JPH0787785A - ブラシレスモータの制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシレスモータの電機子巻線の特定相に励
磁をかけるまで時間を短縮し、かつモード切り替えをス
ムーズに行う。 【構成】 センサレスＤＣブラシレスモータ（ブラシレ
スモータ）の制御方法において、制御部９はブラシレス
モータ１を停止するとき、同ブラシレスモータ１の電機
子巻線１ａのうち予め設定した電機子巻線１ａの特定相
の励磁をかけて回転子１ｂを所定位置で停止する。制御
部９はブラシレスモータ１の２回目以降の起動時に際し
て室内機マイクロコンピュータ８からの起動指令を受信
すると、上記予め設定した電機子巻線１ａの特定相から
励磁を順にかけて回転駆動し、その後徐々に駆動周波数
および駆動信号のオンデューティ比を上げて回転数を上
げ、電機子巻線１ａに発生する起電力が十分になったと
きにモード切り替えを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は空気調和機の圧縮機等
のモータに用いるブラシレスモータ（センサレスＤＣブ
ラシレスモータ）の制御技術に係り、特に詳しくは起動
時の運転（回転制御）をスムーズとし、かつ起動の時間
を短縮することにより運転効率の向上を図るブラシレス
モータの制御方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このセンサレスＤＣブラシレスモータ
（以下ブラシレスモータと記す））の運転には例えば図
３示すような制御装置が提案されており、この制御装置
は、ブラシレスモータ１を駆動するため、商用の交流電
源２を直流変換する交流／直流変換部３と、この変換し
た直流電源を交流に変換してブラシレスモータ１の電機
子巻線１ａに供給するインバータ回路４と、ブラシレス
モータ１の回転子１ｂの位置を検出する位置検出回路５
と、ブラシレスモータ１を回転制御する駆動信号を出力
し、かつその検出した回転子１ｂの位置（位置検出信
号）により電機子巻線１ａに供給する電圧を切り替える
駆動信号を出力する制御部（マイクロコンピュータ）６
と、この制御部６からの駆動信号によりインバータ回路
４のトランジスタをオン、オフするインバータ駆動回路
７とを備えている。

【０００３】また、上記ブラシレスモータ１を空気調和
機の圧縮機モータとして利用する場合上記制御装置は室
外機に備えられ、室内機マイクロコンピュータ８からの
起動、負荷電流の検出や停止等の指令が室外機マイクロ
コンピュータである制御部６に入力することになる。

【０００４】上記ブラシレスモータ１の駆動は例えば図
４、図５あるいは図６に示すルーチンにしたがって行わ
れる。この場合、ブラシレスモータ１の駆動周波数を徐
々に上げ、電機子巻線１ａに発生する逆起電力が回転子
１ｂの位置検出に可能な程度に十分大きくなったとき
に、モード切り替えを行う。このモード切り替えによ
り、ブラシレスモータ１の駆動制御は回転子位置検出回
路５からの位置検出信号に基づいて行われる。

【０００５】図４に示すルーチンにおいては、ブラシレ
スモータ１を起動する度に同ブラシレスモータ１の回転
子１ｂの位置の初期化を行い、同ブラシレスモータ１の
電機子巻線１ａのうちの特定相に励磁をかけるととも
に、駆動周波数および駆動信号のオンデューティ比を増
加する（ステップＳＴ１）。この電機子巻線１ａに発生
する逆起電力が回転子位置検出回路５にとって十分大き
くなったときに、回転子位置検出回路５からの位置検出
信号によりブラシレスモータ１の駆動を行う（ステップ
ＳＴ２）。

【０００６】しかる後、ブラシレスモータ１の回転数を
目標回転数に設定し（ステップＳＴ３）、同ブラシレス
モータ１を目標回転数に制御し、室内機側からの指令
（負荷電流検出や停止等）を入力して（ステップＳＴ
４）、同ブラシレスモータ１を駆動、制御している。

