JP2001211684A - ブラシレスモータ制御装置および圧縮機 - Google Patents
ブラシレスモータ制御装置および圧縮機Info
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- JP2001211684A JP2001211684A JP2000018740A JP2000018740A JP2001211684A JP 2001211684 A JP2001211684 A JP 2001211684A JP 2000018740 A JP2000018740 A JP 2000018740A JP 2000018740 A JP2000018740 A JP 2000018740A JP 2001211684 A JP2001211684 A JP 2001211684A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イナーシャの大きい負荷でも短時間に精度良
く起動でき、素子短絡を防止する。 【解決手段】 ブラシレスモータの電機子巻線の非通電
相に発生する誘起電圧により回転子の位置を検出し、位
置検出をもとにして電機子巻線電流の通電を切り替えて
位置検出運転を行うブラシレスモータ制御装置におい
て、起動制御手段の通電パターンは、特定位置に前記回
転子を位置決めする通電パターンＡ（Ｓ１乃至Ｓ３）
と、通電パターンＡから電気的にπ／３進んだ位相に微
小時間通電する通電パターンＢ（Ｓ３ａ）と、通電パタ
ーンＢから電気的に、さらにπ／３進んだ位相に通電す
るとともに非通電相の誘起電圧の検出を行う通電パター
ンＣ（Ｓ４、Ｓ５）と、からなるものである。
く起動でき、素子短絡を防止する。 【解決手段】 ブラシレスモータの電機子巻線の非通電
相に発生する誘起電圧により回転子の位置を検出し、位
置検出をもとにして電機子巻線電流の通電を切り替えて
位置検出運転を行うブラシレスモータ制御装置におい
て、起動制御手段の通電パターンは、特定位置に前記回
転子を位置決めする通電パターンＡ（Ｓ１乃至Ｓ３）
と、通電パターンＡから電気的にπ／３進んだ位相に微
小時間通電する通電パターンＢ（Ｓ３ａ）と、通電パタ
ーンＢから電気的に、さらにπ／３進んだ位相に通電す
るとともに非通電相の誘起電圧の検出を行う通電パター
ンＣ（Ｓ４、Ｓ５）と、からなるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、空気調和機の圧
縮機等に用いられるブラシレスモータのセンサレス制御
における制御装置に関し、特に起動電流の低減および起
動確率の向上を図るものである。
縮機等に用いられるブラシレスモータのセンサレス制御
における制御装置に関し、特に起動電流の低減および起
動確率の向上を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】図４に示す空調機などの密閉型圧縮機に
使用される従来のブラシレスモータ制御装置は、例え
ば、特開平９−３２７１９４号公報に開示されており、
図５に示す。この種のブラシレスモータの場合、ホール
素子などの磁極位置検出素子を使わずに回転子の位置を
知る必要があり、その１つとしてブラシレスモータの非
通電相（非通電電機子巻線）に発生する誘起電圧を用い
て回転子の位置を検出し、このようにして検出した位置
検出をもとにしてブラシレスモータの電機子巻線電流の
通電を切り替える。また、このブラシレスモータの起動
開始時には回転子が停止しているために誘起電圧が発生
しないことから同期運転等を行う必要がある。
使用される従来のブラシレスモータ制御装置は、例え
ば、特開平９−３２７１９４号公報に開示されており、
図５に示す。この種のブラシレスモータの場合、ホール
素子などの磁極位置検出素子を使わずに回転子の位置を
知る必要があり、その１つとしてブラシレスモータの非
通電相（非通電電機子巻線）に発生する誘起電圧を用い
て回転子の位置を検出し、このようにして検出した位置
検出をもとにしてブラシレスモータの電機子巻線電流の
通電を切り替える。また、このブラシレスモータの起動
開始時には回転子が停止しているために誘起電圧が発生
しないことから同期運転等を行う必要がある。
【０００３】この制御装置は交流電源１をＡＣ／ＤＣ変
換部２で所定の直流電源に変換し、この直流電源をイン
バータ部３のスイッチング素子Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｘ，
Ｙ，Ｚでスイッチングしてブラシレスモータ（ＤＣＭ）
４の電機子巻線に供給する。
換部２で所定の直流電源に変換し、この直流電源をイン
バータ部３のスイッチング素子Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｘ，
Ｙ，Ｚでスイッチングしてブラシレスモータ（ＤＣＭ）
４の電機子巻線に供給する。
【０００４】ブラシレスモータ４をアナログ方式で制御
する場合、位置検出回路５はブラシレスモータ４の端子
電圧（チョッピングされた誘起電圧）を積分回路等に通
して三角波として基準レベルと比較し、この比較結果を
位置検出信号を制御回路（マイクロコンピュータ）６に
