JPWO2022049889A5 - - Google Patents

Description

本開示は、モータに関する。

従来、電力供給用の一対の端子を備えるモータが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

一般に、モータは、端子数が比較的少ないことが望まれる。このため、互いに回転状態の異なる複数の動作モードを動的に切り替えることが可能なモータにおいて、動作モードを動的に切り替えるための端子の数を抑制したいという要望がある。

国際公開第２０２０／００８９２４号

そこで、本開示は、互いに回転状態の異なる３つの動作モードを動的に切り替えることが可能なモータである。本開示は、電力供給用の一対の端子の他に１つの端子を備えるモータを提供することを目的とする。

本開示の一態様に係るモータは、単相交流が入力される第１の端子及び第２の端子と、第３の端子と、前記第１の端子及び前記第２の端子に接続された、前記単相交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）によりパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）されることで、前記直流を三相交流に変換するインバータと、前記三相交流が供給される巻線と、前記巻線に生じる磁界により回転する回転子と、前記インバータに前記ＰＷＭ信号を出力する制御部と、前記第３の端子に接続された検出回路と、を備え、前記検出回路は、前記第１の端子及び前記第２の端子に前記単相交流が入力されている状態において、（１）前記第３の端子が前記第１の端子と短絡している場合に第１の検出信号を出力し、（２）前記第３の端子が前記第２の端子と短絡している場合に第２の検出信号を出力し、（３）前記第３の端子が開放状態である場合に第３の検出信号を出力し、前記制御部は、前記検出回路が前記第１の検出信号を出力している場合に前記回転子が第１の回転状態となり、前記検出回路が前記第２の検出信号を出力している場合に前記回転子が第２の回転状態となり、前記検出回路が前記第３の検出信号を出力している場合に前記回転子が第３の回転状態となるように、前記ＰＷＭ信号を出力する。

上記構成により、互いに回転状態の異なる３つの動作モードを動的に切り替えることが可能なモータであって、電力供給用の一対の端子の他に１つの端子を備えるモータが提供される。

図１は、実施の形態１に係るモータ駆動システムの構成例を示すブロック図である。 図２Ａは、単相交流電源から供給される単相交流の波形図である。 図２Ｂは、検出信号線の波形図である。 図３Ａは、単相交流電源から供給される単相交流の波形図である。 図３Ｂは、第３の端子が第２の端子に短絡されている状態における、検出信号線の波形図である。 図４Ａは、単相交流電源から供給される単相交流の波形図である。 図４Ｂは、第３の端子が開放状態である場合における、検出信号線の波形図である。 図５は、実施の形態２に係るモータ駆動システムの構成例を示すブロック図である。 図６Ａは、単相交流電源から供給される単相交流の波形図である。 図６Ｂは、検出信号線の波形図である。 図７Ａは、単相交流電源から供給される単相交流の波形図である。 図７Ｂは、第３の端子が第２の端子に短絡されている状態における、検出信号線の波形図である。 図８は、実施の形態３に係るモータ駆動システムの構成例を示すブロック図である。 図９Ａは、単相交流電源から供給される単相交流の波形図である。 図９Ｂは、第３の端子１３が開放状態おける、検出信号線の波形図である。 図１０Ａは、単相交流電源から供給される単相交流の波形図である。 図１０Ｂは、第３の端子が第１の端子に短絡されている状態における、検出信号線の波形図である。 図１１Ａは、単相交流電源から供給される単相交流の波形図である。 図１１Ｂは、検出信号線の波形図である。

（本開示の一態様を得るに至った経緯）
従来、冷却状態の商品を取り扱うコールドチェーン用途の冷却装置（例えば、冷凍ショーケース等）にモータが利用されている。

冷却装置において、風量の強弱切り替え動作、霜取り運転への切り替え動作等を実現するためには、モータの動作モードを動的に切り替える必要がある。例えば、風量の強弱切り替え動作は、モータの、互いに回転速度が異なる動作モードを動的に切り替えることで実現される。また、例えば、霜取り運転への切り替え動作は、モータの、互いに回転方向が異なる動作モードを動的に切り替えることで実現される。

一方で、冷却装置に利用されるモータは、端子数が比較的少ないことが望まれる。

そこで、発明者らは、互いに異なる動作モードを動的に切り替えることができるモータにおいて、電源供給用の一対の端子以外の端子の数を抑制することができる構成について、鋭意、実験、検討を行った。その結果、下記モータに想到した。

本開示の一態様に係るモータは、単相交流が入力される第１の端子及び第２の端子と、第３の端子と、前記第１の端子及び前記第２の端子に接続された、前記単相交流を直流に変換するＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）／ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータと、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号によりＰＷＭ制御されることで、前記直流を三相交流に変換するインバータと、前記三相交流が供給される巻線と、前記巻線に生じる磁界により回転する回転子と、前記インバータに前記ＰＷＭ信号を出力する制御部と、前記第３の端子に接続された検出回路と、を備え、前記検出回路は、前記第１の端子及び前記第２の端子に前記単相交流が入力されている状態において、（１）前記第３の端子が前記第１の端子と短絡している場合に第１の検出信号を出力し、（２）前記第３の端子が前記第２の端子と短絡している場合に第２の検出信号を出力し、（３）前記第３の端子が開放状態である場合に第３の検出信号を出力し、前記制御部は、前記検出回路が前記第１の検出信号を出力している場合に前記回転子が第１の回転状態となり、前記検出回路が前記第２の検出信号を出力している場合に前記回転子が第２の回転状態となり、前記検出回路が前記第３の検出信号を出力している場合に前記回転子が第３の回転状態となるように、前記ＰＷＭ信号を出力する。

