JP2014011887A

JP2014011887A - モータ制御装置

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Publication number: JP2014011887A
Application number: JP2012147103A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Toda; 貴久戸田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-20
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: PH12013000181A1; TWI594565B; EP2685625B1; US9252700B2; JP5953144B2; EP2685625A3; TW201409925A; EP2685625A2; US20140001998A1; PH12013000181B1; CN103516285A

Abstract

【課題】特定の回転速度でモータに生じる共振振動を抑制する。
【解決手段】ロータに回転力を付与する複数のコイルＵ１〜Ｗ２が環状に配置されたモータ１１０への通電を制御するモータ制御装置１００であって、モータ１００の回転速度を検出する回転速度検出センサ１２０と、検出された回転速度を用いて複数のコイルＵ１〜Ｗ２への通電を制御する通電制御部１３０と、を備え、通電制御部１３０は、検出された回転速度があらかじめ定めた条件外であれば、全ての通電パターンで複数のコイルＵ１〜Ｗ２を順番に通電する一方、検出された回転速度があらかじめ定めた条件内であれば、全ての通電パターンの内の一部の通電パターン（たとえばＵ相→Ｗ相）を除いた残りの通電パターン（たとえばＵ相→Ｖ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相）で複数のコイルＵ１〜Ｗ２を順番に通電する。
【選択図】図１

Description

本発明は、特定の回転速度でモータに生じる共振振動（本明細書では共振現象によって生じる振動を共振振動という。）が抑制できるモータ制御装置に関する。

ＣＰＵなどのコンピュータを収納するケースには、コンピュータを冷却するために、ケース内に外気を導入させる冷却ファンが取り付けられる。

冷却ファンの中には、たとえば下記特許文献１に示すように、ケース内の温度に応じて回転速度を可変させる速度可変型冷却ファンがある。

特開平５−９５０６３号公報

しかし、速度可変型冷却ファンは、特定の回転速度領域で、モータのコイルに供給する電流の切り替え周波数とモータの機械的な共振周波数とが影響し合って、モータ自体が共振し振動が生じ、冷却ファンの騒音が高くなってしまうことが起こる。

本発明は、上記の問題を解消するために成されたものであり、特定の回転速度でモータに生じる共振振動が抑制できるモータ制御装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、ロータに回転力を付与する複数のコイルが環状に配置されたモータへの通電を制御するモータ制御装置である。モータ制御装置は、回転速度検出センサと、通電制御部とを備える。

回転速度検出センサはモータの回転速度を検出する。通電制御部は、検出された回転速度を用いて複数のコイルへの通電を制御する。具体的には、通電制御部は、検出された回転速度があらかじめ定めた条件外であれば、全ての通電パターンで複数のコイルを順番に通電する一方、検出された回転速度があらかじめ定めた条件内であれば、全ての通電パターンの内の一部の通電パターンを除いた残りの通電パターンで複数のコイルを順番に通電する。

また、上記目的を達成するための本発明は、モータ単体と当該モータが取り付けられる装置との共振振動に関する信号を入力してモータへの通電を制御するモータ制御装置である。モータには、ロータに回転力を付与する複数のコイルが環状に配置されている。モータ制御装置は、通電制御部を備える。

通電制御部は、入力した共振振動に関する信号の振動レベルがあらかじめ定めた振動レベルを超えていなければ、全ての通電パターンで複数のコイルを順番に通電する一方、入力した共振振動に関する信号の振動レベルがあらかじめ定めた振動レベルを超えていれば、全ての通電パターンの内の一部の通電パターンを除いた残りの通電パターンで複数のコイルを順番に通電する。

本発明に係るモータ制御装置は、共振振動が生じる回転速度では、全ての通電パターンの内の一部の通電パターンを除いた残りの通電パターンで複数のコイルを順番に通電するようにしたので、特定の回転速度でモータに生じる共振振動が抑制でき、騒音が減少する。

