JP2001186797A - スイッチドリラクタンスモータの駆動回路及び圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＳＲモータの位置検出回路において、より低
コストに信頼性の高いセンサレス運転を行うことができ
るＳＲモータの駆動回路を得ること。 【解決手段】 ステップ関数信号発生回路と、電源に接
続された固定子巻線と、電源から印加された電圧を固定
子巻線及び抵抗に印加するスイッチと、固定子巻線に生
じるインダクタンス変化を検出するインダクタンス検出
回路と、このインダクタンス検出回路により検出された
検出信号に基づいて、回転子突極の位置を検出し回転子
突極位置信号を出力する回転位置検出回路と、固定子巻
線のインダクタンスの変化からＳＲモータの速度や同期
状態を推定してモータを安定駆動する制御回路と、を備
えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転位置センサ
なしでスイッチドリラクタンスモータ（以下ＳＲモータ
と称す）の回転子の位置を検出する装置及び方法に関す
るものであり、特に回転子と固定子の位置関係によって
変化する固定子巻線のインダクタンスの変化から回転子
の位置を検出し、モータ駆動用の信号を生成、安定駆動
するＳＲモータの駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧縮機用モータには誘導電動機が
用いられていたが、地球温暖化問題など地球環境保全の
立場から省エネルギー化の為、モータ効率の向上や、資
源のリサイクル化が要求されている。圧縮機用モータに
ＳＲモータを採用する事で誘導電動機で発生する２次銅
損がない分誘導電動機を搭載した圧縮機より高効率化が
図れ、また、誘導電動機の回転子は一般に電磁鋼鈑にア
ルミダイキャストにて成形した二次巻線をもちモータを
分解リサイクルする場合に誘導電動機の回転子は分解が
しにくい構造となっていたが、ＳＲモータの回転子は電
磁鋼鈑を積層するだけの構造でありモータの分解リサイ
クルに有効である為、地球環境保全に役立つ。しかしな
がらＳＲモータを圧縮機に搭載するには後述する課題が
ある。

【０００３】図１２は従来の一般的なＳＲモータとその
駆動回路を示すものである。図において、１は固定子、
３は固定子突極２に施された巻線、５は回転軸４を中心
として回転する回転子である。固定子１は、６個の固定
子突極２と３組の巻線３（簡単のために一対のＵ相Ｕ
１、Ｕ２だけを図示している）で構成されている。回転
子５は積層鋼鈑で構成され、回転子５の回転軸４から外
方向へ放射状に延び、回転子５の周辺部を中心にして円
周方向に一様な間隔で４個の回転子突極６を構成してい
る。

【０００４】直径方向に相対する固定子突極２における
巻線３は、同一方向に磁界を発生するように直列接続さ
れて相巻線を構成しており、巻線数は３個（Ｕ，Ｖ，
Ｗ）である。簡単のためにコイル組のＶ，Ｗは図示して
ないが、それらの相巻線に組み合わされる固定子突極に
「Ｖ」、「Ｗ」の符号が付けられている。

【０００５】７はＳＲモータを駆動する駆動回路であ
り、ＳＲモータのＵ相巻線Ｕ１とＵ２を励磁するために
用いられる基本的な電気回路だけ図示している。８ａ、
８ｂはＵ相巻線３に流れる電流をＯＮ、ＯＦＦする一対
のトランジスタで構成される半導体スイッチ、９ａ、９
ｂはトランジスタ８ａ、８ｂがＯＦＦしたときに発生す
る逆起電力を回生する方向に流すためのダイオード、１
０はＳＲモータを駆動するための電流を供給する電源で
ある母線電圧、１１は回転子５の回転位置を検出する位
置検出センサ、１２はトランジスタ対８ａ、８ｂのＯＮ
−ＯＦＦを制御する制御回路である。

【０００６】次に動作について、図１２、図１３により
説明する。ＳＲモータの場合、固定子突極２が励磁され
ることにより回転子突極６が磁気抵抗が最小となる向き
に回転子５が磁気吸引され回転するため、励磁された固
定子突極２の磁極による回転方向の依存はない。従っ
て、駆動回路７から供給される電流は一方向の電流だけ
でよいことになる。そして、相巻線Ｕ、Ｖ、Ｗを順次励
磁し、回転子突極６を固定子の励磁されている固定子突
極２に同期して向き合わせることにより回転子５を回転
させる。

【０００７】まず、Ｕ相の巻線３に対しては、トランジ
スタ対８ａ、８ｂがＯＮすると、電源１０→トランジス
タ８ａ→巻線Ｕ１とＵ２→トランジスタ８ｂの順に電流
が流れる。トランジスタ８ａ、８ｂがＯＦＦすると、巻
線Ｕ１とＵ２に逆起電力が発生する。この逆起電力のエ
ネルギーは、ダイオード９ａ→巻線Ｕ１とＵ２→ダイオ
ード９ｂを通って電源１０へ回生される。この励磁動作
は各相Ｕ、Ｖ、Ｗの巻線に対して順次行われ、モータと
しての回転動作を行う。トランジスタ対８ａ、８ｂのＯ
Ｎ−ＯＦＦの切り替えるタイミングは、回転子５の回転
位置を検出する位置検出センサ１１からの情報をもとに
制御回路１２によって行われる。

【０００８】図１３（ａ）〜（ｄ）は、固定子突極２と
回転子突極６の位置関係を表したものである。Ｕ相を基
準に説明すると、図１３（ａ）のように固定子突極２と
回転子突極６が離れているときにＵ相に電圧を印加する
と、固定子突極２が励磁され磁気吸引力により固定子突
極２に最も近い回転子突極６が吸引される。磁気吸引力
によって、図１３（ｂ）のように固定子突極２に回転子
突極６が近づいていく。

【０００９】さらに固定子突極２に回転子突極６が近づ
き、図１３（ｃ）のように固定子突極２と回転子突極６
が向かい合う。このとき、回転子突極６に働く吸引力は
直径方向のみとなり回転子５を回転させるトルクは発生
しない。さらに、図１３（ｄ）のように回転子５が回転
すると、再び、回転子突極６に回転方向の力が働き、回
転子５に回転トルクが発生する。この時発生する回転ト
ルクは、図１３（ａ）〜（ｃ）と反対方向となる。回転
子５が時計方向に回転しているとすれば、その回転を停
止させる制動力となる。

【００１０】回転子５を一方方向に回転させるには、常
に同じ方向のトルクが発生するようにしなければならな
い。そこで、図１３（ｃ）のように固定子突極２と回転
子突極６が向かい合う前に固定子突極２の励磁を停止し
なければならない。このように、ＳＲモータを一方方向
に回転するためには、回転子突極６に対する固定子突極
２の位置に同期して、固定子突極２に通電するタイミン
グを切り換えなければならない。このため、従来は回転
子５の位置を検出するためえに、レゾルバ等位置検出セ
ンサ１１によって回転子５の位置を検出し、その回転子
位置信号を制御回路１２へ帰還することにより、固定子
突極２を回転子５の位置に同期して通電していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＳＲモ
ータ駆動装置のように、位置検出センサ１１を設けるこ
とより、ＳＲモータから出てくる結線が増えるため、例
えば、圧縮機のような特殊な空間内で動かす場合は、そ
の内と外を結ぶための端子の数が増してしまい形状やコ
ストの面で制約を受けてしまう。また、冷媒中に入れる
事の可能な位置センサも現状では見当たらない。このた
め、その位置検出センサ１１を不要とすることが望まし
い。

