WO2005029692A1 - コンプレッサの駆動装置及びそれを用いた冷蔵庫 - Google Patents

コンプレッサの駆動装置及びそれを用いた冷蔵庫 Download PDF

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WO2005029692A1
WO2005029692A1 PCT/JP2004/003383 JP2004003383W WO2005029692A1 WO 2005029692 A1 WO2005029692 A1 WO 2005029692A1 JP 2004003383 W JP2004003383 W JP 2004003383W WO 2005029692 A1 WO2005029692 A1 WO 2005029692A1
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compressor
motor
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axis current
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PCT/JP2004/003383
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Yuuki Marutani
Kosaku Adachi
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Toshiba
Toshiba Consumer Marketing Corporation
Toshiba Ha Products Co. Ltd.
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    • Y10S417/902—Hermetically sealed motor pump unit

Definitions

  • the present invention relates to a compressor driving device for driving a compressor motor by an inverter circuit.
  • a crank extends from a crankpin integrated with a motor rotation shaft, and this crank and a piston housed in a cylinder chamber are connected via a pole joint mechanism. Consists of a ball integrally provided at the end of the crank, and a ball receiving seat provided on the piston for slidably holding the pawl. By rotating the motor, the piston is retaliated in the cylinder chamber.
  • compress the refrigerant for example, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-214143).
  • the rotor position is detected by the shunt resistor by energizing the three phases simultaneously, so that the rotor position of the motor is accurate until the motor reaches the specified speed. Since it cannot be caught, the speed control is started after the rotor reaches the predetermined speed at the time of startup.
  • the present invention provides a compressor driving device that does not fail to start in order to solve the above-mentioned problems.
  • the invention according to claim 1 includes a reciprocating compressor rotated by a three-phase brushless DC motor, a condenser, and a refrigeration cycle having at least an evaporator, wherein the refrigerant is compressed by the compressor and the evaporation is performed.
  • An inverter circuit for supplying a three-phase drive current to a stator winding of the brushless DC motor; a P WM circuit for supplying a P WM signal to the impeller circuit; A drive current detecting means for detecting the three-phase drive current; a d-axis current which is a current component corresponding to a magnetic flux of a rotor of the brushless DC motor based on the detected three-phase drive current; and the brushless Dq conversion means for converting to a q-axis current which is a current component corresponding to the torque of the DC motor, and the converted d-axis current, q-axis current, and externally input speed command Control means for outputting a reference q-axis current and a reference d-axis current based on a signal; and voltage conversion means for converting the reference q-axis current and the reference d-axis current into a reference q-axis voltage and a reference d-axis voltage.
  • Three-phase conversion means for converting the converted reference q-axis voltage and reference d-axis voltage into a three-phase voltage and outputting the three-phase voltage to the PWM circuit; a piston position, a compression top dead center, and a bottom dead center of the compressor; Initial pattern output means for rotating and moving the rotor of the brushless DC motor to an initial start position which is a position rotated from 40 ° to 50 ° with respect to a line connecting dead centers; and the compressor from the initial start position. And a starting unit for starting the compressor.
  • the invention according to claim 2 is the compressor drive device according to claim 1, wherein the brushless DC motor is a three-phase four-pole motor.
  • the invention according to claim 3 is characterized in that the starting initial position is a position rotated by 45 ° with respect to a line connecting the position of the piston, the compression top dead center, and the bottom dead center. It is a drive device of the above-mentioned compressor.
  • the invention according to claim 4 is the compressor driving device according to at least one of claims 1 to 3, wherein the refrigeration cycle is a refrigeration cycle of a refrigerator.
  • the compressor by moving the rotor of the brushless DC motor to the initial start position when the compressor is started, even when there is a pressure difference between the suction port and the discharge port of the compressor during the start by the sine wave impeller,
  • the compressor can be started and optimal refrigeration cycle control can be performed.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of a reciprocating hermetic compressor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining the position of the top dead center of the compression mechanism section of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the position of the bottom dead center of the compression mechanism unit of the present embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a comp motor.
  • FIG. 5 is a graph showing the activation success probability with respect to 0 init in the present embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the refrigerator according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a refrigeration cycle diagram of the refrigerator of the present embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram of the refrigerator of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a vector diagram for performing ⁇ 3 change from three phases.
  • FIG. 10 is a vector diagram for performing dq change from ⁇ ) 3.
  • FIG. 6 is a sectional view of the refrigerator 1 showing the present embodiment
  • FIG. 7 is a refrigeration cycle of the refrigerator 1.
  • the cabinet of the refrigerator 1 is formed by an insulating box 9 and an inner box 8 and is divided into a refrigeration temperature zone 30 and a freezing temperature zone 31 by an insulating partition wall 2. It is completely independent and has a structure that allows each cool air to mix.
  • the inside of the refrigerator in the refrigerated temperature zone 30 is divided by the refrigerated partition plate 3 into the refrigerated storage room 4 and the vegetable room 5, and the interior of the refrigerated temperature zone 31 is the first freezer compartment 6 and the second freezer compartment 7
  • Each room has an opening / closing door 4a, 5a, 6a, 7a.
  • the refrigerated storage room 4 is provided with a temperature sensor (hereinafter referred to as an R sensor) 34 for detecting the temperature in the refrigerator and a deodorizing device 35.
  • the refrigerator compartment evaporator 10 and the refrigerator compartment cooling fan 11 are arranged on the back of the vegetable compartment 5, and the refrigerator compartment cooling fan 11 is arbitrarily operated according to the temperature change in the refrigerator and the opening and closing of the door.
  • the back of the refrigerated storage room 4 forms a cool air circulation passage 18 for supplying cool air into the refrigerated temperature zone 30.
  • a defrost heater 26 is disposed below the freezer evaporator 12.
  • the freezer evaporator 12 and the freezer cooling fan 13 are arranged on the back wall of the first and second freezers 6 and 7, and the first and second freezers 6 and 7 are cooled by circulating cool air. Is done.
  • a compressor 15 and a condenser 21 constituting a refrigeration cycle are arranged as shown in Fig. 7, and the combustible refrigerant discharged from the compressor 15 is After passing through the condenser 21, the refrigerant flow path is alternately switched by the refrigerant switching mechanism of the switching valve 22, thereby realizing the refrigeration mode and the refrigeration mode alternately.
  • One end of the switching valve 22 is connected to the refrigerator tube 23 and the refrigerator evaporator 10 in order, and the other outlet of the switching valve 22 is the refrigerator tube 24 and the refrigerator evaporator 1. 2 are connected sequentially, and an accumulator 16 is connected to the freezer evaporator 12.