実施形態１に係るモータ制御装置のブロック図である。実施形態１に係る通電制御部のブロック図である。実施形態１に係るモータ制御装置の動作フローチャートである。実施形態１に係るモータ制御装置の動作の説明に供する図である。実施形態１に係るモータ制御装置の効果の説明に供する図である。実施形態２に係る通電制御部のブロック図である。実施形態２に係るモータ制御装置の動作フローチャートである。実施形態３に係るモータ制御装置のブロック図である。実施形態３に係る通電制御部のブロック図である。実施形態３に係るモータ制御装置の動作フローチャートである。

以下に、本発明に係るモータ制御装置を、添付図面を参照しつつ、［実施形態１］から［実施形態３］に分けて説明する。

［実施形態１］に係るモータ制御装置は、ロータの回転速度が特定の回転速度以下である場合に全ての通電パターンの内の一部の通電パターンを除いた残りの通電パターンで複数のコイルを順番に通電する態様を例示する。

［実施形態２］に係るモータ制御装置は、ロータの回転速度があらかじめ定めた下限と上限の間の回転速度である場合に全ての通電パターンの内の一部の通電パターンを除いた残りの通電パターンで複数のコイルを順番に通電する態様を例示する。

［実施形態３］に係るモータ制御装置は、モータに発生した共振振動があらかじめ定めた振動レベルを超えている場合に全ての通電パターンの内の一部の通電パターンを除いた残りの通電パターンで複数のコイルを順番に通電する態様を例示する。

［実施形態１］
（モータ制御装置の構成）
図１は、実施形態１に係るモータ制御装置のブロック図である。

本実施形態に係るモータ制御装置１００はモータ１１０への通電を制御する。モータ１１０は、三相６スロット４極のモータであり、４極のロータ（図示せず）に回転力を付与する複数のコイルＵ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２が環状に配置されている。

モータ１１０は、モータ１１０のロータの回転速度を検出する回転速度検出センサ１２０を有している。回転速度検出センサ１２０としては、ロータの回転位置を検出できるホールセンサ、エンコーダまたはレゾルバのいずれかを用いる。

実施形態１に係るモータ制御装置１００は、回転速度検出センサ１２０と通電制御部１３０とを有する。

通電制御部１３０は、回転速度検出センサ１２０が検出したモータの回転速度を用いて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれのコイルＵ１〜Ｗ２を励磁する通電パターンを制御する。

具体的には、回転速度検出センサ１２０が検出したロータの回転速度があらかじめ定めた条件（モータ１１０に共振振動が生ずる回転速度）外であれば、共振振動は生じないため、通電制御部１３０は、全ての通電パターンでＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれのコイルを順番に通電する。

たとえば、Ｕ相→Ｖ相、Ｕ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相という通電パターンでそれぞれのコイルを順番に通電し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を励磁する。ロータの回転速度は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相によって形成される回転磁界の回転速度に応じて変化する。

一方、回転速度検出センサ１２０が検出したロータの回転速度があらかじめ定めた条件（モータ１１０に共振振動が生ずる回転速度）内であれば、共振振動の発生を抑制するために、通電制御部１３０は、全ての通電パターンの内の一部の通電パターン（たとえばＵ相→Ｗ相）を除いた残りの通電パターンでＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれのコイルを順番に通電する。

たとえば、Ｕ相→Ｖ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相という通電パターンでそれぞれのコイルを順番に通電し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を励磁する。ロータの回転速度は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相によって形成される回転磁界の回転速度に応じて変化するため、一部の通電パターンであるＵ相→Ｗ相への通電を停止しても、回転速度は変化しない。しかし、一部の通電パターンでコイルが励磁されないため、特定の回転速度におけるモータ１１０の共振振動の発生を避けることができる。

図２は、実施形態１に係る通電制御部１３０のブロック図である。

通電制御部１３０は、回転速度記憶部１３２とコイル励磁制御部１３４とを有する。

回転速度記憶部１３２はあらかじめ定めた条件を記憶する。本実施形態の場合、あらかじめ定めた条件とは、ロータが特定の回転速度以下の回転速度であることである。つまり回転速度記憶部１３２はモータ１１０が共振振動を起こす可能性のある回転速度よりも低い回転速度を記憶している。本実施形態の場合、３６００ｒｐｍと、４７００ｒｐｍの２種類の回転速度を記憶している。