【００１２】図１４は回転子突極の回転角に対する固定
子突極巻線のインダクタンスの一般的な変化を示したも
のである。図１４の回転角Θ１はインダクタンスが最小
で、固定子突極と回転子突極の位置関係は図１３（ａ）
のようになっている。そこから図１３（ｂ）のように時
計方向に回転すると、図１４のΘ２のように固定子突極
巻線のインダクタンスは増加していく。図１３（ｃ）の
位置では、図１４のΘ３のように最大値となる。さらに
図１３（ｄ）のように回転させると、図１４のΘ４のよ
うにインダクタンスは減少していく。このように、固定
子突極に対する回転子突極の位置によって固定子突極の
巻線インダクタンスの大きさは、図１４のように周期的
に変化する。

【００１３】従って、固定子巻線に励磁をするときの固
定子突極に対する回転子突極の位置をあらかじめ決めて
おき、その時の固定子巻線のインダクタンスを求め、そ
の値に達しときの固定子突極を励磁するタイミングを作
るようにすれば、図１２の位置検出センサ１１を設けな
くても回転子突極に同期して固定子突極を励磁すること
ができる。

【００１４】このように、ＳＲモータの特性を生かし、
固定子突極巻線のインダクタンスを検出することより回
転子突極の位置を検出したものとして、例えば、特開平
８−５０１９２０号公報に記載されたシャフト位置セン
サ無しでの切替式反作用モータの回転子位置感知装置で
は、ＳＲモータの励磁していない固定子突極巻線に連続
的に変動する信号を印加し、その結果、出力される電流
の振幅や位相を検出して回転子の位置を検出している。
しかし、連続的に変動する信号やそれを増幅するための
回路が必要になり、また、それらの信号を励磁していな
い固定子突極巻線に接続するための切換回路などが必要
となり、回路が複雑になってしまうという問題があっ
た。

【００１５】そこで前記のような問題点を解消するため
に、出願人は特願平１０−７４０４２号において、専用
の回転位置検出センサを用いることなしに、簡単な回路
によりＳＲモータの回転子突極に対する固定子突極の位
置を検出することができ、また、モータの回転速度、負
荷状況に応じてセンサレス運転時の相駆動電流タイミン
グを最適化することができるセンサレスＳＲモータの駆
動回路を提案したが、この発明は、該ＳＲモータの位置
検出回路を用いてより低コストに信頼性の高いセンサレ
ス運転を行うことができるＳＲモータの駆動回路を得る
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るＳＲモー
タの駆動回路は、複数の突極を有する回転子と集中巻さ
れた複数の突極を有する固定子との間で電源から供給さ
れた電流によって発生する電磁力（リラクタンストル
ク）を利用して回転子を回転駆動させるＳＲモータの固
定子突極に対する回転子突極の位置を検出しＳＲを駆動
するＳＲモータの駆動回路であって、ステップ関数信号
を発生するステップ関数信号発生回路と、過渡応答時の
時定数を定める抵抗を介して電源に接続された固定子巻
線と、電源から印加された電圧を前記ステップ関数信号
に基づいてステップ電圧として、固定子巻線及び抵抗に
印加するスイッチと、ステップ関数電圧により固定子巻
線および抵抗に生じた過渡応答時の電圧または電流の値
を、一定の遅延時間毎に生成されるホールド信号に基づ
いて保持して固定子巻線に生じるインダクタンス変化を
検出するインダクタンス検出回路と、このインダクタン
ス検出回路により検出された検出信号に基づいて、回転
子突極の位置を検出し回転子突極位置信号を出力する回
転位置検出回路と、固定子巻線のインダクタンスの変化
からＳＲモータの速度や同期状態を推定してモータを安
定駆動する制御回路と、を備えたものである。

【００１７】また、インダクタンス検出回路において既
知ΔＴ時間離れた２地点の固定子の回転子に対する位置
情報からＳＲモータの回転速度を推定し、適切なＳＲモ
ータ駆動信号を生成するものである。

【００１８】また、インダクタンス検出回路において複
数の閾値にて固定子の回転子に対する位置情報からＳＲ
モータの回転速度を推定し、適切なＳＲモータ駆動信号
を生成するものである。

【００１９】また、相数より少ないインダクタンス検出
回路にて適切なＳＲモータ駆動信号を生成するものであ
る。

【００２０】また、インダクタンス検出回路において複
数回、固定子の回転子に対する位置情報を得て、回転方
向を検出して異常回転方向時には異常信号を生成する脱
調検出装置を有するものである。

【００２１】また、インダクタンス検出回路において、
所定の時間にステップ電圧印加により検出された回転子
の固定子に対する位置情報から測定時の回転子の位置を
求め、モータが本来予測される回転をしていた場合のイ
ンダクタンス検出回路出力を比較し誤差を利用してモー
タを安定回転するようモータ印加電流もしくは印加電圧
を調整するものである。

【００２２】また、インダクタンス検出回路において複
数の閾値にて固定子の回転子に対する位置情報からＳＲ
モータの回転速度を推定し、モータが本来予測される回
転速度（複数の閾値を通過する時間）と比較しその誤差
を利用してモータを安定回転するようモータ印加電流も
しくは印加電圧を調整するものである。

【００２３】この発明に係る圧縮機は、請求項１〜７の
いずれかに記載のＳＲモータの駆動回路にて駆動される
ＳＲモータを駆動用モータとして搭載したものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、実施の形態
１を図面を参照して説明する。図１〜５は実施の形態１
を示す図で、図１はセンサレスＳＲモータの駆動回路の
構成図、図２は図１のインダクタンス検出回路の構成
図、図３はＳＲモータの駆動タイミングを示す図、図４
はＳＲモータの駆動シーケンスのフローチャート、図５
はＳＲモータの駆動回路においてインダクタンス検出回
路において固定子巻線インダクタンス値の変化を検出す
る過程を示すタイミング図である。

【００２５】図１は図１２で示した従来のものと同様の
固定子突極が６つ、回転子突極が４つ、３相のスイッチ
ドリラクタンスモータを用いたものである。図におい
て、３ｕ、３ｖ、３ｗは図１２に示したＳＲモータの固
定子巻線の各々ｕ相、ｖ相、ｗ相を示す。なお、図にお
いて、１０，１８以外の符号はｕ相、ｖ相、ｗ相に各々
対応して各々示しているが、以下、ｕ、ｖ、ｗを省略し
た符号はｕ相、ｖ相、ｗ相に対応したものとして説明す
る。

