JP3371543B2 - ブラシレスｄｃモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ブラシレスＤＣ(直
流)モータの電機子コイルに誘起された誘起電圧に基づ
いて、回転子と固定子の相対的な位置を表わす位置信号
を検出して、その位置信号に基づいて、電機子コイルの
電圧パターンを制御するブラシレスＤＣモータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３１は、ブラシレスＤＣモータの一例
である埋込磁石構造ＰＭモータを用いた１８０°通電方
式によるインバータモータシステムの構成図である。上
記インバータモータシステムは、埋込磁石構造ＰＭモー
タの回転子１０の回転位置をエンコーダ６１により検出
すると共に、交流電源６０をダイオードブリッジＤ1,Ｄ
2,Ｄ3,Ｄ4で全波整流した後、インバータ部２０は、コ
イルＬと平滑コンデンサＣにより平滑された直流電圧を
交流電圧に変換して出力する。このインバータモータシ
ステムにおいて、モータを回転速度一定でかつ最大効率
で運転するように、エンコーダ６１により検出された回
転位置に基づいて、モータ誘起電圧の基本波に対するイ
ンバータ出力電圧の基本波の位相角を調整したとき、図
３２に示すように、モータの負荷すなわちインバータ入
力電流に対するインバータ出力電圧の位相角の特性が得
られた。この特性より、モータの負荷が小さいほど位相
角は遅れ側になり、負荷が大きいほど位相角は進み側と
なることが分かる。このように、上記エンコーダ６１が
検出した回転子１０の回転位置を基準として、正確かつ
広範囲に位相補正ができるので、図２９に示すように、
圧縮機に要求される運転エリア(曲線Ａ₃)内を運転する
ことができる。

【０００３】これに対して、従来、エンコーダを用いず
にモータ端子電圧から回転子の位置を検出して、インバ
ータ出力電圧の位相を調整するブラシレスＤＣモータと
して、特開昭６４−３４１９１号公報に記載のものがあ
る。このブラシレスＤＣモータは、モータ端子電圧をロ
ーパスフィルタにより検出し、タイマを用いて上記ロー
パスフィルタの周波数特性によるインバータ出力電圧の
位相誤差を相殺するようにしている。しかしながら、上
記ブラシレスＤＣモータは、上述のモータを最大効率で
運転するようにインバータ出力電圧の位相角を調整する
ものではない。

【０００４】また、もう一つのブラシレスＤＣモータと
して、特公平５−７２１９７号に記載のものがある。こ
のブラシレスＤＣモータは、図２７に示すように、複数
極の永久磁石を有する回転子１０と３相Ｙ結線に接続さ
れた電機子コイル１a,１b,１cを有する固定子１とを有
するモータ部１１と、上記電機子コイル１a,１b,１cに
対する回転子１０の相対的な回転位置を検出する回転位
置検出部１２と、上記回転位置検出部１２からの回転子
１０の回転位置を表わす位置信号を受けて、電機子コイ
ル１a,１b,１cに対する電圧パターンを切り換えるスイ
ッチング信号を出力するマイクロコンピュータ(以下、
マイコンという)１３と、上記マイコン１３からのスイ
ッチング信号を受けて、電機子コイル１a,１b,１cの電
圧パターンを切り換え制御する転流制御信号を出力する
ベース駆動回路１４と、上記ベース駆動回路１４からの
転流制御信号を受けて、電機子コイル１a,１b,１cの電
圧パターンを切り換えるインバータ部２０とを備えてい
る。また、上記電機子コイル１a,１b,１cに並列状態で
３相Ｙ結線された抵抗２a,２b,２cからなる抵抗回路２
を備えている。

【０００５】上記インバータ部２０は、直流電源９の正
極側に夫々接続された３つのトランジスタ２０a,２０b,
２０cと、直流電源９の負極側に夫々接続された３つの
トランジスタ２０d,２０e,２０fとから構成されてい
る。上記トランジスタ２０aのエミッタとトランジスタ
２０dのコレクタを互いに接続し、トランジスタ２０bの
エミッタとトランジスタ２０eのコレクタを互いに接続
し、トランジスタ２０cのエミッタとトランジスタ２０f
のコレクタを互いに接続している。上記トランジスタ２
０a,２０dの互いに接続された部分にＵ相の電機子コイ
ル１aを接続し、トランジスタ２０b,２０eの互いに接続
された部分にＶ相の電機子コイル１bを接続し、トラン
ジスタ２０c,２０fの互いに接続された部分にＷ相の電
機子コイル１cを接続している。そして、上記ベース駆
動回路１４からの転流制御信号をインバータ部２０の各
トランジスタ２０a〜２０fのベースに夫々入力してい
る。

【０００６】また、上記回転位置検出部１２は、上記抵
抗回路２の中性点の電圧Ｖ_Mと電機子コイル１a,１b,１c
の中性点の電圧Ｖ_Nとが入力され、抵抗回路２の中性点
と電機子コイル１a,１b,１cの中性点との間の電位差Ｖ
_MNを出力する差動増幅器３１と、上記差動増幅器３１か
らの電位差Ｖ_MNを受けて、その電位差Ｖ_MNを積分する積
分器３２と、上記積分器３２からの電位差Ｖ_MNを積分し
た積分信号を受けて、位置信号を出力する零クロスコン
パレータ３３とを備えている。

【０００７】上記構成のブラシレスＤＣモータにおい
て、インバータ部２０からの各Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相のモータ
端子電圧をＶ_U,Ｖ_V,Ｖ_W、電機子コイル１a,１b,１cの各
Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相の誘起電圧をＥ_U,Ｅ_V,Ｅ_Wとすると、抵
抗回路２の中性点の電圧Ｖ_Mと電機子コイル１a,１b,１c
の中性点の電圧Ｖ_Nは、 Ｖ_M ＝ (１／３)(Ｖ_U＋Ｖ_V＋Ｖ_W) Ｖ_N ＝ (１／３){(Ｖ_U−Ｅ_U)＋(Ｖ_V−Ｅ_V)＋(Ｖ_W−Ｅ_W)} となる。したがって、上記抵抗回路２の中性点と電機子
コイル１a,１b,１cの中性点との間の電位差Ｖ_MNは、 Ｖ_MN ＝ Ｖ_M−Ｖ_N ＝ (１／３)(Ｅ_U＋Ｅ_V＋Ｅ_W) となり、電機子コイル１a,１b,１cの誘起電圧Ｅ_U,Ｅ_V,
Ｅ_Wの和に比例する。

【０００８】上記電機子コイル１a,１b,１cの誘起電圧
Ｅ_U,Ｅ_V,Ｅ_Wは、図２８(A)〜(C)に示すように、１２０d
eg毎に位相の異なる台形状の波形となり、電位差Ｖ_MNは
図２８(D)に示すように、誘起電圧Ｅ_U,Ｅ_V,Ｅ_Wに対して
３倍の基本波周波数成分を有する略三角波となる。この
電位差Ｖ_MNの三角波のピーク点が電圧パターンの切り換
え点となる。上記積分器３２は、差動増幅器３１からの
電位差Ｖ_MNの信号を積分して、略正弦波状の積分信号∫
Ｖ_MNdt(図２８(E)に示す)を出力する。そして、上記零
クロスコンパレータ３３は、積分信号∫Ｖ_MNdtのゼロク
ロス点を検出して、位置信号(図２８(F)に示す)をマイ
コン１３に出力する。すなわち、この電位差Ｖ_MNのピー
ク点は、回転速度によって振幅が変動するため、電位差
Ｖ_MNの信号を積分して、ゼロクロス点を検出するように
しているのである。上記位置信号は、上記固定子１の電
機子コイル１a,１b,１cに対する回転子１０の相対的な
位置を示すものである。次に、上記マイコン１３は、零
クロスコンパレータ３３からの位置信号を受けて、ベー
ス駆動回路１４にスイッチング信号を出力する。上記ベ
ース駆動回路１４は、マイコン１３からのスイッチング
信号を受けて、インバータ部２０の各トランジスタ２０
a〜２０fのベースに転流制御信号(図２８(G)〜(L))を出
力する。そして、上記インバータ部２０の各トランジス
タ２０a〜２０fは、図２８(M)に示すように順次オンオ
フして、電機子コイル１a,１b,１cに対する電圧パター
ンを切り換える。

【０００９】こうして、上記ブラシレスＤＣモータは、
電機子コイル１a,１b,１cの誘起電圧Ｅ_U,Ｅ_V,Ｅ_Wより回
転子１０の回転位置を表わす位置信号を検出して、イン
バータ部２０は、その位置信号によって電機子コイル１
a,１b,１cの電圧パターンの切り換えを行う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ローパ
スフィルタを用いてモータの端子電圧を検出するブラシ
レスＤＣモータを用いて、圧縮機を負荷にして駆動する
とき、ブラシレスＤＣモータの性能を十分に発揮すれ
ば、圧縮機に要求される運転エリア(図２９に示す曲線
Ａ₃)内での運転が可能である。ところが、上記ブラシレ
スＤＣモータは、回転数が高いほど、またモータ電流が
大きいほど回転子の位置検出が困難になり、そのブラシ
レスＤＣモータの性能を十分に発揮することができない
ため、曲線Ａ₁内でしか運転ができないという問題があ
る。しかも、上記曲線Ａ₁より外の部分では、回転子の
位置検出が困難になり、ブラシレスＤＣモータが脱調す
るという問題がある。

【００１１】すなわち、上記ブラシレスＤＣモータの回
転子の位置検出が困難になる原因は、例えば巻線インダ
クタンスが小さい表面磁石構造ＰＭモータでは、位置検
出に用いられるモータ端子電圧の波形に、図３０(a)に
示すように、波形切替時にインバータ部の還流ダイオー
ドに転流することによってパルスＰ₁,Ｐ₂が発生して、
このパルスＰ₁,Ｐ₂のインバータ波形一周期に対する割
合が、モータの回転数が高いほど、またモータ電流が大
きいほど大きくなるためである。さらに、埋込磁石構造
ＰＭモータのように巻線インダクタンスが大きいモータ
ほど、パルスＰ₁,Ｐ₂の占める割合が大きくなるため、
モータ端子電圧に誘起される誘起電圧Ｅ₁,Ｅ₂(図３０
(a)に示す)は、例えば誘起電圧Ｅ₃,Ｅ₄(図３０(b)に示
す)のように小さくなって、誘起電圧の現れる部分が小
さくなって、回転子の位置検出が困難になるのである。

【００１２】また、図２７に示すブラシレスＤＣモータ
は、電機子コイル１a,１b,１cの中性点と抵抗回路２の
中性点との電位差を検出しているため、波形切替時にイ
ンバータ部２０の還流ダイオードに転流して発生するパ
ルスによって位置検出不能になることはない。しかしな
がら、上記回転位置検出部１２のフィルタの周波数特性
により、位置信号が電圧パターンの最適切り換えポイン
トから前後してずれたり、モータの負荷や運転速度の変
化に伴って、電機子コイル１a,１b,１cに誘起される誘
起電圧の位相に対して最適となる電圧パターンの切り換
えポイントが異なったりするため、運転効率が低下した
り、モータが脱調したりするという問題がある。