コイル励磁制御部１３４は、モータ回転速度検出センサ１２０が検出したロータの回転速度が回転速度記憶部１３２に記憶されている回転速度よりも早いか遅いかを見て、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相への通電を制御する。具体的には、モータ回転速度検出センサ１２０が検出した回転速度が回転速度記憶部１３２に記憶されている回転速度よりも早ければ、共振振動は生じないので、Ｕ相→Ｖ相、Ｕ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の順番で通電し、一方、遅ければ、共振振動が生じる可能性が有るので、Ｕ相→Ｖ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の順番でそれぞれのコイルを通電する。

（モータ制御装置の動作）
図３は、実施形態１に係るモータ制御装置の動作フローチャートであり、図４は、実施形態１に係るモータ制御装置の動作の説明に供する図である。

次に、本実施形態に係るモータ制御装置１００の動作を、図３及び図４を参照しながら説明する。

まず、通電制御がスタートすると、通電制御部１３０はモータ１１０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の全てのコイルへの通電を開始する。具体的には、コイル励磁制御部１３４は、あらかじめ決められている通電パターンの順番で、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を励磁する。

さらに具体的には、コイル励磁制御部１３４は、Ｕ相→Ｖ相、Ｕ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の通電パターンの順番で、それぞれのコイルに対して電流を供給する（Ｓ１００）。

次に、モータ回転速度検出センサ１２０はモータ１１０の回転速度を検出する。コイル励磁制御部１３４は、モータ回転速度検出センサ１２０が検出した回転速度を入力し、その回転速度を回転速度記憶部１３２に記憶されている回転速度と比較する（Ｓ１０１）。

コイル励磁制御部１３４は、検出した回転速度と記憶されている回転速度とを比較した結果、検出した回転速度が記憶されている回転速度よりも遅いときには（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、特定の通電パターンでの通電を停止する。たとえば、図４Ｂに示すように、全ての通電パターン内の一部の通電パターン（たとえばＵ相→Ｗ相）を除いて、残りの通電パターンでそれぞれのコイルを順番に通電する。一部の通電パターンであるＵ相→Ｗ相への通電を停止することで、Ｕ相→Ｖ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の通電パターンの順番でそれぞれのコイルの通電が繰り返されることになり、モータ１１０に生じる共振振動が抑制される。なお、上記の例では、一部の通電パターンとしてＵ相→Ｗ相の通電パターンでの通電を停止する場合について述べたが、図４Ｃに示すように、ある１回転ではＵ相→Ｖ相の通電パターンでの通電を停止し、次の１回転ではＶ相→Ｕ相の通電パターンでの通電を停止するというように、除外する通電パターンをランダムに選択しても良い（Ｓ１０３）。

一方、コイル励磁制御部１３４は、検出した回転速度を記憶されている回転速度と比較した結果、検出した回転速度が記憶されている回転速度よりも早いときには（Ｓ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１００の処理に戻って、図４Ａに示すように、あらかじめ決められている順番で、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の全てを励磁する。

通電制御部１３０に通電ＯＦＦの指令が出されると（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、コイル励磁制御部１３４は全ての相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）への励磁を停止して、モータ１１０を停止させる。一方、通電ＯＦＦの指令が出されていなければ（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１００からＳ１０４までの処理を繰り返し、モータ１１０を回転させ続ける。

（モータ制御装置の効果）
図５は、実施形態１−３に係るモータ制御装置の効果の説明に供する図である。
図に示すように、本実施形態に係るモータ制御装置（対策後）の場合には、３４００ｒｐｍ付近及び４０００ｒｐｍ付近を中心とする回転速度で発生していた共振振動（対策前）に伴う騒音が、５ｄｂ以上減少していることがわかる。

この測定がされた本実施形態のモータ１１０では、３４００ｒｐｍ付近及び４０００ｒｐｍ付近を中心とする回転速度で共振振動が生じることがわかっているので、３６００ｒｐｍと、４７００ｒｐｍの２つの回転速度を、あらかじめ定めた条件として、回転速度記憶部１３２に記憶させている。

