电动机驱动装置、和使用其的压缩机的驱动装置以及冷藏库的制作方法

本发明涉及驱动无刷dc电动机的电动机驱动装置、和使用其的压缩机的驱动装置以及冷藏库。

背景技术：

现有技术中，这种电动机驱动装置中，如果一边以pwm控制驱动电动机，一边相对于目标速度提高电动机的运转速度，则会降低pwm的导通时间，如果相对于目标速度降低电动机的运转速度，则会增加导通时间。

另外，在使用现有的电动机驱动装置进行冷却的冷藏库中，在制冷循环内设置有四通阀，在压缩机运转时，通过通常的制冷循环进行运转，在压缩机停止时，切换四通阀，以使得高压侧和低压侧在循环上分离，且从干燥器向压缩机供给高压制冷剂，压缩机的吸入与排出的压力差变小。根据这种结构，在压缩机停止时，高压侧的制冷剂不会流入蒸发器，蒸发器的温度保持为较低，防止库内温度上升，由此，实现冷藏库的节能化(例如，参照专利文献1)。

另外，一般而言，在电动机起动时，进行下面那样的驱动。即，预先决定的向电动机的施加电压模式(pattern)以预先决定的周期依次切换而进行起动。而且，在达到设定转速时，进行向电动机的施加电压模式向以检测电动机的磁极位置等的位置检测为基础的控制进行切换来驱动(例如，参照专利文献2)。

图17表示使用了专利文献1所记载的现有的电动机驱动装置的冷藏库的内部结构。

如图17所示，现有的冷藏库以低压壳式压缩机101、冷凝器(condenser)102、干燥器103、毛细管104、和蒸发器105的顺序形成制冷循环，制冷剂在制冷循环内从压缩机101流向冷凝器105。

四通阀106将入口a和干燥器103连接，将出口b和毛细管104连接，将入口c和蒸发器105连接，将出口d和压缩机101。压缩机101运转期间，使四通阀106的入口a与出口b连通，并使入口c与出口d连通。另外，压缩机101停止期间，使四通阀106的入口a与出口d连通，并使入口c与出口b连通。由此，压缩机101停止期间，构成设置有压缩机101、电容器102和干燥器103的高压域的闭合回路和设置有毛细管104和蒸发器105的低压域的闭合回路。

制冷循环动作中，形成正规的制冷循环，能够进行通常的冷却运转。另外，制冷循环停止时，高压侧和低压侧在循环上分离，且高压制冷剂从干燥器供给至压缩机101，压缩机101的吸入与排出的压力差变小，能够以负载转矩变动较小的状态使压缩机101起动。根据这种结构，在制冷循环停止期间，高压侧的制冷剂不会流到蒸发器105，蒸发器105的温度也不会上升，能够降低制冷循环的能量的损耗。

但是，使用了专利文献1和专利文献2所示那样的现有的电动机驱动装置的冷藏库的结构中，不能应对电动机驱动装置起动时的较大的负载转矩变动，振动增加，压缩机101的可靠性降低。因此，为了使压缩机101稳定地起动，在压缩机101停止时，需要使用四通阀106使压缩机101的吸入的压力与排出的压力平衡。其结果，存在系统复杂且成本也增加的课题。

另外，现有的电动机驱动装置和使用其的冷藏库构成为，检测无刷dc电动机的转子的旋转位置，基于该旋转位置，切换通电的定子绕组。在压缩机等特殊环境下的无刷dc电动机的驱动中，转子的旋转位置的检测一般不使用编码器和霍尔元件等检测器，而将逆变器输出电压与逆变器输入电压的1/2进行比较，以检测其大小关系变化的点的无数字传感器方式进行(例如，参照非专利文献1)。

图18表示非专利文献1的电动机驱动装置的框图。

图18中，现有的电动机驱动装置以工频电源181为输入利用整流平滑电路182将交流电压转换为直流电压，输入至逆变器183。逆变器183的6个开关元件183a～183f以三相全桥连接，并且在各开关元件183a～183f上分别以反方向并联连接二极管183g～183l。由此，逆变器183将直流输入转换为三相交流电力，向无刷dc电动机184供给电力。位置检测电路185根据无刷dc电动机184的端子电压检测转子的相对位置。

图19是非专利文献1的电动机驱动装置的位置检测电路185的电路图。

图19中，非专利文献1的位置检测电路185利用由比较器实现的比较部186构成。在比较部186的非反相输入中输入无刷dc电动机184的端子电压，在反相输入中输入作为基准电压的逆变器输入电压的1/2的电压。位置信号检测定子绕组中出现于非通电相的逆变器输出端子的感应电压与基准电压的大小关系变化的时刻(即，感应电压的零交叉点)，并输出检测结果。

图20是表示包含非专利文献1的电动机驱动装置的无传感器驱动时的电流波形a和端子电压波形b的波形的图。关于端子电压波形b，比较基准电压(逆变器输入的1/2电压)的大小关系的比较结果为c。位置检测电路185的输出波形d是从波形c通过波形处理除去了pwm控制造成的开关的影响和将通过换流切断电压供给的绕组的能量作为回流电流释放时产生的峰值电压x和峰值电压y的影响的波形。以波形d的信号状态变化的时刻(上升沿或下降沿)为位置检测进行检测，并反复进行基于该位置信号的换流，由此，能够稳定地驱动无刷dc电动机184。

