JPH0947072A - ブラシレスモータの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシレスモータを圧縮機モータ等に用いた
場合負荷状態にかかわらず、回転数を確実に所定回転数
だけ下げ、圧縮機を保護し、かつ能力を生かす。 【解決手段】 直流電源Ｖｄｃをインバータ部４でスイ
ッチングして圧縮機モータのブラシレスモータ３に印加
し、この印加電圧をチョッピングのデューティ比で可変
してブラシレスモータ３を回転制御する際、制御回路１
０は位置検出回路５からの位置検出信号により回転子３
ａの位置を検出する一方、吐出温度検出部９からの温度
検出信号により圧縮機の吐出温度を検出し、この検出吐
出温度が所定値（保護温度）に達したとき印加電圧を所
定値ずつ下げる。ブラシレスモータ３の回転数が所定回
転数だけ下がるまで、その印加電圧を所定値ずつ下げ、
その回転数が所定回転数だけ下がったときにはその印加
電圧の下げをやめる。これにより、過負荷状態であって
も、また軽負荷状態であっても、ブラシレスモータ３の
回転数を確実に所定回転数まで下げることができ、吐出
温度を下げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は空気調和機等のモ
ータに用いるブラシレスモータの回転制御技術に係り、
特に詳しくは負荷状態にかからわずブラシレスモータの
回転数を適切に制御するブラシレスモータの制御方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のブラシレスモータを回転制御す
るには、例えば図７に示す制御装置を必要とする。同図
において、この制御装置は、交流電源１を交流／直流変
換器２で直流に変換して得た電源Ｖｄｃをスイッチング
してブラシレスモータ（例えば三相モータ）３の電機子
巻線に印加するためにインバータ部４に供給する。

【０００３】また、ブラシレスモータ３の電機子巻線電
流の通電を切り替えるため、位置検出回路５は例えばブ
ラシレスモータ３の電機子巻線電圧（誘起電圧）Ｒ，
Ｓ，Ｔと基準電圧（Ｖｄｃ／２）とを比較し、これら比
較結果の位置検出信号を制御回路（マイクロコンピュー
タ）６に出力する。

【０００４】制御回路６は、入力位置検出信号をもとに
して電機子巻線電流の通電を所定に切り替えるためにイ
ンバータ部４の駆動信号をチョッピング回路７に出力す
る一方、この駆動信号を所定オン、オフ比（デューティ
比）でチョッピングするチョッピング信号をチョッピン
グ回路７に出力する。

【０００５】チョッピング回路７は、その駆動信号とチ
ョッピング信号とを合成して駆動回路８に出力する。駆
動回路８は、その合成された信号に基づいてインバータ
部４の上アームを構成するトランジスタＵ，Ｖ，Ｗおよ
び下アームを構成するトランジスタＸ，Ｙ，Ｚを駆動す
る。

【０００６】このように、位置検出信号をもとにして回
転子３ａの位置を検出し、この位置検出に基づいてブラ
シレスモータ３の各電機子巻線の通電を切り替えて同ブ
ラシレスモータ３を回転制御し、またチョッピング信号
のオン、オフ比（オン時間、オフ時間）を可変してブラ
シレスモータ３を所定回転数に制御する。

【０００７】また、ブラシレスモータ３を空気調和機の
圧縮機モータに用いた場合、圧縮機を保護するために吐
出温度（吐出管温度）を吐出温度検出部９で検出し、こ
の温度検出信号を制御回路６に入力する。なお、吐出温
度検出部９は圧縮機のガス吐出管に配置されている。

【０００８】制御回路６は入力温度検出信号による吐出
温度が所定値に達したときにブラシレスモータ３の回転
数を所定回転数だけ下げる制御を行い、圧縮機の吐出温
度を保護可能な程度まで下げて圧縮機を保護する。

【０００９】一方、ブラシレスモータ３の回転制御にあ
っては、チョッピング信号のオン、オフ比（オン時間、
オフ時間）を可変し、つまりブラシレスモータ３の印加
電圧を可変する。したがって、その印加電圧を可変する
ことにより、所定回転数だけ下げることができ、吐出温
度を下げて圧縮機を保護することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ブラシレ
スモータの制御方法において、ブラシレスモータ３の印
加電圧を所定値だけ下げても、負荷状態によっては回転
数が所定回転数とならず、 例えば極めて過負荷状態に
ある場合には回転数が少ししか下がらず、逆に軽負荷に
ある場合には回転数が大きく下がってしまう（下がり過
ぎてしまう）。