  • the refrigerant flow path is switched by the switching valve 22, and In the refrigeration mode when the freezing temperature zone 3 1 is cooled, the flammable refrigerant is decompressed by the freezing tubing tube 24 and enters the freezer evaporator 12, cools the freezing temperature zone 3 1, and then returns to the compressor 15. Return.
  • the flammable refrigerant is decompressed in the refrigeration cabinet tube 23, enters the refrigerator compartment evaporator 10, cools the refrigeration temperature zone 30, and then evaporates in the freezer compartment. Construct a refrigeration cycle that returns to compressor 15 through compressor 12.
  • the flammable refrigerant flows in the order of the refrigeration cavity tube 24, the freezer evaporator 12 and the accumulator 16, and the cold air circulates inside the refrigerator by the operation of the freezer cooling fan 13.
  • the second freezing compartments 6 and 7 are cooled.
  • the switching valve 22 is switched, and when the refrigerant flow path is switched from the freezing temperature zone 31 to the refrigerating temperature zone 30, the flammable refrigerant flows into the refrigerating room evaporator 10 and the refrigerating room fan 1 1
  • the refrigerated storage room 4 and the vegetable room 5 are cooled by the operation of.
  • a comp motor three-phase brushless DC motor
  • the comp driving device for driving the comp motor 28
  • the main controller 33 of the refrigerator 1 for controlling the comp drive 32.
  • door switches 4 b to 7 b provided at doors 4 a to 7 a of the rooms 4, 5, 6, and 7 are connected to the main control unit 33.
  • a deodorizing device 35, a defrost heater 26, and an R sensor 34 are connected to the main control unit 33.
  • the comp driving device 32 includes an inverter circuit 42, a rectifying circuit 44, an AC power supply 46, a] ⁇ forming unit 48, an AD converting unit 50, a dq converting unit 52, and a speed detecting unit. 54, speed command output unit 56, speed PI control unit 58, q-axis current PI control unit 60, d-axis current PI control unit 62, three-phase conversion unit 64, initial pattern It consists of an output section 6 6.
  • the compressor motor 28 that rotates the compressor 15 is a three-phase Rashiles DC motor.
  • the three-phase (u-phase, V-phase, and w-phase) stator windings 40u, 40v. 40W of the comp motor 28 allow the impeller circuit 42 to supply a three-phase drive current.
  • the inverter circuit 42 is a full-bridge inverter circuit composed of transistors Trl to Tr6, which are six power switching semiconductors. Although not shown in the figure, a diode is connected in parallel to the switching transistors Trl to Tr6 in the opposite direction. Further, a detection resistor R1 for detecting a drive current is connected in series with the switching transistors T1 and Tr4, and a detection resistor R2 is connected in series with the switching transistors Tr2 and Tr5. A sensing resistor R28 is connected in series with the switching transistors Tr28 and Tr6.
  • the rectifier circuit 44 is supplied with an AC voltage from an AC power supply 46 which is a commercial power supply (100 V AC), rectifies the AC voltage, and supplies the rectified power to the inverter circuit 42.
  • AC power supply 46 which is a commercial power supply (100 V AC)
  • the PWM forming unit supplies a PWM signal to the gate terminals of the six switching transistors Tr1 to Tr6.
  • the ⁇ 4 forming unit 48 performs pulse width modulation based on three-phase voltages Vu, VV, Vw, which will be described later, and turns ON / OFF each switching transistor Tr1 to Tr6 at a predetermined timing.
  • the AD converter 50 detects the voltage values at the shunt resistors Rl, R2, and R28, converts the voltage values of each phase from analog values to digital values, and outputs three-phase drive currents Iu, Iv , I w.
  • the dq converter 52 converts the drive currents I u, I v, I w output from the AD converter 50 into a d-axis (direct-axis) current I d, which is a current component corresponding to the magnetic flux, and a compmo To the current I q on the q-axis (quadrature-axis), which is the current component corresponding to the torque of the data 28.
  • FIG. 9 is a vector diagram showing the relationship between the three-phase current and the two-phase current. - ⁇ one
  • the two-phase currents I a, I thus converted are converted into a q-axis current I q and a d-axis current I d using equation (2).
  • the relationship between the two-phase drive current, the converted (detected) q-axis current I q, and the d-axis current I d has the relationship shown in the vector.
  • the speed detector 54 detects the rotation angle ⁇ and the rotation speed ⁇ of the comp motor 28 based on the detected q-axis current I q and d-axis current I d. I do.
  • the rotation angle 0, which is the position of the rotor of the comp motor 28, is obtained based on the q-axis current and the d-axis current, and the rotation speed ⁇ is obtained by differentiating this 0.
  • the main controller 33 of the refrigerator 1 outputs a speed command signal S based on the q-axis current I q sent from the d q converter 52.
  • the speed command output unit 56 outputs a reference rotation speed ⁇ ref based on the speed command signal S from the main control unit 33 and the rotation speed ⁇ from the speed detection unit 54.
  • the reference rotation speed o> ref is input to the speed PI control unit 58 together with the current rotation speed ⁇ .
  • the speed PI control unit 58 performs ⁇ I control based on the difference between the reference rotation speed wref and the current rotation speed ⁇ , outputs the reference q-axis current I qref and the reference d-axis current I dref, and outputs the current
  • the q-axis current I q and the current d-axis current I d are output to the q-axis current PI controller 60 and the d-axis current PI controller 62, respectively.
  • the q-axis current PI control unit 60 performs PI control and current-to-voltage conversion, and outputs a reference q-axis voltage Vq.
  • the d-axis current PI control unit 62 performs PI control and current-voltage conversion, and outputs a reference d-axis voltage Vd.
  • the three-phase converter 64 converts the reference d-axis voltage Vd and the reference q-axis voltage Vq into a two-phase voltage based on equation (3).
  • Vq are converted to the three-phase voltage V u
  • the converted three-phase voltages Vu, Vv, and Vw are output to the PWM forming section 48.
  • the rotation speed is detected based on the detected d-axis current I d and the q-axis current I q, and based on the rotation speed ⁇ and the speed command signal S from the main control unit, Then, the PWM forming unit 48 outputs a PWM signal to the inverter circuit 42 so that the comp motor 28 rotates at the rotation speed ⁇ ref in accordance with the speed command signal S. Based on this, the inverter circuit 42 outputs a three-phase driving current to the three-phase stator winding 40 of the comp motor 28.
  • a starting motor constant at the time of starting the compressor 15 is set, and at the time of starting, the starting characteristic is determined by the set starting motor constant.
  • the set start motor constants are the initial rotation position 0 init, start acceleration speed ⁇ ⁇ , start d-axis current I dinit, start q-axis current I qinit, and start acceleration speed ⁇ init is the speed command output unit 5 6, the initial rotation position 0 init is output to the dq converter 52, and the starting d-axis current I dinit and the starting q-axis current I qinit are output to the speed PI controller 58. The control at the time of starting will be described later.
