BR112016019154B1 - Dispositivo de conversão de energia que fornece energia a um motor incluído em um condicionador de ar - Google Patents

Dispositivo de conversão de energia que fornece energia a um motor incluído em um condicionador de ar Download PDF

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Shinichi Ishizeki
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Abstract

DISPOSITIVO DE CONVERSÃO DE ENERGIA QUE FORNECE ENERGIA A UM MOTOR INCLUÍDO EM UM CONDICIONADOR DE AR. Reduz-se uma falha na ativação de um motor causada pelo ruído externo sobreposto em uma tensão induzida. Um circuito de detecção (27) é conectado a um nó de conexão (cn3) provido entre um elemento de comutação de braço superior (25w) e um elemento de comutação de braço inferior (26w), e detecta a tensão induzida de um motor de ventoinha (77) antes da ativação. O controlador de comutação (28) ativa o motor de ventoinha (77) em conformidade com o resultado de detecção pelo circuito de detecção (27). Apesar de o circuito de detecção (27) detectar a tensão induzida, o controlador de comutação (28) realiza o controle de comutação, que envolve LIGAR e DESLIGAR alternadamente o elemento de comutação de braço inferior (26w).

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere a um dispositivo de conversão de energia que fornece energia a um motor incluído em um condicionador de ar.
TÉCNICA ANTERIOR
[002] Uma unidade exterior de um condicionador de ar inclui: um permutador de calor externo que permuta calor entre o ar externo e um refrigerante; uma ventoinha externa que envia o ar externo ao permutador de calor externo; e um motor de ventoinha que atua como uma fonte de acionamento da ventoinha externa. Como a unidade exterior é colocada do lado de fora, a ventoinha externa, em um estado interrompido, poderia girar por influência, por exemplo, do vento. Além disso, imediatamente após interromper a operação, a ventoinha externa continua girando durante um tempo devido ao momento de inércia. Quando a ventoinha externa é ativada nestas circunstâncias, o motor de ventoinha poderia ser deixado intencionalmente desacionado, dependendo da velocidade de rotação da ventoinha externa, porque ar externo suficiente é enviado ao permutador de calor externo. Portanto, é desejável conhecer a condição da ventoinha externa antes de sua ativação.
[003] O Documento de Patente 1 revela uma técnica que envolve a detecção de uma tensão induzida de um motor de ventoinha antes da ativação, e a determinação de uma sequência de ativação do motor de ventoinha com base no resultado da detecção.
LISTA DE CITAÇÕES DOCUMENTO DE PATENTE
[004] DOCUMENTO DE PATENTE 1: Publicação de Patente Japonesa não examinada No H07-337080
SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO
[005] Na detecção da tensão induzida do motor de ventoinha antes da ativação, o circuito de detecção para detecção da tensão induzida tem que possuir uma entrada conectada ao enrolamento do motor de ventoinha. Além disso, o circuito de detecção possui desejavelmente a mais elevada impedância possível para a menor perda de energia possível, a perda de energia ocorrendo devido ao circuito de detecção estar conectado ao motor de ventoinha.
[006] No entanto, uma impedância mais elevada inevitavelmente sobrepõe mais ruído externo, gerado por aparelhos, como um compressor, incluídos na unidade exterior, no resultado de detecção pelo circuito de detecção. Caso este resultado de detecção seja utilizado para determinar uma sequência de ativação do motor de ventoinha, conforme revelado no DOCUMENTO DE PATENTE 1, poderia ser realizada uma falsa determinação para dar partida ao motor de ventoinha, causando uma falha na ativação do motor de ventoinha.
[007] Em vista do histórico exposto acima, portanto, é objeto da presente invenção impedir que o motor falhe em sua ativação causada pelo ruído externo sobreposto na tensão induzida.
SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA
[008] Um primeiro aspecto desta presente revelação é direcionado a um dispositivo de conversão de energia que fornece energia a um motor (77) incluído em um condicionador de ar (70). O dispositivo de conversão de energia inclui: um circuito inversor (23) que inclui: um elemento de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) e um elemento de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w) conectados em série entre si; e um nó de conexão (cn1, cn2, cn3) provido entre o elemento de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) e o elemento de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w), e conectado ao motor (77); um circuito de detecção (27) conectado ao nó de conexão (cn1, cn2, cn3) e configurado para detectar uma tensão induzida do motor (77) antes da ativação; e um controlador de comutação (28) capaz de ativar o motor (77) controlando o LIGAR e DESLIGAR do elemento de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) e do elemento de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w), em conformidade com o resultado da detecção pelo circuito de detecção (27), o controlador de comutação (28) sendo configurado para realizar o controle de comutação, fazendo com que o elemento de comutação de braço inferior (26w) LIGUE e DESLIGUE alternadamente quando o circuito de detecção (27) detecta a tensão induzida.
[009] De acordo com o primeiro aspecto da presente revelação, uma impedância aparente da passagem de corrente do motor (77) ao elemento de comutação de braço inferior (26w) se torna menor com o controle de comutação realizado no elemento de comutação de braço inferior (26w) que sem o controle de comutação. Esta baixa impedância impede o ruído externo de ser sobreposto na tensão induzida gerada no motor (77). Mesmo se o ruído externo é sobreposto na tensão induzida, a corrente que possui o ruído externo flui em direção à passagem de corrente (ou seja, em direção ao elemento de comutação de braço inferior (26w)). Portanto, o circuito de detecção (27) pode detectar uma tensão induzida sem ruído externo, e o controlador de comutação (28) pode ativar o motor (77) em conformidade com a tensão induzida. Tais características podem reduzir a ocorrência de uma falha na ativação do motor (77).
[010] Em um segundo aspecto da presente revelação, de acordo com o primeiro aspecto, o elemento de comutação de braço inferior (26w) pode LIGAR e DESLIGAR alternadamente a uma frequência predeterminada no controle de comutação, e a frequência predeterminada pode ser maior que uma frequência da tensão induzida.
[011] No controle de comutação, esta alta frequência pode diminuir apropriadamente a impedância do caminho da corrente, inclusive o elemento de comutação de braço inferior (26w). Como resultado, o circuito de detecção (27) pode detectar uma tensão induzida que possui (i) ausência de ruído externo sobreposto a este e (ii) um valor de tensão que não é excessivamente baixo.