出力する。
する場合、位置検出回路５はブラシレスモータ４の端子
電圧（チョッピングされた誘起電圧）を積分回路等に通
して三角波として基準レベルと比較し、この比較結果を
位置検出信号を制御回路（マイクロコンピュータ）６に
出力する。
【０００５】制御回路６は位置検出信号により三角波と
基準レベルとの交点をタイミングとしてブラシレスモー
タ４の電機子巻線電流の通電を切り替える駆動信号（Ｐ
ＷＭ信号）を駆動回路７に出力し、インバータ部３のス
イッチング素子Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｘ，Ｙ，Ｚを所定に
駆動する。
基準レベルとの交点をタイミングとしてブラシレスモー
タ４の電機子巻線電流の通電を切り替える駆動信号（Ｐ
ＷＭ信号）を駆動回路７に出力し、インバータ部３のス
イッチング素子Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｘ，Ｙ，Ｚを所定に
駆動する。
【０００６】位置検出回路８は電機子巻線に発生する誘
起電圧と基準電圧とを直接に比較し、この比較結果（交
点；位置検出点）の位置検出信号を制御回路９に出力す
る。制御回路９は、位置検出信号により回転子の位置を
検出し、この位置検出を基準にして電機子巻線電流の通
電切り替えタイミングを算出し、この算出通電切り替え
タイミングでブラシレスモータ４の電機子巻線電流の通
電を切り替える駆動信号（ＰＷＭ信号）を駆動回路７に
出力し、インバータ部３のスイッチング素子Ｕａ，Ｖ
ａ，Ｗａ，Ｘ，Ｙ，Ｚを所定に駆動する。
起電圧と基準電圧とを直接に比較し、この比較結果（交
点；位置検出点）の位置検出信号を制御回路９に出力す
る。制御回路９は、位置検出信号により回転子の位置を
検出し、この位置検出を基準にして電機子巻線電流の通
電切り替えタイミングを算出し、この算出通電切り替え
タイミングでブラシレスモータ４の電機子巻線電流の通
電を切り替える駆動信号（ＰＷＭ信号）を駆動回路７に
出力し、インバータ部３のスイッチング素子Ｕａ，Ｖ
ａ，Ｗａ，Ｘ，Ｙ，Ｚを所定に駆動する。
【０００７】上記のように、空調機などの密閉型圧縮機
のモータを制御するには、ホール素子などの磁極位置検
出素子を使わずに制御する必要があり、その手段として
はブラシレスモータ４の非通電相に誘起される速度起電
力を用いて制御する方式が一般的である。この方式はこ
の速度起電力のゼロクロス点を検出することにより回転
子の位置を得、所望の回転方向へトルクが発生するよう
ブラシレスモータの固定子巻線への通電を切り替えるも
のである。
のモータを制御するには、ホール素子などの磁極位置検
出素子を使わずに制御する必要があり、その手段として
はブラシレスモータ４の非通電相に誘起される速度起電
力を用いて制御する方式が一般的である。この方式はこ
の速度起電力のゼロクロス点を検出することにより回転
子の位置を得、所望の回転方向へトルクが発生するよう
ブラシレスモータの固定子巻線への通電を切り替えるも
のである。
【０００８】この方式は位置決め状態から所定の起動パ
ルスを発生することで回転子を電気角で１２０度回転さ
せるとともに非通電相の位置検出を許可し、位置検出が
できた時点（電気角π／６に相当）より位置検出運転に
移行するものである。以下上記方式の説明を図６から図
１１を用いて行う。
ルスを発生することで回転子を電気角で１２０度回転さ
せるとともに非通電相の位置検出を許可し、位置検出が
できた時点（電気角π／６に相当）より位置検出運転に
移行するものである。以下上記方式の説明を図６から図
１１を用いて行う。
【０００９】図７は従来のブラシレスモータ制御装置の
動作を示すフローチャートである。制御装置は、まず所
定の通電パターン（ＵＶ相→ＵＷ相→ＵＶ相）を行い回
転子の位置決めを行う（ステップ１〜３）。ステップ３
のＵＶ相通電による位置決め状態（以下状態と称す
る）では、回転子１１ｂおよび電機子１１ａの位置関係
は図７の様になる。すなわち、電機子１１ａの作る磁界
に相対した磁極が対向する位置関係となる。
動作を示すフローチャートである。制御装置は、まず所
定の通電パターン（ＵＶ相→ＵＷ相→ＵＶ相）を行い回
転子の位置決めを行う（ステップ１〜３）。ステップ３
のＵＶ相通電による位置決め状態（以下状態と称す
る）では、回転子１１ｂおよび電機子１１ａの位置関係
は図７の様になる。すなわち、電機子１１ａの作る磁界
に相対した磁極が対向する位置関係となる。
【００１０】次に制御装置は状態から電気的に２π／
３進んだ位相に通電する（ＶＷ相通電、）とともに非通
電相（Ｕ相）の端子電圧の監視を開始する（ステップ
４，５、また以下この通電状態を状態と称する）。ス
テップ４の操作により電機子１１ａの磁界は２π／３進
んだ位置に方向を変えるため、回転子はこの方向に向か
って回転を開始する（図８参照）が、この時、一般的な
円筒型ＤＣブラシレスモータ（図９参照）の場合、非通
電相（この場合Ｕ相）において下式（１）の速度起電力
が発生する。
３進んだ位相に通電する（ＶＷ相通電、）とともに非通
電相（Ｕ相）の端子電圧の監視を開始する（ステップ
４，５、また以下この通電状態を状態と称する）。ス