图21是表示专利文献3所记载的现有的电动机驱动装置的框图。

如图21所示，现有的电动机驱动装置包括：由具有永磁铁的转子和具有三相绕组的定子构成的无刷dc电动机214、向三相绕组供给电力的逆变器213、和驱动逆变器213的驱动部215。现有的电动机驱动装置还具有位置检测部216，该位置检测部216以无刷dc电动机214的定子绕组中产生的感应电压为基础检测转子的相对的旋转位置，并输出位置信号。另外，现有的电动机驱动装置具有：第1波形发生部217，其以来自位置检测部216的输出信号为基础，一边进行占空比控制，一边输出矩形波或正弦波或基于它们的波形；和第2波形发生部218，其向无刷dc电动机214输出矩形波或正弦波或基于它们的波形。现有的电动机驱动装置还具有切换判定部219，该切换判定部219在无刷dc电动机214以规定转速以下的低速旋转时，以第1波形发生部217的输出驱动逆变器213，在无刷dc电动机214以超过规定转速的高速旋转时，以第2波形发生部218的输出驱动逆变器213。另外，现有的电动机驱动装置构成为，由第2波形发生部219进行驱动时，在规定的时刻输出用于检测无刷dc电动机214的感应电压的模式。

根据这种结构，现有的电动机驱动装置中，低速时，进行使无刷dc电动机214基于位置检测部216的信号，利用第1波形发生部217进行无传感器驱动的高效率驱动，高速时，进行第2波形发生部219的频率固定的同步驱动。另外，现有的电动机驱动装置中，定期性地利用位置检测部216，根据无刷dc电动机214的感应电压零交叉检测得到转子的位置信息，决定换流时刻，所以同步驱动的高负载高速驱动时也得到稳定的驱动性能。

但是，非专利文献1和专利文献3所示的现有的电动机驱动装置的结构中，需要无传感器驱动时的起动时等的低速高转矩的条件中，流过电动机绕组的电流较大，通过换流切换电动机绕组时，直到切断电力的绕组的能量作为回流电流进行消耗为止需要时间。

图20中，例如考虑从区间k2向区间k3进行换流的时刻。从区间k2向区间k3的转移时，向供给电力的u相绕组的通电被切断时，蓄积于u相绕组的能量经由图18所示的开关元件183f和二极管183j在无刷dc电动机184内回流且被消耗。因此，二极管183j通过成为导通状态，而与逆变器输入电压的负侧连接，所以在回流电流产生时的端子电压波形中产生图20所示的峰值电压y。

同样，在从区间k4向区间k5转移时，绕组能量经由开关元件183c和二极管183g作为回流电流而被消耗，二极管183g与逆变器输入电压的正侧连接，产生图20所示的峰值电压x。

图22表示现有的电动机驱动装置中，以无传感器驱动的电动机电流较大的状态进行驱动时的波形即电流波形a0和端子电压波形b0。图22所示那样的现有的电动机驱动装置中，流过无刷dc电动机214的电流较高，所以向u相绕组的电力供给被切断，蓄积于绕组的能量较大，该能量的释放时间、即图22所示的峰值电压x0和峰值电压y0的产生期间变长。

因此，如图22的端子电压波形b0所示，峰值电压x0和峰值电压y0覆盖感应电压的零交叉点，而成为不能检测位置信号的状态。

其结果，非专利文献1所示那样的电动机驱动装置中，在无传感器驱动中的电动机电流较大的状态下的驱动中，不能进行无刷dc电动机184的准确的位置检测。因此，具有：驱动转矩的降低、转矩降低引起的起动性能的降低、电动机驱动效率的降低、速度稳定度的降低、以及速度变动引起的振动和噪音的增大的课题。

另外，专利文献3所示那样的电动机驱动装置的结构中，通过在同步驱动期间输出变频驱动的特别模式的信号，以能够取得无刷dc电动机214的位置信号，确保高速时和高负载时的驱动稳定性。但是，不能应对无传感器驱动期间电动机电流较大的峰值电压覆盖零交叉信号那样的驱动状态下的稳定性提高。因此，专利文献3所示那样的现有的电动机驱动装置中，电动机电流较高的无传感器驱动时，具有与上述的非专利文献1同样的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-028395号公报

专利文献2：日本特开2008-104337号公报

专利文献3：日本特开2010-252406号公报

非专利文献

非专利文献1：长竹和夫编著“家电用电动机·逆变器技术(家電用モータ·インバータ技術)”日刊工业新闻社出版，2000年4月28日，p.88-91

技术实现要素：

本发明是鉴于上述那样的现有的课题而研发的，提供一种即使在负载转矩变动较大的状态下也稳定地起动的电动机驱动装置。本发明还提供一种电动机驱动装置，即使在需要起动时等的高转矩驱动，且流通较大的电动机电流的驱动状态下，也能够可靠地检测无刷dc电动机的位置信号，并能够实现包含无刷dc电动机的起动性的高转矩驱动性能，并且提供能够使压缩机稳定地起动的压缩机的驱动装置。本发明进一步提供装载有这种电动机驱动装置的冷藏库和具备通过这种电动机驱动装置驱动的压缩机的冷藏库。

