本发明涉及具备安装有电路构件的基板的电动机及具备该电动机的送风机以及空气调节机。
背景技术：
在对电动机进行旋转驱动时，当电动机的转速增加时，由于电枢反应(armaturereaction)的影响等而通电定时产生延迟。因此，例如，公开了如下技术：求出与速度指令电压相应的超前角值，使用该超前角值对电动机进行驱动控制(以下称为“超前角控制”)(例如，下述专利文献1)。
在超前角控制中，一般的结构是将与电动机的转速相应的最佳相位超前角的信息保持为表格，微机或专用的控制ic根据储存于表格的最佳相位超前角特性信息来进行电动机的控制。在此，最佳相位超前角(也称为“最佳超前角”)是指电动机的运转效率为最大的相位角的超前角。另外，在此所称的“相位角”是指定子绕组所感应的电压(以下称为“感应电压”)与逆变器ic对定子绕组施加的电压(以下称为“施加电压”)之间的相位差，在施加电压比感应电压超前时为正值的超前角。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-114995号公报
技术实现要素：
发明要解决的技术问题
与超前角控制有关的背景技术如上述那样，但由于转速因超前角的变动而变动，所以当由于上调或者下调电动机的转速的控制而产生转速的波动(hunting)时，发生超前角因该波动而变动、并且转速也由于超前角的变动而变动这样的恶性循环，电动机驱动的负载的旋转有可能不稳定。另外，当用微机来实现电动机的超前角控制时，成本变得非常高。因此，期望用比较廉价的控制ic来实现电动机的超前角控制。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于得到能够抑制成本的增加，并稳定地进行负载的旋转控制的电动机、送风机以及空气调节机。
解决技术问题的技术方案
为了解决上述课题并达到目的，本发明的电动机具备：定子；转子，被设置为能够相对于定子旋转；以及基板，具有对定子施加驱动电压的驱动元件、检测转子的旋转位置的磁极位置传感器以及根据来自磁极位置传感器的磁极位置信号和基于磁极位置信号而计算出的转速信息来调整驱动电压的相位的控制元件。磁极位置传感器被安装于在转子的转速为0时成为大于0的超前角的位置。
发明效果
根据本发明，起到能够抑制成本的增加、并稳定地进行负载的旋转控制的效果。
附图说明
图1是本实施方式的电动机的侧面剖视图。
图2是示出搭载有本实施方式的电动机的空气调节机的外观图。
图3是从负载相反侧(counter-loadside)查看配置于本实施方式的驱动电路基板的电路构件时的俯视图。
图4是从负载侧查看配置于本实施方式的驱动电路基板的电路构件时的俯视图。
图5是本实施方式的驱动电路基板中的搭载功率ic的部位的部分剖视图。
图6是示出本实施方式的驱动电路构件的电连接关系的框图。
图7是示出本实施方式的功率ic的内部的结构的电路图。
图8是示出本实施方式的超前角计算部的结构的框图。
图9是示出具体表现本实施方式的转速信号生成部以及超前角电压信号生成部的电路结构的一个例子的电路图。
图10是比较以往的霍尔ic的搭载位置和本实施方式的霍尔ic的搭载位置的图。
图11是示出超前角电压的值较大时的电动机的转速与超前角电压的关系的曲线图。
图12是示出超前角电压的值较小时的电动机的转速与超前角电压的关系的曲线图。
图13是示出与电动机的转速相应的离散的超前角控制曲线的变化的曲线图。
图14是通过与电动机的转速的关系来表示电动机的运转效率为最大的第1最佳超前角的特性和电动机的噪音为最小的第2最佳超前角的特性的曲线图。
图15是比较以往的与电动机的转速相应的最佳超前角特性以及离散的超前角控制曲线和本实施方式的与电动机的转速相应的最佳超前角特性以及离散的超前角控制曲线的曲线图。
图16是示出本实施方式的其它超前角控制曲线的曲线图。
图17是将驱动电动机的系统划分为电动机驱动装置和上级控制装置而示出的系统结构图。
