JPH1028395A - Ｄｃブラシレスモータの位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定子巻線の通電切換時に発生するスパイク
状電圧が確実に消滅後、位置検出を開始し、ＤＣブラシ
レスモータの安定した位置検出を行なう。 【解決手段】 交流電源１は整流回路２により整流され
三相ブリッジ結線された半導体スイッチング素子３を介
して３相ＤＣブラシレスモータ４に接続されている。位
置検出マスク時間設定部５においては電流検出器６によ
り検出されたモータ電流に応じて適切な位置検出マスク
時間を設定し、通電切換直後の位置検出は行なわず、設
定された前記位置検出マスク時間が終了した後に位置検
出部７において各モータ端子電圧８の変化により位置検
出を行い、通電巻線切換部９において位置検出信号１０
に基づいて通電する固定子巻線を順次切り換え、Ｔｒ駆
動信号作成部１１により半導体スイッチング素子を駆動
しモータへの通電を決定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数極の永久磁石
を有する回転子の回転によって生じる誘起電圧を検出し
て得られる位置検出信号に基づいて、通電する固定子巻
線を順次切り換えるようにしたＤＣブラシレスモータの
制御装置において、固定子巻線の端子電圧を積分するこ
となく誘起電圧の変化を検出し位置検出を行うのに適し
たＤＣブラシレスモータの位置検出装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＤＣブラシレスモータの位置検出装置に
関するものとして、従来技術として、モータの回転子の
回転により固定子巻線に生じる誘起電圧で回転子の回転
位置を検出するものは知られており、その代表的なもの
として特公昭５９−３６５１９号公報に示されたものが
ある。

【０００３】これは、固定子巻線電圧を抵抗とコンデン
サとからなる１次形フィルタを通し誘起電圧に対してほ
ぼ９０°遅れの三角波状信号とし、更に、各々の三角波
状信号を星型結線した抵抗を介して得られる中性点電圧
と前記三角波状信号とを比較し、その交点を回転子の位
置検出点とする位置検出装置である。

【０００４】図１０は、一般に用いられているＤＣブラ
シレスモータの駆動回路の代表的な一例である。図にお
いて、５０は交流電源、５１は直流電源であり、５２は
永久磁石回転子、５３は固定子５４に回転磁界を生じせ
しめるための電力を供給する電力供給手段である。この
電力供給手段を構成する素子は後述する制御回路５５の
信号を受けてスイッチング制御できる６個のトランジス
タＴｒ１乃至Ｔｒ６からなる。

【０００５】制御回路５５はこのような電力供給手段を
構成するトランジスタを所定の順序で点呼制御するため
の信号を出力する制御回路であり、永久磁石回転子の回
転によって固定子側の巻線に生じる誘起電圧でもって回
転子の回転位置、特に、この回転位置の状態と固定子巻
線への通電状態との差を回転子位置検出手段５６で検出
し、この差の大きさが最適の運転条件に合致するように
次の固定子巻線への通電のタイミングの設定と、この設
定量に基づいた固定子巻線への通電制御を行なう。尚、
永久磁石回転子に記したＮ、Ｓはこの回転子の表面に着
磁された磁極を示す。

【０００６】このような構成からなるＤＣブラシレスモ
ータの動作概要を説明する。電源５１から直流電圧を供
給された制御回路５５は位置検出器５６から得られた回
転子５２の回転位置の信号を入力として、電力供給手段
５３のトランジスタＴｒ１乃至Ｔｒ６に、例えば図１１
に示すような信号を与えている。

【０００７】即ち、第１のモードでトランジスタＴｒ
１，Ｔｒ５をＯＮ、他のトランジスタＴｒ２乃至Ｔｒ
４，Ｔｒ６を０ＦＦとなるように各トランジスタに制御
電圧を与えると、固定子の巻線ＵＶ間には図１０の矢印
のような電流が流れ、続いて第２のモードでトランジス
タＴｒ１，Ｔｒ６をＯＮ、他のトランジスタＴｒ２乃至
Ｔｒ５を０ＦＦとするように各トランジスタを制御する
と、巻線ＵＷ間に図１０の矢印のような電流、更に、第
３のモードでトランジスタＴｒ２，Ｔｒ６をＯＮ、他を
０ＦＦとするように各トランジスタを制御すると、固定
子巻線ＶＷ間に図１０の矢印のような電流が流れる。

【０００８】同様にして第３モードから第６モードまで
順次トランジスタＴｒ１乃至Ｔｒ５が図１１（ｂ）で示
すように点弧制御され、このような第１モード乃至第６
モードのサイクルが繰り返される。

【０００９】制御回路からのこのような点弧制御の出力
によって固定子には、先に述べたような向きに電流が流
れ、各モードとの関係を模式的に示すと図１１（Ｃ）の
ようなタイミングチャートが得られる。図中のＵ，Ｖ，
Ｗの各相において、中心線から上側の導通表示は図１０
の固定子５４において各相の入口から中性点（Ｎ）に向
かって電流が流れていること、同じく下側の導通表示は
中性点（Ｎ）から各相の巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに向かって電流
が流れていることを表わしている。