上記構成のモータによると、（１）第３の端子を第１の端子と短絡している状態とすることで、回転子が第１の回転状態となり、（２）第３の端子を第２の端子と短絡している状態とすることで、回転子が第２の回転状態となり、（３）第３の端子を開放状態とすることで、回転子が第３の回転状態となる。このように、上記構成のモータによると、互いに回転状態の異なる３つの動作モードを動的に切り替えることが可能なモータであって、電力供給用の一対の端子（つまり、第１の端子及び第２の端子）の他に１つの端子（つまり、第３の端子）を備えるモータが提供される。

また、前記第１の回転状態と、前記第２の回転状態と、前記第３の回転状態とには、少なくとも、前記回転子が第１の回転方向に回転する回転状態と、前記回転子が前記第１の回転方向と逆向きの第２の回転方向に回転する回転状態とが含まれるとしてもよい。

これにより、上記構成のモータは、回転子の回転方向が互いに逆向きの動作モードで動作することができる。

さらに、前記ＰＷＭ信号の波形を規定するＰＷＭ情報を記憶する記憶部と、前記ＰＷＭ情報を更新する更新部と、前記モータのユーザからの操作を受け付ける操作受付部と、を備え、前記制御部は、前記ＰＷＭ情報に基づいて、前記ＰＷＭ信号を出力し、前記更新部は、前記操作受付部によって受け付けられた前記ユーザからの操作に基づいて、前記ＰＷＭ情報を更新するとしてもよい。

これにより、上記構成のモータは、ユーザにより設定された動作モードで動作することができる。

以下、本開示の一態様に係るモータの具体例について、図面を参照しながら説明する。ここで示す実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ならびに、ステップ（工程）およびステップの順序等は、一例であって本開示を限定する趣旨ではない。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。

なお、本開示の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、実施の形態１に係るモータ駆動システム１の構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、モータ駆動システム１は、モータ１０と、単相交流電源２０とを備える。

単相交流電源２０は、モータ１０に単相交流を供給する。単相交流電源２０が供給する単相交流は、例えば、実効電圧１００Ｖ、周波数６０Ｈｚの単相交流である。単相交流電源２０は、例えば、商用電源であってよい。

モータ１０は、単相交流電源２０より供給される単相交流を電力源として駆動する。モータ１０は、例えば、誘導電動機であってよい。

図１に示すように、モータ１０は、第１の端子１１と、第２の端子１２と、第３の端子１３と、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０と、インバータ４０と、巻線５０と、回転子６０と、制御部７０と、記憶部７１と、更新部７２と、操作受付部７３と、検出回路８０とを備える。

第１の端子１１及び第２の端子１２は、単相交流電源２０から供給される単相交流入力される端子であって、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０に接続される。

第３の端子１３は、（１）第１の端子１１と短絡している状態、（２）第２の端子１２と短絡している状態、又は、（３）開放状態になる端子であって、検出回路８０に接続される。第３の端子１３は、これらの状態以外の状態にもなってよい。第３の端子１３は、例えば、モータ１０の外部において接続されるリレー（図示せず）により、これらの状態が選択的に実現されてもよい。

第１の端子１１と、第２の端子１２と、第３の端子１３とは、それぞれ、導電性を有する材質により実現される。第１の端子１１と、第２の端子１２と、第３の端子１３とは、それぞれ、例えば、金属製のコネクタにより実現されてもよいし、リード線により実現されてもよい。

ＡＣ／ＤＣコンバータ３０は、単相交流電源２０により供給される単相交流を直流に変換する。より具体的には、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０は、１以上のダイオード（ここでは、４つのダイオード）と、１以上のキャパシタ（ここでは１つのキャパシタ）とを備え、１以上のダイオードで単相交流を整流し、整流された脈流を１以上のキャパシタで平滑化することで、単相交流を直流に変換する。

インバータ４０は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号によりＰＷＭ制御されることで、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０により変換された直流を、三相交流に変換する。より具体的には、インバータ４０は、スイッチング動作を行う複数のスイッチング素子（ここでは、６個のスイッチング素子）を備え、これら複数のスイッチング素子が、後述する制御部７０から出力されるＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御されることで、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０により変換された直流を、Ｕ相とＶ相とＷ相とからなる三相交流に変換する。

巻線５０は、インバータ４０により変換された三相交流が供給され、回転子６０を回転させる磁界を生じる。より具体的には、巻線５０は、互いにＹ結線された、Ｕ相に接続されたコイルと、Ｖ相に接続されたコイルと、Ｗ相に接続されたコイルとを備える。これら３つのコイルに流れる電流が変化することで、回転子６０を回転させる磁界を生じる。巻線５０は、例えば、Δ結線であってもよい。