【００２６】８ａｕ、８ｂｕはｕ相固定子巻線３ｕに駆
動電流を通電、停止するための半導体スイッチである。
同様に８ａｖ、８ｂｖはｖ相固定子巻線用、８ａｗ、８
ｂｗは固定子巻線用の半導体スイッチである。９ａｕ、
９ｂｕはｕ相固定子巻線の駆動電流を前記８ａｕ、８ｂ
ｕ半導体スイッチをｏｆｆした時に固定子巻線に蓄えら
れたエネルギーを電源１０へ回生する為のダイオードで
ある。同様に、９ａｖ、９ｂｖはｖ相用回生ダイオー
ド、９ａｗ、９ｂｗはｗ相用回生ダイオードである。

【００２７】１３、１４、１５、１６、１７は固定子巻
線３のインダクタンスを検出し固定子に対応する回転子
の位置を検出する回路を構成しており、各相に同じ回路
構成のものが接続されている。１３は既知抵抗、１４は
半導体スイッチで、ステップ関数信号発生回路１７から
の駆動信号により電源１０から抵抗１３と固定子巻線３
の接合部の電圧変化を検出することによりインダクタン
スを検出するインダクタンス検出回路である。

【００２８】１５はインダクタンス検出回路からの出力
を得て、固定子に対する回転子の位置を検出する回転位
置検出回路である。１８はステップ関数信号発生回路１
７を駆動する信号を出し、回転位置検出回路１５からの
信号により、固定子の位置を得て半導体スイッチ８をｏ
ｎ、ｏｆｆしてセンサレスＳＲモータを駆動制御する制
御回路である。

【００２９】図２において、２３はステップ関数信号発
生回路出力１９をうけて既知時間遅延後にサンプルホー
ルド信号２８を発生するサンプルホールド信号発生回
路、２４はアナログスイッチ、２５はコンデンサであり
２６はサンプルホールド信号２８を受けた時点で、イン
ダクタンス検出回路入力２１の電圧を保持するサンプル
ホールド回路、２７はＡ／Ｄ変換器で保持された電圧
（アナログ値）をデジタル値に変換する回路である。

【００３０】次ぎに、動作を図３〜図５により説明す
る。図３（ａ）はｕ相固定子巻線３ｕのインダクタンス
の変化を示す図、図３（ｂ）はｖ相固定子巻線のインダ
クタンスの変化を示す図、図３（ｃ）はｗ相固定子巻線
のインダクタンスの変化を示す図、図３（ｄ）は固定子
巻線３ｕのインダクタンス値の変化に対応して固定子巻
線３ｕの電流駆動用半導体スイッチ８ａｕ、８ｂｕのｏ
ｎ、ｏｆｆタイミングを示す図、図３（ｅ）は固定子巻
線３ｕのインダクタンス値の変化に対応して固定子巻線
３ｖの電流駆動用半導体スイッチ８ａｖ、８ｂｖのｏ
ｎ、ｏｆｆタイミングを示す図、図３（ｆ）は固定子巻
線３ｗのインダクタンス値の変化に対応して固定子巻線
３ｗの電流駆動用半導体スイッチ８ａｗ、８ｂｗのｏ
ｎ、ｏｆｆタイミングを示す図である。

【００３１】図３に示すように、半導体スイッチ８ａ、
８ｂは対応する相の固定子巻線インダクタンスが直線状
に上昇する時期にｏｎでありその他はｏｆｆとする。例
えば、ｕ相で説明すると図３（ａ）の固定子巻線３ｕの
インダクタンスの変化に対しθ１からθ３の間、図３
（ｄ）に示すように半導体スイッチ８ａｕ、８ｂｕがｏ
ｎとなりθ３からθ７はｏｆｆとなる。θ１とθ７は同
じタイミングでセンサレスＳＲモータが回転している間
θ１からθ７までが一周期として連続的に半導体スイッ
チ８ａｕ、８ｂｕのｏｎ、ｏｆｆ動作が継続する。

【００３２】ｖ、ｗに対しても図３（ｂ）、（ｃ）、
（ｅ）、（ｆ）に各々示すようにｕ相固定子巻線３ｕの
駆動と同様のタイミングで固定子巻線３ｖ、３ｗに駆動
電流が流されている。そして、半導体スイッチ８ａ、８
ｂの通電タイミングは通電を終了した相の固定子巻線の
インダクタンス値が直線的に下降する時に、インダクタ
ンス値を検出し、インダクタンス値の変化率を測定しイ
ンダクタンス値がＬｍｉｎになる位置を推定しモータ位
置がその時点に到達したと推定された時、現在通電して
いる相の通電を停止し次ぎの相への通電を開始する。

【００３３】例えば、ｕ相で説明するとｕ相の駆動電流
印加タイミングは、ｖ相固定子巻線のインダクタンス変
化（下降部分）θ５からθ１の部分のインダクタンスの
変化を検出し、現在の回転子位置と回転子の速度からイ
ンダクタンス値がＬｍｉｎになるすなわち回転子がθ１
に到達する時間を推定し、その到達時点にてｕ相８ａ
ｕ、８ｂｕの半導体スイッチをｏｎしｕ相に駆動電流を
流す。（図３（ｄ）参照）。また、同時にｗ相固定子の
通電を８ａｗ、８ｂｗをｏｆｆして停止する（図３
（ｆ）参照）。

【００３４】この駆動シーケンスを図４のフローチャー
トにより説明する。説明を簡単にする為、まず、ｕ相固
定子巻線３ｕに通電し（ステップＳ１）、回転子位置を
θ３に固定したのち（図３の非通電の開始時点）ｕ相固
定子巻線電流を停止し（ステップＳ２）、ｖ相固定子巻
線３ｖを通電し（ステップＳ３）、センサレスＳＲモー
タを回転させ、ｕ相固定子巻線の電流が回生用ダイオー
ド９ａｕ、９ｂｕにより電源に回生され電流が停止する
所定時間ｔｄａを待って（ステップＳ４）、ｕ相固定子
巻線３のインダクタンス値Ｌｕ１を測定する。インダク
タンス値がＬｕ１となる回転子の位置θ（Ｌｕ１）が測
定される（ステップＳ５）。

【００３５】次ぎに所定時間ΔＴ待機し（ステップＳ
６）、インダクタンス値Ｌｕ２を測定する。インダクタ
ンスＬｕ２となる回転子の位置θ（Ｌｕ２）が測定され
る（ステップＳ７）。ｖ相固定子巻線が通電されている
間にｕ相固定子巻線のインダクタンス値がΔＴ時間の間
にＬｕ１からＬｕ２へ変化した事から、回転子がθ（Ｌ
ｕ１）からθ（Ｌｕ２）の位置に移動した事がわかるの
で、回転子はΔＴの時間では等速度で回転していたと仮
定すると回転子がＬｍｉｎ（θ５）となる時間ｔｄｗは
（１）式で計算できる（ステップＳ８）。 ｔｄｗ＝（θ５−θ（Ｌｕ２））／（θ（Ｌｕ２）−θ（Ｌｕ１））×ΔＴ −（１）