【００１３】また、モータ始動時は、上記位置信号の検
出が不可能なため、所定の周波数の電圧パターンを切り
替え加速する同期運転を行ない、位置信号の検出が可能
となった時点で位置検出運転に切り換える。同期運転時
には、位置検出運転を行っていないため、十分なトルク
を発生し、安定に起動するためにインバータ電圧を高く
設定し、十分なモータ電流を流す必要がある。このとき
の誘起電圧に対するインバータ出力電圧の位相角は図３
２に示す位置検出運転切替換時のポイントである。この
ため、位置検出運転切替時に位相補正しない場合は、同
期運転から位置検出運転に切り替える前後の誘起電圧と
インバータ出力電圧の位相が一致せず、モータ電流に過
渡変化が生じて、脱調する場合がある。

【００１４】そこで、この発明の目的は、エンコーダ等
のセンサを用いることなく、モータの負荷の大小,運転
速度の高低に応じて、上記位置信号から電圧パターンを
切り換えるまでの時間を調整して、全運転範囲において
モータを高効率で運転できるブラシレスＤＣモータを提
供することにある。

【００１５】また、もう一つの目的は、モータ始動時の
同期運転から位置検出運転に切り替えるときのモータ電
流の過渡変化を抑制できるブラシレスＤＣモータを提供
することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１のブラシレスＤＣモータは、複数極の磁石
を有する回転子と、３相Ｙ結線に接続された電機子コイ
ルを有する固定子と、上記電機子コイルに対して並列状
態で３相Ｙ結線された抵抗回路と、上記電機子コイルの
中性点と上記抵抗回路の中性点との電位差に基づいて、
上記回転子と上記固定子の相対的な回転位置を検出し
て、６０deg毎にレベルが切り換わる位置信号を出力す
る回転位置検出手段と、上記回転位置検出手段の上記位
置信号に基づいて、上記電機子コイルの電圧パターンを
切り換えるインバータ部とを備えるブラシレスＤＣモー
タにおいて、上記回転位置検出手段からの上記位置信号
を受けて、高効率になるように上記位置信号から上記電
圧パターンを切り換えるまでの時間を調整する位相補正
手段を備え、上記位相補正手段は、上記回転位置検出手
段の上記位置信号に基づいて、上記電圧パターンの周期
を測定する周期測定手段と、上記周期測定手段の出力に
基づいて、高効率になるように上記位置信号から上記電
圧パターンを切り換えるまでの時間に応じたタイマ値を
演算するタイマ値演算手段と、上記タイマ値演算手段か
らのタイマ値に基づいて、上記位置信号から上記電圧パ
ターンを切り換えるまでの時間を計時する第１タイマ
と、上記第１タイマの計時中に計時可能で、上記タイマ
値演算手段からのタイマ値に基づいて、上記回転位置検
出手段からの上記位置信号から上記電圧パターンを切り
換えるまでの時間を計時する第２タイマと、上記第１タ
イマと上記第２タイマとを交互に選択して、上記位置信
号の立ち上がりまたは立ち下がりによってスタートさせ
るタイマ選択手段と、上記タイマ選択手段により選択さ
れた上記第１タイマまたは上記第２タイマを、スタート
すべき上記位置信号の立ち上がりまたは立ち下がりの基
準点から上記位置信号が所定番目の切り換わり時点まで
遅らせてスタートさせるタイマ制御手段とを備えたこと
を特徴としている。

【００１７】また、請求項２のブラシレスＤＣモータ
は、複数極の磁石を有する回転子と、３相Ｙ結線に接続
された電機子コイルを有する固定子と、上記電機子コイ
ルに対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路と、上
記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点との電
位差に基づいて、上記回転子と上記固定子の相対的な回
転位置を検出して、６０deg毎にレベルが切り換わる位
置信号を出力する回転位置検出手段と、上記回転位置検
出手段の上記位置信号に基づいて、上記電機子コイルの
電圧パターンを切り換えるインバータ部とを備えるブラ
シレスＤＣモータにおいて、上記回転位置検出手段から
の上記位置信号を受けて、高効率になるように上記位置
信号から上記電圧パターンを切り換えるまでの時間を調
整する位相補正手段を備え、上記位相補正手段は、上記
回転位置検出手段の上記位置信号に基づいて、上記電圧
パターンの周期を測定する周期測定手段と、上記周期測
定手段の出力に基づいて、高効率になるように上記位置
信号から上記電圧パターンを切り換えるまでの時間に相
当する位相補正角が６０deg以下のときはその位相補正
角に応じたタイマ値を演算し、上記位相補正角が６０de
gより大きくかつ１２０deg以下のときは上記位相補正角
から６０degを減算した角度に応じたタイマ値を演算
し、上記位相補正角が１２０degより大きいときは上記
位相補正角から１２０degを減算した角度に応じたタイ
マ値を演算するタイマ値演算手段と、上記タイマ値演算
手段からのタイマ値に基づいて、上記回転位置検出手段
からの上記位置信号から上記電圧パターンを切り換える
までの時間を計時するタイマと、上記位置信号から上記
電圧パターンを切り換えるまでの時間に相当する位相補
正角が６０degより大きいとき、上記タイマを、スター
トすべき上記位置信号の立ち上がりまたは立ち下がりの
基準点から上記位置信号が所定番目の切り換わり時点ま
で遅らせてスタートさせるタイマ制御手段とを備えたこ
とを特徴としている。

【００１８】

【作用】上記請求項１のブラシレスＤＣモータによれ
ば、上記回転位置検出手段は、上記複数極の磁石を有す
る回転子と固定子との相対的な回転位置を検出して、６
０deg毎にレベルが切り換わる位置信号を出力する。そ
して、上記回転位置検出手段からの位置信号を受けて、
上記位相補正手段は、上記位置信号から電圧パターンを
切り換えるまでの時間を調整する。そして、上記位相補
正手段からの位相補正された電圧パターン信号に基づい
て、上記インバータは電機子コイルの電圧パターンを切
り換える。

【００１９】このとき、上記周期測定手段は、上記回転
位置検出手段の上記位置信号に基づいて、上記電機子コ
イルの上記電圧パターンの周期を測定する。上記周期測
定手段の出力に基づいて、上記タイマ値演算手段は、高
効率になるように位置信号から電圧パターンを切り換え
るまでの時間に応じたタイマ値を演算する。そして、上
記タイマ選択手段は、上記第１タイマと第２タイマとを
交互に選択して、位置信号に基づいてスタートさせる。
上記第１タイマと第２タイマは、タイマ値演算手段から
のタイマ値に基づいて、位置信号から電圧パターンを切
り換えるまでの時間を計時する。そして、上記第１タイ
マと第２タイマは、位置信号が発生する６０deg毎に選
択されるので、第１タイマと第２タイマが交互にスター
トして夫々が次に選択されるまで略１２０degの余裕が
ある。したがって、上記第１タイマと第２タイマに設定
するタイマ値を０〜１２０degの位相角範囲に相当する
値に設定でき、電圧パターンの位相補正を広い範囲で行
える。

【００２０】さらに、１２０deg以上の位相補正を行う
場合は、上記タイマ制御手段により、第１タイマと第２
タイマを、スタートすべき位置信号の立ち上がりまたは
立ち下がりの基準点から位置信号が１番目の切り換え時
点まで夫々遅らしてスタートさせ、第１タイマと第２タ
イマの位相角範囲をさらに６０degおきに広げる。すな
わち、二つの第１タイマと第２タイマを用いる場合、タ
イマ値の設定範囲は０〜１２０degであるが、第１タイ
マと第２タイマのスタートを次の位置信号の発生まで夫
々遅らすことによって、スタートすべき位置信号の立ち
上がりまたは立ち下がりの基準点に対して６０deg遅れ
た点から第１タイマおよび第２タイマがスタートするこ
とになり、電圧パターンの位相補正範囲は、設定された
タイマ値に相当する位相角に６０degを加えたものにな
る。したがって、上記第１タイマと第２タイマに設定す
るタイマ値が０〜１２０degの位相角範囲であっても、
タイマ制御手段によって、電圧パターンの位相補正範囲
をさらに広げることができる。

【００２１】また、モータ始動時の同期運転から位置検
出運転に切り替える場合、上記第１タイマと第２タイマ
によって、位置信号から電圧パターンを切り換えるまで
の時間を計時して、切り替え前後の電圧パターンと位置
信号との位相を略同一にすることによって、モータ始動
時の同期運転から位置検出運転の切り替えを滑らかに行
う。

【００２２】したがって、回転位置検出手段のフィルタ
の周波数特性の影響,モータの負荷および回転速度に伴
って、電機子コイルに誘起される誘起電圧に対するイン
バータ出力電圧の位相がモータの高効率点からはずれて
運転される場合でも、位置信号から電圧パターンを切り
換えるまでの時間を調整する範囲を広くできるので、圧
縮機等の負荷に対して、全運転範囲でモータの性能を最
大限に発揮させて、モータを高効率で運転できる。ま
た、モータ始動時の同期運転から位置検出運転に切り替
えるときのモータ電流の過渡変化を抑制できる。

【００２３】また、上記請求項２のブラシレスＤＣモー
タによれば、上記回転位置検出手段は、上記複数極の磁
石を有する回転子と固定子との相対的な回転位置を検出
して、６０deg毎にレベルが切り換わる位置信号を出力
する。そして、上記回転位置検出手段からの位置信号を
受けて、上記位相補正手段は、上記位置信号から電圧パ
ターンを切り換えるまでの時間を調整する。そして、上
記位相補正手段からの位相補正された電圧パターン信号
に基づいて、上記インバータは電機子コイルの電圧パタ
ーンを切り換える。

【００２４】このとき、上記周期測定手段は、上記回転
位置検出手段の上記位置信号に基づいて、上記電機子コ
イルの上記電圧パターンの周期を測定する。上記周期測
定手段の出力に基づいて、上記タイマ値演算手段は、高
効率になるように位置信号から電圧パターンを切り換え
るまでの時間に応じたタイマ値を演算する。そして、上
記タイマにそのタイマ値を設定して、位置信号に基づい
てスタートさせる。上記タイマは、タイマ値演算手段か
らのタイマ値に基づいて、位置信号から電圧パターンを
切り換えるまでの時間を計時する。そして、上記タイマ
は、位置信号が発生する６０deg毎にスタートするの
で、タイマがスタートして次にスタートするまで略６０
degの余裕がある。したがって、上記タイマに設定する
タイマ値を０〜６０degの位相角範囲に相当する値に設
定でき、電圧パターンの位相補正を０〜６０degの範囲
で行える。

【００２５】さらに、６０deg以上の位相補正を行う場
合は、上記タイマ制御手段によりタイマを、スタートす
べき位置信号の立ち上がりまたは立ち下がりの基準点か
ら位置信号が１番目の切り換わり時点まで遅らしてスタ
ートさせ、タイマの位相角範囲をさらに６０degおきに
広げる。すなわち、上記タイマ値の設定範囲は０〜６０
degであるが、タイマのスタートを次の位置信号の発生
まで遅らすことで、スタートすべき位置信号の立ち上が
りまたは立ち下がりの基準点に対して６０deg遅れた点
からタイマがスタートすることになり、電圧パターンの
位相補正範囲は、設定されたタイマ値に相当する位相角
に６０deg加えたものになる。さらに、上記タイマのス
タートをその次の位置信号の立ち上がりまたは立ち下が
りのタイミングまで遅らすと、スタートすべき位置信号
の立ち上がりまたは立ち下がりの基準点から１２０deg
遅れた点からタイマがスタートすることになり、電圧パ
ターンの位相補正範囲は、設定するタイマ値に相当する
位相角に１２０deg加えたものになる。したがって、上
記タイマに設定するタイマ値が０〜６０degの位相角範
囲であっても、タイマ制御手段によって、電圧パターン
の位相補正範囲をさらに広げることができる。