具体而言，本发明的实施方式的一例的电动机驱动装置包括：无刷dc电动机，其驱动在1转中发生变动的负载；驱动部，其对无刷dc电动机施加电压来进行驱动；和速度加速部，其能够决定驱动部施加的电压。速度加速部使无刷dc电动机以下述方式加速：从无刷dc电动机的起动起1转以内的速度相对于下一个1转的速度变化率收敛于规定值以下。根据这种结构，电动机驱动装置能够减小负载变动所引起的无刷dc电动机的速度变化，并抑制振动的产生进行起动。因此，即使在负载转矩变动较大的状态下，也能够稳定地起动。

另外，本发明的实施方式的一例的电动机驱动装置的速度加速部也可以能够使无刷dc电动机以下述方式加速：从无刷dc电动机的起动起1转以内的速度相对于下一个1转的速度变化率，在1转中的负载的变化为最大的条件下收敛于规定值以下。根据这种结构，电动机驱动装置能够在无刷dc电动机驱动的负载的起动最困难的条件下起动，能够在要求的全部条件下稳定地起动。

另外，本发明的实施方式的一例的电动机驱动装置也可以包括检测无刷dc电动机的磁极位置的位置检测部。在该情况下，电动机驱动装置中，驱动部能够在起动前进行使电流流到无刷dc电动机的特定的相的定位，在经过规定时间后电流流到了比定位的相位前进90度以上的相的状态下取得位置检测部的位置信息，并开始驱动。根据这种结构，进行与无刷dc电动机的磁极位置相应的驱动，所以电动机驱动装置即使在1转中有负载变动且速度大幅变化的情况下，也能够稳定地进行驱动。

另外，本发明的实施方式的一例的电动机驱动装置也可以构成为驱动压缩机的驱动装置。通过利用电动机驱动装置进行驱动，压缩机能够稳定地起动。

另外，本发明的实施方式的一例提供一种冷藏库，其也可以以如下方式构成，包括由电动机驱动装置驱动的压缩机，压缩机能够在压缩机的吸入侧与排出侧之间残留压力差的状态下进行起动。根据这种结构，即使在压缩机的吸入侧与排出侧之间具有压力差的状态下也能够起动，以简单的系统结构廉价地使蒸发器的温度不会上升，能够降低制冷循环的能量的损耗。

另外，本发明的实施方式的一例的冷藏库也可以以如下方式构成，压缩机的吸入侧与排出侧的压力差至少比0.05mpa大。根据这种结构，减轻振动的增加对劣化的促进，能够维持压缩机的可靠性，同时降低制冷循环的能量的损耗。

另外，本发明的实施方式的一例的电动机驱动装置整流平滑电路，其包括对交流电压进行整流的整流部、和将整流部的输出电压转换为稳定的直流电压的由电容器构成的平滑部；无刷dc电动机，其包括具有永磁铁的转子和具有三相绕组的定子；和6个开关元件以三相桥结构连接，将整流平滑电路的输出作为输入向三相绕组供给电力的逆变器。电动机驱动装置还具有：检测转子的旋转位置的位置检测部；速度检测部，其基于来自位置检测部的信号检测无刷dc电动机的速度；通电相决定部，其根据检测出的转子的旋转位置和驱动速度决定定子绕组的通电相；和误差检测部，其检测由速度检测部检测出的速度与目标速度的误差。电动机驱动装置还具有：pwm控制部，其通过对逆变器的任意的开关元件进行导通斩波或断开斩波的pwm控制来调整逆变器的输出电压，以使得无刷dc电动机的速度成为目标速度；和生成逆变器的驱动波形的驱动波形生成部。另外，电动机驱动装置以如下方式构成，能够选定进行pwm控制的斩波的开关元件，以使得在切换无刷dc电动机的通电绕组时，从切断了电力供给的绕组流动对平滑部的电容器进行充电的电流。根据这种结构，切换无刷dc电动机的绕组时，切断了通电的绕组所蓄积的能量作为再生返回电源侧，所以能够使切断了电力供给的绕组的电流在短时间内变为零。由此，能够根据无刷dc电动机的端子可靠地检测作为位置信息的感应电压的零交叉位置(即，无刷dc电动机的位置信号)。

另外，本发明的实施方式的一例的电动机驱动装置也可以构成为驱动压缩机的驱动装置。由电动机驱动装置驱动的压缩机，即使在驱动由于停电等而停止时，在压缩机的吸入侧与排出侧之间具有压力差，需要较大的起动转矩的状态下，也能够快速地进行再起动。由此，能够缩短压缩机的停止期间，压缩机能够稳定地起动。

