【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫に使用される圧縮機を駆動するＤＣブラシレスモータの始動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インバータ回路により回転数制御するＤＣブラシレスモータのロータ磁極位置を検出する方法として、ステータ巻線の誘起電圧を利用する起動方法がある。停止状態では誘起電圧が発生せず、位置検出ができないため、位置検出が可能となる回転数までは、あらかじめ決めておく起動シーケンスパターンにより起動させ、その後にセンサレス方式に切り替える。このような起動方法は、特公平１−５４９６０号公報に示されている。また、起動シーケンスパターンをスタートする前にロータ位置決めを行うことが一般的であり、これは、あらかじめ決められた相に電流を流すことでロータ位置を確定させ、起動シーケンスパターンの最初の通電相に電流を流し、ステータの巻き線位置に合わせ、少ない電流でトルクを出力するようにしたものである。
【０００３】
【特許文献１】
特公平１−５４９６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ロータ位置決めを行う際に、ロータが磁極位置によりトルクが発生しない位置（以下、デッドポイントとする）にあった場合、ロータが回転せず、位置決めが不完全となる。従って、起動シーケンスパターンに移行した時にロータが正しい方向に回転せず、前記圧縮機の始動不良が発生するという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するために成されたものである。即ち、圧縮機を駆動するＤＣブラシレスモータと、複数個の半導体スイッチとダイオードをブリッジ結線し、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、ロータの磁極位置を検出するロータ磁極位置検出手段と、該インバータ回路を駆動する転流手段と、該ＤＣブラシレスモータを起動する始動手段を有する冷蔵庫において、該ＤＣブラシレスモータを起動させる際、該ＤＣブラシレスモータのＹ字結線された２相間に電流を通電後、さらに該通電した２相間とは異なるＹ字結線された２相間に電流を通電してロータ磁極の位置決めを行い、その後モータを駆動する手段と、該ＤＣブラシレスモータのＹ字結線された２相間に通電後、モータ駆動を行い、モータ駆動直後に過電流で停止した場合に、再度該ＤＣブラシレスモータのＹ字結線された、該通電した２相間とは異なる２相間に電流を通電してロータ位置決めを行い、該ＤＣブラシレスモータを駆動する手段により、始動不良を低減させることができるようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【０００７】
冷蔵庫に用いられるインバータ装置における電源回路の一実施例として、回路図を図１に示す。１はインバータ回路、２はパワー素子、３は圧縮機用モータ、４は商用電源、５（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）は整流ダイオード、６（Ｃ１，Ｃ２）は平滑用キャパシタ、７（ＳＷ１）はスイッチ、８は駆動回路、９は起動回路、１０は制御回路、１１は位置検出手段を示す。
【０００８】
同図において、インバータ回路１の電源回路は整流ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と平滑用キャパシタＣ１，Ｃ２とスイッチＳＷ１とから構成され、整流ダイオードＤ１，Ｄ２は同方向に直列接続され、整流ダイオードＤ３，Ｄ４も同方向に直列接続されていて、これら２組の直列回路が互いに並列に接続されて整流回路を形成している。そして、この整流回路における整流ダイオードＤ１，Ｄ２の接続点と整流ダイオードＤ３，Ｄ４の接続点との間に接続された電源端子４から商用の単相交流電圧が印加される。また、この整流回路に並列に直列接続された２つの平滑用キャパシタＣ１，Ｃ２が接続されており、これら平滑用キャパシタＣ１，Ｃ２の接続点と整流ダイオードＤ３，Ｄ４の接続点との間にスイッチＳＷ１が設けられている。
【０００９】
スイッチＳＷ１はマイコン等からなる制御回路１０によって制御され、このスイッチＳＷ１がオフのときには、整流ダイオード５と平滑用キャパシタＣ１，Ｃ２と全波整流回路が形成され、スイッチＳＷ１がオンしているときには、倍電圧整流回路が形成される。商用の単相交流電圧が全波整流回路もしくは倍電圧整流回路で整流・平滑されて得られる直流電圧が、電源電圧として、インバータ回路１のパワー素子２に印加される。
【００１０】
整流ダイオード６と平滑用キャパシタ７とで構成される全波整流回路や、倍電圧整流回路により、商用の単相交流電圧を前記整流回路で得られる直流電圧が電源電圧としてインバータ回路１に印加され、かつ制御回路１０からＰＷＭ（パルス幅変調）電圧が駆動信号としてインバータ回路１のパワー素子２に供給されることにより、このＰＷＭ電圧のデューティ比に応じた回転数で圧縮機用モータ３が駆動される。