[012] Em um terceiro aspecto da presente revelação, de acordo com o primeiro aspecto ou segundo aspecto, o motor (77) pode ter fases, o elemento de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) e o elemento de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w), conectados em séries entre si, podem constituir um par de elementos de comutação (24u, 24v, 24w), inclusive tantos pares de elemento de comutação como fases do motor (77), os pares de elemento de comutação sendo incluídos no circuito inversor (23), o circuito de detecção (27) pode detectar a tensão induzida em pelo menos uma das fases no motor (77); e o controlador de comutação (28) pode realizar o controle de comutação no elemento de comutação de braço inferior (26w) correspondendo a uma fase pretendida para a detecção da tensão induzida.
[013] Aqui, o controle de comutação é provido ao elemento de comutação de braço inferior (26w), que corresponde à fase pretendida para a detecção da tensão induzida. Portanto, o circuito de detecção (27) pode detectar uma tensão induzida sem ruído externo sobreposto a ele. Assim, o controle de comutação não precisa ser provido aos elementos de comutação de braço inferior (26u, 26v) que correspondem às fases não pretendidas para a detecção da tensão induzida. Esta característica permite que o controle de comutação seja facilmente realizado.
[014] Em um quarto aspecto da presente revelação, de acordo com o terceiro aspecto, o circuito de detecção (27) pode incluir circuitos de detecção (127a, 127b), a tensão induzida pode incluir tensões induzidas, cada uma tendo uma das duas fases incluídas nas fases, e cada um dos circuitos de detecção (127a, 127b) pode detectar uma das tensões induzidas diferentes, e o controlador de comutação (28) pode obter uma tensão diferente entre as tensões induzidas detectadas, cada uma tendo uma das duas fases, e ativar o motor (77) usando a diferença de tensão obtida.
[015] Aqui, o controlador de comutação (28) provê o controle de comutação ao elemento de comutação de braço inferior (26v, 26w) para calcular a diferença de tensão entre as tensões induzidas sem ruído externo sobreposto a ele e cada uma tendo uma das duas fases. Estas características podem reduzir a ocorrência de uma falha na ativação do motor (77).
[016] Em um quinto aspecto da presente revelação, de acordo com qualquer um dos primeiro ao quarto aspectos, o controlador de comutação (28) pode realizar o controle de comutação até o controlador de comutação (28) começar a ativação do motor (77).
[017] O elemento de comutação de braço inferior (26w) é usado não apenas para o controle de comutação, mas também para a ativação do motor (77); no entanto, o controle de comutação é realizado no elemento de comutação de braço inferior (26w) até o motor (77) iniciar sua ativação. Estas características permitem que o motor (77) seja ativado sem nenhum problema.
VANTAGENS DA INVENÇÃO
[018] Os primeiro e quarto aspectos da presente revelação contribuem para a redução de falha na ativação do motor (77).
[019] O segundo aspecto permite que o circuito de detecção (27) detecte uma tensão induzida que possui (i) ausência de ruído externo sobreposto a ele e (ii) um valor de tensão que não é excessivamente baixo.
[020] No terceiro aspecto, o controle de comutação não precisa ser provido aos elementos de comutação de braço inferior (26u, 26v) que correspondem às fases não pretendidas para a detecção da tensão induzida. Esta característica permite que o controle de comutação seja facilmente realizado.
[021] O quinto aspecto permite que o motor (77) seja ativado sem nenhum problema.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[022] [FIG. 1] A FIG. 1 é um diagrama em blocos de um sistema de acionamento de motor que inclui um dispositivo de conversão de energia de acordo com a primeira realização.
[023] [FIG. 2] A FIG.2 é um diagrama esquemático que ilustra uma configuração de um condicionador de ar.
[024] [FIG. 3] A FIG. 3 é um fluxograma que ilustra como o dispositivo de conversão de energia opera antes e depois da ativação de um motor de ventoinha.
[025] [FIG. 4] A FIG. 4 é um diagrama em blocos de um sistema de acionamento de motor que inclui um dispositivo de conversão de energia de acordo com a segunda realização.
DESCRIÇÃO DAS REALIZAÇÕES
[026] Encontram-se doravante descritas as realizações da presente invenção, em referência aos desenhos. Observe que as realizações são exemplos essencialmente preferíveis, e não pretendem limitar o escopo da presente invenção, da aplicação da presente invenção ou do uso da presente invenção.
PRIMEIRA REALIZAÇÃO ESBOÇO
[027] Conforme ilustrado na FIG. 1, um sistema de acionamento de motor (100) inclui um motor de ventoinha (77) (equivalente a um motor) e um dispositivo de conversão de energia (20), de acordo com esta primeira realização.
[028] O motor de ventoinha (77) é um motor trifásico sem escovas de corrente contínua (DC), que inclui um estator e um rotor. O estator inclui diversas bobinas de acionamento (L1, L2, L3), e o rotor inclui um ímã permanente.
[029] Aqui, conforme ilustrado na FIG. 2, o motor de ventoinha (77) da primeira realização é uma fonte de acionamento — um motor de ventoinha externa — de uma ventoinha externa (76) incluída em uma unidade exterior (71) de um condicionador de ar (70). O motor de ventoinha (77) possui um eixo de transmissão conectado a um eixo rotativo da ventoinha externa (76).
[030] A unidade exterior (71) inclui um compressor (72) que comprime um refrigerante; um motor compressor (72a) que atua como uma fonte de acionamento do compressor (72); uma válvula de comutação de quatro vias (73) que comuta um fluxo do refrigerante; um permutador de calor externo (74) que troca calor entre o refrigerante e o ar exterior; uma válvula de expansão (75) que descomprime o refrigerante; a ventoinha externa (76) que fornece ar exterior ao permutador de calor externo (74) e o motor de ventoinha (77). A unidade exterior (71) inclui ainda o dispositivo de conversão de energia (20). O condicionador de ar (70) inclui uma unidade interior (80) que possui: um permutador de calor interior (81) que troca calor entre o refrigerante e o ar interior; uma ventoinha interior (82) que sopra ar após a troca de calor em uma sala; e um motor de ventoinha interior (83).
