JPH11235080A - Ｄｃモータの駆動装置およびそれを用いた電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は駆動トルクの落ち込みを低減し、振
動、騒音を抑え、制御の安定性が向上できるＤＣモータ
の駆動装置およびそれを用いた電気機器を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 ＤＣモータの端子間に印加する電圧が矩
形パルスでありＤＣモータに供給される出力電流が疑似
的に正弦波になるようにデューティを決定するデューテ
ィ決定手段６と、前記デューティ決定手段により決定さ
れたデューティに応じてパルス幅を変調するパルス幅変
調手段７を備えることにより、モータ電流が疑似的に正
弦波になり、固定子巻線への通電切換え時の電流の落ち
込みが少なくなり、駆動トルクの落ち込みを低減し、振
動、騒音を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、換気扇やレンジフ
ード等に使用されるＤＣモータの駆動装置およびそれを
搭載した電気機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、出力の大きいモータや高速回転で
用いるモータを必要とする換気扇に搭載するため低振
動、低騒音、制御性のよいＤＣモータの駆動装置が要求
されている。

【０００３】従来、この種のＤＣモータの駆動装置は、
回転子の回転位置を検出する位置検出素子としてホール
素子を用い、この複数の位置検出素子からの位置検出信
号の変化をとらえ、その時の位置検出信号の状態に応じ
てあらかじめ定められた複数のスイッチング素子のオ
ン、オフの組合せとなるように駆動し、複数の固定子巻
線に順次通電を行って回転子を回転させる（矩形波１２
０度通電）ようにした方法が一般的であった。

【０００４】このような駆動方式は、複数の固定子巻線
への通電切換えの瞬間に電流が落ち込むと、駆動トルク
にも同時に落ち込みが生じ、駆動トルクむらを生じさせ
る原因となる。この駆動トルクむらは振動、騒音の発生
につながる。

【０００５】これに対し、従来は特公平６−５２９９７
号などに見られるように、固定子巻線に通電する期間に
一定の割合で重なりをもたせることにより、電流の落ち
込みを少なくし、駆動トルクの落ち込みを低減し、振
動、騒音の発生を防止していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のＤＣ
モータの駆動装置では、固定子巻線に通電する期間に一
定の割合で重なりをもたせることにより、電流の落ち込
みを少なくしているが、モータ電流は２つの巻線に流れ
る期間と、転流時の現象として３つの巻線に通流する重
なり期間が存在する。このように重なり期間を設けて電
流の落ち込みを少なくしているが、モータ電流波形は矩
形波であり、さらに出力の大きいモータや高速回転で用
いるモータでは、電流の落ち込みが駆動トルクむらを生
じ振動、騒音に大きく影響を与えている。

【０００７】一方、この重なり期間はモータの定数、回
転数、転流直前のモータ電流などに依存して変化し、モ
ータ電流位相は電流の増加とともに遅れ位相となる。し
たがって出力の大きいモータや高速回転で用いるモータ
では、巻線の電気的定数が大きく、誘起電圧に対してモ
ータ電流位相が遅れ、騒音、モータ駆動効率に影響を与
えている。

【０００８】また、重なり期間を考慮して位置検出素子
からの位置検出信号に基づいて複数のスイッチング素子
のオン、オフを出力するタイミングを調整し、位置検出
信号をあらかじめ進み位相にしなければならず、最適な
駆動のタイミングの調整が簡単にはできなかった等の課
題があり、これを改善することが要求されている。

【０００９】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、振動、騒音を抑え、制御の安定性を向上
することのできるＤＣモータの駆動装置およびそれを用
いた電気機器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のＤＣモータの駆
動装置は上記目的を達成するために、回転子の位置を検
出する複数の位置検出素子と、複数の固定子巻線に接続
されそれぞれ所定の順序で順次通電するための複数のス
イッチング素子と、前記複数の位置検出素子の位置検出
信号より得られる信号が変化してから次の信号が変化す
るまでの信号変化時間間隔を測定する信号変化時間間隔
測定手段と、前記信号変化時間間隔測定手段に基づいて
あらかじめ定められた通電切換えタイミングとデューテ
ィ切換えタイミングを算出する経過時間算出手段と、位
置検出信号の状態に応じてあらかじめ定められた前記複
数のスイッチング素子のオン、オフの第１の状態を出力
し、前記通電切換えタイミング経過後にその時の回転子
の位置検出信号の状態に応じてあらかじめ定められたス
イッチング素子のオン、オフの第２の状態を出力するス
イッチング素子オン、オフ信号発生手段と、前記デュー
ティ切換えタイミング経過毎にＤＣモータの端子間に印
加する電圧が矩形パルスでありＤＣモータに供給される
出力電流が疑似的に正弦波になるようにデューティを決
定するデューティ決定手段と、前記デューティ決定手段
により決定されたデューティに応じてパルス幅を変調す
るパルス幅変調手段と、前記スイッチング素子オン、オ
フ信号発生手段から出力される信号と前記パルス幅変調
手段から出力される信号を合成して複数のスイッチング
素子を駆動するドライブ手段を備えたものである。