另外，本发明的实施方式的一例的冷藏库也可以包括：冷凝器，其将由压缩机压缩而得的高温高压的气体制冷剂冷凝；减压器，其降低由冷凝器液化而得的液体制冷剂的压力；和蒸发器，其使由减压器降低了压力的液体制冷剂蒸发。另外，本发明的实施方式的一例的冷藏库也可以以如下方式构成，制冷剂流量调整部，其切断冷凝器与蒸发器间的制冷剂的流路，在压缩机停止期间，利用制冷剂流量调整部切断冷凝器与蒸发器之间的制冷剂流路。

根据这种结构，能够防止在压缩机停止时，高温的制冷剂流入至冷凝器侧所引起的冷凝器的温度的上升。由此，能够降低压缩机的再起动时的制冷循环的能量的损失。

另外，本发明的实施方式的一例的冷藏库也可以以如下方式构成，压缩机从停止状态进行起动时，在压缩机的吸入侧压力与排出侧压力之间附加有规定以上的压力差。

根据这种结构，在压缩机进行再起动时，也能够从与压缩机的驱动期间大致相同的压力状态进行起动，所以起动后，压缩机的吸入侧和排出侧的压力能够立即返回成压缩机运转期间的稳定压力状态。因此，能够大幅降低在压缩机起动后直到返回成稳定的压力状态的制冷循环的损失。

另外，本发明的实施方式的一例的冷藏库也可以包括上述的电动机驱动装置或由上述电动机驱动装置构成的压缩机的驱动装置。另外，本发明的实施方式的一例的冷藏库也可以包括由上述电动机驱动装置驱动的压缩机。根据这种结构，即使为了冷藏库的库内温度调节而进行压缩机的导通控制或断开控制，在压缩机停止期间，也能够防止冷凝器内的高温制冷剂流入蒸发器内所引起的热负载的增加，并且能够抑制直到压缩机起动时的压力状态返回成压缩机运转时的稳定压力的制冷循环的能量的损失，所以能够提供消耗电力量低的冷藏库。

附图说明

图1是本发明实施方式1的电动机驱动装置的框图。

图2a是本发明实施方式1的电动机驱动装置的压缩机的排出压力与吸入压力平衡时的负载转矩1转的推移图。

图2b是本发明实施方式1的电动机驱动装置的压缩机的排出压力与吸入压力平衡时的现有的起动方法中的1转的速度的推移图。

图3a是本发明实施方式1的电动机驱动装置的压缩机的排出压力与吸入压力中具有差压时的负载转矩1转的推移图。

图3b是本发明实施方式1的电动机驱动装置的压缩机的排出压力与吸入压力中具有差压时的现有的起动方法中的1转的速度的推移图。

图4a是本发明实施方式1的电动机驱动装置的压缩机的排出压力与吸入压力中具有差压时的负载转矩1转的推移图。

图4b是本发明实施方式1的电动机驱动装置的压缩机的排出压力与吸入压力中具有差压时的将本发明实施方式1的起动方法中的目标速度作为初始速度的1转的速度的推移图。

图5是表示本发明实施方式1的速度变化率相对于电动机驱动装置的负载成为一定的速度的关系的曲线图的图。

图6是表示本发明实施方式1的电动机驱动装置的起动方法的流程图。

图7是本发明实施方式2的电动机驱动装置的框图。

图8是表示现有的电动机驱动装置中的负载转矩、零交叉间隔和电动机电流相对于无刷dc电动机的相位的变化的推移图。

图9是表示本发明实施方式2的电动机驱动装置的负载转矩、零交叉间隔和电动机电流相对于无刷dc电动机的相位的变化的推移图。

图10是表示本发明实施方式2的电动机驱动装置的相对于时间的开关元件的变化和无刷dc电动机的电流的变化的推移图。

图11是表示本发明实施方式2的电动机驱动装置的动作流程的流程图。

图12是本发明实施方式3的电动机驱动装置的框图。

图13是表示本发明实施方式3的电动机驱动装置的电动机驱动时的各部的波形的图。

图14a是表示本发明实施方式3的电动机驱动装置的开关元件状态所引起的电流流通的路径的图。

图14b是表示本发明实施方式3的电动机驱动装置的另一开关元件状态所引起的电流流通的路径的图。

图14c是表示本发明实施方式3的电动机驱动装置的又一开关元件状态所引起的电流流通的路径的图。

图14d是表示本发明实施方式3的电动机驱动装置的又一开关元件状态所引起的电流流通的路径的图。

图15是本发明实施方式4的电动机驱动装置的框图。

图16是表示本发明实施方式4的电动机驱动装置的电动机驱动时的各部的波形的图。

图17是表示现有的冷藏库的制冷循环的图。

图18是现有的电动机驱动装置的框图。

图19是表示现有的电动机驱动装置的位置检测电路的图。

图20是表示现有的电动机驱动装置的无传感器驱动时的各部的波形的图。

图21是现有的电动机驱动装置的框图。

图22是表示现有的电动机驱动装置的无传感器驱动中的大电流产生时的各部的波形的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。此外，本发明不由该实施方式限定。

(实施方式1)

图1是本发明实施方式1的电动机驱动装置的框图。

图1中，电动机驱动装置30与交流电源1连接，驱动无刷dc电动机5。交流电源1为普通的工频电源，在日本为有效值100v的50hz或60hz的电源。以下，说明电动机驱动装置30的结构。