图18是示出与由电动机驱动装置以及上级控制装置进行的电动机的转速控制相关的控制流程的流程图。
图19是示出本实施方式的电动机的其它例子的侧面剖视图。
图20是从负载相反侧查看配置于图19所示的驱动电路基板的电路构件时的俯视图。
图21是从负载侧查看配置于图19所示的驱动电路基板的电路构件时的俯视图。
图22是示出本实施方式的电动机的制造方法的流程图。
附图标记
1：模制定子；2：模制树脂部；3：定子组装部；4：驱动电路基板；5：定子；6：连接器；7：绕组；8：定子铁芯；8a：贯通孔；9：绝缘子；10：杆(shaft)；11：位置检测用磁铁；12：转子绝缘部；13：转子磁铁；15：转子；16：负载侧轴承；16a：内轮；16b：外轮；16c：转动体(rollingbody)；17：负载相反侧轴承；18：转子组装部；19：壳体；21、21a、21a’：霍尔ic(磁极位置传感器)；22：功率ic(驱动元件：面安装构件)；23：控制ic(控制元件)；24：绕组端子；25：托架(bracket)；26：凹部；27：功率ic(驱动元件：引线型构件)；29：开口部；30：散热图案(第1散热图案)；32：散热图案(第2散热图案)；34：通孔；100：电动机；110：商用电源；112：整流电路；114：逆变器电路；114a～114f：开关元件；116：支路驱动电路；116a：上支路驱动电路；116b：下支路驱动电路；140：电动机驱动装置；150：上级控制装置；200：超前角计算部；202：转速信号生成部；202a：第1电路块；204：超前角电压信号生成部；204a：第2电路块；204b：第3电路块；206：ad变换部；250：比较器；252：切换开关(b：基点；u1：第1切换触点；u2：第2切换触点)；254、256、268b：电容元件；258、264、266、268a：电阻元件；260、262：运算放大器；268：反馈电路；300：空气调节机；300a：室内机；300b：室外机；310：风扇。
具体实施方式
以下，参照附图，根据附图详细地说明本发明的实施方式的电动机、送风机以及空气调节机的实施方式。此外，本发明并不被以下所示的实施方式限定。
实施方式.
图1是本实施方式的电动机的侧面剖视图。图2是示出搭载有本实施方式的电动机的空气调节机的外观图。
图2所示的空气调节机300具备室内机300a以及与室内机300a连接的室外机300b。室内机300a搭载有省略了图示的室内机用风扇，室外机300b搭载有室外机用的风扇310。作为这些风扇的驱动源，使用图1所示的电动机100。此外，在图2中，作为本实施方式的电动机的应用例，例示了空气调节机，但并不限定于空气调节机，还能够用作例如送风机的电动机。
接下来，对本实施方式的电动机100的结构进行说明。如图1所示，电动机100构成为具有模制定子1、转子组装部18以及托架25作为主要的结构部。作为电动机100，例示由逆变器驱动的无刷dc马达。
作为电动机100的旋转轴的杆10贯通转子组装部18的中心部。电动机100的负载搭载于电动机100的杆10。如果是图2所示的空气调节机，则室内机用的风扇或者室外机用的风扇310作为负载被搭载。
模制定子1形成为以杆10为中心的圆筒形，包括定子组装部3和填充有模制树脂的模制树脂部2。
定子组装部3是电动机100的构成要素中的定子5、驱动电路基板4以及连接器6一体地成形的部位。作为面安装构件的霍尔ic21、功率ic22以及控制ic23被搭载于驱动电路基板4。以后，将搭载于驱动电路基板4的电路构件适当地称为“驱动电路构件”。此外，本实施方式的驱动电路基板4没有搭载微机，而能够与定子5一起利用模制树脂部2机械性地结合而一体地成形。即，利用模制树脂而驱动电路基板4与定子5一体地密封。由此，搭载于驱动电路基板4的功率ic的散热性提高，功率ic22的最大输出提高。另外，由于功率ic22的散热性提高，从而电动机100的损耗被降低。但是，由于驱动电路基板4等为强度弱的构造，所以最好低压成形，作为用于使驱动电路基板4与定子5一体地成形的模制树脂部2所使用的模制树脂，优选不饱和聚酯树脂等热硬化性树脂。此外，关于驱动电路构件的详情将在下文说明。