  • FIG. 1 shows a front view of the compressor 15 in a longitudinal section.
  • the refrigerant that is the compressed fluid is isobutane (R600a) that is a natural flammable refrigerant as described above.
  • a frame 102 is elastically supported via a spring 102a at a substantially vertical middle portion of the vertical sealed case 101 of the compressor 15.
  • a compression mechanism section 103 is mounted on the upper side of the frame 102, and a comp motor 28 is provided on the lower side.
  • the compression mechanism 103 employs a so-called reciprocating compression mechanism.
  • a pivot hole 102b is provided along the center of the frame 102, and a rotation shaft 105 serving as a main shaft is rotatably fitted therein.
  • a rotation shaft 105 serving as a main shaft is rotatably fitted therein.
  • a flange 105a which is slidably mounted on the upper surface of the frame 102, and on the upper part of the flange 105a, there is a rotating shaft 1
  • a crank pin 105 b having a central axis that is eccentric by a predetermined amount is connected to the central axis of 05.
  • the rotating shaft 105 when the rotating shaft 105 is driven to rotate, the crocodile portion 105a rotates in sliding contact with the upper surface of the frame 102, and the crank pin 105b moves along the periphery of the center of the rotating shaft 105. Rotate eccentrically.
  • the compression mechanism section 103 is mounted on the upper surface of the frame 102, and is provided with a cylinder 106 whose axial direction is oriented horizontally. Inside the cylinder 106 is a cylinder chamber 108 in which a piston 107 is reciprocally accommodated. One end of the crank 109 is connected to the piston 107 via a ball joint mechanism 110. The other end of the crank 109 is provided with an end 111 that is rotatably fitted to the crank pin 105b.
  • the pole joint mechanism 110 will be described.
  • a ball 112 is provided at one end of the crank 109.
  • a ball receiving seat 113 is provided inside the piston 107.
  • the ball receiving seat 113 holds the pole 112 rotatably.
  • the crank 109 can make a swinging motion with the ball joint mechanism 110 as a fulcrum, and the piston 107 moves inside the cylinder 106.
  • the open end of the cylinder 106 is closed by the valve mechanism 115 and is covered by the valve cover 116.
  • the pulp cover 1 16 is provided with a partition part for bisecting the inside, one of which is a suction chamber and the other is a discharge chamber.
  • the valve mechanism 115 is provided with a valve plate having a suction port and a discharge port, and each of the suction port and the discharge port is opened and closed by a suction valve and a discharge valve.
  • the suction port faces the suction chamber, and the discharge port faces the discharge chamber.
  • the comp motor 28 is configured with a rotor 117 fitted to a portion of the rotating shaft 105 projecting downward from the frame 102.
  • a stator 118 is provided with an inner peripheral surface having a narrow gap with the peripheral surface of the rotor 117, and is fixed vertically from the frame 1102 by appropriate means.
  • the comp motor 28 is a brushless DC motor, and is a three-phase, six-slot, four-pole motor. That is, the four-pole rotor 117 rotates on the inner peripheral side of the three-phase six-slot stator 118.
  • a refrigerant gas which has been evaporated and reduced in pressure by an evaporator is introduced and filled.
  • This refrigerant gas is guided to the suction chamber in the pulp cover 116, and is further moved by the piston 107 (forward movement). Sucked into.
  • Refrigerant gas is compressed by the piston 107 moving (backward) in the opposite direction.
  • the discharge valve is opened, and the refrigerant gas compressed and increased in pressure in the cylinder chamber 108 is discharged to the discharge chamber of the valve power unit 116.
  • This high-pressure refrigerant gas is led out of the sealed case 101 to the external refrigerant pipe via the discharge pipe in the case, and is led to the refrigeration cycle. Since the rotating shaft 105 continues to rotate, the piston 107 returns and the refrigeration cycle is repeated. As shown in FIGS. 2 and 3, the crank pin 105 b rotates eccentrically with the rotation of the rotating shaft 105, and the center P of the crank pin 105 b is a circle whose eccentric amount is the radius of rotation. Draw the rotation trajectory A of.
  • the crank 109 forms a swing motion having a predetermined swing angle, and in the ball joint mechanism 110, the pole 112 and the ball receiving seat 113 move relative to each other.
  • the compressor 15 is activated for a predetermined time (for example, 3 seconds) to start the compressor 15 by moving the rotor to a predetermined position.
  • a predetermined time for example, 3 seconds
  • the rotor 1 17 can be started normally from either starting position.
  • the speed at the point where compression work that requires the most torque starts depends on the starting position. It is necessary to control the starting position of 17.
  • the pressure difference for example, 300 Pa
  • 0 init is set to 45 based on a line connecting the piston 107, the compression top dead center, and the bottom dead center as the optimum position for this start.
  • the rotated position is referred to as “initial start position”.
  • the reason why this position is optimal is that as shown in Fig. 5, when the angle is set to 0 °, the torque becomes minimum at the bottom dead center but becomes maximum at the top dead center, and the rotor 117 If the vehicle stops at the dead center, it is highly probable that it will fail to start.
  • the position at 45 ° has the highest start success probability.
  • FIGS. 2 and 3 are schematic plan views in which a part of the compression mechanism section 103 is shown in a cross section, and the eccentric rotational movement of the crank pin 105 b and the accompanying rotation of the crank 109.
  • the relationship between the dynamic motion, the ball joint mechanism 110 and the piston 107 is shown.
  • the top dead center is at 0 ° and the bottom dead center is at 180 °.
  • Fig. 2 shows the position where the crank 109 rotates 45 ° from the top dead center of the compression
  • Fig. 3 shows the position where the crank 109 rotates 45 ° from the bottom dead center.
  • the rotational position of the rotor 117 when the crank 109 is at the top dead center is associated with the rotational position of the rotor 117 when the crank 109 is at the bottom dead center.
  • at least one phase of each phase of the comp motor 28 is energized by the comp driving device 32, and the rotational position of the rotor 117 rotates 45 ° from the top dead center (see FIG. 2).
  • the starting motor constants are set in advance so that the motor stops at a position rotated 45 ° from the bottom dead center (see Fig. 3).
  • the starting motor constants for moving the rotor 1 17 to the initial starting position, the initial rotation position 0 init, the starting acceleration speed ⁇ init, the starting d-axis current I dinit, the starting q-axis current I qinit Set to the initial pattern output section 6 6.
  • the comp driving device 32 sends a driving current to the comp motor 28 in at least one phase based on the starting motor constant described above, and moves the position of the rotor 117. Make it stand by at the starting position. After that, the motor is rotated at the start rotation speed (for example, 40 Hz) to start the start from this start initial position. As a result, the starting torque can be started from a small state, and the rotor 117 can be started normally from either starting position.
