JP5521405B2 - モータ駆動装置およびこれを用いた電気機器 - Google Patents
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Description
レスDCモータの速度および負荷状態に見合った非通電区間に現れる端子電圧状態との位相関係を保ちながら通電タイミングを図り、位相関係がモータトルクの限界付近に近づいたときは保護手段により、速度の低下もしくは負荷の低下が図られるものである。これによりブラシレスDCモータの相電流および端子電圧位相は誘起電圧位相に対し、駆動速度や負荷状態、入力電圧状態等により適切な位相関係で保持されることになり、限界負荷付近でも安定して駆動することができ、さらに外乱発生時等も安定して駆動出来ることになる。
入力電圧状態等により適切な位相関係で保持されることになり、限界負荷付近でも安定して駆動することができ、さらに外乱発生時等も安定して駆動出来ることになる。また、前記電流電圧状態把握手段が把握する運転状態が、前記電流位相検出部で検出される所定の位相と前記第2波形発生部より出力される駆動信号の所定状態の時間差もしくは1周期あたりの時間比率とし、前記保護手段は閾値を有し、前記電流電圧状態把握手段が把握する状態が前記閾値以下にならないように、保護制御を行うことにより、脱調や過電流が発生しないよう運転することとなり、負荷や指令速度によらず安定して駆動させることができる。
高速駆動ができるため、冷蔵庫の消費電力の低減しつつ必要な能力を供給することが可能となる。
図1は本発明の実施の形態1におけるブラシレスDCモータの駆動装置を示すブロック図である。
能となる。
相差が狭まろうとすることに対して、補正の基準となる平均が小さくなり、負荷が重くなる前と比較して、位相差が狭まった状態を基準としてモータ4を駆動することとなる。つまり、より大きな進角でモータ4を駆動することとなり、弱め磁束効果の向上により、出力トルクを増大させ、必要な出力トルクを確保する。
図9は本発明の実施の形態1における回転数=デューティ特性図である。
図9において、回転数50r/s以下の場合は第1波形発生部12により駆動される。デューティはフィードバック制御により回転数から自動的に最も効率のよくなるポイントに調整される。
回転子コア20は、0.35mmから0.5mm程度の薄い珪素鋼板を打ち抜いたものを、積み重ねたものである。4枚のマグネット21a〜21dは、逆円弧状に回転子コア20に埋め込まれている。このマグネットは通常フェライト系がよく用いられるが、ネオジなどの希土類の磁石が使われる場合は平板構造のものが使われることもある。
これにより、保護制御部は保護制御動作を行う保護手段20と保護制御動作が働いたことを報知する報知手段21により構成する。
また、運転切換手段19が第1波形発生部12から波形補正部17の出力に切換える際は第1波形発生部12のデューティ出力が所定の基準値を超えたときとし、波形補正部1
7から第1波形発生部12へ出力を切換える際は位置検出部11により回転子4aの位置が検出可能なときとしたことにより、確実に位置信号を取得できる状態で第1波形発生部による駆動を行うため、より安定した駆動を行うことができる。
4 ブラシレスDCモータ
5 圧縮機
10 冷蔵庫
11 位置検出部(電流位相検出部)
12 第1波形発生部
14 周波数設定部
15 第2波形発生部
16 電流電圧状態把握手段
17 波形補正部
19 運転切換手段
20 保護手段
21 報知手段
Claims (10)
- 永久磁石を有する回転子と三相巻線を有する固定子からなるブラシレスDCモータと、前記三相巻線に電力を供給するインバータと、前記ブラシレスDCモータの電流位相を検出する電流位相検出部と、前記回転子の回転位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部の出力により通電角が120度以上150度未満の矩形波またはそれに準じる波形を所定周波数で出力して前記インバータを駆動する第1波形発生部と、デューティを一定として所定周波数のみを変化させる周波数設定部と、通電角が120度以上180度未満の矩形波またはそれに準じる波形を前記周波数設定部で決められた所定周波数で出力する第2波形発生部と、前記電流位相検出部の検出する電流位相と前記第2波形発生部の駆動信号の状態を検出する電流電圧状態把握手段と、前記電流電圧状態把握手段により検出される状態と、目標状態とを一致させるよう前記第2波形発生部の出力を補正しインバータに出力する波形補正部と、低速もしくは低負荷時に前記第1波形発生部を前記インバータへの出力とし、高速もしくは高負荷のときに前記波形補正部を前記インバータへの出力とするよう切換える運転切換手段と、前記電流電圧把握手段により把握された状態によって保護制御を行う保護手段を有し、前記目標状態とは位相差の平均時間とするとともに、前記電流電圧状態把握手段が把握する運転状態が、前記電流位相検出部で検出される所定の位相と前記第2波形発生部より出力される駆動信号の所定状態の時間差もしくは1周期あたりの時間比率とし、前記保護手段は閾値を有し、前記電流電圧状態把握手段が把握する状態が前記閾値以下にならないように、保護制御を行うことを特徴としたブラシレスDCモータの駆動装置。
- 前記位置検出部が前記ブラシレスDCモータにより誘起される電圧から位置を検出し、前記電流位相検出部が前記ブラシレスDCモータと前記インバータで還流電流が流れる際に発生する前記ブラシレスDCモータの端子にあらわれる電圧がOFFしたタイミングを電流位相0として検出し、前記位置検出部が前記電流位相検出部の機能も果たすことを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
- 前記保護手段が行う保護制御動作が前記ブラシレスDCモータの駆動速度を低下させるとした請求項1または2に記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
- 前記保護手段が行う保護制御動作が前記ブラシレスDCモータを停止し、所定時間の後に再度駆動を開始するとした請求項1または2に記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
- 前記保護手段が報知手段を備え、保護制御動作が前記報知手段に保護動作が働いたことを報知するとした請求項1から4のいずれか一項に記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
- 前記運転切換手段が切換えを所定の速度未満では第1波形発生部の出力とし、所定の速度以上では波形補正部の出力とする請求項1から5のいずれか一項に記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
- 前記運転切換手段が第1波形発生部から波形補正部の出力に切換える際は第1の波形発生手段のデューティ出力が所定の基準値を超えたときとし、波形補正部から第1波形発生部へ出力を切換える際は位置検出部により回転子の位置が検出可能なときとした請求項1から5のいずれか一項に記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
- 前記ブラシレスDCモータが、回転子の鉄心に永久磁石を埋め込んでなる回転子であり、かつ突極性を有する回転子を有したものであるとした請求項1から7のいずれか一項に記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
- 前記ブラシレスDCモータが駆動する負荷が圧縮機であるとした請求項1から8のいずれか一項に記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
- 前記圧縮機が冷蔵庫の冷凍サイクルを構成する請求項9に記載のブラシレスDCモータの駆動装置。
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