WO2022176615A1 - モータ駆動装置およびこれを用いた冷蔵庫 - Google Patents

モータ駆動装置およびこれを用いた冷蔵庫 Download PDF

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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements

Definitions

  • the present disclosure relates to a motor drive device for driving a brushless DC motor and a refrigerator using the same.
  • Patent Document 1 discloses a motor that increases or decreases a carrier frequency stepwise according to an increase or decrease in one parameter among a commanded duty ratio, a commanded motor rotation speed, a detected duty ratio, and a detected motor rotation speed.
  • This motor drive value consists of an inverter circuit that supplies a power supply voltage with a variable duty ratio controlled by a PWM method, a PWM generation circuit that generates a PWM signal, and a PWM signal operating at a specific phase to detect the rotational position of the rotor. and an inverter control circuit for sending an energization control signal based on the PWM signal to the inverter circuit.
  • the present disclosure provides a driving device that can freely select a carrier frequency based on noise and vibration due to resonance of the housing, heat generation due to INV circuit loss, energy saving, etc., without depending on the state of inverter control.
  • a motor drive device in one aspect of the present disclosure drives a brushless DC motor.
  • the motor drive device includes a position detection unit that detects the position of the brushless DC motor from the value of the induced voltage of the brushless DC motor and a threshold value, and generates position information indicating the position of the brushless DC motor, and a brushless DC motor based on the position information. and a threshold changing unit for switching the threshold value of the position detecting unit while the PWM duty is on and off. Then, the position detection unit switches the position detection timing during PWM ON or OFF according to the ON ratio of the PWM duty.
  • the motor drive device can detect the position regardless of the PWM ON time that increases or decreases depending on the PWM carrier frequency even if the ON ratio is the same. Therefore, it is possible to drive the brushless DC motor by freely selecting a PWM carrier frequency suitable for the purpose of the product, such as reducing the resonance of the housing in which the brushless DC motor operates and the circuit loss of the INV.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a control system for a motor drive device and a refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a timing chart of PWM ON ratios determined by a PWM generator according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is an ON/OFF timing chart of the switching element 4a according to the first embodiment.
  • FIG. 3B is an ON/OFF timing chart of the switching element 4b according to the first embodiment.
  • FIG. 3C is an on/off timing chart of the switching element 4c according to the first embodiment.
  • FIG. 3D is an ON/OFF timing chart of the switching element 4d according to the first embodiment.
  • FIG. 3E is an on/off timing chart of the switching element 4e according to the first embodiment.
  • FIG. 3F is an on/off timing chart of the switching element 4f according to the first embodiment.
  • the present disclosure provides a motor drive device capable of position detection regardless of the ON time of PWM that increases or decreases depending on the carrier frequency of PWM.
  • Embodiment 1 Embodiment 1 will be described below with reference to FIGS. 1, 2, and 3A to 3F.
  • FIG. 1 is a block diagram of a motor drive device according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • AC power supply 1 is a general commercial power supply, and in Japan, it is a power supply of 50 Hz or 60 Hz with an effective value of 100V.
  • the rectifier circuit 2 receives the AC power supply 1 and rectifies AC power into DC power, and is composed of four bridge-connected rectifier diodes 2a to 2d.
  • the smoothing section 3 is connected to the output side of the rectifier circuit 2 and smoothes the output of the rectifier circuit 2 .
  • it is composed of a smoothing capacitor and a reactor, but in this embodiment, it is composed only of a smoothing capacitor in order to simplify the circuit configuration.
  • a reactor When a reactor is used, it may be inserted between the AC power supply 1 and the capacitor, and may be placed before or after the rectifier diodes 2a to 2d.
  • the inverter 4 converts the DC power from the smoothing unit 3 into AC power.
  • the inverter 4 is configured by connecting six switching elements 4a to 4f in a three-phase bridge. Also, the six return current diodes 4g to 4l are connected in opposite directions to the respective switching elements 4a to 4f.
  • the brushless DC motor 5 is composed of a rotor 5a having permanent magnets and a stator 5b having three-phase windings.
  • the brushless DC motor 5 rotates the rotor 5a by causing the three-phase alternating current produced by the inverter 4 to flow through the three-phase windings of the stator 5b.
  • the number of poles of the brushless DC motor 5 is determined according to the required characteristics, but in the present embodiment four poles are used.
  • the position detection unit 6 detects the magnetic pole position of the rotor 5a from the induced voltage generated in the three-phase windings of the stator 5b. In this embodiment, the terminal voltage of the brushless DC motor 5 is obtained, and the magnetic pole relative position of the rotor 5a of the brushless DC motor 5 is detected. Specifically, the position detection unit 6 compares the induced voltage generated in the three-phase winding of the stator 5b with the reference voltage as a threshold value to detect a zero cross, thereby detecting the relative rotational position of the rotor 5a. is doing.
  • the speed detection unit 7 calculates the current driving speed of the brushless DC motor 5 and the average speed of one past rotation from the position information detected by the position detection unit 6 .
  • the time from the detection of the zero crossing of the induced voltage is measured, and the current speed is calculated from this time.
  • the interval between zero crossings of the induced voltage is detected as the interval elapsed time, the sum of the interval elapsed time for one past rotation portion is calculated, and the average speed for one rotation is calculated from the result.
  • the calculation timing is performed each time the position detection unit 6 detects the zero crossing of the induced voltage.
  • the voltage detection unit 8 detects the value of the DC bus voltage input from the smoothing unit 3 to the inverter 4 .
  • the bus voltage is higher than the withstand voltage of an element that detects voltage, such as a microcomputer. Obtain the original voltage by calculating the obtained voltage value proportionally.
  • the method of obtaining the bus voltage by dividing it with resistors has a simple configuration and is inexpensive. Also in the present embodiment, the bus voltage is obtained by dividing it with resistors. The acquired voltage value is output to the PWM generator 10 and the position detector 6 .
  • the PWM generation unit 10 compares the average speed of one rotation detected by the speed detection unit 7 with the target speed input from the outside every time the position detection unit 6 detects the zero crossing of the induced voltage, and the brushless DC motor 5 Control speed. Specifically, if the target speed is higher than the average speed of one rotation, the PWM generation unit 10 sets the ON ratio of PWM so that the voltage applied to the brushless DC motor 5 is increased. Conversely, if the target speed is lower than the average speed of one rotation, the PWM generator 10 sets the PWM ON ratio so that the voltage applied to the brushless DC motor 5 is lowered. If the target voltage matches the average speed of one rotation, the PWM generator 10 sets the ON ratio of PWM so as to maintain the voltage applied to the brushless DC motor 5 .