【００１１】具体的に説明すると、例えば図８および図
９に示すように、圧縮機が極めて過負荷状態にある場合
において、圧縮機の吐出温度が所定値Ｔ１に達したとき
に印加電圧を所定値だけ下げ、この印加電圧を下げるこ
とによりブラシレスモータ３の回転数がｆ１からｆ２ま
で下がるため、吐出温度がＴ２まで下がる（図８参
照）。

【００１２】また、例えば図１０および図１１に示すよ
うに、圧縮機が軽負荷状態にある場合において、圧縮機
の吐出温度が所定値Ｔ１に達したときに印加電圧を所定
値だけ下げ、この印加電圧を下げることによりブラシレ
スモータ３の回転数がｆ３からｆ４（（ｆ１−ｆ２）＜
（ｆ３−ｆ４））まで下がるため、吐出温度がＴ３（＜
Ｔ２）まで下がる。

【００１３】このように、負荷状態に応じて回転数の低
下割合が異なり、過負荷状態にある場合回転数の下げが
小さく、吐出温度の低下がそれほど見込めないため、圧
縮機が保護できないこともある。

【００１４】また、軽負荷状態にある場合、上述したよ
うなことはないが、その回転数の低下割合が大きくな
り、つまり回転数の下げ過ぎとなるため、それだけ圧縮
機の能力を十分に生かすことができないという問題点が
ある。

【００１５】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は負荷状態にかかわず、ブラシレスモー
タを所定回転数だけ下げることができ、特に回転数の下
げ過ぎをなくすことができ、例えば圧縮機モータに用い
た場合圧縮機の能力を十分に生かす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。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は直流電源をスイッチングしてブラシレス
モータの電機子巻線に印加して前記ブラシレスモータを
回転制御する一方、前記ブラシレスモータの回転子の位
置を検出し、該位置検出に基づいて前記ブラシレスモー
タの電機子巻線電流の通電を切り替えるブラシレスモー
タの制御方法であって、前記位置検出をもとにして前記
ブラシレスモータの回転数を検出する一方、前記印加電
圧を所定値ずつ下げて前記回転数を下げる際、前記回転
数が所定回転数だけ下がるまで前記検出回転数を監視し
て前記印加電圧を所定値ずつ下げ、前記ブラシレスモー
タの回転数を負荷状態にかかわらず所定回転数だけ低下
可能としたことを特徴としている。

【００１７】また、この発明のブラシレスモータの制御
方法は、前記位置検出をもとにして前記ブラシレスモー
タの回転数を検出する一方、前記圧縮機の吐出温度を検
出し、該検出吐出温度が所定値に達したときに前記印加
電圧を所定値ずつ下げて前記回転数を下げる際、前記検
出回転数を監視して前記ブラシレスモータの回転数が所
定回転数だけ下がるまで前記印加電圧を所定値ずつ下
げ、前記回転数が所定回転数だけ下がったときに前記印
加電圧の下げをやめ、前記ブラシレスモータの回転数を
負荷状態にかかわらず所定回転数だけ下げるようにした
ことを特徴としている。

【００１８】この発明は直流電源をスイッチングして圧
縮機のブラシレスモータの電機子巻線に印加して前記ブ
ラシレスモータを回転制御し、かつ前記印加する電圧を
チョッピングのデューティ比で可変して前記ブラシレス
モータの回転数を可変する一方、前記ブラシレスモータ
の回転子の位置を検出し、該位置検出に基づいて前記ブ
ラシレスモータの電機子巻線電流の通電を切り替えるブ
ラシレスモータの制御方法であって、前記位置検出をも
とにして前記ブラシレスモータの回転数を検出する一
方、前記圧縮機の吐出温度を検出し、該検出吐出温度が
所定値に達したときに前記チョッピングのデューティ比
を可変して前記印加電圧を所定値ずつ下げて所定回転数
だけ下げる際、前記検出回転数を監視して前記ブラシレ
スモータの回転数が所定回転数だけ下がるまで前記印加
電圧を所定値ずつ下げ、前記回転数が所定回転数だけ下
がったときに前記印加電圧の下げをやめ、前記ブラシレ
スモータの回転数を負荷状態にかかわらず所定回転数だ
け下げるようにしたことを特徴としている。