整流电路2以交流电源1为输入将交流电力整流成直流电力，由进行桥接的4个整流二极管2a～2d构成。

平滑部3与整流电路2的输出侧连接，将整流电路2的输出进行平滑。平滑部3由平滑电容器3e和电抗器3f构成。来自平滑部3的输出输入至逆变器4。

此外，电抗器3f插入于交流电源1与电容器3e之间，所以也可以在整流二极管2a～2d的前后任一项。另外，电抗器3f通过在构成高频除去部的共模滤波器设置于电路的情况下，考虑与高频除去部的电抗成分的合成成分而构成。

逆变器4将来自平滑部3的电压中以交流电源1的电源周期的2倍周期含有较大的脉动成分的直流电力转换为交流电力。逆变器4通过6个开关元件4a～4f进行三相桥接而构成。另外，6个回流电流用二极管4g～4l以反方向(与各开关元件4a～4f流通电流的方向相反的方向)与各开关元件4a～4f连接。

无刷dc电动机5由具有永磁铁的转子5a和具有三相绕组的定子5b构成。无刷dc电动机5通过由逆变器4制作的三相交流电流流过定子5b的三相绕组，使转子5a旋转。

位置检测部6根据产生于定子5b的三相绕组的感应电压、以及流过定子5b的三相绕组的电流和施加电压等检测定子5a的磁极位置。

本实施方式中，位置检测部6取得无刷dc电动机5的端子电压，检测无刷dc电动机5的转子5a的磁极相对位置。具体而言，位置检测部6基于产生于定子5b的三相绕组的感应电压，检测转子5a的相对的旋转位置。另外，比较感应电压和成为基准的电压，检测零交叉。作为感应电压的零交叉的基准的电压，也可以根据三相的端子电压制作假想中点并设为该电压，也可以取得直流母线电压并设为该电压。本实施方式中，设为假想中点的电压。根据感应电压检测的方式能够使结构简单且更廉价地构成。

速度检测部7根据位置检测部6检测的位置信息计算无刷dc电动机5的当前的驱动速度。本实施方式中，速度检测部7测定距感应电压的零交叉检测的时间，并根据该时间作为当前的速度进行计算。

速度加速部8基于由速度检测部7检测出的当前的速度计算应施加于无刷dc电动机5的电压。由速度加速部8应施加的电压的计算也可以是根据随着时间经过而上升的目标速度与当前的速度之差来改变施加电压的大小那样的比例控制，也可以以预先决定的电压变化率决定施加电压，以使得在负载变化最大的、最难以加速的条件下能够到达目标的速度。在通过比例控制进行的情况下，根据加速的程度决定目标速度。例如，最初的目标速度和电压施加设为固定，而根据施加电压的结果、速度检测部7检测的速度的大小，决定目标速度。速度检测部7的结果越大，越小地设定目标速度，速度检测部7的结果越小，越大地设定目标速度。

根据这种结构，在负载越大的条件下，1转后的平均速度越高，下一个1转的速度变化被抑制在振动不会成为问题的水平，所以能够抑制振动。速度变化不会成为问题的水平是指压缩机的吸入侧与排出侧的压力差平衡时的速度变化率、和具有压力差压时的速度变化率实质上相同的状态。另外，压缩机的吸入侧与排出侧的压力差平衡是指，压缩机的吸入与排出的压力差设为现有的起动方法中能够发挥作用且振动对可靠性不会造成影响的状态，本实施方式中，压力差设为0.05mpa以下。压缩机的吸入侧与排出侧的压力差最大时的速度变化率，被定义为从某时间点进行了1转时的最低速度除以1转的最初的速度而得的值。例如，在某时间点的速度为3r/s，从该速度进行1转时的最低速度设为2.7r/s时，速度变化率为2.7除以3而得的结果的0.9。

电压变化率在本实施方式中，采用预先决定电压变化率且决定施加电压的方式。该方式为非常简单的结构，所以能够更廉价地构筑系统。

另外，速度加速部8收到从外部输入的速度指令(目标的驱动速度)，开始输出用于起动的施加电压指令。

驱动部9基于由位置检测部6检测的无刷dc电动机的转子5a的位置信息，输出逆变器4向无刷dc电动机5的三相绕组供给的电力的供给时刻和pwm控制的驱动信号。

具体而言，驱动信号使逆变器4的开关元件4a～4f进行导通或断开。由此，对定子5b施加最佳的交流电力，转子5a进行旋转，驱动无刷dc电动机5。驱动波形具有矩形波和正弦波等，但没有特别限制。

另外，驱动部9中，基于由速度加速部8设定的施加电压，计算输出pwm占空比宽度。

另外，驱动部9中，对哪个相通电的决定是基于来自位置检测部6的信息进行的。本实施方式中，电动机驱动装置30的驱动以120度矩形波进行，所以使上侧臂的开关元件4a、4c、4e分别错开120度地通电。下侧臂的开关元件4b、4d、4f也同样，错开120度地通电。开关元件4a与4b、4c与4d、和4e与4f分别在彼此的通电期间之间存在每60度的断开期间。