【００１０】このようにして固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに電
流が流れるとき、回転磁界が固定子に形成されるため、
例えば回転子の１回転は図１０のＰ点からＱ、Ｒ、Ｘ、
Ｙ、Ｚと各点弧モードに対応して１回転し、以降、順次
繰り返されるモードに対応して回転子が回ってモータと
して運転を続ける。

【００１１】上記したように、永久磁石を有する回転子
等、磁気を有した回転子が回転しているモータにおいて
は固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに誘起電圧が発生している。こ
の誘起電圧は、固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗへ通電されている
ときは検出されにくいが、各点弧モードにおいて通電さ
れていない固定子巻線が存在するように固定子巻線への
通電を行なうときは、固定子巻線の中性点と通電されて
いない相の固定子巻線との間に、回転子の回転位置に対
応した特定の向きの誘起電圧が直接に現れることとな
る。

【００１２】図１１の（ｃ）（ｄ）に示した曲線（ｕ）
（ｖ）（ｗ）はこのようにして各固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ
と固定子巻線の中性点との間に誘起される電圧をモデル
的に示したものであり、この波形と各固定子巻線Ｕ，
Ｖ，Ｗへの通電のモードとの関係は、モータが定常運転
状態のときは図の状態である。

【００１３】このようにして固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに生
じる誘起電圧を利用して、回転子の回転位置を検出し、
回転子の回転状態との関係で最適な点弧出力を電力供給
手段に与える様にしたものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に代表される
ような１次形フイルタを用いた位置検出装置において
は、固定子巻線の通電切換時に発生するスパイク状電圧
は三角波状信号に吸収されてしまうので、負荷の増加に
よりスパイク状電圧が増大した場合においても、正確な
位置検出点が得られるか否かは別にして何等かの比較結
果は得られる。

【００１５】しかし、負荷の増加によるスパイク状電圧
の増大は三角波状信号を進み位相とするので、正確に位
置検出を行うにはスパイク状電圧を無視できなくなる。
また、三角波状信号を作成する１次形フイルタの定数に
より位置検出精度が左右され、特に高負荷時または高速
回転時には三角波状信号の進み位相を修正する手段等が
とられ位置検出を複雑にするものである。

【００１６】また、図１０に示すような、固定子巻線の
誘起電圧を検出して位置検出信号とするタイプのもので
も固定子巻線の通電切換時に発生するスパイク状電圧の
影響は避けられなかった。

【００１７】従って、このような位置検出装置において
は、低速回転から高速回転に至るまでの精度良い位置検
出を難しいものとしている。

【００１８】そこで本発明は、上記のことに対応するた
めに、固定子巻線の通電切換直後の位置検出を行わない
期間である位置検出マスク時間を負荷の変化に応じて増
減させ、モータ負荷に対し適切な位置検出マスク時間と
することにより、確実にスパイク状電圧の消滅後に位置
検出を開始することができ、安定した位置検出を可能と
するＤＣブラシレスモータの位置検出装置提供すること
を目的とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
ＤＣブラシレスモータの位置検出装置は、複数極の永久
磁石を有する回転子と、通電時にこの回転子に回転磁界
を与えるように配置された複数の固定子巻線とを有し、
この複数の固定子巻線のうちの幾つかの固定子巻線に通
電して回転磁界を得るとともに、通電していない固定子
巻線に回転子の回転によって生じる誘起電圧の変化を積
分することなく、基準となる電圧と比較することにより
検出して得られる位置検出信号に基づいて、通電する固
定子巻線を順次切り換えるように成したＤＣブラシレス
モータ制御装置において、通電している固定子巻線を切
り換えた直後に固定子巻線に生じる誘起電圧の変化を検
出しない所定時間（位置検出マスク時間）経過後に位置
検出を開始させる位置検出マスク時間設定部を介して位
置検出を行うように構成することにより達成される。

【００２０】こうして、固定子巻線の通電切換時に発生
するスパイク状電圧は回転子の位置情報を含まないこと
から、固定子巻線の端子電圧を積分することなく誘起電
圧の変化を検出し位置検出する場合には、このスパイク
状電圧を、位置検出信号として判断させないよう、取り
除くことができる。

【００２１】また、スパイク状電圧はモータ負荷の増大
に伴い増大しモータ負荷の減少に伴い減少するというよ
うに、モータ負荷に応じて増減するので、モータ負荷に
対し適切な位置検出マスク時間とすることにより、確実
にスパイク状電圧の消滅後に位置検出を開始することが
でき、安定した位置検出を可能とするものである。