【００１９】上記手段によれば、上記ブラシレスモータ
を圧縮機モータに用いた場合、圧縮機を保護するために
同圧縮機の吐出温度（吐出管温度）が所定値に達したと
きにブラシレスモータの印加電圧を変えて回転数を下げ
る。

【００２０】このとき、ブラシレスモータの回転子の位
置検出（位置検出信号）に基づいて同ブラシレスモータ
の回転数が検出されており、所定回転数となる回転数だ
け下がるまで印加電圧が所定値ずつ下げられ、つまり圧
縮機の吐出温度が保護可能な程度の回転数まで下げられ
る。

【００２１】例えば、極めて過負荷状態にある場合であ
っても、ブラシレスモータの回転数が所定回転数だけ下
がるまで印加電圧が所定値ずつ下げられるため、圧縮機
の吐出温度が確実に下げられ、保護が可能となる。

【００２２】また、軽負荷状態にある場合であっても、
同様に作用、効果が得られ、しかもブラシレスモータの
回転数が所定回転数だけ下がったときに印加電圧の下げ
をやめることから、回転数の下げ過ぎがなくなり、つま
り圧縮機の能力を十分に生かすことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】この発明は、ブラシレスモータの
回転数を検出しながら印加電圧を下げれば、負荷状態に
かかわらずにその回転数を所定回転数だけ下げることが
できることに着目したものである。

【００２４】そのため、この発明のブラシレスモータの
制御装置は例えば図１に示す構成をしている。なお、図
中、図７と同一部分には同一符号を付し重複説明を省略
する。

【００２５】図１において、この制御装置は、位置検出
回路５からの位置検出信号に基づいてブラシレスモータ
３の回転数を検出する一方、この検出回転数が所定回転
数だけ下がるまで印加電圧を所定値ずつ下げ、その検出
回転数が所定回転数だけ下がったときにその印加電圧の
下げをやめる機能（つまり負荷状態に応じて印加電圧を
所定値づつ下げる機能）を備えた制御回路（マイクロコ
ンピュータ）１０を備えている。

【００２６】具体的には、例えばブラシレスモータ３を
圧縮機モータとして利用した場合、上記制御回路１０は
入力位置検出信号に基づいて回転数を算出する回転数算
出部１０ａと、吐出温度検出部９からの温度検出信号に
基づいて圧縮機の吐出温度（吐出管温度）を算出する吐
出温度算出部１０ｂと、その回転数および吐出温度を記
憶する記憶部１０ｃと、回転数が所定回転数だけ下がる
まで印加電圧を所定値ずつ下げるための印加電圧を決定
する印加電圧決定部１０ｅと、この決定印加電圧に基づ
いて印加電圧を可変する印加電圧出力部１０ｄとを備え
ている。

【００２７】なお、上記制御回路１０は他に必要な機
能、図７に示す制御回路６の機能を備えている。また、
印加電圧出力部１０ｄはチョッピング信号のオン、オフ
比（オン時間、オフ時間）を可変する。

【００２８】上記制御装置の動作を図２のタイムチャー
ト図および図３ないし図６のグラフ図を参照して詳しく
説明すると、まず従来同様に、制御回路１０は位置検出
回路５からの位置検出信号に基づいて回転子３ａの位置
を検出し、この位置検出をもとにしてブラシレスモータ
３の電機子巻線電流の通電を切り替える。

【００２９】上記位置検出運転中において、制御回路１
０は回転子３ａの位置検出毎に位置検出点間の時間を計
時し、この計時時間に基づいて回転数を検出し（ステッ
プＳＴ１）、吐出温度検出部９からの温度検出信号によ
り吐出温度を検出して記憶部１０ｃに記憶、更新する一
方、この記憶部１０ｃに記憶された吐出温度が所定値に
達したか否かを判断する（ステップＳＴ２）。