【００２６】また、モータ始動時の同期運転から位置検
出運転に切り替える場合、上記タイマによって、位置信
号から電圧パターンを切り換えるまでの時間を計時し
て、切り替え前後の電圧パターンと位置信号との位相を
略同一にすることによって、モータ始動時の同期運転か
ら位置検出運転の切り替えを滑らかに行う。

【００２７】したがって、回転位置検出手段のフィルタ
の周波数特性の影響,モータの負荷および回転速度に伴
って、電機子コイルに誘起される誘起電圧に対するイン
バータ出力電圧の位相がモータの高効率点からはずれて
運転される場合でも、位置信号から電圧パターンを切り
換えるまでの時間を調整する範囲を広くできるので、圧
縮機等の負荷に対して、全運転範囲でモータの性能を最
大限に発揮させて、モータを高効率で運転できる。ま
た、モータ始動時の同期運転から位置検出運転に切り替
えるときのモータ電流の過渡変化を抑制できる。

【００２８】

【実施例】以下、この発明のブラシレスＤＣモータを実
施例により詳細に説明する。

【００２９】（第１実施例） 図１はこの発明の第１実施例のブラシレスＤＣモータの
構成を示しており、１は電機子コイル１a,１b,１cがＹ
結線され、複数の永久磁石を有する回転子１０を回転磁
界により回転させる固定子、２は上記電機子コイル１a,
１b,１cに並列状態に接続され、抵抗２a,２b,２cをＹ結
線した抵抗回路、３は上記抵抗回路２の中性点の電圧Ｖ
_Mと電機子コイル１a,１b,１cの中性点の電圧Ｖ_Nに基づ
いて、回転子１０の相対的な位置を検出して、位置信号
を出力する回転位置検出手段としての回転位置検出部、
４は上記回転位置検出部３からの位置信号を受けて、ス
イッチング信号を出力するマイコン、５は上記マイコン
４からのスイッチング信号を受けて、転流制御信号を出
力するベース駆動回路である。上記ベース駆動回路５か
らの転流制御信号をインバータ部２０に夫々接続してい
る。なお、上記固定子１と回転子１０でモータ部１１を
構成している。

【００３０】上記回転位置検出部３は、増幅器ＩＣ1の
非反転入力に抵抗回路２の中性点の電圧Ｖ_Mを入力する
と共に、増幅器ＩＣ1の反転入力に抵抗Ｒ₁を介してグラ
ンドＧＮＤを接続し、増幅器ＩＣ1の出力と反転入力と
の間に抵抗Ｒ₂を接続した差動増幅器３１と、上記差動
増幅器３１の出力に一端が接続された抵抗Ｒ₃とその抵
抗Ｒ₃の他端とグランドＧＮＤとの間に接続されたコン
デンサＣ₁とからなる積分器３２と、上記積分器３２の
抵抗Ｒ₃の他端と非反転入力が接続され、反転入力にグ
ランドＧＮＤが接続された増幅器ＩＣ2からなる零クロ
スコンパレータ３３とを備えている。そして、上記電機
子コイル１a,１b,１cの中性点は、グランドＧＮＤを介
して差動増幅器３１の反転入力に接続されているので、
差動増幅器３１は、抵抗回路２の中性点の電圧Ｖ_Mと電
機子コイル１a,１b,１cの中性点の電圧Ｖ_Nとの電位差Ｖ
_MNを検出する。

【００３１】また、上記インバータ部２０は、直流電源
９の正極側に夫々接続された３つのトランジスタ２０a,
２０b,２０cと、直流電源９の負極側に夫々接続された
３つのトランジスタ２０d,２０e,２０fとから構成され
ている。上記トランジスタ２０aのエミッタとトランジ
スタ２０dのコレクタを互いに接続し、トランジスタ２
０bのエミッタとトランジスタ２０eのコレクタを互いに
接続し、トランジスタ２０cのエミッタとトランジスタ
２０fのコレクタを互いに接続している。上記トランジ
スタ２０a,２０dの互いに接続された部分にＵ相の電機
子コイル１aを接続し、トランジスタ２０b,２０eの互い
に接続された部分にＶ相の電機子コイル１bを接続し、
トランジスタ２０c,２０fの互いに接続された部分にＷ
相の電機子コイル１cを接続している。そして、上記各
トランジスタ２０a〜２０fのコレクタとエミッタとの間
にダイオードを夫々逆並列接続している。

【００３２】また、上記マイコン４は、図２に示すよう
に、図１に示す回転位置検出部３からの位置信号が外部
割込端子を介して入力に接続され、その入力と出力１,
２,３のいずれか一つとを切り換え接続するタイマ選択
手段の一例としてのタイマ選択スイッチＳＷ1と、上記
タイマ選択スイッチＳＷ1の出力１に接続され、位置信
号によりスタートする第１タイマとしての位相補正用の
タイマＴ1と、上記タイマ選択スイッチＳＷ1の出力２に
接続され、位置信号によりスタートする第２タイマとし
ての位相補正用のタイマＴ2と、上記タイマ選択スイッ
チＳＷ1の出力３に接続され、位置信号によりスタート
する第３タイマとしての位相補正用のタイマＴ3とを備
えている。また、上記位置信号を受けて、電機子コイル
１a,１b,１cの電圧パターンの周期を測定する周期測定
タイマＴ4と、上記周期測定タイマＴ4からの測定された
タイマ値を受けて、そのタイマ値から電機子コイル１a,
１b,１cの電圧パターンの周期を演算して、周期を表わ
す周期信号を出力する周期演算部４１と、上記周期演算
部４１からの周期信号と外部からの位相量指令信号とを
受けて、その周期から位相量に相当するタイマ値を演算
して、位相補正用のタイマＴ1,Ｔ2,Ｔ3にタイマ値設定
信号を出力するタイマ値演算手段としてのタイマ値演算
部４２とを備えている。

【００３３】さらに、上記マイコン４は、位相補正用の
タイマＴ1からの割込信号ＩＲＱ1と位相補正用のタイマ
Ｔ2からの割込信号ＩＲＱ2と位相補正用のタイマＴ3か
らの割込信号ＩＲＱ3とを受けて、電圧パターン信号を
出力するインバータモード選択部４３と、上記周期演算
部４１からの周期信号を受けて、回転速度を演算して現
在速度信号を出力する速度演算部４４と、上記速度演算
部４４からの現在速度信号と外部からの速度指令信号と
を受けて、電圧指令信号を出力する速度制御部４５と、
上記インバータモード選択部４３からの電圧パターン信
号と速度制御部４５からの電圧指令信号を受けて、スイ
ッチング信号を出力するＰＷＭ(パルス幅変調)部５２と
を備えている。なお、上記位相補正用のタイマＴ1,タイ
マＴ2,タイマＴ3,周期測定用タイマＴ4,周期演算部４
１,タイマ値演算部４２およびタイマ選択スイッチＳＷ1
で位相補正手段を構成している。

【００３４】なお、上記マイコン４のインバータモード
選択部４３は、１８０度通電方式の電圧パターン信号を
出力している。また、上記周期演算部４１,タイマ値演
算部４２,インバータモード選択部４３および速度制御
部４５は、ＣＰＵ（中央処理装置）５０のソフトウェア
で構成されている。そして、上記ＣＰＵ５０には、後述
するフローチャートで示された処理用の変数等を格納す
るメモリ５１を接続している。

【００３５】上記構成において、ブラシレスＤＣモータ
が位置検出に従って駆動されているとき、電機子コイル
１a,１b,１cの各Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相の誘起電圧Ｅ_U,Ｅ_V,Ｅ_W
は、図３(A)〜(C)に示すように、１２０deg毎に位相の
異なる台形状の波形となる。そして、図１に示す回転位
置検出部３の差動増幅器３１は、増幅器ＩＣ1の反転入
力に入力された抵抗回路２の中性点の電圧Ｖ_Mと、増幅
器ＩＣ1の非反転入力に入力された電機子コイル１a,１
b,１cの中性点の電圧Ｖ_Nとの電位差Ｖ_MN(図３(D)に示
す)を検出する。そして、上記差動増幅器３１からの電
位差Ｖ_MNを表わす信号を受けて、積分器３２は、この電
位差Ｖ_MNを表わす信号を積分して、積分信号∫Ｖ_MNdt
(図３(E)に示す)を出力する。上記積分信号∫Ｖ_MNdt
は、回転周波数の３倍の周波数の略正弦波形となる。上
記積分器３２からの積分信号∫Ｖ_MNdtを零クロスコンパ
レータ３３の非反転入力に入力する。そして、上記零ク
ロスコンパレータ３３は、非反転入力に入力された積分
信号∫Ｖ_MNdtと反転入力に接続されたグランドＧＮＤの
基準電圧とを比較して、位置信号(図３(F)に示す)を出
力する。

【００３６】次に、上記零クロスコンパレータ３３から
の位置信号は、マイコン４の外部割込端子からタイマ選
択スイッチＳＷ1に入力されると共に、周期測定タイマ
Ｔ4に入力される。そして、上記周期測定タイマＴ4は、
上記位置信号のリーディングエッジからトレイリングエ
ッジまでの期間とトレイリングエッジからリーディング
エッジまでの期間とを測定して、測定されたタイマ値を
出力する。上記周期測定タイマＴ4からのタイマ値を表
わす信号を受けて、周期演算部４１は、電機子コイル１
a,１b,１cの電圧パターンの周期を求める。すなわち、
上記位置信号のトレイリングエッジからリーディングエ
ッジまでの期間とリーディングエッジからトレイリング
エッジまでの期間は、６０deg毎に繰り返され、測定さ
れた各期間のタイマ値を６倍することによって、上記電
圧パターンの一周期分のタイマ値を求めるのである。

【００３７】そして、上記周期演算部４１からの周期を
表わす周期信号と外部からの位相量指令信号とを受け
て、タイマ値演算部４２はタイマ値設定信号を出力す
る。上記タイマ値演算部４２からのタイマ値設定信号を
受けて、位相補正用のタイマＴ1,Ｔ2,Ｔ3は、順に位置
信号から電圧パターンを切り換えるまでの時間を計時す
る。すなわち、上記タイマ選択スイッチＳＷ1により選
択された位相補正用のタイマＴ1,Ｔ2,Ｔ3は、カウント
が終了するとインバータモード選択部４３に割込信号Ｉ
ＲＱ1,ＩＲＱ2,ＩＲＱ3を夫々出力し、インバータモー
ド選択部４３は、位相補正された電圧パターン信号(図
３(K)〜(Q)に示す)をＰＷＭ部５２に出力するのであ
る。そして、上記ＰＷＭ部５２は、スイッチング信号を
図１に示すベース駆動回路５に出力して、ベース駆動回
路５はインバータ部２０に転流制御信号を出力すると、
インバータ部２０の各トランジスタ２０a〜２０fは、夫
々オンオフする。なお、図３(G)の位置信号番号は、説
明を容易にするために位置信号の一周期分に対して０〜
５の番号を割り当てたものである。また、図３(R)に示
すインバータモードは、図３(K)〜(Q)に示す電圧パター
ン信号に対応するように０〜５の番号を割り当てたもの
である。

