JP5381070B2 - 多相モータ駆動方法、多相モータ駆動システム及びヒートポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、インバータ回路によって多相モータを駆動する多相モータ駆動方法、多相モータ駆動システム及びヒートポンプ装置に関する。

ヒートポンプ装置においては、例えばファンモータなどに、長寿命で電気的ノイズや機械的ノイズの小さいブラシレス直流モータ（以下ブラシレスDCモータという）の需要が増えている。このようなブラシレスDCモータなどの多相モータを駆動するための駆動回路には、エネルギー効率の高いインバータ回路が一般的に用いられる。

ところで、多相モータを駆動する駆動出力電圧のうちのいずれかの相について、インバータ回路からモータを回転させるのに必要な電圧が出力されなくなる欠相異常が生じることがある。欠相時の出力電圧でファンモータを駆動すると、各相の印加電圧が不平衡になって、各相電流の不平衡が発生する。そのため、モータ始動時のロータ位置によっては、欠相している相との関係でトルクを発生させることができないためにファンが動かなくなることがある。また、始動できたとしても、本来出力すべき方向とは逆方向のトルクによる出力トルクリップルの発生などに起因して、電流増加、騒音や振動の増大、及び動作の不安定が引き起こされる。

従来は、上述のような不具合が発生することから、モータ駆動における他の異常と同様に、欠相異常が生じた場合には異常が検出されると速やかに駆動回路の動作を止めて多相モータを速やかに停止することが一般に行われている（特許文献１）。
特開昭５９−９２７９９号公報

しかし、空調調和装置のファンモータのような用途においては、欠相異常が生じている状態でモータの運転を続けても長期間に及ばなければ、性能の低下はあるものの空気調和装置が使用できなくなることはまずない。その一方で、性能の低下を甘受するので欠相異常の修理を待つ間も空気調和装置の使用を続けたいという要望がある。

本発明の課題は、インバータ回路で多相モータを駆動する多相モータ駆動方法、多相モータ駆動システム及びヒートポンプ装置において、欠相異常が生じている場合にも多相モータの運転を可能にすることにある。

第１発明に係る多相モータ駆動方法は、検出工程と、選定工程と、駆動工程とを備える。インバータ回路は、ロータ位置に合った多相モータ駆動出力を多相モータに対して出力するが、検出工程においては、このようなインバータ回路の欠相異常を検出する。選定工程においては、検出工程で検出された欠相異常に対応する欠相時多相モータ駆動出力を選定する。駆動工程においては、選定工程で選定された欠相時多相モータ駆動出力を、ロータ位置に合わせてインバータ回路に出力させることにより多相モータを駆動する。

本発明によれば、欠相異常が検出されたときの駆動において、選定工程で選定された欠相時多相モータ駆動出力が、ロータ位置に合わせてインバータ回路から多相モータに出力され、多相モータが駆動される。このように、駆動工程において、欠相異常が発生したときに欠相時多相モータ駆動出力を用いるので、ロータ位置によって多相モータ駆動出力を変化させるインバータ回路を使う場合であっても、欠相異常が生じているときに多相モータを駆動することができる。

また、第１発明に係る多相モータ駆動方法は、駆動工程は始動工程を含み、この始動工程においては、欠相時多相モータ駆動出力によって始動時にトルクを印加できる位置にロータ位置を調整した後に多相モータを始動する。

本発明によれば、欠相異常により正常に駆動できるロータ位置が限られることに対応して、このロータ位置を始動前に調整するので、欠相異常が発生したときにも確実に始動させることができる。

第２発明に係る多相モータ駆動方法は、第１発明の多相モータ駆動方法であって、始動工程は、直流励磁により始動時にトルクを印加できる位置にロータ位置を調整する工程を含む。

本発明によれば、直流励磁が例えばインバータ回路の出力を調整することにより行えるので、始動時のロータ位置の調整が、モータの駆動機構以外の付加機構を設けなくとも簡単に行える。

第３発明に係る多相モータ駆動方法は、第１発明または第２発明の多相モータ駆動方法であって、選定工程は、第１欠相時多相モータ駆動出力を選定する工程または第２欠相時多相モータ駆動出力を選定する工程を含む。第１欠相時多相モータ駆動出力は、欠相時多相モータ駆動出力として、欠相異常が一相の一方アームのみで生じている場合に対応するものである。一方、第２欠相時多相モータ駆動出力は、欠相異常が一相の一方アーム及び一方アームと異なる他の一相の他方アームのみで生じている場合に対応するものである。

本発明によれば、欠相があってもトルクを発生することができる区間が比較的多く残されている、一相の一方アームのみで欠相異常が生じている場合、及び一相の一方アーム及び他の一相の他方アームのみで生じている場合を他の欠相異常と区別して駆動出力を発生させるので、比較的簡単な調整で比較的滑らかな駆動を行わせることができる。

第４発明に係る多相モータ駆動方法は、第１発明または第２発明の多相モータ駆動方法であって、選定工程は、第３欠相時多相モータ駆動出力を選定する工程を含む。第３欠相時多相モータ駆動出力は、欠相異常が同じ相の上アーム及び下アームのみで生じている場合に対応するものである。そして、駆動工程は始動工程を含む。始動工程においては、第３欠相時多相モータ駆動出力によって、始動時にトルクを印加できる位置にロータ位置を調整するのに続けて、調整時の多相モータの慣性運動により始動する。

本発明によれば、ロータ位置の調整に加えて調整時の多相モータの慣性も利用して始動でき、始動後は第３欠相時多相モータ駆動出力により駆動することができるので、モータの駆動機構以外の付加機構を設けなくとも、同相の上アームと下アームが一つずつ欠相している場合にも多相モータの駆動を行うことができる。

第５発明に係る多相モータ駆動方法は、検出工程と、選定工程と、駆動工程とを備える。検出工程においては、多相モータ駆動出力を多相モータに対して出力するインバータ回路の欠相異常を検出する。選定工程においては、検出工程で検出された欠相異常に対応する欠相時多相モータ駆動出力を選定する。駆動工程においては、選定工程で選定された欠相時多相モータ駆動出力を、インバータ回路から出力させることにより多相モータを駆動する。また、選定工程は、第１欠相時多相モータ駆動出力を選定する工程及び第２欠相時多相モータ駆動出力を選定する工程を含む。第１欠相時多相モータ駆動出力は、欠相時多相モータ駆動出力として、欠相異常が一相の一方アームのみで生じている場合に対応するものである。第２欠相時多相モータ駆動出力は、欠相異常が一相の一方アーム及び一方アームと異なる他の一相の他方アームのみで生じている場合に対応するものである。

本発明によれば、欠相異常が検出されたときの駆動において、選定工程で選定された欠相時多相モータ駆動出力がインバータ回路から多相モータに出力され、多相モータが駆動される。このように、欠相異常の発生時の駆動において、欠相時多相モータ駆動出力を用いるので、欠相異常が生じているときに多相モータを駆動することができる。そして、特に、欠相があってもトルクを発生することができる区間が比較的多く残されている、一相の一方アームのみで欠相異常が生じている場合、及び一相の一方アーム及び他の一相の他方アームのみで生じている場合を他の欠相異常と区別して駆動出力を発生させるので、比較的簡単な調整で比較的スムーズな駆動を行わせることができる。

第６発明に係る多相モータ駆動方法は、第１発明から第５発明のいずれかの多相モータ駆動方法であって、選定工程においては、二相通電の多相モータ駆動出力を、欠相時多相モータ駆動出力として選定する。

本発明によれば、多相モータ駆動出力を生成するための従来の回路をそのまま用いながら、適切なトルクを広い区間で発生させることができる。

第７発明に係る多相モータ駆動方法は、第１発明から第５発明のいずれかの多相モータ駆動方法であって、選定工程においては、通電期間のうちの少なくとも一部の区間において、二相通電の多相モータ駆動出力を、欠相時多相モータ駆動出力として選定する。

本発明によれば、一部の区間を二相通電にすることで、欠相異常のためトルクの発生がなかった区間や逆向きのトルクが発生していた区間で正常な向きのトルクを発生させることができる場合があり、その正常な向きのトルクによってモータ回転時の異常な振動などの不具合を緩和することができる。一方、通常の三相通電を行うことができる区間では適切なトルクを発生させることができるので、不具合が発生する区間を少なくして不具合の程度を抑制することができる。

第８発明に係る多相モータ駆動方法は、第６発明または第７発明の多相モータ駆動方法であって、選定工程においては、通常時三相通電の多相モータ駆動出力を、二相通電に切替える。

本発明によれば、トルクを発生することができる区間を広げることができるので、始動の確実性や回転の滑らかさを向上させることができる。

第９発明に係る多相モータ駆動方法は、第１発明から第８発明のいずれかの多相モータ駆動方法であって、欠相時多相モータ駆動出力は、欠相が生じている期間についてインバータ回路に駆動出力を行わせないものである。

本発明によれば、欠相が生じている期間のインバータ回路の出力が不安定になることが多いため、欠相が生じている期間のインバータ回路の駆動出力を制限することにより、インバータ回路の出力を安定させることができる。

また、欠相すなわち故障している相に通電を行わないため、故障状態を更に悪化させることがなく、また、故障の状態を変化させることがないため、安定して多相モータを駆動することができる。

第１０発明に係る多相モータ駆動方法は、第１発明から第９発明のいずれかの多相モータ駆動方法であって、検出工程では、少なくとも多相モータの始動前に欠相異常を検出する。

本発明によれば、始動前に欠相異常の検出を行うので、モータ運転の都度、異常の状態に合わせて運転を行うことができる。また、異常状態がなくなった場合に、始動前に異常がなくなったことを検出できるので、始動後速やかに正常運転を行うことができる。

第１１発明に係る多相モータ駆動システムは、インバータ回路と、検出手段と、選定手段と、駆動制御手段とを備える。インバータ回路は、ロータ位置に合った多相モータ駆動出力を多相モータに対して出力する。検出手段は、インバータ回路の欠相異常を検出する。選定手段は、検出手段で検出された欠相異常に対応する欠相時多相モータ駆動出力を選定する。駆動制御手段は、選定手段で選定された欠相時多相モータ駆動出力をロータ位置に合わせてインバータ回路に出力させることにより多相モータを駆動する。また、駆動制御手段は、欠相時多相モータ駆動出力によって始動時にトルクを印加できる位置にロータ位置を調整した後に多相モータを始動する。

本発明によれば、欠相異常が検出されたときの駆動において、選定手段で選定された欠相時多相モータ駆動出力が、インバータ回路から多相モータに出力され、多相モータが駆動される。このように、駆動制御手段において、欠相異常が発生したときに欠相時多相モータ駆動出力をインバータ回路に出力させるので、欠相異常が生じているときに多相モータを駆動することができる。

また、欠相異常により正常に駆動できるロータ位置が限られることに対応して、このロータ位置を始動前に調整するので、欠相異常が発生したときにも確実に始動させることができる。

