JP4649934B2

JP4649934B2 - ブラシレスｄｃモータの制御装置およびそれを搭載した天井扇風機

Info

Publication number: JP4649934B2
Application number: JP2004291234A
Authority: JP
Inventors: 温元伊藤; 松夫白石
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-04
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2024-10-04
Also published as: JP2006109580A

Description

本発明は、本発明は、天井に取り付けられて室内の空気を循環させる天井扇風機の回転数を正確に一定にして使用されるブラシレスＤＣモータの制御装置に関する。

近年、天井扇風機はそれ単体でまたは照明機器と組み合わせて用いられ、装飾的機能を保ちながら夏場は涼風を発生させるだけでなく、冬場には天井付近に集まる暖気を循環させることにより、冷房効率や暖房効率を高める手段として利用されることが多くなってきている。また、天井扇風機に用いられる電動機は制御性、省エネ性、小型化、軽量化などの目的のために、ブラシレスＤＣモータが用いられることが多くなってきている。

また、天井扇風機の風量は扇風機に比べ弱風であるため、羽根の回転数を強、中、弱に切替えても肌に感じる風量は少なく、羽根の回転速度は低速である。この天井扇風機を一般住宅の他、学校、公共、商業施設などの広い空間に複数設置すると、回転速度が低速であるため、天井扇の羽根を見ると複数の天井扇風機の回転数が同じでないことが目立つなど、人の感性の観点から見る人に不快感を与える傾向がり、回転数の低いところでの回転数の安定性および回転精度を高めることが要求されている。

また、天井扇風機はインテリア的な要素が強いため、比較的目立つところに設置されることが多く、風量を強から弱、弱から強に切替えた場合など目標回転数との回転数が大きくなった時の回転数の制御性の向上が要求されている。

従来、この種の天井扇風機は図２６に示すような構造をしていた。図２６に示すように、天井扇風機本体１０１の下部に照明器１０２が設けられ、本体１０１に電動機１０３および制御部１０４を内蔵し、制御部１０４により電動機１０３を駆動させて電動機１０３に取付けられた羽根１０５を回転させている。

ブラシレスＤＣモータ１０６の回転数を一定する制御方法は図２７に示すものが知られている。以下、その制御方法について図２７および図２８を参照しながら説明する。回転子１０７はＮ極とＳ極の磁石が交互に施され、回転子１０７の位置を検出するために固定子に固定された電気回路基板１の上に実装された３つの位置検出素子であるホールセンサによって、回転子１０７の磁石のＮ極からＳ極、Ｓ極からＮ極へ変化する時のＨ、Ｌの電気的信号を位置検出信号としてマイクロコンピュータ１０８に入力している。マイクロコンピュータ１０８は位置検出信号を回転数検出手段１０９に入力し、複数の位置検出素子から発生する位置検出信号をカウントし一定時間のカウント数によって回転数を検出している。

回転数フィードバック手段１１０は予め定められた目標回転数と回転数検出手段１０９より出力される回転数を比較し、回転数の差に応じて固定子に加わる直流電源１１１の電圧を変更する信号を出力し、回転数が目標回転数に一致するように制御している。

直流電圧変更手段１１２は、回転数フィードバック手段１１０より出力された信号をＰＷＭ変調した信号のデューティを変更してスイッチング手段１１３であるスイッチング素子に出力し、スイッチング素子は直流電源１１１の電圧を実際にＰＷＭ変調して固定子巻線１１４に加え、ブラシレスＤＣモータ１０６の電圧を変更して回転数を変更している。

ここで、図２８に示すように位置検出素子であるホールセンサの電気信号と位置検出信号は１回転に例えば２４個の信号を一定期間例えば１秒間カウントして回転数に換算していた。例えば６０ｒ／ｍｉｎで回転しているブラシレスＤＣモータ１０６は、１秒間に２４カウントしていた。次に、回転数が変動して６２ｒ／ｍｉｎになった場合、同じく１秒間に２４カウントとなり、カウント数に差がなく、差を設けようとすると、カウントする時間を長くしなければならなかった。

特に起動する時や停止する時、回転数の低い時にカウントする時間を延ばす必要があるため正確な回転数が検出できなかった。また、起動から目標回転数に到達する時間や停止するまでの時間は短くすることができなかった。

また、ブラシレスＤＣモータ１０６の回転数を一定する別の制御方法は図２６に示すものが知られている。以下、その制御方法について図２８を参照しながら説明する。回転数検出手段１０９は、複数の位置検出信号の１つが変化してから他の１つか変化するまでの時間間隔を測定する時間間隔測定手段３よって回転数を検出する。

ここで、位置検出素子のホールセンサの電気信号と位置検出信号は、例えば６０ｒ／ｍｉｎで回転しているブラシレスＤＣモータ１０６において、複数の位置検出信号の１つが変化してから他の１つか変化するまでの時間間隔は４１．７ｍｓとなるが、固定子に固定された電気回路基板１の上に実装された３つのホールセンサの製造時における部品の実装する位置や角度のばらつきや、回転子１０７のＮ極とＳ極の着磁のばらつきによって位置検出信号の時間間隔にばらつきが発生し、例えば電気角で５度ずれた場合、位置検出信号の時間間隔は、［数１］より、３８．２３ｍｓとなる。

回転数に換算すると、［数２］より、６５．４４ｒ／ｍｉｎとなり、正確な回転数が検出できなかった。

また、この種のブラシレスＤＣモータ１０６の制御装置の位置検出信号のばらつきを平均化しているのがある。例えば特許文献１参照。

一方、従来のブラシレスＤＣモータ１０６で起動する時や回転数変更により目標回転数が高くなって、回転数が上昇している場合において、運転時は回転数フィードバック手段１１０が回転数の差に応じて固定子に加わる直流電源１１１の電圧を変更する電圧変更信号を出力し、回転数が目標回転数に一致するように制御しているが、起動する時や回転数変更により目標回転数が高くなって、回転数が上昇している場合、時間間隔は著しく変化して目標回転数に近づいて行き、この時の時間間隔のばらつきによる影響は少なく、回転数の差に対応する電圧の変更する割合を調整することによって最速で目標回転数に到達することができる。しかし、回転数が一定で運転している時は上記に述べた様に位置検出信号の時間間隔のばらつきによって回転数が一定にならず変動したり、不安定になることがあった。また風量の変更により目標回転数が低くなった場合も同様であった。

また、位置検出信号の時間間隔のばらつきがない場合でも、回転数フィードバック手段１１０の回転数の差に対する電圧の変更する割合が目標回転数に近い時すなわち回転数を一定で運転している時と、目標回転数が変更されて回転数差が大きい場合とで回転数差に対応する電圧の変更する割合の最適値が異なることが頻繁にあり、目標回転数に回転数が近い時に、目標回転数が変更されて回転数差が大きい時の電圧の変更する割合で制御を行った場合、回転数が一定にならず変動したり不安定となることがあった。また、目標回転数が変更されて回転数差が大きい時に、回転数が目標回転数に近い時の電圧の変更する割合で制御を行った場合、回転数が目標回転数に到達するまでの時間が長くなることがあった。
特開２００１−２３１２８８号公報

このような従来のブラシレスＤＣモータ制御装置では、位置検出素子の製造時の部品実装における位置や角度のばらつきや、回転子の着磁のばらつきによって位置検出信号の時間間隔のばらつきが発生し、正確な回転数が検出できないという課題があり、回転数の精度を高めることが要求されている。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、位置検出手段の製造時の部品実装における位置や角度のばらつきや回転子の着磁のばらつきを吸収でき、正確な回転数を検出して回転数の精度を高めることのできるブラシレスＤＣモータの制御装置を提供することを目的としている。

また、このような従来のブラシレスＤＣモータ制御装置は、回転数を低い回転数から高い回転数まで広範囲に使用されることが多く、特に起動する時や停止する時や回転数の低い時は回転数を検出する時間を延ばす必要があるため正確な回転数が検出できなかった。

