JP2020014364A - モータ駆動制御装置、モータ、及び送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】起動成功率を高めたモータを提供する。【解決手段】三相交流電圧が入力されるモータ部の駆動を制御するモータ駆動制御装置は、モータ部の相巻線への通電パターンを所定の順序で切り換え、モータ部に流れる電流値を通電パターン毎に検出して記憶する。モータ駆動制御装置は、モータ部の起動運転において、１回目の通電パターンでの通電時に検出される第１電流値Ｉ１よりも、２回目以降の通電パターンでの通電時に検出される第２電流値Ｉ２がｍ（ｍは２以上の正の整数）回連続で小さければ、同期運転を開始する。同期運転では、相巻線の電圧の検出結果に基づいて生成される回転子の回転方向位置情報に応じて、通電パターンが切り換えられる。【選択図】図４

Description

本開示は、モータ駆動制御装置、モータ、及び送風装置に関する。

従来、センサレス制御方式のブラシレスＤＣモータを搭載する送風装置が知られている。センサレス制御方式のブラシレスＤＣモータでは、回転子に生じる誘起電圧に基づいて回転子の回転方向位置を検出する。但し、その起動時では、回転子が停止又は低速で回転するため、回転子の回転方向位置を検出できない。そのため、たとえば特開２０１０−０４５９４１号公報では、強制転流により回転子を一定の回転数まで上げた後に、強制転流を止めて惰性回転させた状態で回転子の回転方向位置を検出し、センサレス制御に移行する。

特開２０１０−０４５９４１号公報

強制転流による起動は、回転子の回転方向位置によらずに、固定子からの回転磁界により回転子を回転させる。そのため、回転子がスムーズには回転し難い場合がある。また、起動開始時は、回転子により生じる誘起電圧のレベルが低いため、回転子の回転方向位置の検出も難しい。従って、起動時の強制転流からセンサレス制御への移行が失敗することがある。センサレス制御への移行が失敗した場合にブラシレスＤＣモータの再起動をするためには、ショートブレーキなどの初期処理を行い、回転子を停止させた後に強制転流を実行させるため、起動に時間がかかる。また、初期処理を挟んで強制転流を繰り返し行うだけでは、センサレス制御への移行の失敗が繰り返される虞がある。

本開示は、モータ部の起動成功率を高めることができるモータ駆動制御装置、モータ、及び送風装置を提供することを目的とする。

本開示の例示的なモータ駆動制御装置は、三相交流電圧が入力されるモータ部の駆動を制御し、前記モータ部の相巻線への通電パターンを所定の順序で切り換える駆動制御部と、前記モータ部に流れる電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部により検出される電流値を前記通電パターンでの通電毎に記憶する記憶部と、前記相巻線の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記モータ部の回転子の回転方向における回転方向位置情報を生成する位置情報生成部と、を備える。前記駆動制御部は、前記モータ部の起動運転において、前記通電パターンでの１回目の通電時に前記電流検出部で検出される第１電流値よりも、前記通電パターンでの２回目以降の通電時に前記電流検出部で検出される第２電流値がｍ（ｍは２以上の正の整数）回連続で小さければ、前記通電パターンを前記回転方向位置情報に応じて切り換える同期運転を開始する。

本開示の例示的なモータは、三相交流電圧が入力されるモータ部と、前記モータ部の駆動を制御する上記のモータ駆動制御装置と、を備える。

本開示の例示的な送風装置は、上下方向に延びる中心軸を中心に回転可能な羽根を有するインペラと、前記羽根を回転させる上記のモータと、を備える。

本開示の例示的なモータ駆動制御装置、モータ、及び送風装置によれば、モータ部の起動成功率を高めることができる。

図１は、送風装置の一例を示すブロック図である。 図２は、モータ部の駆動制御例を説明するためのフローチャートである。 図３は、モータ部のセンサレス制御において回転子の電気角に応じて検出される端子電圧の一例を示すグラフである。 図４は、モータ部の起動運転例を説明するためのフローチャートである。 図５Ａは、各々の通電期間においてモータ部に流れる電流値の一例を示すグラフである。 図５Ｂは、各々の通電期間においてモータ部に流れる電流値の一例を示すグラフである。 図６Ａは、異なる通電パターンで通電する処理の第１実施例を説明するためのフローチャートである。 図６Ｂは、異なる通電パターンで通電する処理の第２実施例を説明するためのフローチャートである。 図６Ｃは、異なる通電パターンで通電する処理の第３実施例を説明するためのフローチャートである。