【００３０】上記ステップを繰り返し、吐出温度が所定
値に達したときに回転数ｆｘを算出して記憶部１０ｃに
記憶し（ステップＳＴ３）、印加電圧を所定値だけ下げ
る一方、回転数ｆｙを算出する（ステップＳＴ４）。

【００３１】続いて、回転数の差（ｆｘ−ｆｙ）が所定
値Δｆであるか否かを判断し、その回転数の差が所定値
に達していないときにはステップＳＴ４に戻り、印加電
圧を再び所定値だけ下げる一方、回転数ｆｙを算出す
る。そして、ステップＳＴ４，ＳＴ５を繰り返して、回
転数が所定回転数だけ下がるまで、印加電圧を所定値ず
つ下げる。

【００３２】例えば図３および図４に示すように、圧縮
機が極めて過負荷状態にある場合も、圧縮機の吐出温度
が所定値Ｔａに達することにより、印加電圧を所定値ず
つ下げ、かつ回転数ｆａが所定値Δｆ（＝ｆａ−ｆｂ）
だけ低いｆｂとなるまで、印加電圧を所定値ずつ下げ
る。なお、回転数が所定値Δｆだけ下がったときには印
加電圧の下げを停止する。

【００３３】したがって、ブラシレスモータ３の回転数
が必ず所定回転数だけ下げることができ（つまり回転数
の下げが小さいということもなくなり）、これにより圧
縮機の吐出温度が下がり、圧縮機を保護することができ
る。

【００３４】また、図５および図６に示すように、圧縮
機が過負荷状態でない場合（軽負荷状態である場合）
も、圧縮機の吐出温度が所定値Ｔｃ（＝Ｔａ）に達する
ことにより、印加電圧を所定値ずつ下げ、かつ回転数ｆ
ｃが所定値Δｆ（＝ｆｃ−ｆｄ）だけ低いｆｄとなるま
で、印加電圧を所定値ずつ下げる。なお、回転数が所定
値Δｆだけ下がったときには印加電圧の下げを停止す
る。

【００３５】したがって、ブラシレスモータ３の回転数
が必ず所定回転数だけ下げることができ（つまり回転数
の下がり過ぎがなくなり）、これにより上述同様に圧縮
機を保護し、しかも圧縮機の能力を十分を生かすことが
できる。

【００３６】このように、圧縮機の吐出温度が所定値
（保護温度）に達した場合、印加電圧を所定値ずつ下げ
る一方、回転数が所定回転数だけ下がったときにその印
加電圧を下げるのをやめるようにしている。したがっ
て、負荷状態によってブラシレスモータ３の回転数が低
下する割合が異なるが、その回転数を必ず所定回転数だ
け下げることができ、これにより圧縮機の吐出温度を下
げて圧縮機を保護することができ、特に軽負荷状態にあ
る場合には回転数の下げ過ぎがなくなり、圧縮機の能力
を有効に生かすことができる。

【００３７】なお、上記実施例では、ブラシレスモータ
３を空気調和機の圧縮機モータに用いた場合について説
明したが、他の機器に用いた場合であっても、適用する
ことができ、特に負荷状態が重くなったり、軽くなった
りする場合に有用である。

【００３８】また、ブラシレスモータ３の回転数を可変
する方法として、チョッピング信号のデューティ比を可
変して印加電圧を変える方式について説明したが、他の
方法で印加電圧を変えて回転数を可変する方式にも適用
することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ブラシレスモータの回転数を検出する一方、例えば
保護のためにその回転数が所定回転数だけ下がるまでそ
の印加電圧を所定値ずつ下げ、その回転数が所定回転数
だけ下がったときには印加電圧の下げをやめるようにし
たので、負荷状態にかかわず、ブラシレスモータの回転
数を確実に所定回転数だけ下げることができ、特に軽負
荷状態にある場合回転数の下げ過ぎをなくすことができ
る。

【００４０】また、ブラシレスモータを圧縮機モータに
用いた場合圧縮機の吐出温度が所定値（保護温度）に達
したときの負荷状態がどのような状態であっても、回転
数を確実に所定回転数だけ下げることができ、これによ
り吐出温度が下がり、結果圧縮機を保護することがで
き、特に軽負荷状態にある場合回転数の下げ過ぎをなく
せるため、圧縮機の能力を十分に生かすことができると
いう有用な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示し、ブラシレスモータ
の制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック線
図。

