JP4274800B2

JP4274800B2 - モータの制御装置、その制御装置を用いた空気調和機および冷蔵庫

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Publication number: JP4274800B2
Application number: JP2003001206A
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Inventors: 浩幸亀山
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Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2009-06-10
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷によって変動する脈動が発生するモータを制御する技術に関し、特にモータに供給する電圧および電流のいずれかを制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、空気調和機や冷蔵庫などに用いられる圧縮機は、冷媒を圧縮して高温高圧状態にした上で熱交換を行う、冷凍サイクルの重要な構成部品である。通常この圧縮動作は、大きく３つの過程に分けられる。圧縮機の内部にあるシリンダ内に冷媒を満たす吸入過程、シリンダ内の冷媒を圧縮する圧縮過程、および圧縮した冷媒を圧縮機の外部に放出する吐出過程である。
【０００３】
圧縮機はその圧縮機構により、ロータリ方式、レシプロ方式、スクロール方式などに分類される。なかでもロータリ方式は他の方式に比べ、構造が簡単、部品点数が少ない、低コスト、圧縮効率がよい（ただしシリンダ部分の構造の影響を受ける）、高効率化が容易という特徴を有する。
【０００４】
ロータリ方式は、偏心したロータリピストンがシリンダ内部で回転することにより吸入・圧縮・吐出の各工程を行い、冷媒を圧縮する。このため１回転中の吸入・圧縮・吐出の各工程による負荷の変動と回転軸の偏心とにより、振動や騒音が大きくなるといった問題がある。
【０００５】
シリンダ部分を２つとしてロータリピストンの回転を１８０度ずらし、互いの振動を打消す技術も実用化されているが、シリンダ部が１つのシングルロータリ方式に比べ構造が複雑、コストが高い、効率が低下するといった問題がある。
【０００６】
特開平１１−１８７６９２号公報（特許文献１）は、シングルロータリ方式の圧縮機において、モータトルクを制御して振動・騒音を抑制する技術を開示する。この公報に開示されたモータのトルクむら低減装置は、インバータにより駆動されるモータのロータ位置を所定の電気角ごとに検出して信号を出力する検出部と、この検出部より出力される信号の出力間隔を測定する測定部と、予め測定されたモータの負荷トルクの変動パターンの逆相パターンに基づいた通電信号レベルのパターンを記憶する記憶部と、測定部が測定した出力間隔が最小値もしくは最大値となるロータ位置を基準位置として決定し、この基準位置に基づいて記憶部に記憶されている通電信号レベルのパターンを読出してインバータに出力することによりモータを制御する制御部とを含む。
【０００７】
この装置によると、モータは、負荷トルクの変動パターンの逆相パターンに基づいた通電信号により駆動されて、負荷トルクむらがキャンセルされる。これにより、簡単な構成でモータの負荷トルクむらを低減することができる。その結果、トルクむらが低減され、１回転中のロータ速度を一定にすることができる。その結果、振動を低減できるトルクむら低減装置を提供することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１８７６９２号公報（第３−６頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の公報に記載された装置では、圧縮機の速度の変動がなるべく小さくなるようにモータの制御を行う。速度の変動が小さくなるようにモータを制御するので、モータ電流の振幅の脈動が大きくなり、モータ電流のピーク値が大きくなり、モータ部での銅損が増加し、効率が低下するという問題がある。
【００１０】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的はシングルロータリ型圧縮機などに搭載された、回転に同期した脈動を有するモータを高い効率で駆動するモータの制御装置、その制御装置を用いた空気調和機および冷蔵庫を提供することにある。
【００１１】