【００３６】ステップＳ８で計算された時間ｔｄｗ待機
後（ステップＳ９）、回転子はθ５に到達しているもの
と推定されるのでｖ相固定子巻線への通電を停止し、ｗ
相固定子巻線の通電を開始する（ステップＳ１０）。Ｓ
４〜Ｓ１０と同じ動作をＳ１１からＳ１７で行い、ｖ相
固定子巻線のインダクタンス値の変化Ｌｖ１、Ｌｖ２を
測定し、回転子位置がθ７となる時間を推定し、回転子
がθ７（θ１）に達したと推定される時点でｗ相固定子
巻線の通電を停止し、ｕ相固定子巻線通電を開始する。
また、Ｓ４〜Ｓ１０と同じ動作をＳ１８からＳ２４で行
い、ｗ相固定子巻線のインダクタンス値の変化Ｌｗ１、
Ｌｗ２を測定し、回転子位置がθ３となる時間を推定
し、回転子がθ３に達したと推定される時点でｕ相固定
子巻線の通電を停止し、ｖ相固定子巻線通電を開始す
る。

【００３７】このようにＳ４からＳ２４のステップを連
続に実施することでセンサレスＳＲモータが固定子に対
する回転子位置と同期をとりながら回転駆動される。

【００３８】次ぎにステップ関数信号発生回路１７とイ
ンダクタンス検出回路１６の動作について図５により詳
しく説明する。図５（ｂ）はステップ関数信号発生回路
１７の半導体スイッチ１４をｏｎ、ｏｆｆ制御する信号
で、Ｈｉｇｈはこの図ではｏｎ信号となっている。図５
（ａ）はインダクタンス検出回路１６への入力信号を示
す図、図５（ｃ）は既知時間後にインダクタンス検出回
路入力２１の電圧をサンプルホールド信号によりインダ
クタンス検出回路入力２１から保持された電圧を示す図
である。

【００３９】ステップ関数信号発生回路出力１９により
半導体スイッチ１４がｏｎ状態となり電源１０の電圧が
ステップ関数的に抵抗１３と固定子巻線３に印加され
る。ステップ関数的に印加された電圧により抵抗１３に
流れる電流は固定子巻線の抵抗値が抵抗１３より非常に
小さい場合（既知抵抗１３は通常そのように選ばれてい
る）、抵抗１３によって決まり、駆動トルクに関与しな
い微少電流となるよう抵抗１３が決められている。抵抗
１３の抵抗値Ｒ、固定子巻線のインダクタンス値をＬ、
電源１０の電圧をＶｂとするとインダクタンス検出回路
１６への入力信号は以下の時間ｔの関数で示される。 Ｖ＝Ｖｂ ｅｘｐ（−Ｒ／Ｌ＊ｔ） −（２）

【００４０】図５（ａ）は（２）式で示される関数で変
化する電圧を示している。ステップ関数信号発生回路１
７と半導体スイッチ１４が固定子巻線３と抵抗１３にス
テップ電圧を印加し既知Ｔ時間後のインダクタンス検出
回路１６への入力信号電圧Ｖｓは Ｖｓ＝Ｖｂ＊ｅｘｐ（−Ｒ／Ｌ＊Ｔ） −（３） となりこの時の固定子巻線インダクタンス値Ｌは Ｌ＝ＲＴＩｎ（Ｖｂ／Ｖｓ） −（４） で求めることができる。

【００４１】一方、図２に示すサンプルホールド信号発
生回路２３はステップ関数信号発生回路出力１９をうけ
て既知Ｔ時間遅延後に、図５（ｃ）に示すサンプルホー
ルド信号２８を発生する。そして、サンプルホールド回
路２６はサンプルホールド信号２８を受けた時点で、図
５（ｄ）に示すようにインダクタンス検出回路入力２１
の電圧値を保持し、Ａ／Ｄ変換器２７でデジタル値に変
換して出力する。このように、固定子巻線３のインダク
タンス変化はインダクタンス検出回路１６によりインダ
クタンス値と相関のある電圧値へ変換される。

【００４２】固定子巻線のインダクタンス値が分かれ
ば、回転子位置が分かる。固定子巻線のインダクタンス
値が最小である場合、最大である場合のインダクタンス
検出回路入力２１の電圧値を夫々Ｖｓｍｉｎ、Ｖｓｍａ
ｘとすると、回転子の回転位置θとの間に図１５に示す
ような関係が得られる。

【００４３】以上のように固定子に対する回転子の位置
を測定回数を少なくしても同期回転させる為の固定子巻
線に電流を転流させるタイミングを得ることができるた
め、高性能なマイクロコンピュータでなくとも図１の制
御部１８を実現することができ安価な駆動回路が実現す
ることが可能である。また、相切り替え直前の固定子巻
線のインダクタンス値の変化を測定しているので負荷変
動で回転子の速度が変化しても同期のずれにくい駆動電
流の切り替えが可能である。

【００４４】実施の形態２．実施の形態１では、固定子
巻線のインダクタンス値の変化を既知時間ΔＴ間隔で少
なくとも２ポイント計測し、インダクタンス値に対応す
る固定子に対する回転子の位置を求めて、回転子のΔＴ
時間での位置の変化から次ぎの固定子巻線への通電タイ
ミングを決める為、図１の回転位置検出回路１５の負荷
が比較的大きいものとなっている。本実施の形態は位置
検出回路の負荷をなくし、ＳＲモータをセンサレス駆動
するものである。

【００４５】図６〜８は実施の形態２を示す図で、図６
はＳＲモータの駆動シーケンスのフローチャートを示す
図、図７は固定子巻線のインダクタンス値を閾値により
検出するインダクタンス検出回路の構成図、図８はイン
ダクタンス検出回路において固定子巻線インダクタンス
値の変化を計測する過程を示す図である。

【００４６】図６のフローチャートにおいて、実施の形
態１と同様に説明を簡単にする為に、まず、ｕ相固定子
巻線３ｕに通電し（ステップＳ１）、回転子位置をθ３
に固定したのち（図３の非通電の開始時点）ｕ相固定子
巻線電流を停止し（ステップＳ２）、ｖ相固定子巻線３
ｖを通電し（ステップＳ３）、センサレスＳＲモータを
回転させ、パルス電圧印加によるインダクタンス測定を
開始する（ステップＳ４）、測定されたインダクタンス
値に対してＬｕ１なる閾値からＬｕ２なる閾値まで固定
子巻線３ｕのインダクタンス値が変化する時間を計測し
それを、ΔＴとする（ステップＳ５）。