第１２発明に係る多相モータ駆動システムは、第１１発明の多相モータ駆動システムであって、表示手段をさらに備える。表示手段は、検出手段が欠相異常を検出した旨を表示することができる。

本発明によれば、表示手段によりユーザに欠相異常を報知することができ、ユーザに対して欠相異常の多相モータに関する注意を喚起することができるので、故障修理の依頼を適切かつ迅速に行うことができ、結果として故障修理を迅速に行い、システムを正常状態に早く復帰させることが可能となる。

第１３発明に係る多相モータ駆動システムは、第１２発明の多相モータ駆動システムであって、指示受付手段をさらに備える。指示受付手段は、駆動制御手段に対する動作実行指示を受け付けることができる。この動作実行指示は、欠相異常の発生時において多相モータを駆動させる指示をするためのものである。

本発明によれば、欠相異常が生じていて駆動可能なときには、性能の低下をユーザの意思により甘受しながらシステムを動かしつづけることが可能となり、また、他の要因との関係や、騒音・振動が許容できないなどの理由で多相モータを停止したい場合に、指示受付手段により多相モータの駆動を止めさせて多相モータを停止することができる。

第１４発明に係るヒートポンプ装置は、ファンモータと、インバータ回路と、検出手段と、選定手段と、駆動制御手段とを備える。ファンモータは、ファンを回転させる多相のモータである。インバータ回路は、ファンモータのロータ位置に合ったファンモータ駆動出力をファンモータに対して出力する。検出手段は、インバータ回路の欠相異常を検出する。選定手段は、検出手段で検出された欠相異常に対応する欠相時ファンモータ駆動出力を選定する。駆動制御手段は、選定手段で選定された欠相時ファンモータ駆動出力をロータ位置に合わせてインバータ回路に出力させることによりファンモータを駆動する。また、駆動制御手段は、欠相時多相モータ駆動出力によって始動時にトルクを印加できる位置にロータ位置を調整した後にファンモータを始動する。

本発明によれば、欠相異常が検出されたときの駆動において、選定手段で選定された欠相時ファンモータ駆動出力が、インバータ回路からファンモータに出力され、ファンモータが駆動される。このように、駆動制御手段において、欠相異常が発生したときに欠相時ファンモータ駆動出力をインバータ回路に出力させるので、欠相異常が生じているときにファンモータを駆動することができる。それにより、欠相異常が生じているときでもファンモータの送風を行わせることができるので、ファンモータを停止させてしまう場合に比べてヒートポンプ装置の能力低下を抑えてヒートポンプ装置の運転が可能になる。

また、欠相異常により正常に駆動できるロータ位置が限られることに対応して、このロータ位置を始動前に調整するので、欠相異常が発生したときにも確実に始動させることができる。

第１５発明に係るヒートポンプ装置は、第１４発明のヒートポンプ装置であって、表示手段をさらに備える。表示手段は、検出手段が欠相異常を検出した旨を表示することができる。

本発明によれば、表示手段によりヒートポンプ装置のユーザに欠相異常を報知することができ、ユーザに対して欠相異常のヒートポンプの使用に関する注意を喚起することができるので、故障修理の依頼を適切かつ迅速に行うことができ、結果として故障修理を迅速に行い、システムを正常状態に早く復帰させることが可能となる。

第１６発明に係るヒートポンプ装置は、第１５発明のヒートポンプ装置であって、指示受付手段をさらに備える。指示受付手段は、駆動制御手段に対する動作実行指示を受け付けることができる。この動作実行指示は、欠相時においてファンモータを駆動させる指示をするためのものである。

本発明によれば、欠相異常が生じていて駆動可能なときには、性能の低下をユーザの意思により甘受しながらシステムを動かしつづけることが可能となり、また、他の要因との関係や、騒音・振動が許容できないなどの理由でファンモータを停止したい場合に、指示受付手段によりファンモータの駆動を止めさせてファンモータを停止することができる。

第１発明に係る多相モータ駆動方法では、欠相異常が発生したときでも、ロータ位置に合わせて多相モータ駆動出力を変えるインバータ回路を用いて、多相モータを駆動することができ、欠相異常の発生時でも多相モータを駆動したい場合に対応することができる。

また、欠相異常が発生したときに始動が確実に行え、欠相異常の発生時の多相モータの使い勝手がよくなる。

第２発明に係る多相モータ駆動方法では、始動時のロータ位置の調整が簡単に行え、欠相異常が発生したときの始動が行い易くなる。

第３発明に係る多相モータ駆動方法では、比較的簡単な調整で比較的滑らかな駆動を行わせることができるので、欠相が生じている場合の多相モータの性能低下を抑えることができる。

第４発明に係る多相モータ駆動方法では、欠相異常が発生したときに多相モータを駆動することができるケースを増やすことができる。

第５発明に係る多相モータ駆動方法では、欠相異常が発生したときでも多相モータ駆動出力を変えるインバータ回路を用いて比較的簡単な調整で比較的滑らかな駆動を行わせることができるので、欠相が生じている場合でも多相モータを駆動したい場合に対応して、多相モータの性能低下を抑えつつ多相モータの駆動を行うことができる。

第６発明に係る多相モータ駆動方法では、欠相異常の発生時に適切なトルクを広い区間で発生させて多相モータを簡単に駆動することができ、欠相異常の発生時でも多相モータを駆動したい場合に簡単に対応することができる。

第７発明に係る多相モータ駆動方法では、欠相異常の発生時に駆動される多相モータの回転の不具合が緩和され、欠相異常の発生時に多相モータを使い易くなる。

第８発明に係る多相モータ駆動方法では、欠相異常の発生時における始動の確実性や回転の滑らかさが向上し、欠相異常の発生時に多相モータを使い易くなる。

第９発明に係る多相モータ駆動方法では、欠相異常の発生時におけるインバータ回路の出力を安定させ、欠相異常の発生時のインバータ回路出力の不安定さに起因する不具合を除くことができ、また故障状態の変化や悪化を防止でき、欠相異常の発生時に多相モータを使い易くする。

第１０発明に係る多相モータ駆動方法では、運転開始から異常状態にあわせて最適な運転を行うことが可能になる。また、異常状態がなくなった場合に、速やかに正常運転を行うことができる。

第１１発明に係る多相モータ駆動システムでは、欠相異常が発生したときでも、ロータ位置に合わせて多相モータ駆動出力を変えるインバータ回路を用いて、多相モータを駆動することができ、欠相異常の発生時でもこのような多相モータを駆動したい場合に対応することができるようになる。また、欠相異常が発生したときに始動が確実に行え、欠相異常の発生時の多相モータの使い勝手がよくなる。

第１２発明に係る多相モータ駆動システムでは、表示手段によりユーザに対して欠相異常の発生時の多相モータ駆動の注意を促し、故障修理の依頼、故障修理及び正常状態への復帰などの欠相異常の発生時の多相モータ駆動に伴う対処を迅速に行わせることができる。

第１３発明に係る多相モータ駆動システムでは、指示受付手段により、多相モータ駆動システムの外部から欠相異常の発生時の多相モータ駆動を停止させることができ、欠相異常の発生時の多相モータ駆動における対処の手段を増やすことができる。

第１４発明に係るヒートポンプ装置では、欠相異常が発生したときでも、ファンモータを駆動することができ、欠相異常の発生時でもこのようなファンモータを駆動したい場合に対応することができるようになる。また、欠相異常が発生したときに始動が確実に行え、欠相異常の発生時のヒートポンプ装置の使い勝手がよくなる。

第１５発明に係るヒートポンプ装置では、表示手段によりユーザに対して欠相異常の発生時の多相モータ駆動の注意を促し、故障修理の依頼、故障修理及び正常状態への復帰などの欠相異常の発生時の多相モータ駆動に伴う対処を迅速に行わせることができる。

第１６発明に係るヒートポンプ装置では、指示受付手段により、多相モータ駆動システムの外部から欠相異常の発生時の多相モータ駆動を停止させることができ、欠相異常の発生時の多相モータ駆動における対処の手段を増やすことができる。

以下、本発明の一実施形態に係るヒートポンプ装置として、空気調和装置を例に上げて説明する。

＜空気調和装置の概要＞
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の構成の概略を示す図である。図１の空気調和装置１は、室外機１０１と室内機１０２とを備えて構成される。室外機１０１には、圧縮機１０３、四路切換弁１０４、室外熱交換器１０５、電動弁１０６、アキュムレータ１０７及び室外ファン１０８等が設けられており、室内機１０２には、室内熱交換器１０９及び室内ファン１１０などが設けられている。ここでは、室外機１０１及び室内機１０２のいずれか一方が熱源ユニットに相当し、熱源ユニットは、他ユニットとの間で熱の遣り取りを行って熱の利用を行うものである。

空気調和装置１において、室外機１０１と室内機１０２とが配管１１１で接続されることにより、冷媒の循環する冷媒回路が構成されている。圧縮機１０３の吐出側には四路切換弁１０４が設けられている。四路切換弁１０４は、冷房時には実線で示した接続になり、暖房時には破線で示した接続になることによって、冷房時と暖房時の冷媒の流れる方向を切り換える。圧縮機１０３から吐出された冷媒は、四路切換弁１０４の一方の入口から入り、冷房時には四路切換弁１０４の一方の出口から室外熱交換器１０５に供給され、暖房時には四路切換弁１０４の他方の出口から室内熱交換器１０９に供給される。四路切換弁１０４の残りの一つの入口には、アキュムレータ１０７が接続されている。アキュムレータ１０７に戻ってくる冷媒は、四路切換弁１０４によって、冷房時には室内熱交換器１０９から供給され、暖房時には室外熱交換器１０５から供給される。

室外熱交換器１０５は、四路切換弁１０４と接続されていない方の出入口が電動弁１０６に接続されている。電動弁１０６は、室外熱交換器１０５と接続されていない方の出入口が室内熱交換器１０９に接続されている。

暖房時には、室外機１０１の室外熱交換器１０５で室外の熱を取り込んだ冷媒が室内機１０２の室内熱交換器１０９に流れ、冷媒は室内機１０２の室内熱交換器１０９で室内空気に熱を放出する。そして、熱を放出して冷えた冷媒が室内熱交換器１０９から室外熱交換器１０５に戻る。逆に、冷房時には、室外機１０１の室外熱交換器１０５で室外へ熱を放出して冷えた冷媒が室内機１０２の室内熱交換器１０９に流れ、冷媒は室内熱交換器１０９で熱を取り込むことにより室内空気から熱を奪う。室内熱交換器１０９で熱を奪って温度が上昇した冷媒が再び室外熱交換器１０５に戻る。

室外熱交換器１０５や室内熱交換器１０９において熱交換が行われる室外空気や室内空気の気流を室外ファン１０８や室内ファン１１０が発生させるのであるが、これら室外ファン１０８や室内ファン１１０に接続されているファンモータ１０８ａ，１１０ａの駆動装置において欠相異常が発生すると、ファンモータ１０８ａ，１１０ａの回転数が低下したり、騒音を発生したり、ファンモータ１０８ａ，１１０ａが停止したりする不具合を生じる。ファンモータ１０８ａ，１１０ａの回転数が低下したり停止したりすると、空気の流れが減少して熱交換の効率が悪くなるので、従来は空気調和装置１から外部に対して異常を報知して空気調和装置１の運転を停止する処置が取られていた。