【００３８】以下、上記マイコン４の動作を図４,図５
(a)〜(c)のフローチャートに従って説明する。なお、上
記マイコン４の外部割込端子に入力される位置信号の立
ち上がり,立ち下がり毎に割込処理１を行う。また、タ
イマ選択ＳＷは、タイマ選択スイッチＳＷ1の選択状態
を示すフラグであり、タイマ選択ＳＷを１,２,３にする
ことによりタイマ選択スイッチＳＷ1の出力１,２,３が
選択される。

【００３９】まず、ステップＳ101でタイマ選択ＳＷを
更新する。すなわち、タイマ選択スイッチＳＷ1を、こ
の割込処理１が繰り返されるごとに順次切り換えるので
ある。

【００４０】次に、ステップＳ102でタイマ選択ＳＷに
より選択された位相補正用のタイマＴ1,Ｔ2,Ｔ3のいず
れか一つがカウント中か否かを確認する。例えば、上記
タイマＴ1が選択されて、ステップＳ102において位相補
正用のタイマＴ1がカウント中の場合、ステップＳ111に
進み、選択されたタイマＴ1をストップする。すなわ
ち、上記タイマＴ1が選択されたときにカウント中の場
合、次のスタートに備えて、タイマＴ1をストップさせ
るのである。そして、ステップＳ112に進み、次の電圧
パターンを出力して、ステップＳ103に進む。一方、上
記ステップＳ102で選択された位相補正用のタイマＴ1が
カウント中でない場合、ステップＳ103に進む。

【００４１】次に、ステップＳ103で外部からの位相量
指令信号に基づいて、位相補正タイマ値を演算する。次
に、ステップＳ104でインバータモードを１ステップ進
めて、ステップＳ105に進む。そして、ステップＳ105で
タイマ選択ＳＷで選択された位相補正用のタイマＴ1,Ｔ
2,Ｔ3のいずれか一つにステップＳ103で求めた位相補正
タイマ値をセットする。その後、ステップＳ106でタイ
マ選択ＳＷで選択された位相補正用のタイマＴ1,Ｔ2,Ｔ
3のいずれか一つをスタートする。

【００４２】次に、ステップＳ107で周期測定タイマＴ4
をストップして、周期測定タイマＴ4のタイマ値を読み
込んだ後、ステップＳ108に進み、周期測定タイマＴ4を
セットしてスタートする。そして、ステップＳ109で周
期演算結果よりモータ回転速度を演算する。すなわち、
上記周期演算部４１からの位置信号の周期よりモータ回
転速度を換算して求めるのである。そして、ステップＳ
110で外部からの速度指令信号に基づいて、速度制御を
行って電圧指令信号を出力して、割込処理１を終了す
る。

【００４３】そして、上記割込処理１において夫々スタ
ートされた位相補正用のタイマＴ1,Ｔ2,Ｔ3のカウント
が終了すると、各タイマＴ1,Ｔ2,Ｔ3は割込信号ＩＲＱ
1,ＩＲＱ2,ＩＲＱ3を出力して、図５(a)〜(c)示す割込
処理２,３,４が行われる。

【００４４】つまり、上記位相補正用のタイマＴ1のカ
ウントが終了して、割込信号ＩＲＱ1を出力すると、図
５(a)に示すように、ステップＳ121で電圧パターンを出
力して、割込処理２を終了する。

【００４５】また、図５(b)に示すように、位相補正用
のタイマＴ2のカウントが終了して割込信号ＩＲＱ2を出
力すると、ステップＳ131で電圧パターンを出力して、
割込処理３を終了する。

【００４６】また、図５(c)に示すように、位相補正用
のタイマＴ3のカウントが終了して割込信号ＩＲＱ3を出
力すると、ステップＳ141で電圧パターンを出力して、
割込処理４を終了する。

【００４７】例えば、図３(H),(I),(J)に示すように、
位置信号番号(図３(G)に示す)の２から３に替わる点を
基準点とすると、位相補正用のタイマＴ1,Ｔ2,Ｔ3は、
位置信号番号の３,４,５の順に選択されてスタートす
る。そして、位相補正タイマ値を位相角８０degに相当
する値とすると、タイマＴ1のカウントが終了した点で
図３(R)に示すインバータモードを１ステップ進めて
[０]とする。次に、上記タイマＴ2のカウントが終了し
た点でインバータモードを１ステップ進めて[１]とす
る。次に、上記タイマＴ3のカウントが終了した点でイ
ンバータモードを１ステップ進めて[２]とする。そし
て、次の位置信号番号０,１,２で同様に位相補正用のタ
イマＴ1,Ｔ2,Ｔ3を順にスタートさせて、タイマＴ1,Ｔ
2,Ｔ3のカウントの終了に伴ってインバータモードを順
に１ステップ進めて[３],[４],[５]として、インバータ
モード[０]〜[５]を繰り返す。

【００４８】また、モータ始動時の同期運転から位置検
出運転に切り替える場合、同期運転中は始動トルクが十
分得られるようにインバータ部２０の出力電圧を大きめ
に設定するため、誘起電圧基本波に対するインバータ部
２０の出力電圧の基本波の位相は図３２に示す位置検出
運転切替時のポイントとなり、位相補正角は図３３で示
すように略１５０degとなる。なお、図３３は第１実施
例における位置信号タイミングから電圧パターン出力ま
での位相補正角を縦軸に取っており、図３２の位相角と
の関係は、位相角＝１５０°−位相補正角で表せる。こ
のとき、上記タイマＴ1,Ｔ2,Ｔ3によって、位置信号か
ら電機子コイル１a,１b,１cの電圧パターンを切り換え
るまでの時間を調整して位相補正し、図３３に示すよう
に位相補正角を遅れ側にして切り替え前後の電機子コイ
ル１a,１b,１cの電圧パターンの位相を略同一にするこ
とによって、モータ始動時の同期運転から位置検出運転
への切り替えを滑らかに行う。

【００４９】図２６(a)〜(c)は、同期運転から位置検出
運転に切り換えるときに位相補正角を１５０deg,１２０
deg,９０degにした場合のモータ電流波形を示してい
る。図２６(b),(c)は切替時にモータ電流の過渡変化が
大きくなっているのに対して、図２６(a)の位相補正角
１５０degではモータ電流の過渡変化はなく、切り替え
が滑らかに行われ、インバータ部２０のスイッチング素
子に大きな負担をかけることなく、脱調も防止すること
ができる。

【００５０】したがって、例えば回転位置検出部３のフ
ィルタの周波数特性の影響,モータの負荷および回転速
度に伴って、電機子コイル１a,１b,１cに誘起される誘
起電圧Ｅ_U,Ｅ_V,Ｅ_Wに対するインバータ出力電圧の位相
がモータの高効率点からはずれて運転される場合でも、
位置信号を位相補正して得られた電圧パターン信号のタ
イミングで電圧パターンを切り換えることで、最適な効
率でモータを運転することができる。また、図３３に示
すように、埋込磁石構造ＰＭモータを駆動したときで
も、モータを最大効率で運転する位相補正角の全範囲を
満足することができる。

【００５１】また、図２９に示すように、この１８０度
通電方式のブラシレスＤＣモータを圧縮機を負荷にして
駆動するとき、モータの回転数とトルクの関係は、曲線
Ａ₃で示される運転エリア(曲線Ａ₃)内の最大運転領域と
なる。したがって、圧縮機等の負荷に対して全運転エリ
ア(曲線Ａ₃)内の領域でモータの性能を最大限に発揮さ
せて、モータを高効率で運転することができる。なお、
曲線Ａ₂は１２０度通電方式とした場合の最大運転領域
を示しており、これに対して上記１８０度通電方式のブ
ラシレスＤＣモータは、インバータ部２０の最大出力電
圧が大きく、運転可能範囲が広くなる。

【００５２】また、モータ始動時に位相補正角を大きく
することによって、モータ始動時の同期運転から位置検
出運転に切り替えるときのモータ電流の過渡変化を抑制
することができる。

【００５３】（第２実施例） 図１はこの発明の第２実施例のブラシレスＤＣモータの
構成を示しており、マイコン１４以外は第１実施例と同
一の構成をしており説明を省略する。また、図６は、上
記マイコン１４の構成を示しており、位相補正用のタイ
マが二つ(タイマＴ1,Ｔ2)と、それに合わせてタイマ選
択スイッチが異なる以外は第１実施例のマイコン４と同
一の構成をしており、同一の構成部は同一参照番号を付
して説明を省略する。

【００５４】図６において、回転位置検出部３(図１に
示す)からの位置信号をタイマ選択スイッチＳＷ2の入力
に接続し、そのタイマ選択スイッチＳＷ2の出力１に第
１タイマとしての位相補正用のタイマＴ1を接続し、出
力２に第２タイマとしての位相補正用のタイマＴ2を接
続している。また、上記マイコン１４のＣＰＵ５０に
は、ソフトウェアにより構成されたタイマ制御手段を含
んでおり、そのタイマ制御手段は、上記タイマＴ1,Ｔ2
のスタートを、スタートすべき位置信号の立ち上がりま
たは立ち下がりの基準点から位置信号が所定番目の切り
換わり時点まで遅らせるようにする。なお、上記位相補
正用のタイマＴ1,タイマＴ2,周期測定用タイマＴ4,周期
演算部４１,タイマ値演算部４２およびタイマ選択スイ
ッチＳＷ2で位相補正手段を構成している。

【００５５】以下、上記マイコン１４の動作を図１１〜
１３のフローチャートに従って説明する。なお、上記マ
イコン１４の外部割込端子に入力される位置信号の立ち
上がり,立ち下がり毎に割込処理１を行う。また、タイ
マ選択ＳＷは、タイマ選択スイッチＳＷ2の選択状態を
示すフラグであり、タイマ選択ＳＷを１,２にすること
によりタイマ選択スイッチＳＷ2の出力１,２が夫々選択
される。

【００５６】まず、図１１において、ステップＳ201で
タイマ選択ＳＷが１か否かを判別する。そして、ステッ
プＳ201でタイマ選択ＳＷが１の場合、ステップＳ211に
進み、位相補正用のタイマＴ1がカウント中か否かを判
別する。そして、ステップＳ211で位相補正用のタイマ
Ｔ1がカウント中である場合、ステップＳ212に進み、位
相補正用のタイマＴ1をストップさせて、ステップＳ213
に進み、電圧パターンを出力する。すなわち、上記タイ
マＴ1が選択されたときにカウント中の場合、次のスタ
ートに備えて、タイマＴ1をストップさせるのである。
一方、ステップＳ211で位相補正用のタイマＴ1がカウン
ト中でない場合、ステップＳ202に進む。

【００５７】一方、ステップＳ201でタイマ選択ＳＷが
１でない場合、すなわちタイマ選択ＳＷが２の場合、ス
テップＳ214に進み、タイマＴ2がカウント中か否かを判
別する。そして、ステップＳ214でタイマＴ2がカウント
中である場合、ステップＳ215に進み、タイマＴ2をスト
ップさせて、ステップＳ216に進み、電圧パターンを出
力する。すなわち、上記タイマＴ2が選択されたときに
カウント中の場合、次のスタートに備えて、タイマＴ2
をストップさせるのである。一方、ステップＳ214でタ
イマＴ2がカウント中でない場合、ステップＳ202に進
む。

