(19) lE|2iiE4$‘i‘Ff'T‘ (J P) wfifififififiw (1l)4$%'4‘t|iE’i§l5fi§%
`4%Fa'fi2003 — 348885
`
`(5l)Int.Cl.7
`
`$503643
`
`H02P 6/18
`
`F24F 11/02
`
`HOZP 21/00
`
`102
`
`( P2003 — 348885/)1)
`
`(43)’z§Efi El
`
`31521533125 5 El (2003. 12. 5)
`
`F 1
`
`F24F 11/02
`
`HO2P
`
`8/02
`
`f—7:1—]~' ($25)
`
`102):
`
`3L060
`
`3711‘
`
`5H560
`
`5/403
`
`C
`
`5H576
`
`Efifisk ikfisk %:REa3§t11 o L (3 8 H)
`
`(21)tHE§%
`
`#3E2002—149449( 12002-149449)
`
`(71) EHEJK 000001339
`
`Eifiaiamfifia.’-3%
`
`(22) Him El
`
`325331493 5 H 23 El (2002. 5. 23)
`
`j<IE15r% I:1HiR’IE2i=fi 2 TE 5 3 5 +3‘
`
`(71) Hifik 300034395
`
`:¥$§m§fi1$it-%$:t
`
`1fi7kL%E$IJFfid<H NI 1 $419
`
`(72)%|;fi% EH1: §:
`
`i/fi7l<L%E$IJFfij:JEJ W1 1 £39 Eififififiefifi
`
`HEiC‘%.'?.'|:l3'fl
`
`(74) +534 100091323
`
`5“I‘-fli
`
`1931 E2
`
`(541 %)
`
`EH-E(:fi<
`
`(54) Efiafimfifial
`
`7‘Jc&\mEflfiImwE—-fivaafliilfljiialixcvtfilalflfifi
`
`(57)【要約】
`【課題】 ホールＩＣなどのセンサを設けることなく、
`始動時の永久磁石型同期モータの動作状態、ひいては、
`当該永久磁石型同期モータにより駆動される被駆動対の
`動作状態を把握する。
`【解決手段】 ブラシレスＤＣモータに発生している誘
`起電圧を検出し（ステップＳ２）、検出した誘起電圧に
`基づいてブラシレスＤＣモータ３０Ａ、３０Ｂの動作状
`態を検出する（ステップＳ３、Ｓ５）。
`
`−1−
`
`ZHONGSHAN BROAD OCEAN
`
`MOTOR CO., LTD.
`Exhibit 1003
`
`

`
`1
`
`【特許請求の範囲】
`【請求項１】 正弦波駆動方式の永久磁石型同期モータ
`をベクトル制御する永久磁石型同期モータの制御方法に
`おいて、
`前記永久磁石型同期モータに発生している誘起電圧を検
`出する誘起電圧検出過程と、
`検出した前記誘起電圧に基づいて前記永久磁石型同期モ
`ータの動作状態を検出する動作状態検出過程と、
`を備えたことを特徴とする永久磁石型同期モータの制御
`方法。
`【請求項２】 請求項１記載の永久磁石型同期モータの
`制御方法において、
`前記動作状態検出過程において前記永久磁石型同期モー
`タが停止あるいは停止していると見倣される状態にある
`場合に、当該永久磁石型同期モータを始動すべく始動処
`理を行う始動処理過程を備えたことを特徴とする永久磁
`石型同期モータの制御方法。
`【請求項３】 請求項２記載の永久磁石型同期モータの
`制御方法において、
`前記動作状態検出過程は、前記永久磁石型同期モータの
`回転数を検出する回転数検出過程を備え、
`前記永久磁石型同期モータが停止あるいは停止している
`と見倣される状態にある場合とは、検出した前記回転数
`が所定回転数未満である場合であることを特徴とする永
`久磁石型同期モータの制御方法。
`【請求項４】 請求項１記載の永久磁石型同期モータの
`制御方法において、
`前記動作状態検出過程は、前記永久磁石型同期モータの
`回転数を検出する回転数検出過程を備え、
`検出された前記回転数が所定回転数以上である場合に、
`前記永久磁石型同期モータの回転を停止させる停止処理
`過程と、
`前記停止処理過程において、回転が停止された前記永久
`磁石型同期モータを始動すべく始動処理を行う始動処理
`過程と、
`を備えたことを特徴とする永久磁石型同期モータの制御
`方法。
`【請求項５】 請求項２または請求項４記載の永久磁石
