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JP5927411B2 - MOTOR DRIVE DEVICE AND ELECTRIC DEVICE USING THE SAME - Google Patents

MOTOR DRIVE DEVICE AND ELECTRIC DEVICE USING THE SAME Download PDF

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JP5927411B2
JP5927411B2 JP2011226446A JP2011226446A JP5927411B2 JP 5927411 B2 JP5927411 B2 JP 5927411B2 JP 2011226446 A JP2011226446 A JP 2011226446A JP 2011226446 A JP2011226446 A JP 2011226446A JP 5927411 B2 JP5927411 B2 JP 5927411B2
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義典 竹岡
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Description

本発明は、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電気機器に関する。   The present invention relates to a motor driving device that drives a brushless DC motor and an electric device using the same.

従来、この種のモータ駆動装置は、例えば特許文献1に開示されたように、電流値または駆動速度に応じて、速度フィードバック駆動、もしくは端子電圧を所定の状態に保つよう補正しながら指令速度で駆動のいずれかに切り換えてモータを駆動している(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, this type of motor drive device, as disclosed in, for example, Patent Document 1, at a command speed while correcting speed feedback drive or maintaining a terminal voltage in a predetermined state according to a current value or a drive speed. The motor is driven by switching to either driving (see, for example, Patent Document 1).

図15は、前記公報に記載された従来のモータ駆動装置を示すものである。図Aに示すように、端子電圧検出手段201と、第1転流手段202と、第2転流手段203と、切り換え手段204と、インバータ205と、ブラシレスDCモータ206から構成されている。   FIG. 15 shows a conventional motor driving apparatus described in the publication. As shown in FIG. A, the terminal voltage detection means 201, the first commutation means 202, the second commutation means 203, the switching means 204, the inverter 205, and the brushless DC motor 206 are configured.

特開2010−166655号公報JP 2010-166655 A

しかしながら、前記従来の構成では、端子電圧位相に対して電流位相が大きく進みモータ電流0クロスがインバータ205のモータ電流と同相のスイッチング素子がオフする前に発生するような負荷が軽い状態であっても非常に不安定な使用条件においては電流乱れが発生し、高速駆動時であってもモータ電流0クロスがインバータ205のモータ電流と同相のスイッチング素子がオンした後に発生するような負荷が非常に大きな条件では、端子電圧の状態から補正ができず電流乱れが発生するという課題を有していた。   However, in the above-described conventional configuration, the load is such that the current phase is greatly increased with respect to the terminal voltage phase and the motor current zero cross is generated before the switching element having the same phase as the motor current of the inverter 205 is turned off. However, current disturbance occurs under extremely unstable use conditions, and even when driving at high speed, a load that generates a motor current zero cross after the switching element having the same phase as the motor current of the inverter 205 is turned on is very high. Under large conditions, there was a problem that current disturbance occurred because the terminal voltage could not be corrected.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、非常に負荷が軽く不安定なシステム状態もしくは非常に負荷が重い状態であっても、安定駆動できるとしたモータ駆動装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a motor drive device that can be stably driven even in a very light and unstable system state or a very heavy load state. And

前記従来の課題を解決するために、本発明のモータ駆動装置は、回転子と、3相巻線を有する固定子とからなるブラシレスDCモータを駆動するモータ駆動装置であって、前記3相巻線に電力を供給するインバータと、前記ブラシレスDCモータの端子電圧を取得する端子電圧取得部と、通電角が120度以上の波形である第1の波形信号を出力する第1波形発生部と、デューティは一定で、周波数のみを変化させて設定する周波数設定部と、前記端子電圧取得部が取得した前記端子電圧の発生タイミングによって通電角を120度以上180度未満の間で決定する通電角決定部と、前記周波数設定部で設定した周波数と前期通電角決定部で決定した通電角で第2の波形信号を出力する第2波形発生部と、前記端子電圧取得部が取得した前記端子電圧が所定の状態に近づくよう前記第2の波形信号を補正した補正波形信号を出力する波形補正部と、前記ブラシレスDCモータの運転状態に応じて前記第1の波形信号と前記補正波形信号を切り換えて出力する切換判定部と、
前記切換判定部から出力された第1の波形信号または補正波形信号に基づき、前記インバータが前記3相巻線に供給する電力の供給タイミングを指示するドライブ信号を、前記インバータに出力するドライブ部を有するとしたものである。
In order to solve the above-described conventional problems, a motor driving device of the present invention is a motor driving device for driving a brushless DC motor including a rotor and a stator having a three-phase winding, and the three-phase winding An inverter that supplies power to the wire, a terminal voltage acquisition unit that acquires a terminal voltage of the brushless DC motor, a first waveform generation unit that outputs a first waveform signal having a waveform with a conduction angle of 120 degrees or more, A frequency setting unit that is set with a constant duty and changing only the frequency, and an energization angle determination that determines an energization angle between 120 degrees and less than 180 degrees according to the generation timing of the terminal voltage acquired by the terminal voltage acquisition unit. Unit, a second waveform generation unit that outputs a second waveform signal at the conduction angle determined by the previous period conduction angle determination unit and the frequency set by the frequency setting unit, and the terminal voltage acquisition unit acquired A waveform correction unit that outputs a corrected waveform signal obtained by correcting the second waveform signal so that a child voltage approaches a predetermined state, and the first waveform signal and the corrected waveform signal according to the operating state of the brushless DC motor A switching determination unit for switching and outputting,
A drive unit that outputs to the inverter a drive signal for instructing a supply timing of electric power that the inverter supplies to the three-phase winding based on the first waveform signal or the correction waveform signal output from the switching determination unit; It is what you have.

これによって、前記第2の波形信号で駆動中は前記端子電圧の状態を任意の状態に保てるようになり、前記ブラシレスDCモータの相電流0クロスが同相の前記ドライブ信号がオフ中に発生させることができ、常に前記端子電圧と前記第2の波形信号が所定の状態に近づくよう制御することとなる。   As a result, the terminal voltage can be kept in an arbitrary state during driving with the second waveform signal, and the phase current 0 cross of the brushless DC motor is generated while the drive signal in phase is off. Therefore, the terminal voltage and the second waveform signal are always controlled so as to approach a predetermined state.

本発明のモータ駆動装置は、不安定なシステム状態での非常に軽い負荷や電流位相と端子電圧位相が近づく非常に負荷が重い状態など広い負荷範囲で、安定駆動することができる。   The motor drive device of the present invention can be stably driven in a wide load range such as a very light load in an unstable system state or a very heavy load in which a current phase and a terminal voltage phase approach each other.

本発明の実施の形態1におけるモータ駆動装置のブロック図1 is a block diagram of a motor drive device according to Embodiment 1 of the present invention. 同実施の形態におけるモータ駆動装置のタイミング図Timing chart of motor drive device in same embodiment 同実施の形態におけるモータ駆動装置の最適な通電角を説明する図The figure explaining the optimal conduction angle of the motor drive device in the embodiment 同実施の形態におけるモータ駆動装置の他のタイミング図Another timing chart of the motor drive device in the same embodiment 同実施の形態におけるブラシレスDCモータの同期駆動時のトルクと位相との関係を示す図The figure which shows the relationship between the torque at the time of the synchronous drive of the brushless DC motor in the embodiment, and a phase 同実施の形態におけるブラシレスDCモータの相電流と端子電圧の位相関係を説明する図The figure explaining the phase relationship of the phase current and terminal voltage of the brushless DC motor in the embodiment (a)同実施の形態におけるブラシレスDCモータの位相関係を説明する図(b)同実施の形態におけるブラシレスDCモータの他の位相関係を説明する図(A) The figure explaining the phase relationship of the brushless DC motor in the embodiment (b) The figure explaining the other phase relationship of the brushless DC motor in the embodiment 同実施の形態におけるブラシレスDCモータの第2の波形信号の通電角が175度でのトルクとブラシレスDCモータ4の位相の関係を示す特性図The characteristic view which shows the relationship between the torque and the phase of the brushless DC motor 4 when the conduction angle of the second waveform signal of the brushless DC motor in the embodiment is 175 degrees 同実施の形態におけるブラシレスDCモータの第2の波形信号の通電角が160度でのトルクとブラシレスDCモータ4の位相の関係を示す特性図The characteristic view which shows the relationship between the torque and the phase of the brushless DC motor 4 when the conduction angle of the second waveform signal of the brushless DC motor in the embodiment is 160 degrees 同実施の形態におけるモータ駆動装置の時間差計測部11の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the time difference measurement part 11 of the motor drive device in the embodiment. 同実施の形態におけるモータ駆動装置の通電角決定部10の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the conduction angle determination part 10 of the motor drive device in the embodiment. 同実施の形態におけるモータ駆動装置の波形補正部の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the waveform correction part of the motor drive device in the embodiment 同実施の形態におけるブラシレスDCモータの回転数とデューティとの関係を示す図The figure which shows the relationship between the rotation speed of the brushless DC motor in the same embodiment, and a duty 同実施の形態におけるブラシレスDCモータの要部断面図Sectional drawing of the principal part of the brushless DC motor in the same embodiment 従来のモータ駆動装置のブロック図Block diagram of a conventional motor drive device

第1の発明は回転子と、3相巻線を有する固定子とからなるブラシレスDCモータを駆動するモータ駆動装置であって、前記3相巻線に電力を供給するインバータと、前記ブラシレスDCモータの端子電圧を取得する端子電圧取得部と、前記端子電圧取得部の値から前記ブラシレスDCモータを流れる還流電流が0になる時に端子電圧に現れる端子電圧変化のタイミングと前記ドライブ信号がオンまたはオフするタイミングとの時間差を計算する時間差計測部と、通電角が120度以上の波形である第1の波形信号を出力する第1波形発生部と、デューティは一定で、周波数のみを変化させて設定する周波数設定部と、前記時間差計測部が測定する時間差の基準となるスパイク電圧が発生するよう通電角を120度以上180度未満の間で決定する通電角決定部と、前記周波数設定部で設定した周波数と前通電角決定部で決定した通電角で第2の波形信号を出力する第2波形発生部と、前記端子電圧取得部が取得した前記端子電圧が所定の状態に近づくよう前記第2の波形信号を補正した補正波形信号を出力する波形補正部と、前記ブラシレスDCモータの運転状態に応じて前記第1の波形信号と前記補正波形信号を切り換えて出力する切換判定部と、前記切換判定部から出力された第1の波形信号または補正波形信号に基づき、前記インバータが前記3相巻線に供給する電力の供給タイミングを指示するドライブ信号を、前記インバータに出力するドライブ部を有したものである。 A first invention is a motor drive device for driving a brushless DC motor comprising a rotor and a stator having a three-phase winding, an inverter for supplying power to the three-phase winding, and the brushless DC motor A terminal voltage acquisition unit that acquires the terminal voltage of the terminal, a timing of the terminal voltage change that appears in the terminal voltage when the return current flowing through the brushless DC motor becomes 0 based on the value of the terminal voltage acquisition unit, and the drive signal is turned on or off A time difference measuring unit that calculates a time difference from the timing to be performed, a first waveform generating unit that outputs a first waveform signal having a waveform with a conduction angle of 120 degrees or more, a duty is constant, and only a frequency is changed and set determine a frequency setting unit, the conduction angle so that the time difference measuring unit spike voltage as a reference time difference which occurs measured between less than 180 degrees 120 degrees to A conduction angle determination unit, a second waveform generator for outputting a second waveform signal conduction angle determined by the frequency and the previous SL conduction angle determiner set by the frequency setting unit, the terminal voltage acquisition unit acquires the A waveform correction unit that outputs a corrected waveform signal obtained by correcting the second waveform signal so that the terminal voltage approaches a predetermined state, and the first waveform signal and the correction according to an operating state of the brushless DC motor. Based on the first waveform signal or the corrected waveform signal output from the switching determination unit, the switching determination unit for switching and outputting the waveform signal, and instructing the supply timing of the power supplied to the three-phase winding by the inverter It has a drive part which outputs a drive signal to the inverter.

これによって、前記第2の波形信号で駆動中は前記端子電圧の状態を任意の状態に保てるようになり、前記ブラシレスDCモータの相電流0クロスが同相の前記ドライブ信号がオフ中に発生させることができ、常に前記端子電圧と前記第2の波形信号が所定の状態に近づくよう制御することとなり、不安定なシステム状態での非常に軽い負荷や電流位相と端子電圧位相が近づく非常に負荷が重い状態など広い負荷範囲で、安定駆動することができる。   As a result, the terminal voltage can be kept in an arbitrary state during driving with the second waveform signal, and the phase current 0 cross of the brushless DC motor is generated while the drive signal in phase is off. The terminal voltage and the second waveform signal are always controlled so as to approach a predetermined state, so that a very light load in an unstable system state and a very close load where the current phase and the terminal voltage phase approach each other. Stable driving can be performed over a wide load range such as in a heavy state.

また、前記第1波形発生部で採用されるような誘起電圧0クロスを検出しハイとローの2値を出力する単純な回路とその変化のタイミングを観測するだけで良いこととなり、より単純なアルゴリズムによって実現でき、さらなるソフトウェア品質の向上やより安価にシステムを構築することができる。 Further, it is only necessary to detect the induced voltage 0 cross as employed in the first waveform generator and output the high and low values, and to observe the timing of the change. It can be realized by an algorithm, and can further improve the software quality and construct a system at a lower cost.

の発明は、特に、第の発明の前記時間差計測部が計測する前記時間差とはスパイク電圧発生期間であるとし、前記通電角決定部は前記時間差が決められた第1の閾値時間より小さくなったときに通電角を狭めるとしたことにより、低負荷で急激な負荷変動であっても時間にマージンを持たせることで、前記ブラシレスDCモータの電流0クロスが同相の前記ドライブ信号がオンより前に現れることを防ぐこととなり、低負荷時に、より確実に前記端子電圧が所定の状態に近づくよう補正することができ、更に安定した駆動が可能となる。 In the second invention, in particular, the time difference measured by the time difference measuring unit of the first invention is a spike voltage generation period, and the energization angle determining unit is based on a first threshold time in which the time difference is determined. by was narrowing the conduction angle when it becomes rather small, even abrupt load change at low loads by a margin in time, the drive signal of the current zero crossings is in phase of the brushless DC motor Thus, the terminal voltage can be more reliably corrected so as to approach a predetermined state at a low load, and further stable driving is possible.

の発明は、特に、第の発明の前記時間差計測部が計測する前記時間差とはスパイク電圧オフ期間であるとし、前記通電角決定部は、前記時間差が決められた第2の閾値時間より小さくなったときに通電角を狭めるとしたことにより、高負荷で急激な負荷変動であっても時間にマージンを持たせることで、前記ブラシレスDCモータの電流0クロスが同相の前記ドライブ信号がオフするより前に現れることを防ぐこととなり、高負荷でより確実に前記端子電圧が所定の状態に近づくよう補正することができ、更に安定した駆動が可能となる。 According to a third aspect of the invention, in particular, the time difference measured by the time difference measurement unit of the first invention is a spike voltage off period, and the energization angle determination unit is a second threshold time in which the time difference is determined. Since the energization angle is narrowed when it becomes smaller, the drive signal having the current 0 cross of the brushless DC motor having the same phase can be obtained by giving a margin to the time even in the case of a sudden load fluctuation at a high load. Thus, the terminal voltage can be corrected so as to approach the predetermined state more reliably at a high load, and further stable driving is possible.