【００２２】本発明の請求項２に係るＤＣブラシレスモ
ータの位置検出装置は、複数極の永久磁石を有する回転
子と、通電時にこの回転子に回転磁界を与えるように配
置された複数の固定子巻線とを有し、この複数の固定子
巻線のうちの幾つかの固定子巻線に通電して回転磁界を
得るとともに、通電していない固定子巻線に回転子の回
転によって生じる誘起電圧の変化を積分することなく、
基準となる電圧と比較することにより検出して得られる
位置検出信号に基づいて、通電する固定子巻線を順次切
り換えるように成したＤＣブラシレスモータ制御装置に
おいて、通電している固定子巻線を切り換えた直後に固
定子巻線に生じる誘起電圧の変化を検出せず、ＤＣブラ
シレスモータの運転電流に応じて変更される所定時間
（位置検出マスク時間）経過後に位置検出を開始させる
位置検出マスク時間設定部を介して位置検出を行うよう
に構成することにより達成される。

【００２３】こうして、位置検出マスク時間をモータの
運転電流に応じて増減させ、モータ負荷に対し適切な位
置検出マスク時間とすることにより、確実にスパイク状
電圧の消滅後に位置検出を開始することができ、安定し
た位置検出を可能とするものである。

【００２４】本発明の請求項３に係るＤＣブラシレスモ
ータの位置検出装置は、複数極の永久磁石を有する回転
子と、通電時にこの回転子に回転磁界を与えるように配
置された複数の固定子巻線とを有し、この複数の固定子
巻線のうちの幾つかの固定子巻線に通電して回転磁界を
得るとともに、通電していない固定子巻線に回転子の回
転によって生じる誘起電圧の変化を積分することなく、
基準となる電圧と比較することにより検出して得られる
位置検出信号に基づいて、通電する固定子巻線を順次切
り換えるように成したＤＣブラシレスモータ制御装置に
おいて、通電している固定子巻線を切り換えた直後に固
定子巻線に生じる誘起電圧の変化を検出せず、ＤＣブラ
シレスモータの印加電圧に応じて変更される所定時間
（位置検出マスク時間）経過後に位置検出を開始させる
位置検出マスク時間設定部を介して位置検出を行うよう
に構成することにより達成される。

【００２５】こうして、位置検出マスク時間をモータ印
加電圧に応じて増減させ、モータ負荷に対し適切な位置
検出マスク時間とすることにより、確実にスパイク状電
圧の消滅後に位置検出を開始することができ、安定した
位置検出を可能とするものである。

【００２６】本発明の請求項４に係るＤＣブラシレスモ
ータの位置検出装置は、複数極の永久磁石を有する回転
子と、通電時にこの回転子に回転磁界を与えるように配
置された複数の固定子巻線とを有し、この複数の固定子
巻線のうちの幾つかの固定子巻線に通電して回転磁界を
得るとともに、通電していない固定子巻線に回転子の回
転によって生じる誘起電圧の変化を積分することなく、
基準となる電圧と比較することにより検出して得られる
位置検出信号に基づいて、通電する固定子巻線を順次切
り換えるように成したＤＣブラシレスモータ制御装置に
おいて、通電している固定子巻線を切り換えた直後に固
定子巻線に生じる誘起電圧の変化を検出せず、ＤＣブラ
シレスモータの回転数(または、速度）に応じて変更さ
れる所定時間（位置検出マスク時間）経過後に位置検出
を開始させる位置検出マスク時間設定部を介して位置検
出を行うように構成することにより達成される。

【００２７】こうして、位置検出マスク時間をモータ回
転数（または、速度）に応じて増減させ、モータ負荷に
対し適切な位置検出マスク時間とすることにより、確実
にスパイク状電圧の消滅後に位置検出を開始することが
でき、安定した位置検出を可能とするものである。

【００２８】本発明の請求項５に係るＤＣブラシレスモ
ータの位置検出装置は、複数極の永久磁石を有する回転
子と、通電時にこの回転子に回転磁界を与えるように配
置された複数の固定子巻線とを有し、この複数の固定子
巻線のうちの幾つかの固定子巻線に通電して回転磁界を
得るとともに、通電していない固定子巻線に回転子の回
転によって生じる誘起電圧の変化を積分することなく、
基準となる電圧と比較することにより検出して得られる
位置検出信号に基づいて、通電する固定子巻線を順次切
り換えるように成したＤＣブラシレスモータ制御装置に
おいて、通電している固定子巻線を切り換えた直後に固
定子巻線に生じる誘起電圧の変化を検出せず、ＤＣブラ
シレスモータの運転電流または印加電圧あるいは回転数
のうちの複数の組み合わせにより変更される所定時間
（位置検出マスク時間）経過後に位置検出を開始させる
位置検出マスク時間設定部を介して位置検出を行うよう
に構成することにより達成される。

【００２９】こうして、位置検出マスク時間をモータ電
流またはモータ印加電圧あるいはモータ回転数のうちの
複数の組み合わせに応じて増減させ、モータ負荷に対し
適切な位置検出マスク時間とすることにより、確実にス
パイク状電圧の消滅後に位置検出を開始することがで
き、安定した位置検出を可能とするものである。