欠相異常により室外ファン１０８や室内ファン１１０が停止すると、熱交換の効率が極端に低下するため、空気調和装置１の本来の機能を果たさなくなり、電力消費が大きくなったり、冷媒圧力が高くなりすぎたりすることから空気調和装置１を停止すべきであり、従来と同様に空気調和装置の運転を停止する。そして、空気調和装置１からユーザに対して欠相異常を報知する。しかし、欠相異常によってファンモータ１０８ａ，１１０ａの回転数の低下が生じて熱交換の性能が落ちたとしても、室外熱交換器１０５や室内熱交換器１０９において空気と冷媒が分離されているのであれば、欠相異常のみが室外機１０１と室内機１０２の冷媒回路に支障を生じさせる主要な要因となることはなく、空気調和装置１の性能は低下するものの、室外ファン１０８や室内ファン１１０が回転していれば空気調和の機能を発揮させることができる。なおこのとき、ファンモータ１０８ａ，１１０ａやファン１０８，１１０、製品の筐体などから発生する騒音・振動は増加するが、増加の度合いが実用上差し支えないレベルであれば、運転し続けることに何ら問題はない。

そこで、ファンモータ１０８ａ，１１０ａにおいて欠相異常が生じていても室外ファン１０８や室内ファン１１０を回転させることができる場合には、修理が完了するまで欠相異常が生じたままで空気調和装置１の運転を行う。それにより、欠相時に空気調和装置１が停止してユーザに不快感を与える期間を減らすことができる。このように、欠相異常の状態の違いにより室外ファン１０８や室内ファン１１０に対する制御が異なるため、欠相異常の状態を特定して欠相時においてファンモータ１０８ａ，１１０ａを制御する機能がファンモータ駆動システムに設けられている。

＜ファンモータ駆動システムの欠相異常＞
本発明のファンモータ駆動システムを説明するのに先立ち、ファンモータ駆動システムの欠相異常について説明する。図１３に、従来のブラシレスＤＣモータとその駆動システムの主要部の回路図を示す。図１３に示されているファン８０は、図１で説明した室外ファン１０８や室内ファン１１０などである。このファン８０を回転させるための動力を発生するファンモータが、ブラシレスＤＣモータ３０である。このブラシレスＤＣモータ３０は、ファンモータ駆動システム２００により駆動される。なお、以下の説明において、ブラシレスＤＣモータ３０を単にモータ３０と略して記載する場合がある。

ファンモータ駆動システム２００は、一つのドライバ集積回路２０上に形成されているインバータ回路３とゲートドライブ回路５、整流回路２１及び、モータ制御部２２２を構成する駆動信号作成部６と回転数制御部７と回転数演算部８を備えている。インバータ回路３は、モータ３０に駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを供給する。整流回路２１は、インバータ回路３に直流電圧を供給する。ゲートドライブ回路５は、その出力により、駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを生成するためにインバータ回路３のスイッチング素子をオン・オフさせる。駆動信号作成部６は、ゲートドライブ回路５の出力を制御するための６つのゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを作成する。回転数制御部７は、駆動信号作成部６に出力するデューティ指令Ｄ＊によりモータ３０の回転数を制御する。回転数演算部８は、モータ３０の現在回転数ｖｍを演算により算出して回転数制御部７に出力する。

ファンモータ駆動システム２００により駆動されるブラシレスＤＣモータ３０は、ロータ３１とステータ３２とホールセンサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃを備えている。ステータ３２は、電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの一端を中性点ｎで共通に接続してなるスター結線を有している。ロータ３１は、永久磁石を含み、この永久磁石とともに回転軸を中心にステータ３２に対して相対的に回転する。ホールセンサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、ステータ３２に対するロータ３１の位置を永久磁石の磁束に基づいて検出する。

インバータ回路３は、これら電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端に接続されている上アームのスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１及び下アームのスイッチング素子３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２からなる。このインバータ回路３は、上アームのスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１がオン状態になると、それぞれのスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１を介して電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端を整流回路２１の高電圧側に接続する。また、このインバータ回路３は、下アームのスイッチング素子３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２がオン状態になると、それぞれのスイッチング素子３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２を介して電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端を整流回路２１の低電圧側に接続する。

ブラシレスＤＣモータ３０を回転させるためには、ロータ３１とステータ３２の相対的な位置関係に応じて、ステータ３２に与える電圧を変化させる必要がある。そのために、ステータ３２に対するロータ３１の位置を検出する必要があり、ここでは、ロータ３１の位置がホールセンサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃで検出され、ホールセンサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃからファンモータ駆動システム２に対してロータ位置検出信号としてホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが出力される。

このホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを受けたファンモータ駆動システム２００のモータ制御部２２２は、ロータ３１の位置に合わせてインバータ回路３の上アームのスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１と下アームのスイッチング素子３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２のオン・オフをゲートドライブ回路５の出力によって切り換えることにより、整流回路２１から供給される直流電圧を変換して、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相について駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを発生させる。そのために、モータ制御部２２２の駆動信号作成部６は、６つのスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１，３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２を切り換えるタイミングを、これらの素子を駆動するゲートドライブ回路５に対して出力する６つのゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚによって与える。

これらゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを、駆動信号作成部６は、ロータ３１の位置を特定するホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと回転数を制御するためのデューティ指令Ｄ＊に基づいて作成する。また、モータ制御部２２２は回転数制御部７及び回転数演算部８を備えており、回転数制御部７は、デューティ指令Ｄ＊を、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗから回転数演算部８が算出した現在回転数ｖｍと外部から入力された回転数指示信号ｖ＊とに基づいて生成して駆動信号作成部６に与える。なお、整流回路２１には交流電源９０が接続される。

図１４及び図１５は、三相通電（１８０度通電方式）の場合のロータ位置（電気角１周期分）とインバータ回路の出力電圧との関係を説明するための図である。図１４はファンモータ駆動システムが正常な状態を示しており、図１５はファンモータ駆動システムがＵ相上アームで欠相を生じている状態を示している。Ｕ相上アームにおいて欠相が生じる例として、スイッチング素子３ｕ１自身が故障している場合や、適切なゲート信号が出力されないためにスイッチング素子３ｕ１が誤動作を起こしている場合などがあげられる。例えば、Ｕ相上アームのスイッチング素子３ｕ１をオン状態にするゲート信号Ｇｕが出力されているにもかかわらず、スイッチング素子３ｕ１がオフ状態を保つようなオープン故障などがある。

図１４（ａ）及び図１５（ａ）は、ステータ３２の電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに誘起される誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎ，Ｖｗｎの電圧波形を、中性点ｎを基準として示す図である。図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）は、ロータ位置を検出するホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの出力波形を示す図である。図１４（ｃ）及び図１５（ｃ）は、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと、それらの信号より決定する電気角６０度毎のロータ位置を表す位置信号モードとの関係を示す図である。図１４（ｄ）及び図１５（ｄ）は、インバータ回路３のゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ、Ｇｚの波形を示す図である。図１４（ｅ）及び図１５（ｅ）は、インバータ回路３の出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの出力波形を示す図である。なお、モータ３０において、正回転方向は反時計回り（ＣＣＷ）として説明する。

本実施形態では、下アームのスイッチング素子をチョッピング（ＰＷＭ制御)させる方式を例として示しており、下アームのゲート信号Ｇｘ〜Ｇｚは、通電する位置信号モードの区間において、高い周波数（例えば数ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ程度）でチョッピングしている。図に示した下アームのゲート信号は、簡単のためチョッピングの状態が低い周波数で示されているが、実際の出力波形は高い周波数でチョッピングされている。また、これらの図において、出力電圧波形は簡単のためチョッピングの状態は示していないが、実際の出力波形はチョッピング（PWM）された波形である。

図１４（ａ）及び図１５（ａ）と図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）とを比較して分かるように、正回転時において、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗはステータ３２の誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎ，Ｖｗｎに対して極性が逆になり、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎ，Ｖｗｎに対して位相が３０度進む。また、図１４（ａ）及び図１５（ａ）と図１４（ｄ）及び図１５（ｄ）とを比較して分かるように、正回転時において、インバータ回路３の各相の出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗはステータ３２の誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎ，Ｖｗｎに対して位相が３０度進む。

図１４（ｃ）に示すように、電気角−３０度から１５０度の間、Ｕ相上アーム（スイッチング素子３ｕ１）をオン状態にするゲート信号Ｇｕが出力されている。にもかかわらず、図１５（ｄ）を図１４（ｄ）と比較して分かるように、Ｕ相上アームの欠相により正常なＵ相の出力電圧Ｖｕが出力されず、Ｕ相の出力電圧Ｖｕが例えば０になる。そのため、電気角−３０度から１５０度に対応する区間で、区間Ｉｎ５のインバータ回路３の出力電圧は本来出力すべき電圧に対して位相が３０度遅れるとともに出力の大きさが（√３）／２倍になり、区間Ｉｎ６の出力電圧は出力されず、区間Ｉｎ７の出力電圧は本来出力すべき電圧に対して位相が３０度進むとともに出力が（√３）／２倍になる。なお、（√３）の表現は、括弧の中の数字の平方根、この場合は３の平方根を表している。

上述の通常状態とＵ相上アーム欠相状態との三相通電におけるインバータ回路３の出力の違いを図１６に示す。図１６（ａ）は正常状態のインバータ回路３の出力を空間電圧ベクトルで示したものであり、図１６（ｂ）はＵ相上アーム欠相状態のインバータ回路３の出力を空間電圧ベクトルで示したものである。図１６において、ＵＶＷは通電相を表示しており、バーなしは上アームであることを、また、バーは下アームであることを示している。図１６（ａ）に示すように、正常状態では、ＵＶＷを上アームと下アームの組み合わせで構成した６つのベクトルと、全て上アームもしくは全て下アームとする２つのゼロベクトルにより電圧出力を行うが、ゼロベクトルを除いたこれら６つのベクトルは点対称な形状をしていて欠けているところは存在しない。しかし、図１６（ｂ）に示すように、Ｕ相上アーム欠相状態では、６つのベクトルのうちの３つが欠けるため、電気角１８０度分に相当する範囲でしか正常な出力電圧をインバータ回路３が発生できない。

図１６（ｂ）のインバータ回路３の出力電圧のような欠相時の出力電圧でファン８０の運転を行うと、各相の印加電圧が不平衡になって、各相電流の不平衡が発生する。また、モータ始動時のロータ３１の位置によっては、欠相している相との関係でトルクを発生させることができないためにファン８０が動かなくなることがある。また、始動できたとしても、ロータ３１の位置との関係で、本来出力すべき方向とは逆方向のトルクを発生する期間が生じ、出力トルクリップルが発生する。このようなことが原因で、電流増加、騒音や振動の増大、及び動作の不安定を引き起こす。