`型同期モータの制御方法において、
`前記始動処理過程は、前記ロータを正回転方向に回転さ
`せるための正トルクを得られる確率が高い所定角度範囲
`に移行させる初期位置移行過程と、
`前記ロータの位置が前記所定角度範囲内にあると見倣さ
`れる状態となった場合に、前記ロータを前記正回転方向
`に駆動させるための駆動制御を行う初期駆動制御過程
`と、
`を備えたことを特徴とする永久磁石型同期モータの制御
`方法。
`【請求項６】 正弦波駆動方式の永久磁石型同期モータ
`をベクトル制御する永久磁石型同期モータの制御装置に
`
`(2)
`
`特開２００３−３４８８８５
`2
`
`おいて、
`前記永久磁石型同期モータに発生している誘起電圧を検
`出する誘起電圧検出部と、
`検出した前記誘起電圧に基づいて前記永久磁石型同期モ
`ータの動作状態を検出する動作状態検出部と、
`を備えたことを特徴とする永久磁石型同期モータの制御
`装置。
`【請求項７】 請求項６記載の永久磁石型同期モータの
`制御装置において、
`前記動作状態検出部が前記永久磁石型同期モータが停止
`あるいは停止していると見倣される状態にあると検出し
`た場合に、当該永久磁石型同期モータを始動すべく始動
`処理を行う始動処理部を備えたことを特徴とする永久磁
`石型同期モータの制御装置。
`【請求項８】 請求項７記載の永久磁石型同期モータの
`制御装置において、
`前記動作状態検出部は、前記永久磁石型同期モータの回
`転数を検出する回転数検出部を備え、
`前記永久磁石型同期モータが停止あるいは停止している
`と見倣される状態にある場合とは、検出した前記回転数
`が所定回転数未満である場合とすることを特徴とする永
`久磁石型同期モータの制御装置。
`【請求項９】 請求項６記載の永久磁石型同期モータの
`制御装置において、
`前記動作状態検出部は、前記永久磁石型同期モータの回
`転数を検出する回転数検出部を備え、
`前記制御装置は、検出された前記回転数が所定回転数以
`上である場合に、前記永久磁石型同期モータの回転を停
`止させる停止処理部と、
`前記停止処理部により回転が停止された前記永久磁石型
`同期モータを始動すべく始動処理を行う始動処理部と、
`を備えたことを特徴とする永久磁石型同期モータの制御
`装置。
`【請求項１０】 請求項７または請求項９記載の永久磁
`石型同期モータの制御装置において、
`前記始動処理部は、前記ロータを正回転方向に回転させ
`るための正トルクを得られる確率が高い所定角度範囲に
`移行させる初期位置移行部と、
`前記ロータの位置が前記所定角度範囲内にあると見倣さ
`れる状態となった場合に、前記ロータを前記正回転方向
`に駆動させるための駆動制御を行う初期駆動制御部と、
`を備えたことを特徴とする永久磁石型同期モータの制御
`装置。
`【請求項１１】 室内機および室外機を有する空気調和
`装置において、
`前記室内機あるいは前記室外機のうち少なくともいずれ
`か一方に設けられたファンを駆動する永久磁石型同期モ
`ータと、
`前記永久磁石型同期モータに発生している誘起電圧を検
`出する誘起電圧検出部と、
`
`10
`
`20
`
`30
`
`40
`
`50
`
`−2−
`
`

`
`3
`検出した前記誘起電圧に基づいて前記ファンの動作状態
`を検出する動作状態検出部と、
`を備えたことを特徴とする空気調和装置。
`【発明の詳細な説明】
`【０００１】
`【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石型同期モ
`ータの制御方法、制御装置および空気調和装置に係り、
`特に正弦波駆動方式の永久磁石型同期モータを制御する
`ための技術に関する。
`【０００２】
`【従来の技術】永久磁石型同期モータであるブラシレス
`ＤＣモータは、固定子巻線と永久磁石の回転子（ロー
`タ）とを有しており、インバータ等を用いてその駆動が
`制御される。
`【０００３】このような従来のブラシレスＤＣモータを
`ロータの回転速度検出および位置検出用のセンサ無し
`（センサレス）で正弦波駆動方式により駆動し、熱交換
`に用いるファンを駆動する場合に、３相ＰＷＭインバー
`タからブラシレスＤＣモータへ供給される三相交流電流
`の一部を、ロータの回転座標系に変換して磁束電流Ｉｄ
`とトルク電流Ｉｑとし、これらの電流からロータの位置
`及び回転速度（回転数）を推定し、これらの推定値に基
`づきファンの駆動制御を行うものが知られている。
`【０００４】