【００５８】次に、ステップＳ202で補正角(外部からの
位相量指令信号に基づく位相補正角)が１２０deg以上か
否かを判別し、補正角が１２０deg以上の場合、ステッ
プＳ221に進み、位相補正Ｂにする。そして、ステップ
Ｓ222に進み、前回が位相補正Ａ(図１１では補正Ａとす
る)であるか否かを判別し、前回が位相補正Ａである場
合、ステップＳ223に進み、補正切換要求をしてステッ
プＳ203に進む一方、前回が位相補正Ａでない場合、ス
テップＳ203に進む。

【００５９】一方、ステップＳ202で補正角が１２０deg
未満である場合、ステップＳ224に進み、位相補正Ａに
する。そして、ステップＳ225に進み、前回が位相補正
Ｂ(図１１では補正Ｂとする)であるか否かを判別して、
前回が位相補正Ｂである場合、ステップＳ226に進み、
補正切換要求をしてステップＳ203に進む一方、前回が
位相補正Ｂでない場合、ステップＳ203に進む。

【００６０】次に、ステップＳ203で位相補正タイマ値
を演算する。すなわち、タイマ値ＴＩＳＯＵ1に位相補
正角に応じたタイマ値をセットすると共に、タイマ値Ｔ
ＩＳＯＵ1から６０degに相当するタイマ値を減算して、
タイマ値ＴＩＳＯＵ2にセットする。そして、ステップ
Ｓ204でインバータモードを１ステップ進める。

【００６１】次に、図１２に示すステップＳ205に進
み、補正切換要求が有るか否かを判別して、補正切換要
求が有る場合、ステップＳ231に進み、位相補正Ａ(図１
２では補正Ａとする)か否かを判別する。そして、ステ
ップＳ231で位相補正Ａである場合、ステップＳ233に進
み、タイマ選択ＳＷが２か否かを判別して、タイマ選択
ＳＷが２の場合、ステップＳ241に進む。次に、ステッ
プＳ241で位相補正用のタイマＴ1がカウント中か否かを
判別し、位相補正用のタイマＴ1がカウント中の場合、
ステップＳ242に進む。そして、ステップＳ242で位相補
正用のタイマＴ1をストップさせる。すなわち、上記タ
イマＴ1が選択されたときにカウント中の場合、次のス
タートに備えて、タイマＴ1をストップさせるのであ
る。その後、ステップＳ243で電圧パターンを出力し
て、ステップＳ244に進む。一方、ステップＳ241で位相
補正用のタイマＴ1がカウント中でない場合、ステップ
Ｓ244に進み、位相補正用のタイマＴ1にタイマ値ＴＩＳ
ＯＵ1をセットする。そして、ステップＳ245に進み、タ
イマＴ2にタイマ値ＴＩＳＯＵ2をセットする。次に、ス
テップＳ246で位相補正用のタイマＴ1とタイマＴ2をス
タートして、ステップＳ247に進み、タイマ選択ＳＷを
２にして、ステップＳ232に進む。

【００６２】一方、ステップＳ233でタイマ選択ＳＷが
２でない場合、ステップＳ251に進み、タイマＴ2がカウ
ント中か否かを判別し、タイマＴ2がカウント中の場
合、ステップＳ252に進む。そして、ステップＳ252でタ
イマＴ2をストップさせる。すなわち、上記タイマＴ2が
選択されたときにカウント中の場合、次のスタートに備
えて、タイマＴ2をストップさせるのである。その後、
ステップＳ253で電圧パターンを出力して、ステップＳ2
54に進む。一方、ステップＳ251でタイマＴ2がカウント
中でない場合、ステップＳ254に進み、タイマＴ2にタイ
マ値ＴＩＳＯＵ1をセットする。そして、ステップＳ255
に進み、タイマＴ1にタイマ値ＴＩＳＯＵ2をセットす
る。次に、ステップＳ256で位相補正用のタイマＴ1とタ
イマＴ2をスタートして、ステップＳ257に進み、タイマ
選択ＳＷを１にして、ステップＳ232に進む。

【００６３】一方、ステップＳ231で位相補正Ａでない
と判別した場合、ステップＳ234に進み、タイマ選択Ｓ
Ｗが２か否かを判別して、タイマ選択ＳＷが２と判別し
た場合、ステップＳ261に進み、位相補正用のタイマＴ1
をストップする。そして、ステップＳ262に進み、位相
補正用のタイマＴ1にタイマ値ＴＩＳＯＵ2をセットす
る。次に、ステップＳ263で位相補正用のタイマＴ1をス
タートさせて、ステップＳ264に進み、タイマ選択ＳＷ
を２にして、ステップＳ232に進む。一方、ステップＳ2
34でタイマ選択ＳＷが２でないと判別した場合、ステッ
プＳ271に進み、タイマＴ2をストップする。そして、ス
テップＳ272に進み、タイマＴ2にタイマ値ＴＩＳＯＵ2
をセットする。次に、ステップＳ273でタイマＴ2をスタ
ートさせ、ステップＳ274に進み、タイマ選択ＳＷを１
にして、ステップＳ232に進む。

【００６４】そして、ステップＳ232で補正切換要求を
解除して、ステップＳ206に進む。

【００６５】次に、ステップＳ205で補正切換要求がな
いと判別した場合、図１３に示すステップＳ235に進
み、タイマ選択ＳＷが２か否かを判別して、タイマ選択
ＳＷが２の場合、ステップＳ281に進み、位相補正Ａ(図
１３では補正Ａとする)か否かを判別する。そして、ス
テップＳ281で位相補正Ａであると判別した場合、ステ
ップＳ282に進み、タイマＴ2にタイマ値ＴＩＳＯＵ1を
セットして、ステップＳ284に進む。一方、ステップＳ2
81で位相補正Ａでないと判別した場合、ステップＳ283
に進み、タイマＴ2にタイマ値ＴＩＳＯＵ2をセットし
て、ステップＳ284に進む。そして、ステップＳ284でタ
イマＴ2をスタートさせて、ステップＳ285に進み、タイ
マ選択ＳＷを１にして、図１４に示すステップＳ206に
進む。

【００６６】一方、ステップＳ235でタイマ選択ＳＷが
２でないと判別した場合、ステップＳ291に進み、位相
補正Ａか否かを判別する。そして、ステップＳ291で位
相補正Ａであると判別した場合、ステップＳ292に進
み、タイマＴ1にタイマ値ＴＩＳＯＵ1をセットして、ス
テップＳ294に進む。一方、ステップＳ291で位相補正Ａ
でないと判別した場合、ステップＳ293に進み、タイマ
Ｔ1にタイマ値ＴＩＳＯＵ2をセットして、ステップＳ29
4に進む。そして、ステップＳ294でタイマＴ1をスター
トさせて、ステップＳ295に進み、タイマ選択ＳＷを２
にして、図１４に示すステップＳ206に進む。

【００６７】次に、図１４に示すように、ステップＳ20
6で周期測定タイマＴ4をストップし、周期測定タイマＴ
4からタイマ値を読み込む。そして、ステップＳ207で周
期測定タイマＴ4をセットしてスタートする。次に、ス
テップＳ208で周期演算結果よりモータ回転速度を演算
する。すなわち、上記周期演算部４１からの位置信号の
周期より回転速度を換算して求めるのである。その後、
ステップＳ209に進み、外部からの速度指令信号に基づ
いて、速度制御を行い電圧指令信号を出力して、割込処
理１を終了する。

【００６８】そして、上記割込処理１により夫々スター
トされた位相補正用のタイマＴ1,Ｔ2は、カウントが終
了すると割込信号ＩＲＱ1,ＩＲＱ2を出力して、割込処
理２,３が行われる。

【００６９】つまり、図１５(a)に示すように、位相補
正用のタイマＴ1のカウントが終了して割込信号ＩＲＱ1
を出力すると、ステップＳ210で電圧パターンを出力し
て、割込処理２を終了する。

【００７０】また、図１５(b)に示すように、位相補正
用のタイマＴ2のカウントが終了して割込信号ＩＲＱ2を
出力すると、ステップＳ220で電圧パターンを出力し
て、割込処理３を終了する。

【００７１】このようにして、位相補正Ａは０deg〜１
２０degの位相補正を行い、位相補正Ｂは１２０deg〜１
８０degの位相補正を行う。図７は位相補正Ａにおける
このブラシレスＤＣモータの各部の信号を示し、図８は
位相補正ＢにおけるこのブラシレスＤＣモータの各部の
信号を示している。なお、上記図７(A)〜(G),図８(A)〜
(G)は、第１実施例の図３(A)〜(G)と同一の信号を示し
ており説明を省略する。

【００７２】図７(H),(I)に示すように、位相補正用の
タイマＴ1,Ｔ2は、位置信号番号(図７(G)に示す)毎に順
次選択されてスタートする。例えば、位置信号番号の２
から３に替わる点を基準点として、タイマＴ1の位相補
正タイマ値を８０degに相当する値にセットすると、基
準点より８０deg遅れてインバータモード(図７(Q)に示
す)を１ステップ進めて[０]にする。また、図８(H),(I)
に示すように、位相補正用のタイマＴ1,Ｔ2は、位置信
号番号(図８(G)に示す)毎に順次選択されてスタートす
る。例えば、位置信号番号の２から３に替わる点を基準
点として、位相補正タイマ値を１４０degに相当する値
とすると、タイマＴ1はスタートすべき基準点より位置
信号番号を一つ分(６０deg分)スタートを遅らせて、タ
イマＴ1のタイマ値を８０deg(＝１４０deg−６０deg)に
相当する値にセットして、カウントすることによって、
基準点より１４０deg遅れてインバータモード(図８(Q)
に示す)を１ステップ進めて[０]の状態にする。

【００７３】そして、上記位相補正Ａから位相補正Ｂへ
の切り替えは、図９(A)〜(D)に示すように行われる。す
なわち、上記位相補正用のタイマＴ1,Ｔ2(図９(B),(C)
に示す)のタイマ値が位相補正角１２０degよりわずかに
小さい位相補正Ａの状態から、位置信号番号(図９(A)に
示す)の０から１に替わる点で位相補正角が１２０degを
越えた場合、位置信号番号の０から１に替わる点を位相
補正切替点としてカウント中のタイマＴ2をストップさ
せ、インバータモード(図９(D)に示す)を１ステップ進
めると共に、位相補正角から６０deg減算した位相角に
相当するタイマ値をタイマＴ2に設定した後、タイマＴ2
をスタートさせる。そして、次の位置信号番号１から２
に替わる点で位相補正角から６０deg減算した位相角に
相当するタイマ値をタイマＴ1にセットして、タイマＴ1
をスタートさせた後、タイマＴ1,Ｔ2を交互に動作させ
て、位相補正Ｂの状態に切り替える。

【００７４】一方、上記位相補正Ｂから位相補正Ａへの
切り替えは、図１０(A)〜(D)に示すように行われる。す
なわち、上記位相補正用のタイマＴ1,Ｔ2(図１０(B),
(C)に示す)のタイマ値が位相補正角１２０degよりわず
かに大きい位相補正Ｂの状態から、位置信号番号(図１
０(A)に示す)の４から５に替わる点で位相補正角が１２
０deg未満になった場合、位置信号番号の４から５に替
わる点を位相補正切替点としてタイマＴ2に位相補正角
から６０deg減算した位相角に相当するタイマ値を設定
した後、タイマＴ2をスタートさせると共に、位相補正
角に相当するタイマ値をタイマＴ1に設定した後、タイ
マＴ1をスタートさせる。そして、次の位置信号番号の
５から０に替わる点で位相補正角に相当するタイマ値を
タイマＴ2にセットして、タイマＴ2をスタートさせた
後、タイマＴ1,Ｔ2を交互に動作させて、位相補正Ａの
状態に切り替える。