また、回転数検出手段や回転数フィードバック手段により回転数を一定に保っていても、ある特定の回転数では回転数が不安定になる場合がある。

これは、回転数検出手段で回転数を確定した後回転数フィードバック手段により固定子巻線の電圧直流電圧を変えるためで、回転数を検出するタイミングと固定子巻線に加える電圧を変更するタイミングに遅れがあるために起きる。特に位置検出信号のばらつきが大きく回転数の低い所では回転数を検出する時間が長くなりその結果回転数をフィードバックする間隔が長くなるため発生しやすいが、他の回転数でも発生することがある。

また、強風量における回転数差１回転あたりのモータ印加電圧の大きさと弱風量における回転数差１回転あたりのモータに加える直流電圧の大きさを比べると弱風量の時の方が回転数差１回転あたりの直流電圧の大きさは小さく、モータに加える直流電圧を少し増加減するだけで、大きく回転数が変動するという特性を有しており、回転数を一定に保つために回転数によって電圧をフィードバックする周期の最適値が異なる。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、通常は位置検出信号毎に回転数を検出して回転数フィードバックをして、特定の回転数によっては回転数フィードバックする回数を少なくし回転数を検出するタイミングと電圧をフィードバックするタイミングを任意に変更することによって低い回転数から高い回転数まで回転数の安定性を高めることができるブラシレスＤＣモータの制御装置を提供することを目的とする。

また、起動する時や停止する時は最速で目標回転数に到達することができるが、最速で起動や停止する様に回転数フィードバックの電圧の変更の割合を調整した場合、回転数が一定で運転している時は回転数が一定にならず変動したり不安定になるという課題があり、起動する時や停止する時は従来のままで、回転数が一定の運転している時は回転数が一定になり安定することが望まれている。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、回転数が一定で運転している時は回転数が一定にすることができ、起動する時や停止する時は最速で目標回転数に到達し、回転数が一定で運転している時は回転数が一定で安定することができるブラシレスＤＣモータの制御装置を提供することを目的としている。

また、目標回転数で一定の回転数に保つためには、位置検出信号の時間間隔を正確に検出して回転数を得なければならないという課題があり、位置検出信号の時間間隔を正確に検出することが望まれている。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、位置検出信号の時間間隔を正確に検出し、目標回転数を高い精度で検出することができるブラシレスＤＣモータの制御装置を提供することを目的としている。

また、天井扇風機を低い回転数で一定回転数に保たなければならないという課題があり、位置検出素子の製造時の部品実装における位置や角度のばらつきや、回転子の着磁のばらつきを吸収でき、目標回転数に対する回転数差が生じた時の制御性や目標回転数での回転数に対する安定性を向上することができるブラシレスモータの制御装置を搭載した天井扇風機を提供することを目的としている。

本発明のブラシレスＤＣのモータ制御装置は上記目的を達成するために、表面にＮ極とＳ極の磁石が交互に施された回転子と、固定子巻線と、前記回転子の位置検出信号に応じて固定子巻き線の通電を行うブラシレスＤＣモータと、電気回路基板に実装し、前記回転子の磁石の極性の変化を検知して前記位置検出信号を発信する複数の位置検出素子と、前記位置検出信号の１つが変化し次の１つが変化する毎に時間間隔測定手段によって時間間隔を記憶するとともに前記時間間隔から第１の回転数を求め、時間間隔平均手段によって記憶された前記時間間隔の機械角で１回転分の時間間隔から第２の回転数を求める回転数検出手段と、回転数にしきい値とを設け、前記第１の回転数が前記しきい値に対して目標値側にある場合に予め定められた目標回転数と前記第２の回転数を比較して回転数の差に応じて前記固定子巻線に加わる直流電圧を変更させる電圧を求める回転数フィードバック手段とを備えたものである。

これにより、位置検出手段の製造時の部品実装における位置や角度のばらつきや回転子の着磁のばらつきを吸収でき、正確な回転数を検出して回転数の精度を高めることができるブラシレスＤＣモータの制御装置が得られる。

また他の手段は、回転数検出手段は複数の位置検出素子から発生する位置検出信号毎に１回転の期間の時間間隔の平均値を求め、前記時間間隔の平均値により回転数を検出し、回転数フィードバック手段は回転数検出手段より出力される回転数と予め目標回転数毎に定められた固定子巻線に加わる直流電圧を変更する周期に基づいて固定子巻線に加わる直流電圧を変更するかしないかを判断する出力判断手段を備えたものである。

これにより、位置検出信号毎に回転数を検出して回転数フィードバックをして、特定の回転数によっては回転数フィードバックする回数を少なくし回転数を検出するタイミングと電圧をフィードバックするタイミングを任意に変更することによって低い回転数から高い回転数まで回転数の安定性を高めることができるブラシレスＤＣモータの制御装置が得られる。

また他の手段は、回転数フィードバック手段は目標回転数より低い回転数に第１のしきい値と第１のしきい値より低い第２のしきい値を設け、回転数が上昇している場合、第１のしきい値より回転数が低い時は時間間隔測定手段から得られた回転数を選択し、回転数が高い時は時間間隔平均手段から得られた回転数を選択し、回転数が下降している場合、第２のしきい値より回転数が低い時は時間間隔測定手段から得た回転数を選択し、回転数が高いときは時間間隔平均手段から得た回転数を選択する回転数選択手段と時間間隔測定手段を選択している時と時間間隔平均手段を選択している時で回転数の差に対する固定子に加わる直流電圧の変更の割合を変えるゲイン変更手段を備えたものである。

これにより、起動する時、または目標回転数が高くなり、目標回転数との差が大きくなった時は最速で目標回転数に到達し、回転数が一定で運転している時は回転数が一定で安定することができるブラシレスＤＣモータの制御装置が得られる。

また他の手段は、回転数フィードバック手段は目標回転数より高い回転数に第１のしきい値と第１のしきい値より高い第２のしきい値を設け、回転数が降下している場合、第１のしきい値より回転数が高い時は時間間隔測定手段から得られた回転数を選択し、回転数が低い時は時間間隔平均手段から得られた回転数を選択し、回転数が上昇している場合、第２のしきい値より回転数が低い時は時間間隔平均手段から得た回転数を選択し、回転数が高いときは時間間隔測定手段から得た回転数を選択する回転数選択手段と時間間隔測定手段を選択している時と時間間隔平均手段を選択している時で回転数の差に対する固定子に加わる直流電圧の変更の割合を変えるゲイン変更手段を備えたものである。

これにより、停止する時、または目標回転数が低くなり、目標回転数との差が大きくなった時は最速で目標回転数に到達し、回転数が一定で運転している時は回転数が一定で安定することができるブラシレスＤＣモータの制御装置が得られる。

また他の手段は、ブラシレスＤＣモータの制御装置を搭載した天井扇風機としたものである。

これにより、位置検出素子の製造時の部品実装における位置や角度のばらつきや、回転子の着磁のばらつきを吸収でき、目標回転数に対する回転数差が生じた時の制御性や目標回転数での回転数に対する安定性を向上することができるブラシレスモータの制御装置を搭載した天井扇風機が得られる。

本発明によれば、位置検出手段の製造時の部品実装における位置や角度のばらつきや回転子の着磁のばらつきを吸収でき、正確な回転数を検出して回転数の精度を高めることができる効果のあるブラシレスＤＣモータの制御装置が提供できる。

また、位置検出信号毎に回転数を検出して回転数フィードバックをして、特定の回転数によっては回転数フィードバックする回数を少なくし回転数を検出するタイミングと電圧をフィードバックするタイミングを任意に変更することによって低い回転数から高い回転数まで回転数の安定性を高めることができる効果のあるブラシレスＤＣモータの制御装置を提供できる。