`【発明が解決しようとする課題】しかし、ロータの位置
`及び回転速度（回転数）を推定し、これらの推定値に基
`づきファンの駆動制御を行う場合には、ブラシレスＤＣ
`モータがある程度の速度で動作するまで、ファンの動作
`状態を把握することはできないという不具合がある。す
`なわち、始動時にはファンの動作状態を把握することは
`できず、駆動制御を行ったにもかかわらず、ファンが動
`作しないか、あるいは、ファンが逆転してしまうという
`問題点があった。
`【０００５】そこで、本発明の目的は、ホールＩＣなど
`のセンサを設けることなく、始動時の永久磁石型同期モ
`ータの動作状態を把握でき、ロータが逆回転することの
`ない、ひいては始動時のファンの動作状態を把握でき、
`ファンが逆回転することのない永久磁石型同期モータの
`制御方法、制御装置および空気調和装置を提供すること
`にある。
`【０００６】
`【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
`め、正弦波駆動方式の永久磁石型同期モータをベクトル
`制御する永久磁石型同期モータの制御方法は、前記永久
`磁石型同期モータに発生している誘起電圧を検出する誘
`起電圧検出過程と、検出した前記誘起電圧に基づいて前
`記永久磁石型同期モータの動作状態を検出する動作状態
`検出過程と、を備えたことを特徴としている。
`【０００７】この場合において、前記動作状態検出過程
`において前記永久磁石型同期モータが停止あるいは停止
`
`特開２００３−３４８８８５
`4
`していると見倣される状態にある場合に、当該永久磁石
`型同期モータを始動すべく始動処理を行う始動処理過程
`を備えるようにしてもよい。
`【０００８】また、前記動作状態検出過程は、前記永久
`磁石型同期モータの回転数を検出する回転数検出過程を
`備え、前記永久磁石型同期モータが停止あるいは停止し
`ていると見倣される状態にある場合とは、検出した前記
`回転数が所定回転数未満である場合であるようにしても
`よい。
`【０００９】さらに、前記動作状態検出過程は、前記永
`久磁石型同期モータの回転数を検出する回転数検出過程
`を備え、検出された前記回転数が所定回転数以上である
`場合に、前記永久磁石型同期モータの回転を停止させる
`停止処理過程と、前記停止処理過程において、回転が停
`止された前記永久磁石型同期モータを始動すべく始動処
`理を行う始動処理過程と、を備えるようにしてもよい。
`【００１０】さらにまた、前記始動処理過程は、前記ロ
`ータを正回転方向に回転させるための正トルクを得られ
`る確率が高い所定角度範囲に移行させる初期位置移行過
`程と、前記ロータの位置が前記所定角度範囲内にあると
`見倣される状態となった場合に、前記ロータを前記正回
`転方向に駆動させるための駆動制御を行う初期駆動制御
`過程と、を備えるようにしてもよい。
`【００１１】また、正弦波駆動方式の永久磁石型同期モ
`ータをベクトル制御する永久磁石型同期モータの制御装
`置は、前記永久磁石型同期モータに発生している誘起電
`圧を検出する誘起電圧検出部と、検出した前記誘起電圧
`に基づいて前記永久磁石型同期モータの動作状態を検出
`する動作状態検出部と、を備えたことを特徴としてい
`る。
`【００１２】上記構成によれば、誘起電圧検出部は、永
`久磁石型同期モータに発生している誘起電圧を検出す
`る。
`【００１３】これにより動作状態検出部は、誘起電圧検
`出部が検出した誘起電圧に基づいて永久磁石型同期モー
`タの動作状態を検出する。
`【００１４】この場合において、前記動作状態検出部が
`前記永久磁石型同期モータが停止あるいは停止している
`と見倣される状態にあると検出した場合に、当該永久磁
`石型同期モータを始動すべく始動処理を行う始動処理部
`を備えるようにしてもよい。
`【００１５】また、前記動作状態検出部は、前記永久磁
`石型同期モータの回転数を検出する回転数検出部を備
`え、前記永久磁石型同期モータが停止あるいは停止して
`いると見倣される状態にある場合とは、検出した前記回
`転数が所定回転数未満である場合とするようにしてもよ
`い。
`【００１６】さらに、前記動作状態検出部は、前記永久
`磁石型同期モータの回転数を検出する回転数検出部を備
`え、前記制御装置は、検出された前記回転数が所定回転
`
`(3)
`
`10
`
`20
`
`30
`
`40
`
`50
`
`−3−
`
`

`
`5
`数以上である場合に、前記永久磁石型同期モータの回転