第１の発明にかかるモータの制御装置は、回転子を有するモータに電力を供給するための電力供給手段と、回転子の機械角を検知するための検知手段と、電力の電圧および電流のいずれかを補正する、機械角に対応する複数の補正値を予め記憶するための記憶手段と、記憶手段が予め記憶する複数の補正値の内から１の補正値を選択する選択手段と、選択手段が選択した補正値に基づき、電力における電圧および電流のいずれかを制御するための制御手段とを含み、記憶手段が予め記憶する複数の補正値は、トルク制御時のトルク補償量が、トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を平準化させる、第１トルクパターンに基づいて定められる第１補正値と、トルク制御時のトルク補償量が、トルク制御を行わない場合の負荷トルクと一致するように設定されている、第２トルクパターンに基づいて定められる第２補正値とを含む。
【００１２】
第１の発明によると、制御手段は、記憶手段に記憶され、選択手段が選択した、機械角に対応する補正値に基づき、電圧や電流を制御する。この補正値は、トルク制御時のトルク補償量が、トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を平準化させる、第１トルクパターンに基づいて定められる第１補正値と、トルク制御時のトルク補償量が、トルク制御を行わない場合の負荷トルクと一致するように設定されている、第２トルクパターンに基づいて定められる第２補正値とを含む。たとえば第１補正値によれば、脈動電流による電流の変動を予め推定し、その推定された変動を補償するように定められる。これにより、トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を抑制することができる。負荷トルクによる電流脈動が抑制されるので、電流の変化パターンが一定に近づく。モータの効率は、電圧および電流の変化パターンが一定に近づくほど高くなるので、負荷トルクによる脈動が打ち消されることで、モータの効率は高くなる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータを高い効率で駆動するモータの制御装置を提供することができる。また、第２補正値によれば、モータおよび負荷装置の振動や音が小さくなるモータの制御装置を提供することができる。
【００１５】
第２の発明にかかるモータの制御装置は、第１の発明の構成に加えて、第１補正値は、該第１補正値によるトルク制御時のトルク補償量が発生させる電流の脈動の位相と、トルク制御を行わずにモータを運転させる場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を上下反転させた脈動の位相とのずれが予め定められた範囲になる、第１トルクパターンに基づいて定められる値である。
第２の発明によると、第１補正値によるトルク制御時のトルク補償量が発生させる電流の脈動の位相は、予め定められた範囲内でトルク制御を行わずにモータを運転させる場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を上下反転させた電流脈動の位相からずれる。予め定められた範囲とは、たとえば実用上モータの騒音を問題としなくてよい範囲である。電流脈動の位相がずれるので、第１補正値によるトルク制御時のトルク補償量が発生させる電流の脈動がトルク制御を行わずにモータを運転させる場合の負荷トルクに起因する電流の脈動をある程度打ち消す。電流脈動を打ち消すので、モータの効率が向上する。一方、制御手段が電圧や電流に脈動を与えるようにそれらを制御することは、回転子の角速度の脈動を抑制する効果も有する。これにより、モータが駆動することで生じる騒音や振動がある程度抑制される。その結果、騒音や振動をある程度抑制しつつ、回転に同期した脈動を有するモータを高い効率で駆動するモータの制御装置を提供することができる。
第３の発明にかかるモータの制御装置は、第１の発明の構成に加えて、第２補正値は、該第２補正値によるトルク制御時の機械角に対応するトルク補償量の位相と、トルク制御を行わない場合の機械角に対応する負荷トルクの位相とのずれが予め定められた範囲になる、第２トルクパターンに基づいて定められる値である。
【００１６】