【００３０】本発明の請求項６に係るＤＣブラシレスモ
ータの位置検出装置は、複数極の永久磁石を有する回転
子と、通電時にこの回転子に回転磁界を与えるように配
置された複数の固定子巻線とを有し、この複数の固定子
巻線のうちの幾つかの固定子巻線に通電して回転磁界を
得るとともに、通電していない固定子巻線に回転子の回
転によって生じる誘起電圧の変化を積分することなく基
準となる電圧と比較することにより検出して得られる位
置検出信号に基づいて、通電する固定子巻線を順次切り
換えるように成したＤＣブラシレスモータ制御装置にお
いて、通電している固定子巻線を切り換えた直後に固定
子巻線に生じる誘起電圧の変化を検出しない所定時間
（位置検出マスク時間）経過後に位置検出を開始させ位
置検出から次に通電する固定子巻線を切り換えるまでの
時間（以降、転流遅延時間と記す）経過後に固定子巻線
を切り換える位置検出マスク時間設定部及び転流遅延時
間設定部とを介して位置検出を行うように構成すること
により達成される。

【００３１】こうして、位置検出マスク時間をモータ負
荷に応じて増減させ、モータ負荷に対し適切な位置検出
マスク時間とすることにより、確実にスパイク状電圧の
消滅後に位置検出を開始することができ、更に、転流遅
延時間をモータ負荷に応じて増減させ、モータ負荷に対
し適切な転流遅延時間とすることにより、スパイク状電
圧消滅後の位置検出を安定して行うことを可能とするも
のである。

【００３２】本発明の請求項７に係るＤＣブラシレスモ
ータの位置検出装置は、複数極の永久磁石を有する回転
子と、通電時にこの回転子に回転磁界を与えるように配
置された複数の固定子巻線とを有し、この複数の固定子
巻線のうちの幾つかの固定子巻線に通電して回転磁界を
得るとともに、通電していない固定子巻線に回転子の回
転によって生じる誘起電圧の変化を積分することなく基
準となる電圧と比較することにより検出して得られる位
置検出信号に基づいて、通電する固定子巻線を順次切り
換えるように成したＤＣブラシレスモータ制御装置にお
いて、通電している固定子巻線を切り換えた直後に固定
子巻線に生じる誘起電圧の変化を検出しない所定時間
（位置検出マスク時間）経過後に位置検出を開始させ位
置検出から次に通電する固定子巻線を切り換えるまでの
時間（以降、転流遅延時間と記す）経過後に固定子巻線
を切り換える位置検出マスク時間設定部及び転流遅延時
間設定部とを介して、位置検出を行うようにし、位置検
出マスク時間設定部の位置検出マスク時間と転流遅延時
間設定部の転流遅延時間とを、ＤＣブラシレスモータへ
の運転電流に応じて変更するように構成することにより
達成される。

【００３３】こうして、位置検出マスク時間をモータ電
流に応じて増減させ、モータ負荷に対し適切な位置検出
マスク時間とすることにより、確実にスパイク状電圧の
消滅後に位置検出を開始することができ、更に、転流遅
延時間をモータ電流に応じて増減させ、モータ負荷に対
し適切な転流遅延時間とすることにより、スパイク状電
圧消滅後の位置検出を安定して行うことを可能とするも
のである。

【００３４】本発明の請求項８に係るＤＣブラシレスモ
ータの位置検出装置は、複数極の永久磁石を有する回転
子と、通電時にこの回転子に回転磁界を与えるように配
置された複数の固定子巻線とを有し、この複数の固定子
巻線のうちの幾つかの固定子巻線に通電して回転磁界を
得るとともに、通電していない固定子巻線に回転子の回
転によって生じる誘起電圧の変化を積分することなく基
準となる電圧と比較することにより検出して得られる位
置検出信号に基づいて、通電する固定子巻線を順次切り
換えるように成したＤＣブラシレスモータ制御装置にお
いて、通電している固定子巻線を切り換えた直後に固定
子巻線に生じる誘起電圧の変化を検出しない所定時間
（位置検出マスク時間）経過後に位置検出を開始させ位
置検出から次に通電する固定子巻線を切り換えるまでの
時間（以降、転流遅延時間と記す）経過後に固定子巻線
を切り換える位置検出マスク時間設定部及び転流遅延時
間設定部とを介して位置検出を行うようにし、位置検出
マスク時間設定部の位置検出マスク時間と転流遅延時間
設定部の転流遅延時間とを、ＤＣブラシレスモータへの
印加電圧に応じて変更するように構成することにより達
成される。

【００３５】こうして、位置検出マスク時間をモータ印
加電圧に応じて増減させ、モータ負荷に対し適切な位置
検出マスク時間とすることにより、確実にスパイク状電
圧の消滅後に位置検出を開始することができ、更に、転
流遅延時間をモータ印加電圧に応じて増減させ、モータ
負荷に対し適切な転流遅延時間とすることにより、スパ
イク状電圧消滅後の位置検出を安定して行うことを可能
とするものである。