以下に図面を参照して本開示の例示的な実施形態を説明する。

なお、本明細書では、送風装置１００において、モータ部１及び羽根１１１の回転の中心軸ＣＡと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。

モータ部１の固定子１１のＵ相巻線１２ｕ、Ｖ相巻線１２ｖ、Ｗ相巻線１２ｗのそれぞれ、又はこれらの総称を相巻線１２と呼ぶことがある。３相交流電圧において、相巻線１２に通電される相を通電相と呼び、相巻線１２に通電されない相を非通電相と呼ぶ。また、２つの通電される相巻線１２の組み合わせを通電パターンと呼ぶ。また、３相交流電圧のＵ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧のそれぞれ、又はこれらの総称を相電圧と呼ぶことがある。

＜１．実施形態＞
＜１−１．送風装置の構成＞
図１は、送風装置１００の一例を示すブロック図である。送風装置１００は、本実施形態では、軸方向の一方から他方に流れる気流を発生させる軸流ファンである。但し、この例示に限定されず、送風装置１００は、軸方向から吸気した空気を径方向外側に送出する遠心ファンであってもよい。

図１に示すように、送風装置１００は、インペラ１１０と、モータ１２０と、を備える。インペラ１１０は、上下方向に延びる中心軸ＣＡを中心に回転可能な羽根１１１を有する。モータ１２０は、インペラ１１０を駆動して回転させることにより、羽根１１１を回転させる。また、送風装置１００には、直流電源２００が接続される。直流電源２００は、送風装置１００の電力源である。図１に示すように、直流電源２００の高電圧側の正出力端子は、モータ１２０の後述するインバータ３に接続される。直流電源２００の低電圧側の負出力端子は、接地される。

＜１−２．モータの構成要素＞
次に、モータ１２０の各構成要素を説明する。モータ１２０は、モータ部１と、インバータ３と、モータ駆動制御装置４と、を備える。

前述の如く、モータ１２０は、モータ部１を備える。モータ部１には、インバータ３から三相交流電圧が入力される。モータ部１は、たとえば３相ブラシレスＤＣモータ（ＢＬＤＣモータ）である。より具体的には、モータ部１は、回転子１０と、固定子１１と、を備える。回転子１０には、永久磁石が設けられる。固定子１１には、Ｕ相巻線１２ｕと、Ｖ相巻線１２ｖと、Ｗ相巻線１２ｗとが設けられる。相巻線１２ｕ、１２ｖ、１２ｗは、本実施形態では点１２ｃを中心にＹ結線される。各々の相巻線１２ｕ、１２ｖ、１２ｗにおいて、点１２ｃとは反対側端は、モータ部１の端子１３ｕ、１３ｖ、１３ｗにそれぞれ接続される。なお、相巻線１２ｕ、１２ｖ、１２ｗは、この例示に限定されず、Δ（デルタ）結線されてもよい。

また、前述の如く、モータ１２０は、インバータ３を備える。インバータ３は、モータ部１に三相交流電圧を出力する。インバータ３は、上アームスイッチ３１ｕ、３１ｖ、３１ｗと、下アームスイッチ３２ｕ、３２ｖ、３２ｗと、を有する。上アームスイッチ３１ｕ、３１ｖ、３１ｗ及び下アームスイッチ３２ｕ、３２ｖ、３２ｗは、モータ部１に出力する三相交流電圧を生成するブリッジ回路を形成する。該ブリッジ回路は、高電圧側の上アームスイッチ３１ｕ及び低電圧側の下アームスイッチ３２ｕが直列接続されたＵ相用のアームと、高電圧側の上アームスイッチ３１ｖ及び低電圧側の下アームスイッチ３２ｖが直列接続されたＶ相用のアームと、高電圧側の上アームスイッチ３１ｗ及び低電圧側の下アームスイッチ３２ｗが直列接続されたＷ相用のアームと、を有する。これらのアームは、互いに並列接続される。各々のアームの高電圧側端は、直流電源２００の高電圧側端子に接続される。そのため、各々のアームには、直流電源２００からの直流電圧が印加される。各々のアームの低電圧側端は、電流検出用の抵抗３ａを介して接地される。