テップ４の操作により電機子１１ａの磁界は２π／３進
んだ位置に方向を変えるため、回転子はこの方向に向か
って回転を開始する（図８参照）が、この時、一般的な
円筒型ＤＣブラシレスモータ（図９参照）の場合、非通
電相（この場合Ｕ相）において下式（１）の速度起電力
が発生する。
【００１１】 Ｖ＝ｋωｓｉｎ（θ＋５π／６）・・・（１） ただし、Ｖ：Ｕ相に誘起される速度起電力 ｋ：永久磁石の誘起電圧定数 ω：回転速度 θ：電気的回転角（状態での停止位置を基準とする）
【００１２】すなわちθ＝π／６を境にＵ相誘起電圧は
ゼロクロスし、ステップ５における誘起電圧検出がなさ
れる。、以後検出したタイミングより位置検出運転に移
行するものである（ステップ６）。
ゼロクロスし、ステップ５における誘起電圧検出がなさ
れる。、以後検出したタイミングより位置検出運転に移
行するものである（ステップ６）。
【００１３】同方式は、比較的短時間に位置検出運転に
移行できるため、起動にかかる時間が短く、また起動電
流も小さい等の利点を有する。これは電気角π／６だけ
の回転によって誘起電圧を検出するに十分な速度まで加
速される必要があるため、負荷イナーシャや負荷トルク
が大きい場合などでは使用できないという問題がある。
移行できるため、起動にかかる時間が短く、また起動電
流も小さい等の利点を有する。これは電気角π／６だけ
の回転によって誘起電圧を検出するに十分な速度まで加
速される必要があるため、負荷イナーシャや負荷トルク
が大きい場合などでは使用できないという問題がある。
【００１４】負荷イナーシャや負荷トルクが大きい場
合、加速度が相対的に小さくなるため、式（１）のωが
小さくなる。これはすなわち非通電相に誘起される電圧
の振幅が下がることとなるため、位置検出精度が低下
し、起動失敗する可能性が高くなる（図１０参照、図１
０は起動時の非通電相の誘起電圧波形を示す図、図中の
、は上記状態、状態に相当）。また高回転まで
回す必要がある負荷ではモータの誘起電圧定数を小さく
する必要があるが、これは式（１）のｋが小さくなるこ
とになるため、前記同様起動時の位置検出が困難にな
る。
合、加速度が相対的に小さくなるため、式（１）のωが
小さくなる。これはすなわち非通電相に誘起される電圧
の振幅が下がることとなるため、位置検出精度が低下
し、起動失敗する可能性が高くなる（図１０参照、図１
０は起動時の非通電相の誘起電圧波形を示す図、図中の
、は上記状態、状態に相当）。また高回転まで
回す必要がある負荷ではモータの誘起電圧定数を小さく
する必要があるが、これは式（１）のｋが小さくなるこ
とになるため、前記同様起動時の位置検出が困難にな
る。
【００１５】また上記従来例における起動制御方式で
は、通電制御を２π／３進める処理があるが（ステップ
３→４）、この通電切替はＶ相の上アームスイッチのタ
ーンオンと下アームスイッチのターンオフを同時に行う
こととなる（図１１参照）。たとえば回路バラツキなど
で上アーム駆動回路のターンオフが遅延するとインバー
タの素子が短絡を起こし、素子破壊に及ぶ等の問題もあ
る。
は、通電制御を２π／３進める処理があるが（ステップ
３→４）、この通電切替はＶ相の上アームスイッチのタ
ーンオンと下アームスイッチのターンオフを同時に行う
こととなる（図１１参照）。たとえば回路バラツキなど
で上アーム駆動回路のターンオフが遅延するとインバー
タの素子が短絡を起こし、素子破壊に及ぶ等の問題もあ
る。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように一般的な
円筒型ＤＣブラシレスモータを上記従来起動制御方式に
て起動する場合、電気角π／６までの角度範囲の加速に
より得られる速度起電力を検出することとなるため、速
度起電力は非常に小さい振幅しか得られない。さらに、
イナーシャが大きな負荷の場合は電気角３０度回転した
際の速度が相対的に小さくなるため、位置検出ができ
ず、位置検出運転に移行できないなどの問題が生じる。
また、誘起電圧定数（電気周波数１Ｈｚあたりの速度起
電力の発生量）を小さくする必要がある高速回転負荷用
途および多極モータ用途でも、起動時の非通電相検出電
圧が小さくなるため起動性能が低下するなどの問題があ
った。
円筒型ＤＣブラシレスモータを上記従来起動制御方式に
て起動する場合、電気角π／６までの角度範囲の加速に
より得られる速度起電力を検出することとなるため、速
度起電力は非常に小さい振幅しか得られない。さらに、
イナーシャが大きな負荷の場合は電気角３０度回転した
際の速度が相対的に小さくなるため、位置検出ができ
ず、位置検出運転に移行できないなどの問題が生じる。
また、誘起電圧定数（電気周波数１Ｈｚあたりの速度起
電力の発生量）を小さくする必要がある高速回転負荷用
途および多極モータ用途でも、起動時の非通電相検出電
圧が小さくなるため起動性能が低下するなどの問題があ
った。
【００１７】また、起動時にインバータが短絡故障する
おそれもあった。また例えば負荷が圧縮機である場合、
吸入側・吐出側の圧力差が大きいと起動時の負荷トルク
は大となり、起動失敗する確率が増加するなどの問題が
あった。
おそれもあった。また例えば負荷が圧縮機である場合、