第３の発明によると、第２補正値によるトルク制御時のトルク補償量の位相は、予め定められた範囲内でトルク制御を行わない場合の負荷トルクの位相からずれる。予め定められた範囲とは、たとえば実用上モータの騒音を問題としなくてよい範囲である。第２補正値によるトルク制御時のトルク補償量の位相がトルク制御を行わない場合の負荷トルクの位相からずれるが、ある程度一致する。トルク補償量の位相がトルク制御を行わない場合の負荷トルクの位相とある程度一致するので、回転子の角速度の脈動を抑制する効果を有する。これにより、モータが駆動することで生じる騒音や振動がある程度抑制される。
【００１７】
第４の発明にかかるモータの制御装置は、第１から第３のいずれかの発明の構成に加えて、電力供給手段は、インバータであって、制御手段は、インバータに供給される直流電力の電圧および電流のいずれかを制御するための手段を含む。
【００１８】
第４の発明によると、インバータはモータに電力を供給する。制御手段は、インバータに供給される直流電力の電圧や電流を制御する。インバータに供給される前の電力の電圧や電流を制御するので、電流の変化パターンが一定に近づく。これにより、モータの効率をより改善することができる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータをより高い効率で駆動するモータの制御装置を提供することができる。
【００１９】
第５の発明にかかるモータの制御装置は、第１から第４のいずれかの発明の構成に加えて、記憶手段は、第１補正値、第２補正値以外の他の補正値をもさらに記憶し、該記憶される他の補正値は、制御手段が電圧および電流のいずれかを制御することにより発生する電流脈動の位相と、トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流脈動の位相とのずれが、予め定められた範囲に含まれるように定められ、選択手段は、予め定められた条件に応じて、第１補正値、第２補正値および他の補正値の中のいずれかの値を選択する。
【００２０】
第５の発明によると、電流の脈動を適切に抑制する補正値は、モータを駆動する際のさまざまな条件に基づいて変化する。選択手段は、たとえばモータを駆動する時間といった、予め定められた条件に基づいて補正値のいずれかを選択する。これにより、モータを駆動する条件に変化が生じても、制御手段はその変化に応じて電圧や電流を制御し、トルクによる脈動電流を抑制することができる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータをより高い効率で駆動するモータの制御装置を提供することができる。
【００２１】
第６の発明にかかるモータの制御装置は、第５の発明の構成に加えて、条件は、モータに加わる負荷の影響を受ける条件である。
【００２２】
第６の発明によると、モータに加わる負荷は、モータに供給される電圧や電流の脈動に影響を及ぼす。選択手段はモータに加わる負荷の影響を受ける条件に応じて補正値を選択する。これにより、より的確に電流の脈動を抑制することができる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータをより的確に駆動するモータの制御装置を提供することができる。
【００２３】
第７の発明にかかるモータの制御装置は、第６の発明の構成に加えて、モータに加わる負荷の影響を受ける条件は、モータの負荷トルクに基づいて定められる条件である。
【００２４】
第７の発明によると、モータの負荷トルクは、モータに供給される電力の電圧や電流の脈動に影響を及ぼす。選択手段はモータの負荷トルクに基づいて補正値を選択する。これにより、一層的確に電流の脈動を抑制することができる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータを一層的確に駆動するモータの制御装置を提供することができる。
【００２５】
第８の発明にかかるモータの制御装置は、第６の発明の構成に加えて、制御装置は、検知手段により検知された回転子の角速度に基づいて、回転子の角速度を算出するための算出手段をさらに含む。モータに加わる負荷の影響を受ける条件は、回転子の角速度に基づいて定められる。
【００２６】
第８の発明によると、選択手段はモータの回転子の角速度に基づいて定められる条件に応じて補正値を選択する。負荷に接続されたモータの回転子の角速度は、そのモータが発生する騒音や振動の大小に直接影響を及ぼす。これにより、的確に騒音や振動を抑制することができる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータについて、必要に応じて騒音や振動の抑制と効率の向上とを達成するモータの制御装置を提供することができる。
【００２７】
第９の発明にかかる空気調和機は、第１から第８のいずれかの発明にかかるモータの制御装置を含む。
【００２８】