回転子６０は、巻線５０に生じる磁界により回転する。回転子６０は、回転軸を中心に、第１の回転方向と、第１の回転方向と逆向きの第２の回転方向とのいずれかの回転方向に回転可能である。回転子６０は、巻線５０に生じる磁界に応じて、その回転速度、及び、その回転方向が変化する。すなわち、回転子６０は、インバータ４０により変換される三相交流に応じて、その回転速度、及び、その回転方向が変化する。

検出回路８０は、第１の端子１１及び第２の端子１２に単相交流が入力されている状態において、（１）第３の端子１３が第１の端子１１と短絡している場合に第１の検出信号を出力し、（２）第３の端子１３が第２の端子１２と短絡している場合に第２の検出信号を出力し、（３）第３の端子１３が開放状態である場合に第３の検出信号を出力する。

以下、検出回路８０の具体的回路構成例について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、検出回路８０は、ダイオード８１と、ダイオード８２と、ＮＰＮ型トランジスタ８３（以下、単にトランジスタ８３とも称する）と、ＮＰＮ型トランジスタ８４（以下、単にトランジスタ８４とも称する）と、抵抗素子８５、抵抗素子８６、抵抗素子８７、抵抗素子８８、抵抗素子８９、抵抗素子９０と、制御電源９１と、検出信号線１０１と、検出信号線１０２とを備える。

ダイオード８１は、アノードが第１の端子１１に接続され、単相交流電源２０から第１の端子１１に入力される単相交流を整流する。

抵抗素子８５と抵抗素子８７とは、ダイオード８１のカソードとグラウンドとの間に直列接続され、ダイオード８１のカソードの電位を分圧する。

制御電源９１は、検出信号線１０１と検出信号線１０２とをプルアップするための電位を供給する。ここでは、一例として、電位は５Ｖである。制御電源９１は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示されず）を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータが、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０により変換された直流の電位を変換することで電位を供給するとしてもよい。

抵抗素子８９は、制御電源９１と検出信号線１０１とに接続され、検出信号線１０１を、制御電位にプルアップする。

トランジスタ８３は、オープンコレクタ出力となっており、ベースとエミッタとが、それぞれ、抵抗素子８７の一方の端子と他方の端子とに接続され、コレクタが検出信号線１０１に接続される。トランジスタ８３は、抵抗素子８７の一方の端子と他方の端子との間の電位差、すなわち、ダイオード８１のアノードの電位の分圧電位が閾値（例えば、０．６Ｖ）よりも大きい場合に、検出信号線１０１とグラウンドとの間を導通状態とし、閾値よりも小さい場合に、検出信号線１０１とグラウンドとの間を非導通状態とする。

ここで、オン状態のトランジスタ８３の抵抗値は、抵抗素子８９の抵抗値よりも十分に小さな値となっている。このため、トランジスタ８３がオン状態の場合には、検出信号線１０１の電位は、実質的にグラウンド電位（すなわち、実質的に０Ｖ）となる。従って、検出信号線１０１の電位は、トランジスタ８３がオフ状態の場合に抵抗素子８９でプルアップされた電位となり、トランジスタ８３がオン状態の場合には実質的にグラウンド電位となる。

従って、検出信号線１０１の電位は、ダイオード８１により整流された脈流の分圧電位が、閾値よりも小さい場合にハイレベル（すなわち、制御電位）となり、閾値よりも大きい場合にローレベル（すなわち、実質的にグラウンド電位）となる。

図２Ａは、単相交流電源２０から供給される単相交流の波形図である。図２Ｂは、検出信号線１０１の波形図である。

図２Ｂに示すように、検出信号線１０１の電位は、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号となる。

ダイオード８２は、ダイオード８１と同様の素子である。ダイオード８２は、アノードが第３の端子１３に接続され、（１）第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態である場合に、単相交流電源２０から第１の端子１１に入力される単相交流を整流し、（２）第３の端子１３が第２の端子１２に短絡されている状態である場合に、単相交流電源２０から第２の端子１２に入力される単相交流を整流する。

抵抗素子８６と抵抗素子８８とは、それぞれ、抵抗素子８５と抵抗素子８７と同様の素子である。抵抗素子８６と抵抗素子８８とは、ダイオード８１のカソードに直列接続され、ダイオード８１のカソードの電位を分圧する。

抵抗素子９０は、抵抗素子８９と同様の素子である。抵抗素子９０は、制御電源９１と検出信号線１０２とに接続され、検出信号線１０２を、制御電位にプルアップする。

トランジスタ８４は、トランジスタ８３と同様の素子である。トランジスタ８４は、オープンコレクタ出力となっており、ベースとエミッタとが、それぞれ、抵抗素子８８の一方の端子と抵抗素子８８の他方の端子とに接続され、コレクタが検出信号線１０２に接続される。トランジスタ８４は、抵抗素子８８の一方の端子と抵抗素子８８の他方の端子との間の電位差、すなわち、ダイオード８２のアノードの電位の分圧電位が閾値（例えば、０．６Ｖ）よりも大きい場合に、検出信号線１０２とグラウンドとの間を導通状態とし、閾値よりも小さい場合に、検出信号線１０２とグラウンドとの間を非導通状態とする。