上アームスイッチ３１ｕ、３１ｖ、３１ｗ及び下アームスイッチ３２ｕ、３２ｖ、３２ｗはそれぞれ、スイッチング素子と、ダイオードと、を含む。スイッチング素子には、たとえば、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ)、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などが用いられる。ダイオードは、直流電源２００の低電圧側から高電圧側に向かう方向を順方向として、スイッチング素子と並列に接続される。言い換えると、ダイオードのアノードはスイッチング素子の低電圧側端に接続され、カソードはスイッチング素子の高電圧側端に接続される。ダイオードは、還流ダイオード（フリーホイールダイオード）として機能する。また、ダイオードは、ＦＥＴに内蔵されるボディダイオードであってもよいし、或いは、スイッチング素子に外付けされてもよい。

次に、前述の如く、モータ１２０は、モータ駆動制御装置４を備える。モータ駆動制御装置４は、モータ部１の駆動を制御する。より具体的には、モータ駆動制御装置４は、インバータ３をＰＷＭ制御し、インバータ３を介してモータ部１の駆動を制御する。さらに、モータ駆動制御装置４は、インバータ３のブリッジ回路の低電圧側端から電流検出用の抵抗３ａに流れる電流を検出し、その検出結果に基づいてインバータ３からモータ部１に流れる電流値Ｉを検出する。

＜１−３．モータ駆動制御装置の構成要素＞
モータ駆動制御装置４は、図１に示すように、駆動制御部４１と、電流検出部４２と、記憶部４３と、電圧検出部４４と、判定部４５と、位置情報生成部４６と、回転数検出部４７と、を備える。

前述の如く、モータ駆動制御装置４は、駆動制御部４１を備える。駆動制御部４１は、三相交流電圧が入力されるモータ部１の駆動を制御し、モータ部１の相巻線１２への通電パターンを所定の順序ｎで切り換える。なお、ｎは、正の整数である。たとえば、駆動制御部４１は、記憶部４３に格納されたプログラム及び情報を用いてモータ部１の駆動をセンサレス制御する。駆動制御部４１は、インバータ３の上アームスイッチ３１ｕ、３１ｖ、３１ｗ、又は、下アームスイッチ３２ｕ、３２ｖ、３２ｗをＰＷＭパルスによってそれぞれ制御することによりモータ部１に三相交流電圧を出力するインバータ３を用いてモータ部１の駆動を制御する。

前述の如く、モータ駆動制御装置４は、電流検出部４２を備える。電流検出部４２は、モータ部１に流れる電流値Ｉを検出する。本実施形態では、電流検出部４２は、インバータ３のブリッジ回路と接地端ＧＮＤとの間に接続された電流検出用の抵抗３ａに流れる電流を検出し、その電流値をモータ部１に流れる電流値Ｉとして検出する。

記憶部４３は、電力供給が停止しても記憶を維持する非一過性の記憶媒体である。記憶部４３は、モータ駆動制御装置４の各構成要素で用いられる情報を記憶し、特に駆動制御部４１で用いられるプログラム及び制御情報などを記憶する。前述の如く、モータ駆動制御装置４は、記憶部４３を備える。記憶部４３は、たとえば、電流検出部４２により検出される電流値Ｉを通電パターンでの通電毎に記憶する。なお、この例示に限定されず、通電パターンでの通電毎の該電流値Ｉは、図示しない一過性のメモリに記憶されてもよい。また、記憶部４３は、判定部４５で用いられる閾値などを記憶する。

前述の如く、モータ駆動制御装置４は、電圧検出部４４を備える。電圧検出部４４は、相巻線１２の電圧を検出する。本実施形態では、たとえば、電圧検出部４４は、端子電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗのうち、通電されていない相巻線１２に接続された端子１３の端子電圧を該相巻線１２に生じる誘起電圧として検出する。より具体的には、電圧検出部４４は、モータ部１の端子１３ｖ、１３ｗ間が通電される際の端子１３ｕの端子電圧ＶｕをＵ相巻線１２ｕのＵ相電圧として検出する。また、電圧検出部４４は、モータ部１の端子１３ｗ、１３ｕ間が通電される際の端子１３ｖの端子電圧ＶｖをＶ相巻線１２ｖのＶ相電圧として検出し、モータ部１の端子１３ｕ、１３ｖ間が通電される際の端子１３ｗの端子電圧ＶｗをＷ相巻線１２ｗのＷ相電圧として検出する。