【００４７】インダクタンスＬｕ１となる回転子の位置
θ（Ｌｕ２）、インダクタンスＬｕ２となる回転子の位
置θ（Ｌｕ２）は既値であり、回転子がθ（Ｌｕ１）か
らθ（Ｌｕ１）まで移動した時間ΔＴが計測されている
ので、回転子はΔＴの時間では等速度で回転していたと
仮定すると回転子がＬｍｉｎ（θ５）となる時間ｔｄｗ
は（１）式で計算することになる（ステップＳ６）。 ｔｄｗ＝（θ５−θ（Ｌｕ２））／（θ（Ｌｕ２）−θ（Ｌｕ１））×ΔＴ −（１） これは実施の形態１と同じであるが、θ５、θ（Ｌｕ
２）、（θ（Ｌｕ２）、θ（Ｌｕ１）は全て既知である
為求めるｔｄｗは ｔｄｗ＝Ｋ＊ΔＴ となり、測定された時間に既知定数Ｋを掛けるだけの計
算でよいことになる。

【００４８】次ぎに図７で固定子巻線のインダクタンス
値を閾値により検出する実施回路について説明する。図
７において、２９、３０は電源１０の電圧Ｖｂに対して
分圧して、インダクタンス値Ｌ１に相当する閾値電圧Ｖ
Ｌ１を作る既知抵抗、同様に、４２、４３は電源１０の
電圧Ｖｂに対して分圧して、インダクタンス値Ｌ２に相
当する閾値電圧ＶＬ２を作る既知抵抗、３１、４０は閾
値Ｌ１、Ｌ２でコンパレートするコンパレータ、２３は
ステップ関数を発生するステップ関数信号発生回路出力
１９をうけて既知Ｔ時間遅延後にサンプルホールド信号
２８を発生するサンプルホールド信号発生回路、３２，
４１は各々のコンパレータ３１，４０でそれぞれ閾値Ｖ
Ｌ１、ＶＬ２でコンパレートされた出力をサンプルホー
ルド信号２８でラッチするＤ型フリップフロップ回路で
ある。

【００４９】図８により動作説明する。図８（ａ）はイ
ンダクタンス検出回路入力信号２１を示す図、図８
（ｂ）はステップ関数信号発生回路出力１９を示す図、
図８（ｃ）はサンプルホールド信号２８を示す図、図８
（ｄ）はコンパレータ３１のコンパレータ出力を示す
図、図８（ｅ）はコンパレータ４０のコンパレータ出力
を示す図、図８（ｆ）はインダクタンス検出回路出力３
７を示す図、図８（ｇ）はインダクタンス検出回路出力
４５を示す図である。

【００５０】まず、電源１０の電圧Ｖｂに対して抵抗２
９、３０で閾値電圧ＶＬ１ ３３を作る。ＶＬ１ ３３
は抵抗２９，３０の抵抗値がＲ２９、Ｒ３０の場合 ＶＬ１＝Ｖｂ＊Ｒ３０／（Ｒ２９＋Ｒ３０）＝Ｖｂｅｘ
ｐ（−Ｒ／Ｌ１） となるＲ２９、Ｒ３０を選定する。閾値電圧ＶＬ２ ４
４についても同様に抵抗４２，４３の抵抗値がＲ４２、
Ｒ４３の場合 ＶＬ２＝Ｖｂ＊Ｒ４３／（Ｒ４２＋Ｒ４３）＝Ｖｂｅｘ
ｐ（−Ｒ／Ｌ２） となるＲ４２、Ｒ４３を選定する。

【００５１】次に、実施の形態１の図１に示す回路構成
のように、ステップ関数信号発生回路出力１９と半導体
スイッチ１４により抵抗１３、固定子巻線３にステップ
電圧が印加された時の固定子巻線３と抵抗１３接合部の
電圧変化が、図８（ａ）に示すインダクタンス検出回路
入力信号２１として、インダクタンス検出回路に入力さ
れる。そして、コンパレータ３１は、インダクタンス検
出回路入力信号２１を、閾値電圧ＶＬ１でコンパレータ
し、図８（ｄ）に示すようにＨｉｇｈ、Ｌｏｗの２値に
変換されたコンパレータ出力信号を出力する。同様にコ
ンパレータ４０は、インダクタンス検出回路入力信号２
１を、閾値電圧ＶＬ２でコンパレートし、図８（ｅ）に
示すようにＨｉｇｈ、Ｌｏｗの２値に変換されたコンパ
レータ出力信号を出力する。

【００５２】一方、サンプルホールド信号発生回路２３
はステップ関数信号発生回路出力１９をうけて既知Ｔ時
間遅延後に、図８（ｃ）に示すようにサンプルホールド
信号２８を発生する。次ぎに、Ｄ型フリップフロップ回
路３２はコンパレートされた出力をサンプルホールド信
号２８でラッチし、図８（ｆ）に示すインダクタンス検
出回路出力３７を出力する。同様にＤ型フリップフロッ
プ回路４１はコンパレートされた出力をサンプルホール
ド信号２８でラッチし、図８（ｇ）に示すインダクタン
ス検出回路出力４５を出力する。

【００５３】このインダクタンス検出回路出力３７のＨ
ｉｇｈからＬｏｗへの変化信号は固定子巻線のインダク
タンス値がＬ１となる回転位置を示しており、またイン
ダクタンス検出回路出力４５のＨｉｇｈからＬｏｗへの
変化信号は固定子巻線のインダクタンス値がＬ２となる
回転位置を示している。従って、インダクタンス検出回
路出力３７と４５のｈｉｇｈからＬｏｗへの変化の時間
差が計測したい時間差ΔＴとなる。

【００５４】なお、閾値の設定においては実際の固定子
巻線インダクタンスの回転子位置による変化がＬｍｉ
ｎ、Ｌｍａｘ近傍で理想の直線変化をせず鈍った波形と
なるので出来るだけＬｍｉｎとＬｍａｘの中間に設定す
る方がインダクタンスの変化のおおきな所で計測でき誤
差も少なくなる。

【００５５】以上のように、インダクタンス検出回路に
複数の閾値を設け、閾値（Ｌ１）から閾値（Ｌ２）まで
のインダクタンス値の変化時間を計測し、回転子の現在
の回転速度から次ぎの相の固定子巻線の通電タイミング
を簡単に決定でき、回転位置検出回路を簡略化できるの
で、低コストなセンサレス駆動回路を得ることができ
る。

【００５６】また、実施の形態１、２では３相ＳＲモー
タの各相にインダクタンス検出回路がある、つまり駆動
相数と同一のインダクタンス検出回路にて、それぞれの
相で固定子巻線のインダクタンス値の変化を検出してい
たが、駆動相数より少ないインダクタンス検出回路でも
センサレス運転は可能である。つまり、インダクタンス
検出回路を持たない相はその前の相で測定したインダク
タンス値変化から推定した速度で回転子が駆動されてい
るとして、その相の固定子巻線の通電タイミングを固定
すればよい。負荷変動に対する安定性は各相にインダク
タンス検出回路をもつより劣るが、低コストな駆動回路
を提供できる。

【００５７】実施の形態３．今まで、ＳＲモータが通常
想定される負荷変動に対して、センサレスにて同期運転
を行う方法について述べてきたが、異常に大きな負荷に
よりモータが逆転してしまったり、何らかの理由で既に
モータの同期が外れてしまっている場合、安全にモータ
を停止させる必要がある。実施の形態３ではその異常運
転状態を検出する方法について説明する。