另外，驱动部9在电动机驱动装置30的起动时，对无刷dc电动机5的任意的至少2相进行例如1秒钟的通电，以使得转子5a的位置来到特定的磁极位置。然后，驱动部9对从通电的相位前进了90～150度的相位进行通电，位置检测部6等待检测无刷dc电动机5的转子的位置。

然后，位置检测部6检测位置，且向驱动部9输入位置检测信号时，向下一个相位和切换通电相位的通常的驱动状态转移。最初的向至少2相进行通电的期间，对通电的相位进行通电，直到成为比使无刷dc电动机5起动后进行通常驱动的状态滞后90度相位的状态。

由此，能够可靠地固定起动时的相位，进而使下一通电的相位处于前进90～150度的状态，由此，能够处于与通常驱动的状态相同的通电相位状态。因此，能够较大地取得无刷dc电动机5的输出转矩，进而能够降低相位滞后引起的起动的振动。

接着，对使用了本实施方式的电动机驱动装置30的制冷装置和冷藏库进行说明。以下的说明中，以冷藏库为例进行说明，但制冷装置均同样。

冷藏库22中装载有压缩机17。压缩机17由无刷dc电动机5、曲轴、活塞和缸构成。无刷dc电动机5的转子5a的旋转运动利用曲轴转换为往复运动。与曲轴连接的活塞通过在缸内进行往复运动，而压缩缸内的制冷剂。

压缩机17的压缩方式(机构方式)使用旋转型和涡旋型等任意的方式。本实施方式中，对往复型的情况进行说明。往复型的压缩机17中，吸入和压缩的工序中的转矩变动较大，速度和电流值大幅变动。

由压缩机17压缩后的制冷剂构成依次通过二通阀18、冷凝器19、减压器20、和蒸发器21，再次回到压缩机17的制冷循环。此时，在冷凝器19中进行散热，在蒸发器21中进行吸热，所以能够进行冷却和加热。装载这种制冷循环而构成冷藏库22。

二通阀18使用通过通电能够进行开闭动作的电磁阀等。二通阀18在压缩机17的运转期间处于打开状态，使压缩机17与冷凝器19连通，流通制冷剂。另一方面，在压缩机17停止期间，二通阀18处于关闭状态，将压缩机17与冷凝器19之间封闭，不流通制冷剂。

对于装载于以上那样构成的冷藏库22的电动机驱动装置30，使用图2a～图4b说明其动作。

图2a～图4b中，横轴表示无刷dc电动机5的转子5a的磁极位置的相位。图2a、图3a和图4a的纵轴表示无刷dc电动机5驱动的负载转矩。图2b、图3b和图4b的纵轴表示无刷dc电动机5的驱动速度。

另外，如图2a～图4b所示，负载转矩和无刷dc电动机5的速度大幅变化，但负载转矩的增加和无刷dc电动机5的速度最小的时刻不一致，相对于负载转矩，无刷dc电动机5的速度中存在响应滞后。

首先，使用图2a和图2b，说明电动机驱动装置30的无刷dc电动机5的、现有的压缩机的起动条件下的速度变化。

图2a表示对压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差为0.05mpa时的无刷dc电动机5施加的负载转矩的1转下的变化。压力差0.05mpa是视为现有的压缩机的吸入侧与排出侧的压力差平衡的最大的压力差，是压缩机17的运转上能够允许的最大的压力差。即，速度变化率最大的起动时允许的最大的压力差下的速度变化率成为允许的最大的速度变化率。视为该平衡的最大的压力差时的无刷dc电动机的速度的变化在图2b中表示。初始速度表示作为现有的同步运转的速度的3r/s，并以该初始速度表示无刷dc电动机5进行1转时的速度变化。即，压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差为0.05mpa时，压缩机17中，仅允许图2b所示的速度变化率。

接着，使用图3a和图3b说明现有的压缩机的起动方法中负载转矩变动较大时的、电动机驱动装置30的无刷dc电动机5的起动的速度变化。

图3a表示压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差为0.25mpa，对无刷dc电动机5施加的负载相比于图2a增加到5倍程度的条件下的、无刷dc电动机5的1转的负载转矩变化。该0.25mpa的压力差为装载于本实施方式的冷藏库22的压缩机17的结构中的最大的压力差，且成为无刷dc电动机5进行1转中驱动的最大的负载(最大的负载变化)。此时的无刷dc电动机的1转的速度的变化在图3b中表示。初始速度与图2b同样，为作为现有的同步运转速度的3r/s，与图2b相比时，此时的速度变化变大，速度变化率变大，振动大幅增加。

接着，使用图4a和图4b说明本实施方式中的负载转矩变动较大时的、电动机驱动装置30的无刷dc电动机5的起动的速度变化。

图4a与图3a同样，表示压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差为0.25mpa时的、对无刷dc电动机5施加的负载转矩。图4b是本实施方式的电动机驱动装置30中，将在无刷dc电动机5的1转以内到达的目标速度作为初始速度时的速度变化。图4b表示在图4a的负载转矩的条件下，将初始速度设为乘以现有的起动速度的5的平方根的速度即约6.71r/s时的速度变化，目标速度设为6.71r/s。图4b的速度变化率与现有技术相同。