  • the start rotation speed for example, 40 Hz
  • the start rotation speed may be reduced (for example, 4 OHz may be changed to 1 OHz). Lower to 3 OHz) or Start up position is not 45 °, but 10. Or, if the motor is started by rotating the position by 60 ° so that the torque is slightly increased, the rotation speed is not too high and the start does not fail. (5) Modification example
  • the rotation position of the rotor 117 is a position rotated 45 ° from the top dead center (see FIG. 2), and a position rotated 45 ° from the bottom dead center (see FIG. 3). Although it was stopped, it is not limited to this, but it can be started reliably within the range of 40 ° to 50 °.
  • the refrigerant may be a non-flammable refrigerant.
  • compressor 15 of the above embodiment has been described as a ball joint type, but the present invention is not limited to this, and other structures may be used as long as the piston moves.
  • the compressor driving device of the present invention can be used for compressors of home refrigerators and air conditioners.

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Abstract

起動失敗のないレシプロ式コンプレッサの駆動装置を提供する。レシプロ式コンプレッサ１５のピストン１０７−圧縮上死点−下死点を結ぶ線を基準としてとしてθinitを４５°程度回転方向に移動した位置を最適な起動初期位置であるので、この起動初期位置に回転子１１７を移動させるための起動モータ定数として、回転初期位置θinit、起動加速速度ωinit、始動ｄ軸電流Ｉdinit、始動ｑ軸電流Ｉqinitを設定し、起動前に、コンプモータ２８に起動モータ定数に基づいて一相に駆動電流を流し、回転子１１７の位置を起動初期位置に待機させ、その後、この起動初期位置から起動を始めることにより、回転子１１７がどちらの始動位置からでも正常に起動できる。

Description

コンプレッサの駆動装置及ぴそれを用いた冷蔵庫 【技術分野】
本発明は、 インパータ回路によりコンプレッサのモータを駆動するコンプレツ サの駆動装置に関するものである。 明
【背景技術】
従来より、 冷蔵庫のコンプレッサの駆田動源として、 レシプロ式コンプレッサが 用いられている。
この種のコンプレッサとしては、 モータの回転軸と一体のクランクピンからク ランクを延在させ、 このクランクとシリンダ室に収容されるピストンとをポール ジョイント機構部を介して連結させ、 ポールジョイント機構部は、 クランクの端 部に一体的に設けられるボールと、 ピストンに設けられポールを摺動自在に抱持 するボール受け座とからなり、 前記モータを回転させて、 ピストンをシリンダ室 で報復運動させて冷媒を圧縮する （例えば、 特開 2 0 0 3— 2 1 4 3 4 3公報参 照） 。
ところで、 このようなコンプレッサのモータを制御する場合に、 モータの回転 子の位置を検出する必要がある。 そのため、 ホール I Cなどの位置検出素子を用 いれば、 回転子の確実に位置検出ができるが、 コストがかかることとなる。 そこ で、 通常のインパータ制御においては、 二相通電により起動させているために、 通電していない他の一相により生じた誘起電力によって位置検出をすることがで きるセンサレス制御を行っている。
しかし、 ベクトル制御においては、 三相を同時に通電させてシャント抵抗によ つて回転子の位置を検出しているので、 モータの起動時に所定速度に達するまで は、 モータの回転子の位置が正確に捉えられないため、 起動時には回転子が前記 の所定速度に達した後に速度制御を開始している。
しかし、 6スロッ ト 4極のブラシレス D Cモータには、 モータ 1回転の中に電 気的な制御位置が 1 8 0 ° 対称に 2ケ所存在するため、 回転子の停止位置次第で 次の起動時に回転子が 2ケ所のどちらから起動するかわからないという問題点が ある。
また、 上記コンプレッサは 1回転することでビストンによる圧縮動作を行つて いるため回転中の位置により回転子にかかるトルクが常に変動している。 そのた め、 コンプレッサの吸込口と吐出口に圧力差がある状態でコンプレッサを起動す る場合において、 稀に起動に失敗するという問題点がある。
そこで、 本発明は、 前記問題点を解決するため、 起動失敗のないコンプレッサ の駆動装置を提供する。
【発明の開示】
請求項 1に係る発明は、 三相のブラシレス D Cモータで回転するレシプロ式の コンプレッサと、 凝縮器と、 蒸発器を少なくとも有する冷凍サイクルを備え、 前 記コンプレッサによつて冷媒を圧縮して前記蒸発器を冷却するコンプレッサの駆 動装置において、 前記ブラシレス D Cモータの固定子卷線へ三相の駆動電流を供 給するインバータ回路と、 前記ィンパータ回路へ P WM信号を供給する P WM回 路と、 前記三相の駆動電流を検知する駆動電流検知手段と、 前記検知した三相の 駆動電流に基づいて、 前記ブラシレス D Cモータの回転子の磁束に対応した電流 成分である d軸電流と、 前記ブラシレス D Cモータのトルクに対応した電流成分 である q軸電流とに変換する d q変換手段と、 前記変換した d軸電流と q軸電流 と外部から入力する速度指令信号に基づいて、 基準 q軸電流と基準 d軸電流を出 力する制御手段と、 前記基準 q軸電流と基準 d軸電流とを、 基準 q軸電圧と基準 d軸電圧に変換する電圧変換手段と、 前記変換した基準 q軸電圧と基準 d軸電圧 を三相電圧に変換して前記 P WM回路へ出力する三相変換手段と、 前記コンプレ ッサのピストンの位置と圧縮上死点と下死点を結ぶ線を基準として 4 0 ° から 5 0 ° 回転した位置である起動初期位置に、 前記ブラシレス D Cモータの回転子を 回転移動させる初期パターン出力手段と、 前記起動初期位置から前記コンプレツ サを起動させる起動手段と、 を有することを特徴とするコンプレッサの駆動装置 である。 請求項 2に係る発明は、 前記ブラシレス D Cモータが、 三相 4極であることを 特徴とする請求項 1記載のコンプレツサの駆動装置である。
