JP3669972B2 - 冷蔵庫の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機用電動制御装置と冷凍サイクルから成る冷凍サイクル装置に関し、更に詳しくは、冷蔵庫用圧縮機の回転数を制御する冷蔵庫用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮機の回転数を可変速にすることにより、省エネや急速冷凍性能の向上などを狙った冷蔵庫についてはこれまで数多く提案されている。例えば、特開平２−１４０５７７号公報などに示されているように、冷蔵庫の圧縮機をインバータにて回転数を可変にすることにより効果を見いだそうとするものである。
【０００３】
また、インバータで回転数を可変速する圧縮機としては前記従来公報に書かれているとおり、ロータリ式圧縮機が一般的であった。その理由は回転数の変化に応じて冷凍能力がほぼリニアに変化することや、給油性能が比較的回転数に依存しないという点において優れた性能を持っていたからである。
【０００４】
しかしながら、従来の構成では、ロータリ式圧縮機を使用する場合つぎのような課題があった。
【０００５】
ロータリ式圧縮機は一般的にはシェル内部は高圧であった。すなわち、低圧の吸い込みガスを直接圧縮部のシリンダ内に吸い込み、圧縮後一旦シェル内部に放出し、その後吐出管を通して冷却システム内に送り出すものであった。このように、シェル内部が高圧であるために、圧縮部のシリンダ内にはシェル内の高圧、高温のガスがシリンダ内に漏れて侵入し、圧縮機の圧縮効率を低下させる（漏れ受熱損失）要因となっていることは広く知られている。
【０００６】
しかしながら、この漏れ受熱損失は回転数に関係なく、高圧の圧力と低圧の圧力とにより決まるものである。すなわち回転数が低くなり圧縮機の冷凍能力自体が小さくなったとき、漏れ受熱損失の割合が大きくなり、その結果圧縮機の効率が低下するという現象が生じていた。
【０００７】
その結果、特に冷蔵庫の庫内温度が安定し、大きな冷却能力がいらなくなったときインバータで回転数を落とし冷却能力を落とすことにより、省エネを図る場合、この圧縮機の効率ダウンのため省エネが得られないという課題があった。
【０００８】
また、レシプロ式圧縮機の場合、オイル給油性能が回転数に依存するために特に低回転数での信頼性が悪いという課題があり、また圧縮機起動時の起動トルクが大きく起動立ち上がりがうまく立ち上がらないという課題があった。
【０００９】
更に、インバータにより回転数制御する直流ブラシレスモータのロータ磁極位置検出をステータ巻線の誘起電圧を利用してセンサレス方式で行う圧縮機用電動制御装置の起動方法は、停止状態では誘起電圧が発生しないため、センサレス方式での位置検出はできない。このため、位置検出が可能となるある回転数までは、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のが一般的である。このような従来の圧縮機用電動制御装置の起動方法としては、例えば特開平１−５４９６０号公報に示されている。
【００１０】
この特徴は、ＤＣモータの起動時にはセンサレス回路に用いられているフィルタ回路の過渡直流分が十分に減衰しないためにセンサレス方式への切り替えが不安定になり切り替え失敗することを防ぐために、過渡直流分が十分に減衰してからセンサレス方式に切り替えるものであり、起動失敗のない圧縮機用電動制御装置を可能にするというものである。
【００１１】
しかしながら、上記のような構成では、起動シーケンスパターンが一種類であるため、起動時のＤＣモータの負荷トルクが大きい場合、センサレス方式に切り替える前の起動シーケンスパターン運転中に圧縮機がロック状態になり、起動失敗するという課題を有していた。
【００１２】
また、ブラシレスモータは効率が高く、回転数制御も電圧制御で可能であるという点から広く利用されている。特に、近年ブラシレスモータの回転位置を検出する位置検出素子を不要にする技術としてモータの巻線電圧に発生する逆起電圧から回転位置を検出する方法が提案されてから、特に圧縮機など高温であり、しかも内部に冷媒、オイルなどがある非常に使用環境が悪いところでも多く使用されるようになってきた。
【００１３】
しかしながら、逆起電圧を検出する際のＰＷＭ（パルス幅変調）による電圧波形の影響を除去するため、フィルタ回路が一般的によく用いられているが、モータの立ち上がり時などの過渡的な状態において、その位置検出が不安定になるという問題があり、その改善方法についても、例えば特開昭５８−１９０２８７号公報等に提案されている。以下従来のブラシレスモータの起動方法について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図２０は従来のブラシレスモータの起動方法の説明図である。
図２０において、停止したモータを動作させるときは、逆起電圧が発生していないため同期モータとして動作をさせる（低周波同期起動）。この時、モータの回転数が徐々に上昇するように駆動周波数を加速していく。それにともない回転数も増加する。
【００１５】
モータの回転数がある一定回転数に到達すると、逆起電圧から位置を検出することが可能となり、切り換えることによりブラシレスモータとして動作するようになる。その後は電圧を制御することによって加速、減速、回転数維持などができるようになる。
【００１６】
この切り換え時に、一定時間加速をしない時間（ｔ４、ｔ５）を設け、フィルタ回路の過渡直流成分が十分減衰するのを待って切り換えたり、あるいは切り換えの過渡現象が終わってから加速を始めることにより切り換え時の安定性を確保するものであった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、次のような課題があった。
逆起電圧にて位置を検出するブラシレスモータにおいてはモータ立ち上げ時には、低周波同期起動を用いて同期モータとして運転を開始する。この時は一定のトルクが発生するようにモータに電圧、周波数を印加することとなる。この時トルクを高く出しすぎると騒音、振動などの原因となり、またトルクが足りないと脱調を引き起こすおそれがあるので、できるだけ最適な状態で電圧、周波数をかけるように工夫されている。
【００１８】
また、逆起電圧による位置検出においても、もともとフィルタ回路が通常運転の領域にて最適となるように設計されているため、低速において高いトルクが印加されたとき脱調しやすくなっている。
【００１９】
従って、従来のような方法は、起動時に負荷トルクの少ないものや、低回転数において負荷トルクの小さいもの（例えばファンモータなど）にとっては有効な手段であった。
【００２０】
ところが、冷凍装置や空調装置などに用いられている圧縮機などにおいては、起動時から数秒後に高い負荷がかかるような場合がある。一般的に、圧縮機は起動後すぐに圧縮ガスの圧力差がつき、負荷トルクが大きくなる。特に数秒後に大きな負荷トルクがかかることはよく知られている。
【００２１】
このような場合、従来のような方法を用いると、高い負荷トルクがかかっているときに加速停止区間を設けることになるので、低周波同期起動中であれ、逆起電圧位置検出による運転中であれ、高い負荷トルクのために脱調を引き起こすという課題があった。
【００２２】
特に電源投入時においては、フィルタ回路のコンデンサが全て完全に放電されているため、安定な状態になるまではかなりの加速停止区間が必要であった。そのため、加速停止区間中に脱調しやすくなるという課題があった。
【００２３】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、漏れ受熱損失による圧縮機の効率ダウンを防止し、低回転数でも効率が高く、消費電力量の大幅な低減ができる冷蔵庫の制御装置を提供することを目的としている。
【００２４】
本発明の別の目的は、起動時に一定のトルクを発生させることにより、安定した立ち上がりができ、起動直後に脱調することなく安定した運転を行うことができる冷蔵庫の制御装置を提供することである。
【００２５】
本発明の更に別の目的は、起動立ち上がり時のオイル給油を早くするとともに、低回転時においてガスの混入など不測の事態が発生し、オイル切れが生じた場合にも十分な給油を確保することにより、信頼性の向上した冷蔵庫の制御装置を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫の制御装置は、シェル内部が吸い込みガスとほぼ同じ圧力である圧縮機と、前記圧縮機を動作させるモータと、前記モータの起動時にモータを一定時間一定回転させた後に庫内温度に応じてインバータ運転させてなることを特徴とする。
【００２７】
あるいは、シェル内部が吸い込みガスとほぼ同じ圧力である圧縮機と、前記圧縮機の圧縮部を動作させるためのＤＣモータと、前記ＤＣモータのロータの回転位置をステータ巻線に生じる逆起電圧から検出する逆起電圧検出回路と、通常の運転中は前記逆起電圧検出回路の出力により転流を行い前記ＤＣモータを可変速運転させるインバータと、冷蔵庫の庫内温度が安定したとき前記ＤＣモータの回転数を商用電源未満の回転数とする回転数設定回路とで構成してもよい。
【００２８】
上記構成において、回転数設定回路により停止から動作状態に変化したときにインバータの所定の相をオンにすると共に一定電圧を出力するように指示するロータ固定回路と、ロータ固定回路の出力を一定時間維持する第１タイマ回路とを更に設けてもよい。