以上のように、実施形態１に係るモータ制御装置１００では、あらかじめ定めた特定の回転速度以下の回転速度において、全ての通電パターンではなく、一部の通電パターンを除いた残りの通電パターンで複数のコイルを励磁するようにしたので、特定の回転数で生じる共振振動が抑制でき、モータの騒音を低減できる。

［実施形態２］
（モータ制御装置の構成）
実施形態２に係るモータ制御装置の構成は、実施形態１に係るモータ制御装置１００とほぼ同一である。ただ、本実施形態の通電制御部の構成は、実施形態１の通電制御部１３０の構成とは異なる部分があるので、その部分について説明する。

図６は、実施形態２に係る通電制御部１３５のブロック図である。

通電制御部１３５は、共振回転速度領域記憶部１３６とコイル励磁制御部１３８とを有する。

共振回転速度領域記憶部１３６はあらかじめ定めた条件を記憶する。本実施形態の場合、あらかじめ定めた条件とは、ロータの回転速度があらかじめ定めた下限と上限との間の回転速度であることである。つまり共振回転速度領域記憶部１３６はモータ１１０が共振振動を起こす可能性のある回転速度領域を記憶している。本実施形態の場合、下限の回転速度として３２００ｒｐｍを記憶し、上限の回転速度として４７００ｒｐｍを記憶している。

コイル励磁制御部１３８は、モータ回転速度検出センサ１２０が検出したロータの回転速度が、共振回転速度領域記憶部１３６に記憶されている下限と上限との間の回転速度であるかを見て、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相への通電を制御する。
具体的には、モータ回転速度検出センサ１２０が検出した回転速度が、共振回転速度領域記憶部１３６に記憶されている下限と上限との間の回転速度の範囲外であれば、共振振動は生じないので、Ｕ相→Ｖ相、Ｕ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の順番で通電し、一方、範囲内であれば、共振振動が生じる可能性が有るので、Ｕ相→Ｖ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の順番でそれぞれのコイルを通電する。

（モータ制御装置の動作）
図７は、実施形態２に係るモータ制御装置の動作フローチャートである。本実施形態に係るモータ制御装置の動作を、図７を参照しながら説明する。

まず、通電制御がスタートすると、通電制御部１３０はモータ１１０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の全てのコイルへの通電を開始する。具体的には、コイル励磁制御部１３８は、あらかじめ決められている通電パターンの順番で、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を励磁する。

さらに具体的には、コイル励磁制御部１３８は、Ｕ相→Ｖ相、Ｕ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の通電パターンの順番で、それぞれのコイルに対して電流を供給する（Ｓ２００）。

次に、モータ回転速度検出センサ１２０はモータ１１０の回転速度を検出する。コイル励磁制御部１３８は、モータ回転速度検出センサ１２０が検出した回転速度を入力し、その回転速度を共振回転速度領域記憶部１３６に記憶されている回転速度と比較する（Ｓ２０１）。

コイル励磁制御部１３８は、検出した回転速度と記憶されている回転速度とを比較した結果、検出した回転速度が、記憶されている下限と上限との間の回転速度の範囲内であれば（Ｓ２０２：ＮＯ）、特定の通電パターンでの通電を停止する。たとえば、図４Ｂに示すように、全ての通電パターン内の一部の通電パターン（たとえばＵ相→Ｗ相）を除いて、残りの通電パターンでそれぞれのコイルを順番に通電する。一部の通電パターンであるＵ相→Ｗ相への通電を停止することで、Ｕ相→Ｖ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の通電パターンの順番でそれぞれのコイルの通電が繰り返されることになり、モータ１１０に生じる共振振動が抑制される。なお、上記の例では、一部の通電パターンとしてＵ相→Ｗ相の通電パターンでの通電を停止する場合について述べたが、図４Ｃに示すように、ある１回転ではＵ相→Ｖ相の通電パターンでの通電を停止し、次の１回転ではＶ相→Ｕ相の通電パターンでの通電を停止するというように、除外する通電パターンをランダムに選択しても良い（Ｓ２０３）。