また、起動する時、または目標回転数が高くなり、目標回転数との差が大きくなった時は最速で目標回転数に到達し、回転数が一定で運転している時は回転数が一定で安定することができる効果のあるブラシレスＤＣモータの制御装置を提供できる。

また、停止する時、または目標回転数が低くなり、目標回転数との差が大きくなった時は最速で目標回転数に到達し、回転数が一定で運転している時は回転数が一定で安定することができる効果のあるブラシレスＤＣモータの制御装置を提供できる。

また、位置検出信号の時間間隔を正確に検出し目標回転数の精度を高めることができる効果のあるブラシレスＤＣモータの制御装置を提供できる。

また、位置検出素子の製造時の部品実装における位置や角度のばらつきや、回転子の着磁のばらつきを吸収でき、目標回転数に対する回転数差が生じた時の制御性や目標回転数での回転数に対する安定性を向上することができるブラシレスモータの制御装置を搭載した天井扇風機を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、表面にＮ極とＳ極の磁石が交互に施された回転子と、固定子巻線と、前記回転子の位置検出信号に応じて固定子巻き線の通電を行うブラシレスＤＣモータと、電気回路基板に実装し、前記回転子の磁石の極性の変化を検知して前記位置検出信号を発信する複数の位置検出素子と、前記位置検出信号の１つが変化し次の１つが変化する毎に時間間隔測定手段によって時間間隔を記憶するとともに前記時間間隔から第１の回転数を求め、時間間隔平均手段によって記憶された前記時間間隔の機械角で１回転分の時間間隔から第２の回転数を求める回転数検出手段と、回転数にしきい値とを設け、前記第１の回転数が前記しきい値に対して目標値側にある場合に予め定められた目標回転数と前記第２の回転数を比較して回転数の差に応じて前記固定子巻線に加わる直流電圧を変更させる電圧を求める回転数フィードバック手段とを備えたものであり、目標回転数としきい値の間に前記第１の回転数がある場合に、ブラシレスＤＣモータの機械角で１回転の期間の時間間隔を測定し、１回転の期間の時間間隔の平均値で回転数を検出することにより、回転数の精度を高めることができる。

また、本発明の請求項２記載の発明は、回転数検出手段は複数の位置検出素子から発生する位置検出信号毎に１回転の期間の時間間隔の平均値を求め、前記時間間隔の平均値により回転数を検出し、回転数フィードバック手段は前記回転数検出手段より出力される回転数と固定子巻線に加わる直流電圧を変更する出力判断手段を備えたものであり、前記出力判断手段は、前記位置検出信号毎に固定子巻線に加わる直流電圧を変更することにより、低い回転数から高い回転数まで回転数の安定性を高めることができる。

また、本発明の請求項３記載の発明は、回転数検出手段は複数の位置検出素子から発生する位置検出信号毎に１回転の期間の時間間隔の平均値を求め、前記時間間隔の平均値により回転数を検出し、回転数フィードバック手段は前記回転数検出手段より出力される回転数と定められた固定子巻線に加わる直流電圧を変更する周期に基づいて固定子巻線に加わる直流電圧を変更する出力判断手段を備えたものであり、前記出力判断手段は、前記位置検出信号毎に固定子巻線に加わる直流電圧を変更する周期であるかを判断し、変更する周期であれば直流電圧を変更し、変更する周期でなければ、直流電圧を変更しないことにより、電圧をフィードバックするタイミングを変更することによって低い回転数から高い回転数まで回転数の安定性を高めることができる。

また、本発明の請求項４記載の発明は、回転数検出手段は複数の位置検出素子から発生する位置検出信号毎に１回転の期間の時間間隔の平均値を求め、前記時間間隔の平均値により回転数を検出し、回転数フィードバック手段は前記回転数検出手段より出力される回転数と予め目標回転数毎に定められた固定子巻線に加わる直流電圧を変更する周期に基づいて固定子巻線に加わる直流電圧を変更する出力判断手段を備えたものであり、前記出力判断手段は、前記位置検出信号毎に固定子巻線に加わる直流電圧を変更する周期であるかを判断し、変更する周期であれば直流電圧を変更し、変更する周期でなければ、直流電圧を変更しないということにより、電圧をフィードバックするタイミングを任意に変更することによって低い回転数から高い回転数まで回転数の安定性を高めることができる。

また、本発明の請求項５記載の発明は、目標回転数に対して低い回転数から近づける場合、回転数フィードバック手段は目標回転数より低い回転数にしきい値設け、第１の回転数が前記しきい値より低い時は前記第１の回転数を選択し、第１の回転数が前記しきい値より高い時は第２の回転数を選択する回転数選択手段と、前記第１の回転数を選択した時と前記第２の回転数を選択した時で固定子に加わる直流電圧の変更の割合を変えるゲイン変更手段を備えたものであり、前記しきい値に対して第１の回転数が低い場合と、前記しきい値に対して第１の回転数が高い場合とで選択する回転数と固定子に加わる直流電圧の変更の割合を切り替えることにより、起動する時、または目標回転数が高くなり、第１の回転数がしきい値より低く、目標回転数との差が大きくなった時は最速で目標回転数に到達し、回転数が一定で運転している時は回転数が一定で安定することができる。

また、本発明の請求項６記載の発明は、目標回転数に対して低い回転数から近づける場合、回転数フィードバック手段は目標回転数より低い回転数に第１のしきい値とこの第１のしきい値より低い第２のしきい値を設け、回転数が上昇している場合、前記第１のしきい値より第１の回転数が低い時は前記第１の回転数を選択し、前記第１のしきい値より第１の回転数が高い時は第２の回転数を選択し、回転数が下降している場合、前記第２のしきい値より第１の回転数が高い時は第２の回転数を選択し、前記第２のしきい値より第１の回転数が低いときは前記第１の回転数を選択する回転数選択手段と、前記第１の回転数を選択した時と前記第２の回転数を選択した時で固定子に加わる直流電圧の変更の割合を変えるゲイン変更手段を備えたものであり、回転数の上昇と下降の前記第１のしきい値と前記第２のしきい値に差を設けると共にこれら前記しきい値に対して前記第１の回転数が低い場合と、前記第１のしきい値と前記第２のしきい値に対して前記第１の回転数が高い場合とで選択する回転数と固定子に加わる直流電圧の変更の割合を切り替えることにより、起動する時、または目標回転数が高くなり、第１の回転数が第１のしきい値より低く、目標回転数との差が大きくなった時は最速で目標回転数に到達し、回転数が一定で運転している時は回転数が一定で安定することができる。

また、本発明の請求項７記載の発明は、目標回転数に対して高い回転数から近づける場合、回転数フィードバック手段は目標回転数より高い回転数にしきい値を設け、前記第１の回転数が前記しきい値より高い時は前記第１の回転数を選択し、前記第１の回転数が前記しきい値より低い時は前記第２の回転数を選択する回転数選択手段と、前記第１の回転数を選択した時と前記第２の回転数を選択した時で固定子に加わる直流電圧の変更の割合を変えるゲイン変更手段を備えたものであり、前記しきい値に対して前記第１の回転数が高い場合と、前記しきい値に対して前記第１の回転数が低い場合とで選択する回転数と固定子に加わる直流電圧の変更の割合を切り替えることにより、停止する時、または目標回転数が低くなり、第１の回転数がしきい値より高く、目標回転数との差が大きくなった時は最速で目標回転数に到達し、回転数が一定で運転している時は回転数が一定で安定することができる。