【００１１】本発明によれば、モータ電流が疑似的に正
弦波になり、常に固定子巻線への通電切換え時の電流の
落ち込みが少なくなり、駆動トルクの落ち込みを低減
し、振動、騒音を抑えることができるＤＣモータの駆動
装置が得られる。

【００１２】また他の手段は、前記信号変化時間間隔測
定手段はモータの回転速度を算出する手段を備え、複数
の回転速度にそれぞれ対応したデューティ率をあらかじ
め記憶し回転速度に応じてＤＣモータに供給される出力
電流が疑似的に正弦波になるようにデューティを決定す
るデューティ決定手段を備えたものである。

【００１３】本発明によれば、回転速度が変動した場合
回転速度に応じたデューティでパルス変調を行うことに
より、常に固定子巻線への通電切換え時の電流の落ち込
みを少なくし、駆動トルクの落ち込みを低減し、振動、
騒音を抑え、制御の安定性が向上できるＤＣモータの駆
動装置が得られる。

【００１４】また他の手段は、前記信号変化時間間隔測
定手段はモータの回転速度を算出する手段を備え、回転
速度に応じたデューティ率を近似式により演算し、回転
速度に応じてＤＣモータに供給される出力電流が疑似的
に正弦波になるようにデューティを決定するデューティ
決定手段を備えたものである。

【００１５】本発明によれば、回転速度が変動した場合
回転速度に応じたデューティ率を近似式を用いて演算し
回転速度に応じたデューティでパルス変調を行うことに
より、常に固定子巻線への通電切換え時の電流の落ち込
みを少なくし、駆動トルクの落ち込みを低減し、振動、
騒音を抑え、制御の安定性が向上できるＤＣモータの駆
動装置が得られる。

【００１６】また他の手段によれば、回転子の位置を検
出する複数の位置検出素子の代わりにある一定区間スイ
ッチング素子をオフしＤＣモータの巻線に誘起される誘
起電圧に基づいて回転子の位置検出をする手段を備えた
ものである。

【００１７】本発明によれば、回転子の位置検出部分を
簡素化し安価にすることができ、振動、騒音を抑え、制
御の安定性が向上できるＤＣモータの駆動装置が得られ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は回転子の位置を検出する
複数の位置検出素子と、複数の固定子巻線に接続されそ
れぞれ所定の順序で順次通電するための複数のスイッチ
ング素子と、前記複数の位置検出素子の位置検出信号よ
り得られる信号が変化してから次の信号が変化するまで
の信号変化時間間隔を測定する信号変化時間間隔測定手
段と、前記信号変化時間間隔測定手段に基づいてあらか
じめ定められた通電切換えタイミングとデューティ切換
えタイミングを算出する経過時間算出手段と、位置検出
信号の状態に応じてあらかじめ定められた前記複数のス
イッチング素子のオン、オフの第１の状態を出力し、前
記通電切換えタイミング経過後にその時の回転子の位置
検出信号の状態に応じてあらかじめ定められたスイッチ
ング素子のオン、オフの第２の状態を出力するスイッチ
ング素子オン、オフ信号発生手段と、前記デューティ切
換えタイミング経過毎にＤＣモータの端子間に印加する
電圧が矩形パルスでありＤＣモータに供給される出力電
流が疑似的に正弦波になるようにデューティを決定する
デューティ決定手段と、前記デューティ決定手段により
決定されたデューティに応じてパルス幅を変調するパル
ス幅変調手段と、前記スイッチング素子オン、オフ信号
発生手段から出力される信号と前記パルス幅変調手段か
ら出力される信号を合成して複数のスイッチング素子を
駆動するドライブ手段を備えたものであり、ＤＣモータ
の端子間に印加する電圧が矩形パルスでありＤＣモータ
に供給される出力電流が疑似的に正弦波になるようにデ
ューティを決定するデューティ決定手段と、前記デュー
ティ決定手段により決定されたデューティに応じてパル
ス幅を変調するパルス幅変調手段により、モータ電流が
疑似的に正弦波になり、常に固定子巻線への通電切換え
時の電流の落ち込みが少なくなり、駆動トルクの落ち込
みを低減し、振動、騒音を抑えるという作用を有する。