請求項 3に係る発明は、 前記起動初期位置が、 前記ピストンの位置と圧縮上死 点と下死点を結ぶ線を基準として 4 5 ° 回転した位置であることを特徴とする請 求項 1記載のコンプレッサの駆動装置である。
請求項 4に係る発明は、 前記冷凍サイクルは、 冷蔵庫の冷凍サイクルであるこ とを特徴とする請求項 1力 ら 3の中で少なくとも一項に記載のコンプレッサの駆 動装置である。
本発明であると、 コンプレッサの起動時のブラシレス D Cモータの回転子の起 動初期位置に移動させることにより、 正弦波インパータによる起動においてコン プレッサの吸込口と吐出口に圧力差がある状態においてもコンプレッサが起動で き、 最適な冷凍サイクル制御を行える。
【図面の簡単な説明】
図 1は、 本発明の一実施形態のレシプロ式密閉型のコンプレッサの縦断正面図 である。
図 2は、 本実施形態の圧縮機構部の上死点の位置を説明するための図である。 図 3は、 本実施形態の圧縮機構部の下死点の位置を説明するための図である。 図 4は、 コンプモータの説明図である。
図 5は、 本実施形態において 0 initに対する起動成功確率を示すグラフであ る。
図 6は、 本実施形態を示す冷蔵庫の断面図である。
図 7は、 本実施形態の冷蔵庫の冷凍サイクル図である。
図 8は、 本実施形態の冷蔵庫のブロック図である。
図 9は、 三相から α 3変化を行うベクトル図である。
図 1 0は、 α )3から d q変化を行うべクトル図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、 本発明の一実施形態の冷蔵庫 1を説明する。 ( 1 ) 冷蔵庫 1の構成
まず、 冷蔵庫 1の構成について図 6と図 7に基づいて説明する。
図 6は、 本実施形態を示す冷蔵庫 1の断面図で、 図 7は冷蔵庫 1の冷凍サイク ルである。
冷蔵庫 1のキヤビネットは、 断熱箱体 9と内箱 8で形成され、 断熱仕切壁 2に よって冷蔵温度帯 3 0と冷凍温度帯 3 1に区画され、 両温度帯 3 0、 3 1の冷気 は完全に独立し、 各冷気が混合することのな V、構造となっている。
冷蔵温度帯 3 0の庫内は冷蔵仕切板 3によつて冷蔵貯蔵室 4と野菜室 5とに仕 切られ、 冷凍温度帯 3 1の庫内は第 1冷凍室 6と第 2冷凍室 7から成り、 各室は それぞれ開閉ドア 4 a、 5 a、 6 a、 7 aを有している。 また、 冷蔵貯蔵室 4に は、 庫内温度を検知するための温度センサ （以下、 Rセンサという） 3 4と、 脱 臭装置 3 5が配されている。
野菜室 5の背面には冷蔵室蒸発器 1 0と冷蔵室冷却ファン 1 1が配置され、 冷 蔵室冷却ファン 1 1は庫内温度変動やドア開閉によって任意に運転される。 そし て、 冷蔵貯蔵室 4の背面は、 冷気を冷蔵温度帯 3 0内に供給するための冷気循環 路 1 8となっている。 冷凍室蒸発器 1 2の下部には、 除霜ヒータ 2 6が配されて れいる。
冷凍室蒸宪器 1 2と冷凍室冷却ファン 1 3は第 1及び第 2冷凍室 6、 7の背壁 に配置され、 冷気を循環することで第 1及び第 2冷凍室 6、 7が冷却される。 冷蔵庫 1の背壁下部の機械室 1 4には、 図 7に示すように冷凍サイクルを構成 するコンプレッサ 1 5、 凝縮器 2 1がそれぞれ配置され、 コンプレッサ 1 5から 吐出された可燃性冷媒は、 凝縮器 2 1を通った後、 切替弁 2 2の冷媒切換機構に よって冷媒流路が交互に切り替えられて冷凍モードと冷蔵モードを交互に実現で さる。
切替弁 2 2の一方の出口には冷蔵キヤビラリ一チューブ 2 3と冷蔵室蒸発器 1 0が順次接続され、 切替弁 2 2の他方の出口には冷凍キヤビラリ一チューブ 2 4 と冷凍室蒸発器 1 2が順次接続され、 冷凍室蒸発器 1 2にアキュームレータ 1 6 が接続されている。
上記構成の冷蔵庫 1によれば、 切替弁 2 2によって冷媒流路が切り替わり、 冷 凍温度帯 3 1冷却時の冷凍モードでは、 可燃性冷媒が冷凍キヤビラリ一チューブ 2 4で減圧されて冷凍室蒸発器 1 2に入り、 冷凍温度帯 3 1を冷却した後、 再び コンプレッサ 1 5に戻る。
一方、 冷蔵温度帯 3 0冷却時の冷蔵モードでは、 可燃性冷媒は冷蔵キヤビラリ チューブ 2 3で減圧され、 冷蔵室蒸発器 1 0に入り、 冷蔵温度帯 3 0を冷却し た後、 冷凍室蒸発器 1 2を通って再ぴコンプレッサ 1 5に戻る冷凍サイクルを構 成する。
冷凍モード時の可燃性冷媒は、 冷凍キヤビラリ一チューブ 2 4、 冷凍室蒸発器 1 2、 アキュームレータ 1 6の順で流れ、 冷凍室冷却ファン 1 3の運転によって 冷気が庫内を循環し、 第 1及ぴ第 2冷凍室 6、 7の冷却が行われる。
冷蔵モード時は、 切替弁 2 2が切り替わり、 冷媒流路が冷凍温度帯 3 1側から 冷蔵温度帯 3 0側に切り替わると可燃性冷媒は冷蔵室蒸発器 1 0に流れ、 冷蔵室 ファン 1 1の運転によって冷蔵貯蔵室 4と野菜室 5を冷却する。
( 2 ) 冷蔵庫 1の電気系統の構造
冷蔵庫 1の電気系統の構造について、 図 8のブロック図に基づいて説明する。 図 8に示すように、 コンプレッサ 1 5を駆動する三相のブラシレス D Cモータ (以下、 コンプモータという） 2 8と、 このコンプモータ 2 8を駆動する駆動装 置 （以下、 コンプ駆動装置という） 3 2と、 このコンプ駆動装置 3 2を制御する 冷蔵庫 1の主制御部 3 3とから構成されている。 さらに、 主制御部 3 3には、 各 部屋 4 , 5 , 6， 7のドア 4 a〜7 aにそれぞれ設けられたドアスィッチ 4 b〜 7 bが接続されている。 さらに、 主制御部 3 3には、 脱臭装置 3 5、 除霜ヒータ 2 6、 Rセンサ 3 4が接続されている。
まず、 コンプ駆動装置 3 2の構造について説明する。