の発明は、特に、第1〜第の発明の第1波形発生部が、前記端子電圧取得部が取得した前記端子電圧のゼロクロスポイントを前記回転子の位置情報として取得し、前記回転子の位置情報に基づき前記第1の波形信号を出力することにより、第1波形発生部で駆動するための位置信号を取得するための特別な回路を設けることが不要となり、非常に安価に構成することができる。 In the fourth aspect of the invention, in particular, the first waveform generation unit of the first to third aspects of the invention acquires a zero cross point of the terminal voltage acquired by the terminal voltage acquisition unit as position information of the rotor, and the rotation By outputting the first waveform signal based on the position information of the child, it is not necessary to provide a special circuit for acquiring the position signal for driving by the first waveform generator, and the configuration is very inexpensive. can do.

の発明は、特に、第1〜第の発明のブラシレスDCモータの回転子が、鉄心に永久磁石を埋め込んで構成され、さらに突極性を有するとしたことにより、前記ブラシレスDCモータの駆動において、永久磁石によるマグネットトルクとともに、突極性によるリラクタンストルクも有効に利用できるようになるため、低速時の高効率駆動とともに、高効率の高速駆動性能も更に伸張することが可能となる。 According to a fifth aspect of the invention, in particular, the brushless DC motor according to the first to fourth aspects of the present invention is constructed by embedding a permanent magnet in an iron core and further having a saliency. Since the reluctance torque due to the saliency can be effectively utilized together with the magnet torque due to the permanent magnet, the high-efficiency high-speed driving performance can be further extended along with the high-efficiency driving at low speed.

の発明は、特に、第1〜第の発明のブラシレスDCモータが圧縮機を駆動するとしたことにより、圧縮機はイナーシャが比較的大きい負荷であることにより、サーボモータのような高い制御精度が必要とされず、モータの駆動周期よりも位相差の変動周期が遅い駆動となるため、補正の回数を間引いて運転することが可能となり、より演算速度が遅くより安価な制御装置でモータ駆動装置を提供できる。また、従来のモータ駆動装置と同じ圧縮機を用いた場合でも、冷凍能力を高めることが出来るので、高能力の冷凍サイクルの小型化と低価格化を実現できる。さらに、従来のモータ駆動装置を用いた冷凍サイクルに、本発明のモータ駆動装置を置き換えれば、より高効率なモータを用いることができる。 In the sixth aspect of the invention, in particular, the brushless DC motor of the first to fifth aspects of the invention drives the compressor, and the compressor is a load having a relatively large inertia. Because accuracy is not required and the phase difference fluctuation cycle is slower than the motor drive cycle, it is possible to operate with a reduced number of corrections, and the motor can be operated with a control device that is slower and less expensive. A drive device can be provided. Further, even when the same compressor as that of the conventional motor drive device is used, the refrigeration capacity can be increased, so that the high capacity refrigeration cycle can be reduced in size and price. Furthermore, if the motor driving device of the present invention is replaced with a refrigeration cycle using a conventional motor driving device, a more efficient motor can be used.

の発明は、特に、第の発明の圧縮機をレシプロ圧縮機としたことにより、構造上回転子には、金属性で重量の大きいクランクシャフトやピストンが接続されているため、イナーシャが非常に大きく、高速では短い時間での速度の変動は非常に少ない負荷を駆動することとなるため、電流と端子電圧の位相差の変化が少ないこととなり、低速ではトルク脈動に応じた高効率な運転を行い、高速では安定した駆動により高い冷凍能力を出力できる。 In the seventh aspect of the invention, in particular, since the compressor of the sixth aspect of the invention is a reciprocating compressor, the rotor is structurally connected with a metallic and heavy crankshaft and piston, so that the inertia is reduced. It is very large and the speed fluctuation in a short time at high speed drives a very small load, so the change in phase difference between current and terminal voltage is small, and at low speed it is highly efficient according to torque pulsation. High refrigeration capacity can be output with stable driving at high speed.

の発明は、特に第の発明または第の発明の圧縮機で使用する冷媒をR600aとしたことにより、冷凍能力を得るために気筒容積を大きくし、イナーシャが大きくなり、さらに速度や負荷によって変動しにくい安定した駆動が可能となる。 In the eighth aspect of the invention, the refrigerant used in the compressor of the sixth aspect or the seventh aspect is R600a, so that the cylinder volume is increased in order to obtain the refrigerating capacity, the inertia is increased, the speed and Stable driving that does not easily fluctuate depending on the load is possible.

の発明は、特に、第1〜第の発明のモータ駆動装置により駆動されるブラシレスDCモータを備えた電気機器としたことにより、電気機器として冷蔵庫に用いた場合は、負荷変動は急ではないため、より安定した駆動が可能となる。さらに、安定時には高効率運転を行い、急冷時には高速駆動により冷凍能力を向上させることができる。また、電気機器として空気調和機に用いた場合は、冷房時の最低負荷から暖房時の最大負荷まで幅広い駆動範囲に対応できるとともに、特に定格以下の低負荷での消費電力を低減することができる。 The ninth aspect of the invention is an electric device provided with a brushless DC motor driven by the motor driving device of the first to eighth aspects of the invention. Therefore, more stable driving is possible. In addition, high-efficiency operation can be performed when stable, and refrigeration capacity can be improved by high-speed driving during rapid cooling. In addition, when used in an air conditioner as an electrical device, it can handle a wide driving range from the lowest load during cooling to the maximum load during heating, and can reduce power consumption particularly at low loads below the rating. .

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態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50または60Hzの電源である。モータ駆動装置22は、交流電源1に接続され、ブラシレスDCモータ4を駆動する。以下、モータ駆動装置22について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of a motor drive device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an AC power source 1 is a general commercial power source, and in Japan, a power source of 50 or 60 Hz with an effective value of 100V. The motor driving device 22 is connected to the AC power source 1 and drives the brushless DC motor 4. Hereinafter, the motor drive device 22 will be described.

整流平滑回路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平滑するものであり、ブリッジ接続された4個の整流ダイオード2a〜2dと、平滑コンデンサ2e、2fとから構成される。本実施の形態においては、整流平滑回路2は倍電圧整流回路により構成されているが、整流平滑回路2は全波整流回路により構成されても良い。さらに、本実施の形態においては、交流電源1は単相交流電源であるが、交流電源1が3相交流電源である場合は、整流平滑回路2は3相整流平滑回路によって構成される。   The rectifying and smoothing circuit 2 rectifies and smoothes AC power into DC power with the AC power supply 1 as an input, and includes four rectifying diodes 2a to 2d connected in a bridge and smoothing capacitors 2e and 2f. In the present embodiment, the rectifying / smoothing circuit 2 is configured by a voltage doubler rectifying circuit, but the rectifying / smoothing circuit 2 may be configured by a full-wave rectifying circuit. Further, in the present embodiment, the AC power source 1 is a single-phase AC power source, but when the AC power source 1 is a three-phase AC power source, the rectifying and smoothing circuit 2 is configured by a three-phase rectifying and smoothing circuit.

インバータ3は、整流平滑回路2からの直流電力を交流電力に変換する。インバータ3は、6個のスイッチング素子3a〜3f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3g〜3lは、各スイッチング素子3a〜3fに、逆方向に接続される。   The inverter 3 converts the DC power from the rectifying / smoothing circuit 2 into AC power. The inverter 3 is configured by connecting six switching elements 3a to 3f in a three-phase bridge. The six return current diodes 3g to 3l are connected to the switching elements 3a to 3f in the reverse direction.

ブラシレスDCモータ4は、永久磁石を有する回転子4aと、3相巻線を有する固定子4bとから構成される。ブラシレスDCモータ4は、インバータ3により作られた3相交
流電流が固定子4bの3相巻線に流れることにより、回転子4aを回転させる。
The brushless DC motor 4 includes a rotor 4a having a permanent magnet and a stator 4b having a three-phase winding. The brushless DC motor 4 rotates the rotor 4a when the three-phase alternating current generated by the inverter 3 flows in the three-phase winding of the stator 4b.

端子電圧取得部5は、ブラシレスDCモータ4の端子電圧を取得する。端子電圧取得部5は、例えば、インバータ3の端子電圧を取得することにより、ブラシレスDCモータ4の相電流の電流ゼロクロスを検出する。具体的には、端子電圧取得部5は、インバータ3の還流電流用ダイオード(例えばダイオード3h)に流れる電流の有無、つまり、電流の流れが正から負、または負から正に切り換わる点、すなわちゼロクロスポイントを検出する。端子電圧取得部5は、このゼロクロスポイントをブラシレスDCモータ4の相電流のゼロクロスポイントとして検出する。   The terminal voltage acquisition unit 5 acquires the terminal voltage of the brushless DC motor 4. The terminal voltage acquisition unit 5 detects the current zero cross of the phase current of the brushless DC motor 4 by acquiring the terminal voltage of the inverter 3, for example. Specifically, the terminal voltage acquisition unit 5 determines whether or not there is a current flowing through the return current diode (for example, the diode 3h) of the inverter 3, that is, the point at which the current flow switches from positive to negative, or from negative to positive. Detect zero cross point. The terminal voltage acquisition unit 5 detects this zero cross point as the zero cross point of the phase current of the brushless DC motor 4.

また、端子電圧取得部5はブラシレスDCモータ4の回転子4aの磁極相対位置を検出する。具体的には、端子電圧取得部5は、固定子4bの3相巻線に発生する誘起電圧に基づいて、回転子4aの相対的な回転位置を検出している。なお、別な位置検出方法としては、モータ電流(相電流または母線電流)の検出結果に対してベクトル演算を行って磁極位置の推定を行う方法が挙げられる。   The terminal voltage acquisition unit 5 detects the relative magnetic pole position of the rotor 4 a of the brushless DC motor 4. Specifically, the terminal voltage acquisition unit 5 detects the relative rotational position of the rotor 4a based on the induced voltage generated in the three-phase winding of the stator 4b. As another position detection method, there is a method of estimating the magnetic pole position by performing vector calculation on the detection result of the motor current (phase current or bus current).

このように、端子電圧取得部5は、ブラシレスDCモータ4の磁極位置と相電流のゼロクロスポイントを検出する。   As described above, the terminal voltage acquisition unit 5 detects the magnetic pole position of the brushless DC motor 4 and the zero cross point of the phase current.

速度検出部6は、端子電圧取得部5が検出した位置情報に基づき、ブラシレスDCモータ4の速度(すなわち回転速度)を検出する。例えば、一定周期で発生する端子電圧取得部5からの信号を計測することにより、簡単に検出することができる。   The speed detector 6 detects the speed (that is, the rotational speed) of the brushless DC motor 4 based on the position information detected by the terminal voltage acquisition unit 5. For example, it can be easily detected by measuring a signal from the terminal voltage acquisition unit 5 generated at a constant period.

周波数指令部7はシステムの状態などから必要な出力を行うための速度が外部から入力され、その速度とあらかじめ分かっているブラシレスDCモータ4の局数からモータ駆動用の周波数を計算する。その計算結果を指令周波数として第1波形発生部8、周波数設定部9、通電角決定部10へと出力する。   The frequency command unit 7 receives a speed for performing a required output from the system state and the like, and calculates a motor driving frequency from the speed and the number of stations of the brushless DC motor 4 known in advance. The calculation result is output as a command frequency to the first waveform generation unit 8, the frequency setting unit 9, and the conduction angle determination unit 10.

第1波形発生部8は、インバータ3のスイッチング素子3a〜3fを駆動するための第1の波形信号を生成する。第1の波形信号は、通電角が120度以上150度以下の矩形波の信号である。3相巻線を有するブラシレスDCモータ4を滑らかに駆動させるためには、通電角は120度以上が必要である。一方、端子電圧取得部5が、誘起電圧に基づいて位置を検出するためには、スイッチング素子のオン/オフの間隔として30度以上の間隔が必要である。このため、通電角は、180度から30度を減じた150度を上限とする。なお、第1の波形信号は、矩形波以外であっても、矩形波に準じる波形が挙げられる。例えば、波形の立ち上り/立ち下りに傾斜を持たせた台形波である。   The first waveform generation unit 8 generates a first waveform signal for driving the switching elements 3 a to 3 f of the inverter 3. The first waveform signal is a rectangular wave signal with an energization angle of 120 degrees to 150 degrees. In order to smoothly drive the brushless DC motor 4 having the three-phase winding, the energization angle needs to be 120 degrees or more. On the other hand, in order for the terminal voltage acquisition unit 5 to detect the position based on the induced voltage, an interval of 30 degrees or more is required as the ON / OFF interval of the switching element. For this reason, the upper limit of the conduction angle is 150 degrees obtained by subtracting 30 degrees from 180 degrees. The first waveform signal may be a waveform conforming to a rectangular wave, even if it is other than a rectangular wave. For example, it is a trapezoidal wave having a slope at the rise / fall of the waveform.

第1波形発生部8は、端子電圧取得部5により検出された回転子4aの位置情報を基に、第1の波形信号を生成する。第1波形発生部8はさらに、周波数指令部7により指令される速度に保つために、パルス幅変調(PWM)デューティ制御を行っている。これにより、回転位置に基づいた最適なデューティで、効率良く、ブラシレスDCモータ4が駆動される。   The first waveform generation unit 8 generates a first waveform signal based on the position information of the rotor 4 a detected by the terminal voltage acquisition unit 5. The first waveform generation unit 8 further performs pulse width modulation (PWM) duty control in order to keep the speed commanded by the frequency command unit 7. As a result, the brushless DC motor 4 is efficiently driven with an optimum duty based on the rotational position.

周波数設定部9は、デューティは一定で、周波数指令部7からの指令周波数に従って周波数のみを変化させて周波数を設定する。   The frequency setting unit 9 has a constant duty and sets the frequency by changing only the frequency according to the command frequency from the frequency command unit 7.

時間差計測部11は、端子電圧取得部5から電流0クロスポイントを取得した時間と、ドライブ部15からインバータ3へ出力しているドライブ信号が電流0クロス後に最初にオンに変化する時間の差分を計算し、スパイク電圧オフ期間として出力する。また、端子電圧取得部5から電流0クロスポイントを取得した時間と、電流0クロスが発生する前の
最後に発生したドライブ信号がオフに変化する時間との差分を計算し、スパイク電圧発生期間として出力する。ここで、スパイク電圧とはスイッチング素子がオフしている間にブラシレスDCモータに蓄えられたエネルギーがインバータ3の還流電流用ダイオード(例えば3h)に流れている間に発生する電圧のことである。
The time difference measuring unit 11 calculates the difference between the time when the current zero cross point is acquired from the terminal voltage acquisition unit 5 and the time when the drive signal output from the drive unit 15 to the inverter 3 first turns on after the current zero crossing. Calculate and output as spike voltage off period. In addition, the difference between the time when the current zero cross point is acquired from the terminal voltage acquisition unit 5 and the time when the drive signal generated last before the current zero crossing is turned off is calculated and used as the spike voltage generation period. Output. Here, the spike voltage is a voltage generated while the energy stored in the brushless DC motor is flowing in the return current diode (for example, 3h) of the inverter 3 while the switching element is turned off.

通電角決定部10は時間差計測部11からの出力であるスパイク電圧オフ期間およびスパイク電圧発生期間を取得する。   The conduction angle determination unit 10 acquires a spike voltage off period and a spike voltage generation period that are outputs from the time difference measurement unit 11.