【００５８】図９は実施の形態３を示す図で、ＳＲモー
タの異常運転状態を検出するシーケンスのフローチャー
トを示す図である。実施の形態１のセンサレスＳＲモー
タの駆動シーケンスのフローチャートにシーケンスＳ１
０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３を組込んだものでＶ相のイン
ダクタンス値測定の所だけを抜き出して記述している
が、実際には各相の同等の箇所に同じシーケンスが組込
まれている。従来例で説明したように、ＳＲモータはイ
ンダクタンス値を計測する期間では、回転子が回転方向
に正回転している場合、固定子のインダクタンス値はＬ
ｍａｘからＬｍｉｎへ減少していく（原理的には直線的
に）。

【００５９】従って、実施の形態１のように固定子巻線
のインダクタンス値測定をΔＴ間隔で測定した場合、正
回転方向に回転子が動いているなら最初の測定値、図９
におけるＬ１の測定値はΔＴ後に測定するＬ２より大き
い。そこで図９ではインダクタンス値の測定を２箇所実
施したステップＳ１４の後に、θ（ＬＶ１）とθ（ＬＶ
２）を比較する（ステップＳ１０１）。してθ（ＬＶ
２）がθ（ＬＶ１）より回転角が大きくなければモータ
が逆回転か、何らかの理由で既にモータの同期が外れて
しまっている事を示すのでステップＳ１０２で回転異常
検知、ステップＳ１０３にて異常検知後の処理として、
例えばモータ駆動電流を停止する。

【００６０】以上のように、インダクタンス検出回路に
おいて回転子の位置検出を２箇所で行うことにより回転
方向が判別でき逆回転している場合を異常判断し、モー
タの固定子巻線への通電を停止し、モータおよびそのシ
ステムの異常運転による損壊を防ぐ事ができる。実施例
のようにシーケンスの一部（プログラム）を追加するだ
けで良い為、コストアップなしに信頼性を向上できる。

【００６１】また、実施の形態２に示す閾値を用いたセ
ンサレス運転においても、設定されたインダクタンス値
Ｌ１を正常に回転子がまわる場合、図８（ｆ）に示すよ
うなＨｉｇｈからＬｏｗの信号が得られるが、逆回転で
あればＬｏｗからＨｉｇｈへ変化する信号が得られる
為、それを検出する事で異常回転と判断する事ができ
る。

【００６２】実施の形態４．実施の形態１、２ではイン
ダクタンス検出回路により固定子巻線のインダクタンス
値の変化を計測しモータの回転子へ速度変化に対応して
各相の固定子巻線の駆動タイミングを変更して同期をと
ってモータを安定駆動する方法について述べたが、モー
タは定速度運転を要求されることが多い。本実施の形態
はモータを定速度で運転する事でセンサレス同期運転を
行う方法である。

【００６３】まず、負荷変動に対してモータの速度を一
定に保つ為には、モータ固定子に流す電流は加減する必
要がある。図１において各相固定子巻線へ電流を流すに
はスイッチング素子８ａ、８ｂをｏｎすればよいが、電
流量を可変するためには８ａ、８ｂ片方の素子をｏｎに
した状態でもう一方の素子をだけｏｎ、ｏｆｆを繰り返
し、ＰＷＭ（Plus Width Modulation ）制御をする事で
固定子巻線へ印加する電圧を等価的に可変することで流
す電流量を可変にできる。本実施の形態では８ｂをＰＷ
Ｍ制御している事とする。

【００６４】図３のセンサレスＳＲモータの駆動タイミ
ングを示す図と、図１０のシーケンス図を用いて説明す
る。説明を簡単にするため、ＳＲモータは既にほぼ所定
の速度ωで同期運転されている状態としＵ相の通電を停
止し、Ｖ相の通電を開始した所だとする（図１０、シー
ケンスＳ１）。Ｖ相のスイッチング素子８ｂｖはモータ
の速度がωとなるに必要な固定子電流を流すためにある
スイッチングｄｕｔｙでＰＷＭ制御されている。

【００６５】ｕ相固定子巻線の電流が回生用ダイオード
９ａｕ、９ｂｕにより電源に回生され電流が停止する時
間以上の所定時間ｔｄａを待って（ステップＳ２）、ｕ
相固定子巻線３のインダクタンス値Ｌ１ｕを測定する。
インダクタンス値がＬ１ｕとなる回転子の位置θ（Ｌ１
ｕ）が測定される（ステップＳ３）。モータが速度ωで
回転が継続されていれば所定の時間Ｔｄａの間に回転す
る量も想定でき、インダクタンス値測定から想定される
固定子の位置はθ＊（Ｌ１ｕ）である。

【００６６】θ＊（Ｌ１ｕ）と実際に測定されたθ（Ｌ
１ｕ）との差Δθを計算する（ステップＳ４）。このΔ
θの大きさにより速度制御を行う（ステップＳ５）。Δ
θが正で大きければ回転速度がωより速いので減速する
ようスイッチング素子８ｂｖのスイッチングｄｕｔｙを
小さくして固定子巻線の通電電流を小さくする。また、
Δθが正で小さければ回転速度がωより少し速いので減
速するようスイッチング素子８ｂｖのスイッチングｄｕ
ｔｙを少し小さくして固定子巻線の通電電流を小さくす
る。逆にΔθが負であれば前述とは逆に速度が遅いので
Δθの大きさによりスイッチング素子８ｂｖのスイッチ
ングｄｕｔｙを大きくする。

【００６７】次ぎに所定の時間ΔＴ待機して（ステップ
Ｓ６）、ｕ相固定子巻線３のインダクタンス値Ｌ２ｕを
測定し、インダクタンス値がＬ２ｕとなる回転子の位置
θ（Ｌ２ｕ）が測定される（ステップＳ７）。モータが
速度ωで回転が継続されていれば所定の時間ΔＴの間に
回転する量も想定でき、インダクタンス値測定から想定
される固定子の位置はθ＊（Ｌ２ｕ）である。θ＊（Ｌ
２ｕ）と実際に測定されたθ（Ｌ２ｕ）との差Δθを計
算する（ステップＳ８）。このΔθにより速度制御を行
う内容は前述のステップＳ５と同じである（ステップＳ
９）。

【００６８】モータの回転速度をωに保つ制御をしてい
るので所定の時間Ｔｄｕを待て（ステップＳ１０）、Ｖ
相通電を停止し、Ｗ相の通電を開始する。

【００６９】Ｕ相のインダクタンス値測定による速度制
御の様子をステップＳ２からステップＳ１１で説明した
が、通電相が変わってＷ相が通電されている時は同様の
シーケンスがＳ１２からステップ２１で行われ、また通
電相が変わってＵ相が通電されている時は同様のシーケ
ンスがステップＳ２２からステップ３１で行われる。