前述の如く、モータ駆動制御装置４は、判定部４５を備える。判定部４５は、各種の判定を行う。

前述の如く、モータ駆動制御装置４は、位置情報生成部４６を備える。位置情報生成部４６は、電圧検出部４４の検出結果に基づいてモータ部１の回転子１０の回転方向における回転方向位置情報を生成する。

前述の如く、モータ駆動制御装置４は、回転数検出部４７を備える。回転数検出部４７は、回転方向位置情報に基づいて、モータ部１の回転子１０の回転数を検出する。

＜１−４．モータ部の駆動制御例＞
次に、モータ駆動制御装置４によるモータ部１の駆動制御処理の一例を説明する。図２は、モータ部１の駆動制御例を説明するためのフローチャートである。図３は、モータ部１のセンサレス制御において回転子１０の電気角に応じて検出される端子電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの一例を示すグラフである。なお、図３において、各々の端子電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの曲線部分は、非通電時の端子電圧を示す。

図２の開始時点において、モータ部１の回転子１０は、停止又は低速で回転している。そのため、回転方向位置情報の作成に必要な誘起電圧を各相巻線１２ｕ、１２ｖ、１２ｗに発生させるため、駆動制御部４１は、モータ部１の起動運転を実施する（ステップＳ１）。起動運転では、ショートブレーキなどの初期処理が行われた後、強制転流によりモータ部１の回転子１０が強制的に回転駆動される。強制転流では、所定の通電期間毎に、モータ部１の３つの相巻線１２のうちの特定の２つが通電されて励磁される。２つの相巻線１２の組み合わせは、所定の順序で切り替えられる。なお、各通電パターンでは、残りの１つの相巻線１２には通電されない。たとえば、通電相がＵ相及びＶ相であれば、非通電相はＷ相である。

次に、駆動制御部４１は、回転子１０の回転を加速させるべく、モータ部１の同期運転を実施する（ステップＳ２）。同期運転では、位置情報生成部４６は、各通電パターンにおいて、たとえば非通電相の相電圧が仮想の中性点電圧Ｖｎと同じになるタイミングと該タイミングでの非通電相の相電圧の増減傾向との検出結果に基づいて回転方向位置情報を作成する。

たとえば図３のように励磁する場合、仮想の中性点電圧Ｖｎがたとえば３［Ｖ］であれば、Ｕ相が非通電相である際、端子電圧が増加して３［Ｖ］となる点において、回転子１０の回転方向位置が、電気角で０［ｄｅｇｒｅｅ］（又は３６０［ｄｅｇｒｅｅ］）と検出される。また、端子電圧が減少して３［Ｖ］となる点において、回転子１０の回転方向位置が、電気角で１８０［ｄｅｇｒｅｅ］と検出される。

Ｖ相が非通電相である際、端子電圧が増加して３［Ｖ］となる点において、回転子１０の回転方向位置が、電気角で１２０［ｄｅｇｒｅｅ］と検出される。また、端子電圧が減少して３［Ｖ］となる点において、回転子１０の回転方向位置が、電気角で３００［ｄｅｇｒｅｅ］と検出される。

Ｗ相が非通電相である際、端子電圧が減少して３［Ｖ］となる点において、回転子１０の回転方向位置が、電気角で６０［ｄｅｇｒｅｅ］と検出される。また、端子電圧が増加して３［Ｖ］となる点において、回転子１０の回転方向位置が、電気角で２４０［ｄｅｇｒｅｅ］と検出される。

駆動制御部４１は、同期運転において、回転子１０の回転数に応じた通電期間毎に通電パターンを回転方向位置情報に応じて切り換えることにより、回転子１０の回転を加速させる。