`を停止させる停止処理部と、前記停止処理部により回転
`が停止された前記永久磁石型同期モータを始動すべく始
`動処理を行う始動処理部と、を備えるようにしてもよ
`い。
`【００１７】さらにまた、前記始動処理部は、前記ロー
`タを正回転方向に回転させるための正トルクを得られる
`確率が高い所定角度範囲に移行させる初期位置移行部
`と、前記ロータの位置が前記所定角度範囲内にあると見
`倣される状態となった場合に、前記ロータを前記正回転
`方向に駆動させるための駆動制御を行う初期駆動制御部
`と、を備えるようにしてもよい。
`【００１８】また、室内機および室外機を有する空気調
`和装置は、前記室内機あるいは前記室外機のうち少なく
`ともいずれか一方に設けられたファンを駆動する永久磁
`石型同期モータと、前記永久磁石型同期モータに発生し
`ている誘起電圧を検出する誘起電圧検出部と、検出した
`前記誘起電圧に基づいて前記ファンの動作状態を検出す
`る動作状態検出部と、を備えたことを特徴としている。
`【００１９】上記構成によれば、誘起電圧検出部は、フ
`ァンを駆動する永久磁石型同期モータに発生している誘
`起電圧を検出する。
`【００２０】これにより動作状態検出部は、ファンの動
`作状態を検出する。
`【００２１】
`【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施の形態に
`ついて図面を参照して説明する。
`【００２２】図１は、永久磁石型同期電動機（以下、ブ
`ラシレスＤＣモータという。）により駆動される圧縮機
`を備えた空気調和装置の冷媒回路図である。
`【００２３】空気調和装置１０は、図１に示すように、
`室外機１１及び室内機１２を有している。室外機１１の
`室外冷媒配管１４と室内機１２の室内冷媒配管１５と
`が、連結配管２４、２５を介して連結されている。
`【００２４】室外機１１は、室外に設置され、室外冷媒
`配管１４に圧縮機１６が配設されている。圧縮機１６の
`吸込側にアキュムレータ１７が接続されている。また、
`圧縮機１６の吐出側に四方弁１８が室外冷媒配管１４を
`介して接続されている。四方弁１８には、室外熱交換器
`１９が室外冷媒配管１４を介して接続されている。
`【００２５】また、室外熱交換器１９には、ブラシレス
`ＤＣモータ３０Ａにより駆動され、この室外熱交換器１
`９へ向かって送風する室外ファン２０が隣接して配置さ
`れている。
`【００２６】一方、室内機１２は、室内に設置され、室
`内冷媒配管１５に室内熱交換器２１が配設されている。
`さらに室内機１２は、室内冷媒配管１５において室内熱
`交換器２１近傍に電動膨張弁２２が配設されている。室
`内熱交換器２１には、ブラシレスＤＣモータ３０Ｂによ
`り駆動され、この室内熱交換器２１へ送風する室内ファ
`
`特開２００３−３４８８８５
`6
`ン２３が隣接して配置されている。
`【００２７】室外機１１の四方弁１８が冷房側あるいは
`暖房側に切り換えられることにより、空気調和装置１０
`が冷房運転又は暖房運転に設定される。つまり、四方弁
`１８が冷房側に切り換えられたときには、冷媒が実線矢
`印の如く流れ、室外熱交換器１９が凝縮器に、室内熱交
`換器２１が蒸発器になって冷房運転状態となり、室内機
`１２の室内熱交換器２１が室内を冷房する。また、四方
`弁１８が暖房側に切り換えられたときには、冷媒が破線
`矢印の如く流れ、室内熱交換器２１が凝縮器に、室外熱
`交換器１９が蒸発器になって暖房運転状態となり、室内
`機１２の室内熱交換器２１が室内を暖房する。
`【００２８】図２は、ブラシレスＤＣモータの駆動装置
`のブロック図である。
`【００２９】ブラシレスＤＣモータ３０Ａ、３０Ｂは、
`図示しない固定子巻線及び永久磁石の回転子（ロータ）
`を備えており、これらのブラシレスＤＣモータ３０Ａ、
`３０Ｂは、それぞれブラシレスＤＣモータ駆動装置５０
`により駆動される。なお、以下の説明においては、ブラ
`シレスＤＣモータ３０Ａの動作を中心として説明する。
`【００３０】ブラシレスＤＣモータ駆動装置５０は、大
`別すると、３相ＰＷＭインバータ３１、交流電源３２、
`整流回路３３および制御装置３４を備えている。
`【００３１】３相ＰＷＭインバータ３１には、交流電源
`３２からの交流電力が整流回路３３により変換された直
`流電力が供給される。これにより３相ＰＷＭインバータ
`３１は、ブラシレスＤＣモータ３０Ａの動作状態に対応
`する所定の周波数と電圧を有する交流電力に変換してブ