吸入側・吐出側の圧力差が大きいと起動時の負荷トルク
は大となり、起動失敗する確率が増加するなどの問題が
あった。
【００１８】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、イナーシャの大きい負荷でも
短時間に精度良く起動でき、起動時の素子短絡を防止す
るブラシレスモータ制御装置を得ることを目的とする。
るためになされたもので、イナーシャの大きい負荷でも
短時間に精度良く起動でき、起動時の素子短絡を防止す
るブラシレスモータ制御装置を得ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この発明に係るブラシレ
スモータ制御装置は、三相のブラシレスモータを起動し
た後、前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に
発生する誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置
検出をもとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替え
て位置検出運転を行う起動制御手段を備えたブラシレス
モータ制御装置において、前記起動制御手段の通電パタ
ーンは、特定位置に前記回転子を位置決めする通電パタ
ーンＡと、前記通電パターンＡから電気的にπ／３進ん
だ位相に微小時間通電する通電パターンＢと、前記通電
パターンＢから電気的に、さらにπ／３進んだ位相に通
電するとともに非通電相の誘起電圧の検出を行う通電パ
ターンＣと、からなるものである。
スモータ制御装置は、三相のブラシレスモータを起動し
た後、前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に
発生する誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置
検出をもとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替え
て位置検出運転を行う起動制御手段を備えたブラシレス
モータ制御装置において、前記起動制御手段の通電パタ
ーンは、特定位置に前記回転子を位置決めする通電パタ
ーンＡと、前記通電パターンＡから電気的にπ／３進ん
だ位相に微小時間通電する通電パターンＢと、前記通電
パターンＢから電気的に、さらにπ／３進んだ位相に通
電するとともに非通電相の誘起電圧の検出を行う通電パ
ターンＣと、からなるものである。
【００２０】また、三相のブラシレスモータを起動した
後、前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発
生する誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置検
出をもとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替えて
位置検出運転を行う起動制御手段を備えたブラシレスモ
ータ制御装置において、前記起動制御手段の通電パター
ンは、特定位置に前記回転子を位置決めする通電パター
ンＤと、全ての相の通電を微小時間停止する通電パター
ンＥと、前記通電パターンＤから電気的に２π／３進ん
だ位相に通電するとともに非通電相の誘起電圧の検出を
行う通電パターンＦと、からなるものである。
後、前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発
生する誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置検
出をもとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替えて
位置検出運転を行う起動制御手段を備えたブラシレスモ
ータ制御装置において、前記起動制御手段の通電パター
ンは、特定位置に前記回転子を位置決めする通電パター
ンＤと、全ての相の通電を微小時間停止する通電パター
ンＥと、前記通電パターンＤから電気的に２π／３進ん
だ位相に通電するとともに非通電相の誘起電圧の検出を
行う通電パターンＦと、からなるものである。
【００２１】また、ブラシレスモータは、ｑ軸インダク
タンスがｄ軸インダクタンスより大きいもので構成され
るものである。
タンスがｄ軸インダクタンスより大きいもので構成され
るものである。
【００２２】また、ブラシレスモータは、電機子と、外
部に磁石を、内部に強磁性体からなるコアを配置した回
転子とからなり、前記磁石はｄ軸方向に厚く、ｑ軸方向
に薄く構成されたものである。
部に磁石を、内部に強磁性体からなるコアを配置した回
転子とからなり、前記磁石はｄ軸方向に厚く、ｑ軸方向
に薄く構成されたものである。
【００２３】また、この発明に係わる圧縮機は、ブラシ
レスモータ制御装置により駆動制御されるブラシレスモ
ータを備えたものである。
レスモータ制御装置により駆動制御されるブラシレスモ
ータを備えたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、この発明による実施の形態