【００１９】また、前記信号変化時間間隔測定手段はモ
ータの回転速度を算出する手段を備え、複数の回転速度
にそれぞれ対応したデューティ率をあらかじめ記憶し回
転速度に応じてＤＣモータに供給される出力電流が疑似
的に正弦波になるようにデューティを決定するデューテ
ィ決定手段を備えたものであり、回転速度が変動した場
合回転速度に応じたデューティでパルス変調を行うこと
により、常に固定子巻線への通電切換え時の電流の落ち
込みを少なくし、駆動トルクの落ち込みを低減し、振
動、騒音を抑え、制御の安定性が向上するという作用を
有する。

【００２０】また、前記信号変化時間間隔測定手段はモ
ータの回転速度を算出する手段を備え、回転速度に応じ
たデューティ率を近似式により演算し、回転速度に応じ
てＤＣモータに供給される出力電流が疑似的に正弦波に
なるようにデューティを決定するデューティ決定手段を
備えたものであり、回転速度が変動した場合回転速度に
応じたデューティ率を近似式を用いて演算し回転速度に
応じたデューティでパルス変調を行うことにより、常に
固定子巻線への通電切換え時の電流の落ち込みを少なく
し、駆動トルクの落ち込みを低減し、振動、騒音を抑
え、制御の安定性が向上するという作用を有する。

【００２１】また、回転子の位置を検出する複数の位置
検出素子の代わりにある一定区間スイッチング素子をオ
フしＤＣモータの巻線に誘起される誘起電圧に基づいて
回転子の位置検出をする手段を備えるものであり、回転
子の位置検出部分を簡素化し安価にすることができると
いう作用を有する。

【００２２】以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２３】

【実施例】図１、図７に示すように、１は天井埋め込み
型等の換気扇１ａに搭載されるＤＣモータで、固定子巻
線Ｕ，Ｖ，Ｗと回転子（永久磁石）およびその磁石位置
を検知し電子回路基板に実装されたホール素子からなる
位置検出素子２のＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗより成る。

【００２４】Ｑｕ−，Ｑｕ＋，Ｑｖ−，Ｑｖ＋，Ｑｗ
−，Ｑｗ＋はスイッチング素子９で、上記固定子巻線
Ｕ，Ｖ，Ｗに所定のタイミングで順次通電を行う。

【００２５】信号変化時間間隔測定手段３は、前記複数
の位置検出素子２からの位置検出信号の１つが変化して
から次の１つが変化するまでの信号変化時間間隔を測定
する。

【００２６】経過時間算出手段４は、あらかじめ定めら
れた通電切換えタイミングとデューティ切換えタイミン
グをその時の前記信号変化時間間隔に基づいて算出す
る。

【００２７】スイッチング素子オン、オフ信号発生手段
５は、位置検出信号の状態に応じて前記複数の固定子巻
線にそれぞれ所定の方向と順序で順次通電するようにあ
らかじめ定められた前記複数のスイッチング素子のオ
ン、オフの第１の状態を出力し、前記通電切換えタイミ
ング経過時間後にその時の回転子の位置検出信号の状態
に応じてあらかじめ定められたスイッチング素子のオ
ン、オフの第２の状態を出力する。

【００２８】デューティ決定手段６は、前記デューティ
切換えタイミング経過毎にＤＣモータに供給される出力
電流が疑似的に正弦波になるようにデューティを決定す
る。

【００２９】パルス幅変調手段７は、前記デューティ決
定手段により決定されたデューティに応じてＰＷＭ１，
ＰＷＭ２のパルス幅を変調する。

【００３０】そして前記信号変化時間間隔測定手段３、
経過時間算出手段４、スイッチング素子オン、オフ信号
発生手段５、デューティ決定手段６およびパルス幅変調
手段７はマイクロコンピュータ１０に内蔵され、ドライ
ブ手段８はマイクロコンピュータからの信号ＰＷＭ１，
ＰＷＭ２、ｕ−，ｕ＋，ｖ−，ｖ＋，ｗ−，ｗ＋を合成
して複数のスイッチング素子９のＱｕ−，Ｑｕ＋，Ｑｖ
−，Ｑｖ＋，Ｑｗ−，Ｑｗ＋のベースに電流を供給する
ように構成される。