  • the PWM generation unit 10 outputs a square wave with 120-degree conduction.
  • the PWM generation unit 10 calculates the timing from the position detection timing detected by the position detection unit 6 and the speed calculated by the speed detection unit 7, and switches the conduction of the switching elements 4a to 4f. Since the brushless DC motor 5 is a three-phase motor, the energization period of the energization phases changes every 60 electrical degrees. The energization period of one phase basically repeats 60 degrees off after 120 degrees of energization.
  • the switching elements 4a, 4c, and 4e are energized in order with a shift of 120 degrees.
  • the switching elements 4b, 4d, and 4f are similarly shifted by 120 degrees and energized in order. Furthermore, the switching elements 4a and 4b, the switching elements 4c and 4d, and the switching elements 4e and 4f are energized with a 180 degree shift. As a result, a rotating magnetic field is formed in the brushless DC motor 5 to rotate the rotor 5a.
  • the threshold changing unit 11 and the driving unit 12 receive the PWM waveform signal generated by the PWM generating unit 10 .
  • the threshold changing unit 11 determines whether to switch the voltage that serves as the zero-crossing reference of the induced voltage and whether to perform position detection while the PWM is ON or OFF.
  • the threshold changing unit 11 changes whether the position detection is performed while the PWM is on or the position is detected while the PWM is off, and whether the position detection is performed while the PWM is on.
  • the reference voltage for the zero crossing of the induced voltage is changed depending on whether the position is detected while the PWM is off.
  • a virtual center point may be created from the terminal voltages for three phases, or the DC bus voltage may be acquired and used as that voltage. In this embodiment, it is assumed to be a virtual midpoint.
  • the method of detecting the position of the brushless DC motor 5 from the induced voltage has a simple configuration and can be configured at a lower cost.
  • the reference voltage for position detection while the PWM is off may be determined based on the bus voltage input from the smoothing section 3 to the inverter 4 . Specifically, it is set to a value lower than the voltage of the anode by a predetermined value or higher than the voltage of the cathode by a predetermined value.
  • the predetermined values to be added/subtracted to/from the anode and cathode may be the same value, or may be different values depending on the situation.
  • predetermined values to be added and subtracted to the anode and cathode are set to the same value, management becomes easier. Further, when the predetermined values to be added and subtracted to the anode and the cathode are set to different values, detection can be performed with higher accuracy than when they are equal.
  • the predetermined values to be added and subtracted to the anode and the cathode are fixed at the same value, the larger of the voltage drop when the maximum current flows through the switching elements 4a to 4f of the inverter 4 and the voltage drop of the return current diodes 4g to 4l is adopted. do.
  • the predetermined values to be added/subtracted to the anode and the cathode are equal to each other in order to reduce the cost.
  • the switching elements 4a, 4c, and 4e of the inverter 4 are switching, the reference voltage for detecting the position while the PWM is off is set to a value higher than the cathode by a predetermined value, and the switching elements 4b, 4d, and 4f. is switching, it is set to a value lower than that of the anode by a predetermined value.
  • the threshold changing unit 11 determines whether to detect when the PWM is ON or when the PWM is OFF, depending on the ON time of the PWM. In the present embodiment, the threshold changing unit 11 switches between detection while PWM is on and detection while PWM is off based on 50% of the PWM cycle. By setting it to 50%, it can be realized with a simple configuration.
  • hysteresis is added to the PWM ON time of switching from PWM ON detection to PWM OFF detection and switching from PWM OFF detection to PWM ON detection, so that control can be switched frequently. can reduce complexity due to
  • the threshold changing unit 11 determines the reference voltage of the induced voltage zero crossing and the detection timing, and sends them to the position detecting unit 6 .
  • the drive unit 12 turns on or off (hereinafter referred to as on/off) the switching elements 4a to 4f of the inverter 4 according to the PWM waveform generated by the PWM generation unit 10.
  • the motor drive device 13 includes a rectifier circuit 2, a smoothing section 3, an inverter 4, a position detection section 6, a speed detection section 7, a voltage detection section 8, a PWM generation section 10, and a drive section 12.
  • a motor drive device 13 is connected to the AC power supply 1 and drives the brushless DC motor 5 .
  • the position detection unit 6, the speed detection unit 7, the voltage detection unit 8, the PWM generation unit 10 and the drive unit 12 may be implemented by a processor that executes programs.
  • motor driver 13 may include a processor and memory storing a program.
  • the processor detects the position of the brushless DC motor 5 from the value of the induced voltage of the brushless DC motor 5 and the threshold, generates position information indicating the position of the brushless DC motor 5, and based on the position information
  • the brushless DC motor 5 may be driven by PWM, the threshold may be switched between ON and OFF of the PWM duty, and the position detection timing may be switched between ON and OFF of the PWM duty according to the ON ratio of the PWM duty.
  • any method such as a rotary type or a scroll type is used.
  • a reciprocating type is adopted, and leakage of the refrigerant, which is a compression element, is small, and efficient compression can be performed at low speed.
  • crankshaft (not shown) connected to the rotor 5a of the brushless DC motor 5 converts rotary motion into reciprocating motion.
  • a piston (not shown) connected to the crankshaft reciprocates in a cylinder (not shown) to compress the refrigerant in the cylinder.
  • the compressor 17 Since the compressor 17 is sealed and the atmosphere inside is filled with oil and becomes hot, a sensor cannot be used. Therefore, by switching the position detection while the PWM is on and the position detection while the PWM is off, and switching the threshold value as necessary, the magnetic pole position of the brushless DC motor 5 is accurately detected from the zero crossing of the induced voltage of the brushless DC motor 5. can. Then, it becomes possible to operate while reducing wasteful power consumption.
  • the refrigerant compressed by the compressor 17 constitutes a refrigeration cycle in which it passes through the condenser 19, the pressure reducer 20, and the evaporator 21 in order and returns to the compressor 17 again. At this time, since the condenser 19 releases heat and the evaporator 21 absorbs heat, cooling and heating can be performed.
  • the refrigerator 22 is equipped with a refrigerating cycle composed of a compressor 17, a condenser 19, a decompressor 20, and an evaporator 21. Air cooled by the evaporator 21 is sent to the refrigerator compartment and the freezer compartment to cool the inside of the housing. to cool.
  • the ON ratio of PWM increases. Even in a state where the ON ratio of PWM is increased, stable operation is possible by changing the threshold and changing the timing so that position detection is performed while PWM is ON.
  • FIG. 2 the operation of the threshold changing unit 11 switching between detection during PWM ON and during PWM OFF will be described.
  • the vertical axis is the ON ratio of PWM
  • the horizontal axis is time.