【００３６】本発明の請求項９に係るＤＣブラシレスモ
ータの位置検出装置は、複数極の永久磁石を有する回転
子と、通電時にこの回転子に回転磁界を与えるように配
置された複数の固定子巻線とを有し、この複数の固定子
巻線のうちの幾つかの固定子巻線に通電して回転磁界を
得るとともに、通電していない固定子巻線に回転子の回
転によって生じる誘起電圧の変化を積分することなく基
準となる電圧と比較することにより検出して得られる位
置検出信号に基づいて、通電する固定子巻線を順次切り
換えるように成したＤＣブラシレスモータ制御装置にお
いて、通電している固定子巻線を切り換えた直後に固定
子巻線に生じる誘起電圧の変化を検出しない所定時間
（位置検出マスク時間）経過後に位置検出を開始させ位
置検出から次に通電する固定子巻線を切り換えるまでの
時間（以降、転流遅延時間と記す）経過後に固定子巻線
を切り換える位置検出マスク時間設定部及び転流遅延時
間設定部とを介して位置検出を行うようにし、位置検出
マスク時間設定部の位置検出マスク時間と転流遅延時間
設定部の転流遅延時間とを、ＤＣブラシレスモータの回
転数（または、速度）に応じて変更するように構成する
ことにより達成される。

【００３７】こうして、位置検出マスク時間をモータ回
転数に応じて増減させ、モータ負荷に対し適切な位置検
出マスク時間とすることにより、確実にスパイク状電圧
の消滅後に位置検出を開始することができ、更に、転流
遅延時間をモータ回転数に応じて増減させ、モータ負荷
に対し適切な転流遅延時間とすることにより、スパイク
状電圧消滅後の位置検出を安定して行うことを可能とす
るものである。

【００３８】本発明の請求項１０に係るＤＣブラシレス
モータの位置検出装置は、複数極の永久磁石を有する回
転子と、通電時にこの回転子に回転磁界を与えるように
配置された複数の固定子巻線とを有し、この複数の固定
子巻線のうちの幾つかの固定子巻線に通電して回転磁界
を得るとともに、通電していない固定子巻線に回転子の
回転によって生じる誘起電圧の変化を積分することなく
基準となる電圧と比較することにより検出して得られる
位置検出信号に基づいて、通電する固定子巻線を順次切
り換えるように成したＤＣブラシレスモータ制御装置に
おいて、通電している固定子巻線を切り換えた直後に固
定子巻線に生じる誘起電圧の変化を検出しない所定時間
（位置検出マスク時間）経過後に位置検出を開始させ位
置検出から次に通電する固定子巻線を切り換えるまでの
時間（以降、転流遅延時間と記す）経過後に固定子巻線
を切り換える位置検出マスク時間設定部及び転流遅延時
間設定部とを介して位置検出を行うようにし、位置検出
マスク時間設定部の位置検出マスク時間と転流遅延時間
設定部の転流遅延時間とを、ＤＣブラシレスモータへの
運転電流または印加電圧あるいは回転数のうちの複数の
組み合わせにより変更するように構成することにより達
成される。

【００３９】こうして、位置検出マスク時間をモータ電
流またはモータ印加電圧あるいはモータ回転数のうちの
複数の組み合わせに応じて増減させ、モータ負荷に対し
適切な位置検出マスク時間とすることにより、確実にス
パイク状電圧の消滅後に位置検出を開始することがで
き、更に、転流遅延時間をモータ電流またはモータ印加
電圧あるいはモータ回転数のうちの複数の組み合わせに
応じて増減させ、モータ負荷に対し適切な転流遅延時間
とすることにより、スパイク状電圧消滅後の位置検出を
安定して行うことを可能とするものである。

【００４０】本発明の請求項１１に係るＤＣブラシレス
モータの位置検出装置は、上記請求項１乃至請求項１０
に記載のＤＣブラシレスモータが空気調和機のコンプレ
ッサ駆動用に適用されるように構成することにより達成
される。

【００４１】こうして、スパイク状電圧消滅後の位置検
出を安定して行うことを可能とし、空気調和機のコンプ
レッサの運転特性を良好なものにすることができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明する。図１に本発明の実施形態として制御ブロッ
ク図を示す。図において、交流電源１は整流回路２によ
り整流され三相ブリッジ結線された半導体スイッチング
素子３を介して３相ＤＣブラシレスモータ４（以下、モ
ータと記す）に接続されている。

【００４３】位置検出マスク時間設定部５においては電
流検出器６により検出されたモータ電流に応じて適切な
位置検出マスク時間を設定し、設定された前記位置検出
マスク時間が終了した後に位置検出部７において各モー
タ端子電圧８の変化により位置検出を行い、通電巻線切
換部９において位置検出信号１０に基づいて通電する固
定子巻線を順次切り換え、Ｔｒ駆動信号作成部１１によ
り半導体スイッチング素子３を駆動しモータ４への通電
を決定している。