`ラシレスＤＣモータ３０Ａへ供給する。この結果、ブラ
`シレスＤＣモータ３０Ａの回転速度等が制御されること
`となる。
`【００３２】制御装置３４は、大別すると、電力入力部
`３５、３相／２相座標変換部３６、ロータ速度・位置推
`定部３７、速度制御部３８、位相制御部３９、電流制御
`部４０、２相／３相座標変換部４１、誘起電圧検出部４
`２を備えている。
`【００３３】制御装置３４の２相／３相座標変換部４１
`は、３相ＰＷＭインバータ３１の図示しないスイッチン
`グ素子へ、パルス変調された正弦波の電圧指令Ｖｕ、Ｖ
`ｖ、Ｖｗを出力する。これによって、３相ＰＷＭインバ
`ータ３１からブラシレスＤＣモータ３０Ａへ、電圧がパ
`ルス幅変調（ＰＷＭ）を受けた擬似正弦波となる三相交
`流電力を供給する。
`【００３４】制御装置３４の電流入力部３５は、３相Ｐ
`ＷＭインバータ３１からブラシレスＤＣモータ３０Ａへ
`供給される三相交流電流のうち、二相の交流電流Ｉｕ及
`びＩｖをＡ／Ｄ変換（analog to digital変換）して取
`り込む。本実施の形態において添字ｕ、ｖ、ｗは、ブラ
`シレスＤＣモータ３０Ａのｕ相、ｖ相、ｗ相にそれぞれ
`対応する。
`
`(4)
`
`10
`10
`
`20
`20
`
`30
`30
`
`40
`40
`
`50
`50
`
`−4−
`
`

`
`7
`【００３５】３相／２相座標変換部３６は、電流入力部
`３５により取り込まれた交流電流Ｉｕ及びＩｖを、ブラ
`シレスＤＣモータ３０Ａにおけるロータ上の回転座標系
`（ｄ−ｑ座標系）に座標変換し、磁束電流Ｉｄ（ｄ軸電
`流）及びトルク電流Ｉｑ（ｑ軸電流）を算出する。
`【００３６】ロータ速度・位置推定部３７は、３相／２
`相座標変換部３６により座標変換された磁束電流Ｉｄ及
`びトルク電流Ｉｑ等に基づき、ブラシレスＤＣモータ３
`０Ａにおけるロータの位置及び回転数（速度）を、例え
`ば１００μ秒毎に算出して推定する。
`【００３７】速度制御部３８は、ロータ速度・位置推定
`部３７にて推定されたロータの速度とロータの目標速度
`との偏差に基づき、例えば１ｍｓ毎に比例積分制御（Ｐ
`Ｉ制御）を実行して、トルク電流Ｉｑ目標値を生成す
`る。
`【００３８】位相制御部３９は、ブラシレスＤＣモータ
`３０Ａに作用する負荷の変動に比例して変化するトルク
`電流Ｉｑを取り込んで負荷状態を認識し、この負荷状態
`に応じた磁束電流Ｉｄ目標値を生成する。具体的には、
`ブラシレスＤＣモータ３０Ａに作用する負荷の増大に比
`例して増加するトルク電流Ｉｑを取り込んで、次式に基
`づき磁束電流Ｉｄ目標値を減少させる。なお、下記式に
`おいて、ｋは正の定数である。
`【００３９】磁束電流Ｉｄ目標値＝−ｋ×Ｉｑ２
`この磁束電流Ｉｄ目標値の減少により、後述の如く電流
`制御部４０が出力する磁束電圧Ｖｄが低下し、２相／３
`相座標変換部４１が出力する電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ
`の位相が進んで、負荷の増大により遅れた当該電圧指令
`Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの位相が復元される。
`【００４０】電流制御部４０は、速度制御部３８により
`生成されたトルク電流Ｉｑ目標値と実際のトルク電流Ｉ
`ｑとの偏差に基づきＰＩ制御を実行して、トルク電圧Ｖ
`ｑ（Ｖｑ軸電圧）を算出し、更に、位相制御部３９によ
`り生成された磁束電流Ｉｄ目標値と実際の磁束電流Ｉｄ
`目標値との偏差に基づきＰＩ制御を実行して、磁束電圧
`Ｖｄ（Ｖｄ軸電圧）を算出する。
`【００４１】２相／３相座標変換部４１は、電流制御部
`４０にて算出された磁束電圧Ｖｄ及びトルク電圧Ｖｑを
`三相交流の座標系に変換して、前述のパルス変調された
`正弦波の電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを算出し、これらの
`電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが３相ＰＷＭインバータ３１
`のスイッチング素子（不図示）へ出力されて、電圧がパ
`ルス幅変調を受けた擬似正弦波となる三相交流電力が、
`３相ＰＷＭインバータ３１からブラシレスＤＣモータ３
`０Ａへ出力される（通常制御）。
`【００４２】誘起電圧検出部４２は、ブラシレスモータ
`３０Ａのロータが回転することにより発生した誘起電圧