第９の発明によると、モータの制御装置は、モータの電圧や電流を制御する。これにより、モータの効率が向上するので、空気調和機の効率も向上する。その結果、より高い効率で稼動する空気調和機を提供することができる。
【００２９】
第１０の発明にかかる冷蔵庫は、第１から第８のいずれかの発明にかかるモータの制御装置を含む。
【００３０】
第１０の発明によると、モータの制御装置は、モータの電圧や電流を制御する。これにより、モータの効率が向上するので、冷蔵庫の効率も向上する。その結果、より高い効率で稼動する冷蔵庫を提供することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３２】
図１を参照して、本実施の形態にかかる圧縮機１７０用のモータの制御装置１００は、交流電源１１０と、力率改善回路１２０と、全波整流回路１３０と、平滑回路１４０と、インバータ部１５０と、３相ブラシレスモータ１６０と、圧縮機１７０と、ベースドライバ部１８０と、コンパレータおよび抵抗などにより構成される検出部１９０と、マイクロプロセッサ２００とを含む。力率改善回路１２０は、リアクタなどにより構成され、突入電流を防止する回路も兼ねる。全波整流回路１３０は、ダイオードブリッジなどにより構成される。平滑回路１４０は、電解コンデンサなどにより構成される。インバータ部１５０は、３相バイポーラ接続されたスイッチング素子やフライホイール・ダイオードなどにより構成され、Ｕ相上側に接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）１５１と、Ｖ相上側に接続されたＩＧＢＴ１５２と、Ｗ相上側に接続されたＩＧＢＴ１５３と、Ｕ相下側に接続されたＩＧＢＴ１５４と、Ｖ相下側に接続されたＩＧＢＴ１５５と、Ｗ相下側に接続されたＩＧＢＴ１５６とを含む。３相ブラシレスモータは、圧縮機１７０を駆動する。圧縮機１７０は、空気調和機または冷蔵庫（図示せず）に内蔵される、シングルロータリ型の圧縮機である。ベースドライバ部１８０は、電圧レベル変換ＩＣ（Integrated Circuit）などにより構成される。検出部１９０は、コンパレータおよび抵抗などにより構成される。マイクロプロセッサ２００は、制御演算を行う。
【００３３】
図２を参照して、マイクロプロセッサ２００で実行されるプログラムは、モータに供給する電力の制御に関し、以下のような制御構造を有する。
【００３４】
ステップ１００（以下、ステップをＳと略す。）にて、マイクロプロセッサ２００は、交流電源１１０を用いてモータの制御装置１００に交流電力を供給する。Ｓ１０２にて、マイクロプロセッサ２００は、全波整流回路１３０と平滑回路１４０とを用いて交流電力を直流化し、インバータ部１５０へ入力させる。
【００３５】
Ｓ１０４にて、マイクロプロセッサ２００は、検出部１９０を用いてロータの位置を表わす位置信号を検出する。図３を参照して、誘起電圧によりロータの位置を検出する方法を説明する。
【００３６】
図３（Ａ）は、ブラシレスモータの各巻線からの誘起電圧の波形と基準電圧とを示す。ただし図３（Ａ）の誘起電圧の波形と図３（Ｂ）のロータ位置信号の波形とは同位相になるように示しているが、実際は誘起電圧を検出する方法により、誘起電圧とロータ位置信号とには位相の遅れが発生する。本実施の形態においては、ブラシレスモータは３相スター結線されており、各々の巻線で発生した誘起電圧の波形は、１２０°ずつ位相がずれた状態になる。
【００３７】
図３（Ｂ）は、誘起電圧と基準電圧とを比較した結果を表わす波形である。誘起電圧が基準電圧より大きい時を「ＨＩＧＨ」と、小さい時を「ＬＯＷ」とすると、磁極が変化する点すなわち誘起電圧の波形がゼロクロスする点で立ち上がりまたは立ち下がりのエッジがあるパルスを得ることができる。各巻線ごとのパルスの「ＨＩＧＨ」および「ＬＯＷ」の組合せは、ロータの位置に同期しているので、各巻線ごとのパルスの組合せを検出することによりロータの位置を検出することができる。図４に、各巻線のＯＮ／ＯＦＦとステートとの対応関係を示す。単位時間ごとに、ロータの位置の変化を把握すると、ロータの角速度や回転数を検出することもできる。
【００３８】