  • a hysteresis of 5% is provided around 50% for the on-ratio of the PWM for switching between detection during the on-state and off-state of the PWM.
  • the transition from the detection while the PWM is off to the detection while the PWM is on is made when the ON ratio of the PWM becomes 55% or more.
  • the detection during the ON state of the PWM and the detection during the OFF state are made when the ON ratio of the PWM becomes 45% or less.
  • the brushless DC motor 5 starts (T100) and the PWM ON ratio gradually increases. Since the ON ratio of PWM is very small at the start, the motor driving device 13 detects the position while the PWM is OFF. When the ON ratio of PWM reaches 55% (T101), the motor driving device 13 switches to perform position detection while PWM is ON. In order to reach the target speed, it is assumed that the target speed is lowered while the ON ratio of PWM is increasing (T102).
  • the PWM ON ratio gradually decreases, and when it reaches 45% (T103), the motor drive device 13 switches to detection during PWM OFF.
  • the ON ratio of PWM becomes constant.
  • the motor drive device 13 detects the position while the PWM is on when the PWM ON time is relatively long (when the ON ratio exceeds 55%), and when the PWM OFF time is relatively long (the ON ratio is greater than 55%). is less than 45%), position detection is performed while the PWM is off.
  • the ON ratio is greater than 55%). is less than 45%
  • position detection is performed while the PWM is off.
  • the position detection section 6 can perform position detection without being affected by the ON time of the PWM that becomes short at low speed. Therefore, the PWM carrier frequency can be freely selected without the need to lower it at a low speed.
  • Detection of the magnetic pole position of the brushless DC motor 5 while the PWM is on is such that the induced voltage appearing in the terminal voltage of the brushless DC motor 5 while the PWM is on coincides with half the value of the bus voltage detected by the voltage detector 8. will be implemented at the appropriate time.
  • the detection of the magnetic pole position of the brushless DC motor 5 while the PWM is off is performed at the timing when the induced voltage appearing in the terminal voltage of the brushless DC motor 5 while the PWM is off matches the value determined by the switching state of the inverter 4. will be implemented.
  • FIG. 3A indicates the ON or OFF state of the switching element 4a
  • the horizontal axis indicates time
  • 3B to 3F respectively show the states of the switching elements 4b to 4f, where the vertical axis indicates the ON or OFF state and the horizontal axis indicates time as in FIG. 3A.
  • the switching element 4d repeats switching on/off according to the PWM on ratio.
  • the position detection unit 6 detects the magnetic pole position of the brushless DC motor 5 while the PWM ON ratio is 45% or less and the PWM is OFF.
  • the switching element 4d is connected to the cathode side of the bus voltage, when the switching is turned off, the current flowing in the brushless DC motor 5 continues to flow, and the return current connected to the anode side of the bus voltage continues to flow. through the diode 4i.
  • the voltage between the terminals of the brushless DC motor 5 connected to the switching element 4d and the return current diode 4i is a value lower than the voltage value of the bus voltage by the voltage drop of the return current diode 4i.
  • the reference voltage between the terminals is a value that is reduced by the voltage drop of the device from the anode side of the bus voltage.
  • a predetermined value is calculated in advance as the voltage drop to simplify the calculation.
  • the voltage drop is about 1/100 of the bus voltage, and even if it is fixed, the accuracy hardly changes.
  • the switching element 4f since the switching element 4f is turned on next, the induced voltage monotonously decreases. In other words, until the induced voltage reaches zero cross, the induced voltage does not appear hidden in the zero-cross reference voltage, and the induced voltage can be detected after the zero cross. As a result, the influence of noise can be suppressed until zero crossing occurs.
  • the next switching element that continues to be on becomes the switching element 4f, and the switching element that repeats on/off becomes the switching element 4a (T201 to T202).
  • the switching element 4a Since the switching element 4a is connected to the anode side of the bus voltage, when the switching element 4a is turned off, the terminal voltage changes to the cathode side of the bus voltage, contrary to the previous (T200 to T201).
  • the switching element 4f since the switching element 4f is connected to the cathode side, voltage is applied to the cathode side while it is ON.
  • the switching elements 4a to 4f are repeatedly turned on and off, if they are connected to the anode side, the reference voltage during PWM off is the cathode side plus a predetermined value. If so, the reference voltage while the PWM is off is obtained by subtracting a predetermined value from the anode side.
  • the reference voltages for position detection during PWM OFF are switching elements 4a and 4d (T200 to T201), switching elements 4c and 4f (T202 to T203), switching elements 4e and switching elements.
  • 4b (T204 to T205) is obtained by subtracting a predetermined value from the anode side.
  • reference voltages for position detection while PWM is off are switching element 4b and switching element 4c (T203 to T204), switching element 4d and switching element 4e (T205 to T206), and switching element 4f.
  • switching element 4a T201-202
  • a predetermined value is added to the cathode side.
  • the switching element 4a stops energizing and the switching element 4c newly starts energizing (T202 to T203).
  • switching elements 4a and 4e (T200 to T201 and T204 to T205) are to be newly energized, they are connected to the anode side of the bus voltage.
  • the induced voltages expected at T205-T206 and T203-T204) monotonously increase.
  • switching elements 4b, 4d, and 4f (T203 to T204, T205 to T206, T201 to T202) are newly energized switching elements, they are connected to the cathode side of the bus voltage. , the induced voltage expected in the previous energization (T202-T203, T204-T205, T200-T201) monotonously decreases.
  • the switching elements 4a to 4f are repeatedly turned on/off for the latter 60 degrees of the 120-degree energization of the rotating magnetic field for rotating the brushless DC motor 5, respectively. Due to the combination of the induced voltage change direction and the reference voltage, the induced voltage that appears while the PWM is off is always hidden by the reference voltage until the zero cross occurs, and the induced voltage appears after the zero cross occurs, reducing the effects of noise. and accurate position detection becomes possible.
  • the motor driving device 13 drives the brushless DC motor 5 in this embodiment.
  • the motor driving device 13 includes a position detection unit 6 that detects the magnetic pole position of the brushless DC motor 5 from the value of the induced voltage of the brushless DC motor 5 and a threshold value, and generates position information indicating the magnetic pole position of the brushless DC motor 5;
  • a PWM generation unit 10 drives the brushless DC motor 5 with PWM based on information, and a threshold change unit 11 switches the threshold of the position detection unit 6 between ON and OFF of the PWM duty. Then, the position detection unit 6 switches the position detection timing during PWM ON or OFF according to the ON ratio of the PWM duty.