【００７５】したがって、例えば回転位置検出部３のフ
ィルタの周波数特性の影響,モータの負荷および回転速
度に伴って、電機子コイル１a,１b,１cに誘起される誘
起電圧Ｅ_U,Ｅ_V,Ｅ_Wに対するインバータ出力電圧の位相
がモータの高効率点からはずれて運転される場合でも、
位置信号を位相補正して得られた電圧パターン信号のタ
イミングで電圧パターンを切り換えることで、最適な効
率でモータを運転することができる。なお、図２５は、
このブラシレスＤＣモータの位相補正角とモータ効率の
関係を実験により測定したもので、インバータ入力電流
１５A,１０A,５Aにおいて、位相補正角を調整してモー
タの効率をピーク点にすることができた。

【００７６】また、モータ始動時に位相補正角を略１５
０deg等のように大きくすることによって、モータ始動
時の同期運転から位置検出運転に切り替えるときのモー
タ電流の過渡変化を抑制することができる。

【００７７】また、上記第１実施例に比べて、位相補正
用のタイマＴ1,Ｔ2の二つで広い範囲の位相補正がで
き、コストを低減することができる。

【００７８】（第３実施例） 図１はこの発明の第３実施例のブラシレスＤＣモータの
構成を示しており、マイコン２４以外は第１実施例と同
一の構成をしており説明を省略する。また、図１６は上
記マイコン２４の構成を示しており、位相補正用のタイ
マが一つ(タイマＴ1)と、それに合わせてタイマ選択ス
イッチがない以外は第１実施例のマイコン４と同一の構
成をしており、同一の構成部は同一参照番号を付して説
明を省略する。

【００７９】図１６において、回転位置検出部３(図１
に示す)からの位置信号を位相補正用のタイマＴ1に接続
している。また、上記マイコン１４のＣＰＵ５０には、
ソフトウェアにより構成されたタイマ制御手段を含んで
おり、そのタイマ制御手段は、上記タイマＴ1のスター
トを、スタートすべき位置信号の立ち上がりまたは立ち
下がりの基準点から位置信号が所定番目の切り換わり時
点まで遅らせるようにしている。なお、上記位相補正用
のタイマＴ1,周期測定タイマＴ4,周期演算部４１および
タイマ値演算部４２で位相補正手段を構成している。

【００８０】以下、上記マイコン２４の動作を図２２〜
２４のフローチャートに従って説明する。なお、上記マ
イコン２４の外部割込端子に入力される位置信号の発生
間隔毎に割込処理１を行う。

【００８１】まず、図２２において、ステップＳ301で
位相補正用のタイマＴ1がカウント中か否かを判別し
て、タイマＴ1がカウント中と判別した場合、ステップ
Ｓ311に進み、タイマＴ1をストップさせる。すなわち、
上記タイマＴ1がカウント中の場合、次のスタートに備
えて、タイマＴ1をストップさせるのである。次に、ス
テップＳ312で電圧パターンを出力して、ステップＳ302
に進む。一方、ステップＳ301でタイマＴ1がカウント中
でないと判別した場合、ステップＳ302に進む。

【００８２】次に、ステップＳ302で補正角(外部からの
位相量指令信号に基づく位相補正角)が６０deg以上であ
るか否かを判別して、補正角が６０deg以上である場
合、ステップＳ321に進み、補正角が１２０deg以上か否
かを判別する。そして、ステップＳ321で補正角が１２
０deg以上の場合、ステップＳ323に進み、位相補正Ｅ
(図２２では補正Ｅとする)とし、ステップＳ324に進
む。そして、ステップＳ324で前回が位相補正Ｃまたは
位相補正Ｄか否かを判別して、前回が位相補正Ｃまたは
位相補正Ｄであると判別した場合、ステップＳ325に進
み、補正切替要求を行った後、ステップＳ303に進む。
一方、ステップＳ324で前回が位相補正Ｃまたは位相補
正Ｄでないと判別した場合、ステップＳ303に進む。

【００８３】一方、ステップＳ321で補正角が１２０deg
未満の場合、ステップＳ326に進み、位相補正Ｄ(図２２
では補正Ｄとする)として、ステップＳ327に進む。そし
て、ステップＳ327で前回が位相補正Ｃまたは位相補正
Ｅか否かを判別して、前回が位相補正Ｃまたは位相補正
Ｅであると判別した場合、ステップＳ328に進み、補正
切替要求を行った後、ステップＳ303に進む。一方、ス
テップＳ327で前回が位相補正Ｃまたは位相補正Ｅでな
いと判別した場合、ステップＳ303に進む。また、ステ
ップＳ302で補正角が６０deg未満の場合、ステップＳ33
1に進み、位相補正Ｃ(図２２では補正Ｃとする)とし
て、ステップＳ332に進む。そして、ステップＳ332で前
回が位相補正Ｄまたは位相補正Ｅか否かを判別して、前
回が位相補正Ｄまたは位相補正Ｅであると判別した場
合、ステップＳ333に進み、補正切替要求を行った後、
ステップＳ303に進む。一方、ステップＳ332で前回が位
相補正Ｄまたは位相補正Ｅでない場合、ステップＳ303
に進む。

【００８４】次に、ステップＳ303でタイマ値ＴＩＳＯ
Ｕを位相補正Ｃ,Ｄ,Ｅ毎に計算する。すなわち、位相補
正Ｃでは、タイマ値ＴＩＳＯＵに位相補正角に応じたタ
イマ値をセットし、位相補正Ｄでは、タイマ値ＴＩＳＯ
Ｕに位相補正角から６０deg減算した位相角に応じたタ
イマ値をセットし、位相補正Ｅでは、タイマ値ＴＩＳＯ
Ｕに位相補正角から１２０deg減算した位相角に応じた
タイマ値をセットする。そして、ステップＳ304でイン
バータモードを１ステップ進める。

【００８５】次に、図２３に示すように、ステップＳ30
5で補正切替要求が有るか否かを判別し、補正切替要求
が有る場合、ステップＳ341に進み、補正切替が位相補
正Ｃから位相補正Ｄまたは位相補正Ｄから位相補正Ｅに
切替わるか否かを判別して、補正切替が位相補正Ｃから
位相補正Ｄまたは位相補正Ｄから位相補正Ｅに切替わる
場合、ステップＳ342に進み、補正切替要求を解除し
て、ステップＳ306に進む。

【００８６】一方、ステップＳ341で補正切替が位相補
正Ｃから位相補正Ｄまたは位相補正Ｄから位相補正Ｅに
切替わらない場合、すなわち位相補正Ｄから位相補正Ｃ
または位相補正Ｅから位相補正Ｄに切替わる場合、ステ
ップＳ343に進み、電圧パターンを出力する。そして、
ステップＳ345に進み、ステップＳ303で計算したタイマ
値ＴＩＳＯＵをタイマＴ1に設定した後、ステップＳ346
でタイマＴ1をスタートさせる。次に、ステップＳ347に
進み、補正切替要求を解除して、ステップＳ306に進
む。

【００８７】また、ステップＳ305で補正切替要求がな
いと判別した場合、ステップＳ351に進み、ステップＳ3
03で計算したタイマ値ＴＩＳＯＵをタイマＴ1に設定
し、ステップＳ352でタイマＴ1をスタートさせ、ステッ
プＳ306に進む。

【００８８】そして、ステップＳ306で周期測定タイマ
Ｔ4をストップし、周期測定タイマＴ4のタイマ値を読み
込み、ステップＳ307に進む。次に、ステップＳ307で周
期測定タイマＴ4をセットしてスタートさせ、次の周期
測定を開始する。そして、ステップＳ308で周期演算部
４１により周期測定タイマＴ4の値から周期演算を行
い、その演算結果から速度制御部４４によりモータの回
転速度を演算する。次に、ステップＳ309で速度制御部
４５は外部からの速度指令信号に基づき速度制御を行っ
て、電圧指令信号を出力する。

【００８９】また、図２４に示すように、タイマＴ1の
カウントが終了して、タイマＴ1より割込信号ＩＲＱ1を
出力すると、ステップＳ361で電圧パターンを出力し
て、割込処理２を終了する。

【００９０】このようにして、上記位相補正Ｃは０deg
〜６０degの位相補正を行い、位相補正Ｄは６０deg〜１
２０degの位相補正を行い、位相補正Ｅは１２０deg〜１
８０degの位相補正を行う。図１７(A)〜(P)は位相補正
ＣにおけるこのブラシレスＤＣモータの各部の信号を示
し、図１８(A)〜(P)は位相補正Ｄにおけるこのブラシレ
スＤＣモータの各部の信号を示し、図１９(A)〜(P)は位
相補正ＥにおけるこのブラシレスＤＣモータの各部の信
号を示している。なお、上記図１７(A)〜(G),図１８(A)
〜(G)および図１９(A)〜(G)は、第１実施例の図３(A)〜
(G)と同一の信号を示し説明を省略する。

【００９１】図１７(H)に示すように、タイマＴ1は、位
置信号番号(図１７(G)に示す)毎に順次スタートする。
そして、例えば位置信号番号の２から３に替わる点を基
準点として、位相補正角を２０degにとすると、基準点
より２０deg遅れてインバータモード(図１７(P)に示す)
を１ステップ進めて[０]にする。また、図１８(H)に示
すように、タイマＴ1は、位置信号番号(図１８(G)に示
す)毎に順次スタートする。例えば、位置信号番号の２
から３に替わる点を基準点として、位相補正角を８０de
gにすると、基準点から位置信号番号を一つ遅らせて、
位置信号番号の３から４に替わる点でタイマＴ1がスタ
ートして、基準点より８０deg遅れてインバータモード
(図１８(P)に示す)を１ステップ進めて[０]にする。さ
らに、図１９(H)に示すように、タイマＴ1は、位置信号
番号(図１９(G)に示す)毎に順次スタートする。例え
ば、位置信号番号の２から３に替わる点を基準点とし
て、位相補正角を１４０degにすると、基準点から位置
信号番号を二つ遅らせて、位置信号番号の４から５に替
わる点でタイマＴ1がスタートして、基準点より１４０d
eg遅れてインバータモード(図１９(P)に示す)を１ステ
ップ進めて[０]にする。

【００９２】そして、上記位相補正Ｃから位相補正Ｄへ
の切り替えは、図２０(A)〜(C)に示すように行われる。
すなわち、上記タイマＴ1のタイマ値が位相補正角６０d
egに相当する値よりわずかに小さい位相補正Ｃの状態か
ら、位置信号番号(図２０(A)に示す)の３から４に替わ
る点で位相補正角が６０degを越えた場合、位置信号番
号の３から４に替わる点を位相補正切替点として、イン
バータモード(図２０(C)に示す)を１ステップ進める。
そして、次の位置信号のタイミング４から５に替わる点
で位相補正角から６０deg減算した位相角に相当するタ
イマ値をタイマＴ1に設定した後、タイマＴ1をスタート
させる。以下、上記位置信号が発生する間隔毎にタイマ
Ｔ1に位相補正角から６０deg減算した位相角に相当する
タイマ値をタイマＴ1に設定して、タイマＴ1をスタート
させて、位相補正Ｄの状態に切り替える。