[031] Conforme ilustrado na FIG. 1, o dispositivo de conversão de energia (20) converte a energia de corrente alternada (AC) da entrada, provida de uma fonte de energia comercial (91), em energia AC de saída (SU, SV, SW), e fornece a energia AC de saída convertida para o motor de ventoinha (77). Aqui, a fonte de energia comercial (91) é uma fonte de energia AC. Estas características possibilitam que o motor de ventoinha (77) funcione.
CONFIGURAÇÃO DO DISPOSITIVO DE CONVERSÃO DE ENERGIA
[032] O dispositivo de conversão de energia (20) inclui principalmente: um circuito de retificação (21); uma ligação DC (22); um circuito inversor (23); um circuito de detecção (27) e um controlador de comutação (28).
[033] O circuito de retificação (21) é um circuito de ponte de diodos, que inclui diversos diodos (21a, 21b, 21c, 21d). O circuito de retificação (21) retifica a energia AC de entrada da fonte de energia comercial (91).
[034] A ligação DC (22) possui um capacitor eletrolítico (22a), e faz com que o capacitor eletrolítico (22a) suavize a tensão e a entrada da tensão suavizada no circuito inversor (23).
[035] O circuito inversor (23) inclui tantos pares de elemento de comutação (24u, 24v, 24w) — três pares de elemento de comutação — como fases (ou seja, três fases) do motor (77). Cada par do elemento de comutação (24u, 24v, 24w) inclui um elemento de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) e um elemento de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w) conectados em série entre si. Especificamente, o circuito inversor (23) inclui três elementos de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) e três elementos de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w). Em cada par de elementos de comutação (24u, 24v, 24w), o elemento de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) e o elemento de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w) possuem um nó de conexão (cn1, cn2, cn3) entre eles conectado através de um fio (41, 42, 43) a um terminal correspondente (tu, tv, tw) da bobina de acionamento (L1, L2, L3) do motor de ventoinha (77).
[036] Quando a ventoinha externa (76) opera, o controlador de comutação (28) controla a modulação de amplitude de pulso (PWM) para LIGAR e DESLIGAR cada um dos elementos de comutação (25u, 25v, 25w, 26u, 26v, 26w). Então, o circuito inversor (23) converte a tensão DC suavizada em uma tensão AC, e fornece a energia AC de saída convertida (SU, SV, SW) ao motor de ventoinha (77). Estas características possibilitam que o motor de ventoinha (77) funcione.
[037] O circuito de detecção (27) possui uma entrada conectada através de um fio (44, 43) a um nó de conexão (cn3) e ao terminal (tw) da bobina de acionamento (L3). Especificamente, o circuito de detecção (27) é posicionado a jusante a partir do circuito inversor (23). O circuito de detecção (27) detecta uma tensão da bobina de acionamento (L3) do motor de ventoinha (77) antes da ativação. Portanto, se é gerada uma tensão induzida no motor de ventoinha (77) antes do início do motor de ventoinha (77) do qual a ventoinha externa (76) ense em uma condição interrompida, o circuito de detecção (27) detecta a tensão induzida em uma das três fases; a saber, uma fase W.
[038] Observe que o circuito de detecção (27) não tem que detectar a tensão induzida assim que o motor de ventoinha (77) foi ativado.
[039] Os casos de exemplo onde a tensão induzida é gerada no motor de ventoinha (77) antes da ativação incluem os casos em que (i) a ventoinha externa (76) gira em sentido inverso ou para frente por influência de, por exemplo, vento, e (ii) a ventoinha externa (76) ainda continua girando, imediatamente após a interrupção de sua operação, devido ao momento de inércia.
[040] Descrito a seguir ense um exemplo de uma configuração do circuito de detecção (27). Conforme ilustrado na FIG. 1, o circuito de detecção (27) inclui: um primeiro resistor (27a); um segundo resistor (27b) e um capacitor (27c). O primeiro resistor (27a) e o segundo resistor (27b) são conectados em série ao fio (44). Aplica-se uma tensão de wr1-Vw/(r1+r2)" através do primeiro resistor (27a) e aplica- se uma tensão de “r2^Vw/(r1+r2)" através do segundo resistor (27b), em que “Vw" é o valor da tensão induzida gerada no motor de ventoinha (77) antes da ativação, “r1" é a resistência do primeiro resistor (27a) e “r2" é a resistência do segundo resistor (27b). Portanto, o circuito de detecção (27) produz a tensão induzida dividida pelo primeiro resistor (27a) e o segundo resistor (27b). Observe que o capacitor (27c) é conectado em paralelo ao segundo resistor (27b).
[041] Como as resistências “r1" do primeiro resistor (27a) e o “r2" do segundo resistor (27b) são estabelecidas relativamente elevadas, o circuito de detecção (27) é configurado para ter uma impedância relativamente elevada. Isto ocorre devido à baixa impedância do circuito de detecção (27) fazer com que a corrente flua durante a operação da ventoinha externa (76) a partir da lateral do circuito inversor (23) ou da lateral do motor de ventoinha (77) através dos resistores (27a, 27b) para GND. Tal fluxo de corrente causa perda de energia. Além disso, se a corrente flui através de ambos os resistores (27a, 27b), os resistores (27a, 27b) têm que ter uma alta tensão de ruptura.
[042] Na primeira realização, por exemplo, o primeiro resistor (27a) deve ter uma resistência de “100 kQ", e o segundo resistor (27b) tem que ter uma resistência de “200 kQ”.
[043] O controlador de comutação (28) controla o LIGAMENTO-DESLIGAMENTO de cada um dos elementos de comutação (25u, 25v, 25w, 26u, 26v, 26w) no circuito inversor (23). O controlador de comutação (28) inclui: um acionador de porta (29) conectado aos elementos de comutação (25u, 25v, 25w, 26u, 26v, 26w); e um microcomputador (30) que possui uma unidade de processamento central (CPU) e uma memória, e conectados ao acionador de porta (29). O controlador de comutação (28) — ou seja, especificamente, o microcomputador (30)— recebe de um controlador integrado (não mostrado) uma instrução para iniciar a operação da ventoinha externa (76). O controlador de comutação (28) então obtém uma velocidade de rotação do motor de ventoinha (77) antes da ativação em conformidade com o resultado de detecção pelo circuito de detecção (27), e determina uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77) com base na velocidade de rotação obtida.