ここまでは、三相通電の場合について説明したが、二相通電（１２０度通電方式）の場合であっても同様である。図１７は二相通電の場合の正常状態におけるロータとインバータ回路の出力電圧との関係を説明するための図である。図１７（ａ）は、中性点ｎを基準としたステータの誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎ，Ｖｗｎの電圧波形を示す図である。図１７（ｂ）は、ロータ位置を検出するホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの出力波形を示す図である。図１７（ｃ）は、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと位置信号モードとの関係を示す図である。図１７（ｄ）は、インバータ回路３のゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ、Ｇｚの波形を示す図である。図１７（ｅ）は、インバータ回路３の出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの出力波形を示す図である。図１７において、正回転時において、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの極性がステータ３２の誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎ，Ｖｗｎに対して逆になり、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの位相が誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎ，Ｖｗｎに対して３０度進む点については、図１４に示した三相通電の場合と同様である。この場合は出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの位相は誘起電圧と同相で有り、三相通電の場合とは異なる。ここで、出力電圧と誘起電圧の位相の関係は、ホールセンサの取付位置で調整が可能で有り、また、出力電圧を位相制御することによっても調整可能であるため、本発明の実施形態の説明においては、特に位相にこだわる必要はない。

ところで、二相通電においてもＵ相上アームで欠相が生じて、スイッチング素子３ｕ１に対して図１７（ｄ）のゲート信号Ｇｕがないのと同じ状態になった場合には、電気角３０度から１５０度の間の図１７（ｄ）の二点鎖線で示したような状態となる。その場合、図１７（ｅ）のＵ相の波形の二点鎖線で示した出力電圧Ｖｕが出力される。

また、図１８（ａ）は、二相通電の場合の正常状態のインバータ回路３の出力を便宜的に空間電圧ベクトルで示した図であり、図１８（ｂ）は、二相通電の場合のＵ相上アーム欠相状態のインバータ回路３の出力を空間電圧ベクトルで示した図である。二相通電の場合も、図１８（ａ）と図１８（ｂ）とを比較して分かるように、各相電流の不平衡が発生する。しかし、Ｕ相上アームの欠相によって正常な出力電圧をインバータ回路３が出力できないのは電気角１２０度分に相当する範囲であり、三相通電の場合と比べて、正常な電圧を出力できる範囲は広くなる。

＜ファンモータ駆動システム＞
図２は、ファンモータを駆動するためのファンモータ駆動システムを説明するためのブロック図である。ファンモータ駆動システム２は、インバータ回路３とゲートドライブ回路を含むドライバ集積回路２０と整流回路２１とモータ制御部２２からなる。

図２に示すファンモータ駆動システム２が、図１３に示したファンモータ駆動システム２００と異なるのは、モータ制御部２２とモータ制御部２２２の構成の違いであり、その他の構成は同じである。そのため、図１３で既に説明したインバータ回路３及びゲートドライブ回路５の説明と整流回路２１の説明は省略してモータ制御部２２について説明する。

なお、欠相異常が発生していない通常の動作においては、モータ制御部２２はモータ制御部２２２と同じ動作を行う。つまり、駆動信号作成部６Ａは、駆動信号選定部１０からホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗとデューティ指令Ｄ＊を変更せずにそのまま与えられ、駆動信号作成部６と同様の動作で従来と同様のゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを出力する。そのため、駆動信号作成部６Ａは、駆動信号作成部６と同様の機能を持ち、それに加えて欠相時のゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを作成するための機能を持っている。

＜ファンモータ駆動システムのモータ制御部＞
モータ制御部２２は、回転数制御部７と回転数演算部８に加え、欠相異常検出部９と駆動信号選定部１０と駆動信号作成部６Ａと指示受付部１１と表示部１２とを備えている。回転数制御部７及び回転数演算８は、従来と同様の回路で構成され、回転数制御部７は、駆動信号作成部６に与えるデューティ指令Ｄ＊を、モータ３０の現在の回転数ｖｍと外部から入力された回転数指示信号ｖ＊とに基づいて生成する。回転数演算部８は、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗからモータ３０の回転数ｖｍを算出して回転数制御部７に出力する。

欠相異常検出部９は、インバータ回路３の欠相異常の有無と欠相箇所を検出する。欠相異常検出部９における欠相異常の検出は、適切な時期に行われ、空気調和装置１の運転開始時、運転中、または運転停止後に行われてもよく、ファン８０の回転前、回転中または回転停止後に行われてもよいが、望ましくは、ファン８０の回転前に行われるのが最も効果的である。ファン８０の回転前に欠相異常検出を行うことにより、モータ運転の都度、異常の状態に合わせて最適な運転を行うことが可能となる。このとき、欠相アームには通電しないことによって異常状態を変えず、駆動出力を同じ状態で運転し続けることにより、安定した運転を行うことができる。また、ファン８０の回転前に欠相異常検出を行えば、異常状態が解消された場合にも、速やかに正常運転を行うことができる。欠相異常検出部９は、その検出において、ゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚに対してインバータ回路３が適切な出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを発生できているかを検出することになるが、その検出は直接的なものでなく間接的な場合も含まれる。例えば、個々のスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１，３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２の故障検出やインバータ回路３の出力インピーダンスの測定などからでも、欠相異常が発生していることと、どの相のどのアームが欠相しているかの欠相異常の状態を特定することができればよい。また、全ての欠相異常を特定する必要はなく、少なくとも欠相時の駆動の対象となる欠相異常の状態を特定する。

駆動信号選定部１０は、欠相異常検出部９の検出結果である欠相異常の有無及び種類に応じて駆動信号の出力波形を選択する。駆動信号選定部１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）とROM（Read Only Memory）などで構成でき、予めROMに、欠相異常の状態とその時のゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚの組み合わせを示すテーブルなどを記憶させておくことで、欠相時の指令を駆動信号作成部６Ａに対して出力できる。また、駆動信号選定部１０は、欠相異常の状態が駆動可能なものか否かを判断する機能を有しており、判断すべき欠相異常の状態が限られているので、例えば欠相異常の状態と動作可否の関係をROMに記憶させておくことによってこのような機能を持たせることができる。さらに、欠相時に駆動をさせるか否かを指示する信号Od1に応じて駆動信号作成部６Ａの機能を停止させる機能も駆動信号選定部１０が有しているが、このような機能は例えば簡単な論理回路で構成できる。

駆動信号作成部６Ａは、駆動信号選定部１０からの指令に応じてゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを作成してゲートドライブ回路５に対して出力する。後ほど説明するが、駆動信号作成部６Ａが作成するゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚについて、通常時と欠相時の違いには、スイッチング素子をオンする信号を出力するタイミングの変更で対応できる。そのため、従来の駆動信号作成部６のゲート信号出力タイミングを発生する部分を変更することで駆動信号作成部６Ａを構成することができる。また、通常時と欠相時において、ゲート信号Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚのパルス幅やデューティ比を変えることもでき、その場合には駆動信号作成部６Ａは従来の駆動信号作成部６とは異なるパルス幅やデューティ比を発生する構成を付加する。先に述べたように、欠相異常時には正常時よりも電圧出力期間が狭くなるため、所定回転数で同じトルクを出力するためには、パルス幅やデューティ比を正常時よりも大きくする必要があるが、この構成を付加することにより、正常時と変わらない回転数応答性を得ることも可能となる。指示受付部１１は、欠相異常が生じたときにブラシレスＤＣモータ３０の駆動を行うか、行わないかを指示する信号Ｃｏ1を外部から受付けて、駆動信号選定部１０に対して、モータ３０の駆動に関する指令Ｏｄ１を出力する。指示受付部１１が出力する信号Ｏｄ１は、欠相異常の発生に対して駆動の可否を指示する信号だけでなく、欠相異常の状態ごとに駆動の可否を指示する信号を含んでいてもよい。表示部１２は、欠相異常の有無と種類のいずれかもしくは両方に関する情報を駆動信号選定部１０から受け取り、外部に対してそれらの情報を表示する。

次に、モータ制御部２２の動作について、図３に示すフローに沿って説明する。欠相異常を検出するタイミングになると（ステップＳ１）、ステップＳ２に進み、欠相異常検出部９において欠相異常の検出を行う。欠相異常を検出するタイミングは、例えば、ファン８０の運転開始時に欠相異常を検出するなど、空気調和装置１の運用上適切な時期に設定される。

欠相異常が発生している場合には、欠相異常検出部９から駆動信号選定部１０に欠相異常の検出と検出された欠相異常の状態とを示す信号が出力されることにより、駆動信号選定部１０において、欠相異常が検出されたと判断される（ステップＳ３）。

駆動信号選定部１０は、ステップＳ３において欠相異常が検出されたと判断すると、欠相異常検出部９の出力から、ステップＳ４及びステップＳ５の判断を続けて行う。ステップＳ４では、欠相異常の状態がモータ駆動可能なものか否かを駆動信号選定部１０が判別する。例えば、三相のブラシレスＤＣモータ３０の場合には異なる相の片側アームが２つ以上欠相している場合には、回転させることができないため駆動信号選定部１０が駆動不可能と判断し、片側アームの欠相が１つ以内であれば、駆動信号選定部１０が駆動可能と判断する。

ステップＳ４で駆動可能な欠相異常と判断された後、ステップＳ５において、駆動信号選定部１０は、指示受付部１１からの指令Ｏｄ１に基づいて欠相時にブラシレスＤＣモータ３０の駆動を行うか否かを決定する。

ステップＳ５を終了して、欠相異常が駆動可能なものと判断されて欠相時に駆動を停止する指示がない場合には、駆動信号選定部１０から表示部１２に対して異常表示をするための信号が出力される。それにより、表示部１２は、例えば、欠相異常が生じているがファン８０の運転を継続する内容の情報と共に、欠相異常の状態を表示する。

次に、駆動信号選定部１０は、ステップＳ７において、欠相時の駆動信号の選定を欠相異常の状態に応じて行う。駆動信号選定部１０における具体的な欠相時ファンモータ駆動出力の選定については後述する。

ステップＳ８において、始動時のロータ３１の位置を調整するため駆動信号選定部１０からの出力により駆動信号作成部６Ａは始動時のゲート信号をＧｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを作成してゲートドライブ回路５に対して出力する。それにより、ロータ３１が、欠相があってもトルクを発生できる位置に移動され、始動時においてロータ３１にトルクを加えて回転を始めさせることができる。

ステップＳ９において、モータ３０を駆動するため、駆動信号選定部１０からの出力により駆動信号作成部６Ａがゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを作成してゲートドライブ回路５に対して出力する。なお、駆動信号作成部６Ａにおける駆動信号の作成については後ほど駆動信号選定部１０の欠相時ファンモータ駆動出力の説明とともに行う。