回転数が所定数以上になると、駆動制御部４１は、モータ部１の定常制御運転を実施する（ステップＳ３）。定常制御運転では、回転子１０が所望の回転数で回転され、モータ部１の駆動情報及び回転方向位置情報に応じて通電パターンが切り換えられ、モータ部１が駆動される。そして、モータ部１の駆動が停止されると（ステップＳ４でＹＥＳ）、図２の駆動制御処理が終了する。

＜１−４−１．モータ部の起動運転例＞
次に、モータ部１の起動運転の一例を具体的に説明する。図４は、モータ部１の起動運転例を説明するためのフローチャートである。図５Ａは、各々の通電期間においてモータ部１に流れる電流値Ｉの一例を示すグラフである。図５Ｂは、各々の通電期間においてモータ部１に流れる電流値Ｉの一例を示すグラフである。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、通電期間ｔａ１、ｔｂ１は、各相巻線１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを所定の順序ｎで切り替えられる通電パターンで通電した１回目の通電期間である。図５Ａの通電期間ｔａ２、ｔａ３、ｔａ４、ｔａ５及び図５Ｂの通電期間ｔｂ２、ｔｂ３、ｔｂ４、ｔｂ５、ｔｂ６はそれぞれ、各相巻線１２ｕ、１２ｖ、１２ｗを所定の順序ｎで切り替えられる通電パターンで通電した２回目以降の通電期間である。

まず、駆動制御部４１は、ショートブレーキなどの初期処理が行われた後に、強制転流による起動運転を開始する（ステップＳ１０１）。なお、ショートブレーキでは、モータ部１の端子１３ｕ、１３ｖ、１３ｗの短絡により、回転子１０が停止する。

駆動制御部４１により所定の通電パターンで相巻線１２に１回目の通電が行われ、電流検出部４２は、モータ部１に流れる第１電流値Ｉ１を検出する（ステップＳ１０２）。この際、たとえば、端子１３ｗから端子１３ｖに流れ且つ電流検出用の抵抗３ａから接地端ＧＮＤに向かって流れる電流の値が、第１電流値Ｉ１として検出される。

次に、駆動制御部４１により所定の順序ｎで切り替えられた通電パターンで相巻線１２に２回目以降の通電が行われ、電流検出部４２は、モータ部１に流れる第２電流値Ｉ２をその都度検出する（ステップＳ１０３）。この際、たとえば、２回目の通電であれば、端子１３ｕから端子１３ｖに流れ且つ電流検出用の抵抗３ａから接地端ＧＮＤに向かって流れる電流の値が、第２電流値Ｉ２として検出される。

判定部４５は、第２電流値Ｉ２がｍ回連続で第１電流値Ｉ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。なお、ｍは２以上の正の整数である。第２電流値Ｉ２がｍ回連続で第１電流値Ｉ１よりも小さければ（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、図４の処理が終了し、駆動制御部４１によりモータ部１の同期運転が開始される。

一方、第２電流値Ｉ２がｍ回連続で第１電流値Ｉ１よりも小さくなければ（ステップＳ１０４でＮＯ）、通電の総回数が閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。通電の総回数が閾値に達していれば（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、図４の処理が終了し、駆動制御部４１によりモータ部１の同期運転が開始される。

通電の総回数が閾値に達していなければ（ステップＳ１０５でＮＯ）、判定部４５は、第２電流値Ｉ２がｅ回連続で第１電流値Ｉ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。なお、ｅは、２以上の正の整数である。第２電流値Ｉ２がｅ回連続で第１電流値Ｉ１以上でなければ（ステップＳ１０６でＮＯ）、順序ｎで切り換えた通電パターンでの通電と第２電流値Ｉ２の検出とを実施すべく、処理はＳ１０３に戻る。

第２電流値Ｉ２がｅ回連続で第１電流値Ｉ１以上であれば（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、駆動制御部４１は、後述するように順序ｎに応じた通電パターンとは異なる通電パターンで相巻線１２への通電を行う（ステップＳ１０７）。そして、第２電流値Ｉ２を検出すべく、処理はステップＳ１０３に戻る。なお、ステップＳ１０７からＳ１０３に戻った場合、ステップＳ１０３では、順序ｎで切り換えた通電パターンでの通電が実施されることなく、第２電流値Ｉ２の検出が実施される。