`（ＶGu、ＶGv、ＶGw）を検出する。
`【００４３】次にブラシレスＤＣモータ駆動装置５０の
`始動時制御について説明する。
`
`特開２００３−３４８８８５
`8
`【００４４】まず、ブラシレスＤＣモータ駆動装置５０
`の制御装置３４は、オペレータの操作あるいはあらかじ
`めなされたプログラムに基づいて電動機運転指令がなさ
`れたか否かを判別する（ステップＳ１）。
`【００４５】ステップＳ１の判別において、電動機運転
`指令がなされていない場合には（ステップＳ；Ｎｏ
`１）、処理を図示しないメイン処理に移行する。
`【００４６】ステップＳ１の判別において、電動機運転
`指令がなされた場合には（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、誘
`起電圧検出部４２がブラシレスモータ３０Ａのロータが
`回転することにより発生した誘起電圧（ＶGu、ＶGv、Ｖ
`Gw）を検出する（ステップＳ２）。そして、制御装置３
`４は、誘起電圧に基づいて、ブラシレスモータ３０Ａの
`ロータの回転数を検出する。すなわち、図５に示すよう
`な、あらかじめ記憶していた誘起電圧と回転数との関係
`に基づいて、回転数を検出する。
`【００４７】次に制御装置３４は、ブラシレスモータ３
`０Ａのロータが停止している（あるいは停止していると
`見倣される状態）か否かを判別する（ステップＳ３）。
`ここで、ブラシレスモータ３０Ａのロータが停止してい
`るあるいは停止していると見倣される状態にあるとは、
`図５にすように、検出した誘起電圧が所定の誘起電圧Ｖ
`Ｇ１未満である場合である。
`【００４８】ステップＳ３の判別において、ブラシレス
`モータ３０Ａのロータが停止していない場合には（ステ
`ップＳ３；Ｎｏ）、ロータの回転数が所定回転数Ｘ以上
`であるか否かを判別する、すなわち、図５に示すよう
`に、検出した誘起電圧が所定の誘起電圧ＶＧ２以上であ
`るか否かを判別する（ステップＳ５）。
`【００４９】ステップＳ５の判別において、ロータの回
`転数が所定回転数Ｘ以上である、すなわち、検出した誘
`起電圧が所定の誘起電圧ＶＧ２以上である場合には、ロ
`ータを所定の位置に移行させるロータ位置決め処理ある
`いは誘起電圧ＶGu、ＶGv、ＶGwの位相を検出することに
`より、ロータが逆回転していると判別される場合には、
`逆方向（正回転方向）に回転制御を行うなどによる電動
`機停止処理を行う（ステップＳ６）。そして、処理を再
`びステップＳ１に移行し同様の処理を行う。
`【００５０】ステップＳ５の判別において、ロータの回
`転数が所定回転数Ｘ未満である、すなわち、検出した誘
`起電圧が誘起電圧ＶＧ１以上かつ誘起電圧ＶＧ２未満で
`ある場合には、当該回転は一時的なものであり、待機す
`れば回転が停止すると考えられるので、待機状態となる
`（ステップＳ７）。そして、処理を再びステップＳ１に
`移行し同様の処理を行う。
`【００５１】ステップＳ３の判別において、ブラシレス
`モータ３０Ａのロータが停止しているあるいは停止して
`いると見倣される状態にある場合には、電動機始動処理
`を行う（ステップＳ４）。
`【００５２】ここで、電動機始動処理について図５を参
`
`(5)
`
`10
`
`20
`
`30
`
`40
`
`50
`
`−5−
`
`

`
`9
`
`照して説明する。
`【００５３】モータのｕ相方向を０［゜］と仮定する
`と、回転方向に所定角度範囲（具体的には、２７０
`［゜］〜３６０［゜］）内にロータが位置するときにロ
`ータに正トルクが得られ、正回転方向に回転しやすいと
`いう傾向があった。
`【００５４】そこで制御装置３４は、ロータを所定の位
`置（本実施形態では３００［゜］付近）に移動させるべ
`くロータ位置決め処理を行う（ステップＳ１１）。
`【００５５】ここで、ロータの所定の位置を所定角度範
`囲内の所定角度＝３００［゜］付近とした理由について
`説明する。
`【００５６】基本的には、ロータの位置を、ブラシレス
`ＤＣモータ３０Ａ（永久磁石型同期モータ）の始動時に
`前記ロータを正回転方向に回転させるための正トルクを
`得られる確率が高い所定角度範囲に移行させる（初期位
`置移行過程）のが好ましい。
`【００５７】この所定角度範囲としては、ブラシレスＤ
`Ｃモータ３０Ａに供給される三相交流電流をロータの回
`転座標系に変換した場合の磁束電流が減少範囲、かつ、
`トルク電流が増加する範囲とするのが好ましい。さらに
`は、所定角度範囲内の中心角度近傍の角度であって、中