【００２９】
あるいは、ＤＣモータが短時間で加速を行うための所定の転流パターンを予め記憶する起動転流パターン記憶回路と、ＤＣモータが一定のトルクを出すための所定の電圧パターンを予め記憶する起動電圧パターン記憶回路と、ＤＣモータの起動時には前記起動転流パターン記憶回路からの出力を選択しインバータを転流動作させる転流選択回路と、前記転流パターンに同期してインバータの出力電圧を起動電圧パターン記憶回路の出力に応じて変化させる電圧選択回路と、前記起動転流パターン記憶回路の出力が完了したときに通常の逆起電圧検出回路の出力による転流に切り替える転流選択回路とを設けることもできる。
【００３０】
あるいは、ＤＣモータが起動した後インバータの出力電圧を上昇させることにより加速を行う速度を選択する上昇速度選択回路と、起動完了後一定時間動作する第２タイマ回路とを設け、前記第２タイマ回路が動作中は加速の小さな第１の上昇速度を選択し、前記第２タイマ回路が動作完了したあとは加速の大きな第２の上昇速度を選択するようにしてもよい。この場合、前記上昇速度選択回路により選択された上昇速度において、ＤＣモータが商用周波数まで上昇する時間が所定時間以内になるように第２の上昇速度を調整する上昇速度調整回路を設けることもできる。
【００３１】
また、ＤＣモータの立ち上がり時に一定時間動作する第３タイマ回路と、商用周波数付近の回転数を固定回転数とし、前記第３タイマ回路動作中には回転数設定回路による指令回転数を無視し、前記固定回転数をインバータの出力目標とする回転数選択回路を設けるようにしてもよい。この場合、回転数設定回路による指令回転数が所定回転数より低いことを判定する回転数判定回路と、前記回転数判定回路が低い回転数であると判定したとき動作する第４タイマ回路とを更に設け、前記第４タイマ回路が動作完了したときに前記第３タイマ回路の動作を開始することもできる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は，本発明の第一実施形態にかかる冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１において、１は交流電源である。２は交流電源１の交流電圧を直流電圧に変換する倍電圧整流回路であり、ダイオード２ａ〜２ｄとコンデンサ２ｅ〜２ｆが接続された構成となっている。
【００３３】
３はインバータ回路であり、半導体スイッチ（トランジスタ）３ａ〜３ｆが３相ブリッジ接続されており、かつ各々のトランジスタに並列・逆方向でダイオード３ｇ〜３ｌが接続されている。
【００３４】
４はＤＣモータであり、前記インバータ回路３の出力により駆動される。５は圧縮機であり前記ＤＣモータ４により駆動される。６は前記ＤＣモータ４のロータ（図示せず）の回転位置を検出すると共に、回転パルスを発生する位置検出手段であり、前記ＤＣモータ４の逆起電圧から位置を検出する方式である。
【００３５】
７は前記位置検出手段６の出力から前記インバータ回路３の半導体スイッチ３ａ〜３ｆを転流させる転流パルスを作り出す転流手段である。８は回転数指令手段であり、前記ＤＣモータ４の回転数指令信号を出力する。９は回転数検出手段であり、前記位置検出手段６の回転パルスを一定期間（例えば０．５秒など）カウントする。
【００３６】
１０はデューティ設定手段であり、前記回転数指令手段８の回転数指令信号と、前記回転数検出手段９で検出された実際の回転数の差から、両者が一致するようにデューティ値を出力する。１１はチョッピング信号発生手段であり、前記ＤＣモータ４の回転数を可変にするために、前記デューティ値に従い一定周波数でオン／オフ比率の異なる波形を作り出す。
【００３７】
１２はセンサレス運転部であり、前記位置検出手段６、前記転流手段７、前記回転数指令手段８、前記回転数検出手段９、前記デューティ設定手段１０、前記チョッピング信号発生手段１１とから構成される。
【００３８】
１３は起動シーケンス制御手段であり、前記ＤＣモータ４の起動時には前記位置検出手段６の出力が得られないため、あらかじめ決められた転流パルスとチョッピング信号とを出力するとともに、後述するロック検出手段１７が前記圧縮機５のロックを検出した場合には一定時間後に再び転流信号とチョッピング信号を出力する再起動を行う。
【００３９】
１４、１５、１６はそれぞれ起動シーケンスパターン記憶手段Ａ、起動シーケンスパターン記憶手段Ｂ、起動シーケンスパターン記憶手段Ｃであり、それぞれ前記起動シーケンス制御手段が出力する前記転流パルスと前記チョッピング信号の起動シーケンスパターンＡ、起動シーケンスパターンＢ、起動シーケンスパターンＣを記憶している。
【００４０】
図２、図３、図４にそれぞれ前記起動シーケンスパターンＡ、前記起動シーケンスパターンＢ、前記起動シーケンスパターンＣを示す。
【００４１】
図２、図３、図４において、Ａ＋、Ｂ＋、Ｃ＋、Ａ−、Ｂ−、Ｃ−はそれぞれ、前記半導体スイッチ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆを動作させる前記転流パルスである。また、チョッピングデューティは前記チョッピング信号のオン／オフ比率である。前記起動シーケンスパターンＡ、前記起動シーケンスパターンＢ、前記起動シーケンスパターンＣの順に、チョッピングデューティが一段階ずつ大きくなっており、したがって、出力トルクも一段階ずつ大きくなっている。
【００４２】
１７はロック検出手段であり、前記回転数検出手段９で検出された前記ＤＣモータ４のロータの回転数が、あらかじめ決めておく回転数（例えば５Ｈｚ）よりも低い場合に、前記ＤＣモータ４がロック状態にあると判断しロック信号を出力する。
【００４３】
１８は、トルクアップ手段Ａであり、起動時には出力トルクの最も小さい起動シーケンスパターンを選択し、再起動時には一段階出力トルクの大きい起動シーケンスパターンを選択して前記起動シーケンス制御手段１３に出力する。
【００４４】
１９は起動シーケンス運転部であり、前記起動シーケンス制御手段１３、前記起動シーケンスパターン記憶手段Ａ１４、前記起動シーケンスパターン記憶手段Ｂ１５と、前記起動シーケンスパターン記憶手段Ｃ１６と、前記ロック検出手段１７と、前記トルクアップ手段Ａ１８とから構成される。
【００４５】
２０は運転モード切り替え手段であり、起動時には前記起動シーケンス制御手段１３と後述する合成手段２１とを接続し、起動後は前記転流手段７と前記チョッピング信号発生手段１１とを前記合成手段２１に接続する。
【００４６】
２１は合成手段であり、前記転流パルスと前記チョッピング信号とを合成する。
【００４７】
２２はドライブ手段であり、前記合成手段２１の出力により前記インバータ回路３の半導体スイッチ３ａ〜３ｆをオン／オフさせる。
【００４８】
２３は凝縮器、２４は冷却器である。２５は冷凍サイクルであり、前記圧縮器５、前記凝縮器２３、前記冷却器２４から構成されている。
【００４９】
次に、前記起動シーケンス運転部１９の動作について図５のフローチャートを用いて説明する。
【００５０】
まず、ＳＴＥＰ１で起動時ならば前記運転モード切り替え手段２０は前記起動シーケンス制御手段１３と前記合成手段２１とを接続する。そして、ＳＴＥＰ２で前記トルクアップ手段Ａ１８は前記起動シーケンスパターン記憶手段Ａ１４が記憶する起動シーケンスパターンＡを前記起動シーケンス制御手段１３に出力することにより、前記圧縮機５は最も出力トルクの小さい起動シーケンスパターンで運転される。
【００５１】
次に、ＳＴＥＰ３で前記ロック検出手段１７が前記圧縮機５がロックしたか否かを判断し、正常起動ならば終了し、ロックしたならばＳＴＥＰ４に進む。
【００５２】
ＳＴＥＰ４で前記トルクアップ手段Ａ１８は前記起動シーケンスパターン記憶手段Ｂ１５が記憶する起動シーケンスパターンＢを前記起動シーケンス制御手段１３に出力することにより、前記圧縮機５は一段階出力トルクの大きい起動シーケンスパターンで運転される。
【００５３】
次に、ＳＴＥＰ５で前記ロック検出手段１７が前記圧縮機５がロックしたか否かを判断し、正常起動ならば終了し、ロックしたならばＳＴＥＰ６に進む。
【００５４】
ＳＴＥＰ６で前記トルクアップ手段Ａ１８は前記起動シーケンスパターン記憶手段Ｃ１５が記憶する起動シーケンスパターンＣを前記起動シーケンス制御手段１３に出力することにより、前記圧縮機５はさらに一段階出力トルクの大きい起動シーケンスパターンで運転される。
【００５５】
次に、ＳＴＥＰ７で前記ロック検出手段１７が前記圧縮機５がロックしたか否かを判断し、正常起動ならば終了し、ロックしたならばＳＴＥＰ８に進む。
【００５６】
ＳＴＥＰ８では一定時間起動待ち（例えば５分間）を行い再びＳＴＥＰ１に戻る。
【００５７】
このため、起動時の圧縮機のロック状態を検出した場合には、すぐに一段階出力トルクの大きい起動シーケンスパターンで再起動させることにより、起動失敗の少ない冷凍サイクル装置を実現できる。
【００５８】
図６は、図１の冷凍サイクル装置の変形例を示しており、トルクアップ手段Ａ１８に代えて、トルクアップ手段Ｂ２７と周囲温度検出手段２６とを備えている。
【００５９】