このスパイク電圧オフ期間が第1の閾値時間より小さい場合と、スパイク電圧発生期間が第2の閾値時間より小さいときには通電角を狭める。本実施の形態では、2種類の時間差を用いたが、スパイク電圧発生期間のみで制御することも可能である。例えば、通電角と周波数からある特定の相(例えばU相)のドライブ信号が上下ともにオフしている期間を計算し、そのオフ期間から本実施の形態の第1の閾値時間を引いた値を第3の閾値時間として設け、スパイク電圧発生時間が第2の閾値時間から第3の閾値時間の間に無ければ通電角を狭めるとすることで実現できる。閾値時間差を1種類とした場合、時間差計測部11で計測する種類が減少するため、処理速度の遅いマイコンであっても容易に実現することができる。また、スパイク電圧オフ期間のみでも同様に制御できる。   When the spike voltage off period is smaller than the first threshold time and when the spike voltage generation period is smaller than the second threshold time, the energization angle is narrowed. In this embodiment, two kinds of time differences are used, but it is also possible to control only by the spike voltage generation period. For example, a period in which the drive signal of a specific phase (for example, the U phase) is turned off is calculated from the conduction angle and the frequency, and a value obtained by subtracting the first threshold time of the present embodiment from the off period is calculated. This is provided as a third threshold time, and if the spike voltage generation time is not between the second threshold time and the third threshold time, it can be realized by narrowing the energization angle. When the threshold time difference is one type, the types measured by the time difference measuring unit 11 are reduced, so that even a microcomputer with a low processing speed can be easily realized. The same control can be performed only during the spike voltage off period.

第1の閾値時間と第2の閾値時間はそれぞれ、ブラシレスDCモータ4が駆動する負荷や交流電源1の電圧が変化した際にどれだけスパイク電圧オフ期間とスパイク電圧発生期間が変化するかということをあらかじめ調べ、その変化時間の最大を設定する。   The first threshold time and the second threshold time indicate how much the spike voltage off period and the spike voltage generation period change when the load driven by the brushless DC motor 4 or the voltage of the AC power supply 1 changes, respectively. And set the maximum change time.

通電角を広げる場合には、スパイク電圧オフ期間が第1の閾値時間に所定の値を加算した結果より大きく、かつスパイク電圧発生期間が第2の閾値時間に所定の値を加算した結果より大きい場合とする。このように閾値時間差にヒステリシスを設けることで、通電角変更の頻度が減少し、より安定した駆動が可能となる。このヒステリシスとなる所定の値は、それぞれの閾値時間の値と同じ、最大の時間変動の1.5倍でよい。これにより、最大の変動に対してもすぐに通電角が狭まることがなくなる。通電角の幅の範囲は第1の波形信号のように30度のオフ期間を設ける必要は無いため、120以上、180度未満となる。本実施の形態においては、閾値時間差を設けているため、175度程度となっている。   When extending the energization angle, the spike voltage off period is greater than the result of adding a predetermined value to the first threshold time, and the spike voltage generation period is greater than the result of adding the predetermined value to the second threshold time. Suppose. By providing hysteresis in the threshold time difference in this way, the frequency of changing the energization angle is reduced, and more stable driving is possible. The predetermined value that becomes the hysteresis may be 1.5 times the maximum time fluctuation, which is the same as the value of each threshold time. As a result, the energization angle does not immediately narrow even for the maximum fluctuation. The range of the conduction angle width is 120 or more and less than 180 degrees because it is not necessary to provide an off period of 30 degrees unlike the first waveform signal. In the present embodiment, since a threshold time difference is provided, it is about 175 degrees.

第2波形発生部12は、周波数設定部9からの周波数と、通電角決定部10が決定した通電角を基に、インバータ3のスイッチング素子3a〜3fを駆動するための第2の波形信号を生成する。なお、第2の波形信号は、矩形波に準じる波形であれば良い。例えば、正弦波や歪み波であって良い。また本実施の形態では、デューティは最大もしくは最大に近い状態(90〜100%の一定のデューティ)である。   The second waveform generation unit 12 generates a second waveform signal for driving the switching elements 3 a to 3 f of the inverter 3 based on the frequency from the frequency setting unit 9 and the conduction angle determined by the conduction angle determination unit 10. Generate. The second waveform signal may be a waveform that conforms to a rectangular wave. For example, it may be a sine wave or a distorted wave. In the present embodiment, the duty is at a maximum or close to the maximum (a constant duty of 90 to 100%).

波形補正部13では第2波形発生部12から出力された第2波形信号と時間差計測部11から出力されるスパイク電圧発生期間を入力として受け取る。波形補正部13では補正を行った後に、受け取ったスパイク電圧発生期間の平均を計算する。本実施の形態では、過去10回の平均を用いる。平均の回数は10回としたが、システムの応答速度や負荷の変動周期などから決定する。前回のスパイク電圧発生期間の平均と時間差計測部11より入力されたスパイク電圧発生期間の差分を計算し、計算結果に比例した波形の補正を第2の波形信号に対して行い、切換判定部14に出力する。補正を行った後に、スパイク電圧発生期間の平均を計算するため、初回は平均が0となり差分が大きくなり補正量が過剰となる可能性があるが、第1の波形信号で駆動中のスパイク電圧発生期間をあらかじめ計測し、入力しておき平均を計算しておくことや、初回は補正量を0にするなどで防ぐことができる。本実施の形態では初回の補正量を0としたものとする。   The waveform correction unit 13 receives the second waveform signal output from the second waveform generation unit 12 and the spike voltage generation period output from the time difference measurement unit 11 as inputs. After correcting the waveform, the waveform correction unit 13 calculates the average of the received spike voltage generation period. In the present embodiment, the average of the past 10 times is used. Although the average number of times is 10, it is determined from the response speed of the system and the load fluctuation cycle. The difference between the average of the previous spike voltage generation period and the spike voltage generation period input from the time difference measurement unit 11 is calculated, the waveform proportional to the calculation result is corrected for the second waveform signal, and the switching determination unit 14 Output to. Since the average of the spike voltage generation period is calculated after correction, the average may be 0 for the first time and the difference may increase, resulting in an excessive correction amount. However, the spike voltage being driven by the first waveform signal may be increased. This can be prevented by measuring the occurrence period in advance and inputting it to calculate the average, or by setting the correction amount to 0 for the first time. In this embodiment, the initial correction amount is assumed to be zero.

切換判定部14は、回転子4aの回転速度が低速か高速かを判定し、ドライブ部15に入力する波形信号を、第1の波形信号か第2の波形信号かに切り換える。具体的には、速度が低い場合は第1の波形信号を選択し、速度が高い場合は第2の波形信号を選択して出力する。ここで、回転速度が低いか高いかの判定は、速度検出部6で検出した実際の速度に基づいて行うことができる。他にも、速度が低いか高いかの判定は、設定回転数やデューティに基づいて行うこともできる。例えば、デューティが最大(一般的には100%)の場合は速度が最高となるため、切換判定部14は、波形信号を第2の波形信号に切り換える。   The switching determination unit 14 determines whether the rotation speed of the rotor 4a is low or high, and switches the waveform signal input to the drive unit 15 between the first waveform signal and the second waveform signal. Specifically, the first waveform signal is selected when the speed is low, and the second waveform signal is selected and output when the speed is high. Here, the determination of whether the rotation speed is low or high can be made based on the actual speed detected by the speed detector 6. In addition, the determination of whether the speed is low or high can also be made based on the set rotational speed and the duty. For example, when the duty is maximum (generally 100%), the speed is maximum, so the switching determination unit 14 switches the waveform signal to the second waveform signal.

ドライブ部15は、切換判定部14から出力された波形信号に基づき、インバータ3がブラシレスDCモータ4の3相巻線に供給する電力の供給タイミングを指示するドライブ信号を出力する。具体的にはドライブ信号は、インバータ3のスイッチング素子3a〜3fをオンまたはオフ(以下、オン/オフと記す)する。これにより、固定子4bに最適な交流電力が印加され、回転子4aが回転し、ブラシレスDCモータ4が駆動される。   Based on the waveform signal output from the switching determination unit 14, the drive unit 15 outputs a drive signal that instructs the supply timing of the power that the inverter 3 supplies to the three-phase winding of the brushless DC motor 4. Specifically, the drive signal turns on or off (hereinafter referred to as on / off) the switching elements 3a to 3f of the inverter 3. As a result, optimum AC power is applied to the stator 4b, the rotor 4a rotates, and the brushless DC motor 4 is driven.

次に、本実施の形態におけるモータ駆動装置22を用いた電気機器について説明する。電気機器の一例として、冷蔵庫21について説明する。   Next, an electric device using the motor driving device 22 in the present embodiment will be described. A refrigerator 21 will be described as an example of the electric device.

冷蔵庫21には圧縮機17が搭載されているが、ブラシレスDCモータ4の回転子4aの回転運動は、クランクシャフト(図示せず)により、往復運動に変換される。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)内を往復運動することにより、シリンダ内の冷媒を圧縮する。つまり、ブラシレスDCモータ4と、クランクシャフト、ピストン、シリンダにより、圧縮機17が構成される。   Although the compressor 21 is mounted on the refrigerator 21, the rotational motion of the rotor 4a of the brushless DC motor 4 is converted into reciprocating motion by a crankshaft (not shown). A piston (not shown) connected to the crankshaft reciprocates in a cylinder (not shown) to compress the refrigerant in the cylinder. That is, the compressor 17 is configured by the brushless DC motor 4 and the crankshaft, piston, and cylinder.

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、レシプロ型の場合について説明する。レシプロ型の圧縮機17はイナーシャが大きい。このため、圧縮機17のブラシレスDCモータ4を同期駆動する場合は、圧縮機17の駆動が安定する。   As a compression method (mechanism method) of the compressor 17, an arbitrary method such as a rotary type or a scroll type is used. In this embodiment, the case of the reciprocating type will be described. The reciprocating compressor 17 has a large inertia. For this reason, when the brushless DC motor 4 of the compressor 17 is driven synchronously, the drive of the compressor 17 is stabilized.

圧縮機17に用いる冷媒は、一般にR134a等であるが、本実施の形態においては、冷媒はR600aを用いる。R600aは、R134aと比較して地球温暖化係数は小さいが、冷凍能力が低い。本実施の形態においては、圧縮機17はレシプロ型圧縮機で構成するとともに、冷凍能力を確保するために、気筒容積を大きくしている。気筒容積の大きい圧縮機17は、イナーシャが大きいため、電源電圧が低下した場合であっても、イナーシャによってブラシレスDCモータ4が回転する。これにより、回転速度の変動が少なくなり、より安定した同期駆動が可能となる。しかしながら、気筒容積の大きい圧縮機17は負荷が大きいため、従来のモータ駆動装置では駆動が困難である。本実施の形態におけるモータ駆動装置22は、特に高負荷での駆動範囲が拡張されるため、R600aを用いた圧縮機17を駆動するのに最適である。   The refrigerant used for the compressor 17 is generally R134a or the like, but in the present embodiment, R600a is used as the refrigerant. R600a has a lower global warming potential than R134a, but has a low refrigeration capacity. In the present embodiment, the compressor 17 is constituted by a reciprocating compressor, and the cylinder volume is increased in order to ensure the refrigerating capacity. Since the compressor 17 having a large cylinder volume has a large inertia, the brushless DC motor 4 is rotated by the inertia even when the power supply voltage is lowered. As a result, fluctuations in the rotational speed are reduced, and more stable synchronous driving is possible. However, since the compressor 17 with a large cylinder volume has a large load, it is difficult to drive with the conventional motor drive device. The motor drive device 22 according to the present embodiment is optimal for driving the compressor 17 using R600a because the drive range particularly at high loads is expanded.

圧縮機17で圧縮された冷媒は、凝縮器18、減圧器19、蒸発器20を順に通って、再び圧縮機17に戻るような冷凍サイクルを構成する。この時、凝縮器18では放熱を、蒸発器20では吸熱を行うので、冷却や加熱を行うことができる。この冷凍サイクルを搭載して冷蔵庫21が構成される。ここで、別な電気機器の例としては、凝縮器18や蒸発器20に送風機を備えたものが空気調和機である。   The refrigerant compressed by the compressor 17 constitutes a refrigeration cycle in which the refrigerant passes through the condenser 18, the decompressor 19, and the evaporator 20 in this order and returns to the compressor 17 again. At this time, since the condenser 18 radiates heat and the evaporator 20 absorbs heat, cooling and heating can be performed. A refrigerator 21 is configured with this refrigeration cycle. Here, as another example of the electric device, an air conditioner is provided with a blower in the condenser 18 or the evaporator 20.

以上のように構成されたモータ駆動装置22について、その動作を説明する。まず、ブラシレスDCモータ4の速度が低い場合(低速時)の動作について説明する。図2は、本実施の形態におけるモータ駆動装置22のタイミング図である。特に図2は、低速時でのインバータ3を駆動させる信号のタイミング図である。インバータ3を駆動させる信号と
は、インバータ3のスイッチング素子3a〜3fをオン/オフするために、ドライブ部15から出力されるドライブ信号である。この場合、このドライブ信号は、第1の波形信号に基づいて得られる。第1の波形信号は、端子電圧取得部5の出力に基づき、第1波形発生部8から出力される。
The operation of the motor drive device 22 configured as described above will be described. First, the operation when the speed of the brushless DC motor 4 is low (at the time of low speed) will be described. FIG. 2 is a timing chart of the motor driving device 22 in the present embodiment. In particular, FIG. 2 is a timing diagram of signals for driving the inverter 3 at a low speed. The signal for driving the inverter 3 is a drive signal output from the drive unit 15 in order to turn on / off the switching elements 3 a to 3 f of the inverter 3. In this case, the drive signal is obtained based on the first waveform signal. The first waveform signal is output from the first waveform generation unit 8 based on the output of the terminal voltage acquisition unit 5.

図2において、信号U、V、W、X、Y、Zはそれぞれ、スイッチング素子3a、3c、3e、3b、3d、3fをオン/オフするためのドライブ信号である。波形Iu、Iv、Iwはそれぞれ、固定子4bの巻線のU相、V相、W相の電流の波形である。ここで、低速時の駆動では、端子電圧取得部5の信号に基づいて、120度ごとの区間で順次転流を行う。信号U、V、Wは、PWM制御によるデューティ制御を行っている。また、U相、V相、W相の電流の波形である波形Iu、Iv、Iwは、図2に示す様に、のこぎり波の波形となる。この場合は、端子電圧取得部5の出力に基づいて、最適なタイミングで転流が行なわれている。このため、ブラシレスDCモータ4は最も効率良く駆動される。   In FIG. 2, signals U, V, W, X, Y, and Z are drive signals for turning on / off switching elements 3a, 3c, 3e, 3b, 3d, and 3f, respectively. Waveforms Iu, Iv, and Iw are respectively U-phase, V-phase, and W-phase current waveforms of the winding of the stator 4b. Here, in driving at low speed, commutation is sequentially performed in intervals of 120 degrees based on the signal from the terminal voltage acquisition unit 5. The signals U, V, and W perform duty control by PWM control. Waveforms Iu, Iv, and Iw, which are U-phase, V-phase, and W-phase current waveforms, are sawtooth waveforms as shown in FIG. In this case, commutation is performed at an optimal timing based on the output of the terminal voltage acquisition unit 5. For this reason, the brushless DC motor 4 is driven most efficiently.