また、本発明の請求項８記載の発明は、目標回転数に対して高い回転数から近づける場合、回転数フィードバック手段は目標回転数より高い回転数に第１のしきい値とこの第１のしきい値より高い第２のしきい値を設け、回転数が降下している場合、前記第１のしきい値より前記第１の回転数が高い時は前記第１の回転数を選択し、前記第１のしきい値より前記第１の回転数が低い時は第２の回転数を選択し、回転数が上昇している場合、前記第２のしきい値より前記第１の回転数が低い時は前記第２の回転数を選択し、前記第２のしきい値より前記第１の回転数が高いときは前記第１の回転数を選択する回転数選択手段と、前記第１の回転を選択した時と前記第２の回転数を選択した時で固定子に加わる直流電圧の変更の割合を変えるゲイン変更手段を備え、回転数の上昇と下降の前記第１のしきい値と前記第２のしきい値に差を設けると共に前記しきい値に対して前記第１の回転数が高い場合と、前記第１のしきい値と前記第２のしきい値に対して前記第１の回転数が低い場合とで選択する回転数と固定子に加わる直流電圧の変更の割合を切り替えることにより、停止する時、または目標回転数が低くなり、第１の回転数が第１のしきい値より高く、目標回転数との差が大きくなった時は最速で目標回転数に到達し、回転数が一定で運転している時は回転数が一定で安定することができる。

また、本発明の請求項９記載の発明は、ブラシレスＤＣモータの制御装置を備えた天井扇風機である。

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。

（実施の形態１）
図１に示すように、ブラシレスＤＣモータ１０６は、固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗと表面にＮ極とＳ極の永久磁石が交互に８極に施された回転子１０７と電気回路基板１に実装された３つの位置検出素子２ａ、２ｂ、２ｃ（例えばホールセンサ）から構成さている。

位置検出素子２ａ、２ｂ、２ｃは回転子１０７の磁石のＮ極からＳ極、Ｓ極からＮ極へ変化する時の磁極の変化をＨ，Ｌの電気信号に変換し、位置検出信号としてマイクロコンピュータ１０８の回転数検出手段１０９に入力している。

回転数検出手段１０９は入力された位置検出信号からブラシレスＤＣモータ１０６の回転数を検出しており、位置検出信号は時間間隔測定手段３に入力され、位置検出信号の１つの信号が変化してから他の１つの信号が変化するまでの時間間隔を測定して回転子１０７の機械角の１回転分すなわち１２個の時間間隔をマイクロコンピュータ１０８に保存している。

時間間隔平均手段４は、時間間隔測定手段３が保存した１２個の時間間隔の平均値を求める。

回転数フィードバック手段１１０は予め定められた目標回転数と回転数検出手段１０９より検出される回転数を比較し回転数の差に応じて固定子巻線に加わる直流電圧を変更させる信号を直流電圧変更手段１１２に出力する。

直流電圧変更手段１１２は回転数フィードバック手段１１０より出力された固定子巻線に加わる直流電圧を変更させる信号に基づいてＰＷＭ変調し、駆動信号発生手段５に出力する。図による詳細な説明は省略するが、直流電圧変更手段１１２は三角波信号発生器とコンパレータにより構成され、回転数フィードバック手段１１０より出力される信号を基準値として、三角波発生器から出力される信号との大小をコンパレータにより比較し、三角波信号の周期に基づいたＨ，ＬのＰＷＭ信号とするものである。

駆動信号発生手段５は３つの位置検出素子の位置検出信号の変化を捕らえ、その時の位置検出信号の状態に応じて固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗにそれぞれ所定の方向と順序で順次通電すると共に直流電圧変更手段１１２から出力されたＰＷＭ変調された信号に基づいて固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに加わる直流電圧を変更する信号をドライブ手段６に出力する。

回転数検出手段１０９と回転数フィードバック手段１１０と直流電圧変更手段１１２と駆動信号発生手段５はマイクロコンピュータ１０８に内蔵されている。

ドライブ手段６はマイクロコンピュータ１０８に内蔵されている駆動信号発生手段５より出力された信号に基づきスイッチング手段１１３のスイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦする信号に変換する。

スイッチング手段１１３は直流電源１１１に接続され、６個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６と還流ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６からなり、固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに所定のタイミングで順次通電を行うとともに、直流電源１１１の直流電圧を変更して固定子巻線１１４Ｕ，Ｖ，Ｗに加え、ブラシレスＤＣモータ１０６を回転させる。

具体的には、図２に示すように位置検出素子２ａ、２ｂ、２ｃは回転子１０７の磁石の磁極の変化をＨ，Ｌの電気信号に変換し、位置検出信号（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）を得る。位置検出信号の組合せに対応するスイッチング手段１１３のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のＨ，Ｌの組合せによってブラシレスＤＣモータ１０６を回転させる。

そして、図３は機械角で１回転分の位置検出信号波形を示したものであり、図３に示すように位置検出信号は固定子に固定された電気回路基板１の上に実装された３つの位置検出素子の製造時における部品の実装する位置のばらつきや、回転子１０７のＮ極とＳ極の着磁のばらつきによって位置検出信号の時間間隔にばらつきが発生し、時間間隔は等間隔ではなくなる。この時間間隔のばらつきは１回転毎の周期で繰り返し発生する。

時間間隔測定手段３は図４に示すフローチャートに基づいて制御処理動作を行い、ステップＳ１からステップＳ２を説明する。３つの位置検出素子の位置検出信号の１つが変化し次の１つが変化する毎に時間間隔ｔを測定する。例えば位置検出信号の１つが変化し次の１つが変化した時点の時間間隔ｔを時間間隔ｔ１としマイクロコンピュータ１０８に保存する。以降機械角の１回転すなわち１２個分の時間間隔を時間間隔ｔ２，ｔ３，ｔ４,・・・ｔ１２として同様に記憶する。

時間間隔平均手段４は、図５に示すフローチャートに基づいて制御処理動作を行い、ステップＳ３からステップＳ４を説明する。時間間隔測定手段３により記憶された１２個の時間間隔から時間間隔の平均値Ｔを［数３］より求める。

回転数検出手段１０９は、図６に示すフローチャートに基づいて制御処理動作を行い、ステップＳ５からステップＳ６を説明する。時間間隔平均手段４により出力される平均値Ｔを用いて、回転数ＮＴを［数４］により求める。

回転数フィードバック手段１１０は図７に示すフローチャートに基づいて制御処理を行い、ステップＳ７からＳ１０を説明する。図８は目標回転数との回転数差を示したものであり、予め定められた目標回転数Ｎｍと回転数検出手段１０９の時間間隔平均手段４より検出される回転数ＮＴを比較し、［数５］により回転数の差Ｎｄを求める（ステップＳ７）。

予め定められた回転数の差Ｎｄに対応する電圧の変更する割合をゲインＡ、固定子巻線に加わっている直流電圧をＶとすると、回転数の差Ｎｄに対する直流電圧を変更する電圧Ｖｄは、［数６］により求める（ステップＳ８およびステップＳ９）。

目標回転数Ｎｍに対し、回転数の差Ｎｄが大きくなるほど、直流電圧を変更する電圧Ｖｄは大きくなる。従って、目標回転数Ｎｍに対して回転数ＮＴが低くなり回転数の差Ｎｄが大きくなると、固定子巻線に加わっている直流電圧に対して変更する電圧Ｖｄ分だけ増加させることにより、目標回転数Ｎｍに近づけるように回転数の制御を行う。また、目標回転数Ｎｍに対して回転数ＮＴが高くなり回転数の差Ｎｄが大きくなると、固定子巻線に加わっている直流電圧に対して変更する電圧Ｖｄ分だけ減少させることにより、目標回転数Ｎｍに近づけるように回転数の制御を行う（ステップＳ１０）。

例えば、目標回転数は６０ｒ／ｍｉｎ、回転数の差が５ｒ／ｍｉｎに対応する電圧の変更する割合が０．１に設定されている時、１回転分の時間間隔すなわち１２個の時間間隔が９２３．１ｍｓの時、［数３］より時間間隔の平均値Ｔは３８．４６ｍｓとなる。回転数ＮＴは［数４］より６５ｒ／ｍｉｎとなり、目標回転数との回転数の差は［数５］より、５ｒ／ｍｉｎとなる。回転数の差Ｎｄに対する直流電圧を変更する電圧Ｖｄは［数６］より０．５Ｖとなり、固定子巻線に加わっている直流電圧に対して０．５Ｖ減少させて、目標回転数で一定回転になるように制御を行う。