模制树脂部2构成电动机100的外廓，并且在模制定子1的基板侧面构成壳体19。壳体19包围地支承负载侧轴承16的外廓。
在模制树脂部2设置有研钵状的凹部26，该研钵状的凹部26形成为能够将转子组装部18从设置于与搭载风扇等负载的一侧(以下称为“负载侧”)相反一侧(图1的右手侧，以下称为“负载相反侧”)的开口部29收入模制定子1内部。此外，开口部29在图1中是设置有托架25的部分。托架25例如是对导电性金属进行冲压加工而制造的。
定子5包括绕组7、定子铁芯8以及绝缘子9，定子铁芯8是将厚度为0.1～0.7mm左右的电磁钢板冲裁成带状，通过铆接、焊接以及粘接等层叠而制作的。该带状的定子铁芯8具备省略了图示的多个齿，在齿上设置有绝缘子9。绝缘子9是使用例如pbt(聚对苯二甲酸丁二醇酯)等热塑性树脂而与定子铁芯8一体地或者分体地成形的。集中卷绕的绕组7缠绕于设置有绝缘子9的齿。当连接多个集中卷绕的绕组7时，形成例如三相单y连接的绕组。但是，也可以是分布卷绕。
转子组装部18是将电动机100的构成要素中的转子15、负载侧轴承16以及负载相反侧轴承17组合而成的部位。
转子15构成为具有：杆10；圆环形的转子绝缘部12，设置于杆10的外周部；转子磁铁13，是周向设置于转子绝缘部12的外周侧并与定子铁芯8对置地配设的永磁铁；以及位置检测用磁铁11，在杆10的轴线方向上设置于转子磁铁13与驱动电路基板4之间。
转子15以杆10为中心旋转自如，利用来自定子铁芯8的旋转磁场得到旋转力而对杆10传递转矩，驱动与杆10直接或者间接地连接的负载。
转子绝缘部12是为了使杆10与转子磁铁13绝缘、并且使杆10与定子铁芯8绝缘而设置的。转子磁铁13、杆10以及位置检测用磁铁11利用通过立式成型机射出的转子绝缘部12一体地形成。对转子绝缘部12使用热塑性树脂。作为热塑性树脂，例示了pbt(聚对苯二甲酸丁二醇酯)以及pps(聚苯硫醚)，但对这些pbt或pps调配玻璃填充剂也是优选的。转子绝缘部12构成电介质层。
作为转子磁铁13，使用对热塑性树脂混合磁性材料而成形的树脂磁铁、稀土类磁铁或者铁素体烧结磁铁。作为稀土类磁铁，例示钕或者钐铁。
在杆10的轴线方向上，在杆10的负载侧(图1的左侧)安装有负载侧轴承16，在负载相反侧(图1的右侧)安装有负载相反侧轴承17。杆10被这些负载侧轴承16以及负载相反侧轴承17旋转自如地支承。
负载侧轴承16为例如滚珠轴承，构成为具备：内轮16a，与杆10一体地旋转；外轮16b，嵌入于壳体19的内周面；多个转动体16c，配置于这些内外轮间；润滑油(省略图示)，用于使转动体16c润滑地转动；以及密封板(省略图示)，用于封入润滑油。内轮16a、外轮16b、转动体16c以及密封板一般由铁等导电性金属构成。密封板固定于外轮，与外轮一起旋转。此外，密封板与外轮电连接，另一方面，与内轮不接触。
负载相反侧轴承17也与负载侧轴承16同样地构成。负载相反侧轴承17的构成要素也与负载侧轴承16的构成要素相同或等同，省略详细的说明。
在转子组装部18从模制定子1的开口部29插入到凹部26时，安装于杆10的负载侧轴承16被装入壳体19。而且，负载侧轴承16侧的杆10的一端贯通壳体19，在该杆10安装有上述风扇等。另一方面，在杆10的另一端安装有负载相反侧轴承17，在托架25被压入到模制树脂部2的内周部而以堵住开口部29的方式嵌入时，在该托架25的内侧装入有负载相反侧轴承17。
在驱动电路基板4形成有供杆10以及负载侧轴承16贯通的贯通孔8a。形成有贯通孔8a的驱动电路基板4被绝缘子9保持。驱动电路基板4在杆10的轴线方向上配设于负载侧轴承16与绕组7之间，与轴线方向垂直地配置。此外，在此所称的垂直不需要相对于杆10的轴线方向为90度，而可以与90度偏离。