  • the position can be detected regardless of the PWM ON time that increases or decreases depending on the PWM carrier frequency. Therefore, it is possible to drive the brushless DC motor by freely selecting a PWM carrier frequency suitable for the purpose of the product, such as reducing the resonance of the housing in which the brushless DC motor operates and the circuit loss of the INV.
  • the load driven by the brushless DC motor 5 is the compressor 17 .
  • the position of the brushless DC motor 5 inside the compressor 17, which cannot use a sensor, can be accurately detected.
  • Refrigerator 22 includes motor drive device 13 that drives compressor 17 as in the present embodiment.
  • the present disclosure provides a motor drive device that generates noise and vibrations by setting a carrier frequency according to the state of an inverter, matching the resonance frequency inherent in a housing driven by a brushless DC motor, and a refrigerator using the same.
  • a motor drive device that generates noise and vibrations by setting a carrier frequency according to the state of an inverter, matching the resonance frequency inherent in a housing driven by a brushless DC motor, and a refrigerator using the same.
  • the present disclosure is applicable to household refrigerators, commercial refrigerators, showcases, and the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

ブラシレスＤＣモータ（５）を駆動するモータ駆動装置（１３）が開示される。モータ駆動装置（１３）は、ブラシレスＤＣモータ（５）の誘起電圧の値と閾値からブラシレスＤＣモータ（５）の位置を検出し、ブラシレスＤＣモータ（５）の位置を示す位置情報を生成する位置検出部（６）と、位置情報に基づいてブラシレスＤＣモータ（５）をＰＷＭで駆動するＰＷＭ生成部（１０）と、位置検出部（６）の閾値をＰＷＭデューティのオン中とオフ中で切り替える閾値変更部（１１）を備える。位置検出部（６）はＰＷＭデューティのオン比率によって位置検出のタイミングをＰＷＭのオン中またはオフ中に切り替える。

Description

モータ駆動装置およびこれを用いた冷蔵庫
　本開示は、ブラシレスＤＣモータを駆動するモータ駆動装置およびこれを用いた冷蔵庫に関するものである。
　特許文献１は、指令されたデューティ比、指令されたモータ回転数、検出されたデューティ比、および検出されたモータ回転数のうちの１パラメータの増減に応じてキャリア周波数を段階的に増減するモータの駆動装置を開示する。このモータ駆動値は、ＰＷＭ方式によりデューティ比を可変に制御した電源電圧を供給するインバータ回路と、ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成回路と、ＰＷＭ信号の特定位相で動作してロータの回転位置を検出する位置検出回路と、ＰＷＭ信号に基づく通電制御信号をインバータ回路に送出するインバータ制御回路とを備える。
特開２０１２－１６５６０３号公報
　本開示は、インバータ制御の状態に依存せず、筐体の共振による騒音や振動、ＩＮＶ回路損失の発熱や省エネなどから自由にキャリア周波数を選択できる駆動装置を提供する。
　本開示の一態様におけるモータ駆動装置は、ブラシレスＤＣモータを駆動する。モータ駆動装置は、ブラシレスＤＣモータの誘起電圧の値と閾値からブラシレスＤＣモータの位置を検出し、ブラシレスＤＣモータの位置を示す位置情報を生成する位置検出部と、位置情報に基づいてブラシレスＤＣモータをＰＷＭで駆動するＰＷＭ生成部と、位置検出部の閾値をＰＷＭデューティのオン中とオフ中で切り替える閾値変更部を備える。そして、位置検出部はＰＷＭデューティのオン比率によって位置検出のタイミングをＰＷＭのオン中またはオフ中に切り替える。
　本開示の一態様におけるモータ駆動装置は、同じオン比率であってもＰＷＭのキャリア周波数により増減するＰＷＭのオン時間によらず位置検出できる。そのため、ブラシレスＤＣモータが運転する筐体の共振やＩＮＶの回路損失低減など製品の目的に合ったＰＷＭのキャリア周波数を自由に選択しブラシレスＤＣモータを駆動することができる。
図１は、実施の形態１におけるモータ駆動装置と冷蔵庫の制御系の構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１におけるＰＷＭ生成部が決定するＰＷＭオン比率のタイミングチャートである。 図３Ａは、実施の形態１におけるスイッチング素子４ａのオン／オフのタイミングチャートである。 図３Ｂは、実施の形態１におけるスイッチング素子４ｂのオン／オフのタイミングチャートである。 図３Ｃは、実施の形態１におけるスイッチング素子４ｃのオン／オフのタイミングチャートである。 図３Ｄは、実施の形態１におけるスイッチング素子４ｄのオン／オフのタイミングチャートである。 図３Ｅは、実施の形態１におけるスイッチング素子４ｅのオン／オフのタイミングチャートである。 図３Ｆは、実施の形態１におけるスイッチング素子４ｆのオン／オフのタイミングチャートである。