【００７０】以上のように、所定の時間毎にインダクタ
ンス値を測定し回転子の位置を測定し、所定の速度ωで
あればインダクタンスの測定で得られるであろう回転位
置との差をもとに速度制御を行うので、センサレス運転
を行うと同時に負荷変動に対して速度を一定に制御する
ことが可能となる。

【００７１】また、速度制御は１相あたり二度行う例を
示したが、一度でもよく当然２回以上行ってもよい。ま
た、所定時間のＴｄａ、ΔＴ、Ｔｄｕは速度ωに対して
固定値であり、制御をより簡単にするためにＴｄａ＋Ｔ
ｄｕ＝ΔＴとすると速度制御間隔を一定にする事がで
き、設定固定値も少なくなるので記憶するメモリ量も少
なくできる。

【００７２】実施の形態５．次ぎに実施の形態２の図７
で示したインダクタンスの検出に閾値を用いる方法で速
度制御によりセンサレス運転するシーケンスを図１１を
用いて説明する。説明を簡単にするため、ＳＲモータは
既にほぼ所定の速度ωで同期運転されている状態としＵ
相の通電を停止し、Ｖ相の通電を開始したところだとす
る（図１１、シーケンスＳ１）。Ｖ相のスイッチング素
子８ｂｖはモータの速度がωとなるに必要な固定子電流
を流すためにあるスイッチングｄｕｔｙでＰＷＭ制御さ
れている。

【００７３】次ぎにパルス電圧印加によるインダクタン
ス測定を開始する（ステップＳ２）、測定されたインダ
クタンス値に対してＬｕ１なる閾値からＬｕ２なる閾値
まで固定子巻線３ｕのインダクタンス値が変化する時間
を計測しそれを、ΔＴとする（ステップＳ３）。モータ
が速度ωで回転している時の閾値Ｌ１から閾値Ｌ２を通
過する想定時間はΔＴ*である。想定されたΔＴ*と実際
に測定されたΔＴとの差δＴを計算する（ステップＳ
４）。このδＴθの大きさにより速度制御を行う（ステ
ップＳ５）。δＴが正で大きければ回転速度がωより遅
いので加速するようスイッチング素子８ｂｖのスイッチ
ングｄｕｔｙを大きくして固定子巻線の通電電流を大き
くする。また、δＴが正で小さければ回転速度がωより
少し遅いので加速するようスイッチング素子８ｂｖのス
イッチングｄｕｔｙを少し大きくして固定子巻線の通電
電流を少し大きくする。逆にΔθが負であれば前述とは
逆に速度が早いのでδＴの大きさによりスイッチング素
子８ｂｖのスイッチングｄｕｔｙを小さくする。

【００７４】次ぎに所定の時間を待機後（ステップＳ
６）、Ｖ相通電を停止し、Ｗ相の通電を開始する（ステ
ップＳ７）。Ｕ相の閾値を用いたインダクタンス値測定
による速度制御の様子をステップＳ２からステップＳ７
で説明したが、通電相が変わってＷ相が通電されている
時は同様のシーケンスがステップＳ８からステップ１３
で行われ、また通電相が変わってＵ相が通電されている
時は同様のシーケンスがステップＳ１４からステップ１
９で行われる。

【００７５】以上のように、インダクタンス検出回路に
複数の閾値を設け、閾値（Ｌ１）から閾値（Ｌ２）まで
のインダクタンス値の変化時間を計測し、回転子の現在
の回転速度を所定の速度になるようスイッチング素子８
ｂをＰＷＭ制御することで速度を維持しながらセンサレ
ス運転ができ、回転位置検出回路も簡略化できるので、
低コストなセンサレス駆動回路を得ることができる。

【００７６】また、回転子の速度検出を１相あたり２つ
の閾値で行う例を示したが、隣りの相の閾値までの時間
を計測するなどで閾値が一つでも同様の速度を一定に保
ちセンサレス運転をする事ができる。

【００７７】実施の形態６．また、本発明のＳＲモータ
を圧縮機の駆動用モータとして組込み、前述の方法にて
ＳＲモータのセンサレス運転を行う事ができる。圧縮機
の駆動用モータにＳＲモータを採用する事で誘導電動機
で発生する２次銅損がない分誘導電動機を搭載した圧縮
機より高効率化が図れる。

【００７８】また、誘導電動機の回転子は、一般に電磁
鋼鈑にアルミダイキャストにて成形した二次巻線を有し
モータを分解リサイクルする場合に誘導電動機の回転子
は分解がしにくい構造となっていたが、ＳＲモータの回
転子は電磁鋼鈑を積層するだけの構造でありモータの分
解リサイクルに有効である為、地球環境保全に役立つ事
ができる。

【００７９】

【発明の効果】この発明に係るＳＲモータの駆動回路
は、固定子巻線のインダクタンスの変化からＳＲモータ
の速度や同期状態を推定してモータを安定駆動すること
ができる。

【００８０】また、インダクタンス検出回路において既
知ΔＴ時間離れた２地点の固定子の回転子に対する位置
情報からＳＲモータの回転速度を推定し、適切なＳＲモ
ータ駆動信号を生成するので、回転子が負荷変動で速度
が変化しても同期運転をすることができる。

【００８１】また、インダクタンス検出回路において複
数の閾値にて固定子の回転子に対する位置情報からＳＲ
モータの回転速度を推定し、適切なＳＲモータ駆動信号
を生成するので、モータ回転子が負荷変動で速度が変化
しても同期運転をすることができる。

【００８２】また、相数より少ないインダクタンス検出
回路にて適切なＳＲモータ駆動信号を生成することによ
り、回転位置検出回路を簡略化できるので、低コストな
ＳＲモータの駆動回路を得ることができる。

【００８３】また、インダクタンス検出回路において複
数回、固定子の回転子に対する位置情報を得て、回転方
向を検出して異常回転方向時には異常信号を生成する脱
調検出装置を持つので異常に大きな負荷によりモータが
逆転してしまったり、何らかの理由で既にモータの同期
が外れてしまっている場合、安全にモータを停止させる
ことができ、モータやモータを組込んだ装置の破壊故障
を防止できる。

【００８４】また、インダクタンス検出回路において所
定の時間にステップ電圧印加により検出された回転子の
固定子に対する位置情報から測定時の回転子の位置を求
め、モータが本来予測される回転をしていた場合のイン
ダクタンス検出回路出力を比較し誤差を利用してモータ
を安定回転するようモータ印加電流もしくは印加電圧を
調整するので、センサレス運転を行うと同時に負荷変動
に対して速度を一定に制御することが可能となる。

【００８５】また、インダクタンス検出回路において複
数の閾値にて固定子の回転子に対する位置情報からＳＲ
モータの回転速度を推定し、モータが本来予測される回
転速度（複数の閾値を通過する時間）と比較しその誤差
を利用してモータを安定回転するようモータ印加電流も
しくは印加電圧を調整するので、センサレス運転を行う
と同時に負荷変動に対して速度を一定に制御することが
可能で、回転位置検出回路も簡略化できるので、低コス
トなＳＲモータの駆動回路を得ることができる。