を図について説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
ブラシレスモータ制御装置におけるモータ形態の一例を
示す構成図である。同図において、１１はＤＣブラシレ
スモータ、１１ａは電機子、１１ｂは回転子、１１ｃは
磁石、１１ｄは強磁性体からなる回転子のコアである。
図において磁束の方向をｄ軸、ｄ軸から電気的に９０度
ずれた位相（図は４極モータのため機械的には９０／２
＝４５度ずれた位相）方向をｑ軸とする。このときｄ軸
方向には磁石による磁気的ギャップがあることから磁気
抵抗が高く、すなわちインダクタンスが小となる。一方
ｑ軸方向においては磁石によるギャップが無いため磁気
抵抗が低くインダクタンスが大となる。以下このモータ
を突極型モータと称する。
を図について説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
ブラシレスモータ制御装置におけるモータ形態の一例を
示す構成図である。同図において、１１はＤＣブラシレ
スモータ、１１ａは電機子、１１ｂは回転子、１１ｃは
磁石、１１ｄは強磁性体からなる回転子のコアである。
図において磁束の方向をｄ軸、ｄ軸から電気的に９０度
ずれた位相（図は４極モータのため機械的には９０／２
＝４５度ずれた位相）方向をｑ軸とする。このときｄ軸
方向には磁石による磁気的ギャップがあることから磁気
抵抗が高く、すなわちインダクタンスが小となる。一方
ｑ軸方向においては磁石によるギャップが無いため磁気
抵抗が低くインダクタンスが大となる。以下このモータ
を突極型モータと称する。
【００２５】なお、従来例の説明で図９に示したブラシ
レスモータは、回転子の磁石の厚みが一様であることか
ら円筒型と呼ばれ、巻線インダクタンスが回転子位相に
因らず一定（Ｌｄ＝Ｌｑ）となる特性を有する。
レスモータは、回転子の磁石の厚みが一様であることか
ら円筒型と呼ばれ、巻線インダクタンスが回転子位相に
因らず一定（Ｌｄ＝Ｌｑ）となる特性を有する。
【００２６】上記の突極型モータを従来例の図５で示し
た制御装置で起動した場合の誘起電圧波形を図２に示
す。図２のように突極型モータは非通電相の端子電圧変
化が大きくなる。これはＬｄ≠Ｌｑであるので（すなわ
ち回転子の位置で電機子の磁束が異なる）ため、電機子
側の作る磁束が回転に因って変化し、非通電相に誘起電
圧として観測されることによる。またＬｄ＜Ｌｑである
ならば、起動後π／６までの期間においては回転子の鉄
心と電機子の磁界との間に作用する磁気吸引力トルクが
モータ回転方向に働くため、モータの加速が促進され、
より誘起電圧が高くなる。
た制御装置で起動した場合の誘起電圧波形を図２に示
す。図２のように突極型モータは非通電相の端子電圧変
化が大きくなる。これはＬｄ≠Ｌｑであるので（すなわ
ち回転子の位置で電機子の磁束が異なる）ため、電機子
側の作る磁束が回転に因って変化し、非通電相に誘起電
圧として観測されることによる。またＬｄ＜Ｌｑである
ならば、起動後π／６までの期間においては回転子の鉄
心と電機子の磁界との間に作用する磁気吸引力トルクが
モータ回転方向に働くため、モータの加速が促進され、
より誘起電圧が高くなる。
【００２７】なおＬｄ＞Ｌｑであってもモータの中性点
電圧が変化することになるが、その場合中性点電圧は速
度起電力に対して逆向きに働くことになるので、逆に検
出が困難となる。すなわちインダクタンスはＬｄ＜Ｌｑ
であることが位置検出精度改善向上のための必要条件と
なる。
電圧が変化することになるが、その場合中性点電圧は速
度起電力に対して逆向きに働くことになるので、逆に検
出が困難となる。すなわちインダクタンスはＬｄ＜Ｌｑ
であることが位置検出精度改善向上のための必要条件と
なる。
【００２８】以上により、この実施の形態においてモー
タを構成する材質の種類を複雑化することなく達成でき
るので、従来と同様な解体処理が可能となり、リサイク
ル性に優れる。
タを構成する材質の種類を複雑化することなく達成でき
るので、従来と同様な解体処理が可能となり、リサイク
ル性に優れる。
【００２９】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２によるブラシレスモータ制御装置の動作を示すフ
ローチャートである。なお、従来のブラシレスモータ制
御装置の動作と同一の機能については同一図番を付し説
明を省略する。なおブラシレスモータ制御装置の構成は
は従来例の図５と同一とする。
形態２によるブラシレスモータ制御装置の動作を示すフ
ローチャートである。なお、従来のブラシレスモータ制
御装置の動作と同一の機能については同一図番を付し説
明を省略する。なおブラシレスモータ制御装置の構成は
は従来例の図５と同一とする。
【００３０】図３において、ステップ３による位置決め
通電後、電気的にπ／３進んだ通電パターン（Ｕ→Ｗ相
通電）を微小時間通電する（ステップ３ａ）。この微小
な通電時間は、通電によりモータ回転しないかあるいは
電気角で数度程度に収まる期間とする。この時Ｖ相は上
下アームともスイッチオフとなる。その後直ちにステッ
プ４以下の通電を行い、従来同様の起動制御を行う。ス
テップ３ａの処理を挿入することで、Ｖ相の素子短絡が