周囲温度検出手段２６は、冷凍サイクル２５の周囲温度を検出し、トルクアップ手段Ｂ２７は、起動時に前記周囲温度検出手段２６が検出した周囲温度とあらかじめ設定された基準周囲温度とを比較して、（表１）に示すように周囲温度が高い場合には温度に応じた出力トルクの大きい起動シーケンスパターンを選択し、再起動時にはさらに一段階出力トルクの大きい起動シーケンスパターンを選択して前記起動シーケンス制御手段１３に出力する。
【表１】

【００６０】
上記構成により、冷凍サイクル周囲温度に基づいて起動時のＤＣモータの負荷トルクを検出し、初めから負荷トルクに応じた起動シーケンスパターンで起動することにより、周囲温度が高いために起動時の負荷トルクが大きい場合の起動失敗の影響をさらに少なくできる。
【００６１】
図７は、冷凍サイクル装置の更に別の変形例を示しており、図１の冷凍サイクル装置におけるトルクアップ手段Ａ１８に代えて、トルクアップ手段Ｃ２９と冷却器温度検出手段２８とを備えている。
【００６２】
冷却器温度検出手段２８は、冷却器２４の温度を検出し、トルクアップ手段Ｃ２９は、起動時に前記冷却器温度検出手段２８が検出した冷却器温度とあらかじめ設定された基準周囲温度とを比較して、（表２）に示すように冷却器温度が高い場合には温度に応じた出力トルクの大きい起動シーケンスパターンを選択し、再起動時にはさらに一段階出力トルクの大きい起動シーケンスパターンを選択して前記起動シーケンス制御手段１３に出力する。
【表２】

【００６３】
この構成により、冷却器温度に基づいて起動時のＤＣモータの負荷トルクを検出し、初めから負荷トルクに応じた起動シーケンスパターンで起動することにより、前記冷凍サイクル２５のイニシャルプルダウン（最初に冷凍を開始するとき）や前記冷却器２４の除霜後等の起動時の負荷トルクが大きい場合の起動失敗をさらに少なくできる。
【００６４】
図８は、冷凍サイクル装置の別の変形例を示しており、図１の冷凍サイクル装置におけるトルクアップ手段Ａ１８に代えて、トルクアップ手段Ｄ３１と吸入圧力検出手段３０とを備えている。
【００６５】
吸入圧力検出手段３０は、圧縮機５の吸入圧力を検出し、トルクアップ手段Ｄ３１は、起動時に前記吸入圧力検出手段３０が検出した吸入圧力とあらかじめ設定された吸入圧力とを比較して、（表３）に示すように吸入圧力が高い場合には圧力に応じた出力トルクの大きい起動シーケンスパターンを選択し、再起動時にはさらに一段階出力トルクの大きい起動シーケンスパターンを選択して前記起動シーケンス制御手段１３に出力する。
【表３】

【００６６】
上記構成により、吸入圧力に基づいて直接的に起動時のＤＣモータの負荷トルクを検出し、初めから負荷トルクに応じた起動シーケンスパターンで起動することにより、負荷トルクが大きい場合の起動失敗をさらに少なくできる。
【００６７】
以上説明したように、本発明の第一実施形態にかかる冷凍サイクル装置は、ロック検出手段が起動時の圧縮機のロック状態を検出した場合には、すぐにトルクアップ手段Ａが一段階出力トルクの大きい起動シーケンスパターンを選択して起動シーケンス制御手段に出力することにより、圧縮機は起動失敗を繰り返すことなく、しかも速やかに再起動できる。従って、起動時の負荷トルクが大きいために最初は起動に失敗してもすぐに再起動するため、起動失敗の少ない冷凍サイクル装置を実現できる。
【００６８】
また、トルクアップ手段Ｂが冷凍サイクル周囲温度により起動時のＤＣモータ４の負荷トルクを推定し、初めから負荷トルクに応じた起動シーケンスパターンを選択することにより、周囲温度が高いために起動時の負荷トルクが大きい場合の起動失敗を少なくした冷凍サイクル装置を実現できる。
【００６９】
また、トルクアップ手段Ｃが、冷却器温度により起動時のＤＣモータの負荷トルクを推定し、初めから負荷トルクに応じた起動シーケンスパターンを選択することにより、冷凍サイクルのイニシャルプルダウン（最初に冷凍を開始するとき）や冷却器の除霜後等の起動時の負荷トルクが大きい場合の起動失敗を少なくした冷凍サイクル装置を実現できる。
【００７０】
また、トルクアップ手段Ｄが、吸入圧力により直接的に起動時のＤＣモータの負荷トルクを検出し、初めから負荷トルクに応じた起動シーケンスパターンで起動することにより、負荷トルクが大きい場合の起動失敗の影響をさらに少なくした冷凍サイクル装置を実現できる。
【００７１】
図９は、本発明の第二実施形態を示しており、冷凍サイクル装置として採用された冷蔵庫の制御装置の回路図である。
【００７２】
図９において、４１は圧縮機であり、４２は圧縮機４１のシェルである。４３はＤＣモータで、４３ａのロータと４３ｂのステータとからなる。４３ａのロータは周囲に永久磁石を配置してある（例えば４極の場合、９０度毎にＮＳＮＳの極を配置）。
【００７３】
４４はシャフトであり、ロータ４３ａに固定され、ロータ４３ａの回転時にはベアリング４５の中を回転する。またシャフト４４の下部には偏心部４４ａが設けてある。さらにその下部には給油ポンプ４６が設けてある。
【００７４】
４７はピストンであり、シャフト４４の回転運動が偏心部４４ａによって往復運動に変えられピストン４７がシリンダ４８内を往復することにより、冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は吐出管４９から出ていき、冷却システム（凝縮器、膨張器、蒸発器）を通って吸込管５０より圧縮機４１のシェル４２内部に放出される。
【００７５】
５１は商用電源であり、例えば一般家庭における１００Ｖ６０Ｈｚの交流電源である。５２は商用電源５１を整流する整流回路であり、ここでは倍電圧整流方式を採用しており、ＡＣ１００Ｖを入力とし、ＤＣ２５０Ｖを出力としている。５３はインバータであり、スイッチング素子を３相ブリッジ接続した構成であり、整流回路５２の直流出力を３相の任意電圧、任意周波数の出力に変換し、ＤＣモータ４３に電力を供給する。
【００７６】
５４は逆起電圧検出回路で、ＤＣモータ４３のステータ４３ｂの巻線の逆起電圧からロータ４３ａの回転の相対位置を検出する。５５はインバータ５３のスイッチング素子をオン／オフさせるドライブ回路である。
【００７７】
５６は回転数設定回路で、冷蔵庫の庫内温度（例えば冷凍室の温度）を検出しその時に最適な状態の回転数を設定し、指令回転数として出力する。５７は起動回路であり、回転数設定回路５６の出力が停止状態（指令回転数＝０ｒ／ｓｅｃ）から動作状態（例えば指令回転数＝４０ｒ／ｓｅｃ）になったときに信号を送出し、起動状態であることを判定する。
【００７８】
５８は転流選択回路で、その時の状態により転流（インバータ５３の３相の出力電流の切り替え）の仕方を変え、ドライブ回路５５に出力する。５９は電圧選択回路で、その時の状態によりインバータ５３の出力電圧を設定し、その電圧値をＰＷＭ（パルス幅変調）信号として送出し、ドライブ回路５５で転流選択回路５８での出力と合成し、インバータ５３のスイッチング素子をオン／オフさせる。
【００７９】
６０は第１タイマ回路であり、起動回路５７の信号により一定時間出力を送出する。６１はロータ固定回路であり、第１タイマ回路６０の動作中に所定の相を選択し一定電圧でオンさせる信号を転流選択回路５８と電圧選択回路５９に送出する。
【００８０】
第１タイマ回路６０の出力は起動回路５７にフィードバックされ第１タイマ回路６０の時間カウント完了後、起動信号を起動転流パターン記憶回路６２と起動電圧パターン記憶回路６３に送出され、その動作をスタートさせる。ここではパターン化された転流信号と電圧信号が各々転流選択回路５８と電圧選択回路５９に送られそれに従ってインバータが動作する。
【００８１】
起動パターンが完了すると、転流選択回路５８は逆起電圧検出回路５４からの出力により動作するようになり、また電圧選択回路５９は電圧調整回路６４からの出力によりＰＷＭ出力を出すようになる。
【００８２】
切り替え直後は、その前の起動電圧パターンの最終電圧と同じかもしくは若干高めの電圧が設定されている。その後、電圧は上昇速度選択回路６５によって設定されている速度に従って上昇する。
【００８３】
６６は第２タイマ回路であり、起動回路５７により指示されるタイミングで一定時間出力を上昇速度選択回路６５に出力を送出する。この時、上昇速度選択回路６５では第２タイマ回路６６の動作中は第１上昇速度を選択し、第２タイマ回路６６の動作完了後は第２上昇速度を選択する。ここで第１上昇速度＜第２上昇速度となるように設定されている。
【００８４】
６７は上昇速度調整回路であり、ＤＣモータ４３の回転数を逆起電圧検出回路５４の出力から演算し、所定回転数までの立ち上がり時間が所定時間以内となるように上昇速度選択回路６５の第２上昇速度を調整する機能を有する。
【００８５】
６８は第３タイマ回路であり、起動回路５７により指示されるタイミングで一定時間出力を回転数選択回路６９に送出する。この時、回転数選択回路６９では第３タイマ回路６８の動作中は回転数を回転数設定回路５６による指令回転数ではなく固定回転数７０を指示する。この固定回転数７０は商用周波数付近の回転数とする。また第３タイマ回路６８の動作完了後は、回転数設定回路５６の指令回転数に従う。
【００８６】
７１は回転数判定回路であり、回転数設定回路５６の指令回転数がある一定回転数（商用周波数よりも低い回転数）である場合、出力を送出する。７２は第４タイマ回路であり、回転数判定回路７１の出力により動作を行い、一定時間のタイマカウント完了後、第３タイマ回路６８を動作させるべく出力を送出する。