以上のように、駆動制御部４１は、モータ部１の起動運転において、通電パターンでの１回目の通電時に電流検出部４２で検出される第１電流値Ｉ１よりも、通電パターンでの２回目以降の通電時に電流検出部４２で検出される第２電流値Ｉ２がｍ（ｍは２以上の正の整数）回連続で小さければ、通電パターンを回転方向位置情報に応じて切り換える同期運転を開始する。

こうすれば、起動運転において回転子１０がスムーズに回転したタイミングで同期運転に移行できる。これは、相巻線１２に印加される相電圧は、該相巻線１２のインピーダンスＲと電流値Ｉの積、及び、該相巻線１２のインダクタンスＬと単位時間当たりの磁束の変化量（ｄφ／ｄｔ）の積により生じる誘起電圧の和｛（Ｒ×Ｉ）＋Ｌ×（ｄφ／ｄｔ）｝に等しいためである。従って、相巻線１２を流れる電流値Ｉは、回転子１０の回転の影響を受ける。起動運転時の通電パターンでの１回目の通電では、回転子１０が停止状態から回転する。そのため、誘起電圧による影響は、相巻線１２を流れる電流値Ｉを下げる方向に比較的小さく作用する。また、回転子１０がスムーズに回転して回転数が上昇すると、誘起電圧による影響は、相巻線１２を流れる電流値Ｉを下げる方向に比較的大きく作用する。一方、回転子１０の減速など、スムーズな回転が行われないと、誘起電圧による影響は、電流値Ｉを上げる方向に作用する。

図４の起動運転ではこれらの知見を利用して、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第１通電パターンでの１回目の第１電流値Ｉ１よりも、第ｋ通電パターンでの２回目以降の第２電流値Ｉ２がｍ回連続で小さければ、起動運転から同期運転に移行する。同期運転では、電圧検出部４４の検出結果から算出される回転子１０の回転方向位置情報（図３参照）に基づいて励磁する相巻線１２を決定しながら、モータ部１を駆動する。

従って、モータ部１の起動成功率を高めることができる。さらに、初期処理なども実行する再起動をせずに、モータ部１の起動が成功し易くなるので、モータ部１の起動時間を短縮することもできる。

なお、ステップＳ１０４において、Ｉ２＜Ｉ１となる連続回数ｍは、好ましくは３である。言い換えると、駆動制御部４１は、好ましくは図５Ａに示すように、第１電流値Ｉ１よりも第２電流値Ｉ２が３回続けて小さければ、同期運転を開始する。こうすれば、モータ部１の起動成功率をさらに高めることができる。

また、図４のステップＳ１０６及びＳ１０７に示すように、駆動制御部４１は、第２電流値Ｉ２がｅ（ｅは２以上の正の整数）回連続で第１電流値Ｉ１以上であれば、次回の通電パターンを順序ｎに応じた通電パターンとは異なる通電パターンに変えて、起動運転を続行する。すなわち、第２電流値Ｉ２が第１電流値Ｉ１以上であれば、回転子１０が、スムーズには回転していないと判断できる。そして、所定の順序ｎに応じた通電パターンとは異なる通電パターンで相巻線１２に通電して、起動運転を続行することにより、回転子１０の回転に不規則な変化を与える。これにより、モータ部１の起動成功率の向上を試みることができる。

なお、ステップＳ１０６において、Ｉ２≧Ｉ１となる連続回数ｅは、好ましくは２である。言い換えると、駆動制御部４１は、第２電流値Ｉ２が２回続けて第１電流値Ｉ１以上であれば、次回の通電パターンを上記の異なる通電パターンに変えて、起動運転を続行する。こうすれば、モータ部１の起動成功率の向上をより効率良く試みることができる。

また、図４の起動運転において、１回目の第１通電期間は、好ましくは、２回目以降の第ｋ通電期間（ｋは２以上の正の整数）よりも長い。言い換えると、第１通電パターンで１回目の通電を行う期間は、好ましくは、第ｋ通電パターンで２回目以降の通電を行う各々の期間よりも長い。第１回目の通電を開始する際、回転子１０は、停止又は低速回転している。そのため、回転子１０に比較的大きな駆動力が必要となる。強制転流を開始する第１通電期間を十分に長くすることにより、回転子１０に十分な駆動力を与えて、回転子を回転させ易くすることができる。