接下来，参照图3至图7的附图，对搭载于驱动电路基板4的驱动电路构件的详情进行说明。图3是从负载相反侧查看配置于图1所示的驱动电路基板4的电路构件时的俯视图，图4是从负载侧查看同一驱动电路基板4时的俯视图。图5是驱动电路基板4中的搭载功率ic22的部位的部分剖视图。图6是示出驱动电路构件的电连接关系的框图。图7是示出功率ic22的内部的结构的电路图。
如图3所示，在驱动电路基板4的负载相反侧、即定子侧搭载有霍尔ic21、功率ic22以及控制ic23。霍尔ic21是用于检测转子15的旋转位置的磁极位置传感器，代表性的是霍尔元件等。功率ic22是对定子5的绕组7施加驱动电压的驱动元件，如图5所示隔着作为第1散热图案的散热图案30搭载于驱动电路基板4。控制ic23是根据霍尔ic21的检测信息来生成用于对功率ic22进行脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation：pwm)控制的pwm信号的控制元件。此外，功率ic22和控制ic23还能够一体地形成为驱动ic。
另一方面，如图4所示，在驱动电路基板4的负载侧设置有散热图案32，该散热图案32是用于将由功率ic22产生的热进行散热的第2散热图案。如图5所示，为了易于传递由功率ic22产生的热，功率ic22与散热图案32经由由导热率高的金属形成的散热图案30以及被注入有导热率高的金属的通孔34连接。作为导热率高的金属，例示铜或者银等。此外，图3至图5所示的连接器6、霍尔ic21、功率ic22以及控制ic23的配置位置是一个例子，当然也允许其它配置。但是，霍尔ic21是由与转子15的转速的关系而规定位置的元件，详情将在下文说明。
搭载于驱动电路基板4的霍尔ic21、功率ic22以及控制ic23如图6那样地连接而驱动电动机100。更详细而言，包含由霍尔ic21检测到的转子15的位置信息(以下称为“转子位置信息”或简称为“位置信息”)的信号即磁极位置信号被输入到控制ic23。对控制ic23还发给用于指示转子15的转速的转速指令(转速指令)。控制ic23根据来自霍尔ic21的磁极位置信号以及来自外部的转速指令来生成用于控制功率ic22的pwm信号并发给功率ic22。此外，在控制ic23设置有超前角计算部200。超前角计算部200是如下的结构部：生成包含电动机100的转速的信息的转速信号并输出到外部，并且计算使电动机100的运转效率为最大的超前角、即最佳超前角以及提高高转速区中的运转效率的超前角或减小高转速区的噪音的超前角。对于超前角计算部200的详情将在下文说明。
如图7所示，功率ic22构成为包括逆变器电路114以及支路驱动电路116。逆变器电路114是桥连接驱动电动机100中的三相的绕组7(参照图1)的3对上下支路的开关元件114a～114f而构成的。开关元件114a～114f中的开关元件114a、114d构成u相的上下支路，开关元件114b、114e构成v相的上下支路，开关元件114c、114f构成w相的上下支路。
上下支路的开关元件彼此的连接点作为交流端被引出并连接于定子。另一方面，上支路彼此的连接点和下支路彼此的连接点作为直流端被引出并连接于整流电路112。整流电路112将商用电源110的交流电压变换为直流电压而施加到逆变器电路114。控制ic23生成用于对上下支路的开关元件114a～114f进行pwm驱动的pwm信号而输出到支路驱动电路116。在支路驱动电路116设置有驱动上支路的开关元件114a～114c的上支路驱动电路116a以及驱动下支路的开关元件114d～114f的下支路驱动电路116b。上支路驱动电路116a以及下支路驱动电路116b根据pwm信号来对驱动对象的开关元件进行驱动。通过驱动开关元件114a～114f，来自整流电路112的直流电压被变换为可变频率的交流电压。变换后的交流电压经由将驱动电路基板4与绕组7电连接的绕组端子24(参照图1)施加到绕组7而驱动电动机100。