[044] Especificamente, a memória armazena conjuntos de informações, cada um associando uma faixa de velocidade de rotação com uma sequência de ativação. O microcomputador (30) do controlador de comutação (28) obtém a velocidade de rotação, do motor de ventoinha (77), em referência a uma tensão induzida detectada no presente momento pelo circuito de detecção (27). O microcomputador (30) então extrai uma sequência de ativação que corresponde à faixa de velocidade de rotação da velocidade de rotação obtida. Com base na sequência de ativação extraída, o acionador de porta (29) controla cada LIGAMENTO-DESLIGAMENTO dos elementos de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) e dos elementos de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w) para ativar o motor de ventoinha (77).
[045] Em um caso de exemplo, se o resultado de detecção pelo circuito de detecção (27) indica “0”; ou seja, se nenhuma tensão induzida é gerada, o motor de ventoinha (77) antes da ativação não está girando no presente momento. Uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77) a ser adotada aqui envolve a condução de uma DC predeterminada através do motor de ventoinha (77), uma vez interrompido um rotor do motor de ventoinha (77) em uma posição predeterminada, e então o início da ativação do motor de ventoinha (77) (o controle de ativação pelo posicionamento). Se o resultado da detecção pelo circuito de detecção (27) também é encontrado dentro de uma faixa de velocidade de rotação “mais rápida que 0 rpm e mais lenta que 150 rpm”, o controlador de comutação (28) realiza a ativação do controle de ativação pelo posicionamento.
[046] Se o resultado da detecção obtido pelo circuito de detecção (27) ense dentro de uma faixa de velocidade de rotação “mais rápida ou igual a 150 rpm e mais lenta que 190 rpm”, o motor de ventoinha (77) está girando; no entanto, é difícil obter a posição do rotor nesta velocidade de rotação. Uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77) a ser adotada aqui envolve a condução de uma corrente relativamente grande através do motor de ventoinha (77) para forçar o motor de ventoinha (77) a começar a girar, e então aumentar gradualmente a frequência e o ciclo de trabalho da tensão da energia AC de saída (SU, SV, SW) (ativação pelas operações síncronas). Se o resultado da detecção pelo circuito de detecção (27) é encontrado dentro uma faixa de velocidade de rotação “mais rápida ou igual a 190 rpm e mais lenta que 350 rpm”, é possível obter a posição do rotor. Uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77) a ser adotada aqui envolve a estimativa de uma posição do rotor do motor de ventoinha (77), e simultaneamente a ativação do motor de ventoinha (77) sem um sensor (ativação por operação sem sensor).
[047] Se o resultado da detecção pelo circuito de detecção (27) é descoberto dentro de uma faixa de velocidade de rotação “mais rápida ou igual a 350 rpm”, o motor de ventoinha (77) já estava girando a uma velocidade de rotação suficiente. Portanto, o controlador de comutação (28) não controla a ativação do motor de ventoinha (77).
[048] Observe que os exemplos acima não mostram como determinar uma sequência de ativação com base em uma velocidade de rotação isoladamente, independente da direção de rotação do motor de ventoinha (77); no entanto, a sequência de ativação pode ser determinada ainda com base na direção de rotação antes da ativação.
[049] Em particular, o controlador de comutação (28), de acordo com a primeira realização, realiza ainda o controle de comutação descrito detalhadamente abaixo, enquanto o circuito de detecção (27) está detectando uma tensão induzida. CONTROLE DE COMUTAÇÃO ANTES DE ATIVAÇÃO DO MOTOR
[050] Quando o condicionador de ar (70) começa a operar, o compressor (72) começa a operar antes de a ventoinha externa (76) operar na unidade exterior (71). Apesar de a ventoinha externa (76) interromper sua operação, cada um dos elementos de comutação (25u, 25v, 25w, 26u, 26v, 26w) do circuito inversor (23) conectado ao motor de ventoinha (77) está DESLIGADO. Nesta condição, quando o controlador integrado (não mostrado) provê a instrução para iniciar a operação da ventoinha externa (76), o circuito de detecção (27) detecta uma tensão induzida de fase W, e o controlador de comutação (28) determina uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77) com base no resultado da detecção pelo circuito de detecção (27). Após a sequência de ativação ser determinada, o motor de ventoinha (77) é ativado pelo LIGAMENTO-DESLIGAMENTO de cada elemento de comutação (25u, 25v, 25w, 26u, 26v, 26w).
[051] Em outras palavras, quando a tensão induzida é detectada, o elemento de comutação de braço inferior (26w) e o elemento de comutação de braço superior (25W), ambos os quais estão na fase W e conectados ao circuito de detecção (27), estão DESLIGADOS; ou seja, ambos os elementos de comutação são colocados em uma condição de alta impedância. Além disso, a impedância do circuito de detecção (27) é originalmente estabelecida elevada. Portanto, quando a tensão induzida é detectada, uma parte, que inclui o circuito de detecção (27), os fios (43, 44) e o par de elementos de comutação de fase W (24W), é colocado na condição de alta impedância. Portanto, a tensão induzida é suscetível a sobreposição de ruído externo causada por, por exemplo, uma unidade inversora do compressor (72).
[052] O circuito de detecção (27) então detecta a tensão induzida com o ruído externo sobreposto a ele, e o controlador de comutação (28) determina uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77) com base na tensão induzida dividida. Portanto, o ruído externo sobreposto na tensão induzida poderia afetar o controlador de comutação (28), de modo que o controlador de comutação (28) selecionaria falsamente uma sequência de ativação diferente da sequência de ativação a ser realmente selecionada. Em alguns casos, a falsa seleção poderia causar uma falha na ativação, como uma ativação anormal, do motor de ventoinha (77).