ここで、オン状態のトランジスタ８４の抵抗値は、抵抗素子９０の抵抗値よりも十分に小さな値となっている。このため、トランジスタ８４がオン状態の場合には、検出信号線１０２の電位は、実質的にグラウンド電位（すなわち、実質的に０Ｖ）となる。従って、検出信号線１０２の電位は、トランジスタ８４がオフ状態の場合に制御電位となり、トランジスタ８４がオン状態の場合には実質的にグラウンド電位となる。

従って、検出信号線１０２の電位は、ダイオード８２により整流された脈流の分圧電位が閾値よりも小さい場合にハイレベル（すなわち、制御電位）となり、閾値よりも大きい場合にローレベル（すなわち、実質的にグラウンド電位）となる。

第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態である場合には、検出信号線１０２の電位は、検出信号線１０１の電位と同様の、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号となる。これは、第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されているために、ダイオード８２のカソードの電位がダイオード８１のカソードの電位と同様の電位となるためである。

従って、第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態である場合における、検出信号線１０２の電位は、検出信号線１０１の電位と同様の波形となる。このため、図２Ｂは、第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態である場合における、検出信号線１０２の波形図でもある。

図３Ａは、単相交流電源２０から供給される単相交流の波形図である。図３Ｂは、第３の端子１３が第２の端子１２に短絡されている状態における、検出信号線１０２の波形図である。

図３Ｂに示すように、第３の端子１３が第２の端子１２に短絡されている状態では、検出信号線１０２の電位は、検出信号線１０１の電位と逆位相の、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号となる。これは、第３の端子１３が第２の端子１２に短絡されているために、ダイオード８２のカソードの電位がダイオード８１のカソードの電位と逆位相の電位となるためである。

図４Ａは、単相交流電源２０から供給される単相交流の波形図である。図４Ｂは、第３の端子１３が開放状態である場合における、検出信号線１０２の波形図である。

図４Ｂに示すように、第３の端子１３が開放状態である場合には、検出信号線１０２の電位は、ハイレベルのまま変化しない信号となる。これは、第３の端子１３が開放状態であるためである。抵抗素子８８の一方の端子と抵抗素子８８の他方の端子とが共にグラウンド電位となることで、抵抗素子８８の一方の端子と抵抗素子８８の他方の端子とが同電位となり、トランジスタ８４がオフ状態のまま変化しないためである。

検出回路８０は、上記構成により、検出信号線１０１と検出信号線１０２との２本の検出信号線から、第１の検出信号と第２の検出信号と第３の検出信号とを出力する。ここで、第１の検出信号は、具体的には、検出信号線１０１と検出信号線１０２とが、互いに同位相となる、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号である。第２の検出信号は、具体的には、検出信号線１０１と検出信号線１０２とが、互いに逆位相となる、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号である。第３の検出信号は、具体的には、検出信号線１０１が、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号となり、検出信号線１０２が、ハイレベルのまま変化しない信号である。

再び図１に戻り、モータ１０の説明を続ける。

制御部７０は、インバータ４０に、ＰＷＭ信号を出力する。より具体的には、制御部７０は、検出回路８０が第１の検出信号を出力している場合に、回転子６０が第１の回転状態となり、検出回路８０が第２の検出信号を出力している場合に、回転子６０が第２の回転状態となり、検出回路８０が第３の検出信号を出力している場合に、回転子６０が第３の回転状態となるように、ＰＷＭ信号を出力する。

ここで、第１の回転状態と、第２の回転状態と、第３の回転状態とは、互いに、回転子６０の回転状態が異なれば、どのような回転子６０の回転状態であってもよい。例えば、第１の回転状態は、回転子６０が第１の回転方向に第１の回転速度で回転する状態であり、第２の回転状態は、回転子６０が第１の回転方向に第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転する状態であり、第３の回転状態は、回転子６０が第１の回転方向と逆向きの第２の回転方向に回転する状態であってもよい。また、例えば、第１の回転状態は、回転子６０が第１の回転方向に第１の回転速度で回転する状態であり、第２の回転状態は、回転子６０が第１の回転方向に第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転する状態であり、第３の回転状態は、回転子６０が第１の回転方向に第２の回転速度よりも速い第３の回転速度で回転する状態であってもよい。制御部７０は、例えば、モータ１０に内蔵されるマイコン（図示せず）が、モータ１０に内蔵されるメモリ（図示せず）に記憶されるプログラムを実行することで実現されてもよい。

記憶部７１は、制御部７０が出力するＰＷＭ信号の波形を規定するＰＷＭ情報を記憶する。すなわち、制御部７０は、記憶部７１が記憶するＰＷＭ情報に基づいて、ＰＷＭ信号を出力する。記憶部７１は、例えば、モータ１０に内蔵されるメモリ（図示せず）により実現されてもよい。

操作受付部７３は、モータ駆動システム１を利用するユーザからの操作を受け付ける。操作受付部７３が受け付ける操作には、ＰＷＭ信号を更新するための操作が含まれる。操作受付部７３は、例えば、タッチパネル、キーボード、スイッチ等により実現されてもよい。また、操作受付部７３は、例えば、外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ）と通信可能なインターフェース回路を含み、外部機器から、外部機器により生成された、ユーザによるＰＷＭ信号を更新するための操作に基づく信号を受信することで、ユーザからの操作を受け付けるとしてもよい。