最初のステップＳ１で欠相異常の検出タイミングではないと判断された場合には、駆動信号の状態を継続する（ステップＳ１０）。すなわち、ある選定された駆動信号に基づいて出力を行ってモータ３０を駆動している場合には、そのまま出力を継続し、また、駆動を停止している場合には、そのまま停止し続ける。ステップＳ３で、欠相異常の検出タイミングではないと判断された場合や欠相異常が検出されなかった場合には、ステップＳ１１に進み、通常のファンモータ駆動出力が行われる。このとき、駆動信号選定部１０は、駆動信号作成部６Ａに欠相異常が生じていないことを通知して通常の動作を行う状態にするとともに、ホールセンサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃから入力されたホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと回転数制御部７から入力されたデューティ指令Ｄ＊をそのまま駆動信号作成部６Ａに対して出力する。この場合、駆動信号作成部６Ａは、従来の駆動信号作成部６と同様にゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを作成する。ステップＳ１１の処理が終了すると、最初のステップＳ１に戻り、再び適切なタイミングで欠相異常の検出を行う。

また、ステップＳ４で欠相異常の状態が駆動不可能なものと判断された場合及び、ステップＳ５で欠相時に駆動を停止するという指令がある場合には、ステップＳ１２に進み、駆動信号選定部１０から駆動信号作成部６Ａに対してブラシレスＤＣモータ３０の駆動を行わせないようなゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚの作成を指示する制御信号が出力される。それにより、駆動信号作成部６Ａは、例えば欠相異常が生じている期間はスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１，３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２をオフ状態にするゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを出力する。これは欠相異常によりスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１，３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２の動作が不安定になることによって、インバータ回路３からモータ３０に対して異常な電圧を出力させないためである。次に、ステップＳ１３に進み、駆動信号選定部１０から表示部１２に対して異常表示をするための信号が出力される。それにより、表示部１２は、欠相異常が生じていることと共に、欠相異常の状態を表示する。

なお、説明を簡単にするために、各ステップが順次行われるような説明を行ったが、例えば、ステップＳ３とステップＳ４とステップＳ５、ステップＳ６とステップＳ７、及びステップＳ１１とステップＳ１２などは同時に行ってもよく、また順序が逆であってもよい。また、ステップＳ１では、ブラシレスＤＣモータ３０の駆動とは別に欠相異常の検出を行うタイミングを設ける場合の説明を行ったが、検出方法によってはモータ３０を回転させながら欠相異常の検出を行える場合もあるので、モータ３０の駆動と並行して欠相異常の検出を行ってもよい。また、ステップＳ６，Ｓ１３の異常表示は、ステップＳ４の直後に行ってもよい。

＜欠相時のモータ駆動の具体例＞
以下の説明において、欠相異常とは、インバータ回路のスイッチング素子が本来オン状態になるべきときにオン状態にならない異常である。また、図２に示した三相のブラシレスＤＣモータ３０をインバータ回路３で駆動するような構成の場合、異なる相の片側アームが二相以上欠相している場合はモータ３０の駆動ができないことから、駆動信号選定部１０において欠相時ファンモータ駆動出力を選定するために区別する必要があるのは、上アームの欠相が一相以下でかつ下アームの欠相も一相以下の場合である。そのため、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の区別をしなければ、一相の上アームまたは下アームのみに欠相が生じている場合、同じ相の上アームと下アームにのみ欠相が生じている場合、及び一相の上アームまたは下アームと他の一相の下アームまたは上アームに欠相を生じている場合の３つのパターンになる。これら３つのパターンにおいて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の違いがあっても欠相異常への対応方法は同じであるため、以下の説明ではＵ相及びＵ相とＶ相が欠相となった場合を例に３つのパターンへの対応について説明する。

（Ｕ相上アームの欠相）
図４は、Ｕ相上アームに欠相が生じている場合に、三相ブラシレスＤＣモータに二相通電を行ったときのブラシレスＤＣモータを動作させるための信号及び電圧を説明するためのタイミングチャートである。図４において、横軸はロータ位置を電気角で示したものである。図４（ａ）には、正常時にステータ３２の電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに誘起される誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎ，Ｖｗｎが示されている。図４（ｂ）には、ホールセンサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃから出力されるホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが示されている。図４（ｃ）には、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと位置信号モードが示されている。図４（ｄ）には、Ｕ相上アームの欠相時にモータ３０を駆動するために駆動信号作成部６Ａから出力されるゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚが示されている。図４（ｅ）には、図４（ｄ）に示す駆動信号作成部６Ａの出力に対応してインバータ回路３から出力される電圧の出力波形が示されている。

Ｕ相上アームに欠相が生じているため、電気角で３０度から１５０度の区間Ｉｎ１は、インバータ回路３のＵ相の出力が正常な値にならない。そのため、電気角で３０度から１５０度の区間Ｉｎ１でスイッチング素子３ｕ１をオフ状態にするゲート信号Ｇｕを出力している（図４（ｄ）参照）。それにより、３０度から１５０度の区間Ｉｎ１は、図４（ｅ）に示すように、インバータ回路３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相全ての出力電圧が０になる。それにより、欠相異常が生じている区間でもインバータ回路３の出力電圧を安定させてブラシレスＤＣモータ３０の駆動を行うことができる。

通常時に二相通電を行っている場合には、Ｕ相上アームに欠相が生じているという信号を欠相異常検出部９から駆動信号選定部１０が受け取ると、駆動信号作成部６Ａに対して駆動信号選定部１０は、デューティ指令Ｄ＊とホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗをそのまま駆動信号作成部６Ａに対して出力する。さらに、駆動信号選定部１０は、全区間でスイッチング素子３ｕ１をオフ状態にするようなゲート信号Ｇｕを出力するよう、駆動信号作成部６Ａに指令を出す。それにより、駆動信号作成部６Ａは、区間Ｉｎ１においてスイッチング素子３ｕ１をオフ状態にするとともに、その他の区間やその他のスイッチング素子に対しては通常と同じようなゲート信号を出力させることができる。それにより、図４（ｄ）に示すゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを出力することができる。

ブラシレスＤＣモータ３０が回転しているときに図４に示す状態になった場合には、モータ３０にファン８０が取り付けられているので、ファン８０の慣性運動により電気角３０度から１５０度の区間Ｉｎ１でトルクがなくてもモータ３０が回転を続けることから、モータ３０はＵ相上アームに欠相が生じていてもファン８０を駆動させ続けることができる。

図１５に示したように、通常時に三相通電を行っている場合には、Ｕ相上アームの欠相によって出力電圧を発生できない区間が電気角で１８０度になるため、回転させ続けることが難しくなる。そこで、通常時に三相通電を行っている場合には、欠相時に二相通電になるよう、ゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚの出力を図４（ｅ）に示すように切り換える。そのために、駆動信号作成部６Ａは、正常時は三相通電を行い、欠相時に二相通電を行うような機能を有しており、駆動信号選定部１０からの指示によって三相通電と二相通電の切換を行う。

また、通常時に三相通電を行っている場合、欠相異常が生じたときに全体を二相通電に切替えるのではなく、一部の区間だけ二相通電に切替えるようにしてもよい。図５は、一部の区間だけ二相通電に切替える場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示されている図は、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示されている図と同じであるので説明を省略する。図５（ｄ）には、Ｕ相上アームの欠相時にモータ３０を駆動するために駆動信号作成部６Ａから出力されるゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚが示されている。また、図５（ｅ）には、図５（ｄ）に示す駆動信号作成部６Ａの出力に対応してインバータ回路３から出力される電圧の出力波形が示されている。

通常状態で三相通電を行う場合において、Ｕ相上アームに欠相が生じているため、電気角で−３０度から１５０度の区間Ｉｎ１１，Ｉｎ１２，Ｉｎ１３は、インバータ回路３のＵ相上アームの出力が正常な値にならない。そこで、電気角で−３０度から０度の区間Ｉｎ１１においては、ゲート信号Ｇｕとしてスイッチング素子３ｕ１がオフ状態になる信号を出力するとともに、ゲート信号Ｇｖ，Ｇｚとしてスイッチング素子３ｖ１，３ｗ２がオン状態になる信号を出力する。それにより、区間Ｉｎ１１はＶ相とＷ相の２相で通電する。このときインバータ回路３の出力は、出力電圧Ｖｖ，バーＶｗのベクトルで与えられ、図１６に示すように出力電圧バーＶｕ，Ｖｖ，バーＶｗのベクトルに比べて３０度位相が進んでいるので、半時計回りにトルクを発生することができる。また、電気角で１２０度から１５０度の区間Ｉｎ１３においては、ゲート信号Ｇｗ，Ｇｙとしてスイッチング素子３ｖ２，３ｗ１がオン状態になる信号を出力する。このときもゲート信号Ｇｕはスイッチング素子３ｕ１をオフ状態にする信号を出力する。それにより、区間Ｉｎ１３はＶ相とＷ相で通電する。このときのインバータ回路３の出力は、出力電圧バーＶｖ，Ｖｗのベクトルで与えられ、出力電圧バーＶｕ，バーＶｖ，Ｖｗのベクトルに対し３０度位相が遅れているので、半時計回りにトルクを発生することができる。また、区間Ｉｎ１２では半時計回りのトルクを発生する出力電圧の組み合わせがないため、出力電圧を発生させない。それにより、電気角０度から１２０度の区間Ｉｎ１２では、図５（ｅ）に示すように、インバータ回路３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相全ての出力電圧が０になる。その結果、電気角で１２０度から３６０度の区間で半時計回りのトルクを発生することができ、三相通電の場合に比べてモータ３０の回転を維持し易くなる。

二相通電と三相通電とを組み合わせる場合において、図２に示すファンモータ駆動システム２において、駆動信号選定部１０は、全区間でスイッチング素子３ｕ１がオフ状態にするようなゲート信号Ｇｕを出力するよう、駆動信号作成部６Ａに指令を出す。また、０度から３０度の区間では、スイッチング素子３ｖ１をオフ状態にするゲート信号Ｇｖを出力し、９０度から１２０度の区間では、スイッチング素子３ｗ１をオフ状態にするゲート信号Ｇｗを出力するよう、駆動信号作成部６Ａに対して指令を出す。それにより、駆動信号作成部６Ａは、図５（ｃ）に示すゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを出力することができる。

ブラシレスＤＣモータ３０が回転しているときに図５に示す状態になった場合には、ファン８０の慣性運動により電気角０度から１２０度の区間Ｉｎ１２で回転を続け、モータ３０はＵ相上アームに欠相が生じていても回転を続けることができる。

次に、Ｕ相上アームに欠相異常が生じている場合のブラシレスＤＣモータ３０の始動について説明する。図６は、始動時におけるロータ位置の固定について説明するためのタイミングチャートである。図６（ａ）には、正常時に電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに誘起される誘起電圧が示されている。図６（ｂ）には、ホールセンサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃから出力されるホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが示されている。図４（ｃ）には、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと位置信号モード及び直流励磁相との関係が示されている。図６（ｃ）において、例えば、「Ｕ+」はＵ相上アームをオンすることをあらわしており、「Ｕ−」はＵ相下アームをオンすることを表している。