【００３１】（実施例１）上記構成において図２〜図４
に基づきその動作を説明する。

【００３２】図２〜図４において位置検出素子２のＨ
ｕ，Ｈｖ，Ｈｗの出力の組合わせがある組合わせたとえ
ば（Ｈ，Ｌ，Ｈ）から再び（Ｈ，Ｌ，Ｈ）となった時が
電気角で３６０度であり、ある組合わせから次の組合わ
せたとえば（Ｈ，Ｌ，Ｈ）から（Ｈ，Ｌ，Ｌ）となる時
間が電気角で６０度である。

【００３３】信号変化時間間隔測定手段３は、複数の位
置検出素子２からの位置検出信号の１つが変化してから
次の１つが変化するまでの信号変化時間間隔Ｔｎ、すな
わちＤＣモータが電気角で６０度回転するのに要する時
間を測定する。

【００３４】経過時間算出手段４は、複数の位置検出素
子２からの位置検出信号の１つが変化する毎に算出さ
れ、あらかじめ定められた電気角たとえばα＝３０度に
相当する通電切換えタイミングたとえばＴ１ｎをその時
の信号変化時間間隔Ｔｎに基づいて、Ｔｎは電気角で６
０度に相当するので次式より求める。

【００３５】

【数１】

【００３６】また、あらかじめ定められた電気角たとえ
ばβ＝７．５度に相当するデューティ切換えタイミング
たとえばＴ２ｎをその時の信号変化時間間隔Ｔｎに基づ
いて、Ｔｎは電気角で６０度に相当するので次式より求
める。

【００３７】

【数２】

【００３８】スイッチング素子オン、オフ信号発生手段
５は、複数の位置検出素子２のＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの位置
検出信号の変化たとえば（Ｈ，Ｌ，Ｈ）から（Ｈ，Ｌ，
Ｌ）をとらえその時の位置検出信号の状態（Ｈ，Ｌ，
Ｌ）に応じて前記複数の固定子巻線にそれぞれ所定の方
向と順序で順次通電するようにあらかじめ定められた前
記複数のスイッチング素子のオン、オフの第１の状態で
あるｕ−，ｕ＋，ｖ−，ｖ＋，ｗ−，ｗ＋のＨ，Ｌの状
態（Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌ）（以下左記のように表
記）を出力し、前記経過時間算出手段４により算出され
た通電切換えタイミングＴ１ｎ後にその時の位置検出信
号の状態（Ｈ，Ｌ，Ｌ）に応じてあらかじめ定められた
スイッチング素子オン、オフの第２の状態（Ｈ，Ｌ，
Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌ）を出力する。

【００３９】デューティ決定手段６は、複数の位置検出
素子２のＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの位置検出信号の変化たとえ
ば（Ｈ，Ｌ，Ｈ）から（Ｈ，Ｌ，Ｌ）をとらえ、前記経
過時間算出手段４により算出されたデューティ切換えタ
イミングＴ２ｎ経過毎にＤＣモータの出力電流が疑似的
に正弦波になるようにあらかじめ定められたデューティ
率に基づいてあらかじめ定められたデューティに前記デ
ューティ率を乗算し、デューティ１およびデューティ２
を出力する。

【００４０】パルス幅変調手段７は、前記デューティ決
定手段６により決定されたデューティ１およびデューテ
ィ２に応じてそれぞれパルス幅ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を変
調する。

【００４１】ドライブ手段８は、マイクロコンピュータ
１０に内蔵されたスイッチング素子オン、オフ信号発生
手段５からの信号ｕ−，ｕ＋，ｖ−，ｖ＋，ｗ−，ｗ＋
とパルス幅変調手段７からの信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を
受けて前記スイッチング素子９のＱｕ−，Ｑｕ＋，Ｑｖ
−，Ｑｖ＋，Ｑｗ−，Ｑｗ＋のベースに電流を供給しＬ
の時はオフ、Ｈの時はオンさせ、たとえば第１の出力状
態（Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌ）に対応させてＱｕ−，Ｑ
ｕ＋，Ｑｖ−，Ｑｖ＋，Ｑｗ−，Ｑｗ＋のオン、オフの
状態を（オフ、オン、オフ、オン、オン、オフ）（以下
左記のように表記）にさせ、第２の出力状態（Ｈ，Ｌ，
Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌ）に対応して（オン、オフ、オフ、オ
ン、オン、オフ）にさせる。