次に、最適な通電角について、図3を用いて説明する。図3は、本実施の形態におけるモータ駆動装置22の、最適な通電角を説明する図である。特に図3は、低速時の通電角と効率との関係を示す。図3において、線Aは回路効率、線Bはモータ効率、線Cは総合効率(回路効率Aとモータ効率Bとの積)を示す。図3に示すように、通電角を120度より大きくすると、モータ効率Bは向上する。これは、通電角が広がることにより、モータの相電流の実効値が下がり(すなわち力率が上がり)、モータの銅損減少に伴いモータ効率Bが上がるためである。しかしながら、通電角を120度より大きくすると、スイッチング回数が増加し、スイッチングロスが増加する場合がある。このような場合は、回路効率Aは低下する。この回路効率Aとモータ効率Bとの関係から、総合効率Cが最も良くなる通電角が存在する。本実施の形態では、130度が、総合効率Cが最も良くなる通電角である。   Next, the optimum energization angle will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining an optimum energization angle of the motor drive device 22 in the present embodiment. In particular, FIG. 3 shows the relationship between the energization angle at low speed and the efficiency. In FIG. 3, line A shows circuit efficiency, line B shows motor efficiency, and line C shows total efficiency (product of circuit efficiency A and motor efficiency B). As shown in FIG. 3, when the energization angle is larger than 120 degrees, the motor efficiency B is improved. This is because the effective value of the phase current of the motor decreases (that is, the power factor increases) and the motor efficiency B increases as the copper loss of the motor decreases as the conduction angle increases. However, when the energization angle is larger than 120 degrees, the number of times of switching increases, and the switching loss may increase. In such a case, the circuit efficiency A decreases. From the relationship between the circuit efficiency A and the motor efficiency B, there is a conduction angle at which the overall efficiency C is the best. In the present embodiment, 130 degrees is the conduction angle at which the overall efficiency C is the best.

次に、ブラシレスDCモータ4の速度が高い場合(高速時)の動作について説明する。図4は本実施の形態におけるモータ駆動装置22のタイミング図である。特に図4は、高速時でのインバータ3を駆動させるドライブ信号のタイミング図である。この場合、このドライブ信号は、第2の波形信号に基づいて得られる。第2の波形信号は、周波数設定部9の出力に基づき、第2波形発生部12から出力される。   Next, the operation when the speed of the brushless DC motor 4 is high (at high speed) will be described. FIG. 4 is a timing chart of the motor drive device 22 in the present embodiment. In particular, FIG. 4 is a timing diagram of drive signals for driving the inverter 3 at high speed. In this case, the drive signal is obtained based on the second waveform signal. The second waveform signal is output from the second waveform generation unit 12 based on the output of the frequency setting unit 9.

図4における信号U、V、W、X、Y、Z、および波形Iu、Iv、Iwは図2と同様である。各信号U、V、W、X、Y、Zは周波数設定部9の出力に基づいて、所定周波数を出力して転流を行う。この場合の導電角は、120度以上180度未満とする。図4では、導電角が150度の場合を示している。導電角を上げることによって、各相の電流の波形Iu、Iv、Iwは擬似的に正弦波に近づく。   Signals U, V, W, X, Y, Z and waveforms Iu, Iv, Iw in FIG. 4 are the same as those in FIG. Each signal U, V, W, X, Y, Z is commutated by outputting a predetermined frequency based on the output of the frequency setting unit 9. In this case, the conduction angle is 120 degrees or more and less than 180 degrees. FIG. 4 shows a case where the conduction angle is 150 degrees. By increasing the conduction angle, the current waveforms Iu, Iv, and Iw of each phase approximate to a sine wave.

デューティを一定にして周波数を上げることにより、従来に比べて大幅に回転速度が上がる。この回転速度が上がった状態では、同期モータとして駆動されており、駆動周波数の上昇に伴い電流も増加する。この場合、導電角を最大の180度未満まで広げることにより、ピーク電流が抑制される。従って、ブラシレスDCモータ4は、さらに高い電流で駆動しても、過電流保護にかからずに動作される。   By increasing the frequency while keeping the duty constant, the rotational speed is significantly increased compared to the conventional case. When the rotational speed is increased, the motor is driven as a synchronous motor, and the current increases as the drive frequency increases. In this case, the peak current is suppressed by expanding the conduction angle to less than the maximum of 180 degrees. Therefore, even if the brushless DC motor 4 is driven at a higher current, it is operated without overcurrent protection.

ここで、第2波形発生部12によって生成される、第2の波形信号について説明する。図5は、ブラシレスDCモータ4を同期駆動した場合の、トルクと位相との関係を示した図である。図5において、横軸はモータのトルク、縦軸は誘起電圧の位相を基準とした位相差を示し、位相が正の場合、誘起電圧の位相に対して進みであることを示す。また、同期駆動での安定状態を示す図5の、線D1はブラシレスDCモータ4の相電流の位相を、線E1はブラシレスDCモータ4の端子電圧の位相を示す。ここで、相電流の位相が端子
電圧の位相より進んでいることから、同期駆動でブラシレスDCモータ4を高速で駆動していることが判る。図5に示す相電流の位相と端子電圧の位相との関係から明確なように、負荷トルクに対して相電流の位相の変化は少ない。一方で、端子電圧の位相が直線的に変化していることから、負荷トルクに応じて相電流と端子電圧との位相差はほぼ線形に変化する。
Here, the second waveform signal generated by the second waveform generator 12 will be described. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between torque and phase when the brushless DC motor 4 is driven synchronously. In FIG. 5, the horizontal axis represents the motor torque, and the vertical axis represents the phase difference based on the phase of the induced voltage. When the phase is positive, the phase is positive with respect to the phase of the induced voltage. 5 showing the stable state in the synchronous drive, the line D1 indicates the phase of the phase current of the brushless DC motor 4, and the line E1 indicates the phase of the terminal voltage of the brushless DC motor 4. Here, since the phase of the phase current is ahead of the phase of the terminal voltage, it can be seen that the brushless DC motor 4 is driven at high speed by synchronous driving. As is clear from the relationship between the phase of the phase current and the phase of the terminal voltage shown in FIG. 5, there is little change in the phase of the phase current with respect to the load torque. On the other hand, since the phase of the terminal voltage changes linearly, the phase difference between the phase current and the terminal voltage changes almost linearly according to the load torque.

このように、同期駆動においては、ブラシレスDCモータ4の駆動は、駆動速度および負荷に応じた、適切な相電流の位相および端子電圧の位相との関係で安定する。この場合の、端子電圧の位相および相電流の位相との関係を図6に示す。特に図6は、負荷による相電流の位相と端子電圧の位相との関係をd−q平面上に示したベクトル図である。   Thus, in synchronous driving, the driving of the brushless DC motor 4 is stabilized in relation to the phase of the appropriate phase current and the phase of the terminal voltage in accordance with the driving speed and the load. FIG. 6 shows the relationship between the terminal voltage phase and the phase current phase in this case. In particular, FIG. 6 is a vector diagram showing the relationship between the phase of the phase current due to the load and the phase of the terminal voltage on the dq plane.

同期駆動においては、端子電圧ベクトルVtは、負荷が増加した場合、大きさはほぼ一定に保ちながら、位相は進み方向に推移する。図6を用いて説明すると、端子電圧ベクトルVtは矢印Fの方向に回転する。一方、電流ベクトルIは、負荷が増加した場合、ほぼ一定の位相を保ちながら、負荷の増加に伴い大きさが変化する(例えば負荷増加に伴い電流が増える)。図6を用いて説明すると、電流ベクトルIは矢印Gの方向に伸びる。このように電圧ベクトルおよび電流ベクトルが駆動環境(入力電圧、負荷トルク、駆動速度等)に従い適切な状態で各ベクトルの位相関係が定まる。   In the synchronous drive, when the load increases, the phase of the terminal voltage vector Vt changes in the advance direction while keeping the magnitude almost constant. Referring to FIG. 6, the terminal voltage vector Vt rotates in the direction of arrow F. On the other hand, when the load increases, the current vector I changes in magnitude as the load increases (for example, the current increases as the load increases) while maintaining a substantially constant phase. Referring to FIG. 6, the current vector I extends in the direction of arrow G. In this way, the phase relationship between the vectors is determined in an appropriate state in which the voltage vector and the current vector are in accordance with the driving environment (input voltage, load torque, driving speed, etc.).

ここで、ブラシレスDCモータ4をオープンループで同期駆動した場合の、ある負荷や速度における、位相の時間的変化について、図を用いて説明する。図7は、ブラシレスDCモータ4の位相関係を説明するための図である。特に図7は、ブラシレスDCモータ4の相電流の位相と端子電圧の位相との関係を示す。図7(a)、(b)において、横軸は時間、縦軸は誘起電圧の位相を基準とした位相(すなわち誘起電圧との位相差)を示す。両図において、線D2は相電流の位相、線E2は端子電圧の位相、線H2は相電流の位相と端子電圧の位相との位相差を示す。そして、図7(a)は低負荷での駆動状態を示し、図7(b)は高負荷での駆動状態を示す。また、誘起電圧の位相との差から、図7(a)、図7(b)共に、端子電圧の位相より相電流の位相が進んでいることから、ブラシレスDCモータ4が、同期駆動により非常に高速で駆動していることが判る。   Here, a temporal change in phase at a certain load or speed when the brushless DC motor 4 is synchronously driven in an open loop will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram for explaining the phase relationship of the brushless DC motor 4. In particular, FIG. 7 shows the relationship between the phase of the phase current of the brushless DC motor 4 and the phase of the terminal voltage. 7A and 7B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the phase based on the phase of the induced voltage (that is, the phase difference from the induced voltage). In both figures, line D2 indicates the phase of the phase current, line E2 indicates the phase of the terminal voltage, and line H2 indicates the phase difference between the phase of the phase current and the phase of the terminal voltage. FIG. 7A shows a driving state with a low load, and FIG. 7B shows a driving state with a high load. Further, since the phase of the phase current is advanced from the phase of the terminal voltage in both FIG. 7A and FIG. 7B due to the difference from the phase of the induced voltage, the brushless DC motor 4 is very It can be seen that it is driven at high speed.

図7(a)に示すように、駆動速度に対して負荷が小さい場合の同期駆動では、転流に対して負荷に見合った角度分だけ回転子4aが遅れる。すなわち、回転子4aから見ると転流が進み位相となり、所定の関係が保たれる。つまり、誘起電圧から見ると、端子電圧および相電流の位相が進み位相となり、所定の関係が保たれる。これは弱め磁束制御と同様の状態であるため、高速での駆動が可能となる。   As shown in FIG. 7A, in the synchronous drive when the load is small with respect to the drive speed, the rotor 4a is delayed by an angle corresponding to the load with respect to the commutation. That is, when viewed from the rotor 4a, commutation advances and becomes a phase, and a predetermined relationship is maintained. That is, when viewed from the induced voltage, the phase of the terminal voltage and the phase current becomes a leading phase, and a predetermined relationship is maintained. Since this is the same state as the magnetic flux weakening control, high-speed driving is possible.

一方、図7(b)に示すように、駆動速度に対して負荷が大きい場合では、転流に対して回転子4aが遅れることで弱め磁束状態になり、回転子4aは転流周期に同期するように加速する。その後、回転子4aの加速により、端子電圧の進み位相の減少によって相電流が減少し、回転子4aが減速する。この状態が繰り返され、回転子4aは、この加速と減速を繰り返す。これにより結局、駆動状態(駆動速度)が安定しない。すなわち図7(b)に示す様に、一定周期で行われる転流に対して、ブラシレスDCモータ4の回転が変動する。このため、誘起電圧の位相を基準とした場合、端子電圧の位相が変動する。このような駆動状態では、ブラシレスDCモータ4の回転が変動し、それに伴ってうねり音が発生する。また、電流が脈動するため、過電流と判断されて、ブラシレスDCモータ4が停止される可能性が生じる。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the load is large with respect to the driving speed, the rotor 4a is delayed with respect to the commutation so that the magnetic flux is weakened, and the rotor 4a is synchronized with the commutation cycle. Accelerate as you do. Thereafter, due to the acceleration of the rotor 4a, the phase current decreases due to the decrease of the lead phase of the terminal voltage, and the rotor 4a decelerates. This state is repeated, and the rotor 4a repeats this acceleration and deceleration. As a result, the drive state (drive speed) is not stabilized eventually. That is, as shown in FIG. 7B, the rotation of the brushless DC motor 4 fluctuates with respect to the commutation performed at a constant cycle. For this reason, when the phase of the induced voltage is used as a reference, the phase of the terminal voltage varies. In such a driving state, the rotation of the brushless DC motor 4 fluctuates, and a swell sound is generated accordingly. Further, since the current pulsates, it is determined that the current is an overcurrent, and the brushless DC motor 4 may be stopped.

従って、ブラシレスDCモータ4をオープンループで同期駆動する場合、負荷が小さい状態では、ブラシレスDCモータ4は安定して駆動されるが、負荷が大きい状態では、上記の様な不都合が生じる。つまり、ブラシレスDCモータ4をオープンループで同期駆動
する場合は、高速/高負荷での駆動はできず、駆動範囲が拡張されない。
Therefore, when the brushless DC motor 4 is synchronously driven in an open loop, the brushless DC motor 4 is stably driven when the load is small. However, the above disadvantage occurs when the load is large. That is, when the brushless DC motor 4 is synchronously driven in an open loop, it cannot be driven at high speed / high load, and the driving range is not expanded.

そこで、本実施の形態におけるモータ駆動装置22は、相電流の位相と端子電圧の位相とを、図5に示すような負荷に見合った位相関係に保った状態で、ブラシレスDCモータ4を駆動する。このような相電流の位相と端子電圧の位相との位相関係を保つ方法について、以下に述べる。   Therefore, the motor drive device 22 in the present embodiment drives the brushless DC motor 4 in a state in which the phase of the phase current and the phase of the terminal voltage are kept in a phase relationship corresponding to the load as shown in FIG. . A method for maintaining the phase relationship between the phase of the phase current and the phase of the terminal voltage will be described below.

モータ駆動装置22は、端子電圧の基準位相(すなわちドライブ信号の転流基準位置)と相電流の位相の基準点を検出し、これに基づき、オープンループの同期駆動における転流タイミング(一定周期の転流)に対して補正を行い、相電流の位相と端子電圧の位相との位相関係を保った転流タイミングを決定する。具体的には、波形補正部13が、上記の位相関係を保った転流タイミングを決定する。   The motor driving device 22 detects the reference phase of the terminal voltage (that is, the commutation reference position of the drive signal) and the reference point of the phase of the phase current, and based on this, the commutation timing in the open-loop synchronous drive (with a constant cycle). (Commutation) is corrected to determine the commutation timing while maintaining the phase relationship between the phase of the phase current and the phase of the terminal voltage. Specifically, the waveform correction unit 13 determines the commutation timing that maintains the above phase relationship.