【００９３】一方、上記位相補正Ｄから位相補正Ｃへの
切り替えは、タイマＴ1のタイマ値が補正角６０degに相
当する値よりわずかに大きい位相補正Ｄの状態におい
て、位置信号番号の２から３に替わる点で補正角が６０
deg未満になった場合、位置信号番号の２から３に替わ
る点を位相補正切替点として、インバータモードを１ス
テップ進めると共に、位相補正角に相当するタイマ値を
タイマＴ1に設定した後、タイマＴ1をスタートさせる。
以下、上記位置信号が発生する間隔毎に位相補正角に応
じたタイマ値をタイマＴ1に設定して、タイマＴ1をスタ
ートさせて、位相補正Ｃの状態に切り替える。

【００９４】また、上記位相補正Ｄから位相補正Ｅへの
切り替えは、図２１(A)〜(C)に示すように行われる。す
なわち、上記タイマＴ1のタイマ値が位相補正角１２０d
egに相当する値よりわずかに小さい位相補正Ｄの状態か
ら、位置信号番号(図２１(A)に示す)の３から４に替わ
る点で位相補正角が１２０deg以上になった場合、位置
信号番号の３から４に替わる点を位相補正切替点とし
て、インバータモード(図２１(C)に示す)を１ステップ
進める。そして、次の位置信号のタイミング４から５に
替わる点で位相補正角から１２０deg減算した位相角に
相当するタイマ値をタイマＴ1に設定した後、タイマＴ1
をスタートさせる。以下、上記位置信号が発生する間隔
毎に位相補正角から１２０deg減算した位相角に相当す
るタイマ値をタイマＴ1に設定して、タイマＴ1をスター
トさせて、位相補正Ｅの状態に切り替える。

【００９５】一方、上記位相補正Ｅから位相補正Ｄへの
切り替えは、タイマＴ1のタイマ値が位相補正角１２０d
egよりわずかに大きい位相補正Ｅの状態から、位置信号
番号の２から３に替わる点で補正角が１２０deg未満に
なった場合、位置信号番号の２から３に替わる点を位相
補正切替点として、インバータモードを１ステップ進め
ると共に、位相補正角から６０deg減算した位相角に相
当するタイマ値をタイマＴ1に設定した後、タイマＴ1を
スタートさせる。以下、上記位置信号が発生する間隔毎
に位相補正角から６０deg減算した位相角に相当するタ
イマ値をタイマＴ1に設定して、タイマＴ1をスタートさ
せて、位相補正Ｄの状態に切り替える。

【００９６】したがって、例えば回転位置検出部３のフ
ィルタの周波数特性の影響,モータの負荷および回転速
度に伴って、電機子コイル１a,１b,１cに誘起される誘
起電圧Ｅ_U,Ｅ_V,Ｅ_Wに対するインバータ出力電圧の位相
がモータの高効率点からはずれて運転される場合でも、
位置信号を位相補正して得られた電圧パターン信号のタ
イミングで電圧パターンを切り換えることで、最適な効
率でモータを運転することができる。

【００９７】また、モータ始動時に位相補正角を大きく
することによって、モータ始動時の同期運転から位置検
出運転に切り替えるときのモータ電流の過渡変化を抑制
することができる。

【００９８】また、上記第１,２実施例に比べて、位相
補正用のタイマＴ1一つで広い範囲の位相補正ができ、
コストを低減することができる。

【００９９】上記第１,２,３実施例では、周期測定手段
として周期測定タイマＴ4と周期演算部４１を用い、位
置信号のリーディングエッジからトレイリングエッジま
たはトレイリングエッジからリーディングエッジまでの
時間(位相角にして６０deg)をカウントして、そのタイ
マ値から電圧パターンの周期を測定したが、周期測定手
段はこれに限らないのは勿論である。上記位置信号のリ
ーディングエッジから次のリーディングエッジまたはト
レイリングエッジから次のトレイリングエッジまでの時
間(位相角にして１２０deg)をカウントして、電圧パタ
ーンの周期を測定してもよい。

【０１００】また、上記第１,２,３実施例では、マイコ
ン４,１４,２４を用いたが、マイコンの代りに論理回路
等により構成してもよい。

【０１０１】また、上記第１,２,３実施例では、上記電
機子コイル１a,１b,１cの電圧パターンの切り換え方式
を１８０度通電方式としたが、電圧パターンの切り換え
方式は１８０度に限らず、図２８に示すように、１２０
度通電方式等にしてもよい。また、上記第２実施例で
は、位相補正Ａの補正範囲を０〜１２０deg,位相補正Ｂ
の補正範囲を１２０〜１８０degとしたが、位相補正Ａ
の補正範囲を０〜６０deg,位相補正Ｂの補正範囲を６０
〜１８０degとしてもよい。

【０１０２】また、上記第１,２,３実施例では、０〜１
８０degの補正範囲を可能としたが、補正範囲を０〜１
２０degにしてもよい。この場合、上記実施例２では、
位相補正Ａのみで可能となり、実施例３では位相補正
Ｃ,Ｄ,Ｅのうち位相補正Ｃ,Ｄでも可能である。また、
上記第１,２,３実施例では、０〜１８０degの補正範囲
としたが、補正範囲を０〜６０degとしてもよい。この
場合、上記実施例２では、位相補正Ａのみで可能とな
り、実施例３で位相補正Ｃ,Ｄ,Ｅのうち位相補正Ｃのみ
で可能となる。

【０１０３】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明のブラシレスＤＣモータは、複数極の磁石を有する回
転子と、３相Ｙ結線に接続された電機子コイルを有する
固定子と、上記電機子コイルに対して並列状態で３相Ｙ
結線された抵抗回路と、上記電機子コイルの中性点と上
記抵抗回路の中性点との電位差に基づいて、上記回転子
と上記固定子の相対的な回転位置を検出して、６０deg
毎にレベルが切り換わる位置信号を出力する回転位置検
出手段と、上記回転位置検出手段の上記位置信号に基づ
いて、上記電機子コイルの電圧パターンを切り換えるイ
ンバータ部とを備えるブラシレスＤＣモータにおいて、
位相補正手段は、上記回転位置検出手段からの上記位置
信号を受けて、高効率になるように上記位置信号から上
記電圧パターンを切り換えるまでの時間を調整するもの
であり、上記回転位置検出手段からの位置信号に基づい
て、周期測定手段は電圧パターンの周期を測定し、上記
周期測定手段の出力に基づいて、タイマ値演算手段は、
高効率になるように位置信号から電圧パターンを切り換
えるまでの時間に応じたタイマ値を演算して、第１タイ
マは、上記タイマ値演算手段からのタイマ値に基づい
て、位置信号から電圧パターンを切り換えるまでの時間
を計時し、上記第１タイマの計時中に計時可能な第２タ
イマは、上記タイマ値演算手段からのタイマ値に基づい
て、位置信号から電圧パターンを切り換えるまでの時間
を計時する一方、タイマ選択手段は、第１タイマと第２
タイマを交互に選択して、位置信号に基づいてスタート
させ、タイマ制御手段は、タイマ選択手段により選択さ
れた第１タイマまたは第２タイマを、スタートすべき位
置信号の立ち上がりまたは立ち下がりの基準点から位置
信号が所定番目の切り換わり時点まで遅らせてスタート
させるものである。

【０１０４】したがって、請求項１の発明のブラシレス
ＤＣモータによれば、上記回転位置検出手段のフィルタ
の周波数特性の影響,モータの負荷および回転速度に伴
って、電機子コイルに誘起される誘起電圧に対するイン
バータ出力電圧の位相がモータの高効率点からはずれて
運転される場合でも、位置信号から電圧パターンを切り
換えるまでの時間を調整する範囲を広くできるので、圧
縮機等の負荷に対して、全運転範囲でモータの性能を最
大限に発揮させて、モータを高効率で運転することがで
きる。また、モータ始動時の同期運転から位置検出運転
に切り替えるときのモータ電流の過渡変化を抑制するこ
とができる。

【０１０５】また、上記第１タイマと第２タイマを交互
に選択して、位置信号から電圧パターンを切り換えるま
での時間を計時すると共に、タイマ制御手段により位置
信号が所定番目の切り換わり時点まで第１タイマと第２
タイマのスタートを遅らせることによって、電圧パター
ンの位相補正範囲を広くでき、圧縮機等の負荷に対して
全運転範囲でモータの性能を最大限に発揮させて、モー
タを高効率で運転することができる。

【０１０６】また、上記電圧パターンの位相補正範囲が
広いので、モータ始動時の同期運転から位置検出運転に
切り替える前後のインバータ出力電圧と誘起電圧の位相
を略同一にすることができ、モータ始動時の同期運転か
ら位置検出運転に切り替えるときのモータ電流の過渡変
化を抑制して、脱調を防止することができる。

【０１０７】また、位相補正用の第１タイマと第２タイ
マの二つで位相補正を行うので、三つのタイマを順次選
択してスタートさせるのに比べて、コストを低減するこ
とができる。

【０１０８】また、請求項２の発明のブラシレスＤＣモ
ータは、複数極の磁石を有する回転子と、３相Ｙ結線に
接続された電機子コイルを有する固定子と、上記電機子
コイルに対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路
と、上記電機子コイルの中性点と上記抵抗回路の中性点
との電位差に基づいて、上記回転子と上記固定子の相対
的な回転位置を検出して、６０deg毎にレベルが切り換
わる位置信号を出力する回転位置検出手段と、上記回転
位置検出手段の上記位置信号に基づいて、上記電機子コ
イルの電圧パターンを切り換えるインバータ部とを備え
るブラシレスＤＣモータにおいて、位相補正手段は、上
記回転位置検出手段からの上記位置信号を受けて、高効
率になるように上記位置信号から上記電圧パターンを切
り換えるまでの時間を調整するものであり、上記回転位
置検出手段からの位置信号に基づいて、周期測定手段は
電圧パターンの周期を測定し、上記周期測定手段の出力
に基づいて、タイマ値演算手段は、高効率になるように
位置信号から電圧パターンを切り換えるまでの時間に相
当する位相補正角が６０deg以下のときはその位相補正
角に応じたタイマ値を演算し、上記位相補正角が６０de
gより大きくかつ１２０deg以下のときは位相補正角から
６０degを減算した角度に応じたタイマ値を演算し、上
記位相補正角が１２０degより大きいときは位相補正角
から１２０degを減算した角度に応じたタイマ値を演算
して、上記タイマ値演算手段からのタイマ値に基づい
て、タイマは、位置信号から電圧パターンを切り換える
までの時間を計時する一方、タイマ制御手段は、位置信
号から電圧パターンを切り換えるまでの時間に相当する
位相補正角が６０degより大きいとき、上記タイマを、
スタートすべき位置信号の立ち上がりまたは立ち下がり
の基準点から位置信号が所定番目の切り換わり時点まで
遅らせてスタートさせるものである。