回避される。
通電後、電気的にπ／３進んだ通電パターン（Ｕ→Ｗ相
通電）を微小時間通電する（ステップ３ａ）。この微小
な通電時間は、通電によりモータ回転しないかあるいは
電気角で数度程度に収まる期間とする。この時Ｖ相は上
下アームともスイッチオフとなる。その後直ちにステッ
プ４以下の通電を行い、従来同様の起動制御を行う。ス
テップ３ａの処理を挿入することで、Ｖ相の素子短絡が
回避される。
【００３１】また、ステップ３ａからステップ４への通
電切替においてもＵ相Ｗ相の素子短絡が無いことから、
通電ステップ全ての切替時において素子短絡のおそれが
ない安全な起動方式が実現される。
電切替においてもＵ相Ｗ相の素子短絡が無いことから、
通電ステップ全ての切替時において素子短絡のおそれが
ない安全な起動方式が実現される。
【００３２】なお上記実施の形態ではステップ３ａの通
電パターンとしてπ／３進んだ通電パターンである例に
ついて説明したが、このパターンは全素子通電オフ状態
でも同様の効果が得られる。
電パターンとしてπ／３進んだ通電パターンである例に
ついて説明したが、このパターンは全素子通電オフ状態
でも同様の効果が得られる。
【００３３】すなわち、制御装置の通電パターンは、特
定位置に回転子を位置決めする通電パターンＡと、通電
パターンＡから電気的にπ／３進んだ位相に微小時間通
電する通電パターンＢと、通電パターンＢから電気的
に、さらにπ／３進んだ位相に通電するとともに非通電
相の誘起電圧の検出を行う通電パターンＣと、からなる
ものでもよいし、また、制御装置の通電パターンは、上
記とは別に特定位置に前記回転子を位置決めする通電パ
ターンＤと、全ての相の通電を微小時間停止する通電パ
ターンＥと、前記通電パターンＤから電気的に２π／３
進んだ位相に通電するとともに非通電相の誘起電圧の検
出を行う通電パターンＦと、からなるものでも同様な効
果が得られる。
定位置に回転子を位置決めする通電パターンＡと、通電
パターンＡから電気的にπ／３進んだ位相に微小時間通
電する通電パターンＢと、通電パターンＢから電気的
に、さらにπ／３進んだ位相に通電するとともに非通電
相の誘起電圧の検出を行う通電パターンＣと、からなる
ものでもよいし、また、制御装置の通電パターンは、上
記とは別に特定位置に前記回転子を位置決めする通電パ
ターンＤと、全ての相の通電を微小時間停止する通電パ
ターンＥと、前記通電パターンＤから電気的に２π／３
進んだ位相に通電するとともに非通電相の誘起電圧の検
出を行う通電パターンＦと、からなるものでも同様な効
果が得られる。
【００３４】また上記において位置決めを行うための通
電パターンとしてはステップ１〜３の工程により説明し
たが、これに限るものではなく、例えばステップ１を省
略しても良い。
電パターンとしてはステップ１〜３の工程により説明し
たが、これに限るものではなく、例えばステップ１を省
略しても良い。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、三相のブラシレスモータを起動した後、ブラシレス
モータの電機子巻線の非通電相に発生する誘起電圧によ
り回転子の位置を検出し、位置検出をもとにして電機子
巻線電流の通電を切り替えて位置検出運転を行う起動制
御手段を備えたブラシレスモータ制御装置において、起
動制御手段の通電パターンは、特定位置に回転子を位置
決めする通電パターンＡと、前記通電パターンＡから電
気的にπ／３進んだ位相に微小時間通電する通電パター
ンＢと、通電パターンＢから電気的に、さらにπ／３進
んだ位相に通電するとともに非通電相の誘起電圧の検出
を行う通電パターンＣと、からなることにより、起動時
の素子短絡を防止することができる。
ば、三相のブラシレスモータを起動した後、ブラシレス
モータの電機子巻線の非通電相に発生する誘起電圧によ
り回転子の位置を検出し、位置検出をもとにして電機子
巻線電流の通電を切り替えて位置検出運転を行う起動制
御手段を備えたブラシレスモータ制御装置において、起
動制御手段の通電パターンは、特定位置に回転子を位置
決めする通電パターンＡと、前記通電パターンＡから電
気的にπ／３進んだ位相に微小時間通電する通電パター
ンＢと、通電パターンＢから電気的に、さらにπ／３進
んだ位相に通電するとともに非通電相の誘起電圧の検出
を行う通電パターンＣと、からなることにより、起動時
の素子短絡を防止することができる。
【００３６】また、三相のブラシレスモータを起動した
後、ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発生す
る誘起電圧により回転子の位置を検出し、位置検出をも
とにして電機子巻線電流の通電を切り替えて位置検出運
転を行う起動制御手段を備えたブラシレスモータ制御装
置において、起動制御手段の通電パターンは、特定位置
に回転子を位置決めする通電パターンＤと、全ての相の
通電を微小時間停止する通電パターンＥと、通電パター
ンＤから電気的に２π／３進んだ位相に通電するととも
に非通電相の誘起電圧の検出を行う通電パターンＦと、
からなることにより、起動時の素子短絡を防止すること
ができる。