コンプ駆動装置 3 2は、 インバータ回路 4 2と、 整流回路 4 4と、 交流電源 4 6と、 ]^形成部4 8と、 AD変換部 5 0と、 d q変換部 5 2と、 速度検出部 5 4と、 速度指令出力部 5 6と、 速度 P I制御部 5 8と、 q軸電流 P I制御部 6 0と、 d軸電流 P I制御部 6 2と、 三相変換部 6 4と、 初期パターン出力部 6 6 より構成されている。
コンプレッサ 1 5を回転させるコンプモータ 2 8は、 上記したように三相のブ ラシレス DCモータである。 このコンプモータ 28の三相 （u相、 V相、 w相） の固定子卷線 40 u， 40 v. 40Wにインパータ回路 42が三相の駆動電流を 流す。
このインパータ回路 42は、 6個のパワースィツチング半導体であるトランジ スタ T r l〜T r 6より構成されたフルブリッジインパータ回路である。 なお、 図では示されていないが、 このスイッチングトランジスタ T r l〜T r 6に対し て並列に逆方向にダイオードが接続されている。 また、 スイッチングトランジス タ T 1と T r 4に直列に駆動電流を検知するための検知抵抗 R 1が接続され、 ス イッチングトランジスタ T r 2と T r 5に直列に検知抵抗 R 2が接続され、 スィ ツチングトランジスタ T r 2 8と T r 6に直列に検知抵抗 R 28が接続されてい る。
整流回路 44は商用電源 (AC 1 00 V) である交流電源 46から交流電圧が 供給され、 これを整流してインパータ回路 42に供給する。
PWM形成部は、 6個のスイッチングトランジスタ T r l〜T r 6のゲート端 子に、 PWM信号を供給する。 ？ ]\4形成部48は、 後から説明する三相の電圧 Vu, V V , Vwに基づいてパルス幅変調を行い、 所定のタイミングで各スイツ チングトランジスタ T r l〜T r 6を ON/OFFする。
AD変換部 50は、 シャント抵抗 R l， R 2, R 2 8における電圧値を検知し て、 各相の電圧値をアナログ値からデジタル値に変換し、 三相の駆動電流 I u， I v， I wを出力する。
d q変換部 5 2は、 AD変換部 50から出力された駆動電流 I u， I v, I w を、 磁束に対応した電流成分である d軸 （direct-axis) の電流 I dと、 コンプモ ータ 2 8のトルクに対応した電流成分である q軸 （quadrature-axis) の電流 I q に変換する。
この変換方法は、 （1) 式に示すように、 三相の I u, I v， I wを二相の I a, I jSに変換する。 この三相の電流と二相の電流との関係を表したベクトル図 が図 9である。 -ϊβ一
Figure imgf000009_0001
次に、 このように変換した二相の電流 I a , I を q軸電流 I qと d軸電流 I dに （2 ) 式を用いて変換する。 この二相の駆動電流と変換 （検知） した q軸電 流 I qと d軸電流 I dとの関係は図 1 0に示すベクトル.図のような関係 有す る。
"Id " cos sin^ w
Figure imgf000009_0002
一 Iq一 —一 sin0 C OS 0 Ι Ιβ. 速度検出部 5 4では、 検知した q軸電流 I qと d軸電流 I dに基づいて、 コン プモータ 2 8の回転角 Θと回転速度 ωを検出する。 q軸電流と d軸電流に基づい てコンプモータ 2 8の回転子の位置である回転角 0を求め、 この 0を微分するこ とにより回転速度 ωを求める。
冷蔵庫 1の主制御部 3 3では、 d q変換部 5 2から送られてきた q軸電流 I q に基づいて速度指令信号 Sを出力する。
速度指令出力部 5 6は、 主制御部 3 3からの速度指令信号 Sと、 速度検出部 5 4からの回転速度 ωに基づいて基準回転速度 ω r e f を出力する。 基準回転速度 o> r e f は、 現在の回転速度 ωと共に速度 P I制御部 5 8に入力される。
速度 P I制御部 5 8では、 基準回転速度 w r e f と現在の回転速度 ωとの差分 量に基づいて Ρ I制御を行い、 基準 q軸電流 I q r e f と基準 d軸電流 I d r e f を出力し、 現在の q軸電流 I qと現在の d軸電流 I dと共に q軸電流 P I制御 部 6 0と d軸電流 P I制御部 6 2にそれぞれ出力する。
q軸電流 P I制御部 6 0では、 P I制御を行うと共に電流ノ電圧変換を行い、 基準 q軸電圧 V qを出力する。
d軸電流 P I制御部 6 2では、 P I制御を行うと共に電流 電圧変換を行い、 基準 d軸電圧 V dを出力する。 三相変換部 6 4では、 基準 d軸電圧 V dと基準 q軸電圧 V qを、 まず二相の電 圧に （3 ) 式に基づいて変換する。
'Vd
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0003
,Vq この変換された二相の電圧 V α， V βを、 三相の電圧 V u
( 4 ) 式に基づいて変換する。
Figure imgf000010_0002
この変換された三相の電圧 V u， V v , Vwを前記した PWM形成部 4 8に出 力する。
以上のコンプ駆動装置 3 2によれば、 検知した d軸電流 I dと q軸電流 I qに 基づいて回転速度を検知し、 この回転速度 ωと、 主制御部からの速度指令信号 S に基づいてフィードパック制御を行い、 速度指令信号 Sに合わせた回転速度 ω r e f でコンプモータ 2 8が回転するように PWM形成部 4 8から PWM信号をィ ンバータ回路 4 2に出力する。 インパータ回路 4 2はこれに基づいて、 三相の駆 動電流をコンプモータ 2 8の三相の固定子卷線 4 0に出力する。
そして、 初期パターン出力部 6 6は、 コンプレッサ 1 5の起動時の起動モータ 定数が設定されており、 起動時はこの設定された起動モータ定数により起動特性 が決まる。 設定されている起動モータ定数としては、 回転初期位置 0 init、 起動 加速速度 ω ίιώ、 始動 d軸電流 I dinit、 始動 q軸電流 I qinitであり、 起動加速速 度 ω initは速度指令出力部 5 6に出力され、 回転初期位置 0 initは、 d q変換部 5 2に出力され、 始動 d軸電流 I dinit、 始動 q軸電流 I qinitは、 速度 P I制御 部 5 8に出力される。 この起動時の制御については、 後から説明する。
( 3 ) コンプレッサ 1 5の構造と動作状態
( 3— 1 ) コンプレッサ 1 5の構造 次に、 レシプロ式密閉型のコンプレッサ 1 5の構造について、 図 1〜図 4に基 づいて説明する。