速度变化率相对于负载以速度的平方成比例，所以在负载成为5倍的情况下，将速度设为5的平方根倍，由此，能够与图2a和图2b中表示的负载条件的驱动速度下的速度变化率相同。

图5表示在将转速设为3r/s，将压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差平衡的最大的压力差即0.05mpa时的负载设为1时，在负载变化时需要多少速度。根据图5可知，例如如果负载成为4倍，则速度只要将3r/s设为进行了4的平方根倍即2倍的6r/s即可。

即，相对于视为压缩机17的吸入侧与排出侧的压力平衡的状态下的最大的负载变化，在无刷dc电动机5的1转以内到达将起动时冷藏库22等的系统所需要的、压缩机17的吸入侧与排出侧的最大压力差下的负载变化的倍率(例如5倍)进行平方根倍而得的速度，由此，能够抑制压缩机17的振动。

电动机驱动装置30的起动到无刷dc电动机5的1转以内产生的速度变化，对于受到速度变化的影响的压缩机17等可靠性成为问题的对象物在没有振动的状态下施加力。因此，因压缩机17等受到速度变化的影响的对象物的惯性力，所以几乎不会受到速度变化的影响，不会成为问题。但是，因无刷dc电动机5的旋转继续，速度变化继续，会对压缩机17造成较大的影响。

接着，使用图6说明电动机驱动装置30的详细的驱动控制。电动机驱动装置30的驱动控制，通过在压缩机17的停止期间根据来自外部的指令被调出，使无刷dc电动机5起动，无刷dc电动机5的驱动速度到达目标速度，起动完成而结束。

如图6所示，首先，步骤201中，速度加速部8判断有无指示用于驱动压缩机17的速度的速度指令。在没有速度指令的情况下，再次转移到步骤201，在具有速度指令的情况下，转移到步骤202。在此，设为还没有速度指令，转移到步骤201。

在再次转移到步骤201的情况下，再次判断是否具有速度指令。即，在步骤201中待机直到从外部输入速度指令。在此，设为从外部输入了速度指令，转移到步骤202。

步骤202中，为了驱动部9起动的准备，对无刷dc电动机5的任意的2相进行通电，开始流通电流，使计时器a重置并开始。此时，速度加速部8调整施加的电压以使电流低于无刷dc电动机5的转子5a的永磁铁减磁的电流，且低于逆变器4破坏的电流。然后，转移到步骤203。

步骤203中，驱动部9判定计时器a是否为规定时间a以上。如果为规定时间a以上，则转移到步骤204，如果低于规定时间a，则转移到步骤203。在此，设为未经过规定时间a，再次转移到步骤203。

步骤203中，再次比较判断计时器a与规定时间a的值。即，向无刷dc电动机5开始通电且直到经过规定时间a，在步骤203中待机，对无刷dc电动机5的2相持续流通电流，相位被固定。规定时间a只要为固定充分相位的时间即可，例如，本实施方式中为1秒。在此，设为计时器a的值成为规定时间a以上，转移到步骤204。

步骤204中，驱动部9在从由步骤202中开始通电的任意的2相决定的相位前进120度的相位开始通电后，使计时器b和计时器c重置并开始。步骤202中，当对开关元件4a和开关元件4d通电时，步骤204中，对开关元件4c和开关元件4f通电。然后，转移到步骤205。

步骤205中，驱动部9判断计时器b是否为规定时间b以上。如果成为规定时间b以上，则转移到步骤208，如果低于规定时间b，则转移到步骤206。在此，刚开始步骤204中的通电所以低于规定时间b，转移到步骤206。

步骤206中，判断位置检测部6是否能够检测出无刷dc电动机5的位置。在能够检测出位置的情况下，转移到步骤210，在不能检测出位置的情况下，转移到步骤207。在此，刚开始步骤204中的通电，所以没有检测出位置，转移到步骤207。

步骤207中，判断速度检测部7检测的速度是否到达为了下一个1转的速度变化率成为规定值以下所需要的速度(无刷dc电动机的转速)。在到达目标速度的情况下，结束处理，在没有到达的情况下，再次转移到步骤205。目标速度从视为压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差平衡时的最大的负载下以现有速度进行起动的情况求得。当将现有速度设为3r/s，负载增加至5倍时，目标速度成为约6.71r/s。在此，还未进行位置检测，所以再次转移到步骤205。

步骤205中，驱动部9判断计时器b是否为规定时间b以上。在此，设为进行一连串的处理且经过规定时间b，转移到步骤208。

步骤208中，为了使从驱动部9向无刷dc电动机5施加的电压上升加速，施加电压指令值在当前的施加电压指令值上加上一定值。在此，加上的值，是在本实施方式中的最大负载条件下能够在无刷dc电动机5的1转以内到达目标的驱动速度的值，通过实验或模拟预先决定。然后，转移到步骤209。