【０１０９】したがって、請求項２の発明のブラシレス
ＤＣモータによれば、上記回転位置検出手段のフィルタ
の周波数特性の影響,モータの負荷および回転速度に伴
って、電機子コイルに誘起される誘起電圧に対するイン
バータ出力電圧の位相がモータの高効率点からはずれて
運転される場合でも、位置信号から電圧パターンを切り
換えるまでの時間を調整する範囲を広くできるので、圧
縮機等の負荷に対して、全運転範囲でモータの性能を最
大限に発揮させて、モータを高効率で運転することがで
きる。また、モータ始動時の同期運転から位置検出運転
に切り替えるときのモータ電流の過渡変化を抑制するこ
とができる。

【０１１０】また、上記タイマを、タイマ制御手段によ
りスタートすべき位置信号の立ち上がりまたは立ち下が
りの基準点から位置信号が所定番目の切り換わり時点ま
で遅らせてスタートさせて、位置信号から電圧パターン
を切り換えるまでの時間を計時することによって、電圧
パターンの位相補正範囲を広くでき、圧縮機等の負荷に
対して全運転範囲でモータの性能を最大限に発揮させ
て、モータを高効率で運転することができる。

【０１１１】また、上記電圧パターンの位相補正範囲が
広いので、モータ始動時の同期運転から位置検出運転に
切り替える前後のインバータ出力電圧と誘起電圧との位
相を略同一にすることができ、モータ始動時の同期運転
から位置検出運転に切り替えるときのモータ電流の過渡
変化を抑制して、脱調を防止することができる。

【０１１２】また、位相補正用のタイマ一つで位相補正
を行うので、三つのタイマを順次選択してスタートさせ
たり、二つのタイマを交互に選択してスタートさせるの
に比べて、コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明の第１,２,３実施例のブラシ
レスＤＣモータの構成図である。

【図２】 図２は上記第１実施例のブラシレスＤＣモー
タのマイコンの構成図である。

【図３】 図３(A)〜(R)は上記ブラシレスＤＣモータの
各部の信号を示す図である。

【図４】 図４は上記マイコンの割り込み処理を示すフ
ローチャートである。

【図５】 図５(a)〜(c)は上記マイコンの位相補正用の
タイマの割り込みによる割込処理を示すフローチャート
である。

【図６】 図６はこの発明の第２実施例のブラシレスＤ
Ｃモータのマイコンの構成図である。

【図７】 図７(A)〜(Q)は上記ブラシレスＤＣモータの
位相補正Ａにおける各部の信号を示す図である。

【図８】 図８(A)〜(Q)は上記ブラシレスＤＣモータの
位相補正Ｂにおける各部の信号を示す図である。

【図９】 図９(A)〜(D)は上記ブラシレスＤＣモータの
位相補正Ａから位相補正Ｂの位相補正切り替えを示す図
である。

【図１０】 図１０(A)〜(D)は上記ブラシレスＤＣモー
タの位相補正Ｂから位相補正Ａの位相補正切り替えを示
す図である。

【図１１】 図１１は上記マイコンの割り込み処理を示
すフローチャートである。

【図１２】 図１２は上記マイコンの割り込み処理を示
すフローチャートである。

【図１３】 図１３は上記マイコンの割り込み処理を示
すフローチャートである。

【図１４】 図１４は上記マイコンの割り込み処理を示
すフローチャートである。

【図１５】 図１５(a),(b)は上記マイコンの位相補正
用のタイマの割り込みによる割込処理を示すフローチャ
ートである。

【図１６】 図１６はこの発明の第３実施例のブラシレ
スＤＣモータのマイコンの構成図である。

【図１７】 図１７(A)〜(P)は上記ブラシレスＤＣモー
タの位相補正Ｃにおける各部の信号を示す図である。

【図１８】 図１８(A)〜(P)は上記ブラシレスＤＣモー
タの位相補正Ｄにおける各部の信号を示す図である。

【図１９】 図１９(A)〜(P)は上記ブラシレスＤＣモー
タの位相補正Ｅにおける各部の信号を示す図である。

【図２０】 図２０(A)〜(C)は上記位相補正Ｃ,Ｄの位
相補正切り替えを示す図である。

【図２１】 図２１(A)〜(C)は上記位相補正Ｄ,Ｅの位
相補正切り替えを示す図である。

【図２２】 図２２は上記マイコンの割込処理を示すフ
ローチャートである。

【図２３】 図２３は上記マイコンの割込処理を示すフ
ローチャートである。

【図２４】 図２４は上記マイコンの位相補正タイマの
割り込みによる割込処理を示すフローチャートである。

【図２５】 図２５は位相補正角に対するモータ効率の
特性を示す図である。

【図２６】 図２６(a)〜(c)はモータ始動時に位相補正
角を夫々１５０deg,１２０deg,９０degにしたときのモ
ータ電流波形を示す図である。

【図２７】 図２７は従来のブラシレスＤＣモータの構
成図である。

【図２８】 図２８(A)〜(M)は上記ブラシレスＤＣモー
タの各部の信号を示す図である。

【図２９】 図２９は回転数とトルクとの関係における
圧縮機の運転エリアを示す図である。

【図３０】 図３０(a)は表面磁石構造ＰＭモータのモ
ータ端子電圧の波形を示す図であり、図３０(b)は埋込
磁石構造ＰＭモータのモータ端子電圧の波形を示す図で
ある。

【図３１】 図３１はエンコーダを用いて回転子の位置
を検出した理想的な位置検出が可能なインバータモータ
システムの要部構成図である。

【図３２】 図３２はエンコーダを用いてブラシレスＤ
Ｃモータを駆動したときの負荷(インバータ入力電流)の
大小による位相角の関係を示し、高効率運転時のインバ
ータ入力電流に対する位相角の特性を示す図である。

【図３３】 図３３は第１実施例のブラシレスＤＣモー
タにおいて、負荷(インバータ入力電流)の大小による位
相補正角の関係を示し、高効率運転時のインバータ入力
電流に対する位相補正角の特性を示す図である。

【符号の説明】

１…固定子、１a,１b,１c…電機子コイル、２…抵抗回
路、３…回転位置検出部、４…マイコン、５,１４…ベ
ース駆動回路、９…直流電源、１０…回転子、２０…イ
ンバータ部、２０a〜２０f…トランジスタ、３１…差動
増幅器、３２…積分器、３３…零クロスコンパレータ、
４１…周期演算部、４２…タイマ値演算部、４３…イン
バータモード選択部、４４…速度演算部、４５…速度制
御部、５０…ＣＰＵ、５１…メモリ、５２…ＰＷＭ部、
Ｔ1,Ｔ2,Ｔ3…タイマ、ＳＷ1,ＳＷ2…タイマ選択スイッ
チ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 6/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数極の磁石を有する回転子(１０)と、
   ３相Ｙ結線に接続された電機子コイル(１a,１b,１c)を
   有する固定子(１)と、上記電機子コイル(１a,１b,１c)
   に対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路(２)と、
   上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回
   路(２)の中性点との電位差に基づいて、上記回転子(１
   ０)と上記固定子(１)の相対的な回転位置を検出して、
   ６０deg毎にレベルが切り換わる位置信号を出力する回
   転位置検出手段(３)と、上記回転位置検出手段(３)の上
   記位置信号に基づいて、上記電機子コイル(１a,１b,１
   c)の電圧パターンを切り換えるインバータ部(２０)とを
   備えるブラシレスＤＣモータにおいて、 上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号を受け
   て、高効率になるように上記位置信号から上記電圧パタ
   ーンを切り換えるまでの時間を調整する位相補正手段を
   備え、 上記位相補正手段は、上記回転位置検出手段(３)の上記
   位置信号に基づいて、上記電圧パターンの周期を測定す
   る周期測定手段(Ｔ4,４１)と、上記周期測定手段(Ｔ4,
   ４１)の出力に基づいて、高効率になるように上記位置
   信号から上記電圧パターンを切り換えるまでの時間に応
   じたタイマ値を演算するタイマ値演算手段(４２)と、上
   記タイマ値演算手段(４２)からのタイマ値に基づいて、
   上記位置信号から上記電圧パターンを切り換えるまでの
   時間を計時する第１タイマ(Ｔ1)と、上記第１タイマ(Ｔ
   1)の計時中に計時可能で、上記タイマ値演算手段(４２)
   からのタイマ値に基づいて、上記回転位置検出手段(３)
   からの上記位置信号から上記電圧パターンを切り換える
   までの時間を計時する第２タイマ(Ｔ2)と、上記第１タ
   イマ(Ｔ1)と上記第２タイマ(Ｔ2)とを交互に選択して、
   上記位置信号の立ち上がりまたは立ち下がりによってス
   タートさせるタイマ選択手段(ＳＷ2)と、上記タイマ選
   択手段(ＳＷ2)により選択された上記第１タイマ(Ｔ1)ま
   たは上記第２タイマ(Ｔ2)を、スタートすべき上記位置
   信号の立ち上がりまたは立ち下がりの基準点から上記位
   置信号が所定番目の切り換わり時点まで遅らせてスター
   トさせるタイマ制御手段(５０)とを備えたことを特徴と
   するブラシレスＤＣモータ。
2. 【請求項２】 複数極の磁石を有する回転子(１０)と、
   ３相Ｙ結線に接続された電機子コイル(１a,１b,１c)を
   有する固定子(１)と、上記電機子コイル(１a,１b,１c)
   に対して並列状態で３相Ｙ結線された抵抗回路(２)と、
   上記電機子コイル(１a,１b,１c)の中性点と上記抵抗回
   路(２)の中性点との電位差に基づいて、上記回転子(１
   ０)と上記固定子(１)の相対的な回転位置を検出して、
   ６０deg毎にレベルが切り換わる位置信号を出力する回
   転位置検出手段(３)と、上記回転位置検出手段(３)の上
   記位置信号に基づいて、上記電機子コイル(１a,１b,１
   c)の電圧パターンを切り換えるインバータ部(２０)とを
   備えるブラシレスＤＣモータにおいて、 上記回転位置検出手段(３)からの上記位置信号を受け
   て、高効率になるように上記位置信号から上記電圧パタ
   ーンを切り換えるまでの時間を調整する位相補正手段を
   備え、 上記位相補正手段は、上記回転位置検出手段(３)の上記
   位置信号に基づいて、上記電圧パターンの周期を測定す
   る周期測定手段(Ｔ4,４１)と、上記周期測定手段(Ｔ4,
   ４１)の出力に基づいて、高効率になるように上記位置
   信号から上記電圧パターンを切り換えるまでの時間に相
   当する位相補正角が６０deg以下のときはその位相補正
   角に応じたタイマ値を演算し、上記位相補正角が６０de
   gより大きくかつ１２０deg以下のときは上記位相補正角
   から６０degを減算した角度に応じたタイマ値を演算
   し、上記位相補正角が１２０degより大きいときは上記
   位相補正角から１２０degを減算した角度に応じたタイ
   マ値を演算するタイマ値演算手段(４２)と、上記タイマ
   値演算手段(４２)からのタイマ値に基づいて、上記回転
   位置検出手段(３)からの上記位置信号から上記電圧パタ
   ーンを切り換えるまでの時間を計時するタイマ(Ｔ1)
   と、上記位置信号から上記電圧パターンを切り換えるま
   での時間に相当する位相補正角が６０degより大きいと
   き、上記タイマ(Ｔ1)を、スタートすべき上記位置信号
   の立ち上がりまたは立ち下がりの基準点から上記位置信
   号が所定番目の切り換わり時点まで遅らせてスタートさ
   せるタイマ制御手段(５０)とを備えたことを特徴とする
   ブラシレスＤＣモータ。