更新部７２は、操作受付部７３によって受け付けられた、ユーザからの操作に基づいて、記憶部７１が記憶するＰＷＭ信号を更新する。更新部７２は、例えば、モータ１０に内蔵されるマイコン（図示せず）が、モータ１０に内蔵されるメモリ（図示せず）に記憶されるプログラムを実行することで実現されてもよい。

以上のように、本実施の形態のモータ１０は、単相交流が入力される第１の端子１１及び第２の端子１２と、第３の端子１３と、第１の端子１１及び第２の端子１２に接続された、単相交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ３０と、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）によりパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）されることで、直流を三相交流に変換するインバータ４０と、三相交流が供給される巻線５０と、巻線５０に生じる磁界により回転する回転子６０と、インバータにＰＷＭ信号を出力する制御部７０と、第３の端子に接続された検出回路８０と、を備え、検出回路８０は、第１の端子１１及び第２の端子１２に単相交流が入力されている状態において、（１）第３の端子１３が第１の端子１１と短絡している場合に第１の検出信号を出力し、（２）第３の端子１３が第２の端子１２と短絡している場合に第２の検出信号を出力し、（３）第３の端子１３が開放状態である場合に第３の検出信号を出力し、制御部７０は、検出回路８０が第１の検出信号を出力している場合に回転子６０が第１の回転状態となり、検出回路８０が第２の検出信号を出力している場合に回転子６０が第２の回転状態となり、検出回路８０が第３の検出信号を出力している場合に回転子６０が第３の回転状態となるように、ＰＷＭ信号を出力する。

これにより、互いに回転状態の異なる３つの動作モードを動的に切り替えることが可能なモータであって、電力供給用の一対の端子の他に１つの端子を備えるモータが提供される。

また、モータ１０は、さらに、ＰＷＭ信号の波形を規定するＰＷＭ情報を記憶する記憶部７１と、ＰＷＭ情報を更新する更新部７２と、モータ１０のユーザからの操作を受け付ける操作受付部７３と、を備え、制御部７０は、ＰＷＭ情報に基づいて、ＰＷＭ信号を出力し、更新部７２は、操作受付部７３によって受け付けられたユーザからの操作に基づいて、ＰＷＭ情報を更新してもよい。

＜考察＞
上記構成のモータ１０によると、（１）第３の端子１３を第１の端子１１と短絡している状態とすることで、回転子６０が第１の回転状態となり、（２）第３の端子１３を第２の端子１２と短絡している状態とすることで、回転子６０が第２の回転状態となり、（３）第３の端子１３を開放状態とすることで、回転子６０が第３の回転状態となる。このように、モータ１０によると、互いに回転状態の異なる３つの動作モードを動的に切り替えることが可能なモータであって、電力供給用の一対の端子（つまり、第１の端子１１及び第２の端子１２）の他に１つの端子（つまり、第３の端子１３）を備えるモータが提供される。

第１の回転状態と、第２の回転状態と、第３の回転状態とには、少なくとも、回転子６０が第１の回転方向に回転する回転状態と、回転子６０が第１の回転方向と逆向きの第２の回転方向に回転状態とが含まれるようにすることで、モータ１０は、回転子６０の回転方向が互いに逆向きの動作モードで動作することができる。

モータ１０は、モータ駆動システム１を利用するユーザからの、操作受付部７３への操作により設定された動作モードで動作することができる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態１に係るモータ駆動システム１の一部が変更されて構成される実施の形態２に係るモータ駆動システムについて説明する。

以下では、実施の形態２に係るモータ駆動システムについて、実施の形態１に係るモータ駆動システム１の構成要素と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、モータ駆動システム１との相違点を中心に説明する。

図５は、実施の形態２に係るモータ駆動システム１Ａの構成例を示すブロック図である。

図５に示すように、モータ駆動システム１Ａは、実施の形態１に係るモータ駆動システム１に対して、実施の形態１に係るモータ１０がモータ１０Ａに変更されて構成される。

図５に示すように、モータ１０Ａは、実施の形態１に係るモータ１０に対して、実施の形態１に係る検出回路８０が検出回路８０Ａに変更されて構成される。以下、検出回路８０Ａを中心に説明する。

図５に示すように、検出回路８０Ａは、実施の形態１に係る検出回路８０に対して、実施の形態１に係る抵抗素子８９が抵抗素子８９Ａと抵抗素子８９Ｂとに変更される。実施の形態１に係る検出信号線１０１が検出信号線１０１Ａに変更される。ダイオード９２と、ダイオード９３と、検出信号線１０３とが追加されて構成される。

抵抗素子８９Ａと抵抗素子８９Ｂとは、制御電源９１とグラウンドとの間に直列接続され、制御電位を分圧する。ここでは、一例として、抵抗素子８９Ａの抵抗値と抵抗素子８９Ｂの抵抗値とが等しい。このため、分圧された電位（以下、「分圧電位」とも称する）は２．５Ｖとなる。