[053] Portanto, conforme ilustrado na FIG. 3, o controlador de comutação (28), de acordo com a primeira realização, obtém a instrução para iniciar a operação da ventoinha externa (76). Em seguida, antes de determinar uma sequência de ativação com base no resultado de detecção pelo circuito de detecção (27), o controlador de comutação (28) realiza o controle de comutação, que faz com que apenas o elemento de comutação de braço inferior (26w) de fase W LIGUE e DESLIGUE alternadamente a uma frequência predeterminada de “f”. Especificamente, quando o circuito de detecção (27) detecta a tensão induzida de fase W, o controlador de comutação (28) LIGA e DESLIGA alternadamente apenas o elemento de comutação de braço inferior (26w), que corresponde à fase W pretendida para a detecção da tensão induzida, na frequência predeterminada de “f”. Apesar de o elemento de comutação de braço inferior (26w) estar LIGANDO e DESLIGANDO, o controlador de comutação (28) determina uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77), usando a tensão induzida detectada pelo circuito de detecção (27).
[054] Observe que, durante o controle de comutação, o elemento de comutação de braço inferior (26v) de fase V, o elemento de comutação de braço inferior (26u) de fase U e todos os elementos de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) não são pretendidos para a detecção da tensão induzida, e deixados DESLIGADOS.
[055] Conforme ilustrado na FIG. 1, o controle de comutação, que envolve o LIGAMENTO e DESLIGAMENTO do elemento de comutação de braço inferior de fase W (26w), forma um caminho da corrente que permite que uma corrente seja conduzida da bobina de acionamento de fase W (L3) através do fio (43) e o elemento de comutação de braço inferior (26w) a um fio negativo (45). Uma impedância aparente do caminho da corrente se torna menor com o controle de comutação que sem o controle de comutação. Em contraste, a impedância do circuito de detecção (27), anteriormente estabelecida elevada pelo primeiro resistor (27a) e segundo resistor (27b), é deixada assim.
[056] A impedância do caminho da corrente se torna baixa no controle de comutação, conforme descrito acima, e a baixa impedância impede o ruído externo de ser sobreposto na tensão induzida gerada no motor de ventoinha (77). Mesmo se o ruído externo é sobreposto na tensão induzida, uma corrente que possui o ruído externo fluirá no caminho da corrente, que inclui o elemento de comutação de braço inferior (26w) que está LIGANDO e DESLIGANDO. Como resultado, o ruído externo isolado pode ser removido da tensão induzida. Tais características permitem que o circuito de detecção (27) detecte uma tensão induzida sem ruído externo. Portanto, o controlador de comutação (28) pode obter, a partir da tensão induzida, a velocidade de rotação do motor de ventoinha (77) no presente momento (ou seja, a velocidade de rotação do motor de ventoinha (77) antes da ativação), e determinar uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77) com base na velocidade de rotação obtida. Portanto, o motor de ventoinha (77) pode ser bem ativado sem uma falha na ativação.
[057] Aqui, a frequência predeterminada “f” na FIG. 3 é maior que a frequência da tensão induzida gerada no motor de ventoinha (77) antes da ativação. Isto ocorre devido à alta frequência predeterminada “f” impedir o ruído externo de ser sobreposto na tensão induzida, e reduz de forma bem sucedida o ruído externo isolado. A alta frequência predeterminada “f” minimiza simultaneamente a redução do valor de tensão induzida pelo controle de comutação. Em um período de detecção da tensão induzida, suponha que a frequência predeterminada “f” é relativamente baixa e o elemento de comutação de braço inferior de fase W (26w) permanece LIGADO por um período relativamente longo. Em relação ao período LIGADO longo, a impedância do caminho da corrente se torna menor. Da mesma forma, menos ruído externo é sobreposto na, e mais ruído externo é removido da, tensão induzida; no entanto, a tensão induzida a ser detectada inevitavelmente se torna ainda menor e se aproxima ao potencial do fio negativo (45). Assim, o LIGAMENTO e DESLIGAMENTO apropriado do elemento de comutação de braço inferior (26w) ajusta desejavelmente a frequência predeterminada “f” ao grau que a impedância do caminho da corrente que inclui o elemento de comutação de braço inferior (26w) falha apropriadamente. Especificamente, a frequência predeterminada “f” pode desejavelmente impedir o ruído externo de ser sobreposto na tensão induzida, permitir que a corrente que possui o ruído externo flua em direção ao caminho da corrente, e além disso, diminuir a impedância do caminho da corrente ao grau que o controle de comutação não causa uma redução significativa no valor da tensão induzida.
[058] Mais especificamente, a frequência predeterminada “f” é estabelecida cinco ou mais vezes mais elevada que a frequência da tensão induzida gerada no motor de ventoinha (77) antes da ativação; ou seja, a tensão induzida de fase W a ser detectada. De forma mais benéfica, a frequência predeterminada “f” é estabelecida aproximadamente dez vezes mais elevada que a frequência da tensão induzida. Por exemplo, se o motor de ventoinha (77) possui uma velocidade de rotação máxima de aproximadamente “1.000 rpm” quando a ventoinha externa (76) com sua operação interrompida gira pelo vento contrário, a tensão induzida gerada no motor de ventoinha (77) possui uma frequência de aproximadamente “66,7 Hz”. Aqui, a frequência predeterminada “f” é estabelecida a aproximadamente “333,5 Hz” ou maior, e mais beneficamente, a tão elevada quanto aproximadamente “667 Hz”. Observe que o ciclo de trabalho é estabelecido a aproximadamente 50%.
[059] O limite superior da frequência predeterminada “f” é beneficamente menor que uma frequência do ruído externo sobreposto na tensão induzida. Se a frequência predeterminada “f” se torna excessivamente maior que a frequência do ruído externo, a tensão induzida que deveria ser originalmente sinusoidal é suavizada. Como resultado, a velocidade de rotação do motor de ventoinha (77) antes da ativação não poderia ser obtida.
