囲として、低い外気温度条件時の暖房運転する際に自制運転から他制運転に切換えると良い。低外気暖房は負荷トルクが小さいので回転数が高い状態で運転される。この状態で他制運転を行えば更に高回転化が図れ一層暖房能力を上げることが出来小さい構造で暖房能力が大きなエアコンが実現できる。この場合はエアコンが暖房モード運転を指令された後で外気温度が例えば１０度より低い場合には高速度時または高負荷時と判断して自制運転から他制運転に切換えられることになる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、ＤＣブラシレスモーターの固定子巻線が集中巻である固定子のスロットオープニングと回転子鉄心により形成される極間部が対向する位置が発生する回転を駆動するインバータと、インバータに流入する電流を検出する電流センサと、インバータを制御すると共に回転位置センサを用いることなくＤＣブラシレスモーターの回転子の位置を演算して自制運転を行う制御装置と、を備え、高速回転時または高負荷時に自制運転状態で前記電流センサにより検出された電流値が所定値を越えたと判断すると自制運転から切換えて他制運転とし、誘起電圧位相より進めた位相に通電する運転により速度指令値に近づくように速度制御を行うので、効率の良い信頼性の高い装置が得られる。
【００３７】
請求項２に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、ＤＣブラシレスモーターを駆動する電圧指令値が自制運転状態での回転数が上がらない最大電圧付近に達するかどうかを判断する電圧判断手段と、を備え、ＤＣブラシレスモーターを駆動するＰＷＭインバータのＰＷＭデューティが大である時の運転を他制運転とするので、高速回転時安定した運転が行える装置が得られる。
【００３８】
請求項３に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、電圧判断手段と電流センサにより検出された電流を判断する電流判断手段の両方を用いて自制運転から切換えて他制運転に制御するので、広範囲運転かつ安定な駆動ができる装置が得られる。
【００３９】
請求項４に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置の、回転子の位置を検出する装置は、ＤＣブラシレスモーターの端子電圧を中性点あるいは中性点に相当する点の電圧と比較することによって行うので、簡単な、安価な装置とすることが出来る。
【００４０】
請求項５に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、出力電圧が飽和した後の他制運転において、通電角１２０度以上とするので、高速側の運転範囲を拡大できる装置が得られる。
【００４１】
請求項６に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、高速状態及び高負荷状態の少なくともいずれかにおいて切換えられた他制運転中に所定電流以下を検出した際に、ＤＣブラシレスモーターの運転を自制運転に切換えるので、効率の良い運転が可能になる。
【００４２】
請求項７に係る本発明のＤＣブラシレスモーター装置は、所定電流は定格電流以上で過負荷限界電流以下であるので、高負荷状態で安定性が高い運転が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１におけるＤＣブラシレスモーター装置の構成図。
【図２】  この発明の実施の形態１における動作を示すフローチャート。
【図３】  この発明の実施の形態１における別のＤＣブラシレスモーター装置の構成図。
【図４】  この発明の実施の形態１における別の動作を示すフローチャート。
【図５】  この発明の実施の形態１の制御の運転例を示す説明図。
【図６】  この発明の実施の形態１におけるＤＣブラシレスモーター装置の集中巻モータの構成図。
【図７】  この発明の実施の形態１におけるＤＣブラシレスモーター装置の端子電圧波形図。
【図８】  従来のＤＣブラシレスモーター装置の構成図。
【図９】  従来の装置の駆動手順を示すフローチャート。
【図１０】  従来の他制運転における電圧指令と周波数のパターンを示す図。
【図１１】  従来の装置の速度指令と電圧飽和レベルの関係を示す図。
【図１２】  従来装置の速度と電圧の時間変化を示す図。
【符号の説明】
１  直流電源、  ２  インバータ、  ３  ＤＣブラシレスモーター、  ３a  ＤＣブラシレスモーターの固定子、  ３b  ＤＣブラシレスモーターの回転子、４  位置検出回路、  ５  制御手段、  ６  位置演算手段、  ７  自制運転演算手段、  １０  他制運転演算手段、  １１  選択手段、  １２  駆動制御手段、  ２０  固定子鉄心、  ２１  回転子磁石、  ２２  回転子鉄心、  ２３  固定子巻線。
【図１】
0003753074.tif 000002
【図２】
0003753074.tif 000003
【図３】
0003753074.tif 000004
【図４】
0003753074.tif 000005
【図５】
0003753074.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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