图8是示出超前角计算部200的结构的框图。如图8所示，超前角计算部200构成为具备：转速信号生成部202，根据霍尔信号来生成包含电动机100的转速的信息的转速信号；超前角电压信号生成部204，根据转速信号生成部202生成的转速信号来生成表示超前角的信息的电压信号；以及ad变换部206，将作为超前角电压信号生成部204生成的模拟信号的电压信号变换为表示超前角的信息的数字信号。
在此，从霍尔ic21输出的霍尔信号为数字信号，而由转速信号生成部202变换为模拟信号。即，转速信号生成部202还承担将数字信号变换为模拟信号的da变换的功能。此外，如上所述，为了其它控制，转速信号生成部202生成的转速信号被输出到超前角计算部200的外部。
超前角电压信号生成部204是生成具有与转速信号所包含的信息、即马达的转速成比例的大小的电压值的电压信号的电路。由超前角电压信号生成部204生成的电压信号的振幅表示超前角的大小。因此，通过由ad变换部206对电压信号进行ad变换，从而输出表示超前角的数字信号。如下文所述，利用数字信号来离散地控制发给电动机100的施加电压的超前角。
图9是示出具体表现转速信号生成部202以及超前角电压信号生成部204的电路结构的一个例子的电路图。在图9中，第1电路块202a为具体表现转速信号生成部202的电路例子，第2电路块204a以及第3电路块204b为具体表现超前角电压信号生成部204的电路例子。
第1电路块202a构成为具有比较器250、切换开关252、电容元件254、256以及电阻元件258。第1电路块202a担任将霍尔信号变换为转速信号的功能。另外，第2电路块204a构成为具有运算放大器260。
切换开关252为单电路双触点开关，具有基点b、第1切换触点u1以及第2切换触点u2。霍尔信号经由电容元件254以及切换开关252的第1切换触点u1而输入到电容元件256，并且经由电容元件254输入到比较器250的正相端子。通过该结构，基于电容元件254、256的分压电压被施加到比较器250的正相端子。对比较器250的负相端子输入基准电压vref，比较器250比较霍尔信号的分压电压与基准电压vref的大小关系。
在霍尔信号的分压电压大于基准电压vref的情况下，比较器250控制切换开关252以使第1切换触点u1和基点b电连接，在霍尔信号的分压电压为基准电压vref以下的情况下，比较器250控制切换开关252以使第2切换触点u2和基点b电连接。
当在切换开关252中第1切换触点u1和基点b电连接的情况下，基于霍尔信号的电压脉冲被施加到电容元件256，在产生电压脉冲期间的电压(电荷)被存储(积蓄)于电容元件256。另一方面，在第2切换触点u2与基点b电连接的情况下，电容元件256与电阻元件258电连接，存储于电容元件256的电压经由电阻元件258放电。此外，放电速度依赖于电容元件256的电容值与电阻元件258的电阻值之积即时间常数τ。如果时间常数τ大，则放电的速度慢，如果时间常数τ小，则放电的速度快。
这样，在电容元件256中存储有与霍尔信号的电压脉冲出现的频度、即霍尔信号的周期相应的电压。如果电动机的转速变快，则电压脉冲的重复周期变短，所以存储的电压变大，如果电动机的转速变慢，则电压脉冲的重复周期变长，所以存储的电压变小。
存储于电容元件256的霍尔信号的分压电压被施加到第2电路块204a的运算放大器260的正相端子。运算放大器260的输出端子返回到运算放大器260的负相端子，第2电路块204a构成缓冲电路。通过构成缓冲电路的第2电路块204a，能够以使第1电路块202a的工作与第3电路块204b的工作不相互干扰、即不受到相互工作的影响的方式工作。