図 1は、 コンプレッサ 1 5を縦断面にした正面図を示す。
圧縮流体である冷媒は、 上記したように自然の可燃性冷媒であるイソブタン (R 6 0 0 a ) である。
コンプレッサ 1 5の縦型の密閉ケース 1 0 1内の上下方向ほぼ中間部には、 フ レーム 1 0 2がスプリング 1 0 2 aを介して弾性的に支持されている。 フレーム 1 0 2の上部側には圧縮機構部 1 0 3が載設され、 下部側にはコンプモータ 2 8 が設けられている。 圧縮機構部 1 0 3は、 いわゆるレシプロ式圧縮機構が採用さ れている。
フレーム 1 0 2の中心部に沿って枢支用孔 1 0 2 bが設けられ、 主軸である回 転軸 1 0 5が回転自在に嵌め込まれている。 回転軸 1 0 5の上端部には、 フレー ム 1 0 2上面に摺動自在に載る鍔部 1 0 5 aがー体に設けられ、 鍔部 1 0 5 aの 上部には、 回転軸 1 0 5の中心軸とは所定量偏心する中心軸をもったクランクピ ン 1 0 5 bが連設されている。 そのため、 回転軸 1 0 5が回転駆動すると、 鰐部 1 0 5 aはフレーム 1 0 2上面で摺接状態で回転し、 かつ、 クランクピン 1 0 5 bは回転軸 1 0 5中心の周囲に沿って偏心回転する。
圧縮機構部 1 0 3は、 フレーム 1 0 2上面に載設され、 軸方向を水平に向けた シリンダ 1 0 6を備えられている。 このシリンダ 1 0 6の内部は、 ピストン 1 0 7が往復動自在に収容されるシリンダ室 1 0 8である。 ピストン 1 0 7には、 ク ランク 1 0 9の一端がボールジョイント機構部 1 1 0を介して連結されている。 クランク 1 0 9の他端には、 クランクピン 1 0 5 bに回転自在に嵌め合う端部 1 1 1が設けられている。
ポールジョイント機構部 1 1 0について説明する。 クランク 1 0 9の一端には ボール 1 1 2がー体的に設けられている。 その一方で、 ピストン 1 0 7内部には ボール受け座 1 1 3が設けられている。 このボール受け座 1 1 3は、 ポール 1 1 2を回動自在に抱持している。 これにより、 クランクピン 1 0 5 bの偏心回転に 伴い、 クランク 1 0 9がボールジョイント機構部 1 1 0を支点として揺動運動を なすことができ、 ピストン 1 0 7はシリンダ 1 0 6内において往復運動する。 また、 シリンダ 1 0 6の開口端は、 弁機構 1 1 5によって閉塞され、 かつ、 バ ルブカパー 1 1 6で覆われる。 パルプカバー 1 1 6には、 内部を二分する仕切り 部が設けられ、 その一方空間は吸込み室となし、 他方空間は吐出室である。 弁機構 1 1 5は、 吸込み口と、 吐出口を備えた弁板が設けられ、 それぞれの吸 5込み口と、 吐出口は吸込み弁と吐出弁によって開閉される。 吸込み口は吸込み室 と対向し、 吐出口は吐出室に対向する。
このようにして構成される圧縮機構部 1 0 3に対して、 コンプモータ 2 8は、 回転軸 1 0 5のフレーム 1 0 2から下方に突出する部位に嵌着される回転子 1 1 7と、 この回転子 1 1 7の周面と狭小の間隙を存する内周面を備え、 フレーム 1 10 0 2から適宜な手段で垂設固定される固定子 1 1 8とからなる。
( 3 - 2 ) コンプモータ 2 8の構造
図 4に示すように、 コンプモータ 2 8は、 ブラシレス D Cモータであって、 三 相 6スロット 4極モータである。 すなわち、 三相 6スロットの固定子 1 1 8の内 周側で、 4極の回転子 1 1 7が回転する。
15 コンプ駆動装置 3 2によりコンプモータ 2 8の各相に電圧を印加した場合、 モ ータ内部では 1 8 0 ° 対称に同じ制御を行う。 また、 図 2に示すように、 クラン ク 1 0 9は一ヶ所のため、 起動時の位置決めにおいて三相にある電流を流した場 合、 クランク 1 0 9は停止位置により 1 8 0 ° 対称のどちらか （図 2、 3 ) に移 動する。
0 ( 3 - 3 ) コンプレッサ 1 5の動作状態
次に、 コンプレッサ 1 5の圧縮運転と、 それに伴う冷凍サイクル作用について 説明する。
コンプモータ 2 8に通電して回転軸 1 0 5を回転駆動すると、 クランクピン 1 0 5 bがー体に偏心回転する。 この偏心回転に応じて、 クランク 1 0 9とボール 5 ジョイント機構部 1 1 0を介してビストン 1 0 7力 シリンダ室 1 0 8内を往復 運する。
密閉ケース 1 0 1内には、 蒸発器で蒸発して低圧化した冷媒ガスが導かれ充満 している。 この冷媒ガスは、 パルプカバー 1 1 6内の吸込み室に導かれ、 さらに ピストン 1 0 7の移動 （往動） にともなってシリンダ 1 0 6のシリンダ室 1 0 8 に吸込まれる。
ピストン 1 0 7が逆方向に移動 （復動） することで、 冷媒ガスが圧縮される。 ピストン 1 0 7が、 いわゆる上死点位置まで移動すると、 吐出弁が開放され、 シ リンダ室 1 0 8で圧縮され高圧化した冷媒ガスがバルブ力パー 1 1 6の吐出室に 吐出される。
この高圧化した冷媒ガスはケース内吐出管を介して密閉ケース 1 0 1から外部 冷媒管へ導出され、 冷凍サイクルに導かれる。 回転軸 1 0 5が継続して回転して いるところから、 ピストン 1 0 7が復動して冷凍サイクルが繰り返される。 図 2と図 3に示すように、 回転軸 1 0 5の回転にともなってクランクピン 1 0 5 bが偏心回転し、 クランクピン 1 0 5 bの中心 Pは偏心量を回転半径とする円 形の回転軌跡 Aを描く。 クランク 1 0 9は、 所定の揺動角度ひをもつ揺動運動を なし、 ボールジョイント機構部 1 1 0においては、 ポール 1 1 2とボール受け座 1 1 3とが互いに搢動する。
シリンダ室 1 0 8に導入した冷媒ガスを圧縮する際に、 ピストン 1 0 7のトツ プ面に荷重 （F ) がかかり、 その力はピストン 1 0 7を介してボールジョイント 機構部 1 1 0に作用する。
( 4 ) 起動時の制御方法
コンプレッサ 1 5の起動は所定時間 （例えば、 3秒） 通電して、 回転子を所定 の位置に移動させて起動を開始する。 この場合、 4極の回転子 1 1 7のため 1 8 0 ° 対称のどちらに移動するかは回転子 1 1 7の停止位置により変わる。