【００４４】転流（通電巻線切換）から次の転流までの
動作について図２により説明する。転流直後はスパイク
電圧１３が発生しモータ相電圧１２に重畳され、モータ
負荷に応じた時間後に消滅し基準電圧１４（この場合
は、モータ巻線の中性点の電圧に設定している。）以下
の電圧レベルとなる。その後のモータ相電圧と基準電圧
との交点１５を位置検出点とし、この位置検出点に基づ
き次の転流を行うものである。

【００４５】スパイク電圧発生期間は固定子巻線への通
電は行われていないが、モータ誘起電圧を表わしておら
ず位置検出には用いられないため、転流と同時に位置検
出を行わない期間である位置検出マスク時間１６をスパ
イク電圧の発生時間より長い所定時間だけ設け、位置検
出マスク時間終了と同時に位置検出を開始するように
し、位置検出に対するスパイク電圧の影響をなくし位置
検出の確実性を高めている。

【００４６】位置検出マスク時間の設定例を図３により
説明する。モータ負荷が増大するとスパイク電圧は増大
しモータ負荷が減少するとスパイク電圧は減少するた
め、モータ負荷の大小を示すモータ電流（Ａ）の増加に
伴い時間もしくは角度で表わされた位置検出マスク時間
（Ｔ_Ｍ）が増加するように設定すればよい。

【００４７】但し、位置検出マスク時間は電気角６０°
以上には設定できず、電気角０°の設定もできないため
図に示すように上下限値を設けている。また、位置検出
マスク時間は階段状に変化するように設定してもよく、
モータ負荷の大小を示す事象としてはモータ電流（Ａ）
に限らずモータ印加電圧（Ｖ）としてもよいしモータ回
転数（Ｎ）としてもよい。

【００４８】図４に本発明の他の実施形態である制御ブ
ロック図を示す。図１のものと同じものには同一の番号
を付している。そしてその基本的な動作も図１に示すも
のと同じであるので説明を省略する。

【００４９】位置検出マスク時間設定部１７において電
流検出器１８により検出されたモータ電流に応じてスパ
イク電圧発生時間以上の時間となるように適切な位置検
出マスク時間を設定する。

【００５０】設定された前記位置検出マスク時間が終了
した後に位置検出部１９において各モータ端子電圧２０
の変化により位置検出を行い、転流遅延時間設定部２２
において位置検出により得られるモータ回転数２１に応
じて適切な転流遅延時間を設定し、位置検出した時間よ
り設定された前記転流遅延時間経過後に通電巻線切換部
２３において、モータ４の通電する固定子巻線を順次切
り換えるものである。

【００５１】転流から次の転流までの動作を転流遅延時
間について図７により説明する。転流直後はスパイク電
圧２４が発生しモータ相電圧２５に重畳され、モータ負
荷に応じた時間後に消滅し基準電圧２６以下の電圧レベ
ルとなる。その後のモータ相電圧と基準電圧との交点２
７を位置検出点とし、この位置検出点から転流遅延時間
３０経過後に次の転流を行うものである。

【００５２】スパイク電圧消滅時におけるモータ相電圧
と基準電圧との電圧差２８及びスパイク電圧消滅時から
位置検出点までの時間差２９は位置検出動作の確実性を
示す指標となる値であり、共に大きい方が確実に位置検
出を行えることを表わしている。

【００５３】図８では転流遅延時間３３は図７の例と同
一としモータ負荷が増大した場合を示しており、スパイ
ク電圧消滅時のモータ相電圧と基準電圧との電圧差３１
及びスパイク電圧消滅時から位置検出点までの時間差３
２はスパイク電圧の増大により共に小さくなり、位置検
出の確実性を低下させるものである。

【００５４】図８に示した如きモータ負荷の増大による
位置検出の確実性の低下を防止する手段とし、モータ負
荷の増大に伴い転流遅延時間を減少させる本発明他の実
施形態を図９に示す。

【００５５】転流遅延時間３４を図７および図８の例よ
り小さくし、発生するモータ誘起電圧の位相を進ませる
ことにより、スパイク電圧消滅時のモータ相電圧と基準
電圧との電圧差３５およびスパイク電圧消滅時から位置
検出点までの時間差３６のスパイク電圧の増大による減
少を防止し、位置検出の確実性を高められるものであ
る。

【００５６】転流遅延時間の設定は、図６に示したよう
に、モータ負荷の大小を示すモータ電流（Ａ）の増加に
伴い減少するように電気角もしくは時間で表わされた転
流遅延時間を設定すればよく、ここでは転流遅延時間の
上限は電気角３０°とし下限は電気角０°としている。

【００５７】また、転流遅延時間の設定は階段状に変化
するように設定してもよく、モータ負荷の大小を示す事
象としてはモータ電流（Ａ）に限らずモータ印加電圧
（Ｖ）としてもよいしモータ回転数（Ｎ）としてもよ
い。