[060] Conforme ilustrado na FIG. 3, o controlador de comutação (28) realiza o controle de comutação na frequência predeterminada “f” durante o período de detecção da tensão induzida, e determina uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77) com base no resultado da detecção da tensão induzida. O controlador de comutação (28) então interrompe o controle de comutação e inicia a ativação do motor de ventoinha (77). Especificamente, o controlador de comutação (28) inicia o controle de comutação ao obter uma instrução para iniciar a operação da ventoinha externa (76), e continua o controle de comutação até o controlador de comutação (28) iniciar a ativação do motor de ventoinha (77). Tais características permitem que o elemento de comutação de braço inferior (26w), o qual é submetido ao LIGAMENTO e DESLIGAMENTO pelo controle de comutação, seja utilizado sem nenhum problema mesmo quando o motor de ventoinha (77) é ativado.
EFEITOS DA PRIMEIRA REALIZAÇÃO
[061] Na primeira realização, quando o circuito de detecção (27) detecta a tensão induzida do motor de ventoinha (77) antes da ativação, o controlador de comutação (28) realiza o controle de comutação, que faz com que o elemento de comutação de braço inferior (26w) LIGUE e DESLIGUE alternadamente. Em conformidade com a tensão induzida detectada no controle de comutação, o controlador de comutação (28) controla o LIGAMENTO e DESLIGAMENTO dos elementos de comutação (25u, 25v, 25w, 26u, 26v, 26w) para ativar o motor de ventoinha (77).
[062] Uma impedância aparente do caminho da corrente, que inclui a bobina de acionamento de fase W (L3), o fio (43) e o elemento de comutação de braço inferior (26w), torna-se menor com o controle de comutação que sem o controle de comutação. Tal característica impede o ruído externo de ser sobreposto na tensão induzida. Mesmo se o ruído externo é sobreposto na tensão induzida, a corrente que possui o ruído externo flui em direção ao caminho da corrente. Portanto, o circuito de detecção (27) pode detectar uma tensão induzida sem ruído externo, e o controlador de comutação (28) pode ativar o motor de ventoinha (77) em conformidade com a tensão induzida. Tais características podem reduzir a ocorrência de uma falha na ativação do motor de ventoinha (77).
[063] Além disso, no controle de comutação, de acordo com a primeira realização, a frequência predeterminada “f” é estabelecida maior que a frequência da tensão induzida. No controle de comutação, esta alta frequência predeterminada “f” pode diminuir apropriadamente a impedância do caminho da corrente que inclui o elemento de comutação de braço inferior (26w). Como resultado, o circuito de detecção (27) pode detectar uma tensão induzida que possui (i) ausência de ruído externo sobreposto a ele e (ii) um valor de tensão que não é excessivamente baixo.
[064] Especificamente, na primeira realização, o controle de comutação é provido ao elemento de comutação de braço inferior (26w) que corresponde à fase W pretendida para a detecção da tensão induzida. Portanto, o circuito de detecção (27) pode detectar a tensão induzida sem ruído externo sobreposto a ele. Assim, o controle de comutação não tem que ser provido aos elementos de comutação de braço inferior (26u, 26v) que correspondem às fases não pretendidas para a detecção da tensão induzida. Esta característica permite que o controle de comutação seja facilmente realizado.
[065] Além disso, na primeira realização, o controle de comutação do elemento de comutação de braço inferior (26w) continua até o motor de ventoinha (77) iniciar sua ativação. Especificamente, o elemento de comutação de braço inferior (26w), usado para ativar o motor de ventoinha (77), funciona para diminuir a impedância até antes da ativação do motor de ventoinha (77). Tais características permitem que o motor de ventoinha (77) seja ativado sem nenhum problema.
SEGUNDA REALIZAÇÃO
[066] A primeira realização descreve o caso onde um circuito de detecção (27) é provido ao dispositivo de conversão de energia (20). Conforme ilustrado na FIG. 4, a segunda realização descreve um caso em que o dispositivo de conversão de energia (20) inclui dois circuitos de detecção (127a, 127b), cada um correspondendo a uma das duas fases (a fase W e a fase V). Em particular, a descrição abaixo explica uma configuração diferente daquela descrita na primeira realização.
[067] O circuito de detecção (127a) possui uma entrada conectada através do fio (44, 43) ao nó de conexão (cn3) e a bobina de acionamento (L3), ambas na fase W. O circuito de detecção (127a) detecta uma tensão induzida gerada na fase W do motor de ventoinha (77) antes da ativação. O circuito de detecção (127b) é conectado através do fio (44, 42) ao nó de conexão (cn2) e à bobina de acionamento (L2), ambos na fase V. O circuito de detecção (127b) detecta uma tensão induzida gerada na fase V do motor de ventoinha (77) antes da ativação. A configuração de cada circuito de detecção (127a, 127b) é igual àquela do circuito de detecção (27), de acordo com a primeira realização.
[068] O controlador de comutação (28) é conectado às saídas dos circuitos de detecção (127a, 127b), e obtém uma diferença de tensão entre a tensão induzida de fase W detectada pelo circuito de detecção (127a) e a tensão induzida de fase V detectada pelo circuito de detecção (127b). O controlador de comutação (28) determina uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77), usando a diferença de tensão obtida, e ativa o motor de ventoinha (77) em conformidade com a sequência de ativação determinada.
[069] Apesar de os circuitos de detecção (127a, 127b) estarem detectando as tensões induzidas, o controlador de comutação (28), na segunda realização, também realiza o controle de comutação. No controle de comutação, o elemento de comutação de braço inferior de fase W (26w) que corresponde ao circuito de detecção (127a) e o elemento de comutação de braço inferior de fase V (26v) que corresponde ao circuito de detecção (127b) LIGAM e DESLIGAM alternadamente a uma frequência predeterminada de “f”. A frequência predeterminada “f” é maior que as frequências das tensões induzidas geradas na fase W e na fase V. Os elementos de comutação de braço inferior (26w, 26v) LIGAM e DESLIGAM de forma síncrona. Tal controle de comutação é realizado até o motor de ventoinha (77) começar a ativar.
[070] Observe que, durante o controle de comutação, o elemento de comutação de braço inferior de fase U (26u) e todos os elementos de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) não são pretendidos para a detecção da tensão induzida, e são deixados DESLIGADOS.