【００８７】
以上のように構成された冷蔵庫の制御装置について、以下その動作を説明する。
【００８８】
まず、図９の圧縮機４１の動作について説明する。
ＤＣモータ４３のロータ４３ａが回転することにより、シャフト４４も同時に回転する。ロータ４３ａとシャフト４４は完全に固定（焼きばめまたは圧入による）されている。その回転は固定されたベアリング４５と摺動することにより、支持されている。
【００８９】
シャフト４４の下部には、偏心部４４ａがありシャフト４４の回転に従って偏心した回転を行う。この偏心回転を往復運動に変えピストン４７をシリンダ４８内で往復運動させることにより冷媒の圧縮を行う。
【００９０】
更にシャフト４４の偏心部４４ａの下部には給油ポンプ４６が取り付けられており、本実施形態の場合は回転の遠心力を利用したポンプとしている。このポンプは構造的に非常に簡単であり、信頼性も高いことから良く使用されている。
【００９１】
この給油ポンプ４６はシェル４２の底部に貯留された潤滑用のオイルを圧縮機の各部に給油するためのもので、シャフト４４とベアリング４５との間の摺動部に関しては特に重要な給油動作を行っている。
【００９２】
しかしながら、この給油ポンプ４６は回転の遠心力を利用しているために、その回転数により給油能力が大きく変化するという課題を有している。
【００９３】
一方、インバータを用いて圧縮機の回転数を変化させ、冷凍負荷の状態によって冷凍システムの能力を可変にする冷蔵庫やエアコンはこれまで数多く提案され、かつ、商品化されてきたが、その圧縮機はロータリ式やスクロール式のものが使用されている。
【００９４】
その主な理由はロータリ式やスクロール式のものは回転運動をそのまま利用して圧縮する構成であるために可変速の場合に冷凍能力が広い範囲で変化させることができることや、差圧給油による給油（シェル内部の圧力が吐出ガスとほぼ同一圧力である高圧シェルタイプのものに限る）を行っているために回転数による給油性能の影響が少ないことである。
【００９５】
ところが、発明者が数々のデータを分析し、解析を進めてきた結果、つぎの点に注目をした。それはロータリ式やスクロール式の圧縮機の場合、低回転数において、効率が下がってくることである。特にこの効率の下がり方がモータ自身の低速での効率の下がり方より大きいことが判明した。
【００９６】
さらに詳細に分析を進めていくと、漏れ受熱損失に起因するのではないかということが判明した。圧縮機においてはピストンとシリンダ間から冷媒ガスが漏れていることはよく知られている。ところが従来のようにシェル内が高圧であるロータリ式やスクロール式の圧縮機の場合、その冷媒ガスの漏れの方向が、シェル内から圧縮室内へ漏れてくる方向であるため、高温高圧の冷媒ガスによる受熱損失が発生し、圧縮効率を下げている。
【００９７】
一方、この冷媒ガスの漏れは回転数に関係なく漏れてくるので、回転数が低く圧縮機としての冷却能力が小さいときに、冷媒ガスの漏れによる漏れ受熱損失の割合が大きくなり効率を低下させていることが判明した。
【００９８】
そこで、発明者は低圧シェル（シェル内部の圧力が吸込ガスとほぼ同一圧力であるもの）タイプの圧縮機による回転数制御について着目を行った。低圧シェルタイプの圧縮機の場合、シェル内が低圧であり、シェル内圧力は常に圧縮室内の圧力よりも低いため、冷媒ガスの漏れの方向は圧縮室内からシェル内に漏れるものであるため、この漏れでは体積効率の低下にはつながるものの、漏れ受熱損失はないため圧縮効率は下がらない。
【００９９】
以上の内容を検証するために、低圧シェルタイプの圧縮機としてレシプロ式圧縮機を用いて実験を行った。その結果を図１２に示す。図１２は圧縮機の回転数特性図である。図１２（ａ）は回転数と相対効率（回転数６０ｒ／ｓｅｃ時の効率を１とする）の特性図であり、図１２（ｂ）は回転数と相対冷凍能力（回転数６０ｒ／ｓｅｃ時の冷凍能力を１とする）の特性図である。
【０１００】
図１２において、レシプロ式圧縮機の特性は実線で、ロータリ式圧縮機の特性は点線で示している。ここでのレシプロ式圧縮機は低圧シェルタイプ、ロータリ式圧縮機は高圧シェルタイプのものである。
【０１０１】
まず、図１２（ａ）の相対効率について説明する。ロータリ式圧縮機は回転数６０ｒ／ｓｅｃを効率のピークとし低回転数になればなるほど効率は大きく低下する。一方、レシプロ式圧縮機は回転数４０ｒ／ｓｅｃ付近で効率のピークはあるものの６０ｒ／ｓｅｃから４０ｒ／ｓｅｃにおいてはほぼ横ばい状態の特性を示した。
【０１０２】
つぎに、図１２（ｂ）の相対冷凍能力について説明する。ロータリ式圧縮機は回転数の変化とほぼリニアに冷凍能力は変化している。しかし、レシプロ式圧縮機では、低回転数（３０ｒ／ｓｅｃから６０ｒ／ｓｅｃまで）ではほぼリニアに冷凍能力は変化してはいるものの６０ｒ／ｓｅｃ以上では飽和状態から低下状態になっている。これはシリンダ内への吸込弁が十分に応答できていないためである。
【０１０３】
この結果、レシプロ式圧縮機の回転数制御は、冷凍能力の可変範囲は少ないが効率は非常によいということが判明した。つまり用途を限れば非常によいシステムができあがるということになる。そこで、今回この応用として冷蔵庫に搭載することを提案する。
【０１０４】
冷蔵庫はある一定サイズの箱体に限られたものであり、食品などにより内部負荷は変化するが、負荷が十分に冷えてくると、箱体などからの熱侵入にのみ対応できる程度の冷凍能力が必要なだけである。すなわち冷凍能力の変化幅は小さくても支障はないということである。
【０１０５】
また、冷蔵庫は他の家電商品とは異なり、１年中電源が入れられ動作しているものであり、その省エネを実現したときの効果は非常に大きい。したがってより効率の高いシステムが要望されている。
【０１０６】
ここでは、低圧シェルタイプの圧縮機としてレシプロ式圧縮機を対象としたが効率が低回転数で高い原理から明らかなように、シェル内が低圧であるものは全て同様のことがいえる。
【０１０７】
しかしながら、すでに説明した通り、低圧シェルタイプの圧縮機では給油ポンプとして、回転数による影響が大きい遠心ポンプが多く使用されている。そのため、低回転数における給油には特に気をつける必要がある。
【０１０８】
また、独立したポンプをつける方法はあるものの、この方法では構成が非常に複雑となり、コストが上がると共に信頼性も低下する。そこで給油性能を制御面でカバーするということが非常に大きな課題となる。
【０１０９】
つぎに、図９のように構成された冷蔵庫の制御装置について、図９乃至図１１を用いてその動作について説明する。図１０及び図１１は第二実施形態にかかる冷蔵庫の制御装置の動作のフローチャートである。
【０１１０】
現在ＤＣモータ４３は停止状態である。回転数設定回路５６からの設定回転数が０ｒ／ｓｅｃかどうかをＳＴＥＰ１１で判定する。設定回転数が０ｒ／ｓｅｃであればＳＴＥＰ１２でＤＣモータ４３の停止状態を維持する。
【０１１１】
設定回転数が０ｒ／ｓｅｃ以外（例えば４０ｒ／ｓｅｃなど）になったときＳＴＥＰ１３へ進む。ＳＴＥＰ１３では起動回路５７で起動状態であると判断し、第１タイマ回路に信号を送出し、ＤＣモータ４３の動作を開始する。
【０１１２】
ここで若干ＤＣモータについて補足説明を加える。一般的にＤＣモータ（ＤＣブラシレスモータ）はロータの回転位置を検出する位置検出センサ（例えばホール素子など）を有している。しかしながら、圧縮機の内部など非常に高温などの環境の悪いところにおいては、信頼性面から課題を残している。
【０１１３】
そこで最近モータの巻線の逆起電圧によってロータの相対位置を検出する方法について提案がなされている。すなわちセンサを用いずにＤＣモータの優れた特性を出そうとするものである。
【０１１４】
しかし、この方法が逆起電圧を検出する方法であるため、モータ停止時には位置検出が不可能であるという課題を持っている。そこでＤＣモータを起動させるために初期状態においてはＤＣモータを同期モータとして動作させる方法が一般的に広く使用されている。すなわちある一定の周波数と電圧を加え強制的に回転させるという方法である（これを起動シーケンスと呼ぶ）。
【０１１５】
この起動シーケンスでＤＣモータの回転数を逆起電圧検出ができるところまで高くし、その後正規の運転に切り替えるという方法である。
【０１１６】
しかし、同期モータとして動作している起動シーケンスの期間は、ロータの回転とインバータの出力が必ずしも一致していないため、トルク的に非常に不安定である。また逆起電圧検出信号に切り替えた後も回転数が低いときは逆起電圧のレベルも低く運転状態としては不安定である。
【０１１７】
ロータリ式圧縮機などの場合、構造的に起動トルクはあまりいらないことや回転し始めてもすぐには圧縮仕事を始めないために大きなトルクはいらないことなどがあり、ＤＣモータを採用することは比較的容易であった。
【０１１８】
しかし、レシプロ式圧縮機の場合、構造的に起動トルクは比較的大きなトルクが必要であり、回転し始めたときすぐに圧縮仕事を行うため大きなトルクが必要であるなどの課題を有している。
【０１１９】
以上で補足説明を終わり、本題の動作の説明に戻る。
ＳＴＥＰ１４で第１タイマ回路６０の動作をスタートさせる。第１タイマ回路６０が動作中は、ＳＴＥＰ１５でロータ固定回路６１を動作させる。ＳＴＥＰ１６で第１タイマ回路６０の動作完了の判定を行い、完了していない場合はＳＴＥＰ１５を繰り返す。完了した場合にはＳＴＥＰ１７に進む。