さらに、図４の起動運転において、各回の通電期間は、好ましくは、徐々に短くなる。たとえば、２回目以降の通電を行う期間において、各回の通電を行う期間はそれぞれ、好ましくは、通電回数の増加に伴って短くなる。或いは、通電パターンで１回目以降の通電を行う各々の期間において、各回の通電を行う期間はそれぞれ、好ましくは、通電回数の増加に伴って短くなる。こうすれば、所定の順序で通電パターンが切り替えられる各回の通電を行う期間が、徐々に短くなることにより、より短期間で起動運転から同期運転に移行できる。但し、これらの例示に限定されず、各通電期間は同じ時間長であってもよい。

＜１−４−２．異なる通電パターンで通電する処理＞
次に、図４のステップＳ１０７の実施例を図６Ａから図６Ｃを挙げて説明する。

＜１−４−２−１．第１実施例＞
図６Ａは、異なる通電パターンで通電する処理の第１実施例を説明するためのフローチャートである。第１実施例では、図４のステップＳ１０７の異なる通電パターンで通電する処理において、直近の通電パターンと同じ通電パターンで相巻線１２が通電される（ステップＳ１０７ａ）。そして、処理は図４のステップＳ１０３に戻る。

このように、第１実施例で実施される順序ｎに応じた通電パターンとは異なる通電パターンは、直近の通電パターンである。こうすれば、第２電流値Ｉ２が第１電流値Ｉ１以上となる際の直近の通電パターンで通電する期間、つまり直近の通電期間を延長できる。言い換えれば、順序ｎに応じた通電パターンでの通電が延長される。つまり、前回にて第ｎ番目の通電パターンで通電されている場合、前回と同じ第ｎ番目の通電パターンで再び通電される。従って、通電パターンの切り替えに代えて同じ通電パターンでの通電期間を延長することにより、回転子１０がより早くスムーズに回転できるか否かを試みることができる。

＜１−４−２−２．第２実施例＞
図６Ｂは、異なる通電パターンで通電する処理の第２実施例を説明するためのフローチャートである。第２実施例では、図４のステップＳ１０７の異なる通電パターンで通電する処理において、直近の通電パターンから順序ｎを１つ戻した通電パターンで相巻線１２が通電される（ステップＳ１０７ｂ）。そして、処理は図４のステップＳ１０３に戻る。

このように、第２実施例で実施される順序ｎに応じた通電パターンとは異なる通電パターンは、直近の通電パターンから順序ｎを１つ戻した通電パターンである。こうすれば、通電パターンの順序を１回戻して起動運転が続行される。言い換えれば、順序（ｎ−１）に応じた通電パターンで通電される。つまり、前回にて第ｎ番目の通電パターンで通電されている場合、第（ｎ−１）番目の通電パターンで通電される。従って、回転子１０の回転方向位置がよりスムーズに回転できる位置になるかを試みることができる。

＜１−４−２−３．第３実施例＞
図６Ｃは、異なる通電パターンで通電する処理の第３実施例を説明するためのフローチャートである。第３実施例では、図４のステップＳ１０７の異なる通電パターンで通電する処理において、駆動制御部４１は、第ｋ通電期間において、順序ｎに応じた通電パターンとは異なる通電パターンでの通電により特定の相巻線１２を励磁する（ステップＳ１０７ｃ）。そして、処理は図４のステップＳ１０３に戻る。

このように、駆動制御部４１は、第３実施例で実施される順序ｎに応じた通電パターンとは異なる通電パターンにおいて、特定の相巻線１２を所定時間励磁する。こうすれば、たとえば２つの相巻線１２を励磁することで回転子１０の回転に大きな変化を与えた後、起動運転を続行する。従って、回転子１０の回転方向位置がよりスムーズに回転できる位置になるかを試みることができる。

＜２．その他＞
以上、本開示では、例示的な実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は本開示に限定されない。本開示は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、本開示で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。

