JPH02241394A

JPH02241394A - ブラシレス直流モータの駆動装置

Info

Publication number: JPH02241394A
Application number: JP1061144A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Iwasaki; 岩崎　善宏
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-03-14
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1990-09-26
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH0681545B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明はブラシレス直流モータの駆動装置に関するも
のであり、特に、空気調和機、冷蔵庫等に搭載されてい
る圧縮機用のブラシレス直流モータの駆動装置に関する
ものである。

［従来の技術］第５図は、例えば、特開昭６１−１２９０号公報に示さ
れた従来のブラシレス直流モータの駆動装置を示す回路
構成図である。また、第６図から第８図の各（ａ）は従
来のブラシレス直流モータの駆動装置によるモータ起動
時の時間と出力周波数との関係を示す特性図であり、第
６図から第８図の各（ｂ）は同じく各図の（ａ）に対応
する時間と相電流との関係を示す特性図である。

図において、（１）は直流を交流に変換するインバータ
回路であり、パワートランジスタ等のスイッチング素子
ＴＯ−ＴＺ及びダイオードＤＵ〜Ｄｚにより構成されて
いる。（２）はインバータ回路（１）により駆動が制御
されるブラシレス直流モータ、（３）はブラシレス直流
モータ（２）の電機子巻線の端子間電圧に基づいて回転
子の位置を検出する位置検出回路、（４）はインバータ
回路（１）の各スイッチング素子ＴＵ−ＴＺに動作信号
を供給してインバータ回路（１）の動作を適宜制御する
制御回路である。（５）はインバータ回路（１）に供給
される電流を検出する電流検出器、（６）は電流検出器
（５）の検出値に基づき電流の制限信号を前記制御回路
（４）に出力する電流制限回路である。

従来のブラシレス直流モータの駆動装置は上記のように
構成されており、以下のような動作をする。

まず、制御回路（４）から予め設定されている周波数デ
ータ及び出力電圧データに応じたスイ・ソチング信号が
インバータ回路（１）の各スイッチング素子ＴＵ−ＴＺ
に出力される。そして、この信号を受けてインバータ回
路（１）が作動し、インバータ回路（１）に印加されて
いる直流電源が所定の周波数及び電圧の交流に変換され
て、ブラシレス直流モータ（２）に供給される。このイ
ンバータ回路（１）からの信号を受けて、ブラシレス直
流モータ（２）は低周波起動を開始する。

ブラシレス直流モータ（２）が起動されると、その回転
子の回転数が増大するのに伴い、電機子巻線には誘起起
電力が発生する。そして、この誘起起電力による電機子
巻線の端子間電圧に基づき、位置検出回路（３）が回転
子の位置を検出して、この検出信号が制御回路（４）に
送信される。

次いで、制御回路（４）がそれまで発信していたスイッ
チング信号と位置検出回路（３）からの検出信号とが比
較され、両信号が一定の時間経過後に所定の切換最大周
波数以下で同期した場合には（第６図の（ａ）の０点）
、制御回路（４）はインバータ回路（１）を他制式、即
ち、非同期式運転から同期式運転に切換えて制御し、イ
ンバータ回路（１）の駆動を継続する（第６図参照）。

また、この切換えのときに過電流が発生した場合には（
第７図の（ａ）のＤ点）、電流検出器（５）の検出値に
基づき電流制限回路（６）から制御回路（４）に停止信
号が出力される。これにより、インバータ回路（１）へ
のスイッチング信号の出力は停止される（第７図参照）
。

切換最大周波数になっても、同期しなかった場合には（
第８図の（ａ））　、起動失敗として制御回路（４）か
らそれまで出力されていたスイッチング信号を停止させ
る（第８図参照）。

［発明が解決しようとする課題］上記のような従来のブラシレス直流モータの駆動装置で
は、比較的高周波数状態下で他制式から同期式への切換
動作が行なわれるため、過電流が発生し易かった。また
、この過電流の発生、成るいは、同期失敗により、制御
回路（４）からインバータ回路（１）へのスイッチング
信号が停止した場合には、再度、始めから他制式により
起動動作を行なう必要があった。したがって、これらの
停止要求が重なり易く、しかも、連続して停止要求がな
されることもあり、ブラシレス直流モータ（２）の停止
状態が長時間に亘ることかあった。