[071] Similar ao circuito de detecção (27) na FIG. 1, cada um dos circuitos de detecção (127a, 127b) inclui o capacitor (27c) conectado em paralelo ao segundo resistor (27b). Se o controle de comutação, de acordo com a segunda realização, não é realizado, a tensão induzida de fase W e a tensão induzida de fase V possuem ruído externo sobreposto a ele. Portanto, cada capacitor (27c) é carregado com carga elétrica acompanhada pelo ruído externo. Em seguida, a partir de cada circuito de detecção (127a, 127b), o resultado de detecção (ou seja, tensão induzida dividida) é produzido para o controlador de comutação (28). Aqui, o resultado da detecção inevitavelmente possui um valor de alta tensão e uma forma de onda distorcida, ambos providos a partir do capacitor carregado (27c). A diferença de tensão entre os resultados de detecção é menor quando o ruído externo é sobreposto que quando nenhum ruído externo é sobreposto. Como a diferença de tensão obtida é pequena, o controlador de comutação (28) poderia inevitavelmente calcular uma velocidade de rotação diferente da velocidade de rotação real como a velocidade de rotação do motor de ventoinha (77) antes da ativação. Tal erro de cálculo afeta a determinação de uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77).
[072] Em contraste, a segunda realização envolve o controle de comutação sobre os elementos de comutação de braço inferior (26v, 26w) na detecção da tensão induzida de fase W e a tensão induzida de fase V do motor de ventoinha (77) antes da ativação, conforme descrito acima. Devido ao controle de comutação, uma impedância aparente de um caminho da corrente que inclui a bobina de acionamento (L3), o fio (43) e o elemento de comutação de braço inferior (26w), e outra impedância aparente de um caminho da corrente que inclui a bobina de acionamento (L2), o fio (42) e o elemento de comutação de braço inferior (26v) se tornam menores que aquelas sem o controle de comutação. O resultado da detecção das tensões induzidas pelos circuitos de detecção (127a, 127b) mostra a tensão induzida de fase W e a tensão induzida de fase V sem ruído externo sobreposto a ele. Portanto, o controlador de comutação (28) pode calcular a diferença de tensão da tensão induzida de fase W e a tensão induzida de fase V, ambas livres de ruído externo, e determinar uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77). Tais características podem reduzir a ocorrência de uma falha na ativação do motor (77).
OUTRAS REALIZAÇÕES
[073] A primeira e a segunda realizações podem ser implementadas nas formas abaixo.
[074] O motor a ser provido com energia pelo dispositivo de conversão de energia (20) não deverá ser limitado ao motor de ventoinha (77) da ventoinha externa (76). Qualquer determinado motor pode ser provido com energia pelo dispositivo de conversão de energia (20), contanto que o motor possa girar na direção inversa ou para frente antes da ativação.
[075] O tipo e número de fases pretendidos para a detecção de uma tensão induzida não deverão ser limitados àqueles na primeira e segunda realizações. Além disso, o número de fases que o motor de ventoinha (77) possui não precisar ser três.
[076] A frequência predeterminada “f” (FIG. 3) no controle de comutação deve ser estabelecida como inferior à impedância de um caminho da corrente ao grau em que a baixa impedância (i) impede o ruído externo de ser sobreposto em uma tensão induzida, e (ii) permite que uma corrente que tenha o ruído flua através de um caminho da corrente que inclui um elemento de comutação (26v ou 26v e 26w). No entanto, a frequência predeterminada “f” não necessariamente precisa ser estabelecida para uma frequência, a menos que a frequência estabelecida reduza muito o valor da tensão induzida pelo controle de comutação. Por exemplo, a impedância do caminho da corrente no controle de comutação pode ser prevista a partir da frequência predeterminada “f” e seu ciclo de trabalho. Portanto, a partir da impedância prevista, uma queda de tensão da tensão induzida pode ser prevista e, com base na queda de tensão prevista, os limites superior e inferior da faixa de velocidade de rotação podem ser apropriadamente alterados quando uma sequência de ativação do motor de ventoinha (77) é determinada.
[077] O elemento de comutação de braço inferior que recebe o controle de comutação pode incluir não apenas um elemento que corresponde a uma fase pretendida para a detecção da tensão induzida, mas também um elemento que corresponde a uma fase não pretendida para a detecção da tensão induzida. Por exemplo, os elementos de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w) em todas as fases podem receber o controle de comutação mesmo se uma ou duas fases são pretendidas para a detecção da tensão induzida.
[078] O controle de comutação precisa ser executado enquanto o circuito de detecção (27) ou os circuitos de detecção (127a 127b) estão detectando a tensão induzida; no entanto, o controle de comutação não precisa ser executado até imediatamente antes da ativação do motor de ventoinha (77). Especificamente, o controlador de comutação (28) não precisa executar o controle de comutação mesmo antes de o motor de ventoinha (77) ativar, exceto se o circuito de detecção (27) ou os circuitos de detecção (127a 127b) estão detectando a tensão induzida.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL
[079] Como pode ser observado, a presente invenção é útil para um dispositivo de conversão de energia para determinar uma sequência de ativação de um motor, usando uma tensão induzida do motor antes da ativação. DESCRIÇÃO DOS CARACTERES DE REFERÊNCIA - cn1, cn2, cn3 Nó de conexão - 23 Circuito inversor -24u, 24v, 24w Par de elementos de comutação -25u, 25v, 25w Elemento de comutação de braço superior -26u, 26v, 26w Elemento de comutação de braço inferior -27, 127a, 127b Circuito de detecção - 28 Controlador de comutação - 70 Condicionador de ar - 77 Motor (Motor de ventoinha)

Claims (5)

1. DISPOSITIVO DE CONVERSÃO DE ENERGIA QUE FORNECE ENERGIA A UM MOTOR (77) INCLUÍDO EM UM CONDICIONADOR DE AR (70), compreendendo: circuito inversor (23) que inclui: elementos de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) e elementos de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w) conectados em série um ao outro; e nós de conexão (cn1, cn2, cn3) provido entre os elementos de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) e os elementos de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w), e conectados ao motor (77); um controlador de comutação (28) configurado para controlar a modulação de amplitude de pulso (PWM) para ligar e desligar cada um dos elementos de comutação do braço (25u, 25v, 25w) e os elementos de comutação do braço (26u, 26v, 26w); e um primeiro circuito de detecção (27, 127a) conectado a um primeiro nó de conexão (cn3) de um primeiro selecionado elemento de comutação de braço inferior (26w) e o controlador de comutação (28) e configurado para detectar uma tensão induzida do motor (77) antes da ativação do motor (77); em que o dito controlador de comutação (28) é configurado para ativar o motor (77), controlando o liga e desliga dos elementos de comutação do braço superior (25u, 25v, 25w) e os elementos de comutação do braço inferior (26u, 26v, 26w), de acordo com uma determinada sequência de ativação com base no resultado de detecção pelo primeiro circuito de detecção (27, 127a), caracterizado por o controlador de comutação (28) estar configurado para realizar o controle de comutação, fazendo com que o primeiro selecionado elemento de comutação do braço inferior (26w) ligue e desligue alternadamente, quando o primeiro circuito de detecção (27, 127a) detectar a tensão induzida.
2. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado: pelo primeiro elemento selecionado de comutação de braço inferior (26w) ser configurado para ligar e desligar alternadamente a uma frequência predeterminada (f) no controle de comutação, quando o primeiro circuito de detecção (27, 127a) detectar a tensão induzida, e pela frequência predeterminada ser maior que uma frequência da tensão induzida gerada pelo motor (77) antes da ativação.
3. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado: pelo motor (77) possuir fases, pelos elementos de comutação de braço superior (25u, 25v, 25w) e os elementos de comutação de braço inferior (26u, 26v, 26w), conectados em série um ao outro, constituírem respectivamente um par de elementos de comutação (24u, 24v, 24w) que inclui tantos pares de elemento de comutação como fases do motor (77), os pares de elemento de comutação sendo incluídos no circuito inversor (23), pelo primeiro circuito de detecção (27, 127a) ser configurado para detectar a tensão induzida nas fases correspondentes ao primeiro nó de conexão (cn3); e pelo controlador de comutação (28) ser configurado para realizar o controle de comutação no primeiro selecionado elemento de comutação de braço inferior (26w) que corresponde a pelo menos uma das fases pretendidas para a detecção da tensão induzida.
4. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender: um segundo circuito de detecção (127b) conectado a um segundo nó de conexão (cn2) de um segundo selecionado elemento de comutação de braço inferior (26v) e o controlador de comutação (28), em que a tensão induzida incluir tensões induzidas de duas fases incluídas nas fases, e cada um do primeiro circuito de detecção (127a) e o segundo circuito de detecção (127b) ser configurado para detectar uma tensão diferente das tensões induzidas, e pelo controlador de comutação (28) ser configurado para obter uma diferença de tensão entre as tensões induzidas detectadas das duas fases, e determinar a sequência de ativação para ativar o motor (77) usando a diferença de tensão obtida.
5. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo controlador de comutação (28) ser configurado para realizar o controle de comutação até que o controlador de comutação (28) inicie a ativação do motor (77).
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102436704B1 (ko) * 2015-03-23 2022-08-25 엘지전자 주식회사 팬 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기
US10277115B2 (en) 2016-04-15 2019-04-30 Emerson Climate Technologies, Inc. Filtering systems and methods for voltage control
US11387729B2 (en) 2016-04-15 2022-07-12 Emerson Climate Technologies, Inc. Buck-converter-based drive circuits for driving motors of compressors and condenser fans
US10656026B2 (en) 2016-04-15 2020-05-19 Emerson Climate Technologies, Inc. Temperature sensing circuit for transmitting data across isolation barrier
US10305373B2 (en) 2016-04-15 2019-05-28 Emerson Climate Technologies, Inc. Input reference signal generation systems and methods
US10320322B2 (en) 2016-04-15 2019-06-11 Emerson Climate Technologies, Inc. Switch actuation measurement circuit for voltage converter
US10763740B2 (en) 2016-04-15 2020-09-01 Emerson Climate Technologies, Inc. Switch off time control systems and methods
US9933842B2 (en) 2016-04-15 2018-04-03 Emerson Climate Technologies, Inc. Microcontroller architecture for power factor correction converter
JP6828516B2 (ja) * 2017-03-02 2021-02-10 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
DE102017110646A1 (de) * 2017-05-16 2018-11-22 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Synchronmaschine sowie Verfahren zur sensorlosen Drehzahlregelung der Synchronmaschine
JP6831818B2 (ja) * 2018-08-29 2021-02-17 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 電力変換装置
JP6770559B2 (ja) * 2018-08-29 2020-10-14 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 電力変換装置および車両

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07337080A (ja) * 1994-06-10 1995-12-22 Hitachi Ltd 空気調和機
TW328190B (en) * 1994-06-14 1998-03-11 Toshiba Co Ltd Control device of brushless motor and method of fault detection and air conditioner
JP3896644B2 (ja) * 1997-04-14 2007-03-22 ソニー株式会社 モータ駆動装置
US5949204A (en) * 1997-08-18 1999-09-07 Alliedsignal Inc. Method and apparatus for driving a brushless DC motor without rotor position sensors
JP3694614B2 (ja) * 1999-06-04 2005-09-14 株式会社日立製作所 空気調和機およびブラシレスモータ制御装置
US6469461B1 (en) * 1999-10-05 2002-10-22 Denso Corporation Motor control apparatus
JP4207538B2 (ja) * 2002-11-12 2009-01-14 ソニー株式会社 センサレスブラシレスモータ
ES2245606B1 (es) * 2004-06-29 2007-03-01 Appliances Components Companies Spain, S.A. Unidad de control.
US7863842B1 (en) * 2006-08-23 2011-01-04 Marvell International Ltd. Motor spindle control system and method
JP4963246B2 (ja) * 2007-03-16 2012-06-27 ローム株式会社 モータ駆動回路、駆動方法ならびにそれらを用いたディスク装置
JP5330728B2 (ja) * 2008-04-11 2013-10-30 トヨタ自動車株式会社 ブラシレスモータの駆動装置
JP5618899B2 (ja) * 2011-05-13 2014-11-05 日立アプライアンス株式会社 モータ制御装置および空気調和機

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