一方、コイル励磁制御部１３８は、検出した回転速度を記憶されている回転速度と比較した結果、検出した回転速度が、記憶されている下限と上限との間の回転速度の範囲外であれば（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、ステップＳ２００の処理に戻って、図４Ａに示すように、あらかじめ決められている順番で、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の全てを励磁する。

通電制御部１３０に通電ＯＦＦの指令が出されると（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、コイル励磁制御部１３８は全ての相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）への励磁を停止して、モータ１１０を停止させる。一方、通電ＯＦＦの指令が出されていなければ（Ｓ２０４：ＮＯ）、Ｓ２００からＳ２０４までの処理を繰り返し、モータ１１０を回転させ続ける。

（モータ制御装置の効果）
図５に示すように、本実施形態に係るモータ制御装置（対策後）の場合でも、３４００ｒｐｍ付近及び４０００ｒｐｍ付近を中心とする回転速度で発生していた共振振動（対策前）に伴う騒音が、５ｄｂ以上減少していることがわかる。

この測定がされた本実施形態のモータ１１０では、３４００ｒｐｍ付近及び４０００ｒｐｍ付近を中心とする回転速度で共振振動が生じることがわかっているので、下限の回転速度として３２００ｒｐｍを、上限の回転速度として４７００ｒｐｍを、あらかじめ定めた条件として、共振回転速度領域記憶部１３６に記憶させている。

以上のように、実施形態２に係るモータ制御装置では、あらかじめ定めた共振回転速度領域内の回転速度において、全ての通電パターンではなく、一部の通電パターンを除いた残りの通電パターンで複数のコイルを励磁するようにしたので、特定の回転数で生じる共振振動が抑制でき、モータの騒音を低減できる。

［実施形態３］
（モータ制御装置の構成）
図８は、実施形態３に係るモータ制御装置のブロック図である。

本実施形態に係るモータ制御装置３００はモータ３１０への通電を制御する。モータ３１０は、実施形態１と同一の構成を有する。

モータ３１０は、モータ３１０単体とモータ３１０が取り付けられる装置との共振振動を検出する振動検出センサ３２０を有している。振動検出センサ３２０は、本実施形態のように、モータ３１０自体に取り付けてモータ３１０自体の共振振動を検出しても良いし、モータ３１０を備えた装置（たとえば冷却用ファンのフレーム）に取り付けて、モータ３１０の振動に起因してモータ３１０と装置との間で生じる共振振動を検出するようにしても良い。振動検出センサ３２０は、共振振動を検出できる加速度センサ、圧電センサまたはレーザを応用した振動計のいずれかを用いる。本実施形態では振動検出センサ３２０はモータ３１０に取り付けた場合を例示する。

実施形態３に係るモータ制御装置３００は、振動検出センサ３２０と通電制御部３３０とを有する。

通電制御部３３０は、振動検出センサ３２０が検出したモータの振動に関する信号を用いて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれのコイルＵ１〜Ｗ２を励磁する通電パターンを制御する。

具体的には、振動検出センサ３２０が検出したモータ３１０の振動があらかじめ定めた振動レベルを超えていなければ、共振振動は生じていないため、通電制御部３３０は、全ての通電パターンでＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれのコイルを順番に通電する。

一方、振動検出センサ３２０が検出したモータ３１０の振動があらかじめ定めた振動レベルを超えていれば、共振振動の発生を抑制するために、通電制御部３３０は、全ての通電パターンの内の一部の通電パターン（たとえばＵ相→Ｗ相）を除いた残りの通電パターンでＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれのコイルを順番に通電する。

ロータの回転速度は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相によって形成される回転磁界の回転速度に応じて変化するため、一部の通電パターンであるＵ相→Ｗ相への通電を停止しても、回転速度は変化しない。しかし、一部の通電パターンでコイルが励磁されないため、特定の回転速度におけるモータ３１０の共振振動の発生を避けることができる。