第2电路块204a的运算放大器260的输出被输入到第3电路块204b。第3电路块204b构成为具有运算放大器262、电阻元件264、266以及将电阻元件268a与电容元件268b并联连接而成的反馈电路268。第3电路块204b生成用于进行后述超前角控制的电压信号。
作为第2电路块204a的运算放大器260的输出的、存储于电容元件256的电压经由电阻元件264施加到运算放大器262的负相端子，对运算放大器262的正相端子经由电阻元件266施加gnd电位(零电位)。连接有反馈电路268的第3电路块204b以电路整体构成积分电路，生成使超前角的变化量相对于电动机的转速的变化量之比、即电动机的转速发生变化时的超前角的变化率小于以往的电压信号。另外，如能够根据图6以及图8的框图及图9的电路图理解的那样，该控制能够通过仅变更控制ic23的结构来实现。另外，如能够根据图8的框图理解的那样，能够不对ad变换部206进行修改地实现。
此外，在图9的结构中，将把电阻元件268a与电容元件268b并联连接而成的反馈电路268设为控制ic23的内部的结构要素，但也可以设为从外部连接到控制ic23的电路要素。如果设为控制ic23的外部的电路要素，则能够变更电阻元件268a的电阻值以及电容元件268b的电容值，所以能够得到能够进行与由电动机驱动的负载的规格、搭载电动机的设备的用途或者设置环境相应的超前角控制的效果。
图10是比较以往的霍尔ic的搭载位置和本实施方式的霍尔ic的搭载位置的图。图10(a)示出了以往的搭载位置，图10(b)示出了本申请搭载位置。从图10(a)与图10(b)的比较可知，以往的霍尔ic的搭载位置与本申请发明的霍尔ic的搭载位置不同。在图10(a)以及图10(b)中，用点划线示出了通过贯通孔8a的中心的假想线q1，但如果比较沿着马达旋转方向位于前端侧的霍尔ic21a(本申请)和霍尔ic21a’(以往)，则霍尔ic21a’的位置设置于在转子15的转速为0时相位角为0度的位置，本申请发明的霍尔ic21a相对于假想线q1所成的角θ1小于以往的霍尔ic21a’相对于假想线q1所成的角θ1’、即为θ1<θ1’的关系。通过按照这样的θ1<θ1’的关系配置，从而霍尔ic21a的位置设置于在转子15的转速为0时相位角为比0度超前的角的位置，由本申请发明的霍尔ic21a检测的相位角为比由以往的霍尔ic21a’检测的相位角超前的角。
图11以及图12是示出电动机的转速与超前角电压的关系的曲线图。图11示出了超前角电压的值较大时的情况，图12示出了超前角电压的值较小时的情况。纵轴的超前角电压为图8所示的超前角电压信号生成部204生成的超前角电压信号的大小。
在图11以及图12的各图中，实线所示的曲线typ表示典型值，虚线所示的曲线中的上侧的曲线max表示对典型值加上+10％而得到的值，下侧的曲线min表示对典型值加上－10％而得到的值，即表示对典型值减去10％而得到的值。
关于超前角电压，如图11以及图12所示可知以典型值为中心而产生偏差，关于偏差的范围，在超前角电压小时，偏差的绝对值小。另外，曲线max与曲线min之间表示曲线typ的超前角电压的偏差。
图13是示出与电动机的转速相应的离散的超前角控制曲线的变化的曲线图。在本实施方式的控制运算中，以进行由控制ic23执行的离散的控制为前提，所以用于超前角控制的控制值如图13所示为阶梯形的曲线。超前角的超前幅度(阶梯形的曲线中的阶梯的高度)根据电路的规模而确定，其幅度为恒定，所以离散地变化，而转速能够通过调整转速信号生成部202中的电阻元件258的电阻值与电容元件256的电容值之积即时间常数τ而连续地变更。在图13中，相对于实线所示的超前角控制曲线，如果将时间常数设定得大，则如虚线所示超前角控制曲线的倾斜度变小，如果将时间常数设定得小，则如点划线所示超前角控制曲线的倾斜度变大。