既に説明したように、Ｕ相上アームが欠相しているときには、電気角３０度から１５０度の区間Ｉｎ１では、トルクを発生することができない。また、電気角１０５度から２５５度の位置Ｐｏ１にロータ３１を固定するための直流励磁相は、Ｕ相上アームの欠相によりインバータ回路３が出力できない。そのため、ロータ３１を固定でき、かつ始動時にトルクを印加できる位置は、電気角で２５５度から１５度までの位置Ｐｏ２に限られる。その中でも、固定後にトルクを長く与えられる位置Ｐｏ３が好ましい。位置Ｐｏ３に固定した場合には、２８５度から３０度までの位置Ｐｏ４でトルクを与える。

Ｖ相下アームとＷ相上アームをオンすることにより、位置Ｐｏ３にロータ３１を固定することができる。Ｖ相下アームとＷ相上アームがオンするのは、図４に示すように、位置信号モードが「２」のときである。従って、Ｕ相上アームに欠相が生じているときの始動時においては、駆動信号選定部１０は、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖを「１」、Ｈｗを「０」として駆動信号作成部６Ａに出力し、ロータ固定に十分な期間だけ位置信号モード「２」に対応するゲート信号が駆動信号作成部６Ａからゲートドライブ回路５に出力されるように制御する。なお、例えばホールセンサ信号の位置信号モードが「１」のところでロータ３１が停止しているときには、Ｖ相上アームとＷ相下アームをオンし、続いてＵ相下アームとＶ相上アームをオンし、さらにＵ相下アームとＷ相上アームをオンして徐々に２７０度に近づけてからＶ相下アームとＷ相上アームをオンしてもよい。なお、直流励磁時にもチョッピングを行うことにより、電流が徐々に流れるため、スイッチング素子へのダメージを小さくすることができる。

ロータ３１を位置Ｐｏ３に固定した後は、位置信号モードに応じて二相通電を行う。まず、Ｕ相下アームとＷ相上アームをオンすることによりファン８０にトルクを与えて回転させ始める。このようにして、ブラシレスＤＣモータ３０が回転を始めれば、既に説明したように図４に示すゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを与えてインバータ回路３によるモータ３０の駆動を継続する。

（Ｕ相上アーム及びＶ相下アームの欠相）
図７は、Ｕ相上アーム及びＶ相下アームに欠相が生じている場合に、ブラシレスＤＣモータに二相通電を行ったときのブラシレスＤＣモータを動作させるための信号及び電圧を説明するためのタイミングチャートである。図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示されている図は、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示されている図と同じであるので説明を省略する。図７（ｄ）には、Ｕ相上アーム及びＶ相下アームの欠相時にモータ３０を駆動するために駆動信号作成部６Ａから出力されるゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚが示されている。図７（ｅ）には、図７（ｄ）に示す駆動信号作成部６Ａの出力に応じてインバータ回路３から出力される電圧の出力波形が示されている。

Ｕ相上アーム及びＶ相下アームに欠相が生じているため、３０度から２１０度の区間Ｉｎ２は、インバータ回路３のＵ相とＶ相の出力が正常な値にならない。そのため、３０度から２１０度の区間Ｉｎ２でスイッチング素子３ｕ１，３ｖ２をオフ状態にするゲート信号Ｇｕ，Ｇｙを出力している（図７（ｄ）参照）。それにより、３０度から２１０度の区間Ｉｎ２は、図７（ｅ）に示すように、インバータ回路３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相全ての出力電圧が０になる。

通常時に二相通電を行っている場合には、Ｕ相上アーム及びＶ相下アームに欠相が生じているという信号を欠相異常検出部９から駆動信号選定部１０が受け取ると、駆動信号選定部１０は、駆動信号作成部６Ａに対してデューティ指令Ｄ＊とホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗをそのまま駆動信号作成部６Ａに対して出力する。さらに、駆動信号選定部１０は、全区間でスイッチング素子３ｕ１，３ｖ２をオフ状態にするようなゲート信号Ｇｕ，Ｇｙを出力するよう、駆動信号作成部６Ａに指令を出す。それにより、駆動信号作成部６Ａは、図７（ｄ）に示すゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを出力することができる。

通常時に三相通電を行っている場合に、Ｕ相上アーム及びＶ相下アームに欠相異常が生じたとき、二相通電に切り換えるのは、Ｕ相上アームに欠相異常が生じたときと同様である。

次に、Ｕ相上アーム及びＶ相下アームに欠相異常が生じている場合のブラシレスＤＣモータ３０の始動について説明する。図８は、始動時におけるロータ位置の固定について説明するためのタイミングチャートである。図８（ａ）には、正常時に電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに誘起される誘起電圧が示されている。図８（ｂ）には、ホールセンサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃから出力されるホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが示されている。図８（ｃ）には、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと位置信号モード及び直流励磁相との関係が示されている。

既に説明したように、Ｕ相上アーム及びＶ相下アームが欠相しているときには、電気角３０度から２１０度の区間Ｉｎ２では、トルクを発生することができない。また、電気角１０５度から３１５度の位置Ｐｏ５にロータ３１を固定するための直流励磁相は、Ｕ相上アーム及びＶ相下アームの欠相によりインバータ回路３が出力できない。そのため、ロータ３１を固定でき、かつ始動時にトルクを印加できる位置は、電気角で３１５度から１５度までの位置Ｐｏ６に限られる。その中でも、固定後にトルクを長く与えられる位置Ｐｏ７が好ましい。位置Ｐｏ７に固定した場合には、３５５度から３０度までの位置Ｐｏ８でトルクを与える。

位置Ｐｏ７にロータ３１を固定するためには、図８に示すように、Ｕ相下アームとＷ相上アームをオンする必要がある。Ｕ相下アームとＷ相上アームがオンするのは、図７に示すように、位置信号モードが「３」のときである。従って、Ｕ相上アームとＶ相下アームに欠相が生じているときの始動時においては、駆動信号選定部１０は、ホールセンサ信号Ｈｕを「１」、Ｈｖ，Ｈｗを「０」として駆動信号作成部６Ａに出力し、ロータ固定に十分な期間だけ位置信号モード「３」に対応するゲート信号が駆動信号作成部６Ａからゲートドライブ回路５に出力されるように制御する。なお、例えばホールセンサ信号の位置信号モードが「１」または「２」のところでロータ３１が停止しているときには、Ｖ相上アームとＷ相下アームをオンし、続いてＵ相下アームとＶ相上アームをオンして徐々に３３０度に近づけてからＶ相下アームとＷ相上アームをオンしてもよい。

ロータ３１を位置Ｐｏ７に固定した後、Ｕ相下アームとＶ相上アームとＷ相上アームのオンすることによりファン８０にトルクを与える。このようにして、ブラシレスＤＣモータ３０が回転を始めれば、既に説明したように図７に示すゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを与えてインバータ回路３によるモータ３０の駆動を継続する。

（Ｕ相上アーム及びＵ相下アームの欠相）
図９は、Ｕ相上アーム及び下アームに欠相が生じている場合に、ブラシレスＤＣモータに二相通電を行ったときのブラシレスＤＣモータを動作させるための信号及び電圧を説明するためのタイミングチャートである。図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示されている図は、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示されている図と同じであるので説明を省略する。図９（ｄ）には、Ｕ相の上下アームの欠相時にモータ３０を駆動するために駆動信号作成部６Ａから出力されるゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚが示されている。図９（ｅ）には、図９（ｄ）に示す駆動信号作成部６Ａの出力に応じてインバータ回路３から出力される電圧の出力波形が示されている。

Ｕ相上アーム及び下アームに欠相が生じているため、３０度から１５０度の区間Ｉｎ３及び２１０度から３３０度の区間Ｉｎ４は、インバータ回路３のＵ相の出力が正常な値にならない。そのため、３０度から１５０度の区間Ｉｎ３及び２１０度から３３０度の区間Ｉｎ４でスイッチング素子３ｕ１，３ｕ２をオフ状態にするゲート信号Ｇｕ，Ｇｘを出力している（図９（ｄ）参照）。それにより、３０度から１５０度の区間Ｉｎ３及び２１０度から３３０度の区間Ｉｎ４は、図９（ｅ）に示すように、インバータ回路３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相全ての出力電圧が０になる。

通常時に二相通電を行っている場合には、Ｕ相上アーム及び下アームに欠相が生じているという信号を欠相異常検出部９から駆動信号選定部１０が受け取ると、駆動信号選定部１０は、駆動信号作成部６Ａに対してデューティ指令Ｄ＊とホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗをそのまま駆動信号作成部６Ａに対して出力する。さらに、駆動信号選定部１０は、全区間でスイッチング素子３ｕ１，３ｕ２をオフ状態にするようなゲート信号Ｇｕ，Ｇｘを出力するよう、駆動信号作成部６Ａに指令を出す。それにより、駆動信号作成部６Ａは、図９（ｄ）に示すゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを出力することができる。

ブラシレスＤＣモータ３０が回転しているときに図９に示す状態になった場合には、モータ３０にファン８０が取り付けられているので、ファン８０の慣性運動により３０度から１５０度の区間Ｉｎ３及び２１０度から３３０度の区間Ｉｎ４では回転を続けることから、モータ３０はＵ相上アーム及び下アームに欠相が生じていることにより出力は小さくなるものの回転を続けることはできる。

通常時に三相通電を行っている場合に、Ｕ相上アーム及び下アームに欠相異常が生じたとき、二相通電に切り換えるのは、Ｕ相上アームに欠相異常が生じたときと同様である。

次に、Ｕ相上アーム及び下アームに欠相異常が生じている場合のブラシレスＤＣモータ３０の始動について説明する。図１０は、始動時におけるロータ位置の固定について説明するためのタイミングチャートである。図１０（ａ）には、正常時に電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに誘起される誘起電圧が示されている。図１０（ｂ）には、ホールセンサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃから出力されるホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが示されている。図１０（ｃ）には、ホールセンサ信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと位置信号モード及び直流励磁相との関係が示されている。

既に説明したように、Ｕ相上アーム及び下アームが欠相しているときには、３０度から１５０度の区間Ｉｎ３及び２１０度から３３０度の区間Ｉｎ４では、トルクを発生することができない。また、１０５度から２５５度の位置Ｐｏ９及び２８５度から７５度の位置Ｐｏ１０にロータ３１を固定するための直流励磁相は、Ｕ相上アーム及び下アームの欠相によりインバータ回路３が出力できない。そのため、ロータ３１を固定でき、かつ始動時にトルクを印加できる位置は存在しない。そのため、Ｕ相上アームのみで欠相を生じていた際に行ったロータ３１の位置調整と、その後のロータ３１へのトルクの付与を、ロータ及び負荷の慣性を利用してロータ３１を動かしながら行わなければならない。