【０１２０】
ロータ固定回路６１はつぎのような動作を行う。３相のＤＣモータの場合の入力端子をＵ相、Ｖ相、Ｗ相とするとある決められた相に所定の電圧を印加し、電流を流す。するとステータ４３ｂ内部にある決まった磁界が発生する。その磁界にしたがってロータ４３ａがある所定位置に停止することになる。
【０１２１】
この所定位置は圧縮機４１の圧縮部が最も起動トルクが少なくなるところがよく、レシプロ式圧縮機の場合はピストン４７がシリンダ４８へ最も入り込んだところ（上死点）と、逆にピストン４７がシリンダ４８から最も離れたところ（下死点）の２点が最も起動トルクが少なくなるところである。
【０１２２】
また、磁界に引き込まれたロータ４３ａは減衰振動を持った回転運動を行っているので、完全に停止するまでロータ固定回路６１を動作させるのがよく、第１タイマ回路６０での所定時間はロータ４３ａの減衰振動が完全に停止するまでの時間以上を設定する。
【０１２３】
ロータ４３ａが所定位置に停止し、第１タイマ回路６０の動作が完了すればつぎにロータ固定回路６１で固定された所定位置から回転磁界が発生するように起動シーケンスをスタートさせる（ＳＴＥＰ１７）。
【０１２４】
起動転流パターン記憶回路６２はインバータ５３のスイッチング素子を順次切り替えていくパターンが記憶されている。また起動電圧パターン記憶回路６３は起動転流パターンの出力周波数にしたがって出力する最適な電圧が記憶されている。
【０１２５】
ここで、起動転流パターン記憶回路６２と起動電圧パターン記憶回路６３とに予め記憶されているパターンの決め方について図１３を用いて説明する。図１３は同期モータとしての回転数とトルクの特性図である。
【０１２６】
この図１３の特性はインバータから所定周波数、所定電圧を出力した場合の最大トルクをプロットしている。すなわちＤＣモータをインバータによって同期モータとして動作させた場合の特性である。この特性からパターンを決定する。
【０１２７】
前述したように、レシプロ式圧縮機の場合、回転初期から大きなトルクが必要である。起動シーケンスの状態は動作としては不安定であるためできるだけ早く逆起電圧検出信号による運転に切り替える必要がある。具体的にはロータの２回転以内程度で切り替えるのが望ましい。
【０１２８】
このように短時間でうまくＤＣモータを回転させるには、その発生トルクの設定が重要になってくる。発生トルクが小さすぎるとＤＣモータが回転せず、発生トルクが大きすぎると逆にブレーキトルクが発生し加速がスムーズにいかず、切り替えが失敗することが多い。
【０１２９】
そこでスムーズに起動を行うために、図１３に示す特性を測定しパターンを設定する方法について説明する。ＤＣモータの発生トルクＴ１を必要な起動トルクの約１０％増し程度で設定する。そのトルクから電圧、回転数をパターン化する。
【０１３０】
図１３においては、つぎのようにパターンを設定した。回転数Ｆ１／電圧Ｖ１にて１／２回転、回転数Ｆ２／電圧Ｖ２にて１／２回転、回転数Ｆ３／電圧Ｖ３にて１／２回転した後に、逆起電圧検出信号よる運転に切り替える。すなわち、１回転半で起動シーケンスが完了するようにしている。
【０１３１】
ＳＴＥＰ１８でパターン出力動作完了かどうかの判定を行う。完了していない場合はＳＴＥＰ１７を繰り返す。完了した場合は起動転流パターン記憶回路６２と起動電圧パターン記憶回路６３から終了信号が起動回路５７、転流選択回路５８、電圧選択回路５９に送られ、ＳＴＥＰ１９に移行する。
【０１３２】
ＳＴＥＰ１９では転流選択回路５８での出力をこれまでの起動転流パターン記憶回路６２による動作から逆起電圧検出回路５４による動作に切り替える。これによりＤＣモータの正規の運転状態（位置検出による運転）となる。
【０１３３】
つぎにＳＴＥＰ２０では第２タイマ回路６６と第３タイマ回路６８の動作を開始する。ＳＴＥＰ２１で上昇速度選択回路６５は第１上昇速度を選択して送出し、それを受けて電圧調整回路６４は電圧を順次上昇し、回転数を上げていく。
【０１３４】
ＳＴＥＰ２２では第２タイマ回路６６の動作完了を判定し、動作中の時はＳＴＥＰ２１を繰り返し、動作が完了するとＳＴＥＰ２３に進む。ＳＴＥＰ２３では上昇速度選択回路６５は第２上昇速度を選択して送出し、それを受けて電圧調整回路６４は電圧を順次上昇し、回転数を上げていく。
【０１３５】
ここで第１上昇速度と第２上昇速度について説明する。逆起電圧検出回路５４の出力は回転数が低いときは不安定であり、またレシプロ式圧縮機は起動初期から大きなトルクがかかることは前述の通りである。したがって、できるだけ回転数が低いところは早く通過するように電圧の上昇速度を定めるべきである。
【０１３６】
しかし、電圧をあまり早く上げすぎると、逆起電圧検出回路５４の出力が十分に追随しないことになり、脱調してモータが停止することがある。したがって、その両者のかねあいで決めた速度が第２上昇速度である。
【０１３７】
一方、起動シーケンスから切り替えた直後は特に動作が不安定であり、また起動シーケンスで起動トルクが大きすぎて回転できない場合なども考えられその時に早い上昇速度で電圧を上げていくことは、電流の急激な増加をともない非常に危険である。特にスイッチング素子の破壊やＤＣモータのロータマグネットの減磁など完全に故障になることにつながる可能性がある。
【０１３８】
そこで、切り替えた直後は第１上昇速度を設定し、第２タイマ回路６６の動作中の時間内に確実に回転していることを判断するようにし、確実に回転しているときにのみ第２上昇速度に切り替えるようにしている。すなわち第１上昇速度は第２上昇速度より遅くなるように設定されている。
【０１３９】
つぎにＳＴＥＰ２４では回転数選択回路６９は回転数設定回路５６の指令回転数に関係なく固定回転数７０を選択しているため、電圧調整回路６４ではこの固定回転数７０を目指して、回転数制御を行う。
【０１４０】
ＤＣモータでは回転数制御は電圧制御にて行うため、電圧調整回路６４では逆起電圧検出回路５４の出力から現在の回転数を求め、それに近づくように電圧を調整している。
【０１４１】
つぎにＳＴＥＰ２５では、第３タイマ回路６８の動作完了を判定し、動作中の時はＳＴＥＰ２４を繰り返し、動作が完了するとＳＴＥＰ２６に進む。ＳＴＥＰ２６では第３タイマ回路６８の動作完了信号を受け、回転数選択回路６９は回転数設定回路５６の指令回転数を選択し、電圧調整回路６４に送出する。
【０１４２】
ここで固定回転数７３は商用周波数で運転したときの回転数に近い回転数としている。その理由について図１４を用いて説明する。図１４は給油ポンプによる給油性能の特性図である。
【０１４３】
ここでは、通常のインバータを用いないときの給油能力が、回転数の立ち上がりが非常に高速のため、最も初期給油が早いことがわかる。インバータを用いると現行と同様の６０ｒ／ｓｅｃにおいても立ち上がり速度が遅いため、初期給油は遅くなっている。
【０１４４】
また、給油ポンプが遠心力ポンプであるため回転数による給油能力には非常に差があり、４０ｒ／ｓｅｃでは非常に初期給油が遅くなる。また３０ｒ／ｓｅｃになると給油能力自体がなくなり、そのままではオイルが最上部まで届かなくなってしまうことがわかる。
【０１４５】
ただし、図１４はその回転数で立ち上げた場合の特性であり、例えば初期給油を６０ｒ／ｓｅｃで行いその後回転数を３０ｒ／ｓｅｃまで低下させた場合はオイルの表面張力の働きで最上部までオイルが到達している。
【０１４６】
したがって、立ち上がり時に固定周波数（例えば６０ｒ／ｓｅｃ）で立ち上げた場合、その後の低速運転（例えば３０ｒ／ｓｅｃ）時においても十分に給油性能は確保できる。
【０１４７】
上昇速度調整回路６７において、これらの一連の立ち上がりの状態を監視しており、起動し始めてから商用周波数相当回転数（ここでは５０ｒ／ｓｅｃとする）に至るまでの時間を測定し、図１４における商用６０Ｈｚでのオイルが最上部まで到達する時間の倍の時間以内になるように、第２上昇速度を調整する。
【０１４８】
商用周波数相当の倍の時間以内にオイルが最上部に到達するようになるため，無給油状態での摺動時間は現行の２倍になるが、冷蔵庫の安定運転時には低回転数で運転するので、圧縮機自体のオン／オフ回数は半減し、結局摺動距離が等しくなり、従来と同様の摩耗状態に抑えられることになる。
【０１４９】
つぎにＳＴＥＰ２７では設定回転数が所定回転数より低いかどうか判定する。所定回転数より高い場合はＳＴＥＰ２８で第４タイマ回路７２の動作を停止させる。所定回転数より低い場合はＳＴＥＰ２９で第４タイマ回路７２の動作を継続させる。
【０１５０】
ここで、所定回転数とは図１４における給油能力が非常に低い状態の回転数をいい、例えば３０ｒ／ｓｅｃなどとする。
【０１５１】
つぎにＳＴＥＰ３０で第４タイマ回路７２の動作が完了したかどうか判定を行う。動作が完了していない場合はＳＴＥＰ２６から再度繰り返す。動作が完了した場合はＳＴＥＰ３１で第３タイマ回路６８を再動作させＳＴＥＰ２４から繰り返す。
【０１５２】
給油能力が非常に低い状態の回転数においては、最上部までオイルを上げた後は低回転になっても表面張力があるので最上部までの給油は継続されるのは前述した通りではあるが、例えば給油ポンプ４６の下部で泡立ち等が発生し、冷媒ガスなどがオイルと一緒に給油された場合、給油切れを起こす可能性がある。