【００４２】次に複数の位置検出素子２のＨｕ，Ｈｖ，
Ｈｗの位置検出信号が次の変化である（Ｈ，Ｌ，Ｌ）か
ら（Ｈ，Ｈ，Ｌ）をとらえその時の位置検出信号の状態
（Ｈ，Ｈ，Ｌ）に応じて図３のようにスイッチング素子
オン、オフ信号およびスイッチング素子オン、オフの状
態を出力するとともに、デューティ切換えタイミング経
過毎にＤＣモータの出力電流が疑似的に正弦波になるよ
うにあらかじめ定められたデューティ率に基づいてあら
かじめ定められたデューティに前記デューティ率を乗算
し、デューティ１およびデューティ２を出力する。以下
同様にして複数の固定子巻線に順次通電を行って回転子
を回転させる。

【００４３】なお、実施例１では、デューティ切換えタ
イミングは信号変化時間間隔に基づいて算出しており、
演算しやすいように電気角で７．５度としたが、電気角
を小さくすればデューティ切換えタイミングの回数が増
しＤＣモータの出力電流がより正弦波に近くなる。

【００４４】（実施例２）上記構成において図２、図４
に基づきその動作を説明する。なお、実施例１と同一部
分には同一符号を付加し、その詳細は省略する。

【００４５】図４において、信号変化時間間隔測定手段
３は、複数の位置検出素子２からの位置検出信号の１つ
が変化してから次の１つが変化するまでの信号変化時間
間隔Ｔｎ、すなわちＤＣモータが電気角で６０度回転す
るのに要する時間を測定する。一方電気角６０度は機械
角で３０度に相当し、回転子の１回転すなわち機械角で
３６０度に相当する時間を測定する。回転子の１回転に
要する時間をあらかじめ定められた期間たとえば５秒間
の平均により算出し、回転子の回転速度とする。

【００４６】デューティ決定手段６は、ＤＣモータに供
給される出力電流が疑似的に正弦波になるように複数の
回転速度にそれぞれ対応したデューティ率をあらかじめ
記憶し、前記信号変化時間間隔測定手段３により算出し
た回転子の回転速度に応じたデューティ率に基づいてデ
ューティ切換えタイミング経過毎にあらかじめ定められ
たデューティに前記デューティ率を乗算し、デューティ
１およびデューティ２を出力する。以下同様にして複数
の固定子巻線に順次通電を行って回転子を回転させる。

【００４７】なお、実施例２では回転子の１回転に要す
る時間を５秒間の平均で算出するとしたが、位置検出素
子からの位置検出信号のばらつきに応じて平均する時間
を決定すればよい。

【００４８】（実施例３）上記構成において図５に基づ
きその動作を説明する。なお、実施例１と同一部分には
同一符号を付加し、その詳細は省略する。

【００４９】図５において、信号変化時間間隔測定手段
３は、複数の位置検出素子２からの位置検出信号の１つ
が変化してから次の１つが変化するまでの信号変化時間
間隔Ｔｎ、すなわちＤＣモータが電気角で６０度回転す
るのに要する時間を測定する。一方電気角６０度は機械
角で３０度に相当し、回転子の１回転すなわち機械角で
３６０度に相当する時間を測定する。回転子の１回転に
要する時間をあらかじめ定められた期間たとえば５秒間
の平均により算出し、回転子の回転速度とする。

【００５０】デューティ決定手段６は、ＤＣモータに供
給される出力電流が疑似的に正弦波になるように複数の
回転速度にそれぞれ対応したデューティ率を近似式によ
り演算する。たとえば、図６において複数の位置検出素
子２の位置検出信号の出力の組合わせがたとえば（Ｌ，
Ｌ，Ｈ）から（Ｈ，Ｌ，Ｈ）に変化した時点から前記経
過時間算出手段４より算出されるＴ２ｎに基づいてたと
えば電気角で３０度経過した区間をたとえば区間Ａとす
る。また、Ｔ２ｎに基づいてたとえば電気角で３０度の
時点から次の位置検出素子２の位置検出信号の組合わせ
が（Ｈ，Ｌ，Ｈ）から（Ｈ，Ｌ，Ｌ）に変化した区間を
たとえば区間Ｂとする。前記区間Ａおよび区間Ｂのそれ
ぞれのデューティ率を次式により近似する。ｙはデュー
ティ率、ａは傾き、ｂは切片、ｘは電気角を表す。