【００１１】
なお、制御回路１０は、上記の機能の他に、冷蔵庫の本体を制御する機能等も有している。
【００１２】
上記インバータ回路１を有する冷蔵庫において駆動される、圧縮機用ＤＣブラシレスモータの概略図を図２に示す。１２はステータ、１３はロータである。まず、ステータ１２とロータ１３の位置関係が、トルクが発生しない点、即ちデッドポイントでの実施例を示す。
【００１３】
１回目の位置決め電流をＤＣブラシレスモータのＹ字結線された２相間（Ｕ−Ｗ相）に流すと、ステータ１２の巻線に流れる電流により発生する磁界と、ロータ１３から発生する磁界により、ロータ１３が回転する。しかし、図２（ａ）の場合、ロータ１３のＮ極が回転しようとする反時計回り方向とＳ極が回転しようとする時計回り方向が反対で、回転しようとする力が均衡しているため、トルクが発生せず、ロータ１３が回転しない。
【００１４】
次に、図２（ａ）のロータ１３の位置と、２回目位置決め電流をＤＣブラシレスモータのＹ字結線された２相間（Ｕ−Ｖ相）に流して通電相が転流した状態を図２（ｂ）に示す。通電相が変わったため、ロータ１３のＮ極とＳ極で反対方向に回転しようと均衡していた力が無くなり、トルクが発生し、ロータ１３は反時計回りに回転し、図２（ｃ）の位置となる。
【００１５】
図２（ｃ）は２回目の位置決め電流（Ｕ−Ｖ相）によるロータ１３の位置決めが完了した図である。
【００１６】
図２（ｄ）では、ロータ１３の位置は図２（ｃ）のままであり、通電相がＷ−Ｖ相に転流した図である。ロータ１３が時計周り方向に回転してモータが始動し、デッドポイントにロータ１３の磁極がある場合でもモータを始動することができる。
【００１７】
図３にロータ１３の位置検出手段１１の流れについて示す。冷蔵庫が通電開始３０１されるとＤＣブラシレスモータのＹ字結線された２相間に位置決め電流３０２を通電後、さらに該通電した２相間とは異なるＹ字結線された２相間に位置決め電流３０３を通電して、ロータ１３の位置決めを行い、モータ始動３０４となる。
【００１８】
図４にモータ駆動直後に過電流により停止した場合の実施例についての流れを示す。冷蔵庫が通電開始４０１されるとＤＣブラシレスモータのＵ−Ｗ相間に位置決め電流４０２を通電後、ロータの磁極位置を検出する。次に同期運転４０３のステップを踏み、モータ始動４１１となる。しかし、位置決め電流４０２を流してもデッドポイントにロータがあると、過電流４０４によりＤＣブラシレスモータがロックしてモータ停止４０５となる。
【００１９】
位置決め電流４０２による起動失敗時にはモータ停止４０５となるが、位置決め電流４０６を位置決め電流４０２とことなる２相間のＵ−Ｖ間に流し、ロータの磁極位置を検出する。次に同期運転４０７のステップを踏み、モータ始動４１１となる。しかし、位置決め電流４０６を流してもデッドポイントにロータ１３があると、過電流４０８によりＤＣブラシレスモータがロックしてモータ停止４０９となる。
【００２０】
位置決め電流４０６を流した時点でロータ１３の位置を検出できない場合、切替失敗とし圧縮機の起動を中断する。しかし、任意に設定できるオフタイム４１０のステップを踏んで、再度位置決め電流をＤＣブラシレスモータのＹ字結線された２相間に流してロータ１３の位置を検出し、モータを始動させる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、圧縮機を駆動させるＤＣブラシレスモータのロータ磁極位置がデッドポイントにある場合でも、それを回避し、ＤＣブラシレスモータを速やかに始動することができ、前記圧縮機の始動不良を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷蔵庫に使用されるインバータ装置の一実施例を示す回路図である。
【図２】ＤＣブラシレスモータのデットポイントにおけるステータとロータ位置の概略図である。
【図３】ＤＣブラシレスモータの位置検出手段の流れを表す概略図である。
【図４】モータ駆動直後に過電流により停止した場合の実施例についての流れを示す概略図である。
【符号の説明】
１…インバータ回路、２…パワー素子、３…圧縮機用モータ、４…商用電源、５（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）…整流用ダイオード、６（Ｃ１，Ｃ２）…平滑用キャパシタ、７（ＳＷ１）…スイッチ、８…駆動回路、９…起動回路、１０…制御回路、１１…位置検出手段、１２…ステータ、１３…ロータ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for starting a DC brushless motor that drives a compressor used in a refrigerator.