また、抵抗素子８９Ａと抵抗素子８９Ｂとの接続点は、検出信号線１０１Ａにも接続される。このため、抵抗素子８９Ａと抵抗素子８９Ｂとは、検出信号線１０１Ａを分圧電位に変換する。

従って、検出信号線１０１Ａの電位は、ダイオード８１により整流された脈流の分圧電位が、閾値よりも小さい場合にミドルレベル（すなわち、分圧電位）となり、閾値よりも大きい場合にローレベル（すなわち、略グラウンド電位）となる。

図６Ａは、単相交流電源２０から供給される単相交流の波形図である。図６Ｂは、検出信号線１０１Ａの波形図である。

図６Ｂに示すように、検出信号線１０１Ａの電位は、単相交流の周期と同じ周期でミドルレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号となる。

ダイオード９２は、アノードが検出信号線１０１Ａに接続され、カソードが検出信号線１０３に接続される。ダイオード９３は、アノードが検出信号線１０２に接続され、カソードが検出信号線１０３に接続される。すなわち、ダイオード９２とダイオード９３とは、アノード同士が互いに接続されるように並列接続される。

このように並列接続されるダイオード９２とダイオード９３とは、検出信号線１０１Ａと検出信号線１０２とを入力とし、検出信号線１０３を出力とするワイヤードオア回路として機能する。すなわち、ダイオード９２とダイオード９３とは、検出信号線１０１Ａの電位と、検出信号線１０２の電位とのうち、小さくない電位を検出信号線１０３に出力する。

実施の形態１において前述したように、第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態である場合における検出信号線１０２の電位は、図２Ｂに示される、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号となる。このため、第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態における検出信号線１０３の電位は、図６Ｂに示される、単相交流の周期と同じ周期でミドルレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号と、図２Ｂに示される、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号とのうち、小さくない電位となる。従って、第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態である場合における検出信号線１０３の電位は、図２Ｂに示される、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号となる。このため、図２Ｂは、実施の形態２において、第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態における検出信号線１０２の波形図でもある。

実施の形態１において前述したように、第３の端子１３が第２の端子１２に短絡されている状態における検出信号線１０２の電位は、図３Ｂに示される、検出信号線１０１Ａの電位と逆位相の、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号となる。このため、第３の端子１３が第２の端子１２に短絡されている状態における検出信号線１０３の電位は、図６Ｂに示される、単相交流の周期と同じ周期でミドルレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号と、図３Ｂに示される、検出信号線１０１Ａの電位と逆位相の、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号とのうち、小さくない電位となる。従って、第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態における検出信号線１０３の電位は、検出信号線１０１Ａの電位と逆位相の、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとミドルレベルとを交互に繰り返すパルス信号となる。

図７Ａは、単相交流電源２０から供給される単相交流の波形図である。図７Ｂは、第３の端子１３が第２の端子１２に短絡されている状態における、検出信号線１０３の波形図である。

実施の形態１において前述したように、第３の端子１３が開放状態である場合における検出信号線１０２の電位は、図４Ｂに示される、ハイレベルのまま変化しない信号となる。このため、第３の端子１３が開放状態における検出信号線１０３の電位は、図６Ｂに示される、単相交流の周期と同じ周期でミドルレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号と、図４Ｂに示される、ハイレベルのまま変化しない信号とのうち、小さくない電位となる。従って、第３の端子１３が開放状態である場合における検出信号線１０３の電位は、図４Ｂに示される、ハイレベルのまま変化しない信号となる。このため、図４Ｂは、実施の形態２において、第３の端子１３が開放状態である場合における検出信号線１０３の波形図でもある。

検出回路８０Ａは、上記構成により、１本の検出信号線１０３から、第１の検出信号と第２の検出信号と第３の検出信号とを出力する。ここで、第１の検出信号は、具体的には、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すパルス信号である。第２の検出信号は、具体的には、第１の検出信号と逆位相の、単相交流の周期と同じ周期でハイレベルとミドルレベルとを交互に繰り返すパルス信号である。また、第３の検出信号は、具体的には、検出信号線１０３が、ハイレベルのまま変化しない信号である。

＜考察＞
上記構成のモータ１０Ａによると、実施の形態１に係るモータ１０と同様に、互いに回転状態の異なる３つの動作モードを動的に切り替えることが可能なモータであって、電力供給用の一対の端子の他に１つの端子を備えるモータが提供される。

モータ１０Ａは、実施の形態１に係るモータ１０と同様に、回転子６０の回転方向が互いに逆向きの動作モードで動作することができる。

モータ１０Ａは、実施の形態１に係るモータ１０と同様に、モータ駆動システム１Ａを利用するユーザからの、操作受付部７３への操作により設定された動作モードで動作することができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態１に係るモータ駆動システム１の一部が変更されて構成される実施の形態３に係るモータ駆動システムについて説明する。

以下では、実施の形態３に係るモータ駆動システムについて、実施の形態１に係るモータ駆動システム１の構成要素と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、モータ駆動システム１との相違点を中心に説明する。