図９は、実施形態３に係る通電制御部３３０のブロック図である。

通電制御部３３０は、共振振動レベル記憶部３３２とコイル励磁制御部３３４とを有する。

共振振動レベル記憶部３３２はあらかじめ定めた振動レベルを記憶する。共振振動レベル記憶部３３２に記憶させる振動レベルは、実験によって求める。

コイル励磁制御部３３４は、振動検出センサ３２０が検出したモータ３１０の振動が共振振動レベル記憶部３３２に記憶されている振動レベルよりも小さいか大きいかを見て、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相への通電を制御する。具体的には、振動検出センサ３２０が検出したモータ３１０の振動レベルが共振振動レベル記憶部３３２に記憶されている振動レベルよりも小さければ、共振振動は生じていないので、Ｕ相→Ｖ相、Ｕ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の順番で通電し、一方、大きければ、共振振動が生じているので、Ｕ相→Ｖ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の順番でそれぞれのコイルを通電する。

（モータ制御装置の動作）
図１０は、実施形態３に係るモータ制御装置の動作フローチャートである。次に、本実施形態に係るモータ制御装置３００の動作を、図１０を参照しながら説明する。

まず、通電制御がスタートすると、通電制御部３３０はモータ３１０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の全てのコイルへの通電を開始する。具体的には、コイル励磁制御部３３４は、あらかじめ決められている通電パターンの順番で、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を励磁する。

さらに具体的には、コイル励磁制御部３３４は、Ｕ相→Ｖ相、Ｕ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の通電パターンの順番で、それぞれのコイルに対して電流を供給する（Ｓ３００）。

次に、振動検出センサ３２０はモータ３１０の共振振動を検出する。コイル励磁制御部３３４は、振動検出センサ３２０が検出した振動信号を入力し、その振動信号による振動レベルを共振振動レベル記憶部３３２に記憶されている振動レベルと比較する（Ｓ３０１）。

コイル励磁制御部３３４は、検出した振動レベルと記憶されている振動レベルとを比較した結果、検出した振動レベルが記憶されている振動レベルよりも大きいときには（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、モータ３１０が共振し共振振動が発生しているのであるから、特定の通電パターンでの通電を停止する。たとえば、図４Ｂに示したように、全ての通電パターン内の一部の通電パターン（たとえばＵ相→Ｗ相）を除いて、残りの通電パターンでそれぞれのコイルを順番に通電する。一部の通電パターンであるＵ相→Ｗ相への通電を停止することで、Ｕ相→Ｖ相、Ｖ相→Ｗ相、Ｖ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｕ相、Ｗ相→Ｖ相の通電パターンの順番でそれぞれのコイルの通電が繰り返されることになり、モータ３１０に生じる共振振動が抑制される。なお、上記の例では、一部の通電パターンとしてＵ相→Ｗ相の通電パターンでの通電を停止する場合について述べたが、図４Ｃに示すように、ある１回転ではＵ相→Ｖ相の通電パターンでの通電を停止し、次の１回転ではＶ相→Ｕ相の通電パターンでの通電を停止するというように、除外する通電パターンをランダムに選択しても良い（Ｓ３０３）。

一方、コイル励磁制御部３３４は、検出した振動レベルと記憶されている振動レベルとを比較した結果、検出した振動レベルが記憶されている振動レベルよりも小さいときには（Ｓ３０２：ＮＯ）、ステップＳ３００の処理に戻って、図４Ａに示すように、あらかじめ決められている順番で、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の全てを励磁する。

通電制御部３３０に通電ＯＦＦの指令が出されると（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、コイル励磁制御部３３４は全ての相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）への励磁を停止して、モータ３１０を停止させる。一方、通電ＯＦＦの指令が出されていなければ（Ｓ３０４：ＮＯ）、Ｓ３００からＳ３０４までの処理を繰り返し、モータ３１０を回転させ続ける。

（モータ制御装置の効果）
図５に示すように、本実施形態に係るモータ制御装置（対策後）の場合には、３４００ｒｐｍ付近及び４０００ｒｐｍ付近を中心とする回転速度で発生していた共振振動（対策前）に伴う騒音が、５ｄｂ以上減少していることがわかる。

この測定がされた本実施形態のモータ１１０では、３４００ｒｐｍ付近及び４０００ｒｐｍ付近を中心とする回転速度で共振振動が生じることがわかっているので、これらの回転速度の時にモータ３１０に生じている振動を測定し、測定した振動レベルを共振振動レベル記憶部３３２に記憶させている。