[0002]
[Prior art]
As a method of detecting a rotor magnetic pole position of a DC brushless motor whose rotation speed is controlled by an inverter circuit, there is a starting method using an induced voltage of a stator winding. In the stopped state, no induced voltage is generated, and the position cannot be detected. Therefore, up to the number of rotations at which the position can be detected, the motor is started according to a predetermined start sequence pattern, and thereafter, the mode is switched to the sensorless system. Such a starting method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-54960. Also, it is common to perform rotor positioning before starting the startup sequence pattern.This is to determine the rotor position by applying a current to a predetermined phase, and to set the rotor to the first energized phase of the startup sequence pattern. An electric current is supplied, and the torque is output with a small electric current in accordance with the winding position of the stator.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 1-54960
[Problems to be solved by the invention]
When positioning the rotor, if the rotor is at a position where no torque is generated due to the magnetic pole position (hereinafter, referred to as a dead point), the rotor does not rotate and the positioning is incomplete. Therefore, there is a problem that the rotor does not rotate in the correct direction when the operation sequence is shifted to the start sequence pattern, and that the starting failure of the compressor occurs.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above problems. That is, a DC brushless motor that drives a compressor, an inverter circuit that bridges a plurality of semiconductor switches and diodes and converts a DC voltage to an AC voltage, a rotor magnetic pole position detecting unit that detects a magnetic pole position of a rotor, In a refrigerator having commutation means for driving the inverter circuit and starting means for starting the DC brushless motor, when starting the DC brushless motor, current is supplied between two Y-connected phases of the DC brushless motor. Thereafter, a current is applied between the two phases connected in a Y-shape different from the two energized phases to position the rotor magnetic poles, and then the motor driving means and the Y-connected two-phase of the DC brushless motor are used. After energizing between the phases, the motor is driven, and if it stops due to overcurrent immediately after the motor is driven, the Y-shaped Is a line, perform rotor position by energizing a current between two different phases and the two phases were the energized by means for driving the DC brushless motor, in which to be able to reduce the start-up failure.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0007]
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a power supply circuit in an inverter device used for a refrigerator. 1 is an inverter circuit, 2 is a power element, 3 is a compressor motor, 4 is a commercial power supply, 5 (D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ) is a rectifier diode, and 6 (C 1 , C 2 ) is smooth. use capacitors, 7 (SW 1) the switch 8 drive circuit, 9 starting circuit, 10 a control circuit, 11 denotes a position detecting means.
[0008]
In the figure, the power supply circuit of the inverter circuit 1 is composed of rectifier diodes D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , smoothing capacitors C 1 , C 2 and a switch SW 1, and the rectifier diodes D 1 , D 2 The rectifier diodes D 3 and D 4 are also connected in series in the same direction, and these two sets of series circuits are connected in parallel with each other to form a rectifier circuit. Then, a commercial single-phase AC voltage is applied from a power supply terminal 4 connected between the connection point of the rectification diodes D 1 and D 2 and the connection point of the rectification diodes D 3 and D 4 in this rectification circuit. Also, two smoothing capacitors C 1 and C 2 connected in series to the rectifier circuit are connected in parallel, and a connection point between the smoothing capacitors C 1 and C 2 and a connection between the rectifier diodes D 3 and D 4 . switch SW 1 is provided between the point.
[0009]
Switch SW 1 is controlled by a control circuit 10 comprising a microcomputer or the like, when the switch SW 1 is turned off, the rectifying diode 5 and capacitor C 1 for smoothing, C 2 and the full-wave rectifier circuit is formed, the switch SW 1 is turned on In this case, a voltage doubler rectifier circuit is formed. A DC voltage obtained by rectifying and smoothing a commercial single-phase AC voltage by a full-wave rectifier circuit or a voltage doubler rectifier circuit is applied to the power element 2 of the inverter circuit 1 as a power supply voltage.
[0010]
By a full-wave rectifier circuit composed of a rectifier diode 6 and a smoothing capacitor 7 or a voltage doubler rectifier circuit, a DC voltage obtained from the commercial single-phase AC voltage by the rectifier circuit is applied to the inverter circuit 1 as a power supply voltage. In addition, a PWM (pulse width modulation) voltage is supplied from the control circuit 10 to the power element 2 of the inverter circuit 1 as a drive signal, so that the compressor motor 3 is driven at a rotation speed corresponding to the duty ratio of the PWM voltage. Is done.