図８は、実施の形態３に係るモータ駆動システム１Ｂの構成例を示すブロック図である。

図８に示すように、モータ駆動システム１Ｂは、実施の形態１に係るモータ駆動システム１に対して、実施の形態１に係るモータ１０がモータ１０Ｂに変更されて構成される。

図８に示すように、モータ１０Ｂは、実施の形態１に係るモータ１０に対して、実施の形態１に係る検出回路８０が検出回路８０Ｂに変更されて構成される。以下、検出回路８０Ｂを中心に説明する。

図８に示すように、検出回路８０Ｂは、制御電源９１と、ダイオード１１１、ダイオード１１２、ダイオード１１３、ダイオード１１４と、抵抗素子１１５、抵抗素子１１６、抵抗素子１１７と、検出信号線１２０とを備える。

ダイオード１１１は、アノードが第１の端子１１に接続され、単相交流電源２０から第１の端子１１に入力される単相交流を整流する。

ダイオード１１２は、ダイオード１１１と同様の素子である。ダイオード１１２は、アノードが第３の端子１３に接続され、（１）第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている場合に、単相交流電源２０から第１の端子１１に入力される単相交流を整流し、（２）第３の端子１３が第２の端子１２に短絡されている場合に、単相交流電源２０から第２の端子１２に入力される単相交流を整流する。

抵抗素子１１５は、一方の端子がダイオード１１１のカソードに接続され、他方の端子が検出信号線１２０に接続される。

抵抗素子１１６は、抵抗素子１１５と同様の素子である。抵抗素子１１６は、一方の端子がダイオード１１２のカソードに接続され、他方の端子が検出信号線１２０に接続される。すなわち、抵抗素子１１５と抵抗素子１１６とは、他方の端子同士が互いに接続されるように並列接続される。

抵抗素子１１７は、一方の端子が検出信号線１２０に接続され、他方の端子がグラウンドに接続される。すなわち、抵抗素子１１５と抵抗素子１１７とは、ダイオード１１１のカソードとグラウンドとの間に直列接続される。このため、抵抗素子１１５と抵抗素子１１７とは、ダイオード１１１のカソードの電位を分圧する。また、抵抗素子１１６と抵抗素子１１７とは、ダイオード１１２のカソードとグラウンドとの間に直列接続される。このため、抵抗素子１１６と抵抗素子１１７とは、ダイオード１１２のカソードの電位を分圧する。従って、検出信号線１２０の電位は、（１）抵抗素子１１５と抵抗素子１１７とにより分圧された、ダイオード１１１のカソードの電位と、（２）抵抗素子１１６と抵抗素子１１７とにより分圧された、ダイオード１１２のカソードの電位とが重ね合わされた電位となる。

図９Ａは、単相交流電源２０から供給される単相交流の波形図である。図９Ｂは、第３の端子１３が開放状態における、検出信号線１２０の波形図である。

第３の端子１３が開放状態である場合には、検出信号線１２０の電位は、抵抗素子１１５と抵抗素子１１７とにより分圧された、ダイオード１１１のカソードの電位そのものとなる。

従って、第３の端子１３が開放状態では、検出信号線１２０の電位は、図９に示すように、ダイオード１１１により半波整流された脈流の電位が、抵抗素子１１５と抵抗素子１１７とにより分圧された電位となる。すなわち、第３の端子１３が開放状態における検出信号線１２０の信号は、単相交流と同じ周期で脈動する脈流となる。

図１０Ａは、単相交流電源２０から供給される単相交流の波形図である。図１０Ｂは、第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態における、検出信号線１２０の波形図である。

第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態では、ダイオード１１１とダイオード１１２との双方が、単相交流電源２０から第１の端子１１に入力される単相交流を整流する。このため、ダイオード１１１により半波整流された脈流と、ダイオード１１２により半波整流された脈流とが同位相となる。

従って、第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態では、検出信号線１２０の電位は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、（１）ダイオード１１１により半波整流された脈流の電位が、抵抗素子１１５と抵抗素子１１７とにより分圧された電位と、（２）ダイオード１１２により半波整流された脈流の電位が、抵抗素子１１６と抵抗素子１１７とにより分圧された電位とが同位相で重ね合わせられた電位となる。すなわち、第３の端子１３が第１の端子１１に接続されている状態である場合における検出信号線１２０の信号は、単相交流と同じ周期で脈動する脈流となる。

図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂに示す通り、第３の端子１３が第１の端子１１に短絡されている状態における検出信号線１２０のピーク電位（以下、「ハイピーク電位」とも称する）は、第３の端子１３が開放状態における検出信号線１２０のピーク電位（以下、「ミドルピーク電位」とも称する）よりも高くなる。

第３の端子１３が第２の端子１２に短絡されている状態では、ダイオード１１１が、単相交流電源２０から第１の端子１１に入力される単相交流を整流する。そして、ダイオード１１２が、単相交流電源２０から第２の端子１２に入力される単相交流を整流する。このため、ダイオード１１１により半波整流された脈流と、ダイオード１１２により半波整流された脈流とが互いに逆位相となる。