【０１５３】
この時、給油能力があれば再度最上部までの給油は行うことになるが、給油能力がないため最上部まで給油は届かなくなる。したがって、一定時間低い回転数が継続した場合は、再度固定回転数まで回転数を上げ給油を確保することになる。
【０１５４】
以上のように、本発明の第二実施形態にかかる圧縮機の制御装置を、シェル内部が吸い込みガスとほぼ同じ圧力である圧縮機４１と、圧縮機４１の圧縮部を動作させるためのＤＣモータ４３と、ＤＣモータ４３のロータ４３ａの回転位置をステータ巻線に生じる逆起電圧から検出する逆起電圧検出回路５４と、通常の運転中は逆起電圧検出回路５４の出力により転流を行いＤＣモータ４３を可変速運転させるインバータ５３と、冷蔵庫の庫内温度が安定したときＤＣモータ４３の回転数を商用電源未満の回転数とする回転数設定回路５６とで構成することにより、冷蔵庫の庫内温度が安定したときに圧縮機４１を低速で回転させることにより漏れ受熱損失の影響を受けず、すなわち低回転数においても高効率を維持でき大幅な消費電力量の低減が図れることができる。
【０１５５】
また、回転数設定回路５６により停止から動作状態に変化したときにインバータ５３の所定の相をオンにすると共に一定電圧を出力するように指示するロータ固定回路６１と、ロータ固定回路６１の出力を一定時間維持する第１タイマ回路６０とを更に設けることにより、起動時に所定の相を一定時間オンさせることができ、ロータが所定位置に固定され、常に同じ位置からの起動が可能になり安定した起動立ち上がりが得られる。
【０１５６】
あるいは、ＤＣモータ４３が短時間で加速を行うための所定の転流パターンを予め記憶する起動転流パターン記憶回路６２と、ＤＣモータ４３が一定のトルクを出すための所定の電圧パターンを予め記憶する起動電圧パターン記憶回路６３と、ＤＣモータ４３の起動時には起動転流パターン記憶回路６３からの出力を選択しインバータ５３を転流動作させる転流選択回路５８と、転流パターンに同期してインバータの出力電圧を起動電圧パターン記憶回路６３の出力に応じて変化させる電圧選択回路５９と、起動転流パターン記憶回路６３の出力が完了したときに通常の逆起電圧検出回路５４の出力による転流に切り替える転流選択回路５８とを設けることにより、一定トルクがでるように予め短時間で回転できるよう設定された転流パターンと電圧パターンとによって出力を出し起動させることにより、短時間での起動立ち上がりが可能になり、初期無給油状態での摺動回数が減り、信頼性が向上する。
【０１５７】
また、ＤＣモータ４３が起動した後インバータ５３の出力電圧を上昇させることにより加速を行う速度を選択する上昇速度選択回路６９と、起動完了後一定時間動作する第２タイマ回路６６と、第２タイマ回路６６が動作中は加速の小さな第１の上昇速度を選択し、第２タイマ回路６６が動作完了したあとは加速の大きな第２の上昇速度を選択する上昇速度選択回路６５とを設けることで、起動後の加速時に上昇速度を遅くすることにより、脱調のない安定した運転が得られ、更にその後上昇速度を早めることにより、オイル給油速度が早くなり信頼性が向上する。この場合、上昇速度選択回路６５により選択された上昇速度において、ＤＣモータが商用周波数まで上昇する時間が所定時間以内になるように第２の上昇速度を調整する上昇速度調整回路６７を設けると、商用周波数と同等回転数まで一定時間以内になるよう上昇速度を調整することにより無給油状態での摺動回数が従来と同じ状態が得られるので、信頼性が向上する。
【０１５８】
また、ＤＣモータ４３の立ち上がり時に一定時間動作する第３タイマ回路６８を設け、商用周波数付近の回転数を固定回転数とし、第３タイマ回路６８動作中には回転数設定回路５６による指令回転数を無視し固定回転数７０をインバータの出力目標とする回転数選択回路６９を更に設けると、立ち上がり時に一定時間固定回転数で運転することにより、特に低回転での給油不足を解消し、信頼性が向上する。この場合、回転数設定回路５６による指令回転数が所定回転数より低いことを判定する回転数判定回路７１と、回転数判定回路７１が低い回転数であると判定したとき動作する第４タイマ回路７２とを更に設け、第４タイマ回路７２が動作完了したとき第３タイマ回路６８の動作を開始するようにすると、低回転数が一定時間継続したときに一定時間固定回転数で運転することにより、低回転時においてもガスの混入など不測の事態が発生し、オイル切れが生じた場合にも十分な給油を確保し信頼性を向上する。
【０１５９】
図１５は本発明の第三実施形態にかかる冷蔵庫の制御装置のブロック図であり、特にブラシレスモータの起動装置を示している。図１５において、図９に示される構成要素と同一の構成要素についてはその説明を省略する。
【０１６０】
図１５において、７６は転流回路であり、ブラシレスモータ４３が定常運転しているときに逆起電圧検出回路５４の出力によりインバータ５３のどの素子をオンさせるか決定する。５７は起動回路であり、ブラシレスモータ３が停止しているときから逆起電圧検出回路５４の動作が可能になるときまで、ブラシレスモータ４３を同期モータとして運転することによって、回転をスタートさせる。７８は第１強制出力回路であり、ブラシレスモータ４３が回転しないような周波数、電圧の出力を第１タイマ回路７９の動作時間ｔ１中のみ発生する。８０は電源投入判定回路であり、商用電源５１がはじめて投入されたときを判定する。８１は第２強制出力回路であり、電源投入判定回路８０が電源投入されたと判断したときに、ブラシレスモータ４３が回転しないような周波数、電圧の出力を発生する。８２は判定回路であり、第２強制出力回路８１の出力中に逆起電圧検出回路５４の出力を判定し、逆起電圧検出回路５４が安定したかどうかを判定する。安定したと判定したとき第２強制出力回路８１の出力を停止させる。８３は第２タイマ回路であり、２種類のタイマ時間ｔ２、ｔ３（ｔ２＜ｔ３）を有しており、時間がｔ２未満の時は判定回路８２の出力によらず第２強制出力回路８１の出力を出し続け、時間がｔ３以上の時は判定回路８２の出力によらず第２強制出力回路８１の出力を停止させる。８４は切換回路であり、転流回路７６、起動回路５７、第１強制出力回路７８、第２強制出力回路８１のうち決められた出力を選択し、ドライブ回路５５に出力する。
【０１６１】
以上のように構成されたブラシレスモータの起動装置について、以下その動作を図１５および図１６を用いて説明する。図１６は本発明の第三実施形態にかかるブラシレスモータの起動装置の動作を示すフローチャートである。
【０１６２】
現在商用電源５１はオフされている状態とする。商用電源５１がオンされた時（即ち電源投入されたとき）、ＳＴＥＰ４１で電源投入判定回路８０が電源投入であると判定し、第２タイマ回路８３のカウントをスタートさせる。
【０１６３】
つぎにＳＴＥＰ４２で第２強制出力回路８１から第２強制出力波形を出力し、切り換え回路８４、ドライブ回路５５を経てインバータ５３を動作させ、ブラシレスモータ４３に出力を印加する。この時出力レベルはモータが回転しない電圧、周波数に設定しているため、ブラシレスモータ４３は回転しない。
【０１６４】
つぎにＳＴＥＰ４３で第２タイマ回路８３のカウント値がｔ２以上であるかどうか判定する。ここでｔ２未満であればＳＴＥＰ４２を継続する。即ち第２強制出力波形を出力し続ける。判定がｔ２以上であればＳＴＥＰ４４へ進む。
【０１６５】
ＳＴＥＰ４４では第２強制出力回路８１からの第２強制出力波形の出力を出し続ける。
【０１６６】
つぎにＳＴＥＰ４５で逆起電圧検出回路５４からの信号が安定しているか否かを安定判定回路８２で判定する。安定していればＳＴＥＰ４７へ進み、安定していなければＳＴＥＰ４６へ進む。
【０１６７】
ＳＴＥＰ４６では第２タイマ回路８３のカウント値がｔ３以上であるかどうか判定する。ここでｔ３未満であればＳＴＥＰ４４を継続する。即ち第２強制出力波形を出力し続ける。判定がｔ３以上であればＳＴＥＰ４７へ進む。
【０１６８】
ＳＴＥＰ４７で第２強制出力回路８１の出力を停止させ、ＳＴＥＰ４８へ進む。以上の処理は電源投入時の１回目のみ行われるものである。
【０１６９】
ＳＴＥＰ４８で現在設定されている回転数が０か否かを判定する。ここで回転数は様々な状態（例えば温度、圧力など）を検知して指令されるもので本明細書ではその説明については省略する。回転数設定が０であれば、ＳＴＥＰ４９でモータ運転停止を行い、ＳＴＥＰ４８を継続する。回転数設定が０以外であればＳＴＥＰ５０へ進む。
【０１７０】
つぎにＳＴＥＰ５０で第１タイマ回路のカウントをスタートさせ、ＳＴＥＰ５１で第１強制出力回路７８から第１強制出力波形を出力し、切り換え回路８４、ドライブ回路５５を経てインバータ５３を動作させ、ブラシレスモータ４３に出力を印加する。この時出力レベルはモータが回転しない電圧、周波数に設定しているため、ブラシレスモータ４３は回転しない。
【０１７１】
つぎにＳＴＥＰ５２で第１タイマ回路７８のカウント値がｔ１以上であるかどうか判定する。ここでｔ１未満であればＳＴＥＰ５１を継続する。即ち第１強制出力波形を出力し続ける。判定がｔ１以上であればＳＴＥＰ５３へ進む。
【０１７２】
つぎにＳＴＥＰ５３で起動回路５７から起動波形を出力し、切り換え回路８４、ドライブ回路５５を経てインバータ５３を動作させ、ブラシレスモータ４３に出力を印加する。ここではブラシレスモータ４３を同期モータとして運転をスタートさせる様にしている。即ち低い回転数でまず同期運転に引き込み、その後順次加速していく低周波同期起動という方法でブラシレスモータ４３を起動させる。