後、ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発生す
る誘起電圧により回転子の位置を検出し、位置検出をも
とにして電機子巻線電流の通電を切り替えて位置検出運
転を行う起動制御手段を備えたブラシレスモータ制御装
置において、起動制御手段の通電パターンは、特定位置
に回転子を位置決めする通電パターンＤと、全ての相の
通電を微小時間停止する通電パターンＥと、通電パター
ンＤから電気的に２π／３進んだ位相に通電するととも
に非通電相の誘起電圧の検出を行う通電パターンＦと、
からなることにより、起動時の素子短絡を防止すること
ができる。
【００３７】また、ブラシレスモータは、ｑ軸インダク
タンスがｄ軸インダクタンスより大きいもので構成され
ることにより、イナーシャが大きい場合等における低速
での起動位置検知を精度良くを行うことができる。
タンスがｄ軸インダクタンスより大きいもので構成され
ることにより、イナーシャが大きい場合等における低速
での起動位置検知を精度良くを行うことができる。
【００３８】また、ブラシレスモータは、電機子と、外
部に磁石を、内部に強磁性体からなるコアを配置した回
転子とからなり、磁石はｄ軸方向に厚く、ｑ軸方向に薄
く構成されたことにより、ブラシレスモータは、ｑ軸イ
ンダクタンスがｄ軸インダクタンスより大きいもので構
成される。
部に磁石を、内部に強磁性体からなるコアを配置した回
転子とからなり、磁石はｄ軸方向に厚く、ｑ軸方向に薄
く構成されたことにより、ブラシレスモータは、ｑ軸イ
ンダクタンスがｄ軸インダクタンスより大きいもので構
成される。
【００３９】また、この発明に係わる圧縮機は、ブラシ
レスモータ制御装置により駆動制御されるブラシレスモ
ータを備えたことにより、起動失敗の少ない圧縮機を実
現できる。
レスモータ制御装置により駆動制御されるブラシレスモ
ータを備えたことにより、起動失敗の少ない圧縮機を実
現できる。
【図１】 この発明の実施の形態１によるブラシレスモ
ータ制御装置におけるモータ形態の一例を示す構成図で
ある。
ータ制御装置におけるモータ形態の一例を示す構成図で
ある。
【図２】 図１のブラシレスモータ制御装置におけるモ
ータの起動時の誘起電圧を示す波形図である。
ータの起動時の誘起電圧を示す波形図である。
【図３】 この発明の実施の形態２によるブラシレスモ
ータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
ータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】 一般の圧縮機を示す構成図である。
【図５】 ブラシレスモータ制御装置を示す構成図であ
る。
る。
【図６】 従来のブラシレスモータ制御装置の動作を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図７】 従来のブラシレスモータ制御装置の動作を説
明するための回転磁界と回転子との概略的関係図（１）
である。
明するための回転磁界と回転子との概略的関係図（１）
である。
【図８】 従来のブラシレスモータ制御装置の動作を説
明するための回転磁界と回転子との概略的関係図（２）
である。
明するための回転磁界と回転子との概略的関係図（２）
である。
【図９】 従来のブラシレスモータ制御装置におけるモ
ータ形態を示す構成図である。
ータ形態を示す構成図である。
【図１０】 従来のブラシレスモータ制御装置における
モータの起動時の誘起電圧を示す波形図である。
モータの起動時の誘起電圧を示す波形図である。
【図１１】 従来のブラシレスモータ制御装置における
Ｖ相アームの動作説明図である。
Ｖ相アームの動作説明図である。
１１ ＤＣブラシレスモータ、１１ａ 電機子、１１ｂ
回転子、１１ｃ 磁石、１１ｄ 回転子コア。
回転子、１１ｃ 磁石、１１ｄ 回転子コア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 功 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 (72)発明者 川口 仁 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） 3H029 AA04 AA13 AB03 BB51 BB54 BB57 CC07 CC27 CC51 CC58 CC61 CC62 5H560 AA02 BB04 BB07 BB17 DA13 EB01 HA04 HA10 RR02 RR10 UA02
Claims (5)
- 【請求項１】 三相のブラシレスモータを起動した後、
前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発生す
る誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置検出を
もとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替えて位置
検出運転を行う起動制御手段を備えたブラシレスモータ
制御装置において、前記起動制御手段の通電パターン
は、特定位置に前記回転子を位置決めする通電パターン