【００５１】

【数３】

【００５２】前記近似式によりあらかじめ回転速度に応
じた傾きａ、切片ｂを記憶しておく。前記信号変化時間
間隔測定手段３により算出した回転子の回転速度に応じ
た傾きａ、切片ｂとデューティ切換えタイミング経過時
間すなわち電気角をｘとし、前記近似式によりデューテ
ィ切換えタイミング経過毎にデューティ率を演算し、あ
らかじめ定められたデューティに前記デューティ率を乗
算し、デューティ１およびデューティ２を出力する。以
下同様にして複数の固定子巻線に順次通電を行って回転
子を回転させる。

【００５３】（実施例４）上記構成において図６に基づ
きその動作を説明する。なお、実施例１と同一部分には
同一符号を付加し、その詳細は省略する。

【００５４】複数の位置検出素子２の位置検出信号の出
力の組合わせがたとえば（Ｌ，Ｌ，Ｈ）から（Ｈ，Ｌ，
Ｈ）に変化した時点から前記経過時間算出手段４より算
出されるＴ２ｎに基づいてたとえば電気角で７．５度の
区間と前記Ｔ２ｎに基づいて５２．５度の時点から次の
位置検出素子２の位置検出信号の組合わせが（Ｈ，Ｌ，
Ｈ）から（Ｈ，Ｌ，Ｌ）に変化した区間を誘起電圧検出
区間たとえばＣとする。前記誘起電圧検出区間Ｃにおい
てデューティ１およびデューティ２のデューティ値を０
としスイッチング素子９をオフし、ＤＣモータの巻線に
誘起される誘起電圧に基づいて回転子の位置を検出し、
回転子の位置検出信号に基づいて複数の固定子巻線にそ
れぞれ所定の方向と順序で通電する。以下は実施例１と
同じである。

【００５５】なお、本実施例１乃至実施例４では天井埋
め込み型等の換気扇について述べたが同様のＤＣモータ
の駆動装置を使用しているレンジフード、空気調和機等
の機器にも、本発明の適用が当然可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、ＤＣ
モータの端子間に印加する電圧が矩形パルスでありＤＣ
モータに供給される出力電流が疑似的に正弦波になるよ
うにデューティを決定するデューティ決定手段と、前記
デューティ決定手段により決定されたデューティに応じ
てパルス幅を変調するパルス幅変調手段を備えているた
め、モータ電流が疑似的に正弦波になり、常に固定子巻
線への通電切換え時の電流の落ち込みが少なくなり、駆
動トルクの落ち込みを低減し、振動、騒音を抑えること
ができるＤＣモータの駆動装置およびそれを用いた電気
機器を提供できる。

【００５７】また、前記信号変化時間間隔測定手段はモ
ータの回転速度を算出する手段を備え、複数の回転速度
にそれぞれ対応したデューティ率をあらかじめ記憶し回
転速度に応じてＤＣモータに供給される出力電流が疑似
的に正弦波になるようにデューティを決定するデューテ
ィ決定手段を備えているため、回転速度が変動した場合
回転速度に応じたデューティでパルス変調を行うことに
より、常に固定子巻線への通電切換え時の電流の落ち込
みを少なくし、駆動トルクの落ち込みを低減し、振動、
騒音を抑え、制御の安定性が向上できるＤＣモータの駆
動装置およびそれを用いた電気機器を提供できる。

【００５８】また、前記信号変化時間間隔測定手段はモ
ータの回転速度を算出する手段を備え、回転速度に応じ
たデューティ率を近似式により演算し、回転速度に応じ
てＤＣモータに供給される出力電流が疑似的に正弦波に
なるようにデューティを決定するデューティ決定手段を
備えているため、回転速度が変動した場合回転速度に応
じたデューティ率を近似式を用いて演算し回転速度に応
じたデューティでパルス変調を行うことにより、常に固
定子巻線への通電切換え時の電流の落ち込みを少なく
し、駆動トルクの落ち込みを低減し、振動、騒音を抑
え、制御の安定性が向上できるＤＣモータの駆動装置お
よびそれを用いた電気機器を提供できる。