以上のように、実施形態３に係るモータ制御装置３００では、モータ３１０に大きな振動が生じたときには、全ての通電パターンではなく、一部の通電パターンを除いた残りの通電パターンで複数のコイルを順番に励磁するようにしたので、モータ３１０で生じている共振振動が抑制でき、モータの騒音を低減できる。

以上、本発明を実施形態１から３の３つの実施形態に分けて説明したが、本発明に係るモータ制御装置は、単相、２相、３相、５相などの単相モータまたは多相モータに適用することができる。また、極数やスロット数についても、あらゆるタイプの組み合わせに対して適用することができる。

さらに、本発明に係るモータ制御装置は、たとえば、コンピュータシステムに多く用いられているサーバの冷却ファンの回転速度の制御に対しては最適である。大きなコンピュータシステムでは数十台の冷却ファンを設置することが珍しくなく、共振振動を抑制することによる騒音の低減効果は絶大だからである。

１００、３００モータ制御装置、
１１０、３１０モータ、
１２０回転速度検出センサ、
１３０、３３０通電制御部、
１３２回転速度記憶部、
１３４、１３８、３３４コイル励磁制御部、
１３６共振回転領域記憶部、
３２０振動検出センサ、
３３２共振振動レベル記憶部。

Claims

ロータに回転力を付与する複数のコイルが環状に配置されたモータへの通電を制御するモータ制御装置であって、
前記モータの回転速度を検出する回転速度検出センサと、
検出された回転速度を用いて前記複数のコイルへの通電を制御する通電制御部と、を備え、
前記通電制御部は、前記検出された回転速度があらかじめ定めた条件外であれば、全ての通電パターンで前記複数のコイルを順番に通電する一方、前記検出された回転速度があらかじめ定めた条件内であれば、全ての通電パターンの内の一部の通電パターンを除いた残りの通電パターンで前記複数のコイルを順番に通電することを特徴とするモータ制御装置。
前記通電制御部は、
前記あらかじめ定めた条件を記憶する回転速度記憶部と、
前記あらかじめ定めた条件を用いて前記複数のコイルへの通電パターンを制御するコイル励磁制御部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
前記あらかじめ定めた条件とは、特定の回転速度以下の回転速度であることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
前記通電制御部は、
前記あらかじめ定めた条件を記憶する共振回転速度領域記憶部と、
前記あらかじめ定めた条件を用いて前記複数のコイルへの通電パターンを制御するコイル励磁制御部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
前記あらかじめ定めた条件とは、あらかじめ定めた下限と上限との間の回転速度であることを特徴とする請求項１または４に記載のモータ制御装置。
前記回転速度検出センサは、前記ロータの回転位置を検出できるホールセンサ、エンコーダまたはレゾルバのいずれかであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のモータ制御装置。
モータ単体と当該モータが取り付けられる装置との共振振動に関する信号を入力して前記モータへの通電を制御するモータ制御装置であって、
前記モータは、ロータに回転力を付与する複数のコイルが環状に配置されたモータであり、
入力した共振振動に関する信号の振動レベルがあらかじめ定めた振動レベルを超えていなければ、全ての通電パターンで前記複数のコイルを順番に通電する一方、前記入力した共振振動に関する信号の振動レベルがあらかじめ定めた振動レベルを超えていれば、全ての通電パターンの内の一部の通電パターンを除いた残りの通電パターンで前記複数のコイルを順番に通電する通電制御部を有することを特徴とするモータ制御装置。
前記通電制御部は、
前記あらかじめ定めた振動レベルを記憶する共振振動レベル記憶部と、
前記あらかじめ定めた振動レベルを用いて前記複数のコイルへの通電パターンを制御するコイル励磁制御部と、
を有することを特徴とする請求項７に記載のモータ制御装置。
前記通電制御部に入力する共振振動に関する信号は、前記モータ又は前記装置に取り付けた振動検出センサから入力することを特徴とする請求項７または８に記載のモータ制御装置。