　（本開示の基礎となった知見等）
　発明者らが本開示に想到するに至った当時、ブラシレスＤＣモータの速度やＰＷＭのデューティ比によってキャリア周波数を増減させ、安定してブラシレスＤＣモータをセンサレス駆動する技術があった。
　しかしながら、低速での運転を実現するためにはＰＷＭのオン時間を確保する必要があり、キャリア周波数を下げる必要があった。発明者らは、インバータの状態によってキャリア周波数を設定することで、ブラシレスＤＣモータが駆動する筐体が固有で持っている共振周波数と一致し騒音や振動が発生する課題を発見した。発明者らは、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
　そこで、本開示は、ＰＷＭのキャリア周波数により増減するＰＷＭのオン時間によらず位置検出できるモータ駆動装置を提供する。
　以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
　（実施の形態１）
　以下、図１、図２、図３Ａ～図３Ｆを用いて、実施の形態１を説明する。
　［１－１．構成］
　［１－１－１．モータ駆動装置を用いた冷蔵庫の構成］
　図１は、本開示の実施の形態１におけるモータ駆動装置のブロック図である。図１において、交流電源１は一般的な商用電源で、日本においては実効値１００Ｖの５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの電源である。
　整流回路２は、交流電源１を入力として交流電力を直流電力に整流するものであり、ブリッジ接続された４個の整流ダイオード２ａ～２ｄで構成される。
　平滑部３は整流回路２の出力側に接続され、整流回路２の出力を平滑する。本実施の形態においては平滑コンデンサやリアクタによって構成されるが、本実施の形態においては回路構成の単純化のため、平滑コンデンサのみで構成している。
　なお、リアクタを用いる場合は、交流電源１とコンデンサの間に挿入すればよく、整流ダイオード２ａ～２ｄの前後どちらでも構わない。
　インバータ４は、平滑部３からの直流電力を交流電力に変換する。インバータ４は、６個のスイッチング素子４ａ～４ｆを３相ブリッジ接続して構成される。また、６個の還流電流用ダイオード４ｇ～４ｌは、各スイッチング素子４ａ～４ｆに、逆方向に接続される。
　ブラシレスＤＣモータ５は、永久磁石を有する回転子５ａと、３相巻線を有する固定子５ｂとから構成される。ブラシレスＤＣモータ５は、インバータ４により作られた３相交流電流が固定子５ｂの３相巻線に流れることにより、回転子５ａを回転させる。また、ブラシレスＤＣモータ５の極数は要求される特性に応じて決定されるが、本実施の形態では４極とする。
　位置検出部６は、固定子５ｂの３相巻線に発生する誘起電圧から回転子５ａの磁極位置を検出する。本実施の形態においてはブラシレスＤＣモータ５の端子電圧を取得し、ブラシレスＤＣモータ５の回転子５ａの磁極相対位置を検出する。具体的には、位置検出部６は、固定子５ｂの３相巻線に発生する誘起電圧と基準となる電圧を閾値として比較しゼロクロスを検出し、回転子５ａの相対的な回転位置を検出している。
　速度検出部７は、位置検出部６が検出する位置情報からブラシレスＤＣモータ５の現在の駆動速度と過去一回転の平均速度を計算する。本実施の形態では、誘起電圧のゼロクロス検出からの時間を測定し、この時間から現在の速度の計算を行う。また、誘起電圧ゼロクロスの間隔を区間経過時間として検出し、区間経過時間の過去一回転部の和を算出し、結果から一回転の平均速度を算出する。計算タイミングは、位置検出部６が誘起電圧のゼロクロスを検出するたびに行う。
　電圧検出部８は平滑部３からインバータ４へ入力される直流の母線電圧の値を検出する。一般的に、母線電圧はマイコンなどの電圧を検出する素子の耐電圧より高い電圧であるため、耐電圧以下になるよう抵抗で母線電圧を分圧し、取得する。取得した電圧値を比例で計算し元の電圧を取得する。母線電圧を抵抗で分圧して取得する方法は構成が単純でコストが安価である。本実施の形態においても、母線電圧を抵抗で分圧して取得するものとする。取得した電圧値は、ＰＷＭ生成部１０と位置検出部６へと出力される。
　ＰＷＭ生成部１０は、位置検出部６で誘起電圧のゼロクロスを検出するたびに速度検出部７で検出された一回転の平均速度と外部から入力される目標速度を比較し、ブラシレスＤＣモータ５の速度を制御する。具体的には、ＰＷＭ生成部１０は、目標速度のほうが一回転の平均速度より高ければ、ブラシレスＤＣモータ５への印加電圧を上げるようＰＷＭのオン比率を設定する。ＰＷＭ生成部１０は、逆に、目標速度が一回転の平均速度より低ければ、ブラシレスＤＣモータ５に印加する電圧を下げるようＰＷＭのオン比率を設定する。ＰＷＭ生成部１０は、目標電圧が一回転の平均速度に一致していれば、ブラシレスＤＣモータ５に印加する電圧を維持するようＰＷＭのオン比率を設定する。
　また、ＰＷＭ生成部１０は、１２０度通電の矩形波を出力する。ＰＷＭ生成部１０は、位置検出部６で検出された位置検出のタイミングと速度検出部７で計算した速度からタイミングを計算し、スイッチング素子４ａ～４ｆの導通を切り換える。ブラシレスＤＣモータ５は３相モータであるので、通電相の通電期間は電気角で６０度ごとに組合せが変わる。一つの相の通電期間は基本的に１２０度通電後、６０度オフを繰り返す。
　スイッチング素子４ａ、４ｃ、４ｅはそれぞれ１２０度ずつずれて、順番に通電する。スイッチング素子４ｂ、４ｄ、４ｆも同様に１２０度ずつずれ、順番に通電する。更にスイッチング素子４ａとスイッチング素子４ｂ、スイッチング素子４ｃとスイッチング素子４ｄ、スイッチング素子４ｅとスイッチング素子４ｆは１８０度ずれて通電する。これによってブラシレスＤＣモータ５内に回転磁界が形成され回転子５ａが回転する。
　そして、ＰＷＭ生成部１０の生成したＰＷＭ波形の信号を、閾値変更部１１とドライブ部１２が受け取る。
　閾値変更部１１は、受け取ったＰＷＭ波形をもとに、誘起電圧のゼロクロスの基準となる電圧の切り替えと、ＰＷＭのオン中とオフ中のどちらで位置検出を行うかを決定する。
　閾値変更部１１は、ＰＷＭ生成部１０から受け取ったＰＷＭの信号によって、ＰＷＭのオン中に位置検出するか、ＰＭＷのオフ中に位置検出するかを変更し、ＰＷＭのオン中に位置検出するかＰＷＭのオフ中に位置検出するかによって誘起電圧のゼロクロスの基準となる電圧を変更する。ＰＷＭのオン中の位置検出の基準電圧は、３相分の端子電圧から仮想中点を作っても良いし、直流母線電圧を取得しその電圧としても良い。本実施の形態では仮想中点とする。ブラシレスＤＣモータ５の位置を誘起電圧から検出する方式は構成が簡単でより安価に構成することが可能となる。