Ｓ１０６にて、マイクロプロセッサ２００は、自身の内部の記憶回路に記憶されたトルクパターンを読み出し、ＰＷＭ（Pulse-Width Modulation）デューティを決定する。ＰＷＭデューティとは信号がＯＮ／ＯＦＦされている時間をいう。図５を参照して、マイクロプロセッサ２００の内部の記憶回路に記憶されたトルクパターンの例を説明する。本実施の形態においては、３相ブラシレスモータ１６０の回転数に応じて選択される６種類のトルクパターンが記憶されている。各トルクパターンは、３相ブラシレスモータ１６０のステートに対応する補償量からなり、この補償量を補正値として、各ステートごとにＰＷＭデューティを決定する。ステートとはロータ１回転を各通電モードすなわち転流ごとに分割したものである。言い換えれば、モータの極数と相数との積である。たとえば、４極ブラシレスモータでは１２分割され、ステート０〜ステート１１までの１２ステートを持つ。ただし、ステートＮとステートＮ＋６（Ｎ：０〜５の整数）の通電モードは同一である。本実施の形態において、最終的なＰＷＭデューティの決定値は、基準値および前述した補償量を用いて次式のように計算する。
【００３９】
Ｄ＝Ａ×Ｄ（０）（Ｄ：決定値、Ａ：補償量、Ｄ（０）：基準値）
基準値とは、モータの速度制御装置（＝マイクロプロセッサ２００）が決定した平均回転数によりモータを駆動する場合のＰＷＭデューティをいう。
【００４０】
Ｓ１０８にて、マイクロプロセッサ２００は、ロータの位置に基づきブラシレスモータを駆動する信号を作成し、ＰＷＭ波形を用いてＰＷＭチョッピングする。この場合ＰＷＭチョッピングとは、モータを駆動するための信号を細かくＯＮ／ＯＦＦすることをいう。信号を細かくＯＮ／ＯＦＦすると、ＰＷＭデューティに応じてブラシレスモータの各相に印加する電圧や電流を制御し、これらに脈動を生じさせることができる。電圧や電流を制御することができるので、出力トルクを制御することができる。電圧や電流はトルクパターンにしたがって制御されているので、出力トルクはトルクパターンにしたがって制御されていることになる。
【００４１】
図３（Ｃ）は、その信号に基づいてブラシレスモータを制御した場合の各巻線の信号のＯＮ/ＯＦＦを表わす図である。たとえばロータ位置信号ＨＵの立ち上がりエッジが検出されれば、Ｕ相上側のスイッチング素子ＩＧＢＴ１５１をＯＮにする。次にロータ位置信号ＨＶの立ち上がりエッジが検出されると、ＩＧＢＴ１５１をＯＦＦにし、Ｖ相上側のスイッチング素子ＩＧＢＴ１５２をＯＮにする。ロータ位置信号ＨＷの立ち下がり信号が検出されると、Ｖ相下側のスイッチング素子からＷ相下側のスイッチング素子を転流させる。このようにロータ位置信号のエッジを検出するごとに順次インバータ回路のスイッチング素子を転流させて、ブラシレスモータを駆動する。本実施の形態においては信号をＯＮする際のみにＰＷＭチョッピングしているが、ＯＦＦする側にＰＷＭチョッピングしてもよいし、ＯＮ／ＯＦＦ両側であってもよい。
【００４２】
Ｓ１１０にて、マイクロプロセッサ２００は、ブラシレスモータを駆動する信号を作成し、ＰＷＭチョッピングすると、ＰＷＭチョッピングされた信号をベースドライバ部１８０へ出力する。
【００４３】
Ｓ１１２にて、ベースドライバ部１８０は、出力された信号をＩＧＢＴの駆動用に変換する。Ｓ１１４にて、インバータ部１５０は、変換された信号に基づいてＩＧＢＴ１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６のＩＧＢＴスイッチングを行う。Ｓ１１６にて、ＩＧＢＴスイッチングにより、インバータ部１５０はモータ１６へ電力を供給し、圧縮機１７０を駆動するので空気調和機が運転される。
【００４４】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、制御装置１００の動作について説明する。
【００４５】
空気調和機を運転するための電力は、モータ駆動装置に接続された交流電源１１０から供給される（Ｓ１００）。交流電力が供給されると、全波整流回路１３０と平滑回路１４０により直流化され、インバータ部１５０へ入力される（Ｓ１０２）。
【００４６】
マイクロプロセッサ２００は、検出部１９０を用いてロータの位置を表わす位置信号を検出する（Ｓ１０４）。位置信号を検出すると、マイクロプロセッサ２００は、自身の内部の記憶回路に記憶されたトルクパターンを読み出し、ＰＷＭデューティを決定する（Ｓ１０６）。
【００４７】
ＰＷＭデューティを決定すると、マイクロプロセッサ２００は位置信号に基づいてブラシレスモータを駆動する信号を作成し、ＰＷＭ波形を用いてＰＷＭチョッピングする（Ｓ１０８）。
【００４８】
ブラシレスモータを駆動する信号を作成し、ＰＷＭチョッピングすると、マイクロプロセッサ２００は、ＰＷＭチョッピングされた信号をベースドライバ部１８０へ出力する（Ｓ１１０）。ベースドライバ部１８０は、出力された信号をＩＧＢＴの駆動用に変換する（Ｓ１１２）。インバータ部１５０は、変換された信号に基づいてＩＧＢＴ１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６のＩＧＢＴスイッチングを行う（Ｓ１１４）。ＩＧＢＴスイッチングにより、インバータ部１５０よりモータ１６へ電力が供給され、圧縮機１７０が駆動されるので空気調和機が運転される（Ｓ１１６）。