端子電圧の基準位相は、ドライブ信号がオンやオフするタイミングなどを用いることができる。一方、電流位相の基準点は電流0クロスで最も代表的な点であり、回転子4aの位置と相関をもつ。従って、この電流0クロスに基づいて補正された第2の波形信号は、端子電圧取得部が検出した回転子の位置と所定の関係を有する波形となる。この所定の関係を把握するために、時間差計測部11では端子電圧の基準位相であるドライブ信号のオフから相電流位相の基準である電流0クロスが発生するまでの時間であるスパイク電圧発生期間を計測する。そして、波形補正部13は、スパイク電圧発生期間をもとに補正した第2の波形信号をドライブ部15へ出力する。しかしながら、通電角によっては、負荷状態によってスパイク電圧の発生期間を計測することができない。そこで、通電角決定部10では位相差による補正を行えるよう、時間差計測部11の情報をもとに通電角を適切に制御している。   As the reference phase of the terminal voltage, timing at which the drive signal is turned on or off can be used. On the other hand, the reference point of the current phase is the most representative point at the current zero cross, and has a correlation with the position of the rotor 4a. Therefore, the second waveform signal corrected based on the current zero cross has a waveform having a predetermined relationship with the position of the rotor detected by the terminal voltage acquisition unit. In order to grasp this predetermined relationship, the time difference measuring unit 11 sets a spike voltage generation period which is a time from the turn-off of the drive signal which is the reference phase of the terminal voltage to the occurrence of the current zero cross which is the reference of the phase current phase. measure. Then, the waveform correction unit 13 outputs the second waveform signal corrected based on the spike voltage generation period to the drive unit 15. However, the spike voltage generation period cannot be measured depending on the load state depending on the conduction angle. Therefore, the energization angle determination unit 10 appropriately controls the energization angle based on the information of the time difference measurement unit 11 so that the correction based on the phase difference can be performed.

スパイク電圧の発生について図8、図9を用いて説明する。   The generation of spike voltage will be described with reference to FIGS.

図8は、第2の波形信号の通電角が175度でのトルクとブラシレスDCモータ4の位相の関係を示す特性図である。   FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the torque when the conduction angle of the second waveform signal is 175 degrees and the phase of the brushless DC motor 4.

図9は、第2の波形信号の通電角が160度でのトルクとブラシレスDCモータ4の位相の関係を示す特性図である。   FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the torque when the conduction angle of the second waveform signal is 160 degrees and the phase of the brushless DC motor 4.

図8、図9において、横軸はモータのトルク、縦軸は誘起電圧の位相を基準とした位相差を示し、位相が正の場合、誘起電圧の位相に対して進みであることを示す。また、図8の線D3はブラシレスDCモータ4の相電流の位相を、線E3はブラシレスDCモータ4の端子電圧の位相を示す。また、図9の線D4はブラシレスDCモータ4の相電流の位相を、線E4はブラシレスDCモータ4の端子電圧の位相を示す。ただし、端子電圧の位相差はU相上のドライブ信号がオンするタイミングの0度をとして見たものとする。   8 and 9, the horizontal axis indicates the motor torque, and the vertical axis indicates the phase difference based on the phase of the induced voltage. When the phase is positive, the phase is positive with respect to the phase of the induced voltage. 8 indicates the phase of the phase current of the brushless DC motor 4, and the line E3 indicates the phase of the terminal voltage of the brushless DC motor 4. 9 indicates the phase of the phase current of the brushless DC motor 4, and the line E4 indicates the phase of the terminal voltage of the brushless DC motor 4. However, the terminal voltage phase difference is assumed to be 0 degree of the timing when the drive signal on the U phase is turned on.

図8において、L1が示すトルクからL4が示すトルクまでが、システムで必要とされるトルクである。L2において、線E3と線D3の位相差が+5度となり、ドライブ信号がオフしている期間と同じとなるため、電流0クロスポイントはドライブ信号がオフするタイミングと一致する。つまり、L1からL2の間のトルクではスパイク電圧が発生せず、補正を行うことができない。また、L3が示すトルクにおいては、線D3と線E3が等しいため、電流0クロスポイントとドライブ信号のオンが一致する。つまり、L3からL4の間のトルクではスパイクとドライブ信号によって発生する端子電圧とがつながり、スパイク電圧のオフを検出できない。このように、通電角が175度ではL1からL2、L3からL4においてスパイク電圧を基にした補正を行うことができず、電流波形が乱れ振動が発生する可能性がある。   In FIG. 8, the torque indicated by L1 to the torque indicated by L4 is the torque required in the system. At L2, the phase difference between the line E3 and the line D3 is +5 degrees, which is the same as the period during which the drive signal is off, so the current 0 cross point coincides with the timing at which the drive signal is turned off. That is, no spike voltage is generated with torque between L1 and L2, and correction cannot be performed. In the torque indicated by L3, since the line D3 and the line E3 are equal, the current 0 cross point coincides with the drive signal being turned on. That is, with the torque between L3 and L4, the spike and the terminal voltage generated by the drive signal are connected, and the spike voltage cannot be detected off. Thus, when the energization angle is 175 degrees, correction based on the spike voltage cannot be performed in L1 to L2 and L3 to L4, and the current waveform may be disturbed and vibration may occur.

一方、図9において、L6が示すトルクは図8のL1と等しく、L7が示すトルクは図8のL4と等しい。つまり、L6からL7がひつようなトルク範囲となっている。L5において、線D4と線E4の位相差が+20度となり、通電角160度でのドライブ信号がオフしている期間と同じとなるため、電流0クロスポイントはドライブ信号がオフするタイミングと一致する。通電角175度と比べ、低トルクまでスパイクが消えることは無く、L6が示す必要最小トルクよりも下まで、補正が可能となる。また、L8が示すトルクにおいては、線D4と線E4の位相差が等しいため、電流0クロスポイントとドライブ信号のオフが一致する。L8は必要最大トルクよりも大きくなる。これは、通電角を狭めることにより、誘起電圧に対する相電流の位相差が大きな状態で安定するためである。このように通電角を狭めることによりスパイク電圧がオフする区間を作り出し、補正が可能となる。   On the other hand, in FIG. 9, the torque indicated by L6 is equal to L1 in FIG. 8, and the torque indicated by L7 is equal to L4 in FIG. That is, the torque range is from L6 to L7. In L5, the phase difference between the line D4 and the line E4 is +20 degrees, which is the same as the period in which the drive signal at the conduction angle of 160 degrees is off, so the current 0 cross point coincides with the timing at which the drive signal is turned off. . Compared with the energization angle of 175 degrees, the spike does not disappear until the low torque, and the correction can be made below the necessary minimum torque indicated by L6. In the torque indicated by L8, since the phase difference between the line D4 and the line E4 is equal, the current 0 cross point and the drive signal OFF coincide. L8 becomes larger than the required maximum torque. This is because, by narrowing the energization angle, the phase difference of the phase current with respect to the induced voltage is stabilized in a large state. By narrowing the energization angle in this way, a section in which the spike voltage is turned off can be created and correction can be made.

次に、時間差計測部11と通電角決定部10と波形補正部13の具体的な動作について、図10、図11、図12のフローチャートを用いて説明する。   Next, specific operations of the time difference measurement unit 11, the conduction angle determination unit 10, and the waveform correction unit 13 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 10, 11, and 12.

図10は時間差計測部11の動作を示すフローチャートである。図11は通電角決定部10の動作を示すフローチャートである。図12は波形補正部の動作を示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the time difference measuring unit 11. FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the conduction angle determination unit 10. FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the waveform correction unit.

まず、図10のステップ101では、スパイク電圧が発生したことを示すスパイク発生フラグとスパイク電圧がオフしたことを示すスパイクOFFフラグをクリアし、ステップ102へと進む。   First, in step 101 of FIG. 10, the spike generation flag indicating that the spike voltage has been generated and the spike OFF flag indicating that the spike voltage has been turned off are cleared, and the process proceeds to step 102.

ステップ102では、あるスイッチング素子がオフになったかどうか、つまり、そのスイッチング素子のオフタイミングを待つ。本実施の形態では、U相下側のスイッチング素子、すなわちインバータ3のスイッチング素子3bのオフタイミングを待つ。スイッチング素子3bがオンからオフに変化しない場合(ステップ102のNo)は、再びステップ102に戻り、スイッチング素子3bがオンするまでステップ102で待ち続ける。一方、スイッチング素子3bがオフになった場合(ステップ102のYes)は、ステップ103に進む。ステップ103では、時間差計測部11が、時間計測用のタイマをスタートさせ、ステップ104に進む。   In step 102, whether or not a certain switching element is turned off, that is, the off timing of the switching element is waited for. In the present embodiment, the switching element on the lower side of the U phase, that is, the switching element 3b of the inverter 3 is waited for the off timing. If the switching element 3b does not change from on to off (No in step 102), the process returns to step 102 again and continues to wait in step 102 until the switching element 3b is turned on. On the other hand, when the switching element 3b is turned off (Yes in step 102), the process proceeds to step 103. In step 103, the time difference measuring unit 11 starts a timer for measuring time, and proceeds to step 104.

ステップ104では、端子電圧取得部5からの入力により、特定相のスパイク電圧がオフしており、スパイク電圧オフしたことを示すフラグであるスパイクOFFフラグがセットされていないかを判定する。スパイクOFFフラグはクリアされているが、特定相は本実施の形態で特定相としたU相のスパイク電圧が発生中である場合(ステップ104のNo)はステップ105に進む。   In step 104, it is determined whether or not the spike voltage of the specific phase is turned off by the input from the terminal voltage acquisition unit 5, and the spike OFF flag that is a flag indicating that the spike voltage is turned off is not set. If the spike OFF flag is cleared, but the U-phase spike voltage is being generated in which the specific phase is the specific phase in the present embodiment (No in step 104), the process proceeds to step 105.

ステップ105では特定相の上側のスイッチング素子がオンしたかどうかを判定する。特定相をU相としているので、U相上側のスイッチング素子3aがオフのままの場合(ステップ105のNo)はふたたびステップ104へと戻る。   In step 105, it is determined whether the upper switching element of the specific phase is turned on. Since the specific phase is the U phase, if the switching element 3a on the upper side of the U phase remains off (No in step 105), the process returns to step 104 again.

ステップ104では、再度、特定相のスパイク電圧がオフし、スパイクOFFフラグがセットされていないかを判定する。前回同様スパイクオフフラグがセットされていない。しかし、特定相であるU相のスパイク電圧がオフした場合(ステップ104のYes)はステップ106へと進む。   In step 104, it is determined again whether the spike voltage of the specific phase is turned off and the spike OFF flag is not set. The spike off flag is not set as before. However, when the spike voltage of the U phase that is the specific phase is turned off (Yes in step 104), the process proceeds to step 106.

ステップ106ではスパイクがオフしたのでオフした時間をスパイク発生期間として記録する。電流位相の進みが大きく、スパイクが発生していなかった場合は、ほぼ0の値が
記録される。実際は0であるが、定常値として存在するごくわずかな時間であり処理上0とかわらない処理となる。そして、スパイクOFFフラグをセットし、再度ステップ105へと進む。
In step 106, since the spike is turned off, the time when the spike is turned off is recorded as the spike generation period. When the current phase advances greatly and no spike has occurred, a value of almost zero is recorded. Although it is actually 0, it is a very short time that exists as a steady value, and is a process that is not different from 0 in the process. Then, the spike OFF flag is set, and the process proceeds to step 105 again.

ステップ105では、再びスイッチング素子3aがオンしたかどうかを判定する。スイッチング素子3aのオフが継続されている場合(ステップ105のNo)、ステップ104へと進む。   In step 105, it is determined again whether the switching element 3a is turned on. When the switching element 3a is kept off (No in Step 105), the process proceeds to Step 104.

ステップ104では前回のステップ104でステップ106へと進み、ステップ106で、スパイクOFFフラグがセットされたので、ステップ105へと進む。つまり、スパイクがオフしていると判定した初回のみ条件が成立し、ステップ106へと進み次回以降のステップ104ではステップ105へと進む。   In step 104, the process proceeds to step 106 in the previous step 104, and since the spike OFF flag is set in step 106, the process proceeds to step 105. That is, the condition is satisfied only for the first time when it is determined that the spike is off, and the process proceeds to step 106 and then proceeds to step 105 in step 104 after the next time.

ステップ105は、スイッチング素子3aがオンしたかどうかを判定し、スイッチング素子3aがオンした場合(ステップ105のYes)はステップ107へと進む。   Step 105 determines whether or not the switching element 3a is turned on. If the switching element 3a is turned on (Yes in Step 105), the process proceeds to Step 107.

ステップ107では、タイマの値を記録し、スイッチング素子3bがオフしてからスイッチング素子3aがオンするまでの間の時間であるSW素子オフ期間として記録する。そして、ステップ108へと進む。   In step 107, the timer value is recorded and recorded as the SW element off period, which is the time from when the switching element 3b is turned off to when the switching element 3a is turned on. Then, the process proceeds to Step 108.

ステップ108では、スパイクOFFフラグがセットされているか判定を行う。端子電圧の状態では、ステップ106でスパイクOFFフラグはセットされており、スパイクOFFフラグがセットされている場合(ステップ108のYes)であるので、ステップ109へと進む。   In step 108, it is determined whether the spike OFF flag is set. In the terminal voltage state, the spike OFF flag is set in step 106, and the spike OFF flag is set (Yes in step 108), so the routine proceeds to step 109.

ステップ109では、スパイク電圧オフ期間の計算を行なう。スパイク電圧オフ期間はスパイクがオフしてからドライブ信号がオンするまでの期間であるので、ステップ107で計算したSW素子オフ期間からスパイク電圧発生期間を減じた結果がとなる。これを格納しステップ110へ進む。ステップ110では、スパイク電圧発生期間とスパイク電圧オフ期間を出力し、処理を終了する。   In step 109, the spike voltage off period is calculated. Since the spike voltage off period is a period from when the spike is turned off to when the drive signal is turned on, the result of subtracting the spike voltage generation period from the SW element off period calculated in step 107 is obtained. This is stored and the process proceeds to Step 110. In step 110, a spike voltage generation period and a spike voltage off period are output, and the process ends.

一方、スイッチング素子3aがオンするまでにスパイク電圧がオフしなかった場合、ステップ104でステップ106へと進むことが無く、ステップ108へと到達する。ステップ108では、ステップ106でフラグがセットされていないので、ステップ111へと進む。   On the other hand, if the spike voltage is not turned off before the switching element 3a is turned on, the process does not proceed to step 106 in step 104, but reaches step 108. In step 108, since the flag is not set in step 106, the routine proceeds to step 111.

ステップ111では、スパイク電圧オフ期間を0とし、SW素子オフ期間をスパイク電圧発生期間として設定し、ステップ110に進む。そして、ステップ110で、スパイク電圧発生期間とスパイク電圧オフ期間を出力し、処理を終了する。   In step 111, the spike voltage off period is set to 0, the SW element off period is set as the spike voltage generation period, and the process proceeds to step 110. In step 110, a spike voltage generation period and a spike voltage off period are output, and the process ends.

スパイク電圧は基本的にオフを検出できるよう通電角の制御を行うが、想定外の電圧変動などによってスパイク電圧のオフを検出できなかったとしても、保護動作として最低限の補正を可能としている。   The conduction angle is basically controlled so that the spike voltage can be detected to be off. However, even if the spike voltage cannot be detected to be off due to an unexpected voltage fluctuation or the like, the minimum correction can be performed as a protection operation.

時間差計測部11でスパイク電圧発生期間とスパイク電圧オフ期間の計測を完了した後に、図11に示す通電角決定部10のフローが実施される。   After the time difference measuring unit 11 completes the measurement of the spike voltage generation period and the spike voltage off period, the flow of the conduction angle determination unit 10 shown in FIG. 11 is performed.