`心角度より前記トルク電流の増加率の大きな所定角度を
`目標ロータ位置とするのがより好ましい。
`【００５８】これらの条件を満たす角度範囲としては、
`図４のトルクとロータの位置との関係を実測した結果、
`本実施形態の場合、所定角度範囲は、２７０［゜］〜３
`６０［゜］となった。さらにこの所定角度範囲内の中心
`角度は、３１５［゜］であり、この中心角度近傍の角度
`であって、中心角度＝３１５［゜］よりトルク電流の増
`加率の大きな所定角度を実際に求めた結果、３００
`［゜］付近を目標ロータ位置とするのが最も良い結果が
`得られた。
`【００５９】なお、この目標ロータ位置は、ブラシレス
`ＤＣモータ３０Ａの構成により変化するものであり、実
`際に使用するブラシレスＤＣモータ３０Ａの構成に基づ
`いて適宜定める必要がある。
`【００６０】次に制御装置３４は、ロータ位置決め処理
`を開始してからロータが所定の位置に移動したであろう
`と考えられる所定時間を経過したか否かを判別する（ス
`テップＳ１２）。
`【００６１】ステップＳ１２の判別において、未だ所定
`時間を経過していない場合には（ステップＳ１２；Ｎ
`ｏ）、ロータ位置決め処理を継続する（ステップＳ１
`１）。
`【００６２】ステップＳ１２の判別において、既に所定
`時間を経過した場合には、制御装置３４は、磁束電流Ｉ
`ｄを０とし、トルク電流Ｉｑを単調増加させるべく、電
`流制御部４０により電圧Ｖｄ＝０［Ｖ］とし、電圧Ｖｑ
`を単調増加させ、徐々にトルクを増加させる。このと
`
`特開２００３−３４８８８５
`10
`10
`き、ロータ速度・位置推定部３７の出力する推定した回
`転速度（現在速度）は考慮しない。
`【００６３】すなわち、電流制御部４０は、所定のトル
`ク電流Ｉｑの目標値に対応する電圧Ｖｑを、所定の一次
`式に基づいて電圧が単調増加するように生成する。な
`お、単調増加し続けるといずれ過電流状態となってしま
`うので、単調増加期間を所定期間に限っている。
`【００６４】次に制御装置３４は、ロータが正回転した
`か否かを判別する（ステップＳ１４）。
`【００６５】ステップＳ１４の判別において、ロータが
`正回転していないと判別された場合には（ステップＳ１
`４；Ｎｏ）、ブラシレスＤＣモータ３０Ａの運転を停止
`する処理を行い（ステップＳ２０）、ブラシレスＤＣモ
`ータ３０Ａが完全に運転停止した状態で、再びロータ位
`置決め処理を実行し（ステップＳ１１）、以下同様の処
`理を繰り返す。
`【００６６】ステップＳ１４の判別において、ロータが
`正回転していると判別された場合には（ステップＳ１
`４；Ｙｅｓ）、電圧Ｖｑの電圧を単調増加させ始めてか
`らあらかじめ定めた所定時間（上述の例の場合、３秒）
`が経過したか否かを判別する（ステップＳ１５）。
`【００６７】ステップＳ１５の判別において、電圧Ｖｑ
`の電圧を単調増加させ始めてから所定時間が経過してい
`ない場合には（ステップＳ１５；Ｎｏ）、処理を再びス
`テップＳ１３に移行し、電圧Ｖｑの電圧の単調増加を継
`続する。
`【００６８】ステップＳ１５の判別において、電圧Ｖｑ
`の電圧を単調増加させ始めてから所定時間が経過した場
`合には（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、上述した通常制御
`がなされる（ステップＳ１６）。
`【００６９】次に制御装置３４は、ロータが正回転して
`いるか否かを判別する（ステップＳ１７）。
`【００７０】ステップＳ１７の判別において、ロータが
`正回転していないと判別された場合には（ステップＳ１
`７；Ｎｏ）、ブラシレスＤＣモータ３０Ａの運転を停止
`する処理を行い（ステップＳ２０）、ブラシレスＤＣモ
`ータ３０Ａが完全に運転停止した状態で、再びロータ位
`置決め処理を実行し（ステップＳ１１）、以下同様の処
`理を繰り返す。
`【００７１】一方、ステップＳ１７の判別において、ロ
`ータが正回転していると判別された場合には（ステップ
`Ｓ１７；Ｙｅｓ）、制御装置３４は、オペレータあるい
`は異常検出センサなどによる停止処理命令がなされたか
`否かを判別する（ステップＳ１８）。
`【００７２】ステップＳ１８の判別において、未だオペ
`レータあるいは異常検出センサなどによる停止処理命令
`がなされていない場合には（ステップＳ１８；Ｎｏ）、
`再び処理をステップＳ１６に移行し、以下同様の処理を
`繰り返す。
`【００７３】ステップＳ１８の判別において、オペレー
`
`(6)