在图14中，作为第1最佳超前角而示出电动机的运转效率为最大的最佳超前角，作为第2最佳超前角而示出电动机的噪音为最小的最佳超前角，在表示电动机的转速与超前角的关系的曲线图中示出第1最佳超前角特性以及第2最佳超前角特性。如图11所示，第1最佳超前角以及第2最佳超前角具有超前角与电动机的转速的增加相应地变大的特性。
图15是比较以往的与电动机的转速相应的最佳超前角特性以及离散的超前角控制曲线和本实施方式的与电动机的转速相应的最佳超前角特性以及离散的超前角控制曲线的曲线图。在图15(a)中，一并记载有现有技术的超前角控制曲线，在图15(b)中，一并记载有本实施方式的超前角控制曲线。此外，由超前角计算部200(参照图6以及图8)计算图15(b)所示的超前角控制曲线上的值。
在图15(a)以及图15(b)中，细线所示的曲线k1表示最佳超前角。另外，在图15(a)以及图15(b)中，分别用粗线示出的曲线l1、l2为在进行电动机的控制时根据转速设定的超前角值。此外，由于第1最佳超前角与超前角控制曲线的关系和第2最佳超前角特性与超前角控制曲线的关系相同，所以在图15以及图16中，不区分第1最佳超前角和第2最佳超前角而称为最佳超前角来进行说明。
如果比较图15(a)和图15(b)，则以下的情况是清楚的。此外，在以下说明中，将电动机的转速到1000rpm为止的范围称为低转速区，将电动机的转速为1000rpm至1300rpm的范围称为中转速区，将电动机的转速为1500rpm以上的范围称为高转速区。此外，这些划分是为了方便而进行的，低转速区、中转速区以及高转速区的范围并不限定于这些数值。
(i)在中转速区以及高转速区，在计算最佳超前角的以往曲线l1上以重叠于最佳超前角曲线k1的方式变化，而在本实施方式的曲线(以下称为“本申请曲线”或者简称为“曲线”)l2上，仅在作为高转速区的虚线部m1以重叠于最佳超前角曲线k1的方式变化，另一方面，在低转速区以及中转速区，以大于最佳超前角曲线k1上的超前角的值、即比最佳超前角曲线k1上的超前角增加超前量而得到的超前角变化。此外，增大超前角控制的超前角的程度能够通过变更电阻元件258的电阻值以及电容元件256的电容值中的至少一个值来调整。
(ii)本申请曲线l2的倾斜度小于以往曲线l1的倾斜度。
(iii)以往曲线l1的截距为0[°]，相对于此，在本申请曲线l2的截距被设定为偏移的值(图15(b)的例子中为4.6～4.7[°]左右)。此外，产生偏移值是因为如图10所示，错开位置地配置以使由霍尔ic21检测的相位角变为比以往超前的角。
(iv)关于超前角控制曲线上的超前角值维持相同值时的转速范围δr，本申请曲线l2比以往曲线l1宽(例如δr2>δr1)。该理由在于被设定为本申请曲线l2的倾斜度小于以往曲线l1的倾斜度。
如果根据图15(b)所示的超前角控制曲线来进行电动机的旋转控制，则超前角控制曲线上的超前角值维持相同的值时的转速范围变得比以往宽，所以能够稳定地进行电动机驱动的负载的旋转控制。另外，根据图15(b)所示的超前角控制曲线，因为在高转速区被控制为追随于最佳超前角曲线k1，所以能够得到能够提高高转速区中的运转效率这样的效果。
此外，当使本申请曲线l2中的纵轴的截距、即偏移值变得过大时，低转速区中的运转效率下降。因此，优选以使偏移值不超过15[°]的方式配置霍尔ic21，如果偏移值为10[°]以下则是更优选的。
图16是示出与本实施方式的图15(b)不同的超前角控制曲线的曲线图。在图16中，最佳超前角曲线k1是与图15(b)相同的曲线。另外，曲线l3的倾斜度小于图15(b)所示的曲线l2。
如上述那样，因为曲线l3的倾斜度被设定为小于曲线l2，所以在图16中，在中转速区中的虚线部m2被控制为追随于最佳超前角曲线k1，所以能够得到能够提高中转速区中的运转效率的效果。另外，因为在高转速区中的虚线部m3被控制为超前角值小于最佳超前角曲线k1，所以能够得到高转速区中的噪音小于以往的效果。此外，在曲线l3中，因为曲线的倾斜度被设定成小于图15(a)所示的以往曲线l1，所以当然能够比以往更稳定地进行负载的旋转控制。