まず、ステップ201において、時間差計測部11より入力されるスパイク電圧発生期間があらかじめ定めておいた第1の閾値時間より小さいかどうかを判定する。第1の閾値時間は電流1周期の間に変動する電流位相と端子電圧位相の差の最大をあらかじめ把握し
、時間に変換して設定している。また、この第1の閾値時間は、図10のフローの中で、スパイク電圧が発生せずステップ106に到達した際に記録されるスパイク電圧発生期間より少なくとも大きいものとする。判定の結果スパイク電圧発生期間が第1の閾値時間よりも小さい場合(ステップ201のYes)はステップ202に進む。
First, in step 201, it is determined whether or not the spike voltage generation period input from the time difference measuring unit 11 is smaller than a predetermined first threshold time. The first threshold time is set by preliminarily grasping the maximum difference between the current phase and the terminal voltage phase that fluctuate during one current cycle, and converting it into time. Further, the first threshold time is assumed to be at least longer than the spike voltage generation period recorded when the spike voltage is not generated and the step 106 is reached in the flow of FIG. As a result of the determination, if the spike voltage generation period is smaller than the first threshold time (Yes in step 201), the process proceeds to step 202.

ステップ202では、電流位相と端子電圧位相の差の変動が最大となった場合、スパイク電圧が発生しなくなる可能性があるため、通電角を狭める。そして、変更後の通電角を出力し処理を終了する。   In step 202, when the fluctuation of the difference between the current phase and the terminal voltage phase becomes the maximum, the spike voltage may not be generated, so the energization angle is narrowed. And the energization angle after a change is output and a process is complete | finished.

一方、ステップ201で、スパイク電圧発生期間が第1の閾値時間より大きい場合(ステップ201のNo)、ステップ203に進む。   On the other hand, when the spike voltage generation period is longer than the first threshold time in Step 201 (No in Step 201), the process proceeds to Step 203.

ステップ203では、時間差計測部11より入力されるスパイク電圧オフ期間があらかじめ定めておいた第2の閾値時間より小さいかどうかを判定する。第1の閾値時間と同様に、電流1周期の間に変動する電流位相と端子電圧位相の差の最大をあらかじめ把握し、時間に変換して設定しており、第1の閾値時間と第2の閾値時間は同じ値を設定している。判定の結果スパイク電圧オフ期間が第2の閾値時間よりも小さい場合(ステップ203のYes)はステップ204に進む。   In step 203, it is determined whether or not the spike voltage off period input from the time difference measuring unit 11 is smaller than a predetermined second threshold time. Similar to the first threshold time, the maximum difference between the current phase and the terminal voltage phase, which fluctuates during one current cycle, is grasped in advance and set by converting into time, and the first threshold time and the second threshold time are set. The threshold time is set to the same value. As a result of the determination, if the spike voltage off period is smaller than the second threshold time (Yes in Step 203), the process proceeds to Step 204.

ステップ204では、電流位相と端子電圧位相の差の変動が最大となった場合、スパイク電圧がオフを検出できなくなる可能性があるため、通電角を狭める。そして、変更後の通電角を出力し処理を終了する。   In step 204, when the fluctuation of the difference between the current phase and the terminal voltage phase becomes the maximum, the spike voltage may not be able to detect the off state, so the conduction angle is narrowed. And the energization angle after a change is output and a process is complete | finished.

一方、ステップ203で、スパイク電圧オフ期間が第2の閾値時間より大きい場合(ステップ203のNo)、ステップ205に進む。   On the other hand, when the spike voltage off period is longer than the second threshold time in Step 203 (No in Step 203), the process proceeds to Step 205.

ステップ205では、第2の閾値時間を2.5倍した値よりスパイク電圧オフ期間が小さいかどうかを判定する。比較する値を第2の閾値時間とした場合、通電角を狭めた直後に通電角を広げる可能性が高く、発振状態に陥る。これを防ぐためのヒステリシスとして2.5倍の値を設定している。通電角を1度に広げる幅をスパイク電圧オフ期間が第2の閾値時間の0.5倍より小とし、比較する値を第2の閾値時間の2.5倍に設定することで、通電角を増加させた後に最大の変動幅であっても、次回の判定時に確実にスパイク電圧オフ期間は第2の閾値時間より大きくなり通電角がすぐに狭まることは無い。スパイク電圧オフ期間が第2の閾値時間の2.5倍より小さい場合(ステップ205のNo)は、通電角を変更せず、処理を終了する。一方、スパイク電圧オフ期間が第2の閾値時間の2.5倍より大きい場合(ステップ205のYes)は、ステップ206に進む。   In step 205, it is determined whether or not the spike voltage off period is smaller than a value obtained by multiplying the second threshold time by 2.5. When the value to be compared is the second threshold time, there is a high possibility that the energization angle is widened immediately after the energization angle is narrowed, and an oscillation state is entered. A value of 2.5 times is set as a hysteresis for preventing this. By setting the width for enlarging the energization angle to 1 degree so that the spike voltage off period is less than 0.5 times the second threshold time and setting the value to be compared to 2.5 times the second threshold time, Even when the fluctuation range is the maximum after increasing the spike voltage, the spike voltage off period is reliably longer than the second threshold time at the next determination, and the energization angle does not narrow immediately. If the spike voltage off period is less than 2.5 times the second threshold time (No in Step 205), the energization angle is not changed and the process ends. On the other hand, when the spike voltage off period is longer than 2.5 times the second threshold time (Yes in Step 205), the process proceeds to Step 206.

ステップ206では、第1の閾値時間を2.5倍した値よりスパイク電圧発生期間が小さいかどうかを判定する。ステップ205で第2の閾値時間の2.5倍を設定したのと同様の理由で第1の閾値時間も2.5倍し、スパイク電圧発生期間と比較している。比較した結果、スパイク電圧発生期間が大きい場合(ステップ206のNo)は、通電角を変更せず、処理を終了する。一方、スパイク電圧発生期間が第1の閾値時間の2.5倍より大きい場合(ステップ206のYes)は、ステップ207に進む。   In step 206, it is determined whether or not the spike voltage generation period is shorter than a value obtained by multiplying the first threshold time by 2.5. For the same reason that 2.5 times the second threshold time is set in step 205, the first threshold time is also multiplied by 2.5 and compared with the spike voltage generation period. If the spike voltage generation period is long as a result of the comparison (No in step 206), the energization angle is not changed and the process is terminated. On the other hand, when the spike voltage generation period is longer than 2.5 times the first threshold time (Yes in Step 206), the process proceeds to Step 207.

ステップ207では、通電角を広げてもスパイク電圧が発生し、オフタイミング検出できるので、通電角を広げる。   In step 207, the spike voltage is generated even when the energization angle is widened, and the off timing can be detected, so the energization angle is widened.

なお、端子電圧取得部5で、U相上側スイッチング素子(3a)がオンする前に端子電圧の立ち上がりを検出した場合に、端子電圧位相より誘起電圧位相が進んでいる状態であるので、電圧のかけすぎと判断して通電角を狭めるとしても良い。この判定条件は、ステ
ップ205よりも前に判定し、条件が成立した場合は、ステップ205以降の判定を通らないようにする。これによって、過剰な電圧の印加を抑制できるため効率よく運転することができる。
When the terminal voltage acquisition unit 5 detects the rising of the terminal voltage before the U-phase upper switching element (3a) is turned on, the induced voltage phase is advanced from the terminal voltage phase. The energization angle may be narrowed because it is determined that it is excessively applied. This determination condition is determined before step 205, and if the condition is satisfied, the determination after step 205 is not passed. As a result, application of an excessive voltage can be suppressed, and thus efficient operation can be performed.

通電変更部Bで通電角が決定した後に図12に示す波形補正部13のフローが実施される。   After the energization angle is determined by the energization changing unit B, the flow of the waveform correction unit 13 shown in FIG. 12 is performed.

ステップ301では、時間差計測部11で計測したスパイク電圧発生時間と、過去10回の平均時間との差分を計算し、ステップ302に進む。ステップ302では、ステップ301で計算した差分に基づいて、転流タイミングの補正量を演算し、ステップ303に進む。   In step 301, the difference between the spike voltage generation time measured by the time difference measuring unit 11 and the average time of the past 10 times is calculated, and the process proceeds to step 302. In step 302, the commutation timing correction amount is calculated based on the difference calculated in step 301, and the process proceeds to step 303.

ここで、転流タイミングの補正とは、周波数設定部9で設定した周波数、つまり指令速度に基づく基本の転流周期に対して、転流タイミングを補正することである。従って、大きな補正量を付加した場合は、過電流や脱調が起こる。したがって、補正量を演算する場合は、ローパスフィルタ等を付加した上で演算を行い、転流タイミングの急激な変動を抑える。これにより、ノイズ等の影響で電流のゼロクロスを誤検出した場合であっても、補正量への影響が小さくなり、駆動の安定性がより向上する。さらに、補正量の演算において急激な変化を抑えているため、ブラシレスDCモータ4を加減速させる転流タイミングの変化も緩やかになる。このため、指令速度が大きく変更され、周波数設定部9による周波数(転流周期)が大幅に変わった場合であっても、転流タイミングの変化は緩やかになり、加減速が滑らかになる。   Here, the correction of the commutation timing is to correct the commutation timing with respect to the basic commutation cycle based on the frequency set by the frequency setting unit 9, that is, the command speed. Therefore, when a large correction amount is added, overcurrent or step-out occurs. Therefore, when calculating the correction amount, the calculation is performed after adding a low-pass filter or the like to suppress rapid fluctuations in the commutation timing. As a result, even when the zero cross of the current is erroneously detected due to the influence of noise or the like, the influence on the correction amount is reduced and the driving stability is further improved. Furthermore, since a sudden change is suppressed in the calculation of the correction amount, the change in the commutation timing for accelerating / decelerating the brushless DC motor 4 also becomes gentle. For this reason, even when the command speed is greatly changed and the frequency (commutation cycle) by the frequency setting unit 9 is significantly changed, the change of the commutation timing becomes gradual and the acceleration / deceleration becomes smooth.

この転流タイミングの補正は、具体的には、スパイク電圧発生期間を常にスパイク電圧発生期間の平均時間に近づけることである。例えば、負荷が大きくなることにより、回転子4aの回転速度が低下すると、相電流の位相は、端子電圧の位相を基準にすると遅れ方向に移動する。このため、スパイク電圧発生期間の平均時間より、今回計測されたスパイク電圧発生期間の方が長くなる。この場合には、第2波形発生部12は、転流タイミングを、回転速度(回転数)に基づく転流周期のタイミングよりも遅らせるように転流タイミングを補正する。つまり、相電流の位相が遅れたことにより計測時間が長くなったため、第2波形発生部12は、転流タイミングを遅らせて端子電圧の位相を遅らせ、相電流の位相との位相差であるスパイク電圧発生期間を平均時間に近づける。   More specifically, the commutation timing correction is to always bring the spike voltage generation period closer to the average time of the spike voltage generation period. For example, when the rotational speed of the rotor 4a decreases due to an increase in the load, the phase of the phase current moves in the delay direction with reference to the phase of the terminal voltage. For this reason, the spike voltage generation period measured this time is longer than the average time of the spike voltage generation period. In this case, the second waveform generation unit 12 corrects the commutation timing so that the commutation timing is delayed from the timing of the commutation cycle based on the rotation speed (the number of rotations). That is, since the measurement time becomes longer due to the phase of the phase current being delayed, the second waveform generator 12 delays the commutation timing to delay the phase of the terminal voltage, and the spike that is the phase difference from the phase of the phase current. Move the voltage generation period closer to the average time.

逆に、負荷が小さくなることにより、回転子4aの回転速度が上がると、相電流の位相は、端子電圧の位相を基準にすると進み方向に移動する。このため、スパイク電圧発生期間の平均時間より、今回計測したスパイク電圧発生期間の方が短くなる。この場合には、第2波形発生部12は、一旦、転流タイミングを、回転数に基づく転流周期のタイミングよりも早くするように転流タイミングを補正する。つまり、相電流の位相が早くなったことにより計測時間が短くなったため、第2波形発生部12は、転流タイミングを早くして端子電圧の位相を進ませ、スパイク電圧発生期間を平均時間に近づける。   On the contrary, when the rotational speed of the rotor 4a is increased due to a decrease in the load, the phase of the phase current moves in the advance direction with reference to the phase of the terminal voltage. For this reason, the spike voltage generation period measured this time is shorter than the average time of the spike voltage generation period. In this case, the second waveform generation unit 12 once corrects the commutation timing so that the commutation timing is earlier than the timing of the commutation cycle based on the rotation speed. That is, since the measurement time is shortened because the phase of the phase current has become earlier, the second waveform generator 12 advances the phase of the terminal voltage by advancing the commutation timing, and sets the spike voltage generation period to the average time. Move closer.

さらに波形補正部13は、転流タイミングの補正を、特定相(例えば、U相上側のスイッチング素子のみ)の任意のタイミング(例えば、回転子4aの1回転に1回)として、その他の相の転流は、目標とする回転数に基づく転流周期で時間的に行う。これにより、負荷に応じて相電流の位相と端子電圧の位相との位相関係が最適に保たれ、ブラシレスDCモータ4の駆動速度が保持される。   Further, the waveform correction unit 13 corrects the commutation timing as an arbitrary timing of the specific phase (for example, only the switching element on the upper side of the U phase) (for example, once per rotation of the rotor 4a). The commutation is performed temporally with a commutation cycle based on the target rotational speed. Thereby, the phase relationship between the phase of the phase current and the phase of the terminal voltage is optimally maintained according to the load, and the driving speed of the brushless DC motor 4 is maintained.

次にステップ303では、今回入力されたスパイク電圧発生期間を加味して平均時間を更新し、ステップ304に進む。ステップ304では、第2波形発生部12で設定した第2の波形信号に対して、補正量を付加することで転流タイミングを決定する。   Next, in step 303, the average time is updated in consideration of the spike voltage generation period input this time, and the process proceeds to step 304. In step 304, the commutation timing is determined by adding a correction amount to the second waveform signal set by the second waveform generator 12.

つまり、転流タイミングは、第2波形発生部12で設定した周波数に対して補正量を付加することにより、相電流の位相と端子電圧の位相とが、常に平均位相差となるように、電流位相を基準にして決定される。従って、負荷が大きくなった場合は、相電流の位相と転流タイミングの差である位相差が狭まる(スパイク電圧発生期間は大きくなる)。これに対して、補正の基準となる平均時間が小さく(スパイク電圧発生期間の平均は大きく)なり、負荷が大きくなる前と比較して、位相差が狭まった状態を基準としてブラシレスDCモータ4が駆動される。これにより、より大きな進角でブラシレスDCモータ4が駆動され、弱め磁束効果の向上により、出力トルクが増大し、必要な出力トルクが確保される。   That is, the commutation timing is obtained by adding a correction amount to the frequency set by the second waveform generation unit 12 so that the phase of the phase current and the phase of the terminal voltage always have an average phase difference. Determined with reference to phase. Therefore, when the load increases, the phase difference, which is the difference between the phase of the phase current and the commutation timing, is narrowed (the spike voltage generation period is increased). On the other hand, the brushless DC motor 4 is based on a state in which the average time used as a correction reference is small (the average of the spike voltage generation period is large) and the phase difference is narrower than before the load is increased. Driven. As a result, the brushless DC motor 4 is driven with a larger advance angle, and the output torque is increased and the required output torque is ensured by improving the flux-weakening effect.