【００８６】また、請求項１〜７のいずれかに記載のス
イッチドリラクタンスモータの駆動回路にて駆動される
スイッチドリラクタンスモータを駆動用モータとして搭
載したので、誘導電動機で発生する２次銅損がない分誘
導電動機を搭載した圧縮機より高効率化が図れ、また、
誘導電動機の回転子は一般に電磁鋼鈑にアルミダイキャ
ストにて成形した二次巻線をもちモータを分解リサイク
ルする場合に誘導電動機の回転子は分解がしにくい構造
となっていたが、ＳＲモータの回転子は電磁鋼鈑を積層
するだけの構造でありモータの分解リサイクルに有効で
ある為、地球環境保全に役立つ事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１を示す図で、ＳＲモータの駆動
回路の構成図である。

【図２】 実施の形態１を示す図で、図１のインダクタ
ンス検出回路の構成図である。

【図３】 実施の形態１を示す図で、ＳＲモータの駆動
タイミングを示す図である。

【図４】 実施の形態１を示す図で、ＳＲモータの駆動
シーケンスのフローチャートを示す図である。

【図５】 実施の形態１を示す図で、ＳＲモータの駆動
回路の駆動回路においてインダクタンス検出回路におい
て固定子巻線インダクタンス値の変化を検出する過程を
示すタイミング図である。

【図６】 実施の形態２を示す図で、ＳＲモータの駆動
シーケンスのフローチャートを示す図である。

【図７】 実施の形態２を示す図で、固定子巻線のイン
ダクタンス値を閾値により検出するインダクタンス検出
回路の構成図である。

【図８】 実施の形態２を示す図で、インダクタンス検
出回路において固定子巻線インダクタンス値の変化を計
測する過程を示したタイミング図である。

【図９】 実施の形態３を示す図で、ＳＲモータの異常
運転状態を検出するシーケンスのフローチャートを示す
図である。

【図１０】 実施の形態４を示す図で、ＳＲモータのセ
ンサレス速度制御を行うシーケンスのフローチャートを
示す図である。

【図１１】 実施の形態５を示す図で、ＳＲモータの回
転子と固定子巻線のインダクタンスの関係を示す図であ
る。

【図１２】 従来の一般的なＳＲモータとその駆動回路
の構成図を示す図である。

【図１３】 一般的なＳＲモータの固定子と回転子の位
置関係を示す図である。

【図１４】 一般的なＳＲモータの固定子巻線インダク
タンス値の変化を示す図である。

【図１５】 実施の形態１を示す図で、ＳＲモータ駆動
回路のインダクタンス検出回路入力電圧と回転位置θの
関係を示す図である。

【符号の説明】

３ 固定子巻線、８ａ，８ｂ，１４ 半導体スイッチ、
９ａ，９ｂ ダイオード、１０ 電源、１３，２９，３
０，４２，４３ 既知抵抗、１５ 回転位置検出回路、
１６ インダクタンス検出回路、１７ ステップ関数信
号発生回路、１８ 制御回路、２３ サンプルホールド
信号発生回路、３１，４０ コンパレータ、３２，４１
Ｄ型フリップフロップ回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 勇人 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H003 AC03 CF01 5H550 AA09 BB07 DD09 GG02 HB16 JJ04 JJ16 LL34

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の突極を有する回転子と集中巻され
   た複数の突極を有する固定子との間で電源から供給され
   た電流によって発生する電磁力（リラクタンストルク）
   を利用して回転子を回転駆動させるスイッチドリラクタ
   ンスモータの前記固定子突極に対する前記回転子突極の
   位置を検出しスイッチドリラクタンスモータを駆動する
   スイッチドリラクタンスモータの駆動回路であって、 ステップ関数信号を発生するステップ関数信号発生回路
   と、過渡応答時の時定数を定める抵抗を介して電源に接
   続された固定子巻線と、 電源から印加された電圧を前記ステップ関数信号に基づ
   いてステップ電圧として、前記固定子巻線及び前記抵抗
   に印加するスイッチと、 ステップ関数電圧により固定子巻線および抵抗に生じた
   過渡応答時の電圧または電流の値を、一定の遅延時間毎
   に生成されるホールド信号に基づいて保持して前記固定
   子巻線に生じるインダクタンス変化を検出するインダク
   タンス検出回路と、 このインダクタンス検出回路により検出された検出信号
   に基づいて、前記回転子突極の位置を検出し回転子突極
   位置信号を出力する回転位置検出回路と、 前記固定子巻線のインダクタンスの変化からスイッチド
   リラクタンスモータの速度や同期状態を推定してモータ
   を安定駆動する制御回路と、を備えたことを特徴とする
   スイッチドリラクタンスモータの駆動回路。
2. 【請求項２】 前記インダクタンス検出回路において既
   知ΔＴ時間離れた２地点の前記固定子の前記回転子に対
   する位置情報からスイッチドリラクタンスモータの回転
   速度を推定し、適切なスイッチドリラクタンスモータ駆
   動信号を生成することを特徴とする請求項１記載のスイ
   ッチドリラクタンスモータの駆動回路。
3. 【請求項３】 前記インダクタンス検出回路において複
   数の閾値にて前記固定子の前記回転子に対する位置情報
   からスイッチドリラクタンスモータの回転速度を推定
   し、適切なスイッチドリラクタンスモータ駆動信号を生
   成することを特徴とする請求項１記載のスイッチドリラ
   クタンスモータの駆動回路。
4. 【請求項４】 相数より少ない前記インダクタンス検出
   回路にて適切なスイッチドリラクタンスモータ駆動信号
   を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
   記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動回路。
5. 【請求項５】 前記インダクタンス検出回路において複
   数回、前記固定子の前記回転子に対する位置情報を得
   て、回転方向を検出して異常回転方向時には異常信号を
   生成する脱調検出装置を有することを特徴とする請求項
   １記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動回路。
6. 【請求項６】 前記インダクタンス検出回路において、
   所定の時間にステップ電圧印加により検出された前記回
   転子の前記固定子に対する位置情報から測定時の前記回
   転子の位置を求め、モータが本来予測される回転をして
   いた場合の前記インダクタンス検出回路出力を比較し誤
   差を利用してモータを安定回転するようモータ印加電流
   もしくは印加電圧を調整することを特徴とする請求項１
   記載のスイッチドリラクタンスモータの駆動回路。
7. 【請求項７】 前記インダクタンス検出回路において複
   数の閾値にて前記固定子の前記回転子に対する位置情報
   からスイッチドリラクタンスモータの回転速度を推定
   し、モータが本来予測される回転速度（複数の閾値を通
   過する時間）と比較しその誤差を利用してモータを安定
   回転するようモータ印加電流もしくは印加電圧を調整す
   ることを特徴とする請求項１記載のスイッチドリラクタ
   ンスモータの駆動回路。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載のスイッ
   チドリラクタンスモータの駆動回路にて駆動されるスイ
   ッチドリラクタンスモータを駆動用モータとして搭載し
   たことを特徴とする圧縮機。