このため、空気調和機または冷蔵庫等のシステムの円滑
な動作が妨げられることがあった。

そこで、この発明は低周波数により同期起動を安全状態
下で確実にでき、負荷側の円滑な動作を確保できるブラ
シレス直流モータの駆動装置の提供を課題とするもので
ある。

［課題を解決するための手段］この発明にかかるブラシレス直流モータの駆動装置は、
ブラシレス直流モータ（２）を他制式の制御により起動
した後に、他制式から同期式に切換えて駆動させるイン
バータ回路（１）と、前記ブラシレス直流モータ（２）
の起動時の電機子巻線の端子間電圧に基づき回転子の位
置を検出する位置検出回路（３）と、前記インバータ回
路（１）の他制式の制御のときに前記インバータ回路（
１）の出力周波数を所定の範囲内で上昇及び下降させ、
出力周波数が下降状態にあるときに前記位置検出回路（
３）からの位置検出信号に基づきインバー夕回路（１）
の制御を他制式から同期式に切換える制御回路（７）と
を具備するものである。

［作用コこの発明においては、ブラシレス直流モータ（２）の起
動時にはインバータ回路（１）を他制式で制御し、この
ときのインバータ回路（１）の出力周波数を所定の範囲
内で上昇及び下降させ、この出力周波数が下降伏態にあ
るときにインバータ回路（１）の制御を他制式から同期
式に切換えて、ブラシレス直流モータ（２）を駆動させ
るものであるから、この切換時に過電流の発生を抑制で
き、安全状態下で低周波数による同期起動が確実にでき
る。

［実施例］第１図はこの発明の一実施例であるブラシレス直流モー
タの駆動装置を示す回路構成図である。

なお、図中、（１）から（３）、（５）及び（６）は上
記従来例の構成部分と同一または相当する構成部分であ
るので、ここでは重複する説明を省略する。

図において、（７）はインバータ回路（１）のスイッチ
ング素子ＴＵ−ＴＺにスイッチング信号を供給して、イ
ンバータ回路（１）の動作を制御するマイクロコンピュ
ータからなる制御回路であり、メモリ（７ａ）及びカウ
ンタ（７ｂ）を備えている。また、この実施例において
も、ブラシレス直流モータ（２）の電機子巻線の端子間
電圧に基づいて回転子の位置を検出する位置検出回路（
３）、及び、電流検出器（５）の検出値に基づき電流の
制限信号を制御回路（７）に出力する電流制限回路（６
）を備えている。

この実施例のブラシレス直流モータの駆動装置は上記の
ように構成されており、つぎのように動作する。この実
施例の動作を第２図のフローチャートの流れに沿って説
明する。

第２図はこの実施例のブラシレス直流モータの駆動装置
の動作を示すフローチャート、第３図及び第４図の各（
ａ）はこの実施例のブラシレス直流モータの駆動装置に
よるモータ起動時の時間と出力周波数との関係を示す特
性図であり、第３図及び第４図の各（ｂ）は同じく各図
の（ａ）に対応する時間と相電流との関係を示す特性図
である。