【０００７】上記ステップＳＴ１における起動処理とし
ては、図５および図６に示す方法がある。なお、図５お
よび図６中、同一処理の部分には同一符号を付し重複説
明を省略する。図５に示す起動方法では、まずブラシレ
スモータ１を逆回転駆動し（ステップＳＴ１０）、同逆
回転駆動を所定時間（例えば１０秒）継続した後、同ブ
ラシレスモータ１の駆動を停止する（ステップＳＴ１
１）。この逆回転駆動の停止から所定時間（例えば２
秒）経過後に、ブラシレスモータ１を正回転駆動して起
動を開始する（ステップＳＴ１２）。このブラシレスモ
ータ１の正回転数が所定回転数範囲に達するまで行い
（ステップＳＴ１３）、この所定回転数範囲になったと
き、既に説明した処理（ステップＳＴ２ないしＳＴ４）
を行ってブラシレスモータ１を目標回転数に制御する。

【０００８】また、図６に示す起動方法では、まずブラ
シレスモータ１を同期運転し（ステップＳＴ２０）、同
ブラシレスモータ１の駆動周波数を上げる（ステップＳ
Ｔ２１）。続いて、ブラシレスモータ１の電機子巻線１
ａに発生する逆起電力の検出信号（いわゆる回転子の位
置検出信号）と当該同期運転のための同期駆動信号との
位相差θが所定値ｋ以下になるまで（ステップＳＴ２
２）、その駆動周波数を上げる。この位相差θが所定値
ｋ以下になったとき、既に説明した処理（ステップＳＴ
２ないしＳＴ４）を行ってブラシレスモータ１を目標回
転数に制御する。

【０００９】上記起動方法によれば、ブラシレスモータ
１の起動毎に、ブラシレスモータ１の電機子巻線１ａの
特定相に励磁をかけてから起動制御することもあって、
脱調が起こることもなく、起動およびモード切り替えが
スムーズに行われる。

【００１０】また、上記ブラシレスモータ１を空気調和
機の圧縮機モータ等に用いた場合、同ブラシレスモータ
１の回転数を室内機からの指令に応じさせて、室内温度
を快適に保っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ブラシ
レスモータの起動方法にあっては、ブラシレスモータ１
の電機子巻線１ａの特定相に励磁をかけるまでの時間が
長く、つまり起動に時間がかかるという欠点があった。
すなわち、図５に示す起動方法の場合には少なくともス
テップＳＴ１０およびＳＴ１２の処理によって１２秒間
分がかかり、図６に示す起動方法の場合ステップＳＴ２
０の処理における同期運転の時間分がかかるからであ
る。これは、例えば上記ブラシレスモータ１を空気調和
機の圧縮機モータとして用いた場合に、運転効率の低下
ともなる。

【００１２】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的はブラシレスモータの起動にかかる時間
を短縮することができ、しかも起動時の脱調を抑制し、
モード切り替えをスムーズにすることができ、運転効率
の向上を図ることができるようにしたブラシレスモータ
の制御方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のブラシレスモータの制御方法およびその
装置は、ブラシレスモータの停止に際しては同ブラシレ
スモータの電機子巻線のうち予め設定した特定相に励磁
をかけて同ブラシレスモータを所定位置で停止してお
り、同ブラシレスモータの起動時には前記停止時の予め
設定した電機子巻線の特定相から励磁を順にかけ、同ブ
ラシレスモータの回転子を前の停止位置から回転可能と
したことを要旨とする。

【００１４】

【作用】上記手段としたので、ブラシレスモータの最初
の起動時には同ブラシレスモータの電機子巻線の特定相
に励磁がかけられた後、電機子巻線の特定相に励磁が順
にかけられ、かつ駆動周波数および駆動信号のデューテ
ィが上げられ、徐々に回転数が上げられる。しかる後、
電機子巻線に発生する逆起電力が回転子の位置検出に十
分な程度に大きくなったときに、モード切り替えが行わ
れ、同ブラシレスモータの回転数が目標設定周波数にさ
れる。

【００１５】そして、上記ブラシレモータの停止時には
同ブラシレスモータの回転数が下げられ、同回転数がモ
ード切り替え時の回転数に近づいたとき、同ブラシレス
モータの電機子巻線のうち予め設定した特定相に励磁を
かけて停止される。