なお、実施の形態１では回転数の差が５ｒ／ｍｉｎに対応する電圧の変更する割合を０．１としたが、実際には回転数の差に対する電圧の変更する割合の最適値を設定すれば良い。

（実施の形態２）
図９において実施の形態１と同一部分については同一番号を符し、詳細な説明は省略する。

図１０は、平均化する１回転分の時間間隔を示したものである。図１０に示すように回転数検出手段１０９は、３つの位置検出素子の位置検出信号の１つが変化し次の１つが変化する毎に、時間間隔ｔを時間間隔平均手段４よって記憶された機械角で１回転すなわち１２個分の時間間隔（時間間隔ｔ１〜ｔ１２）から［数３］および［数４］により時間間隔の平均値Ｔおよび回転数ＮＴを求めるものである。

また、図７に示すように回転数フィードバック手段１１０は、３つの位置検出素子の位置検出信号の１つが変化し次の１つが変化する毎に、目標回転数Ｎｍと回転数ＮＴを比較し回転数の差Ｎｄに応じて固定子巻線に加わる直流電圧を変更させる電圧Ｖｄを［数５］および［数６］により求める。

出力判断手段７は図１１に示すフローチャートに基づいて制御処理動作を行い、ステップＳ１１からステップＳ１２を説明する。

３つの位置検出素子２ａ、２ｂ、２ｃの位置検出信号の１つが変化している時、固定子巻線に加わっている直流電圧１１１に対して変更する電圧Ｖｄ分だけ変更する。３つの位置検出素子２ａ、２ｂ、２ｃの位置検出信号に変化がない時は固定子巻線１１４に加わる直流電圧１１１は変更しない。

例えば、目標回転数は６０ｒ／ｍｉｎ、回転数の差が５ｒ／ｍｉｎに対応する電圧の変更する割合が０．１に設定されている時、１回転分の時間間隔すなわち１２個の時間間隔が９２３．１ｍｓの時、［数３］より時間間隔の平均値Ｔは３８．４６ｍｓとなる。回転数ＮＴは［数４］より６５ｒ／ｍｉｎとなり、目標回転数との回転数の差は［数５］より、５ｒ／ｍｉｎとなる。回転数の差Ｎｄに対する直流電圧を変更する電圧Ｖｄは［数６］より０．５Ｖとなる。この時、３つの位置検出素子２ａ、２ｂ、２ｃの位置検出信号の１つが変化している時、固定子巻線に加わっている直流電圧１１１に対して変更する電圧０．５Ｖを減少させ、３つの位置検出素子２ａ、２ｂ、２ｃの位置検出信号に変化がない時は固定子巻線１１４に加わる直流電圧１１１は変更しない。

固定子巻線１１４に加わっている直流電圧に対して０．５Ｖ減少させる。

なお、実施の形態２では回転数の差が５ｒ／ｍｉｎに対応する電圧の変更する割合を０．１としたが、実際には回転数の差に対する電圧の変更する割合の最適値を設定すれば良い。このように、位置検出素子から発生する位置検出信号毎に固定子巻線１１４に加わる直流電圧１１１を変更することにより、目標回転数Ｎｍに近づけるように回転数制御を行う。

（実施の形態３）
図１２において実施の形態１あるいは２と同一部分については同一番号を符し、詳細な説明は省略する。

また、図７に示すように回転数フィードバック手段１１０は、３つの位置検出素子の位置検出信号の１つが変化し次の１つが変化する毎に、予め定められた固定子巻線に加わる直流電圧を変更する周期と比較し、直流電圧を変更する周期の時、目標回転数Ｎｍと回転数ＮＴを比較し回転数の差Ｎｄに応じて固定子巻線１１４に加わる直流電圧１１１を変更させる電圧Ｖｄを［数５］および［数６］により求める。

出力判断手段７は図１３に示すフローチャートに基づいて制御処理動作を行い、ステップＳ１３からステップＳ１７を説明する。

直流電圧を変更するタイマが停止かつ直流電圧を変更するタイマがタイムアップしていない時、予め定められた固定子巻線に加わる直流電圧を変更する周期を取得し（ステップＳ１５）、直流電圧を変更する周期に基づいた直流電圧１１１を変更する周期タイマをスタートさせる（ステップＳ１６）。直流電圧を変更するタイマがタイムアップしている時（直流電圧を変更する周期の時）、固定子巻線に加わっている直流電圧１１１に対して変更する電圧Ｖｄ分だけ変更する（ステップＳ１７）。直流電圧を変更するタイマが停止していない時（直流電圧を変更する周期が経過していない時）、直流電圧１１１は変更しない。

例えば、固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更する周期を１６．６ｍｓ、目標回転数は６０ｒ／ｍｉｎ、回転数の差が５ｒ／ｍｉｎに対応する電圧の変更する割合が０．１に設定されている時、１回転分の時間間隔すなわち１２個の時間間隔が９２３．１ｍｓの時、［数３］より時間間隔の平均値Ｔは３８．４６ｍｓとなる。回転数ＮＴは［数４］より６５ｒ／ｍｉｎとなり、目標回転数との回転数の差は［数５］より、５ｒ／ｍｉｎとなる。回転数の差Ｎｄに対する直流電圧を変更する電圧Ｖｄは［数６］より０．５Ｖとなる。この時、固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更する周期が経過していなければ、直流電圧を変更し、固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更する周期がまだ経過していなければ、直流電圧１１１は変更しない。

なお、実施の形態３では固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更する周期を１６．６ｍｓ、回転数の差が５ｒ／ｍｉｎに対応する電圧の変更する割合を０．１としたが、実際には固定子巻線１１４に加わる直流電圧１１１を変更する周期および回転数の差に対する電圧の変更する割合の最適値を設定すれば良い。

このように、固定子巻線１１４に加わる直流電圧１１１を目標回転数毎に予め定められた固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更する周期に基づいて直流電圧を変更し、目標回転数Ｎｍに近づけるように回転数制御を行う。

（実施の形態４）
図１２においてにおいて実施の形態１乃至３のいずれかと同一部分については同一番号を符し、詳細な説明は省略する。

また、図７に示すように回転数フィードバック手段１１０は、３つの位置検出素子２ａ、２ｂ、２ｃの位置検出信号の１つが変化し次の１つが変化する毎に、目標回転数毎に予め定められた固定子巻線１１４に加わる直流電圧１１１を変更する周期と比較し、直流電圧１１１を変更する周期の時、目標回転数Ｎｍと回転数ＮＴを比較し回転数の差Ｎｄに応じて固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更させる電圧Ｖｄを［数５］および［数６］により求める。

直流電圧を変更するタイマが停止かつ直流電圧を変更するタイマがタイムアップしていない時、目標回転数毎に予め定められた直流電圧を変更する周期を取得し（ステップＳ１５）、直流電圧を変更する周期に基づいた直流電圧１１１を変更する周期タイマをスタートさせる（ステップＳ１６）。直流電圧を変更するタイマがタイムアップしている時（直流電圧を変更する周期の時）、固定子巻線に加わっている直流電圧１１１に対して変更する電圧Ｖｄ分だけ変更する（ステップＳ１７）。直流電圧を変更するタイマが停止していない時（直流電圧を変更する周期が経過していない時）、直流電圧１１１は変更しない。