`
`10
`10
`
`20
`20
`
`30
`30
`
`40
`40
`
`50
`50
`
`−6−
`
`

`
`1]
`11
`タあるいは異常検出センサなどによる停止処理命令がな
`された場合には（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、ブラシレ
`スＤＣモータ３０Ａの運転を停止する運転停止処理を行
`い（ステップＳ２０）、処理を終了する。
`【００７４】以上の説明のように、本実施形態によれ
`ば、ブラシレスＤＣモータ３０Ａの始動時の動作状態
`（回転方向、回転速度など）を把握することができ、動
`作状態に応じた制御を行うことで、最適な始動制御を行
`い、確実にブラシレスＤＣモータ３０Ａの始動を行うこ
`とができる。ひいては、確実にファン２０あるいはファ
`ン２３の始動を行うことができる。
`【００７５】以上の説明においては、空気調和装置１０
`のファンを始動する場合について説明したが、他の機器
`において、永久磁石型同期モータあるいは永久磁石型同
`期モータにより駆動される被駆動体の動作状態を検出す
`る場合に適用することも可能である。
`【００７６】以上の説明においては、ブラシレスＤＣモ
`ータの誘起電圧を検出して当該ブラシレスＤＣモータの
`動作状態を検出していたが、ブラシレスＤＣモータの誘
`起電圧を抵抗素子などの電圧／電流変換回路を介して電
`流に変換し、当該電流に基づいてブラシレスＤＣモータ
`の動作状態を検出するように構成することも可能であ
`る。
`【００７７】
`【発明の効果】本発明によれば、ホールＩＣなどのセン
`サを設けることなく、始動時の永久磁石型同期モータの
`動作状態を把握でき、ひいては、永久磁石型同期モータ
`により駆動される被駆動体（例えば、ファン、歯車、プ
`ーリー、クランクなど）の始動時の動作状態を把握で
`き、確実に始動制御を行える。
`
`(7)
`
`特開２００３−３４８８８５
`12
`12
`
`【図面の簡単な説明】
`【図１】実施形態の正弦波駆動方式の永久磁石型同期モ
`ータ（ブラシレスＤＣモータ）により駆動される圧縮機
`を備えた空気調和装置を示す冷媒回路図である。
`【図２】実施形態のブラシレスＤＣモータの駆動装置の
`ブロック図である。
`【図３】実施形態のブラシレスＤＣモータの駆動装置の
`始動時の動作状態検出処理フローチャートである。
`【図４】実施形態のブラシレスＤＣモータのトルクと、
`磁束電流Ｉｄおよびトルク電流Ｉｑとの関係を説明する
`図である。
`【図５】実施形態のブラシレスＤＣモータの駆動装置の
`概要処理フローチャートである。
`【符号の説明】
`３０Ａ、３０Ｂ ブラシレスＤＣモータ（永久磁石型同
`期モータ）
`３１ ３相ＰＷＭインバータ
`３４ 制御装置
`３６ ３相／２相座標変換部
`３７ ロータ速度・位置推定部
`３８ 速度制御部
`３９ 位相制御部
`４０ 電流制御部
`４１ ２相／３相座標変換部
`５０ ブラシレスＤＣモータ駆動装置（制御装置）
`Ｉｕ、Ｉｖ 交流電流
`Ｉｄ 磁束電流
`Ｉｑ トルク電流
`Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ 電圧指令
`
`10
`10
`
`20
`20
`
`30
`30
`
`【図１】
`
`【図４】
`
`−7−
`
`

`
`(8)
`
`特開２００３−３４８８８５
`
`【図２】
`
`【図５】
`
`【図３】
`
`
`
`─────────────────────────────────────────────────────
`フロントページの続き
`
`(72)発明者 山上 嘉也
` 栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調
` 株式会社内
`(72)発明者 吉田 浩
` 栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調
` 株式会社内
`
`Ｆターム(参考） 3L060 AA02 CC10 DD01 EE05 EE06
` 5H560 AA02 BB04 BB12 DA13 DB13
` DC12 EB01 EC01 GG04 HA09
` HC03 RR10
` 5H576 AA10 BB06 CC05 DD07 EE01
` EE11 FF01 GG04 HA01 HB01
` JJ03 JJ04 KK06 LL16 LL22
` LL25
`
`−8−