[0011]
The control circuit 10 also has a function of controlling the main body of the refrigerator in addition to the above functions.
[0012]
FIG. 2 shows a schematic diagram of a DC brushless motor for a compressor driven in a refrigerator having the inverter circuit 1. Reference numeral 12 denotes a stator, and 13 denotes a rotor. First, an example will be described in which the positional relationship between the stator 12 and the rotor 13 is such that no torque is generated, that is, at the dead point.
[0013]
When the first positioning current flows between the two Y-connected phases (U-W phase) of the DC brushless motor, the magnetic field generated by the current flowing through the winding of the stator 12 and the magnetic field generated by the rotor 13 cause the rotor 13 to rotate. 13 rotates. However, in the case of FIG. 2A, the counterclockwise direction in which the N-pole of the rotor 13 is to rotate and the clockwise direction in which the S-pole is to rotate are opposite, and the forces to rotate are balanced. , No torque is generated and the rotor 13 does not rotate.
[0014]
Next, FIG. 2A shows the position of the rotor 13 in FIG. 2A and a state where the second positioning current flows between the Y-connected two phases (U-V phase) of the DC brushless motor and the energized phase is commutated. It is shown in (b). Since the energized phase has changed, the balanced force for rotating the rotor 13 in the opposite direction at the north and south poles is lost, torque is generated, and the rotor 13 rotates counterclockwise, as shown in FIG. 2 (c). Position.
[0015]
FIG. 2C is a diagram in which the positioning of the rotor 13 by the second positioning current (U-V phase) is completed.
[0016]
In FIG. 2D, the position of the rotor 13 remains as in FIG. 2C, and the energized phase is commutated to the WV phase. The motor can be started even when the rotor 13 rotates clockwise to start the motor, and the motor 13 can be started even when the magnetic pole of the rotor 13 is at the dead point.
[0017]
FIG. 3 shows the flow of the position detecting means 11 of the rotor 13. When the refrigerator is energized 301, a positioning current 302 is applied between the Y-connected two phases of the DC brushless motor, and then a positioning current 303 is applied between the Y-connected two phases different from the energized two phases. Thus, the rotor 13 is positioned, and the motor starts 304.
[0018]
FIG. 4 shows a flow of the embodiment in a case where the motor is stopped due to an overcurrent immediately after driving. When the refrigerator is started to be energized 401, a positioning current 402 is applied between the U and W phases of the DC brushless motor, and then the magnetic pole position of the rotor is detected. Next, the step of the synchronous operation 403 is performed, and the motor starts 411. However, if the rotor is at the dead point even when the positioning current 402 flows, the DC brushless motor is locked by the overcurrent 404 and the motor stops 405.
[0019]
When the starting fails due to the positioning current 402, the motor stops 405, but the positioning current 406 flows between U and V between the two phases, which are different from the positioning current 402, to detect the magnetic pole position of the rotor. Next, the step of the synchronous operation 407 is performed, and the motor starts 411. However, if the rotor 13 is at the dead point even when the positioning current 406 flows, the DC brushless motor is locked by the overcurrent 408 and the motor stops 409.
[0020]
If the position of the rotor 13 cannot be detected at the time when the positioning current 406 flows, the switching is failed and the start of the compressor is interrupted. However, following the step of the off time 410 which can be arbitrarily set, the positioning current is again passed between the two Y-connected phases of the DC brushless motor to detect the position of the rotor 13 and start the motor.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when the rotor magnetic pole position of the DC brushless motor that drives the compressor is at the dead point, it can be avoided, the DC brushless motor can be started quickly, and starting failure of the compressor can be reduced. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an inverter device used for a refrigerator.
FIG. 2 is a schematic diagram of a position of a stator and a rotor at a dead point of a DC brushless motor.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a flow of a position detecting means of the DC brushless motor.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a flow of an embodiment when the motor is stopped due to an overcurrent immediately after driving.
[Explanation of symbols]
1 ... inverter circuit, 2 ... power devices, motors 3 ... compressor, 4 ... commercial power supply, 5 (D 1, D 2 , D 3, D 4) ... rectifying diode, 6 (C 1, C 2) ... Smoothing capacitor, 7 (SW 1) : switch, 8: drive circuit, 9: starting circuit, 10: control circuit, 11: position detecting means, 12: stator, 13: rotor.