图17是将驱动电动机100的系统划分为电动机驱动装置140和上级控制装置150而示出的系统结构图。在图17中，电动机驱动装置140相当于图6所示的驱动电路基板4，上级控制装置150相当于驱动室外机的驱动电路基板或驱动室内机的驱动电路基板。另外，图18是示出与由电动机驱动装置140以及上级控制装置150进行的电动机100的转速控制相关的控制流程的流程图。
接下来，参照图17以及图18对针对电动机驱动装置140的转速控制进行说明。此外，在以下说明中，将电动机100的转速称为“马达转速”。另外，将作为目标转速而能够允许的转速范围设为±α。此时，目标转速的上限值为“目标转速+α”，目标转速的下限值为“目标转速－α”。此外，作为典型的α的值，例示20rpm左右。
如图17所示，转速信息从电动机驱动装置140被输入到上级控制装置150。上级控制装置150根据转速信息来计算马达转速(步骤s101)。上级控制装置150判定目标转速是否为“目标转速+α”以上(步骤s102)。在目标转速为“目标转速+α”以上时(步骤s102为是)，对电动机驱动装置140进行下调转速指令的控制(步骤s103)。此外，在步骤s103的控制之后，返回到步骤s101。
另一方面，在目标转速小于“目标转速+α”时(步骤s102为否)，进而判定目标转速是否为“目标转速－α”以下(步骤s104)，如果为“目标转速－α”以下(步骤s104为是)，则对电动机驱动装置140进行上调转速指令的控制(步骤s105)，如果超过“目标转速－α”(步骤s104为否)，则跳过步骤s105的控制。此外，在步骤s105的控制之后、以及在步骤s104中判定为“否”之后，返回到步骤s101的处理，重复上述处理。
如以上说明，根据本实施方式的电动机，因为生成使超前角相对于转速的变化率小于电动机的运转效率最大或电动机的噪音为最小的超前角的变化率的超前角来驱动电动机，所以能够抑制成本的增加，并稳定地进行负载的旋转控制。
以上的实施方式所示的结构示出了本发明的内容的一个例子，既能够与其它公知技术进行组合，还能够在不脱离本发明的要点的范围对结构的一部分进行省略、变更。
例如，图19是示出本实施方式的电动机的其它例子的侧面剖视图，图20是从负载相反侧查看配置于图19所示的驱动电路基板4的电路构件时的俯视图，图21是从负载侧查看配置于图19所示的驱动电路基板4的电路构件时的俯视图。在图1中，在负载侧搭载有作为面安装构件的功率ic22，但如图19以及图21所示，在负载相反侧搭载有作为引线型构件的功率ic27。这样的结构的电动机当然也包含于本发明的要点。
图22是示出本实施方式的电动机的制造方法的流程图。参照图22的流程图，对本实施方式的电动机的制造方法进行说明。此外，在图22中，省略了附图标记的记载。
步骤s10～步骤s14是模制定子1的制作流程。在步骤s10中，层叠电磁钢板，制作定子铁芯8。在步骤s11中，使定子铁芯8与绝缘子9一体成型。在步骤s12中，将绕组卷绕于定子铁芯8的各槽，制作定子5。在步骤s13中，将驱动电路基板4安装于定子5，制作定子组装部3。在步骤s14中，与树脂一体成型，制作模制定子1。
与模制定子1的制作并行地制作转子组装部18。步骤s20～步骤s22是转子组装部18的制作流程。在步骤s20中，制作转子磁铁。在步骤s21中，利用树脂使转子磁铁13、位置检测用磁铁11以及杆10一体成型，制作转子15。在步骤s22中，将负载侧轴承16、负载侧轴承17压入到杆10，制作转子组装部18。
在步骤s30中，将转子组装部18插入到模制定子1的凹部26，用托架25堵住凹部26的开口部29，制作电动机100。
通过使用本实施方式的电动机的制造方法，能够制造例如图1所示的电动机100以及图19所示的电动机100。