【００５８】上述したように、モータ負荷に対して適当
な転流遅延時間の設定を行うと共に、モータ負荷に対し
て適切な転流遅延時間の設定を行うことにより、スパイ
ク電圧の位置検出に対する影響をなくすと共にスパイク
電圧消滅時の位置検出の確実性を高められ安定した位置
検出を可能とするものである。

【００５９】図５に本発明の他の実施形態である制御ブ
ロック図を示す。図１のものと同じものには同一の番号
を付している。そしてその基本的な動作も図１に示すも
のと同じであるので説明を省略する。

【００６０】位置検出マスク時間及び転流遅延時間設定
部３７においては、位置検出により得られるモータ回転
数３８と出力電圧指令部３９で決定される出力電圧４０
（モータ印加電圧）に応じて、適切な位置検出マスク時
間を設定すると共に適切な転流遅延時間を設定する。

【００６１】位置検出部４１においては、設定された前
記位置検出マスク時間が終了した後に位置検出を開始
し、位置検出から設定された前記転流遅延時間経過後に
通電するモータ４の固定子巻線を順次切り換えるもので
ある。

【００６２】位置検出マスク時間及び転流遅延時間の設
定は、出力電圧または回転数の増加に伴い位置検出マス
ク時間が増加するように設定し、出力電圧または回転数
の増加に伴い転流遅延時間が減少するように設定されて
いればよい。

【００６３】出力電圧および回転数を組み合わせて設定
する場合にも上記設定を基本とすればよく、例えば、回
転数が所定の回転数ＮＬ以上かつ回転数ＮＨ以下の場合
に位置検出マスク時間及び転流遅延時間を出力電圧に応
じて変更し、回転数ＮＬ以下もしくは回転数ＮＨ以上の
場合にはそれぞれ異なる一定の位置検出マスク時間およ
び転流遅延時間となるようにしてもよい。

【００６４】モータ電流及びモータ印加電圧さらにモー
タ回転数の複数の組み合わせにより位置検出マスク時間
及び転流遅延時間を設定する場合にも、モータ電流また
は印加電圧あるいは回転数の増加に伴い位置検出マスク
時間を増加し転流遅延時間を減少する設定が基本とされ
ていればよい。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、本発明のＤＣブラシレス
モータの位置検出装置は、固定子巻線の通電切換時に発
生するスパイク状電圧が回転子の位置情報を含まないこ
とから、固定子巻線の端子電圧を積分することなく誘起
電圧の変化を検出し位置検出する場合には、このスパイ
ク状電圧を、位置検出信号として判断させないよう、位
置検出信号から取り除くことができる。

【００６６】また、スパイク状電圧はモータ負荷の増大
に伴い増大し、モータ負荷の減少に伴い減少するという
ように、モータ負荷に応じて増減するので、モータ負
荷、即ちモータ電流またはモータ印加電圧あるいはモー
タ回転数のいずれか、あるいはそのうちの複数の組み合
わせに対し適切な位置検出マスク時間とすることによ
り、確実にスパイク状電圧の消滅後に位置検出を開始す
ることができ、安定した位置検出を可能とする。

【００６７】更に、転流遅延時間をモータ負荷に応じて
増減させ、モータ負荷に対し適切な転流遅延時間とする
ことにより、スパイク状電圧消滅後の位置検出を安定し
て行うことを可能とするものである。そしてこのＤＣブ
ラシレスモータを空気調和機のコンプレッサ駆動に用い
ることにより、コンプレッサの良好な運転特性を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す制御ブロック図。