【００１６】上記ブラスレスモータの停止後、再起動
（２回目以後の起動）時には上記予め設定した電機子巻
線の特定相から励磁が順にかけられ、つまり以前の回転
子の停止位置に対応する特定相から励磁が順にかけら
れ、徐々に回転数が上げられる。しかる後、電機子巻線
に発生する逆起電力が回転子の位置検出に十分な程度に
大きくなったときに、モード切り替えが行われ、同ブラ
シレスモータの回転数が目標設定周波数にされる。

【００１７】したがって、２回目以後の起動時には、予
め設定した電機子巻線の特定相から励磁を順にかければ
よく、その都度電機子巻線の特定相に励磁をかけなくと
もよく、その分起動時間が短縮される。また、ブラシレ
スモータの駆動制御のモード切り替えをスムーズにする
ことができ、かつ脱調が起こることもない。

【００１８】

【実施例】この発明のブラシレスモータの制御方法およ
びその装置は、センサレスＤＣブラシレスモータ（以下
ブラシレスモータと記す）を停止するとき、同ブラシレ
スモータの電機子巻線のうち予め設定した電機子巻線の
特定相に励磁をかけて回転子を所定位置で停止し、以後
の起動時には上記予め設定している電機子巻線の特定相
から励磁を順にかけるようにする。

【００１９】そのため、このブラシレスモータの制御装
置は図１に示す構成になっている。なお、図中、図３と
同一部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

【００２０】図１において、この制御装置は、図５に示
す制御部（室内機マイクロコンピュータ）６の機能の他
に、ブラシレスモータ１を停止制御する際に予め設定し
た電機子巻線１ａの特定相に励磁をかけて回転子１ｂを
停止制御し、ブラシレスモータを起動する際に予め設定
した電機子巻線の特定相から励磁を順にかける制御部
（室内機マイクロコンピュータ）９を備えている。

【００２１】次に、上記構成の制御装置に適用されるブ
ラシレスモータの制御方法の作用を図２のフローチャー
ト図を参照して詳しく説明する。

【００２２】まず、ブラシレスモータ１の最初の起動時
には、ブラシレスモータ１の電機子巻線１ａの特定相に
励磁をかけた後、同ブラシレスモータ１の電機子巻線１
ａの特定相に励磁を順にかけるとともに、同ブラシレス
モータ１を同期運転するための駆動周波数および駆動信
号（ブラシレスモータ１を駆動する信号）のオンデュー
ティ比を徐々に上げ（ステップＳＴ３０）、同ブラシレ
スモータ１の回転数を上げる。

【００２３】そして、ブラシレスモータ１の電機子巻線
１ａに発生する逆起電力が回転子１ｂの位置検出に十分
な程度大きくなったとき、ステップＳＴ３０からＳＴ３
１に進み、モード切り替えにより回転子位置検出回路５
からの出力信号（位置検出信号）に基づいて無整流子電
動機１を駆動制御し、ブラシレスモータ１の駆動周波数
を目標設定周波数まで上げる（ステップＳＴ３２）。

【００２４】上記ブラシレスモータ１を空気調和機の圧
縮機モータとしている場合、室内機コンピュータ８から
は例えば負荷電流検出指令やリコモンの設定等による停
止指令が通信回路を介して制御部９に送信される。

【００２５】ここに、室内機マイクロコンピュータ８か
ら停止命令が出力されていなければ、ステップＳＴ３２
およびＳＴ３３を繰り返してブラシレスモータ１を目標
回転数に駆動制御する。

【００２６】室内機マイクロコンピュータ８から停止指
令が出力された場合ステップＳＴ３４からＳＴ３５に進
み、制御部９はブラシレスモータ１の駆動信号のオンデ
ューティ比を下げ、同ブラシレスモータ１の駆動周波数
が上記モード切り替え時の周波数近くまで降下したと
き、予め設定した電機子巻線１ａの特定相に励磁をかけ
て停止する（ステップＳＴ３６）。すなわち、ブラシレ
スモータ１を停止する場合、回転子１ｂが常に同じ位置
で停止するように、予め指定した電機子巻線１ａの特定
相に励磁をかける。