まず、ステップＳ１で予め設定された他制式の制御デー
タを読出す。この制御データは制御回路（７）のメモリ
（７ａ）にテーブルとして格納されている。ステップＳ
２では、この他制式の制御データ中の出力周波数上昇デ
ータに基づくスイッチング信号を制御回路（７）からイ
ンバータ回路（１）の各スイッチング素子ＴＵ−ＴＺに
出力する。したがって、前記信号を受けてインバータ回
路（１）の出力周波数は上昇する。ステップＳ３では、
上昇中の現在の出力周波数がメモリ（７ａ）に格納され
ている。他制式制御のときの最大周波数に達したか否か
を判断する。現在の出力周波数がこの最大周波数よりも
低い場合には、再び、ステップＳ２に戻り、上記ステッ
プＳ２からステップＳ３の動作を繰返す。即ち、出力周
波数上昇データに基づくスイッチング信号がインバータ
回路（１）の出力周波数が最大周波数に達するまで出力
される。一方、ステップＳ３で現在の出力周波数がメモ
ＩＪ（７ａ）に格納されている最大周波数に達したと判
断した場合には、ステップＳ４に進み、今度は他制式の
制御データ中の出力周波数下降データに基づくスイッチ
ング信号を制御回路（７）からインバータ回路（１）の
各スイッチング素子ＴＵ−ＴＺに出力する。したがって
、前記信号を受けてインバータ回路（１）の出力周波数
は下降する。この出力周波数が下降伏態にある最中には
、ステップＳ５で制御回路（７）からのスイッチング信
号と位置検出回路（３）からの位置検出信号とを比較し
、この両信号が同期しているか否かを判断する。そして
、両信号が同期していると判断した場合には（第３図（
ａ）のＡ点）、ステップＳ６に進み、これまでの他制式
の制御から同期式の制御に切換えてブラシレス直流モー
タ（２）の駆動を続行する。

上記のステップＳ１からステップＳ６までで述べた一連
の動作は、第３図の（ａ）及び（ｂ）の特性図に示され
ている。なお、この第３図は出力周波数の一回目の上昇
及び下降動作で同期した場合を示している。

一方、ステップＳ５で制御回路（７）からのスイッチン
グ信号と位置検出回路（３）からの位置検出信号とが同
期していないと判断した場合には、ステップＳ８で下降
中の現在の出力周波数が他制式制御時の最小周波数に達
したか否かを判断する。

この最小周波数も制御回路（７）のメモリ（７ａ）等に
格納されている。そして、未だ下降中の現在の出力周波
数が最小周波数よりも高い場合には、再び、ステップＳ
４に戻り、上記ステップＳ４からステップＳ８の動作を
繰返す。即ち、出力周波数下降データに基づくスイッチ
ング信号をインバータ回路（１）の出力周波数が最小周
波数に達するまで出力する。なお、出力周波数の下降途
中で同期を確認した場合（ステップ８５）には、同期式
の制御を開始する（ステップ８６）。また、ステップＳ
８で下降中の現在の出力周波数が最小周波数に達したと
判断した場合には、ステップＳ９に進み、制御回路（７
）のカウンタ（７ｂ）により出力周波数の下降回数を加
算する。そして、ステップＳ１０では、この下降回数が
メモリ（７ａ）に格納されている設定回数に達したか否
かを判断する。この下降回数が未だ設定回数以下の場合
には、出力周波数を上昇させるために、再度、ステップ
Ｓ２に戻り上記の一連の動作を繰返す。しかし、ステッ
プＳ１０で下降回数が設定回数に達した場合には、起動
不能と判断してステップＳ１１で制御回路（７）からイ
ンバータ回路（１）へのスイッチング信号の出力を速や
かに停止する。

第４図の（ａ）及び（ｂ）は出力周波数の二回目の下降
動作で同期した場合を示している。即ち、第４図の（ａ
）のＢ点で同期したことを示している。

なお、ステップＳ４でのインバータ回路（１）の同期式
の制御は、停止信号が入力されるまで所定のルーチンに
従って続行される。この停止指令はステップＳ７でシー
ケンス制御、或いは、手動制御等により発信される。そ
して、この停止指令によりブラシレス直流モータ（２）
の駆動は停止する。

また、第２図には図示しなかったが、この実施例におい
ても、他制式から同期式への切換動作の最中に過電流が
発生した場合には、従来例と同様に電流制限回路（６）
から制御回路（４）に停止信号が出力され、これにより
、インバータ回路（１）へのスイッチング信号の出力は
停止される。