例えば、目標回転数は６０ｒ／ｍｉｎ、目標回転数６０ｒ／ｍｉｎにおける固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更する周期を１６．６ｍｓ、回転数の差に対応する電圧の変更する割合が０．１に設定されている時、１回転分の時間間隔すなわち１２個の時間間隔が９２３．１ｍｓの時、［数３］より時間間隔の平均値Ｔは３８．４６ｍｓとなる。回転数ＮＴは［数４］より６５ｒ／ｍｉｎとなり、目標回転数との回転数の差は［数５］より、５ｒ／ｍｉｎとなる。回転数の差Ｎｄに対する直流電圧を変更する電圧Ｖｄは［数６］より０．５Ｖとなる。この時、固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更する周期が経過していなければ、直流電圧を変更し、固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更する周期がまだ経過していなければ、直流電圧は変更しない。

なお、実施の形態４では、目標回転数６０ｒ／ｍｉｎにおける固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更する周期を１６．６ｍｓ、回転数の差が５ｒ／ｍｉｎに対応する電圧の変更する割合を０．１としたが、実際には固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更する周期および回転数の差に対する電圧の変更する割合の最適値を設定すれば良い。

このように、固定子巻線１１４に加わる直流電圧を目標回転数毎に予め定められた固定子巻線１１４に加わる直流電圧を変更する周期に基づいて直流電圧を変更し、目標回転数Ｎｍに近づけるように回転数制御を行う。

（実施の形態５）
図１４において実施の形態１、４または６と同一部分については同一番号を符し、詳細な説明は省略する。

図１５に示すように回転数フィードバック手段１１０の回転数比較手段８は目標回転数Ｎｍより低い回転数しきい値Ｎｋを設ける。また、時間間隔測定手段３より得られた時間間隔間隔ｔに対応する回転数Ｎｔは［数７］で計算される。

図１６に示すフローチャートに基づいて制御処理動作ステップＳ１８からステップＳ２０を説明する。

回転数選択手段９は、しきい値Ｎｋと回転数Ｎｔと比較し、Ｎｔ＜Ｎｋの時はＮｔを選択し、Ｎｔ≧Ｎｋの時はＮＴを選択し、回転数が目標回転数Ｎｍから離れている時はＮｔを選択し、回転数が目標回転数Ｎｍに近づいてきた時はＮＴを選択するようにしている。

次に、起動する時や回転数変更により目標回転数が高くなって、最速で回転数が上昇している時の回転数フィードバック手段１１０の最適な固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合ゲインＡＫｔを求める。また、目標回転数Ｎｍに近づいて回転数を一定で制御している時の最適な固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合ゲインＡＫＴを求める。

図１７に示すフローチャートに基づいて制御処理動作ステップＳ２１からステップＳ２３を説明する。回転数フィードバック手段１１０のゲイン変更手段１０は回転数Ｎｔが選択されている時ゲインＡＫｔを選択し、回転数ＮＴが選択されている時ゲインＡＫＴを選択するようにする。

上記構成において、起動する時や回転数変更により目標回転数Ｎｍが高くなって、回転数Ｎｔが上昇している場合、回転数はＮｔ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋｔを選択し、運転時の目標回転数Ｎｍに近づいて来た場合、回転数はＮＴ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋＴを選択するとになる。

例えば、目標回転数が６０ｒ／ｍｉｎ、しきい値Ｎｋが５５ｒ／ｍｉｎ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインＡｋｔおよびＡｋＴはそれぞれ、０．５、０．１に設定されている。

回転数が上昇し、回転数Ｎｔが５３ｒ／ｍｉｎから５７ｒ／ｍｉｎになった時は、Ｎｔ≧Ｎｋが成立し、回転数はＮＴを選択し、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋＴを選択する。また、回転数が下降し、回転数Ｎｔが５７ｒ／ｍｉｎから５３ｒ／ｍｉｎになった時、Ｎｔ＜Ｎｋが成立し、回転数はＮｔを選択し、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋｔを選択する。

なお、実施の形態５では、目標回転数が６０ｒ／ｍｉｎ、しきい値Ｎｋが５５ｒ／ｍｉｎ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインＡｋｔおよびＡｋＴはそれぞれ、０．５、０．１としたが、実際には各数値における最適値を設定すれば良い。

（実施の形態６）
図１４において実施の形態１、４または６と同一部分については同一番号を符し、詳細な説明は省略する。

図１８に示すように回転数フィードバック手段１１０の回転数比較手段８は目標回転数Ｎｍより低い回転数に第１のしきい値Ｎｋ１と第２のしきい値Ｎｋ２を設ける。また、時間間隔測定手段３より得られた時間間隔間隔ｔに対応する回転数Ｎｔは［数７］で計算される。

図１９に示すフローチャートに基づいて制御処理動作ステップＳ２２からステップＳ２６を説明する。回転数選択手段９は、第１のしきい値Ｎｋ１および第２のしきい値Ｎｋ２と回転数Ｎｔおよび回転数ＮＴと比較し、Ｎｔ＜Ｎｋ２の回転が低い時はＮｔを選択し、Ｎｋ１＞Ｎｔ≧Ｎｋ２またはＮｋ１＞ＮＴ≧Ｎｋ２の回転数が中間の時は、前回Ｎｔを選択した時は回転数が上昇しているとしてＮｔを選択し、前回ＮＴを選択した時は回転数が降下しているとしてＮＴを選択し、ＮＴ≧Ｎｋ１の回転数が目標回転数Ｎｍに近づいてきた時はＮＴを選択するようにしている。

上記構成において、起動する時や回転数変更により目標回転数Ｎｍが高くなって、回転数Ｎｔが上昇している場合、回転数はＮｔ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋｔを選択し、運転時の目標回転数Ｎｍに近づいて来た場合、回転数はＮＴ、電圧決定手段のゲインはＡｋＴを選択するとになる。また、Ｎｋ１＞Ｎｔ≧Ｎｋ２またはＮｋ１＞ＮＴ≧Ｎｋ２の回転数が中間の時は、前回の回転数ＮｔまたはＮＴを選択するので、回転数Ｎｔと回転数ＮＴ切り替える際にヒステリシスを設けることになる。

例えば、目標回転数が６０ｒ／ｍｉｎ、しきい値Ｎｋ１が５５ｒ／ｍｉｎ、しきい値Ｎｋ２が４０ｒ／ｍｉｎ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインＡｋｔおよびＡｋＴはそれぞれ、０．５、０．１に設定されている。

回転数が上昇し、回転数Ｎｔが３５ｒ／ｍｉｎから５７ｒ／ｍｉｎになった時は、ＮＴ≧Ｎｋ１が成立し、回転数はＮＴを選択し、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋＴを選択する。この後、回転数が下降し、回転数ＮＴが５７ｒ／ｍｉｎから５３ｒ／ｍｉｎになった時、Ｎｋ１＞ＮＴ≧Ｎｋ２が成立し、回転数はＮＴを選択し、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋＴを選択する。この後、回転数ＮＴが５３ｒ／ｍｉｎから３５ｒ／ｍｉｎになった時、ＮＴ＜Ｎｋ２が成立し、回転数はＮｔを選択し、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋｔを選択する。

なお、実施の形態６では、目標回転数が６０ｒ／ｍｉｎ、しきい値Ｎｋ１が５７ｒ／ｍｉｎ、しきい値Ｎｋ２が４０ｒ／ｍｉｎ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインＡｋｔおよびＡｋＴはそれぞれ、０．５、０．１としたが、実際には各数値における最適値を設定すれば良い。

このようにすることにより、回転数Ｎｔと回転数ＮＴを切り替える際にヒステリシスを設けることができる。

（実施の形態７）
図１４において実施の形態１、４または６と同一部分については同一番号を符し、詳細な説明は省略する。

図２０に示すように回転数フィードバック手段１１０の回転数比較手段８は目標回転数Ｎｍより高い回転数にしきい値Ｎｋを設ける。

図２１に示すフローチャートに基づいて制御処理動作ステップＳ２８からステップＳ３０を説明する。

回転数選択手段９は、しきい値Ｎｋと回転数Ｎｔと比較し、Ｎｔ＞Ｎｋの時はＮｔを選択し、Ｎｔ≦Ｎｋの時はＮＴを選択し、回転数が目標回転数Ｎｍから離れている時はＮｔを選択し、回転数が目標回転数Ｎｍに近づいてきた時はＮＴを選択するようにしている。