逆に、負荷が小さくなった場合は、相電流の位相と転流タイミングの差である位相差が広がる(スパイク電圧発生期間は小さくなる)。これに対して、補正の基準となる平均時間が大きく(スパイク電圧発生期間の平均は小さく)なり、負荷が小さくなる前と比較して、位相差が広がった状態を基準としてブラシレスDCモータ4が駆動される。これにより、より小さな進角でブラシレスDCモータ4が駆動され、弱め磁束効果の低減により、出力トルクが減少し、必要以上のトルクが出力されない。以上より、必要な出力を確保するとともに、余計な出力をしない駆動が行われる。   Conversely, when the load is reduced, the phase difference that is the difference between the phase of the phase current and the commutation timing is widened (spike voltage generation period is reduced). On the other hand, the average time used as a reference for correction is large (the average of the spike voltage generation period is small), and the brushless DC motor 4 is based on a state in which the phase difference is widened compared to before the load is reduced. Driven. As a result, the brushless DC motor 4 is driven at a smaller advance angle, and the output torque is reduced due to the reduction of the flux-weakening effect, so that an excessive torque is not output. As described above, a drive that ensures a necessary output and does not generate an extra output is performed.

以上、図10、図11、図12に示す動作を電気角1周期に1回行うことで、高速での安定駆動が可能となる。   As described above, the operation shown in FIGS. 10, 11, and 12 is performed once in one cycle of the electrical angle, thereby enabling stable driving at high speed.

なお、本実施の形態では、U相上側のスイッチング素子3aのオフタイミングのみで転流周期の補正を行っているため、電気角1周期中に1回の補正となる場合について説明している。しかしながら、モータ駆動装置22の用途や、ブラシレスDCモータ4のイナーシャ等を考慮して補正のタイミングを設定すれば良い。例えば、回転子4aの1回転に1回の補正や、電気角1周期中に2回の補正、各スイッチング素子がオンする毎回のタイミングでの補正を行っても良い。   In the present embodiment, since the commutation cycle is corrected only at the off timing of the switching element 3a on the upper side of the U phase, a case where correction is performed once during one electrical angle cycle is described. However, the correction timing may be set in consideration of the application of the motor driving device 22 and the inertia of the brushless DC motor 4. For example, the correction may be performed once per rotation of the rotor 4a, corrected twice during one electrical angle cycle, or corrected every time each switching element is turned on.

次に、切換判定部14による切り換え動作について説明する。図13は、本実施の形態におけるブラシレスDCモータ4の、回転数とデューティとの関係を示す図である。   Next, the switching operation by the switching determination unit 14 will be described. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the rotational speed and the duty of the brushless DC motor 4 in the present embodiment.

図13において、ブラシレスDCモータ4の回転数、つまり回転子4aの回転数が50r/s以下の場合は、第1波形発生部8による第1の波形信号に基づいて、ブラシレスDCモータ4が駆動される。デューティは、フィードバック制御により、回転数に応じて、最も効率が良い値に調整される。   In FIG. 13, when the rotational speed of the brushless DC motor 4, that is, the rotational speed of the rotor 4 a is 50 r / s or less, the brushless DC motor 4 is driven based on the first waveform signal from the first waveform generator 8. Is done. The duty is adjusted to the most efficient value according to the rotational speed by feedback control.

回転数が50r/sでデューティが100%となり、第1波形発生部8に基づく駆動では、それ以上回転させることができない。すなわち限界に到達する。よって、回転数50r/sより上では、デューティは一定で、周波数(すなわち転流周期)のみを上げて、ブラシレスDCモータ4が駆動される。   The rotation speed is 50 r / s, the duty is 100%, and the drive based on the first waveform generator 8 cannot be rotated further. That is, the limit is reached. Therefore, above the rotational speed of 50 r / s, the duty is constant, and only the frequency (that is, the commutation cycle) is increased, and the brushless DC motor 4 is driven.

一方、第2の波形信号を補正した補正波形信号に基づく駆動では、通電角が120度の状態で、かつ誘起電圧0クロスが端子電圧取得部5で検出された場合、第1波形発生部8の第1の波形信号で十分に駆動できるトルクであることが分かるため、第1波形発生部8に基づいた駆動に切り換える。   On the other hand, in the driving based on the corrected waveform signal obtained by correcting the second waveform signal, when the conduction voltage is 120 degrees and the induced voltage 0 cross is detected by the terminal voltage acquisition unit 5, the first waveform generation unit 8 Since the torque can be sufficiently driven by the first waveform signal, the drive is switched to the drive based on the first waveform generator 8.

このように、第1波形発生部8で生成した第1の波形信号と第2波形発生部12で生成された第2の波形信号を波形補正部13で補正した補正波形信号を適切に切り換えることで低速低負荷から、高速高負まで駆動を可能にする。   As described above, the first waveform signal generated by the first waveform generation unit 8 and the corrected waveform signal obtained by correcting the second waveform signal generated by the second waveform generation unit 12 by the waveform correction unit 13 are appropriately switched. It enables driving from low speed and low load to high speed and high negative.

次に、本実施の形態のブラシレスDCモータ4の構造について説明する。図14は、本実施の形態におけるブラシレスDCモータ4の回転子の、回転軸に対して垂直断面を示した断面図である。   Next, the structure of the brushless DC motor 4 of the present embodiment will be described. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor of the brushless DC motor 4 in the present embodiment.

回転子4aは、鉄心4gと4枚のマグネット4c〜4fとから構成される。鉄心4gは、0.35〜0.5mm程度の薄い珪素鋼板を打ち抜いたものを積み重ねて構成される。マグネット4c〜4fは、円弧形状のフェライト系永久磁石がよく用いられ、図示したように、円弧形状の凹部が外方を向くように、中心対称に配置される。一方、マグネット4c〜4fとして、ネオジウムなどの希土類の永久磁石を用いる場合は、平板形状の場合もある。   The rotor 4a includes an iron core 4g and four magnets 4c to 4f. The iron core 4g is configured by stacking punched thin steel sheets of about 0.35 to 0.5 mm. As the magnets 4c to 4f, arc-shaped ferrite permanent magnets are often used, and as illustrated, the magnets 4c to 4f are arranged symmetrically with the arc-shaped concave portions facing outward. On the other hand, when rare earth permanent magnets such as neodymium are used as the magnets 4c to 4f, they may be flat.

このような構造の回転子4aにおいて、回転子4aの中心から、1つのマグネット(例えば4f)の中央に向かう軸をd軸とし、回転子4aの中心から、1つのマグネット(例えば4f)とこれに隣接するマグネット(例えば4c)との間に向かう軸をq軸とする。d軸方向のインダクタンスLdとq軸方向のインダクタンスLqは逆突極性を有し、異なるものとなる。つまりこれは、モータとしては、マグネットの磁束によるトルク(マグネットトルク)以外に、逆突極性を利用したトルク(リラクタンストルク)を有効に使える。したがって、モータとして、よりトルクが有効的に利用できる。この結果、本実施の形態としては、高効率なモータが得られる。   In the rotor 4a having such a structure, an axis extending from the center of the rotor 4a toward the center of one magnet (for example, 4f) is defined as a d-axis, and one magnet (for example, 4f) is connected to the center of the rotor 4a. The axis that goes to the magnet adjacent to (for example, 4c) is the q axis. The inductance Ld in the d-axis direction and the inductance Lq in the q-axis direction have opposite saliency and are different. That is, this can effectively use torque (reluctance torque) using reverse saliency as well as torque (magnet torque) due to magnetic flux of the magnet. Therefore, torque can be used more effectively as a motor. As a result, a highly efficient motor is obtained as the present embodiment.

また、本実施の形態の制御において、周波数設定部9と第2波形発生部12による駆動を行うと、相電流は進み位相でとなる。そのため、このリラクタンストルクが大きく利用されるので、逆突極性がないモータに比べて、より高回転で駆動することができる。   In the control of the present embodiment, when driving is performed by the frequency setting unit 9 and the second waveform generation unit 12, the phase current becomes a leading phase. For this reason, since this reluctance torque is largely used, it can be driven at a higher rotation than a motor without reverse saliency.

また、本実施の形態のブラシレスDCモータ4は、鉄心4gに永久磁石4c〜4fを埋め込んでなる回転子4aを有し、かつ突極性を有する。また、永久磁石のマグネットトルクの他に、突極性によるリラクタンストルクを用いている。このことにより、低速時の効率向上はもちろん、高速駆動性能をさらに上げることになる。また、永久磁石にネオジウムなどの希土類磁石を採用してマグネットトルクの割合を多くしたり、インダクタンスLd、Lqの差を大きくしてリラクタンストルクの割合を多くしたりすると、最適な通電角を変えることにより効率を上げることができる。   Further, the brushless DC motor 4 of the present embodiment has a rotor 4a in which permanent magnets 4c to 4f are embedded in an iron core 4g and has saliency. In addition to the magnet torque of the permanent magnet, reluctance torque due to saliency is used. This not only improves efficiency at low speeds, but also improves high-speed drive performance. Also, if a rare earth magnet such as neodymium is used as the permanent magnet to increase the ratio of magnet torque, or the difference between inductances Ld and Lq is increased to increase the ratio of reluctance torque, the optimum conduction angle can be changed. Can increase efficiency.

次に、本実施の形態のモータ駆動装置22を冷蔵庫21や空気調和機に用いて、圧縮機17を駆動した場合について説明する。従来のモータ駆動装置であれば、高速/高負荷での駆動に対応するために、巻線の巻き込み数を少なくすることにより必要トルクを確保したブラシレスDCモータを利用する必要があった。このようなブラシレスDCモータは、モータの騒音等が大きかった。本実施の形態のモータ駆動装置22を用いれば、巻線の巻込み量を増やしてトルクダウンしたブラシレスDCモータ4を利用しても、高速/高負荷で駆動できる。これにより、回転数が低い場合のデューティが、従来のモータ駆動装置を用いた場合より大きくできる。そのため、モータの騒音、特にキャリア音(PWM制御での周波数に相当する。例えば3kHz)が低減できる。   Next, the case where the compressor 17 is driven using the motor drive device 22 of the present embodiment for the refrigerator 21 and the air conditioner will be described. In the case of a conventional motor driving device, it is necessary to use a brushless DC motor that secures a necessary torque by reducing the number of windings in order to support high-speed / high-load driving. Such a brushless DC motor has a large motor noise. If the motor drive device 22 of the present embodiment is used, even if the brushless DC motor 4 in which the winding amount of the winding is increased and the torque is reduced is used, it can be driven at high speed / high load. As a result, the duty when the rotational speed is low can be made larger than when the conventional motor driving device is used. Therefore, motor noise, particularly carrier sound (corresponding to a frequency in PWM control, for example, 3 kHz) can be reduced.

また、圧縮機17をレシプロ圧縮機とすることで、よりイナーシャが大きく、高速でのトルク脈動が小さいため、安定して高速まで動作させることができる。また、圧縮機17を冷蔵庫21に搭載した場合、冷蔵庫21は負荷の変動が急ではないため、相電流の位相と端子電圧の位相の位相差の変化は小さく、より安定した駆動が可能となる。   In addition, since the compressor 17 is a reciprocating compressor, the inertia is larger and the torque pulsation at a high speed is small. Therefore, the compressor 17 can be stably operated at a high speed. Further, when the compressor 17 is mounted on the refrigerator 21, the load of the refrigerator 21 is not suddenly changed, so that the change in the phase difference between the phase of the phase current and the phase of the terminal voltage is small, and more stable driving is possible. .

なお、本実施の形態のモータ駆動装置22を用いて空気調和機の圧縮機17を駆動する場合では、さらに、冷房時の最低負荷から暖房時の最大負荷まで幅広い駆動範囲に対応で
きるとともに、特に定格以下の低負荷での消費電力を低減することができる。
In the case of driving the compressor 17 of the air conditioner using the motor driving device 22 of the present embodiment, it is possible to cope with a wide driving range from the lowest load during cooling to the maximum load during heating. It is possible to reduce power consumption at a low load below the rating.

以上説明したように本発明は、回転子4aと、3相巻線を有する固定子4bとからなるブラシレスDCモータ4を駆動するモータ駆動装置であって、固定子4bの3相巻線に電力を供給するインバータ3と、ブラシレスDCモータ4の端子電圧を取得する端子電圧取得部5と、通電角が120度以上の波形である第1の波形信号を出力する第1波形発生部8と、デューティは一定で、周波数のみを変化させて設定する周波数設定部9と、端子電圧取得部5が取得した端子電圧の発生タイミングによって通電角を120度以上180度未満の間で決定する通電角決定部10と、周波数設定部9で設定した周波数と通電角決定部10で決定した通電角で第2の波形信号を出力する第2波形発生部12と、端子電圧取得部5が取得した端子電圧が所定の状態に近づくよう第2の波形信号を補正した補正波形信号を出力する波形補正部13と、ブラシレスDCモータ4の運転状態に応じて第1の波形信号と補正波形信号を切り換えて出力する切換判定部14と、切換判定部14から出力された第1の波形信号または補正波形信号に基づき、インバータ3が固定子4bの3相巻線に供給する電力の供給タイミングを指示するドライブ信号をインバータ3に出力するドライブ部15を有する。   As described above, the present invention is a motor drive device for driving the brushless DC motor 4 including the rotor 4a and the stator 4b having the three-phase winding, and the power is supplied to the three-phase winding of the stator 4b. An inverter 3 that supplies a voltage, a terminal voltage acquisition unit 5 that acquires a terminal voltage of the brushless DC motor 4, a first waveform generation unit 8 that outputs a first waveform signal having a waveform with a conduction angle of 120 degrees or more, The frequency setting unit 9 that is set with a constant duty and changing only the frequency, and the energization angle determination that determines the energization angle between 120 degrees and less than 180 degrees according to the generation timing of the terminal voltage acquired by the terminal voltage acquisition unit 5. Unit 10, a second waveform generation unit 12 that outputs a second waveform signal at the frequency set by frequency setting unit 9 and the conduction angle determined by conduction angle determination unit 10, and the terminal voltage acquired by terminal voltage acquisition unit 5 Where A waveform correction unit 13 that outputs a corrected waveform signal obtained by correcting the second waveform signal so as to approach the state of the above, and a switch that switches and outputs the first waveform signal and the corrected waveform signal according to the operating state of the brushless DC motor 4 Based on the determination unit 14 and the first waveform signal or the correction waveform signal output from the switching determination unit 14, a drive signal that indicates the supply timing of the power that the inverter 3 supplies to the three-phase winding of the stator 4 b is invertered 3 has a drive unit 15 for outputting to the output.

これによって、第2の波形信号をベースとした補正波形信号で駆動中は端子電圧の状態を任意の状態に保てるようになり、ブラシレスDCモータ4の相電流0クロスが同相のドライブ信号がオフ中に発生させることができ、常に端子電圧と第2の波形信号が所定の状態に近づくよう制御することとなり、不安定なシステム状態での非常に軽い負荷や電流位相と端子電圧位相が近づく非常に負荷が重い状態など広い負荷範囲で、安定駆動することができる。   As a result, the terminal voltage can be maintained at an arbitrary state during driving with the correction waveform signal based on the second waveform signal, and the drive signal having the same phase current 0 cross of the brushless DC motor 4 is being turned off. The terminal voltage and the second waveform signal are always controlled so as to approach the predetermined state, and the very light load in the unstable system state and the current phase and the terminal voltage phase are very close. It can be driven stably over a wide load range such as when the load is heavy.