【００４９】
図６はトルク制御を行わない場合における負荷トルク、トルク補償量およびＤＣ（Direct Current）電流波形を示す。図７は回転数変動がなるべく小さくなるようにトルク制御を行うトルク制御時の負荷トルク、トルク補償量およびＤＣ電流波形を示す。図８は効率がなるべく高くなるようにトルク制御を行う本実施の形態にかかるトルク制御時の負荷トルク、トルク補償量およびＤＣ電流波形を示す。図６に示すようにトルク制御を行わない場合のトルク補償量は、回転角に関係なく一定である。図７に示すように従来例のトルク制御時のトルク補償量は、負荷トルクと一致するように設定されている。図８に示すように本実施の形態にかかるトルク制御時のトルク補償量は、ＤＣ電流の脈動を小さくするため、トルク制御を行わない場合のＤＣ電流の脈動とは逆位相で電流に脈動が生じるトルクパターンを使用している。
【００５０】
図９を参照して、それぞれの場合について、圧縮機の振動振幅と効率とを比較した結果を示す。本実施の形態にかかる制御装置１００により、ＤＣ電流の脈動が、トルク制御を行わない場合や従来のトルク制御の場合に比べはるかに小さくなる。ＤＣ電流の脈動が小さくなるので、損失が低減し図９（Ｂ）に示すように効率が向上する。振動についても、トルク制御なしの場合より、はるかに小さい。図９（Ａ）に示すようにトルク制御時よりは振動が大きくなっているが、通常シングルロータリ型圧縮機は、空気調和機に組み込まれる際に、ゴムなどの弾性体により支持される。しかも、バネ効果を持たせた形状の冷媒配管によって熱交換器に接続されているので、これらの最適設計を行うことにより、振動のかなりの部分が弾性体、冷媒配管によって吸収される。そのため、従来例のトルク制御ほど圧縮機の振動を低減しなくても、振動が実用上問題とならない範囲内に収まればよい。
【００５１】
以上のようにして、本実施の形態にかかる制御装置は、負荷トルクによる電流の脈動を打ち消す処理をすることができる。脈動を打ち消すことができるので、トルク制御を行わない場合に比べ、シングルロータリ型圧縮機の振動と騒音とを実用上問題とならない範囲内に抑えた上で高い効率でモータを駆動させることができる。振動と騒音とを抑えた上、高い効率でモータを駆動させるので、空気調和機などの大幅な省エネルギーと低振動化・低騒音化とを実現できる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータを高い効率と低振動・低騒音とを両立して的確に駆動できるモータの制御装置を提供することができる。
【００５２】
＜変形例＞
記憶回路には２種類のトルクパターンを記憶してもよい。２種類のトルクパターンとは、トルク制御を行わない場合に比べ効率が高くなる第１トルクパターンおよび第１トルクパターンほど効率は高くならないがモータおよび負荷装置の振動や音が小さくなる第２トルクパターンである。これにより、夏場の日中など電力使用量を抑えた高効率運転が要求される運転時は第１トルクパターンを使用し、睡眠時など低振動、低騒音が要求される運転時は第２トルクパターンを切換えて使用することができる。その結果、ユーザの希望にあわせて最適な条件で稼働できるモータの制御装置を提供することができる。
【００５３】
トルクパターン切換時について、切換え後一定の時間が経過するまで、トルクパターンの切換またはモータの回転数の目標値の変更を禁止してもよい。これにより、モータの異常停止などが発生しないので、安定して切換えることができる。その結果、より安全に稼働できるモータの制御装置を提供することができる。
【００５４】
各トルクパターンは、モータの負荷に応じて記憶されていてもよい。複数のトルクパターンから負荷トルクに応じたトルクパターンを選択してもよい。これにより、負荷トルクに応じて電圧や電流を制御するので、モータの効率を一層的確に向上させることができる。その結果、一層的確に駆動できるモータの制御装置を提供することができる。
【００５５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる電流などを制御する処理の制御の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態にかかる検出部が誘起電圧によりロータ位置信号を検出する方法を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかるステートと機械角および電気角との関係ならびに通電モードを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかるマイクロプロセッサの記憶回路に記憶されたトルクパターンの例を表わす図である。