次に、停止する時や回転数変更により目標回転数が低くなって、最速で回転数が下降している時の回転数フィードバック手段１１０の最適な固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合をゲインＡＫｔを求める。また、目標回転数Ｎｍに近づいて回転数を一定で制御している時の最適な固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合をゲインＡＫＴを求める。

図１７に示すフローチャートに基づいて制御処理動作ステップＳ２１からステップＳ２３を説明する。

回転数フィードバック手段１１０のゲイン変更手段１０は回転数Ｎｔが選択されている時ゲインＡＫｔを選択し、回転数ＮＴが選択されている時ゲインＡＫＴを選択するようにする。

上記構成において、起動する時や回転数変更により目標回転数Ｎｍが低くなって、回転数Ｎｔが下降している場合、回転数はＮｔ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋｔを選択し、運転時の目標回転数Ｎｍに近づいて来た場合、回転数はＮＴ、電圧決定手段のゲインはＡｋＴを選択するととになる。

例えば、目標回転数が６０ｒ／ｍｉｎ、しきい値Ｎｋが６５ｒ／ｍｉｎ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインＡｋｔおよびＡｋＴはそれぞれ、０．５、０．１に設定されている。

回転数が下降し、回転数Ｎｔが６７ｒ／ｍｉｎから６３ｒ／ｍｉｎになった時は、ＮＴ≦Ｎｋが成立し、回転数はＮＴを選択し、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋＴを選択する。また、回転数が上昇し、回転数Ｎｔが６３ｒ／ｍｉｎから６７ｒ／ｍｉｎになった時、Ｎｔ＞Ｎｋが成立し、回転数はＮｔを選択し、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋｔを選択する。

なお、実施の形態７では、目標回転数が６０ｒ／ｍｉｎ、しきい値Ｎｋが６５ｒ／ｍｉｎ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインＡｋｔおよびＡｋＴはそれぞれ、０．５、０．１としたが、実際には各数値における最適値を設定すれば良い。

（実施の形態８）
図１４において実施の形態１、４または６と同一部分については同一番号を符し、詳細な説明は省略する。

図２２に示すように回転数フィードバック手段１１０の回転数比較手段８は目標回転数Ｎｍより高い回転数に第３のしきい値Ｎｋ３と第４のしきい値Ｎｋ４設ける。

図２３に示すフローチャートに基づいて制御処理動作ステップＳ３０からステップＳ３５を説明する。

回転数選択手段９は、第３のしきい値Ｎｋ３および第４のしきい値Ｎｋ４と回転数Ｎｔおよび回転数ＮＴと比較し、Ｎｔ＞Ｎｋ４の回転数が高い時はＮｔを選択し、Ｎｋ４≧Ｎｔ＞Ｎｋ３またはＮｋ４≧ＮＴ＞Ｎｋ３の回転数が中間の時は、前回Ｎｔを選択した時は回転数が上昇しているとしてＮｔを選択し、前回ＮＴを選択した時は回転数が下降しているとしてＮＴを選択し、ＮＴ≦Ｎｋ３の回転数が目標回転数Ｎｍに近づいてきた時はＮＴを選択するようにしている。

上記構成において、起動する時や回転数変更により目標回転数Ｎｍが低くなって、回転数Ｎｔが下降している場合、回転数はＮｔ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合ゲインはＡｋｔを選択し、運転時の目標回転数Ｎｍに近づいて来た場合、回転数はＮＴ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋＴを選択するととになる。また、Ｎｋ４≧Ｎｔ＞Ｎｋ３またはＮｋ４≧ＮＴ＞Ｎｋ３の回転数が中間の時は、前回の回転数ＮｔまたはＮＴを選択するので、回転数Ｎｔと回転数ＮＴを切り替える際にヒステリシスを設けることになる。

例えば、目標回転数が６０ｒ／ｍｉｎ、しきい値Ｎｋ３が６５ｒ／ｍｉｎ、しきい値４が８０ｒ／ｍｉｎ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインＡｋｔおよびＡｋＴはそれぞれ、０．５、０．１に設定されている。

回転数が下降し、回転数Ｎｔが８５ｒ／ｍｉｎから６３ｒ／ｍｉｎになった時は、ＮＴ≦Ｎｋが成立し、回転数はＮＴを選択し、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋＴを選択する。この後、回転数が上昇し、回転数ＮＴが６３ｒ／ｍｉｎから６７ｒ／ｍｉｎになった時、Ｎｋ４≧ＮＴ＞Ｎｋ３が成立し、回転数はＮＴを選択し、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋＴを選択する。この後、回転数ＮＴが６７ｒ／ｍｉｎから８５ｒ／ｍｉｎになった時、ＮＴ＞Ｎｋ４が成立し、回転数はＮｔを選択し、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインはＡｋｔを選択する
なお、実施の形態８では、目標回転数が６０ｒ／ｍｉｎ、しきい値Ｎｋ３が６７ｒ／ｍｉｎ、しきい値Ｎｋ４が８０ｒ／ｍｉｎ、固定子巻線１１４に加える電圧の変更の割合のゲインＡｋｔおよびＡｋＴはそれぞれ、０．５、０．１としたが、実際には各数値における最適値を設定すれば良い。

（実施の形態９）
図２４において実施の形態１及至８のいづれかと同一部分については同一番号を符し、詳細な説明は省略する。

図２４に示すようにマイクロコンピュータ１０８は外部からクロック１１を入力することにより、各仕様の処理を行う構成となっているが、例えば時間間隔測定手段３は、位置検出手段４の複数の位置検出信号の１つが変化してから他の1つが変化するまでの時間間隔を直接測定する。従って、前記クロック１１を精度が０．１％以下である水晶発振子を使用すると、位置検出信号の時間間隔の精度も０．１％以下となる。

実際には、目標回転数に対して回転数の差が０．３％から０．９％になるように固定子巻線１１４に加わっている直流電圧を変更する回転数フィードバックを行っているので、位置検出信号の時間間隔の精度を０．１％以下にすることにより、目標回転数に対して回転数差は１％以下となる。

本構成により、位置検出信号の時間間隔の精度が０．１％以下になるので、目標回転数は１％以下の高い精度となる。

（実施の形態１０）
図２５に示すように、実施の形態１乃至９のいずれかに記載されたブラシレスＤＣモータの制御装置１２を天井扇風機に備えることにより、天井に取り付けられて室内の空気を循環させる天井扇風機の回転数を正確に一定にすることができ、天井扇風機が複数設置されている場合でも、特に低回転域での回転数が同じなので、回転数のバラツキによる不快感を人に与えず、快適な天井扇風機を提供できる。

回転数を正確に一定にして使用されるブラシレスＤＣモータの制御装置や換気送風機器に搭載されるブラシレスＤＣモータの制御装置の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１のブラシレスＤＣモータの制御装置の構成図同位置検出信号に基づくスイッチング素子のスイッチング波形図同機械角で１回転分の時間間隔を示す図同時間間隔測定手段におけるフローチャート同時間間隔平均手段におけるフローチャート同回転数検出手段におけるフローチャート同回転数フィードバック手段におけるフローチャート同目標回転数と回転数しきい値の関係を示した図本発明の実施の形態２のブラシレスＤＣモータの制御装置の構成図同平均化する１回転分の時間間隔を示す図同出力判断手段におけるフローチャート本発明の実施の形態３，４のブラシレスＤＣモータの制御装置の構成図同出力判断手段におけるフローチャート本発明の実施の形態５，６，７，８のブラシレスＤＣモータの制御装置の構成図同目標回転数と回転数しきい値の関係を示した図同回転数検出手段におけるフローチャート同回転数フィードバック手段におけるフローチャート同目標回転数と回転数しきい値の関係を示した図同回転数検出手段におけるフローチャート同目標回転数と回転数しきい値の関係を示した図同回転数検出手段におけるフローチャート同目標回転数と回転数しきい値の関係を示した図同回転数検出手段におけるフローチャート本発明の実施の形態９のブラシレスＤＣモータの制御装置の構成図本発明の実施の形態１０の天井扇風機の構成図従来の天井扇風機の構成図同位置検出信号をカウントして回転数を検出する関係を示す図従来の位置検出信号の時間間隔を検出して回転数を検出するブラシレスＤＣモータの制御装置の構成図