【０１７３】
つぎにＳＴＥＰ５４で逆起電圧検出回路５４による転流回路７６の信号に切り換えブラシレスモータ４３の回転を続ける。この時点においては既にブラシレスモータとして駆動されているので、後は電圧の調整にて回転数が調整できる。
【０１７４】
つぎにＳＴＥＰ５５で回転数制御運転を行う。ここでは回転数設定に合うように電圧値を調整する。つぎにＳＴＥＰ５６にて回転数設定が０になっていないかどうか判定し、回転数設定が０でなければＳＴＥＰ５５を継続し、回転数設定が０であればＳＴＥＰ４８に進み、再度繰り返す。
【０１７５】
つぎに更に詳しい説明を行う。図１７は逆起電圧検出回路５４の回路図である。
【０１７６】
図１７において、９０は第１フィルタ回路であり、基本的にはＲＣによる１次フィルタから作られており、その入力はブラシレスモータ４３のＵ相に接続されている。９１、９２は第２フィルタ回路、第３フィルタ回路であり、その入力は各々ブラシレスモータ４３のＶ相、Ｗ相に接続されている。
【０１７７】
９３は第１合成回路であり、第２フィルタ回路９１の出力と第３フィルタ回路９２との出力を抵抗器Ｒ１１、Ｒ１２で合成している（合成比はＲ１１／Ｒ１２である）。９４は第１比較回路であり、第１フィルタ回路９０の出力と第１合成回路９３の出力とを比較し、位置検出信号Ｚを出力する。
【０１７８】
９５は第２合成回路であり、第３フィルタ回路９２の出力と第１フィルタ回路９０との出力を抵抗器Ｒ２１、Ｒ２２で合成している（合成比はＲ２１／Ｒ２２である）。９６は第２比較回路であり、第２フィルタ回路９１の出力と第２合成回路９５の出力とを比較し、位置検出信号Ｘを出力する。
【０１７９】
９７は第３合成回路であり、第１フィルタ回路９０の出力と第２フィルタ回路９１との出力を抵抗器Ｒ３１、Ｒ３２で合成している（合成比はＲ３１／Ｒ３２である）。９８は第３比較回路であり、第３フィルタ回路９２の出力と第３合成回路９７の出力とを比較し、位置検出信号Ｙを出力する。
【０１８０】
以上の構成において、次にその動作を図１８を用いて説明する。図１８は逆起電圧検出回路５４の動作中の各部の波形を示す図である。
【０１８１】
図１８において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧波形であり、各々第１フィルタ回路９０、第２フィルタ回路９１、第３フィルタ回路９２に入力されている。ここでは説明簡略化のためこの電圧波形は模式図で示したが、実際の波形はＰＷＭ（パルス幅変調）などで電圧制御を行っているため、もっと複雑な波形となっている。
【０１８２】
また、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は各々第１フィルタ回路９０、第２フィルタ回路９１、第３フィルタ回路９２の出力であり、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）は各々第２比較回路９６、第３比較回路９８、第１比較回路９４の出力である。
【０１８３】
この図でも明らかなように、ブラシレスモータの巻線電圧から逆起電圧成分のみをフィルタ回路で取り出し、比較することによってロータの位置検出信号が得られることがわかる。
【０１８４】
ここでは、安定した運転状態における逆起電圧検出回路５４の動作説明を行ったが、起動時においては若干異なる現象が起こる。その現象について次に説明する。
【０１８５】
停止時には巻線に電圧が印加されておらず、フィルタ回路のコンデンサはその電荷の大部分が放電されている。従って、次の起動時には低周波同期起動からすぐにスタートするとフィルタ回路の出力が過渡直流成分を有しているために完全に安定せず、その結果逆起電圧検出回路５４の出力も不安定になるという現象があった。そのためにモータが脱調してしまっていた。
【０１８６】
そこで、起動回路５７における低周波同期起動にはいる前に予めフィルタ回路の過渡直流成分を除去するため、第１強制出力回路７８で一定時間強制的に電圧、周波数を印加した。
【０１８７】
その内容について更に詳しく説明する。図１９は起動時における波形図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々図１７における位置検出信号Ｘ、Ｙ、Ｚであり、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は各々図１７における第１フィルタ回路９０、第２フィルタ回路９１、第３フィルタ回路９２の出力である。
【０１８８】
ここで、第１強制出力回路７８から出力を出すことにより各フィルタ回路における出力がこの間にほぼ初期充電の状態に達成する。この状態から低周波同期起動を行うので、各フィルタ回路の出力の安定が非常に早く逆起電圧検出に至るまでに十分に安定した位置検出の信号が得られることとなる。
【０１８９】
ここで、第１強制出力波形は様々な試行錯誤を繰り返し、出力周波数５０Ｈｚで、チョッピングデューティ０.７％（ＰＷＭ制御のパルスのオン比率である）の波形を１５５ｍｓｅｃ間印加することが効果があると判明した。もちろん、このレベルでは周波数が十分に高く、なおかつ電圧（デューティ）が十分低いためブラシレスモータ４３は回転トルクが発生できず、回転はしない。また電圧を非常に小さく設定しているため、入力電力が極端に増大するなどの問題も発生しない。
【０１９０】
この電圧を印加することにより、フィルタ回路におけるコンデンサに起動前に十分な充電をさせることができるため、低周波同期起動における過渡直流成分はその起動回路５７の動作中にほぼゼロにすることができ、安定な起動が得られることになる。
【０１９１】
またこの処理は低周波同期起動の時間が特に長く取れない場合にも、有効であり、例えば圧縮機のように起動後早い時間で高いトルクが発生するような負荷に対しては特に有効な方法である。
【０１９２】
これまでは停止している状態からオンする場合について説明を行ったが、次に電源投入時について説明する。回路が電源を切断された状態で長時間放置されるとフィルタ回路の充電電圧は完全に放電しきっている。この状態においては、フィルタ回路を安定させるためには、強制出力をもっと強力に、長時間行う必要がある。
【０１９３】
次にこの方法について説明する。電源投入判定回路８０が電源投入と判断したときには第２強制出力回路８１の出力を行う。この出力は第１強制出力回路７８よりも電圧の高い状態で出力を印加するのが望ましい。
【０１９４】
ここで、我々は第２強制出力波形について様々な試行錯誤を繰り返し、出力周波数５０Ｈｚで、チョッピングデューティ１０.１％（ＰＷＭ制御のパルスのオン比率である）の波形を１秒以上印加することが効果があると判明した。この時電圧は高いが周波数も高いのでブラシレスモータ４３は回転しない。また入力電力は高いが電源投入時のみの処理であるのでその後のオン／オフの入力増加にはならない。
【０１９５】
このように電源投入時に第１強制出力回路７８よりも電圧の高い波形を第２強制出力回路８１から出力することにより、逆起電圧検出回路５４の位置検出信号が非常に不安定になる現象をなくし、さらに安定した起動が得られることになる。
【０１９６】
また、安定判定回路８２を設けることにより、個体ばらつきまで加味した条件での最適な波形出力の終了について次に説明する。
【０１９７】
フィルタ回路の状態は同じ電源投入時においても異なるものである。例えば同じ回路を用いても、電源切断の時間が短期間のものから長時間のものまで様々である。また回路間の部品のばらつき、モータのばらつきなどによっても異なってくるものである。
【０１９８】
その状態を検出するために、本実施形態においては安定判定回路８２を設けた。この回路の動作について次に説明する。
【０１９９】
安定の判定は強制出力波形１周期（本実施形態の場合は２０ｍｓｅｃ）の間に、逆起電圧検出回路５４の出力（位置検出信号Ｘ、Ｙ、Ｚ）のＥｘ．ＯＲ（イクスクルシブオア）の論理出力のパルス変化が６回あったことを検知すれば安定したことと判定するようにした。
【０２００】
正常時には位置検出信号のＥｘ．ＯＲは３入力の奇数／偶数を判定する回路として動作し、正規の位置検出信号となった場合にはそのパルス変化が６回になることを利用したものである。この時安定していないときは６回未満の変化となっている。
【０２０１】
なお、本実施形態では、このようにパルスの変化回数で安定を判定しているが、この限りではなく、例えばパルス幅を検出し、安定を判定してももちろん変わらないのは明かである。
【０２０２】
また、第２タイマ回路８３を設け、２種類のタイマ時間ｔ２、ｔ３（ｔ２＜ｔ３、例えばｔ２＝１秒、ｔ３＝５秒など）を有しており、時間がｔ２未満の時は判定回路８２の出力によらず第２強制出力回路８１の出力を出し続け、時間がｔ２以上になってはじめて判定回路８２が安定であると判定していればその時に第２強制出力回路８１の出力を停止する。このようにすることにより、短時間での判定回路８２の誤動作による第２強制出力回路８１の出力停止が回避でき適切な終了ができるようになる。
【０２０３】