【００５９】また、回転子の位置を検出する複数の位置
検出素子の代わりにある一定区間スイッチング素子をオ
フしＤＣモータの巻線に誘起される誘起電圧に基づいて
回転子の位置検出をする手段を備えているため、回転子
の位置検出部分を簡素化し安価にすることができ、振
動、騒音を抑え、制御の安定性が向上できるＤＣモータ
の駆動装置およびそれを用いた電気機器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＤＣモータの駆動装置の回路構成図

【図２】本発明の実施例１および実施例２の駆動波形例
を示すタイミングチャート

【図３】同スイッチング素子のオン、オフの状態を示す
テーブルを示す図

【図４】同デューティ率を示すタイミングチャート

【図５】本発明の実施例３のデューティ率を示すタイミ
ングチャート

【図６】本発明の実施例４のデューティ率を示すタイミ
ングチャート

【図７】本発明のＤＣモータの駆動装置を搭載した換気
扇の設置時の状態を示す概略図

【符号の説明】

１ ＤＣモータ １ａ 換気扇 ２ 位置検出素子 ３ 信号変化時間間隔測定手段 ４ 経過時間算出手段 ５ スイッチング素子オン、オフ信号発生手段 ６ デューティ決定手段 ７ パルス幅変調手段 ８ ドライブ手段 ９ スイッチング素子 １０ マイクロコンピュータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転子の位置を検出する複数の位置検出素
   子と、複数の固定子巻線に接続されそれぞれ所定の順序
   で順次通電するための複数のスイッチング素子と、前記
   複数の位置検出素子の位置検出信号より得られる信号が
   変化してから次の信号が変化するまでの信号変化時間間
   隔を測定する信号変化時間間隔測定手段と、前記信号変
   化時間間隔測定手段に基づいてあらかじめ定められた通
   電切換えタイミングとデューティ切換えタイミングを算
   出する経過時間算出手段と、位置検出信号の状態に応じ
   てあらかじめ定められた前記複数のスイッチング素子の
   オン、オフの第１の状態を出力し、前記通電切換えタイ
   ミング経過後にその時の回転子の位置検出信号の状態に
   応じてあらかじめ定められたスイッチング素子のオン、
   オフの第２の状態を出力するスイッチング素子オン、オ
   フ信号発生手段と、前記デューティ切換えタイミング経
   過毎にＤＣモータの端子間に印加する電圧が矩形パルス
   でありＤＣモータに供給される出力電流が疑似的に正弦
   波になるようにデューティを決定するデューティ決定手
   段と、前記デューティ決定手段により決定されたデュー
   ティに応じてパルス幅を変調するパルス幅変調手段と、
   前記スイッチング素子オン、オフ信号発生手段から出力
   される信号と前記パルス幅変調手段から出力される信号
   を合成して複数のスイッチング素子を駆動するドライブ
   手段を備えることを特徴とするＤＣモータの駆動装置。
2. 【請求項２】前記信号変化時間間隔測定手段はモータの
   回転速度を算出する手段を備え、複数の回転速度にそれ
   ぞれ対応したデューティ率をあらかじめ記憶し回転速度
   に応じてＤＣモータに供給される出力電流が疑似的に正
   弦波になるようにデューティを決定するデューティ決定
   手段を備えることを特徴とする、請求項１記載のＤＣモ
   ータの駆動装置。
3. 【請求項３】前記信号変化時間間隔測定手段はモータの
   回転速度を算出する手段を備え、回転速度に応じたデュ
   ーティ率を近似式により演算し、回転速度に応じてＤＣ
   モータに供給される出力電流が疑似的に正弦波になるよ
   うにデューティを決定するデューティ決定手段を備える
   ことを特徴とする、請求項１記載のＤＣモータの駆動装
   置。
4. 【請求項４】回転子の位置を検出する複数の位置検出素
   子の代わりにある一定区間スイッチング素子をオフしＤ
   Ｃモータの巻線に誘起される誘起電圧に基づいて回転子
   の位置検出をする手段を備えることを特徴とする、請求
   項１乃至請求項３記載のＤＣモータの駆動装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項４記載の何れかに記載
   のＤＣモータの駆動装置を搭載する電気機器。
6. 【請求項６】請求項５記載の電気機器は換気扇、レンジ
   フード、空気調和機の何れかであることを特徴とする電
   気機器。