符号の説明

１電気回路基板
２ａ位置検出素子
２ｂ位置検出素子
２ｃ位置検出素子
３時間間隔測定手段
４時間間隔平均手段
７出力判断手段
８回転数比較手段
９回転数選択手段
１０ゲイン変更手段
１２ブラシレスＤＣモータの制御装置
１０６ブラシレスＤＣモータ
１０７回転子
１０９回転数検出手段
１１０回転数フィードバック手段
１１１直流電源
１１２直流電圧変更手段

Claims

表面にＮ極とＳ極の磁石が交互に施された回転子と、固定子巻線と、前記回転子の位置検出信号に応じて固定子巻き線の通電を行うブラシレスＤＣモータと、電気回路基板に実装し、前記回転子の磁石の極性の変化を検知して前記位置検出信号を発信する複数の位置検出素子と、前記位置検出信号の１つが変化し次の１つが変化する毎に時間間隔測定手段によって時間間隔を記憶するとともに前記時間間隔から第１の回転数を求め、時間間隔平均手段によって記憶された前記時間間隔の機械角で１回転分の時間間隔から第２の回転数を求める回転数検出手段と、回転数にしきい値とを設け、前記第１の回転数が前記しきい値に対して目標値側にある場合に予め定められた目標回転数と前記第２の回転数を比較して回転数の差に応じて前記固定子巻線に加わる直流電圧を変更させる電圧を求める回転数フィードバック手段とを備えたブラシレスＤＣモータの制御装置。
回転数検出手段は複数の位置検出素子から発生する位置検出信号毎に１回転の期間の時間間隔の平均値を求め、前記時間間隔の平均値により回転数を検出し、回転数フィードバック手段は前記回転数検出手段より出力される回転数と固定子巻線に加わる直流電圧を変更する出力判断手段を備え、前記出力判断手段は、前記位置検出信号毎に固定子巻線に加わる直流電圧を変更することを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの制御装置。
回転数検出手段は複数の位置検出素子から発生する位置検出信号毎に１回転の期間の時間間隔の平均値を求め、前記時間間隔の平均値により回転数を検出し、回転数フィードバック手段は前記回転数検出手段より出力される回転数と定められた固定子巻線に加わる直流電圧を変更する周期に基づいて固定子巻線に加わる直流電圧を変更する出力判断手段を備え、前記出力判断手段は、前記位置検出信号毎に固定子巻線に加わる直流電圧を変更する周期であるかを判断し、変更する周期であれば直流電圧を変更し、変更する周期でなければ、直流電圧を変更しないことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの制御装置。
回転数検出手段は複数の位置検出素子から発生する位置検出信号毎に１回転の期間の時間間隔の平均値を求め、前記時間間隔の平均値により回転数を検出し、回転数フィードバック手段は前記回転数検出手段より出力される回転数と予め目標回転数毎に定められた固定子巻線に加わる直流電圧を変更する周期に基づいて固定子巻線に加わる直流電圧を変更する出力判断手段を備え、前記出力判断手段は、前記位置検出信号毎に固定子巻線に加わる直流電圧を変更する周期であるかを判断し、変更する周期であれば直流電圧を変更し、変更する周期でなければ、直流電圧を変更しないことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの制御装置。
目標回転数に対して低い回転数から近づける場合、回転数フィードバック手段は目標回転数より低い回転数にしきい値設け、第１の回転数が前記しきい値より低い時は前記第１の回転数を選択し、第１の回転数が前記しきい値より高い時は第２の回転数を選択する回転数選択手段と、前記第１の回転数を選択した時と前記第２の回転数を選択した時で固定子に加わる直流電圧の変更の割合を変えるゲイン変更手段を備え、前記しきい値に対して第１の回転数が低い場合と、前記しきい値に対して第１の回転数が高い場合とで選択する回転数と固定子に加わる直流電圧の変更の割合を切り替えることを特徴とする請求項１または４記載のブラシレスＤＣモータの制御装置。
目標回転数に対して低い回転数から近づける場合、回転数フィードバック手段は目標回転数より低い回転数に第１のしきい値とこの第１のしきい値より低い第２のしきい値を設け、回転数が上昇している場合、前記第１のしきい値より第１の回転数が低い時は前記第１の回転数を選択し、前記第１のしきい値より第１の回転数が高い時は第２の回転数を選択し、回転数が下降している場合、前記第２のしきい値より第１の回転数が高い時は第２の回転数を選択し、前記第２のしきい値より第１の回転数が低いときは前記第１の回転数を選択する回転数選択手段と、前記第１の回転数を選択した時と前記第２の回転数を選択した時で固定子に加わる直流電圧の変更の割合を変えるゲイン変更手段を備え、回転数の上昇と下降の前記第１のしきい値と前記第２のしきい値に差を設けると共にこれら前記しきい値に対して前記第１の回転数が低い場合と、前記第１のしきい値と前記第２のしきい値に対して前記第１の回転数が高い場合とで選択する回転数と固定子に加わる直流電圧の変更の割合を切り替えることを特徴とする請求項１または４記載ブラシレスＤＣモータの制御装置。
目標回転数に対して高い回転数から近づける場合、回転数フィードバック手段は目標回転数より高い回転数にしきい値を設け、前記第１の回転数が前記しきい値より高い時は前記第１の回転数を選択し、前記第１の回転数が前記しきい値より低い時は前記第２の回転数を選択する回転数選択手段と、前記第１の回転数を選択した時と前記第２の回転数を選択した時で固定子に加わる直流電圧の変更の割合を変えるゲイン変更手段を備え、前記しきい値に対して前記第１の回転数が高い場合と、前記しきい値に対して前記第１の回転数が低い場合とで選択する回転数と固定子に加わる直流電圧の変更の割合を切り替えることを特徴とする請求項１、４または６記載のブラシレスＤＣモータの制御装置。
目標回転数に対して高い回転数から近づける場合、回転数フィードバック手段は目標回転数より高い回転数に第１のしきい値とこの第１のしきい値より高い第２のしきい値を設け、回転数が降下している場合、前記第１のしきい値より前記第１の回転数が高い時は前記第１の回転数を選択し、前記第１のしきい値より前記第１の回転数が低い時は第２の回転数を選択し、回転数が上昇している場合、前記第２のしきい値より前記第１の回転数が低い時は前記第２の回転数を選択し、前記第２のしきい値より前記第１の回転数が高いときは前記第１の回転数を選択する回転数選択手段と、前記第１の回転を選択した時と前記第２の回転数を選択した時で固定子に加わる直流電圧の変更の割合を変えるゲイン変更手段を備え、回転数の上昇と下降の前記第１のしきい値と前記第２のしきい値に差を設けると共に前記しきい値に対して前記第１の回転数が高い場合と、前記第１のしきい値と前記第２のしきい値に対して前記第１の回転数が低い場合とで選択する回転数と固定子に加わる直流電圧の変更の割合を切り替えることを特徴とする請求項１、４または７記載ブラシレスＤＣモータの制御装置。
請求項１乃至８のいずれかに記載のブラシレスＤＣモータの制御装置を搭載した天井扇風機。