【図６】トルク制御を行わない場合の負荷トルク、トルク補償量およびＤＣ電流波形を示す図である。
【図７】従来例のトルク制御を行う場合の負荷トルク、トルク補償量およびＤＣ電流波形を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかるトルク制御を行う場合の負荷トルク、トルク補償量およびＤＣ電流波形を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態にかかるトルク制御を行う場合の圧縮機の振動振幅と効率と表わす図である。
【符号の説明】
１００制御装置、１１０交流電源、１２０力率改善回路、１３０全波整流回路、１４０平滑回路、１５０インバータ部、１６０３相ブラシレスモータ、１７０圧縮機、１８０ベースドライバ部、１９０検出部、２００マイクロプロセッサ。

Claims

回転子を有するモータに電力を供給するための電力供給手段と、
前記回転子の機械角を検知するための検知手段と、
前記電力の電圧および電流のいずれかを補正する、前記機械角に対応する複数の補正値を予め記憶するための記憶手段と、
前記記憶手段が予め記憶する複数の補正値の内から１の補正値を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した補正値に基づき、前記電力における電圧および電流のいずれかを制御するための制御手段とを含み、
前記記憶手段が予め記憶する複数の補正値は、
トルク制御時のトルク補償量が、前記トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を平準化させる、第１トルクパターンに基づいて定められる第１補正値と、
前記トルク制御時のトルク補償量が、前記トルク制御を行わない場合の負荷トルクと一致するように設定されている、第２トルクパターンに基づいて定められる第２補正値とを含む、モータの制御装置。
前記第１補正値は、該第１補正値によるトルク制御時のトルク補償量が発生させる電流の脈動の位相と、前記トルク制御を行わずにモータを運転させる場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を上下反転させた脈動の位相とのずれが予め定められた範囲になる、前記第１トルクパターンに基づいて定められる値である、請求項１に記載のモータの制御装置。
前記第２補正値は、該第２補正値によるトルク制御時のトルク補償量の位相と、前記トルク制御を行わない場合の負荷トルクの位相とのずれが予め定められた範囲になる、前記第２トルクパターンに基づいて定められる値である、請求項１に記載のモータの制御装置。
前記電力供給手段は、インバータであって、
前記制御手段は、前記インバータに供給される直流電力の電圧および電流のいずれかを制御するための手段を含む、請求項１から３のいずれかに記載のモータの制御装置。
前記記憶手段は、前記第１補正値、前記第２補正値以外の他の補正値をもさらに記憶し、該記憶される他の補正値は、前記制御手段が前記電圧および電流のいずれかを制御することにより発生する電流脈動の位相と、前記トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流脈動の位相とのずれが、予め定められた範囲に含まれるように定められ、
前記選択手段は、予め定められた条件に応じて、前記第１補正値、前記第２補正値および前記他の補正値の中のいずれかの値を選択する、請求項１から４のいずれかに記載のモータの制御装置。
前記条件は、前記モータに加わる負荷の影響を受ける条件である、請求項５に記載のモータの制御装置。
前記モータに加わる負荷の影響を受ける条件は、前記モータの負荷トルクに基づいて定められる条件である、請求項６に記載のモータの制御装置。
前記制御装置は、前記検知手段により検知された前記回転子の機械角に基づいて、前記回転子の角速度を算出するための算出手段をさらに含み、
前記モータに加わる負荷の影響を受ける条件は、前記回転子の角速度に基づいて定められる、請求項６に記載のモータの制御装置。
請求項１から８のいずれかに記載のモータの制御装置を含む、空気調和機。
請求項１から８のいずれかに記載のモータの制御装置を含む、冷蔵庫。