従って、第３の端子１３が第２の端子１２に短絡されている状態には、検出信号線１２０の電位は、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、（１）ダイオード１１１により半波整流された脈流の電位が、抵抗素子１１５と抵抗素子１１７とにより分圧された電位と、（２）ダイオード１１２により半波整流された脈流の電位が、抵抗素子１１６と抵抗素子１１７とにより分圧された電位とが互いに逆位相で重ね合わせられた電位となる。図１１Ａは、単相交流電源２０から供給される単相交流の波形図である。図１１Ｂは、検出信号線１２０の波形図である。すなわち、第３の端子１３が第２の端子１２に接続されている状態における検出信号線１２０の信号は、単相交流の２倍の周期で脈動する脈流となる。

検出回路８０Ｂは、上記構成により、１本の検出信号線１２０から、第１の検出信号と第２の検出信号と第３の検出信号とを出力する。ここで、第１の検出信号は、具体的には、単相交流の周期と同じ周期で脈動し、ピーク電位がハイピーク電位となる脈流信号である。また、第２の検出信号は、具体的には、単相交流の周期の２倍の周期で脈動する脈流信号である。また、第３の検出信号は、具体的には、単相交流の周期と同じ周期で脈動し、ピーク電位がミドルピーク電位となる脈流信号である。

＜考察＞
上記構成のモータ１０Ｂによると、実施の形態１に係るモータ１０と同様に、互いに回転状態の異なる３つの動作モードを動的に切り替えることが可能なモータであって、電力供給用の一対の端子の他に１つの端子を備えるモータが提供される。

モータ１０Ｂは、実施の形態１に係るモータ１０と同様に、回転子６０の回転方向が互いに逆向きの動作モードで動作することができる。

モータ１０Ｂは、実施の形態１に係るモータ１０と同様に、モータ駆動システム１Ｂを利用するユーザからの、操作受付部７３への操作により設定された動作モードで動作することができる。

（他の実施の形態）
以上、本開示の一態様に係るモータ駆動装置について、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３に基づいて説明したが、本開示は、これら実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形をこれら実施の形態に施したもの、または、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の１つまたは複数の態様の範囲内に含まれる。

本開示は、モータに広く利用可能である。

１、１Ａ、１Ｂ モータ駆動システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ モータ
２０ 単相交流電源
１１ 第１の端子
１２ 第２の端子
１３ 第３の端子
３０ ＡＣ／ＤＣコンバータ
４０ インバータ
５０ 巻線
６０ 回転子
７０ 制御部
７１ 記憶部
７２ 更新部
７３ 操作受付部
８０、８０Ａ、８０Ｂ 検出回路
８１、８２、９２、９３、１１１、１１２、１１３、１１４ ダイオード
８３、８４ ＮＰＮ型トランジスタ（トランジスタ）
８５、８６、８７、８８、８９、８９Ａ、８９Ｂ、９０、１１５、１１６、１１７ 抵抗素子
９１ 制御電源
１０１、１０１Ａ、１０２、１０３、１２０ 検出信号線

Claims (4)

1. 単相交流が入力される第１の端子及び第２の端子と、
   第３の端子と、
   前記第１の端子及び前記第２の端子に接続された、前記単相交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、
   パルス幅変調信号によりパルス幅変調制御されることで、前記直流を三相交流に変換するインバータと、
   前記三相交流が供給される巻線と、
   前記巻線に生じる磁界により回転する回転子と、
   前記インバータに前記パルス幅変調信号を出力する制御部と、
   前記第３の端子に接続された検出回路と、を備え、
   前記検出回路は、前記第１の端子及び前記第２の端子に前記単相交流が入力されている状態において、（１）前記第３の端子が前記第１の端子と短絡している場合に第１の検出信号を出力し、（２）前記第３の端子が前記第２の端子と短絡している場合に第２の検出信号を出力し、（３）前記第３の端子が開放状態である場合に第３の検出信号を出力し、
   前記制御部は、前記検出回路が前記第１の検出信号を出力している場合に前記回転子が第１の回転状態となり、前記検出回路が前記第２の検出信号を出力している場合に前記回転子が第２の回転状態となり、前記検出回路が前記第３の検出信号を出力している場合に前記回転子が第３の回転状態となるように、前記パルス幅変調信号を出力するモータ。
2. 前記第１の回転状態と、前記第２の回転状態と、前記第３の回転状態とには、少なくとも、前記回転子が第１の回転方向に回転する回転状態と、前記回転子が前記第１の回転方向と逆向きの第２の回転方向に回転する回転状態とが含まれる請求項１に記載のモータ。
3. 前記第１の回転状態は、前記回転子が第１の回転方向に第１の回転速度で回転する状態であり、
   前記第２の回転状態は、前記回転子が前記第１の回転方向に前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転する状態であり、
   前記第３の回転状態は、前記回転子が前記第１の回転方向と逆向きの第２の回転方向に回転する状態である
   請求項１に記載のモータ。
4. さらに、前記パルス幅変調信号の波形を規定するパルス幅変調情報を記憶する記憶部と、
   前記パルス幅変調情報を更新する更新部と、
   前記モータのユーザからの操作を受け付ける操作受付部と、を備え、
   前記制御部は、前記パルス幅変調情報に基づいて、前記パルス幅変調信号を出力し、前記更新部は、前記操作受付部によって受け付けられた前記ユーザからの操作に基づいて、前記パルス幅変調情報を更新する請求項１又は請求項２に記載のモータ。

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