したがって、 回転子 1 1 7がどちらの始動位置からでも正常に起動できる必要 がある。 起動時に所定の加速度で加速する場合、 始動位置により最もトルクのか かる圧縮仕事に入る位置での速度が変わってくるため、 どちらからでもトルク最 大のポイントを乗り越えられる速度になるように回転子 1 1 7の起動位置を制御 する必要がある。 また、 一般にベクトル制御では、 コンプレッサ 1 5の吸込口と 吐出口に圧力差がなくなつてから起動を開始させるのがよいが、 圧力差 （例え ば、 3 0 0 P a ) が起動を行う必要がある。 すなわち、 コンプレッサ 1 5の吸込 口と吐出口に圧力差がある状態においてもコンプレッサ 1 5が正常に起動でき、 最適な冷凍サイクル制御を行う必要がある。 そのため、 この起動における最適な位置として、 本実施形態では、 ピストン 1 0 7一圧縮上死点一下死点を結ぶ線を基準として 0 initを 4 5。 回転した位置と する。 以下、 上死点、 または、 下死点の位置から 4 5 ° 回転した位置を 「起動初 期位置」 という。 なお、 この位置が最適な理由は、 図 5に示すように、 0 ° にす ると、 下死点ではトルクは最小なるが上死点ではトルクが最大になり、 回転子 1 1 7が上死点で停止していると起動に失敗する可能性が高く、 また、 3 0 ° や 6 0 ° でもトルクがまだ大きいので、 4 5 ° の位置が最も起動成功確率が高いから である。
この起動初期位置は、 図 2と図 3に示すように 1 8 0 ° 対称に 2ケ所存在して いる。 すなわち、 図 2と図 3は、 圧縮機構部 1 0 3の一部を横断面にした概略の 平面図であり、 クランクピン 1 0 5 bの偏心回転運動と、 それに伴うクランク 1 0 9の摇動運動と、 ボールジョイント機構部 1 1 0及ぴピストン 1 0 7との関係 を示す。 そして、 図 2と図 3においては、 圧縮上死点は 0 ° の位置であり、 下死 点は 1 8 0 ° の位置である。 図 2がクランク 1 0 9が圧縮の上死点から 4 5 ° 回 転した位置であり、 図 3がクランク 1 0 9が下死点から 4 5 ° 回転した位置にあ る。
そして、 クランク 1 0 9が上死点にある時の回転子 1 1 7の回転位置と、 クラ ンク 1 0 9が下死点にある時の回転子 1 1 7の回転位置とを対応付けておき、 コ ンプ駆動装置 3 2によりコンプモータ 2 8の各相の少なくとも一相に通電を行つ て、 回転子 1 1 7の回転位置が上死点から 4 5 ° の回転した位置 （図 2参照） 、 下死点から 4 5 ° 回転した位置 （図 3参照） に停止するように、 予め上記の起動 モータ定数を設定しておく。 すなわち、 起動初期位置に回転子 1 1 7を移動させ るための起動モータ定数として、 回転初期位置 0 init, 起動加速速度 ω init, 始 動 d軸電流 I dinit、 始動 q軸電流 I qinitを予め初期パターン出力部 6 6に設定 しておく。
以上により、 コンプ駆動装置 3 2は、 コンプレッサ 1 5の起動を行う前に、 コ ンプモータ 2 8に上記の起動モータ定数に基づいて少なくとも一相に駆動電流を 流し、 回転子 1 1 7の位置を起動初期位置に待機させる。 その後、 起動回転数 (例えば、 4 0 H z ) で回転させてこの起動初期位置から起動を始めることによ り、 起動トルクが小さい状態から開始でき、 回転子 117がどちらの始動位置か らでも正常に起動できる。
なお、 コンプレッサ 15の吸込口と吐出口に圧力差がない状態においては、 回 転速度が速すぎて起動に失敗する場合があるので、 起動回転速度を下げたり （例 えば、 4 OHzを 1 OHz下げて 3 OHzにする） 、 または、 起動初期位置を 4 5° でなく、 10。 または 60° だけ位置を回転させてややトルクが重くなるよ うにして起動すれば回転速度が速すぎることがなく起動に失敗することがない。 (5) 変更例
上記実施形態では、 起動初期位置として、 回転子 117の回転位置が上死点か ら 45° の回転した位置 （図 2参照） 、 下死点から 45° 回転した位置 （図 3参 照） に停止するようにしたが、 これに限らず 40° から 50° の範囲であれば、 確実に起動できる。
また、 上記実施形態では、 可燃性冷媒で説明したが、 不燃性冷媒であってもよ い。
さらに、 上記実施形態のコンプレッサ 15では、 ボールジョイント式で説明し たが、 これに限らず、 ピストンが移動するレシプロ式であれば他の構造であって もよい。
【産業上の利用可能性】
本発明のコンプレッサの駆動装置は、 家庭用冷蔵庫や空調機のコンプレッサに 使用できる。

Claims

特許請求の範囲
1 . 三相のブラシレス D Cモータで回転するレシプロ式のコンプレッサと、 凝縮 器と、 蒸発器を少なくとも有する冷凍サイクルを備え、
前記コンプレッサによつて冷媒を圧縮して前記蒸発器を冷却するコンプレッサ の駆動装置において、
前記ブラシレス D Cモータの固定子卷線へ三相の駆動電流を供給するインバー タ回路と、
前記ィンパータ回路へ P WM信号を供給する P WM回路と、
前記三相の駆動電流を検知する駆動電流検知手段と、
前記検知した三相の駆動電流に基づいて、 前記ブラシレス D Cモータの回転子 の磁束に対応した電流成分である d軸電流と、 前記ブラシレス D Cモータのトル クに対応した電流成分である q軸電流とに変換する d q変換手段と、
前記変換した d軸電流と q軸電流と外部から入力する速度指令信号に基づい て、 基準 q軸電流と基準 d軸電流を出力する制御手段と、
前記基準 q軸電流と基準 d軸電流とを、 基準 q軸電圧と基準 d軸電圧に変換す る電圧変換手段と、
前記変換した基準 q軸電圧と基準 d軸電圧を三相電圧に変換して前記 P WM回 路へ出力する三相変換手段と、
前記コンプレッサのビストンの位置と圧縮上死点と下死点を結ぶ線を基準とし て 4 0 ° から 5 0 ° 回転した位置である起動初期位置に、 前記ブラシレス D Cモ ータの回転子を回転移動させる初期パターン出力手段と、
前記起動初期位置から前記コンプレッサを起動させる起動手段と、
を有する
ことを特徴とするコンプレッサの駆動装置。
2 . 前記ブラシレス D Cモータが、 三相 4極である
ことを特徴とする請求項 1記載のコンプレッサの駆動装置。
3 . 前記起動初期位置が、 前記ピストンの位置と圧縮上死点と下死点を結ぶ線を 基準として 4 5 ° 回転した位置である
ことを特徴とする請求項 1記載のコンプレッサの駆動装置。
4 . 請求項 1から請求項 3の少なくとも一項に記載のコンプレッサの駆動装置を 用いた
ことを特徴とする冷蔵庫。
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