【００２７】なお、空気調和機の交流電源（商用）２の
供給がなくなった場合、つまり停電が起きた場合、一般
に室外機のインバータ制御の周辺（制御部９の周辺）が
一定時間後に電源オフとなるため、その一定時間充電し
た電源によりブラシレスモータ１を回転させ、徐々にそ
の回転数を下げ、十分に低い回転数になったときに、予
め設定した電機子巻線１ａの特定相に励磁をかけて停止
する。

【００２８】上記ブラシレスモータ１の停止後、再起動
（２回目以後の起動）がかかったときには、つまりブラ
シレスモータ１のスタートの回数が２以上となるため、
ステップＳＴ３７からＳＴ３８に進み、停止時の位置情
報（予め設定した回転子の停止位置）に基づいてブラシ
レスモータ１の電機子巻線１ａの特定相から励磁を順に
かけ、同ブラシレスモータ１を駆動制御する。

【００２９】具体的には、例えばシーズン当初は、従来
同様に室内機マイクロコンピュータ８からの起動指令に
より、制御部９が電機子巻線１ａの特定相から順に励磁
をかけ、徐々に駆動周波数および駆動信号のオンデュー
ティ比を上げてブラシレスモータ１の回転数を上げ、ブ
ラシレスモータ１の電機子巻線１ａに発生する起電力が
十分大きくなったときに、モード切り替えを行ってブラ
シレスモータ１の回転数を目標設定周波数まで上げる。

【００３０】しかし、室内機マイクロコンピュータ８か
らの停止指令により、制御部９がブラシレスモータ１を
停止する場合、同ブラシレモータ１の回転子を予め設定
した位置で停止するように、予め設定した電機子巻線１
ａの特定相に励磁をかけてブラシレスモータ１を停止す
る。

【００３１】そのブラシレスモータ１の停止後に、室内
機マイクロコンピュータ８からの起動指令により、制御
部９がブラシレスモータ１を起動する場合、予め設定し
た電機子巻線１ａの特定相から励磁を順にかけ、つまり
回転子１ｂを以前の停止位置から回転制御する。したが
って、ブラシレスモータ１は何ら支障なく回転駆動す
る。

【００３２】続いて、制御部９はブラシレスモータ１の
駆動周波数および駆動信号のオンデューティ比を徐々に
上げて回転数を上げ、ブラシレスモータ１の電機子巻線
１ａに発生する起電力が回転子１ｂの位置検出に十分な
程度大きくなったときに、モード切り替えを行ってブラ
シレスモータ１の回転数を目標設定周波数まで上げる。

【００３３】このように、ブラシレスモータ１を停止す
る際に予め設定した電機子巻線１ａの特定相に励磁をか
けて停止していることから、２回目以後の起動時にはそ
の予め設定した電機子巻線１ａの特定相から励磁を順に
かければよく、従来のような電機子巻線１ａの特定相に
励磁をかけるまでの時間を省くことができ、つまり起動
時間を短縮することができる。また、ブラシレスモータ
１の電機子巻線１ａの特定相に励磁をかけて同ブラシレ
スモータ１を同期運転とした後に、モード切り替えを行
っていることから、同モード切り替えがスムーズに行わ
れ、かつ脱調が起こることもない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のブラシ
レスモータの制御方法およびその装置によれば、センサ
レスＤＣブラシレスモータ（以下ブラシレスモータと記
す）を停止するとき、同ブラシレスモータの電機子巻線
のうち予め設定した電機子巻線の特定相に励磁をかけて
回転子を所定位置で停止し、以後の起動時には上記予め
設定している電機子巻線の特定相から励磁を順にかける
ようにしたので、２回目以後の起動に際して起動時間を
短縮することができ、また電機子巻線の特定相に励磁を
順にかけて同ブラシレスモータを同期運転とした後にモ
ード切り替えを行った場合、同モード切り替えがスムー
ズに行われることになり、したがってブラシレスモータ
の運転効率の向上が図れ、ひいては低消費電力化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブラシレスモータの
制御装置の概略的ブロック線図である。