まず、ロータ３１の停止位置を特定する。例えば、ロータ停止位置が３３０度から３０度の区間にあれば、位置信号モードが「５」として検出される。この位置にあるロータ３１を正しく回転させるために、Ｖ相上アームとＷ相下アームをオンして９０度の方に向かってブラシレスＤＣモータ３０を回転させる。そして、ホールセンサ信号Ｈｗがローレベルになった瞬間にＶ相上アームとＷ相下アームをオフすることにより、ロータ位置の調整を行い、その後は慣性を利用してロータ３１をトルク出力可能な位置信号モードとなる箇所（この場合は位置信号モード２の位置）まで移動させる。従って、Ｕ相上アームと下アームに欠相が生じているときの始動時においては、駆動信号選定部１０は、位置信号モードが「４」、「５」、「０」のときはホールセンサ信号Ｈｕを「０」、Ｈｖ，Ｈｗを「１」に変えて駆動信号作成部６Ａに出力し、ホールセンサ信号Ｈｗがハイレベルからローレベルに変わった瞬間に、Ｖ相上アームとＷ相下アームをオフするようゲート信号Ｇｖ，Ｇｚを出力する。また、駆動信号選定部１０は、位置信号モードが「１」、「２」、「３」のときはホールセンサ信号Ｈｕを「１」、Ｈｖ，Ｈｗを「０」に変えて駆動信号作成部６Ａに出力し、ホールセンサ信号Ｈｗがローレベルからハイレベルに変わった瞬間に、Ｖ相下アームとＷ相上アームをオフするようゲート信号Ｇｗ，Ｇｙを出力する。このようにして、ブラシレスＤＣモータ３０が回転を始めれば、既に説明したように図９に示すゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを与えてインバータ回路３によるモータ３０の駆動を継続する。

上記いずれの欠相の場合においても、トルク出力しない区間が存在するため、ファンモータのような慣性の大きなモータ駆動装置において、特に有効である。

＜欠相異常検出部＞
欠相異常検出部９の構成の一例について図１１を用いて説明する。図１１に示すファンモータ駆動システム２には、上アーム側のゲートドライブ回路５のためにブートストラップキャパシタ４１，４２，４３が設けられている。ゲートドライブ回路５は、上アームのスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１を駆動するドライバ５１，５２，５３と、下アームのスイッチング素子３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２を駆動するドライバ５４，５５，５６とを備えている。ブートストラップキャパシタ４１，４２，４３は、ドライバ５１，５２，５３にスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１を駆動する電圧を供給する。

ブートストラップキャパシタ４１，４２，４３は、電源ＶＤから抵抗４７，４８，４９とダイオード４４，４５，４６を介して電圧が供給される。ブートストラップキャパシタ４１，４２，４３の一方端は、それぞれインバータ回路３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の出力端に接続され、他方端はそれぞれダイオード４４，４５，４６のアノードとドライバ５１，５２，５３に接続されている。

図１１において、欠相異常検出部９は、下アームのスイッチング素子３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２を接地する抵抗９ａと抵抗９ａの電圧を検出する電圧検出部９ｂからなる。欠相異常検出部９を用いて行う欠相異常の検出は、抵抗９ａにおける電流検出のために、ブラシレスＤＣモータ３０を駆動する際にスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１，３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２がオン・オフを繰り返す間隔よりもスイッチング素子のオンの期間を長くとる必要がある。そのため、欠相異常の検出は、ファン８０の運転前のタイミングで行われる。

欠相異常検出部９において、検出される故障箇所と電流検出の関係を図１２に示す。図１２において、故障の箇所を表す欄における×と○はそれぞれ欠相異常の有無を示し、電流検出を表す欄における○と×はそれぞれ抵抗９ａに流れる電流の有無を示している。また、スイッチング態様を表す欄の○と×はスイッチング素子のオン・オフを示している。

１回の欠相異常の検出において、６通りのスイッチング態様を全て行う。欠相異常の検出工程において、６通りのスイッチング態様全てで電流が検出されれば、欠相異常は発生していないと判断できる。また、例えば、スイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１，３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２を、オフ、オフ、オン、オン、オン、オフしたときのみ、電流が検出されなければ、Ｗ相上アームのみで欠相異常が発生していることが分かる。さらに、図１２には記載していないが、６通りのスイッチング態様全てで電流が検出されなければ、３つ以上のアームで欠相異常が生じていることになる。この場合は、片側のアームの二相以上で欠相が生じていることになるからブラシレスＤＣモータ３０を駆動できないので、欠相以上の態様を詳しく検出するまでもなく、既に説明したようにモータ３０を停止する処置を行う。

＜変形例＞
（ａ）
上記実施形態では、欠相異常検出部９の一例を図１１に示したが、欠相異常検出部９の構成は図１１に示す態様に限られるものではなく、他の構成を用いることができる。

（ｂ）
上記実施形態によるファンモータ駆動システム２は、一相の一方アームのみで欠相が生じている場合、一相の上アームと他相の下アームで欠相が生じている場合、及び同じ相の上アームと下アームで欠相が生じている場合の全てにおいてブラシレスＤＣモータ３０を駆動する態様のものを示したが、例えば、一相の一方アームのみで欠相が生じている場合及び、異なる二相の上アームと下アームで欠相が生じている場合のみ駆動するように構成してもよい。どのような状態の欠相異常のときにモータ３０の駆動を行うかは、システム性能の低下度合や騒音・振動の大きさなどの具体的な場面において適宜選択して設計される。

（ｃ）
上記実施形態においては、表示部１２がファンモータ駆動システム２に内蔵されている場合について説明したが、表示部１２は、必ずしもファンモータ駆動システム２と一体に設けられる必要はなく、表示部１２をファンモータ駆動システム２の外部に設け、ファンモータ駆動システム２からは表示のための情報を送信するようにしてもよい。例えば、室内機１０２のリモートコントローラなど付属機器の液晶画面であってもよい。あるいは、表示部１２として、空気調和装置１を遠隔管理する遠隔管理装置がある場合には、遠隔管理装置の画面を用いることもできる。

（ｄ）
上記実施形態においては、欠相異常検出部９と、駆動信号選定部１０と、駆動信号作成部６Ａとを別のブロックで示したが、これらを適宜組み合わせて、欠相異常を検出する機能と、駆動信号を選定する機能と、駆動信号を作成してインバータ回路３を制御する機能とを一つの回路で実現してもよい。

（ｅ）
上記実施形態においては、ファンモータ駆動システム２の用途として空気調和装置の熱源ユニットについて、図１に示す空気調和装置１の室外ファン１０８と室内ファン１１０を駆動するブラシレスＤＣモータのファンモータ駆動システム２を例にあげて説明したが、他のヒートポンプ装置にも適用することができる。例えば、給湯器の熱源ユニットで使用されるファンモータの駆動にファンモータ駆動システム２を用いることができる。また、ポンプなどのファンモータ以外のモータの駆動システムとして熱源ユニットで用いられるブラシレスＤＣモータなどの駆動にも適用することができる。

（ｆ）
モータはブラシレスＤＣモータでなく、インバータ回路で駆動される誘導電動機でもよい。誘導電動機を駆動する場合には、ロータの位置に合わせて欠相時モータ駆動出力を出力する必要はなく、例えば出力電圧と出力周波数の比を一定に制御する、いわゆるＶ／ｆ制御を行うことによって、安定した駆動を行うことができる。なお、モータが誘導電動機の場合も、通常時と欠相時においてゲート信号Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚのパルス幅やデューティ比を変えることによって、出力電圧を同等とし、正常時と同等の回転数応答性や効率・力率を得ることが可能となる。

（ｇ）
上記実施形態においては、インバータ回路とゲートドライブ回路が一つのドライバ集積回路２０上に形成されている例を示したが、一つのドライバ集積回路上に形成されている必要はない。

＜特徴＞
（１）
ファンモータ駆動システム２（多相モータ駆動システム）は、図２に示すように、インバータ回路３と、欠相異常検出部９（検出手段）と、駆動信号選定部１０（選定手段）と、駆動信号作成部６Ａ（駆動制御手段）とを備えている。このファンモータ駆動システム２は、図３に示すフローチャートに沿って欠相異常が発生しているときに、ブラシレスＤＣモータ３０を駆動してファン８０を回転させることができる。

すなわち、ステップＳ２（検出工程）において、欠相異常検出部９は、ゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚに対してインバータ回路３が適切な出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを発生できているかチェックすることにより、欠相異常の検出を行う。この場合の出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの発生チェックは、直接測定する必要はなく、欠相異常を示す間接的な事象から検出してもよい。

駆動信号選定部１０は、ステップＳ７（選定工程）において、駆動信号作成部６Ａからどのようなゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを出力させるかを選定する。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれの相で欠相異常が発生しているか、また発生しているのは上アームか下アームかなどの欠相異常の有無や状態に応じて、予め準備されているゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚの波形の中から適切な波形を選び出す。駆動信号選定部１０が選定してインバータ回路３に出力させる欠相時多相モータ駆動出力としては、図４（ｅ）及び図５（ｅ）に示した第１欠相時多相モータ駆動出力と、図７（ｅ）に示した第２欠相時多相モータ駆動出力と、図９（ｅ）に示した第３欠相時多相モータ駆動出力とがある。

そして、ステップＳ９（駆動工程）において、駆動信号作成部６Ａが出力するゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚに応じてゲートドライブ回路５が、インバータ回路３のスイッチング素子３ｕ１，３ｖ１，３ｗ１，３ｕ２，３ｖ２，３ｗ２に対して、オン・オフさせる出力を与える。このとき、ゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚに応じて出力されるインバータ回路３の出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが欠相時多相モータ駆動出力になる。このように、欠相異常が発生しているときの欠相時多相モータ駆動出力をインバータ回路３がブラシレスＤＣモータ３０に出力できるので、欠相があってもモータ３０を駆動することができる。それにより、空気調和装置１に空気調和の動作を行わせることができる。

特に、一相の一方アーム（例えばＵ相上アーム）のみで欠相が生じている場合、及び一相の一方アームと他相の他方アーム（例えばＵ相上アームとＶ相下アーム）のみで欠相が生じている場合を、欠相時に駆動する対象として選定することで、欠相時のモータ３０の駆動が容易になる。

（２）
通常は、モータ３０が停止している状態で欠相異常を検出するので、モータ３０の始動が必要になる。モータ３０が回転している状態で欠相異常が検出された場合には始動工程を省くことができる。そのための判別工程をステップＳ８の前に設けることもできる。上記実施形態においては、停止時に欠相異常検出部９が欠相異常を検出するので、ステップＳ８（始動工程）において、始動を行うためのロータ位置の調整を行う。ロータ３１の位置の調整は、図６及び図８に示したように、トルクを発生できるロータ固定位置に対応する位置信号モードを駆動信号選定部１０が駆動信号作成部６Ａに出力することにより、前述のロータ固定位置にロータ３１が調整されるような直流励磁が行われる。

しかし、欠相異常の状態により、始動時にトルクを発生できる位置に固定できないときには、図１０を用いて説明したように、直流励磁によりロータ３１を動かしてロータ３１の慣性運動からロータ３１の回転につなげる。それにより、３相のブラシレスＤＣモータ３０において同じ相の上下アームに欠相が生じている場合などにおいてもファン８０を回転させることができる。