また、第２タイマ回路の時間がｔ２以上ｔ３未満の時は判定回路８２の出力が安定であると判定した時点で第２強制出力回路８１の出力を停止させる。また、時間がｔ３以上の時は判定回路８２の出力に関わらず第２強制出力回路８１の出力を停止させる。このようにすることにより、判定回路８２が安定と判定できない場合でも速やかに処理を終了することができる。この場合でもフィルタ回路としてはほぼ安定状態にあるので、その後の起動は安定しており脱調することはない。
【０２０４】
以上のように、本実施形態にかかるブラシレスモータの起動装置は、ブラシレスモータ４３が回転しないレベルの電圧、周波数の波形を一定時間出力する第１強制出力回路７８を設け、停止状態から起動する直前に、第１強制出力回路７８からの出力をブラシレスモータ４３に印加することにより、逆起電圧検出回路５４のフィルタ回路の過渡直流成分の影響が少なくなり、起動直後の逆起電圧検出回路５４の出力が安定することにより、負荷トルクが高くなっても脱調しなくなる。
【０２０５】
また、ブラシレスモータ４３が回転しないレベルの電圧、周波数の波形を出力する第２強制出力回路８１と、電源が投入された事を判定する電源投入判定回路８０とを設け、電源投入時と判定された時には第２強制出力回路８１の出力でインバータ５３を動作させブラシレスモータ４３に電圧を印加することにより、特にフィルタ回路が十分に放電されてしまい、位置検出が不安定となり易い電源投入時においても安定した起動ができる。
【０２０６】
また、逆起電圧検出回路５４からの信号から動作が安定したかどうかを判定する判定回路８２を設けることにより、位置検出が不安定となり易い電源投入時における処理を速やかに終了させることができる。
【０２０７】
また、電源投入時から動作を開始する第２タイマ回路８３を設けることにより、位置検出が不安定となり易い電源投入時においてもその処理が判定により終了しない場合でも速やかに、かつ強制的に終了させることができ、更にその後安定した起動ができる。
【０２０８】
なお、本実施形態では往復動式圧縮機を例にして説明を行ったが、これは特に起動時の負荷のかかり方が大きいために本実施形態の説明で用いたが、回転式圧縮機やその他起動時に大きな負荷がかかるものに対して有効な起動装置であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施形態にかかる冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図２】 図１の冷凍サイクル装置の起動シーケンスパターンＡを示す図である。
【図３】 図１の冷凍サイクル装置の起動シーケンスパターンＢを示す図である。
【図４】 図１の冷凍サイクル装置の起動シーケンスパターンＣを示す図である。
【図５】 図１の冷凍サイクル装置の起動シーケンス運転部のフローチャートである。
【図６】 冷凍サイクル装置の変形例の全体構成図である。
【図７】 冷凍サイクル装置の別の変形例の全体構成図である。
【図８】 冷凍サイクル装置の更に別の変形例の全体構成図である。
【図９】 本発明の第二実施形態にかかる冷蔵庫の制御装置の回路図である。
【図１０】 図９の制御装置の動作を示すフローチャートの一部である。
【図１１】 図９の制御装置の動作を示すフローチャートの別の一部である。
【図１２】 （ａ）は、圧縮機の相対効率を示す特性図であり、（ｂ）は、圧縮機の相対冷凍能力を示す特性図である。
【図１３】 同期モータとしての回転数とトルクの特性図である。
【図１４】 給油ポンプによる給油性能の特性図である。
【図１５】 本発明の第三実施形態にかかるブラシレスモータの起動装置のブロック図である。
【図１６】 図１５のブラシレスモータの起動装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】 逆起電圧検出回路の回路図である。
【図１８】 （ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、安定運転時における図１７の逆起電圧検出回路のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧の波形図であり、（ｄ），（ｅ），（ｆ）はそれぞれ、安定運転時における図１７の逆起電圧検出回路に設けられた第１フィルタ回路，第２フィルタ回路，第３フィルタ回路の出力の波形図であり、（ｇ），（ｈ），（ｉ）はそれぞれ、安定運転時における図１７の逆起電圧検出回路に設けられた第２比較回路、第３比較回路、第１比較回路の出力の波形図である。
【図１９】 （ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、起動時における逆起電圧検出回路の出力である位置検出信号Ｘ，Ｙ，Ｚの波形図であり、（ｄ），（ｅ），（ｆ）はそれぞれ、起動時における第１フィルタ回路、第２フィルタ回路、第３フィルタ回路の出力の波形図である。
【図２０】 従来のブラシレスモータの起動方法を示す説明図である。
【符号の説明】
４１ 圧縮機、 ４２ シェル、 ４３ ＤＣモータ、 ４３ａ ロータ、
４３ｂ ステ−タ、 ４４ シャフト、 ４５ ベアリング、
４６ 給油ポンプ、 ４７ ピストン、 ４８ シリンダ、 ４９ 吐出管、
５０ 吸込管、 ５１ 商用電源、 ５２ 整流回路、 ５３ インバータ、
５４ 逆起電圧検出回路、 ５５ ドライブ回路、 ５６ 回転数設定回路、
５７ 起動回路、 ５８ 転流選択回路、 ５９ 電圧選択回路、
６０ 第１タイマ回路、 ６１ ロータ固定回路、
６２ 起動転流パターン記憶回路、 ６３ 起動電圧パターン記憶回路、
６４ 電圧調整回路、 ６５ 上昇速度選択回路、 ６６ 第２タイマ回路、
６７ 上昇速度調整回路、 ６８ 第３タイマ回路、
６９ 回転数選択回路、 ７０ 固定回転数、 ７１ 回転数判定回路。

Claims (11)

1. シェル内部が吸い込みガスとほぼ同じ圧力である圧縮機と、前記圧縮機の圧縮部を動作させるためのＤＣモータと、前記ＤＣモータのステータとロータと、逆起電圧によって駆動されるステータ巻線と、前記ステータ巻線に電気的に接続され前記ステータ巻線による逆起電圧出力から前記ロータの回転位置を検出し信号を出力する逆起電圧検出回路と、冷蔵庫の庫内温度が安定したとき前記ＤＣモータの回転数を商用電源周波数未満の回転数とする回転数信号を出力する回転数設定回路と、前記ＤＣモータに電気的に接続され前記逆起電圧検出回路の出力信号により転流動作を行い前記ＤＣモータを可変速運転させるインバータとを有する冷蔵庫の制御装置。
2. 回転数設定回路により停止から動作状態に変化したときにインバータの所定の相をオンにすると共に一定電圧を出力するように指示するロータ固定回路と、ロータ固定回路の出力を一定時間維持する第１タイマ回路とを有する請求項１記載の冷蔵庫の制御装置。
3. ロータ固定回路により決定する所定の相は、圧縮機の圧縮部が最も起動トルクが少なくなるところとなるようにした請求項２記載の冷蔵庫の制御装置。
4. 第１タイマ回路で設定される一定時間はＤＣモータのロータの振動が完了するまでの時間以上である請求項２記載の冷蔵庫の制御装置。
5. ＤＣモータが短時間で加速を行うための所定の転流パターンを予め記憶する起動転流パターン記憶回路と、ＤＣモータが一定のトルクを出すための所定の電圧パターンを予め記憶する起動電圧パターン記憶回路と、ＤＣモータの起動時には前記起動転流パターン記憶回路からの出力を選択しインバータを転流動作させる転流選択回路と、前記転流パターンに同期してインバータの出力電圧を起動電圧パターン記憶回路の出力に応じて変化させる電圧選択回路と、前記起動転流パターン記憶回路の出力が完了したときに通常の逆起電圧検出回路の出力による転流に切り替える転流選択回路とからなる請求項１記載の冷蔵庫の制御装置。
6. 起動転流パターン記憶回路に記憶されている転流パターンはＤＣモータのロータが少なくとも２回転するまでに完了するパターンである請求項５記載の冷蔵庫の制御装置。
7. ＤＣモータが起動した後インバータの出力電圧を上昇させることにより加速を行う速度を選択する上昇速度選択回路と、起動完了後一定時間動作する第２タイマ回路と、前記第２タイマ回路が動作中は加速の小さな第１の上昇速度を選択し、前記第２タイマ回路が動作完了したあとは加速の大きな第２の上昇速度が選択される請求項１記載の冷蔵庫の制御装置。
8. 前記上昇速度選択回路により選択された上昇速度において、ＤＣモータが商用周波数まで上昇する時間が所定時間以内になるように第２の上昇速度を調整する上昇速度調整回路を設けた請求項７記載の冷蔵庫の制御装置。
9. 所定時間はオイル無給油時間が２倍以内になるように設定された請求項８記載の冷蔵庫の制御装置。
10. ＤＣモータの立ち上がり時に一定時間動作する第３タイマ回路を設け、商用周波数付近の回転数を固定回転数とし、前記第３タイマ回路動作中には回転数設定回路による指令回転数を無視し前記固定回転数をインバータの出力目標とする回転数選択回路を有する請求項１記載の冷蔵庫の制御装置。
11. 回転数設定回路による指令回転数が所定回転数より低いことを判定する回転数判定回路と、前記回転数判定回路が低い回転数であると判定したとき動作する第４タイマ回路とを設け、前記第４タイマ回路が動作完了したとき前記第３タイマ回路の動作を開始するようにした請求項１０記載の冷蔵庫の制御装置。

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