　ＰＷＭのオフ中の位置検出の基準電圧は、平滑部３からインバータ４に入力される母線電圧に基づいて決定されてもよい。具体的には、陽極の電圧から所定値低い値、もしくは陰極の電圧より所定値高い値とする。それぞれ陽極と陰極に加減算する所定値は等しい値でもよいし、状況に応じて異なる値としてもよい。
　陽極と陰極に加減算する所定値が等しい値とした場合、管理が容易となる。また陽極と陰極に加減算する所定値が異なる値とした場合は等しい場合より精度良く検出できる。陽極と陰極に加減算する所定値が等しい値で固定する場合、最大電流がインバータ４のスイッチング素子４ａ～４ｆに流れた際の電圧降下と還流電流用ダイオード４ｇ～４ｌの電圧降下の大きい方を採用する。
　本実施の形態では、より安価に構成するために陽極と陰極に加減算する所定値は等しい値とする。ＰＷＭのオフ中に位置検出をする際の基準電圧は、インバータ４のスイッチング素子の４ａ、４ｃ、４ｅがスイッチングを行っている場合は、陰極より所定値高い値とし、スイッチング素子４ｂ、４ｄ、４ｆがスイッチングを行っている場合は陽極より所定値低い値とする。
　閾値変更部１１は、ＰＷＭのオン中とＰＷＭのオフ中のどちらで検出するかをＰＷＭのオン時間によって決定する。本実施の形態では、閾値変更部１１は、ＰＷＭ周期の５０％を基準にＰＷＭのオン中に検出するか、ＰＷＭのオフ中に検出するかを切り替える。５０％とすることで、単純な構成で実現することができる。
　また、ＰＷＭのオン中からＰＷＭのオフ中の検出への切り替えと、ＰＷＭのオフ中からＰＷＭのオン中の検出への切り替えのＰＷＭのオン時間にはヒステリシスを持たせ、制御の高頻度の切り替わりによる複雑さを低減することができる。
　このように、閾値変更部１１は誘起電圧ゼロクロスの基準となる電圧と検出のタイミングを決定し、位置検出部６へと送る。
　ドライブ部１２は、ＰＷＭ生成部１０が生成したＰＷＭ波形によって、インバータ４のスイッチング素子４ａ～４ｆのオンまたはオフ（以下、オン／オフとし記す）する。
　モータ駆動装置１３は、整流回路２、平滑部３、インバータ４、位置検出部６、速度検出部７、電圧検出部８、ＰＷＭ生成部１０、ドライブ部１２を含む。モータ駆動装置１３は、交流電源１に接続し、ブラシレスＤＣモータ５を駆動する。位置検出部６、速度検出部７、電圧検出部８、ＰＷＭ生成部１０およびドライブ部１２は、プログラムを実行するプロセッサにより実現されてもよい。例えば、モータ駆動装置１３は、プロセッサと、プログラムを保存したメモリを備えてもよい。プロセッサは、プログラムを実行したとき、ブラシレスＤＣモータ５の誘起電圧の値と閾値からブラシレスＤＣモータ５の位置を検出してブラシレスＤＣモータ５の位置を示す位置情報を生成し、位置情報に基づいてブラシレスＤＣモータ５をＰＷＭで駆動し、閾値をＰＷＭデューティのオン中とオフ中で切り替え、ＰＷＭデューティのオン比率によって位置検出のタイミングをＰＷＭのオン中またはオフ中に切り替えてもよい。
　圧縮機１７の圧縮方式（機構方式）は、ロータリー型やスクロール型など、任意の方式が用いられる。本実施の形態においては、レシプロ型を採用しており、圧縮要素である冷媒の漏れが少なく低速では効率よく圧縮することができる。
　圧縮機１７は、レシプロ型であるため、ブラシレスＤＣモータ５の回転子５ａに接続されたクランクシャフト（図示せず）により、回転運動は往復運動に変換される。そして、クランクシャフトに接続されたピストン（図示せず）は、シリンダ（図示せず）内を往復することとなり、シリンダ内の冷媒を圧縮する。
　圧縮機１７は密閉され内部の雰囲気はオイルが充満し高温になるため、センサを用いることができない。そのため、ＰＷＭのオン中の位置検出とオフ中の位置検出を切り替え、閾値を必要に応じて切り替えることで、ブラシレスＤＣモータ５の誘起電圧のゼロクロスから、ブラシレスＤＣモータ５の磁極位置を精度よく検出できる。そして、無駄な消費電力を低減して運転することが可能となる。
　圧縮機１７で圧縮された冷媒は、凝縮器１９、減圧器２０、蒸発器２１を順に通って、再び圧縮機１７に戻る冷凍サイクルを構成する。この時、凝縮器１９では放熱を、蒸発器２１では吸熱を行うので、冷却や加熱を行うことができる。
　冷蔵庫２２は、圧縮機１７、凝縮器１９、減圧器２０、蒸発器２１で構成された冷凍サイクルを搭載し、蒸発器２１で冷却された空気を冷蔵室や冷凍室に送ることで筐体内部を冷却する。
　冷蔵庫２２は、内部に保存する食品が十分に冷やされると、冷蔵庫２２の外部から侵入する熱の量だけ冷やせばよくなるため、必要な冷凍能力が小さくなる。冷凍能力を小さくするために、外部から指令される目標速度が低下する。その結果、ブラシレスＤＣモータ５に必要な印加電圧が低下し、ＰＷＭのオン比率が低下する。ＰＷＭオン比率が低下した状態で、ＰＷＭのオフ中に位置検出を行うことで安定して運転が可能となる。
　また、冷蔵庫２２の内部に食品が新たに投入されるなどにより冷凍能力が必要となった際はＰＷＭのオン比率が上昇する。ＰＷＭのオン比率が上昇した状態であっても、ＰＷＭのオン中に位置検出を行うよう閾値を変更しタイミングを変更することで、安定した運転が可能となる。
　このように位置検出のＰＷＭのオン中とオフ中を切り替え、誘起電圧ゼロクロスの閾値を変更することで、冷蔵庫が十分に冷えた状態から温かい食品が投入され冷凍能力が必要となる場合であっても安定して冷やし続けることができる。つまり、冷蔵庫の状態に応じて最適な冷やし方が可能となる。
　［１－２．動作］
　以上のように構成されたモータ駆動装置１３について、その動作を以下説明する。
　［１－２－１．ＰＷＭオン中とオフ中の検出の切り替え動作］
　図２に基づいて、閾値変更部１１がＰＷＭオン中とオフ中の検出を切り替える動作を説明する。図２において、縦軸をＰＷＭのオン比率、横軸を時間とする。ＰＷＭのオン中とオフ中の検出を切り替えるＰＷＭのオン比率は５０％を中心に５％のヒステリシスを設ける。ＰＷＭのオフ中の検出からオン中の検出はＰＷＭのオン比率が５５％以上となった時とする。そして、ＰＷＭのオン中の検出からオフ中の検出はＰＷＭのオン比率が４５％以下となった時とする。
　ブラシレスＤＣモータ５が起動し（Ｔ１００）徐々にＰＷＭのオン比率が上昇していく。起動時はＰＷＭのオン比率が非常に小さいためモータ駆動装置１３はＰＷＭのオフ中に位置検出を行う。ＰＷＭのオン比率が５５％となった時（Ｔ１０１）、モータ駆動装置１３はＰＷＭのオン中に位置検出を行うよう切り替える。そして目標速度へ到達するために、ＰＷＭのオン比率が上昇していく途中で目標速度が下げられたとする（Ｔ１０２）。
　その結果、ＰＷＭのオン比率が徐々に減少していき、４５％となった時（Ｔ１０３）、モータ駆動装置１３はＰＷＭオフ中の検出へと切り替える。そしてブラシレスＤＣモータ５の１回転の平均速度が目標速度に到達することで（Ｔ１０４）、ＰＷＭのオン比率が一定となる。