Ａと、前記通電パターンＡから電気的にπ／３進んだ位
相に微小時間通電する通電パターンＢと、前記通電パタ
ーンＢから電気的に、さらにπ／３進んだ位相に通電す
るとともに非通電相の誘起電圧の検出を行う通電パター
ンＣと、からなることを特徴とするブラシレスモータ制
御装置。 - 【請求項２】 三相のブラシレスモータを起動した後、
前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発生す
る誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置検出を
もとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替えて位置
検出運転を行う起動制御手段を備えたブラシレスモータ
制御装置において、前記起動制御手段の通電パターン
は、特定位置に前記回転子を位置決めする通電パターン
Ｄと、全ての相の通電を微小時間停止する通電パターン
Ｅと、前記通電パターンＤから電気的に２π／３進んだ
位相に通電するとともに非通電相の誘起電圧の検出を行
う通電パターンＦと、からなることを特徴とするブラシ
レスモータ制御装置。 - 【請求項３】 ブラシレスモータは、ｑ軸インダクタン
スがｄ軸インダクタンスより大きいもので構成されるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載のブラシレ
スモータ制御装置。 - 【請求項４】 ブラシレスモータは、電機子と、外部に
磁石を、内部に強磁性体からなるコアを配置した回転子
とからなり、前記磁石はｄ軸方向に厚く、ｑ軸方向に薄
く構成されたことを特徴とする請求項３記載のブラシレ
スモータ制御装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかのブラシレス
モータ制御装置により駆動制御されるブラシレスモータ
を備えたことを特徴とする圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000018740A JP3531563B2 (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | ブラシレスモータ制御装置およびブラシレスモータ制御方法並びに圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000018740A JP3531563B2 (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | ブラシレスモータ制御装置およびブラシレスモータ制御方法並びに圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001211684A true JP2001211684A (ja) | 2001-08-03 |
| JP3531563B2 JP3531563B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=18545543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000018740A Expired - Fee Related JP3531563B2 (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | ブラシレスモータ制御装置およびブラシレスモータ制御方法並びに圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3531563B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7847498B2 (en) | 2006-07-28 | 2010-12-07 | Mitsuba Corporation | Brushless motor driving device, brushless motor starting method, and method of detecting rotor stop position of brushless motor |
| WO2023230754A1 (zh) * | 2022-05-30 | 2023-12-07 | 博世电动工具（中国）有限公司 | 电动工具及其电机控制系统和方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109356874B (zh) * | 2018-10-30 | 2020-10-27 | 深圳和而泰智能控制股份有限公司 | 风扇启动方法、装置及计算机存储介质 |
-
2000
- 2000-01-27 JP JP2000018740A patent/JP3531563B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3531563B2 (ja) | 2004-05-31 |
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