本開示は、モータ部をセンサレス制御するモータ駆動制御装置、モータ、送風装置に有用である。

１００・・・送風装置、１１０・・・インペラ、１１１・・・羽根、１２０・・・モータ、２００・・・直流電源、１・・・モータ部、１０・・・回転子、１１・・・固定子、１２・・・相巻線、１２ｕ・・・Ｕ相巻線、１２ｖ・・・Ｖ相巻線、１２ｗ・・・Ｗ相巻線、１２ｃ・・・点、１３ｕ・・・Ｕ相端子、１３ｖ・・・Ｖ相端子、１３ｗ・・・Ｗ相端子、３・・・インバータ、３ａ・・・抵抗、３１ｕ、３１ｖ、３１ｗ・・・上アームスイッチ、３２ｕ、３２ｖ、３２ｗ・・・下アームスイッチ、４・・・モータ駆動制御装置、４１・・・駆動制御部、４２・・・電流検出部、４３・・・記憶部、４４・・・電圧検出部、４５・・・判定部、４６・・・位置情報生成部、４７・・・回転数検出部、Ｖｕ・・・Ｕ相端子電圧、Ｖｖ・・・Ｖ相端子電圧、Ｖｗ・・・Ｗ相端子電圧、Ｖｎ・・・仮想の中性点電圧、Ｉ・・・モータ部に流れる電流値、Ｉ１・・・第１電流値、Ｉ２・・・第２電流値、ＣＡ・・・中心軸、ｎ・・・順序

Claims (12)

1. 三相交流電圧が入力されるモータ部の駆動を制御し、前記モータ部の相巻線への通電パターンを所定の順序で切り換える駆動制御部と、
   前記モータ部に流れる電流値を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部により検出される電流値を前記通電パターンでの通電毎に記憶する記憶部と、
   前記相巻線の電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記モータ部の回転子の回転方向における回転方向位置情報を生成する位置情報生成部と、
   を備え、
   前記駆動制御部は、前記モータ部の起動運転において、前記通電パターンでの１回目の通電時に前記電流検出部で検出される第１電流値よりも、前記通電パターンでの２回目以降の通電時に前記電流検出部で検出される第２電流値がｍ（ｍは２以上の正の整数）回連続で小さければ、前記通電パターンを前記回転方向位置情報に応じて切り換える同期運転を開始する、モータ駆動制御装置。
2. 前記駆動制御部は、前記第１電流値よりも、前記第２電流値が３回続けて小さければ、前記同期運転を開始する、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
3. 前記駆動制御部は、前記第２電流値がｅ（ｅは２以上の正の整数）回連続で前記第１電流値以上であれば、次回の前記通電パターンを前記順序に応じた通電パターンとは異なる通電パターンに変えて、前記起動運転を続行する、請求項１又は請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
4. 前記駆動制御部は、前記第２電流値が２回続けて前記第１電流値以上であれば、次回の前記通電パターンを前記異なる通電パターンに変えて、前記起動運転を続行する、請求項３に記載のモータ駆動制御装置。
5. 前記異なる通電パターンは、直近の前記通電パターンである、請求項３又は請求項４に記載のモータ駆動制御装置。
6. 前記異なる通電パターンは、直近の前記通電パターンから前記順序を１つ戻した前記通電パターンである、請求項３又は請求項４に記載のモータ駆動制御装置。
7. 前記駆動制御部は、前記異なる通電パターンにおいて、特定の前記相巻線を所定時間励磁する、請求項３又は請求項４に記載のモータ駆動制御装置。
8. 前記通電パターンで１回目の通電を行う期間は、前記通電パターンで２回目以降の通電を行う各々の期間よりも長い、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置。
9. 前記２回目以降の通電を行う期間において、各回の通電を行う期間はそれぞれ、通電回数の増加に伴って短くなる、請求項８に記載のモータ制御装置。
10. 前記通電パターンで１回目以降の通電を行う各々の期間において、各回の通電を行う期間はそれぞれ、通電回数の増加に伴って短くなる、請求項８に記載のモータ駆動制御装置。
11. 三相交流電圧が入力されるモータ部と、
    前記モータ部の駆動を制御する請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置と、
    を備える、モータ。
12. 上下方向に延びる中心軸を中心に回転可能な羽根を有するインペラと、
    前記羽根を回転させる請求項１１に記載のモータと、
    を備える、送風装置。

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