　このようにモータ駆動装置１３はＰＷＭのオン時間が比較的長いとき（オン比率が５５％を超えるとき）はＰＷＭのオン中に位置検出を行い、ＰＷＭのオフ時間が比較的長いとき（オン比率が４５％未満のとき）はＰＷＭのオフ中に位置検出を行うこととなる。ＰＷＭのオンの状態が長くなることで、ＰＷＭのオン中に端子電圧に発生するリンギング状のノイズが減衰し安定した電圧を検出することができる。
　同様にＰＷＭのオフ状態が長くなることでＰＷＭオフ中に端子電圧に発生するリンギング状のノイズが減衰し安定した電圧を検出することができる。安定した電圧を検出することができるので、位置検出部６は低速で短くなるＰＷＭのオン時間の影響を受けることなく位置検出を行うことができる。よってＰＷＭのキャリア周波数を低速で下げる必要がなく自由に選択することができる。
　ＰＷＭのオン中でのブラシレスＤＣモータ５の磁極位置の検出は、ＰＷＭのオン中のブラシレスＤＣモータ５の端子電圧に現れる誘起電圧が電圧検出部８で検出される母線電圧の半分の値に一致したタイミングに実施される。ＰＷＭのオフ中でのブラシレスＤＣモータ５の磁極位置の検出は、ＰＷＭのオフ中のブラシレスＤＣモータ５の端子電圧にあらわれる誘起電圧が、インバータ４のスイッチングの状態によって決定される値に一致したタイミングに実施される。
　ただし、ＰＷＭのオン比率が４５％～５５％の場合は、位置検出のタイミングは現在の状態が継続される。これにより、制御の頻繁な切り替えを抑制することができる。
　［１－２－２．ＰＷＭのオフ中の位置検出の基準電圧の決定］
　図３Ａ～図３Ｆを用いて、閾値変更部１１がＰＷＭのオフ中の位置検出の基準電圧を決定する動作を説明する。図３Ａの縦軸はスイッチング素子４ａのオンまたはオフの状態を示し、横軸は時間を示している。図３Ｂ～図３Ｆはそれぞれ、スイッチング素子４ｂ～４ｆの状態を示し、図３Ａと同様に縦軸はオンまたはオフの状態、横軸は時間を示している。
　スイッチング素子４ａがオンを継続している間（Ｔ２００～Ｔ２０１）、スイッチング素子４ｄはＰＷＭのオン比率に従いスイッチングのオン／オフを繰り返している。この時、ＰＷＭオン比率が４５％以下でＰＷＭのオフ中にブラシレスＤＣモータ５の磁極位置の検出を位置検出部６が行っているとする。
　ここでスイッチング素子４ｄは母線電圧の陰極側に接続されているため、スイッチングをオフした際に、ブラシレスＤＣモータ５に流れていた電流は流れ続け、母線電圧の陽極側に接続された還流電流用ダイオード４ｉを流れる。スイッチング素子４ｄと還流電流用ダイオード４ｉとにそれぞれ接続されたブラシレスＤＣモータ５の端子間の電圧は、還流電流用ダイオード４ｉの電圧降下分だけ母線電圧の電圧値から低下した値となる。
　一方、スイッチング素子４ａはオンした状態が保たれているため、スイッチング素子４ａと接続するブラシレスＤＣモータ５の端子の電圧値はスイッチング素子４ａの電圧降下分だけ母線電圧の値から減少した値となる。
　スイッチング素子４ｃとスイッチング素子４ｆに接続されるブラシレスＤＣモータ５の端子間に誘起電圧が現れる。この端子間電圧の基準は母線電圧の陽極側から素子の電圧降下分だけ減少した値となる。本実施の形態ではあらかじめ所定の値を電圧降下分として計算しておき、簡略化する。電圧降下分は母線電圧に対して１／１００程度あり、固定としても精度はほとんど変わらない。
　また、次にスイッチング素子がオンとなるのはスイッチング素子４ｆであるため、誘起電圧は単調に減少する。つまり、誘起電圧がゼロクロスとなるまでは、誘起電圧がゼロクロスの基準となる電圧に隠れ現れず、ゼロクロス以降に誘起電圧を検出することができる。これにより、ゼロクロス発生まではノイズの影響を抑制することができる。
　次にオンを継続するスイッチング素子はスイッチング素子４ｆとなりオン／オフを繰り返すスイッチング素子はスイッチング素子４ａとなる（Ｔ２０１～Ｔ２０２）。
　スイッチング素子４ａは母線電圧の陽極側に接続されているため、スイッチング素子４ａがオフした際は、先ほど（Ｔ２００～Ｔ２０１）とは反対に、端子電圧は母線電圧の陰極側に変化する。
　同様にスイッチング素子４ｆは陰極側に接続されているため、オンしている間は陰極側に電圧が張り付く状態となる。つまりスイッチング素子４ａ～４ｆがオン／オフを繰り返す際に、陽極側に接続されている場合は、ＰＷＭのオフ中の基準電圧は陰極側に所定値を加算したものとなり、陰極側に接続されている場合は、ＰＷＭのオフ中の基準電圧は陽極側から所定値を減算したものとなる。
　図３Ａ～図３ＦにおいてＰＷＭのオフ中の位置検出の基準電圧は、スイッチング素子４ａとスイッチング素子４ｄ（Ｔ２００～Ｔ２０１）、スイッチング素子４ｃとスイッチング素子４ｆ（Ｔ２０２～Ｔ２０３）、スイッチング素子４ｅとスイッチング素子４ｂ（Ｔ２０４～Ｔ２０５）では、陽極側から所定値を減算したものとなる。
　そして、図３Ａ～図３ＦにおいてＰＷＭのオフ中の位置検出の基準電圧は、スイッチング素子４ｂとスイッチング素子４ｃ（Ｔ２０３～Ｔ２０４）、スイッチング素子４ｄとスイッチング素子４ｅ（Ｔ２０５～Ｔ２０６）、スイッチング素子４ｆとスイッチング素子４ａ（Ｔ２０１～２０２）では、陰極側に所定値を加算したものとなる。
　また、スイッチング素子４ａとスイッチング素子４ｆ（Ｔ２０１～Ｔ２０２）の次に通電するスイッチング素子の組合せは、スイッチング素子４ａが通電を停止し、スイッチング素子４ｃがあらたに通電を開始する（Ｔ２０２～Ｔ２０３）。
　新たに開始するスイッチング素子が母線電圧の陽極側に接続しているため、スイッチング素子４ａとスイッチング素子４ｆの組合せ中（Ｔ２０１～Ｔ２０２）に期待される誘起電圧（スイッチング素子４ｃとスイッチング素子４ｄと接続するブラシレスＤＣモータ５の端子電圧）は単調に増加する。
　これと同様に、新たに通電を開始するスイッチング素子が、スイッチング素子４ａとスイッチング素子４ｅ（Ｔ２００～Ｔ２０１とＴ２０４～Ｔ２０５）の場合、母線電圧の陽極側に接続されているため、直前の通電（Ｔ２０５～Ｔ２０６とＴ２０３～Ｔ２０４）で期待される誘起電圧は単調に増加する。
　一方、新たに通電を開始するスイッチング素子が、スイッチング素子４ｂ、スイッチング素子４ｄ、スイッチング素子４ｆ（Ｔ２０３～Ｔ２０４、Ｔ２０５～Ｔ２０６、Ｔ２０１～Ｔ２０２）の場合、母線電圧の陰極側に接続されているため、直前の通電（Ｔ２０２～Ｔ２０３、Ｔ２０４～Ｔ２０５、Ｔ２００～Ｔ２０１）で期待される誘起電圧は単調に減少する。
　本実施の形態ではブラシレスＤＣモータ５を回転させるための回転磁界の１２０度のそれぞれの通電のうち後半の６０度に対し、スイッチング素子４ａ～４ｆをそれぞれオン／オフを繰り返すようしている。これにより、誘起電圧の変化の方向と基準電圧の組合せから、ＰＷＭのオフ中に現れる誘起電圧は、常にゼロクロス発生まで基準電圧で隠され、ゼロクロス発生後に誘起電圧が現れるため、ノイズの影響を低減し正確な位置検出が可能となる。