上記のように、この実施例のブラシレス直流モータの駆
動装置は、ブラシレス直流モータ（２）を他制式の制御
により起動した後に同期式に切換えて継続的に駆動する
インバータ回路（１）の他制式の制御のときの出力周波
数を、所定の範囲内（設定済の最大周波数から最小周波
数の範囲内）で上昇及び下降させる。そして、この出力
周波数が下降状態にあるときに、前記ブラシレス直流モ
ータ（２）の起動時の電機子巻線の端子間電圧から回転
子の位置を検出する位置検出回路（３）からの位置検出
信号に基づき、インバータ回路（１）の制御を制御回路
（７）によって他制式から同期式に切換えるものである
。特に、この実施例では、他制式から同期式に切換わる
まで、インバータ回路（１）の他制式の制御のときの出
力周波数の上昇及び下降動作を所定回数繰返す。そして
、それでも同期せずに起動できない場合に限って、イン
バータ回路（１）に停止信号を発信するものである。し
かも、万一、他制式から同期式への切換動作の最中に過
電流が発生した場合には、電流制限回路（６）から制御
回路（４）に停止信号が出力される。

したがって、インバータ回路（１）の制御を他制式から
同期式に切換える際に、従来は起り易かった過電流の発
生を抑制できるので、極めて安全な状態の下で、低周波
数による同期起動が確実にできる。この結果、安全性及
び信頼性の高い起動が可能になり、従来から指摘されて
いた停止要求が連続して重なること等によるブラシレス
直流モータ（２）が長時間に亘って停止状態となること
も避けられ、空気調和機または冷蔵庫等のシステムの円
滑な動作が確保できる。

ところで、上記実施例では他制式の制御の際にインバー
タ回路（１）の出力周波数を一旦上昇させ、その後の下
降伏態のときに同期しない場合には、再度、この出力周
波数の上昇及び下降を行なうが、この２回目以降の上昇
及び下降動作は、必ずしも、最初に設定した出力周波数
上昇データ及び下降データに基づく必要はなく、出力周
波数の上昇及び下降動作の繰返回数に応じて適宜変化す
るように設定し、起動性をより確実ならしめてもよい。

［発明の効果コ以上説明したとおり、この発明のブラシレス直流モータ
の駆動装置は、ブラシレス直流モータの起動時にはイン
バータ回路を他制式で制御し、このときのインバータ回
路の出力周波数を所定の範囲内で上昇及び下降をさせ、
この出力周波数が下降伏態にあるときにインバータ回路
の制御を他制式から同期式に切換えてブラシレス直流モ
ータを駆動させることにより、この切換時に過電流の発
生が抑制され、安全状態下で低周波数による同期起動が
確実にできるので、安全性及び信頼性の高い起動が可能
になり、空気調和機または冷蔵庫等の負荷の円滑な動作
が確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるブラシレス直流モー
タの駆動装置を示す回路構成図、第２図はこの発明の一
実施例のブラシレス直流モータの駆動装置の動作例を示
すフローチャート、第３図及び第４図の各（ａ）はこの
発明の実施例のブラシレス直流モータの駆動装置による
モータ起動時の時間と出力周波数との関係を示す特性図
であり各（ｂ）は同じく各図の（ａ）に対応する時間と
相電流との関係を示す特性図、第５図は従来のブラシレ
ス直流モータの駆動装置を示す回路構成図、第６図から
第８図の各（ａ）は従来のブラシレス直流モータの駆動
装置によるモータ起動時の時間と出力周波数との関係を
示す特性図であり各（ｂ）は同じく各図の（ａ）に対応
する時間と相電流との関係を示す特性図である。図において、１：インバータ回路２：ブラシレス直流モータ３：位置検出回路７：制御回路７ａ：メモリ７ｂ：カウンタである。なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。代理人　弁理士　大岩　増雄　外２名

Claims

【特許請求の範囲】　ブラシレス直流モータを他制式の制御により起動した
後に、他制式から同期式に切換えて駆動させるインバー
タ回路と、前記ブラシレス直流モータの起動時の電機子巻線の端子
間電圧に基づき回転子の位置を検出する位置検出回路と
、前記インバータ回路の他制式の制御のときに前記インバ
ータ回路の出力周波数を所定の範囲内で上昇及び下降さ
せ、出力周波数が下降状態にあるときに前記位置検出回
路からの位置検出信号に基づきインバータ回路の制御を
他制式から同期式に切換える制御回路とを具備することを特徴とするブラシレス直流モータの駆
動装置。