【図２】位置検出マスク時間とスパイク電圧との関係を
示す図。

【図３】位置検出マスク時間の設定例を示す図。

【図４】本発明の他の実施例を示す制御ブロック図。

【図５】本発明の他の実施例を示す制御ブロック図。

【図６】転流遅延時間の設定例を示す図。

【図７】転流遅延時間とスパイク電圧との関係を示す
図。

【図８】転流遅延時間とスパイク電圧との関係を示す
図。

【図９】転流遅延時間とスパイク電圧との関係を示す
図。

【図１０】ブラシレス直流モータの駆動回路の代表例。

【図１１】点弧制御タイミングチャート図。

【符号の説明】

１，５０ 交流電源 ２，５１ 整流回路 ３，５３ 半導体スイッチング素子 ４，５４ ３相ＤＣブラシレスモータ ５，１７ 位置検出マスク時間設定部 ６，１８ 電流検出器 ７，１９，４１，５６ 位置検出部 ８，２０ モータ端子電圧 ９，２３ 通電巻線切換部 １０ 位置検出信号 １１，５５ Ｔｒ．駆動信号作成部 １２，２５ モータ相電圧 １３，２４ スパイク電圧 １４，２６ 基準電圧 １５，２７ 位置検出点 １６ 位置検出マスク時間 ２１，３８ モータ回転数 ２２ 転流遅延時間設定部 ２８，３１，３５ 電圧差 ２９，３２，３６ 時間差 ３０，３３，３４ 転流遅延時間 ３７ 位置検出マスク／転流遅時間
設定部 ３９ 電圧指令部 ４０ 出力電圧 ５２ 回転子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 和彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数極の永久磁石を有する回転子と、通
   電時にこの回転子に回転磁界を与えるように配置された
   複数の固定子巻線とを有し、この複数の固定子巻線のう
   ちの幾つかの固定子巻線に通電して回転磁界を得るとと
   もに、通電していない固定子巻線に回転子の回転によっ
   て生じる誘起電圧の変化を積分することなく、基準とな
   る電圧と比較することにより検出して得られる位置検出
   信号に基づいて、通電する固定子巻線を順次切り換える
   ように成したＤＣブラシレスモータ制御装置において、
   通電している固定子巻線を切り換えた直後に固定子巻線
   に生じる誘起電圧の変化を検出しない所定時間（以降、
   位置検出マスク時間と記す）経過後に位置検出を開始さ
   せる位置検出マスク時間設定部を介して位置検出を行う
   ことを特徴とするＤＣブラシレスモータの位置検出装
   置。
2. 【請求項２】 位置検出マスク時間設定部の位置検出マ
   スク時間をＤＣブラシレスモータの運転電流に応じて変
   更し、位置検出を行うことを特徴とする請求項１記載の
   ＤＣブラシレスモータの位置検出装置。
3. 【請求項３】 位置検出マスク時間設定部の位置検出マ
   スク時間を、ＤＣブラシレスモータへの印加電圧に応じ
   て変更し、位置検出を行うことを特徴とする請求項１記
   載のＤＣブラシレスモータの位置検出装置。
4. 【請求項４】 位置検出マスク時間設定部の位置検出マ
   スク時間を、ＤＣブラシレスモータの回転数（または、
   速度）に応じて変更し、位置検出を行うことを特徴とす
   る請求項１記載のＤＣブラシレスモータの位置検出方
   法。
5. 【請求項５】 位置検出マスク時間設定部の位置検出マ
   スク時間を、ＤＣブラシレスモータの運転電流または印
   加電圧あるいは回転数のうちの複数の組み合わせにより
   変更し、位置検出を行うことを特徴とする請求項１記載
   のＤＣブラシレスモータの位置検出装置。
6. 【請求項６】 複数極の永久磁石を有する回転子と、通
   電時にこの回転子に回転磁界を与えるように配置された
   複数の固定子巻線とを有し、この複数の固定子巻線のう
   ちの幾つかの固定子巻線に通電して回転磁界を得るとと
   もに、通電していない固定子巻線に回転子の回転によっ
   て生じる誘起電圧の変化を積分することなく、基準とな
   る電圧と比較することにより検出して得られる位置検出
   信号に基づいて、通電する固定子巻線を順次切り換える
   ように成したＤＣブラシレスモータ制御装置において、
   通電している固定子巻線を切り換えた直後に固定子巻線
   に生じる誘起電圧の変化を検出しない所定時間（位置検
   出マスク時間）経過後に位置検出を開始させ位置検出か
   ら次に通電する固定子巻線を切り換えるまでの時間（以
   降、転流遅延時間と記す）経過後に固定子巻線を切り換
   える位置検出マスク時間設定部及び転流遅延時間設定部
   とを介して位置検出を行うことを特徴とするＤＣブラシ
   レスモータの位置検出装置。
7. 【請求項７】 位置検出マスク時間設定部の位置検出マ
   スク時間と転流遅延時間設定部の転流遅延時間とを、Ｄ
   Ｃブラシレスモータへの運転電流に応じて変更し、位置
   検出を行うことを特徴とする請求項６記載のＤＣブラシ
   レスモータの位置検出装置。
8. 【請求項８】 位置検出マスク時間設定部の位置検出マ
   スク時間と転流遅延時間設定部の転流遅延時間とを、Ｄ
   Ｃブラシレスモータへの印加電圧に応じて変更し、位置
   検出を行うことを特徴とする請求項６記載のＤＣブラシ
   レスモータの位置検出装置。
9. 【請求項９】 位置検出マスク時間設定部の位置検出マ
   スク時間と転流遅延時間設定部の転流遅延時間とを、Ｄ
   Ｃブラシレスモータの回転数（または、速度）に応じて
   変更し、位置検出を行うことを特徴とする請求項６記載
   のＤＣブラシレスモータの位置検出装置。
10. 【請求項１０】 位置検出マスク時間設定部の位置検出
    マスク時間と転流遅延時間設定部の転流遅延時間とを、
    ＤＣブラシレスモータの運転電流または印加電圧あるい
    は回転数のうちの複数の組み合わせにより変更し、位置
    検出を行うことを特徴とする請求項６記載のＤＣブラシ
    レスモータの位置検出装置。
11. 【請求項１１】 ＤＣブラシレスモータは空気調和機の
    コンプレッサ駆動用であることを特徴とする請求項１乃
    至請求項１０記載のＤＣブラシレスモータの位置検出装
    置。