また、本実施の形態は、ブラシレスDCモータ4を流れる還流電流が0になる時に端子電圧に現れる端子電圧変化のタイミングとドライブ信号のオンまたはオフとの時間差を計算する時間差計測部11を有し、端子電圧の発生タイミングを時間差の変化とすることにより、第1波形発生部8で採用されるような誘起電圧0クロスを検出しハイとローの2値を出力する単純な回路とその変化を観測するだけで良いこととなり、より単純なアルゴリズムによって実現でき、さらなるソフトウェア品質の向上やより安価にシステムを構築することができる。   In addition, the present embodiment includes a time difference measuring unit 11 that calculates a time difference between the terminal voltage change timing that appears in the terminal voltage when the return current flowing through the brushless DC motor 4 becomes 0 and the drive signal on or off. By changing the timing of generating the terminal voltage to a change in time difference, a simple circuit that detects the induced voltage zero crossing as employed in the first waveform generator 8 and outputs a binary value of high and low, and its change It is only necessary to observe it, and it can be realized by a simpler algorithm, and it is possible to further improve software quality and to construct a system at a lower cost.

また、本実施の形態は、端子電圧の所定の状態を、時間差の平均と時間差の差分が0であるとしたことにより、単純な計算により実現することとなり、ソフトウェアのアルゴリズムを簡易化したことによる保守性向上などのソフトウェア品質の向上や演算性能の低い安価なマイコンを採用することができる。   Further, the present embodiment realizes the predetermined state of the terminal voltage by simple calculation by assuming that the average of the time difference and the difference of the time difference are 0, and the software algorithm is simplified. An inexpensive microcomputer with improved software quality, such as improved maintainability, and low computing performance can be used.

また、本実施の形態は、通電角決定部10が、時間差が決められた第1の閾値時間より大きくなったときに通電角を狭めるとしたことにより、低負荷で急激な負荷変動であっても時間にマージンを持たせることで、ブラシレスDCモータ4の電流0クロスが同相のドライブ信号がオンより前に現れることを防ぐこととなり、低負荷時に、より確実に端子電圧が所定の状態に近づくよう補正することができ、更に安定した駆動が可能となる。   Further, in the present embodiment, since the energization angle determination unit 10 narrows the energization angle when the time difference becomes larger than the determined first threshold time, the load fluctuation is abrupt with a low load. In addition, by providing a margin in time, the current zero cross of the brushless DC motor 4 is prevented from appearing before the on-phase drive signal is turned on, and the terminal voltage approaches the predetermined state more reliably at low load. Thus, more stable driving is possible.

また、本実施の形態は、通電角決定部10が、時間差計測部11によって計測された時間差が第2の閾値時間より小さくなったときに通電角を狭めるとしたことにより、高負荷で急激な負荷変動であっても時間にマージンを持たせることで、ブラシレスDCモータ4の電流0クロスが同相のドライブ信号がオフするより前に現れることを防ぐこととなり、高負荷でより確実に端子電圧が所定の状態に近づくよう補正することができ、更に安定した駆動が可能となる。   Further, in the present embodiment, the energization angle determination unit 10 narrows the energization angle when the time difference measured by the time difference measurement unit 11 becomes smaller than the second threshold time, so that the energization angle is suddenly increased with a high load. Even when the load fluctuates, a margin is provided in the time to prevent the current zero cross of the brushless DC motor 4 from appearing before the in-phase drive signal is turned off. Correction can be made so as to approach a predetermined state, and further stable driving is possible.

また、本実施の形態は、第1波形発生部8が、端子電圧取得部5が取得した端子電圧のゼロクロスポイントを回転子4aの位置情報として取得し、回転子4aの位置情報に基づき第1の波形信号を出力することにより、第1波形発生部8で駆動するための位置信号を取得するための特別な回路を設けることが不要となり、非常に安価に構成することができる。   Further, in the present embodiment, the first waveform generation unit 8 acquires the zero cross point of the terminal voltage acquired by the terminal voltage acquisition unit 5 as the position information of the rotor 4a, and the first waveform generator 8 based on the position information of the rotor 4a By outputting this waveform signal, it is not necessary to provide a special circuit for acquiring a position signal for driving by the first waveform generator 8, and it can be constructed at a very low cost.

また、本実施の形態は、ブラシレスDCモータ4の回転子4aが、鉄心4gに永久磁石4c〜4fを埋め込んで構成され、さらに突極性を有するとしたことにより、ブラシレスDCモータ4の駆動において、永久磁石4c〜4fによるマグネットトルクとともに、突極性によるリラクタンストルクも有効に利用できるようになるため、低速時の高効率駆動とともに、高効率の高速駆動性能も更に伸張することが可能となる。   Further, in the present embodiment, the rotor 4a of the brushless DC motor 4 is configured by embedding the permanent magnets 4c to 4f in the iron core 4g and further having saliency. Since the reluctance torque due to the saliency as well as the magnet torque by the permanent magnets 4c to 4f can be used effectively, the high-efficiency high-speed drive performance can be further extended along with the high-efficiency drive at low speed.

また、本実施の形態は、ブラシレスDCモータ4が圧縮機17を駆動するとしたことにより、圧縮機17はイナーシャが比較的大きい負荷であることにより、サーボモータのような高い制御精度が必要とされず、ブラシレスDCモータ4の駆動周期よりも位相差の変動周期が遅い駆動となるため、補正の回数を間引いて運転することが可能となり、より演算速度が遅くより安価な制御装置でモータ駆動装置を提供できる。また、従来のモータ駆動装置と同じ圧縮機を用いた場合でも、冷凍能力を高めることが出来るので、高能力の冷凍サイクルの小型化と低価格化を実現できる。さらに、従来のモータ駆動装置を用いた冷凍サイクルに、本発明のモータ駆動装置を置き換えれば、より高効率なモータを用いることができる。   Further, in the present embodiment, since the brushless DC motor 4 drives the compressor 17, the compressor 17 is a load having a relatively large inertia, so that high control accuracy like a servo motor is required. Since the phase difference fluctuation cycle is slower than the drive cycle of the brushless DC motor 4, it is possible to operate with the number of corrections reduced, and the motor drive device can be operated with a slower and cheaper control device. Can provide. Further, even when the same compressor as that of the conventional motor drive device is used, the refrigeration capacity can be increased, so that the high capacity refrigeration cycle can be reduced in size and price. Furthermore, if the motor driving device of the present invention is replaced with a refrigeration cycle using a conventional motor driving device, a more efficient motor can be used.

また、本実施の形態は、圧縮機17をレシプロ圧縮機としたことにより、構造上回転子には、金属性で重量の大きいクランクシャフトやピストンが接続されているため、イナーシャが非常に大きく、高速では短い時間での速度の変動は非常に少ない負荷を駆動することとなるため、電流と端子電圧の位相差の変化が少ないこととなり、低速ではトルク脈動に応じた高効率な運転を行い、高速では安定した駆動により高い冷凍能力を出力できる。   Further, in the present embodiment, since the compressor 17 is a reciprocating compressor, the rotor is structurally connected with a metal and a heavy crankshaft and piston, so that inertia is very large. At high speed, speed fluctuation in a short time will drive a very small load, so the change in phase difference between current and terminal voltage will be small, and at low speed, highly efficient operation according to torque pulsation will be performed, High speed can output high refrigeration capacity with stable driving.

また、本実施の形態は、圧縮機17で使用する冷媒をR600aとしたことにより、冷凍能力を得るために気筒容積を大きくし、イナーシャが大きくなり、さらに速度や負荷によって変動しにくい安定した駆動が可能となる。   Further, in the present embodiment, since the refrigerant used in the compressor 17 is R600a, the cylinder volume is increased in order to obtain the refrigerating capacity, the inertia is increased, and the stable drive that is not easily fluctuated depending on the speed and load. Is possible.

また、本実施の形態のモータ駆動装置により駆動されるブラシレスDCモータ4を備えた冷蔵庫21(電気機器)としたことにより、負荷変動は急ではないため、より安定した駆動が可能となる。さらに、安定時には高効率運転を行い、急冷時には高速駆動により冷凍能力を向上させることができる。また、電気機器として空気調和機に用いた場合は、冷房時の最低負荷から暖房時の最大負荷まで幅広い駆動範囲に対応できるとともに、特に定格以下の低負荷での消費電力を低減することができる。   In addition, since the refrigerator 21 (electric device) including the brushless DC motor 4 driven by the motor driving device of the present embodiment is used, the load fluctuation is not steep, so that more stable driving is possible. In addition, high-efficiency operation can be performed when stable, and refrigeration capacity can be improved by high-speed driving during rapid cooling. In addition, when used in an air conditioner as an electrical device, it can handle a wide driving range from the lowest load during cooling to the maximum load during heating, and can reduce power consumption particularly at low loads below the rating. .

本発明のモータ駆動装置は、ブラシレスDCモータの高速/高負荷での駆動の安定性を図るとともに、駆動範囲を拡張するものである。これにより、冷蔵庫や空気調和機のみならず、自動販売機やショーケース、ヒートポンプ給湯器における圧縮機の高効率化に適用できる。その他、洗濯機や掃除機、ポンプなどブラシレスDCモータを用いる電気機器の省エネルギー化にも適用できる。   The motor drive device of the present invention is intended to improve the drive stability of a brushless DC motor at high speed / high load and to extend the drive range. Thereby, it can be applied not only to refrigerators and air conditioners but also to higher efficiency of compressors in vending machines, showcases, and heat pump water heaters. In addition, the present invention can be applied to energy saving of electric devices using brushless DC motors such as washing machines, vacuum cleaners, and pumps.

3 インバータ
4 ブラシレスDCモータ
4a 回転子
4b 固定子
4c,4d,4e,4f マグネット(永久磁石)
4g 鉄心
5 端子電圧取得部
6 速度検出部
7 周波数指令部
8 第1波形発生部
9 周波数設定部
10 通電角決定部
11 時間差計測部
12 第2波形発生部
13 波形補正部
14 切換判定部
15 ドライブ部
17 圧縮機
21 冷蔵庫(電気機器)
22 モータ駆動装置
3 Inverter 4 Brushless DC motor 4a Rotor 4b Stator 4c, 4d, 4e, 4f Magnet (permanent magnet)
4 g Iron core 5 Terminal voltage acquisition unit 6 Speed detection unit 7 Frequency command unit 8 First waveform generation unit 9 Frequency setting unit 10 Energization angle determination unit 11 Time difference measurement unit 12 Second waveform generation unit 13 Waveform correction unit 14 Switch determination unit 15 Drive Part 17 Compressor 21 Refrigerator (electric equipment)
22 Motor drive device

Claims (9)

回転子と、3相巻線を有する固定子とからなるブラシレスDCモータを駆動するモータ駆動装置であって、前記3相巻線に電力を供給するインバータと、前記ブラシレスDCモータの端子電圧を取得する端子電圧取得部と、前記端子電圧取得部の値から前記ブラシレスDCモータを流れる還流電流が0になる時に端子電圧に現れる端子電圧変化のタイミングと前記ドライブ信号がオンまたはオフするタイミングとの時間差を計算する時間差計測部と、通電角が120度以上の波形である第1の波形信号を出力する第1波形発生部と、デューティは一定で、周波数のみを変化させて設定する周波数設定部と、前記時間差計測部が測定する時間差の基準となるスパイク電圧が発生するよう通電角を120度以上180度未満の間で決定する通電角決定部と、前記周波数設定部で設定した周波数と前通電角決定部で決定した通電角で第2の波形信号を出力する第2波形発生部と、前記端子電圧取得部が取得した前記端子電圧が所定の状態に近づくよう前記第2の波形信号を補正した補正波形信号を出力する波形補正部と、前記ブラシレスDCモータの運転状態に応じて前記第1の波形信号と前記補正波形信号を切り換えて出力する切換判定部と、前記切換判定部から出力された第1の波形信号または補正波形信号に基づき、前記インバータが前記3相巻線に供給する電力の供給タイミングを指示するドライブ信号を、前記インバータに出力するドライブ部、とを有するモータ駆動装置。 A motor driving device for driving a brushless DC motor comprising a rotor and a stator having a three-phase winding, wherein an inverter for supplying power to the three-phase winding and a terminal voltage of the brushless DC motor are obtained. The time difference between the terminal voltage acquisition unit that performs and the timing of the terminal voltage change that appears in the terminal voltage when the return current flowing through the brushless DC motor becomes 0 from the value of the terminal voltage acquisition unit and the timing that the drive signal is turned on or off A time difference measuring unit that calculates a first waveform generating unit that outputs a first waveform signal having a waveform with an energization angle of 120 degrees or more, a frequency setting unit that sets only a frequency with a constant duty , the conduction angle to determine the conduction angle for less than 180 degrees 120 degrees so that the spike voltage as a reference for the time difference the time difference measuring unit measures occurs Tough and, a second waveform generator for outputting a second waveform signal conduction angle determined by the frequency and the previous SL conduction angle determiner set by the frequency setting unit, the terminal to which the terminal voltage acquisition unit acquires A waveform correction unit that outputs a correction waveform signal obtained by correcting the second waveform signal so that the voltage approaches a predetermined state, and the first waveform signal and the correction waveform signal according to the operating state of the brushless DC motor. A switching determination unit for switching and outputting, and a drive signal for instructing a supply timing of power supplied to the three-phase winding by the inverter based on the first waveform signal or the correction waveform signal output from the switching determination unit And a drive unit that outputs to the inverter. 前記時間差計測部が計測する前記時間差とはスパイク電圧発生期間であるとし、前記通電角決定部は前記時間差が決められた第1の閾値時間より小さくなったときに通電角を狭めるとした請求項に記載のモータ駆動装置。 Wherein said time difference the time difference measuring unit is measured as a spike voltage generating period, the conduction angle determination unit that the narrowing the conduction angle when the time difference becomes rather smaller than the first threshold time determined Item 2. The motor drive device according to Item 1 . 前記時間差計測部が計測する前記時間差とはスパイク電圧オフ期間であるとし、前記通電角決定部は、前記時間差が決められた第2の閾値時間より小さくなったときに通電角を狭めるとした請求項に記載のモータ駆動装置。 The time difference measured by the time difference measurement unit is a spike voltage off period, and the energization angle determination unit narrows the energization angle when the time difference becomes smaller than a determined second threshold time. Item 2. The motor drive device according to Item 1 . 前記第1波形発生部が、前記端子電圧取得部が取得した前記端子電圧のゼロクロスポイントを前記回転子の位置情報として取得し、前記回転子の位置情報に基づき前記第1の波形信号を出力する請求項1〜のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 The first waveform generation unit acquires a zero cross point of the terminal voltage acquired by the terminal voltage acquisition unit as position information of the rotor, and outputs the first waveform signal based on the position information of the rotor. The motor drive device of any one of Claims 1-3 . 前記ブラシレスDCモータの回転子は、鉄心に永久磁石を埋め込んで構成され、さらに、突極性を有する請求項1〜のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 The brushless DC motor of the rotor is constructed by embedding a permanent magnet in the iron core, further the motor driving apparatus according to any one of claims 1 to 4 having saliency. 前記ブラシレスDCモータは圧縮機を駆動する請求項1〜のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 The brushless DC motor is a motor driving apparatus according to any one of claims 1 to 5 for driving the compressor. 前記圧縮機はレシプロ圧縮機である請求項に記載のモータ駆動装置。 The motor driving device according to claim 6 , wherein the compressor is a reciprocating compressor. 前記圧縮機で使用される冷媒はR600aである請求項またはに記載のモータ駆動装置。 The motor driving device according to claim 6 or 7 , wherein the refrigerant used in the compressor is R600a. 請求項1〜のいずれか1項に記載のモータ駆動装置により駆動されるブラシレスDCモータを備えた電気機器。 Electrical device with a brushless DC motor driven by a motor driving device according to any one of claims 1-8.
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