【図２】図１に示す制御装置の動作を説明する概略的フ
ローチャート図。

【図３】図１に示す制御装置の動作を説明する概略的グ
ラフ図。

【図４】図１に示す制御装置の動作を説明する概略的グ
ラフ図。

【図５】図１に示す制御装置の動作を説明する概略的グ
ラフ図。

【図６】図１に示す制御装置の動作を説明する概略的グ
ラフ図。

【図７】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。

【図８】図７に示す制御装置の動作を説明する概略的グ
ラフ図。

【図９】図７に示す制御装置の動作を説明する概略的グ
ラフ図。

【図１０】図７に示す制御装置の動作を説明する概略的
グラフ図。

【図１１】図７に示す制御装置の動作を説明する概略的
グラフ図。

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ 交流／直流変換器 ３ ブラシレスモータ（直流ブラシレスモータ） ３ａ 回転子（ブラシレスモータ３の） ４ インバータ部 ５ 位置検出回路 ６，１０ 制御回路（マイクロコンピュータ） ７ チョッピング回路 ８ 駆動回路 ９ 吐出温度検出部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源をスイッチングしてブラシレス
   モータの電機子巻線に印加して前記ブラシレスモータを
   回転制御する一方、前記ブラシレスモータの回転子の位
   置を検出し、該位置検出に基づいて前記ブラシレスモー
   タの電機子巻線電流の通電を切り替えるブラシレスモー
   タの制御方法であって、 前記位置検出をもとにして前記ブラシレスモータの回転
   数を検出する一方、前記印加電圧を所定値ずつ下げて前
   記回転数を下げる際、前記回転数が所定回転数だけ下が
   るまで前記検出回転数を監視して前記印加電圧を所定値
   ずつ下げ、前記ブラシレスモータの回転数を負荷状態に
   かかわらず所定回転数だけ低下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】 直流電源をスイッチングして圧縮機のブ
   ラシレスモータの電機子巻線に印加して前記ブラシレス
   モータを回転制御する一方、前記ブラシレスモータの回
   転子の位置を検出し、該位置検出に基づいて前記ブラシ
   レスモータの電機子巻線電流の通電を切り替えるブラシ
   レスモータの制御方法であって、 前記位置検出をもとにして前記ブラシレスモータの回転
   数を検出する一方、前記圧縮機の吐出温度を検出し、該
   検出吐出温度が所定値に達したときに前記印加電圧を所
   定値ずつ下げて前記回転数を下げる際、前記検出回転数
   を監視して前記ブラシレスモータの回転数が所定回転数
   だけ下がるまで前記印加電圧を所定値ずつ下げ、前記回
   転数が所定回転数だけ下がったときに前記印加電圧の下
   げをやめ、前記ブラシレスモータの回転数を負荷状態に
   かかわらず所定回転数だけ下げ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方法。
3. 【請求項３】 直流電源をスイッチングして圧縮機のブ
   ラシレスモータの電機子巻線に印加して前記ブラシレス
   モータを回転制御し、かつ前記印加する電圧をチョッピ
   ングのデューティ比で可変して前記ブラシレスモータの
   回転数を可変する一方、前記ブラシレスモータの回転子
   の位置を検出し、該位置検出に基づいて前記ブラシレス
   モータの電機子巻線電流の通電を切り替えるブラシレス
   モータの制御方法であって、 前記位置検出をもとにして前記ブラシレスモータの回転
   数を検出する一方、前記圧縮機の吐出温度を検出し、該
   検出吐出温度が所定値に達したときに前記チョッピング
   のデューティ比を可変して前記印加電圧を所定値ずつ下
   げて所定回転数だけ下げる際、前記検出回転数を監視し
   て前記ブラシレスモータの回転数が所定回転数だけ下が
   るまで前記印加電圧を所定値ずつ下げ、前記回転数が所
   定回転数だけ下がったときに前記印加電圧の下げをや
   め、前記ブラシレスモータの回転数を負荷状態にかかわ
   らず所定回転数だけ下げ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方法。