【図２】図１に示す制御装置の動作および制御方法を説
明するための概略的フローチャート図である。

【図３】従来のブラシレスモータの制御装置の概略的ブ
ロック線図である。

【図４】図３に示す制御装置の動作および制御方法を説
明するための概略的フローチャート図である。

【図５】図３に示す制御装置の動作および制御方法を説
明するための概略的フローチャート図である。

【図６】図３に示す制御装置の動作および制御方法を説
明するための概略的フローチャート図である。

【符号の説明】

１ センサレスＤＣブラシレスモータ（ブラシレスモー
タ） １ａ 電機子巻線 １ｂ 回転子 ２ 交流電源（商用） ３ 交流／直流変換部 ４ インバータ回路 ５ 回転子位置検出部 ６，９ 制御部（室外機マイクロコンピュータ） ７ インバータ駆動回路 ８ 室内機マイクロコンピュータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラシレスモータの停止に際しては同ブ
   ラシレスモータの電機子巻線のうち予め設定した特定相
   に励磁をかけて同ブラシレスモータを所定位置で停止し
   ており、同ブラシレスモータの起動時には前記停止時の
   予め設定した電機子巻線の特定相から励磁を順にかけ、
   同ブラシレスモータの回転子を前の停止位置から回転可
   能としたことを特徴とするブラシレスモータの制御方
   法。
2. 【請求項２】 ブラシレスモータの回転子の位置を検出
   するとともに、該検出した位置の信号（位置検出信号）
   に基づいて同ブラシレスモータの電機子巻線の励磁を順
   に切り替えて同ブラシレスモータを回転可能とするブラ
   シレスモータの制御装置において、 前記ブラシレスモータの停止の際に予め設定されている
   電機子巻線の特定相を励磁して同ブラシレスモータを停
   止し、かつ同ブラシレスモータの起動時に前記予め設定
   されている電機子巻線の特定相から励磁を順にかけ、同
   ブラシレスモータの回転子を以前の停止位置から回転可
   能とする制御手段とを備え、 前記起動後、前記ブラシレスモータの電機子巻線に発生
   する逆起電力が回転子の位置検出に十分大きくなったと
   き、モード切り替えを行って同ブラシレスモータを回転
   制御するようにしたことを特徴とするブラシレスモータ
   の制御装置。
3. 【請求項３】 空気調和機の室外機に備えたブラシレス
   モータの回転子の位置を検出するとともに、該検出した
   位置の信号（位置検出信号）に基づいて同ブラシレスモ
   ータの電機子巻線の励磁を順に切り替えて同ブラシレス
   モータを回転可能とし、前記空気調和機の室内機からの
   指令に応じて同ブラシレスモータの回転数を制御するブ
   ラシレスモータの制御方法において、 前記空気調和機の室内機マイクロコンピュータからの停
   止指令を受信した室外機マイクロコンピュータは、前記
   ブラシレスモータの回転数を下げる制御を行い、しかる
   後ブラシレスモータの電機子巻線のうち予め設定されて
   いる特定相に励磁をかけて同ブラシレスモータを停止し
   ており、 前記ブラシレスモータの停止後、前記室内機マイクロコ
   ンピュータからの起動指令を受信した室外機マイクロコ
   ンピュータは、前記予め設定されている電機子巻線の特
   定相から励磁を順にかけて同ブラシレスモータを同期制
   御し、同ブラシレスモータの電機子巻線に発生する逆起
   電力が前記回転子の位置検出に十分大きくなったとき、
   モード切り替えを行って同ブラシレスモータの回転数を
   目標設定回転数としており、 前記ブラシレスモータの２回目以後の起動時に、前記予
   め設定されている同ブラシレスモータの電機子巻線の特
   定相から励磁を順にかけて同ブラシレスモータを回転可
   能としたことを特徴とするブラシレスモータの制御方
   法。