なお、上記実施形態では二相通電について説明したが、三相通電においても同様に直流励磁により、ロータ位置の固定が可能である。

（３）
駆動信号選定部１０は、ブラシレスＤＣモータ３０が通常時に三相通電で回転する場合に、欠相時が生じたときに、駆動信号作成部６Ａから二相通電のゲート信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗ，Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚをゲートドライブ回路５に出力させる。そのため、駆動信号作成部６Ａは二相通電に対応で切る回路への切換を行えるよう構成されている。それにより、トルクを発生することができる区間が広がってモータ３０の駆動が容易になるとともにモータ３０の欠相異常による振動を抑制することができる。

また、駆動信号作成部６Ａの二相通電への切換は、全ての区間でなく、一部だけ行うようにして、二相通電を行う区間と三相通電を行う区間を並存させることもできる。三相通電の区間ではファンモータ駆動システム２から本来の適切なトルクがモータ３０に与えられるので、不具合が発生する区間を制限して、欠相異常により生じる不具合を抑制することができる。

また、出力電圧の電圧変化を滑らかにするため、三相通電と二相通電とを交互に行ってもよい。さらに、三相通電の場合には、正弦波変調の三相通電であってもよい。デューティ(パルス幅)は電気角３６０度区間において一定である必要はなく、例えば電気角に応じて可変とすることにより、同様の効果が得られる。

（４）
駆動信号選定部１０は、ステップＳ６やステップＳ１３において表示部１２を使ってユーザに対し、欠相異常に関する情報を報知することができる。それにより、ユーザに欠相異常を警告して対処を促すことができる。この表示部１２で行う報知は、視覚だけでなく音などの聴覚に対して行うものも含まれ、ユーザに欠相異常が発生していることを認知させる目的が達せられるものであればよい。また、報知するのは欠相異常の発生だけでなく、その状態やファンモータ駆動システム２の対応状況などの関連情報も含まれる。

（５）
指示受付部１１は、欠相異常が生じたときにモータ３０の駆動を行うか否かを指示する信号Ｃｏ1を外部から受付けて、駆動信号選定部１０に対してモータ３０の駆動に関する指令Ｏｄ１を出力する。それにより、ステップＳ５で駆動信号選定部１０は、欠相時にモータ３０を駆動するか否かを判別することができる。一律に所定の状態の欠相異常の場合に駆動すると、ユーザの要望にこたえられないことがあり、また他の故障と複合的に発生している場合にモータ３０を回転させない方がよい場合などに対応できなくなる。指示受付部１１を設けることで、欠相時のモータ３０の駆動における対処の手段を増やすことができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和装置の構成の概略を示す図。 本発明の一実施形態に係るファンモータ駆動システムを説明するためのブロック図。 ファンモータ駆動システムの駆動制御部の動作の概要を示すフローチャート。 Ｕ相上アームの欠相時にブラシレスＤＣモータを動作させるための信号及び電圧を説明するためのタイミングチャート。 Ｕ相上アームの欠相時にブラシレスＤＣモータを動作させるための信号及び電圧の他の例を説明するためのタイミングチャート。 Ｕ相上アームの欠相異常の始動時におけるロータ位置の固定について説明するためのタイミングチャート。 Ｕ相上アーム及びＶ相下アームの欠相時にブラシレスＤＣモータを動作させるための信号及び電圧を説明するためのタイミングチャート。 Ｕ相上アーム及びＶ相下アームの欠相異常の始動時におけるロータ位置の固定について説明するためのタイミングチャート。 Ｕ相上アーム及び下アームの欠相時にブラシレスＤＣモータを動作させるための信号及び電圧を説明するためのタイミングチャート。 Ｕ相上アーム及び下アームの欠相異常の始動時におけるロータ位置の固定について説明するためのタイミングチャート。 ファンモータ駆動システムの欠相異常検出部を説明するためのブロック図。 図１１の欠相異常検出部の動作を説明するための図。 従来のファンモータ駆動システムを説明するためのブロック図。 三相通電において通常時にブラシレスＤＣモータを動作させるための信号及び電圧を説明するためのタイミングチャート。 三相通電においてＵ相上アーム欠相時のブラシレスＤＣモータの動作を説明するためのタイミングチャート。 （ａ）三相通電のインバータ回路の通常時における出力電圧を説明するためのベクトル図。 （ｂ）三相通電のインバータ回路の欠相時における出力電圧を説明するためのベクトル図。 二相通電において通常時にブラシレスＤＣモータを動作させるための信号及び電圧を説明するためのタイミングチャート。 （ａ）二相通電のインバータ回路の通常時における出力電圧を説明するためのベクトル図。 （ｂ）二相通電のインバータ回路の欠相時における出力電圧を説明するためのベクトル図。

１ 空気調和装置
２ ファンモータ駆動システム
３ インバータ回路
５ ゲートドライブ回路
６Ａ 駆動信号作成部
９ 欠相異常検出部
１０ 駆動信号選定部
１１ 指示受付部
１２ 表示部
２１ 整流回路
２２ モータ制御部
３０ ブラシレスＤＣモータ
１０１ 室外機
１０２ 室内機
１０８ 室外ファン
１１０ 室内ファン

Claims (16)

1. ロータ位置に合った多相モータ駆動出力を多相モータに対して出力するインバータ回路の欠相異常を検出する検出工程（Ｓ３）と、
   前記検出工程で検出された前記欠相異常に対応する欠相時多相モータ駆動出力を選定する選定工程（Ｓ７）と、
   前記選定工程で選定された前記欠相時多相モータ駆動出力を前記ロータ位置に合わせて前記インバータ回路に出力させることにより前記多相モータを駆動する駆動工程（Ｓ９）と
   を備え、
   前記駆動工程は、前記欠相時多相モータ駆動出力によって始動時にトルクを印加できる位置に前記ロータ位置を調整した後に前記多相モータを始動する始動工程（Ｓ８）を含む、多相モータ駆動方法。
2. 前記始動工程は、直流励磁により始動時にトルクを印加できる位置に前記ロータ位置を調整する工程を含む、請求項１に記載の多相モータ駆動方法。
3. 前記選定工程は、前記欠相時多相モータ駆動出力として、前記欠相異常が一相の一方アームのみで生じている場合に対応する第１欠相時多相モータ駆動出力を選定する工程または、前記欠相異常が一相の一方アーム及び前記一方アームと異なる他の一相の他方アームのみで生じている場合に対応する第２欠相時多相モータ駆動出力を選定する工程を含む、請求項１または請求項２に記載の多相モータ駆動方法。
4. 前記選定工程は、前記欠相異常が同じ相の上アーム及び下アームのみで生じている場合に対応する第３欠相時多相モータ駆動出力を選定する工程を含み、
   前記駆動工程は、前記第３欠相時多相モータ駆動出力によって、始動時にトルクを印加できる位置に前記ロータ位置を調整するのに続けて、調整時の前記多相モータの慣性運動により始動する始動工程を含む、請求項１または請求項２に記載の多相モータ駆動方法。
5. 多相モータ駆動出力を多相モータに対して出力するインバータ回路の欠相異常を検出する検出工程（Ｓ３）と、
   前記検出工程で検出された前記欠相異常に対応する欠相時多相モータ駆動出力を選定する選定工程（Ｓ７）と、
   前記選定工程で選定された前記欠相時多相モータ駆動出力を、前記インバータ回路に出力させることにより前記多相モータを駆動する駆動工程（Ｓ８）と
   を備える多相モータ駆動方法であって、
   前記選定工程は、前記欠相時多相モータ駆動出力として、前記欠相異常が一相の一方アームのみで生じている場合に対応する第１欠相時多相モータ駆動出力を選定する工程及び、前記欠相異常が一相の一方アーム及び前記一方アームと異なる他の一相の他方アームのみで生じている場合に対応する第２欠相時多相モータ駆動出力を選定する工程を含む、多相モータ駆動方法。
6. 前記選定工程は、二相通電の前記多相モータ駆動出力を、前記欠相時多相モータ駆動出力として選定する、請求項１から５のいずれかに記載の多相モータ駆動方法。
7. 前記選定工程は、通電期間のうちの少なくとも一部の区間において、二相通電の前記多相モータ駆動出力を、前記欠相時多相モータ駆動出力として選定する、請求項１から５のいずれかに記載の多相モータ駆動方法。
8. 前記選定工程は、通常時三相通電の前記多相モータ駆動出力を、二相通電に切替える、請求項６または請求項７に記載の多相モータ駆動方法。
9. 前記欠相時多相モータ駆動出力は、欠相が生じている期間について前記インバータ回路に駆動出力を行わせないものである、請求項１から８のいずれかに記載の多相モータ駆動方法。
10. 前記検出工程は、少なくとも前記多相モータの始動前に前記欠相異常を検出する、請求項１から９のいずれかに記載の多相モータ駆動方法。
11. ロータ位置に合った多相モータ駆動出力を多相モータに対して出力するインバータ回路（３）と、
    前記インバータ回路の欠相異常を検出する検出手段（９）と、
    前記検出手段で検出された前記欠相異常に対応する欠相時多相モータ駆動出力を選定する選定手段（１０）と、
    前記選定手段で選定された前記欠相時多相モータ駆動出力を前記ロータ位置に合わせて前記インバータ回路に出力させることにより前記多相モータを駆動する駆動制御手段（６A）と
    を備え、
    前記駆動制御手段は、前記欠相時多相モータ駆動出力によって始動時にトルクを印加できる位置に前記ロータ位置を調整した後に前記多相モータを始動する、多相モータ駆動システム。
12. 前記検出手段が前記欠相異常を検出した旨の表示が可能な表示手段（１２）をさらに備える、請求項１１に記載の多相モータ駆動システム。
13. 前記欠相異常の発生時において前記多相モータを駆動させる指示をするための前記駆動制御手段に対する動作実行指示を受付可能な指示受付手段（１１）をさらに備える、請求項１２に記載の多相モータ駆動システム。
14. ファンを回転させる多相のファンモータ（３０）と、
    前記ファンモータのロータ位置に合ったファンモータ駆動出力を前記ファンモータに対して出力するインバータ回路（３）と、
    前記インバータ回路の欠相異常を検出する検出手段（９）と、
    前記検出手段で検出された前記欠相異常に対応する欠相時ファンモータ駆動出力を選定する選定手段（１０）と、
    前記選定手段で選定された前記欠相時ファンモータ駆動出力を前記ロータ位置に合わせて前記インバータ回路に出力させることにより前記ファンモータを駆動する駆動制御手段（６A）と
    を備え、
    前記駆動制御手段は、前記欠相時多相モータ駆動出力によって始動時にトルクを印加できる位置に前記ロータ位置を調整した後に前記ファンモータを始動する、ヒートポンプ装置。
15. 前記検出手段が前記欠相異常を検出した旨の表示が可能な表示手段（１２）をさらに備える、請求項１４に記載のヒートポンプ装置。
16. 前記欠相異常の発生時において前記ファンモータを駆動させる指示をするための前記駆動制御手段に対する動作実行指示を受付可能な指示受付手段（１１）をさらに備える、請求項１５に記載のヒートポンプ装置。

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