　［１－３．効果等］
　以上のように、本実施の形態において、モータ駆動装置１３は、ブラシレスＤＣモータ５を駆動する。モータ駆動装置１３は、ブラシレスＤＣモータ５の誘起電圧の値と閾値からブラシレスＤＣモータ５の磁極位置を検出し、ブラシレスＤＣモータ５の磁極位置を示す位置情報を生成する位置検出部６と、位置情報に基づいてブラシレスＤＣモータ５をＰＷＭで駆動するＰＷＭ生成部１０と、位置検出部６の閾値をＰＷＭデューティのオン中とオフ中で切り替える閾値変更部１１を備える。そして、位置検出部６はＰＷＭデューティのオン比率によって位置検出のタイミングをＰＷＭのオン中またはオフ中に切り替える。
　これにより、同じオン比率であってもＰＷＭのキャリア周波数により増減するＰＷＭのオン時間によらず位置検出できる。そのため、ブラシレスＤＣモータが運転する筐体の共振やＩＮＶの回路損失低減など製品の目的に合ったＰＷＭのキャリア周波数を自由に選択しブラシレスＤＣモータを駆動することができる。
　本実施の形態のように、ブラシレスＤＣモータ５が駆動する負荷が圧縮機１７である。これにより、センサを用いることのできない圧縮機１７の内部のブラシレスＤＣモータ５であっても精度よく位置検出することができる。
　そのため、圧縮機の運転に、無駄な消費電力を低減できる。また、広い負荷範囲で安定して運転ができる。
　本実施の形態のように、冷蔵庫２２は圧縮機１７を駆動するモータ駆動装置１３を備える。
　これにより、冷蔵庫２２が十分に冷えた状態であっても、庫内に温かい食品が投入されても安定した運転ができる。そのため、冷蔵庫の食品の状態に応じて最適な冷やし方が可能となる。
　本開示は、インバータの状態によってキャリア周波数を設定することで、ブラシレスＤＣモータが駆動する筐体が固有で持っている共振周波数と一致し騒音や振動が発生するモータ駆動装置およびこれを用いた冷蔵庫に適用可能である。具体的には、家庭用冷蔵庫や業務用冷蔵庫、ショーケースなどに、本開示は適用可能である。
　１　交流電源
　２　整流回路
　２ａ～２ｄ　整流ダイオード
　３　平滑部
　４　インバータ
　４ａ～４ｆ　スイッチング素子
　４ｇ～４ｌ　還流電流用ダイオード
　５　ブラシレスＤＣモータ
　５ａ　回転子
　５ｂ　固定子
　６　位置検出部
　７　速度検出部
　８　電圧検出部
　１０　ＰＷＭ生成部
　１１　閾値変更部
　１２　ドライブ部
　１３　モータ駆動装置
　１７　圧縮機
　１９　凝縮器
　２０　減圧器
　２１　蒸発器
　２２　冷蔵庫

Claims (3)

  1. 　ブラシレスＤＣモータを駆動するモータ駆動装置であって、
    　前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧の値と閾値から前記ブラシレスＤＣモータの位置を検出し、前記ブラシレスＤＣモータの位置を示す位置情報を生成する位置検出部と、
    　前記位置情報に基づいて前記ブラシレスＤＣモータをＰＷＭで駆動するＰＷＭ生成部と、
    　前記位置検出部の前記閾値をＰＷＭデューティのオン中とオフ中で切り替える閾値変更部を備え、
    　前記位置検出部はＰＷＭデューティのオン比率によって位置検出のタイミングをＰＷＭのオン中またはオフ中に切り替えるモータ駆動装置。
  2. 　前記ブラシレスＤＣモータが駆動する負荷が圧縮機である請求項１に記載のモータ駆動装置。
  3. 　請求項２に記載のモータ駆動装置を備えた冷蔵庫。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230081532A1 (en) * 2021-09-13 2023-03-16 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Method for Ascertaining, without an Encoder, a Rotational Angle Position of a Rotor of a Brushless DC Motor, and Hand-Held Tool

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11146685A (ja) * 1997-11-10 1999-05-28 Mitsubishi Electric Corp Ｄｃブラシレスモータの制御装置
JP2002359991A (ja) * 2001-03-29 2002-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd ブラシレスモータの制御方法及び制御装置
JP2017221002A (ja) * 2016-06-06 2017-12-14 ローム株式会社 モータ制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11146685A (ja) * 1997-11-10 1999-05-28 Mitsubishi Electric Corp Ｄｃブラシレスモータの制御装置
JP2002359991A (ja) * 2001-03-29 2002-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd ブラシレスモータの制御方法及び制御装置
JP2017221002A (ja) * 2016-06-06 2017-12-14 ローム株式会社 モータ制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230081532A1 (en) * 2021-09-13 2023-03-16 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Method for Ascertaining, without an Encoder, a Rotational Angle Position of a Rotor of a Brushless DC Motor, and Hand-Held Tool
US12040735B2 (en) * 2021-09-13 2024-07-16 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Method for ascertaining, without an encoder, a rotational angle position of a rotor of a brushless DC motor, and hand-held tool

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