步骤209中，为了实现使下一施加电压增加的时刻，使计时器b重置并再次开始，并转移到步骤206。

步骤206中，从步骤204中的通电开始经过某程度时间时，进行位置检测，如果位置检测部6能够检测无刷dc电动机5的位置，则转移到步骤210。

步骤210中，取得计时器c的值，计时器c进行重置之后，再次开始计时器c。计时器c显示当前的施加电压模式持续的时间。然后，转移到步骤211。

步骤211中，通过取所取得的计时器c的值的倒数，计算速度，并转移到步骤212。

步骤212中，施加比当前的通电相位前进了60度相位的通电模式，并转移到步骤207。

通过反复进行从步骤205到达至步骤207的路径，无刷dc电动机5进行加速，到达目标速度。然后，在步骤207中到达目标速度，结果，处理结束。

通过将以上的流程在压缩机17的停止期间调出并进行处理直到起动完成，即使在压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差比0.05mpa大的负载条件下，也能够不会大幅振动地起动。

压缩机17中，在吸入侧与排出侧之间的差压比0.05mpa大的状态下，不使施加电压在无刷dc电动机5的1转中根据速度进行变化，在为了加速而单调增加的情况下，由于差压，负载转矩的变动较大，速度变动变大。因此，振动变大，存在压缩机17的部件的磨耗引起故障的可能性增加等问题。但是，本实施方式中，与现有的施加方式相比，能够大幅提高电动机驱动装置30的可靠性。

接着，说明本实施方式的电动机驱动装置30用于压缩机17，且装载于冷藏库22的情况。

在压缩机17起动的同时，使二通阀18成为打开的状态，使压缩机17的排出与冷凝器19连通。二通阀18与压缩机17的起动同时设为打开的状态，但时间上稍微前后错开也没有问题。当继续压缩机17的驱动时，冷凝器19成为高压，由减压器20减压，蒸发器21成为低压。

此时，与压缩机17的冷凝器19连接的排出成为高压，与蒸发器21连接的吸入侧成为低压。在此，冷藏库22的库内温度降低，使压缩机17停止。二通阀18保持为打开的状态下，冷凝器19和蒸发器21的压力逐渐平衡。直到成为压缩机17的吸入侧与排出侧之间的压力差为0.05mpa以下的所谓平衡的状态，根据冷藏库22的系统结构而有所不同，但需要10分钟程度。

在压缩机17停止的同时，使二通阀18从打开状态转移至关闭状态时，冷凝器19与蒸发器21的压力差被大致维持，在压缩机17的吸入侧和排出侧残留有压力差。在冷藏库22的库内温度上升、使压缩机17再次起动时，将在压缩机17停止期间关闭二通阀18且保持压力差的状态和从压力平衡后的状态起动的情况进行比较，关闭二通阀18保持压力差的状态一方，用于在冷凝器19与蒸发器21之间再次设置压力差的电力较小，所以能够实现节能化。

另外，在即使在压缩机17的停止期间也使二通阀18保持打开状态的情况和没有设置二通阀18的情况下，在经过从停止起直到压力平衡的10分钟左右之前库内温度上升了时，如果是现有技术，则只有在压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差为0.05mpa以下才能够使电动机驱动装置30起动，所以需要等待经过10分钟。

另一方面，本实施方式中，在比0.05mpa大的差压时也能够起动，所以能够在库内温度上升、压缩机17需要运转的时刻起动电动机驱动装置30。因此，与压缩机17的吸入侧和排出侧的压力平衡的状态下起动的情况相比，为了在冷凝器19与蒸发器21之间设置压力差的电力减小，所以能够节能化。

与三通阀或四通阀相比，二通阀18能够简单地构成冷藏库等的系统，并能够维持压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差。

如以上所述，本实施方式的电动机驱动装置30包括：无刷dc电动机5，其在无刷dc电动机5的1转中驱动大小变动的负载；和驱动部9，其对无刷dc电动机5施加电压使其驱动。本实施方式的电动机驱动装置30还包括速度加速部8，该速度加速部8决定驱动部9施加的电压，以使得以从无刷dc电动机5的起动起1转以内的速度相对于下一个1转的速度的速度变化率收敛于规定值以下的方式使无刷dc电动机5加速。根据这种结构，速度相对于负载具有平方的效果(速度变化率相对于负载与速度的平方成比例)，所以通过相对于负载的增加较小的速度上升，能够抑制无刷dc电动机5中的速度变化，能够降低无刷dc电动机5的振动。由此，即使在负载转矩变动较大的状态下，也能够稳定地起动。

另外，本实施方式的电动机驱动装置30中，速度加速部8也可以使无刷dc电动机5加速，以使得表示从无刷dc电动机5的起动起1转以内的速度相对于下一个1转的速度变化的程度的速度变化率在根据无刷dc电动机5的1转中的最大的负载变化计算的负载条件下收敛于规定值以下。根据这种结构，能够在无刷dc电动机5驱动的负载的、起动最困难的条件下进行起动，能够在要求的全部条件下稳定地起动。

另外，本实施方式的电动机驱动装置30也可以包括检测无刷dc电动机5的磁极位置的位置检测部6。在该情况下，驱动部9，在电动机驱动装置30的起动前进行电流流到无刷dc电动机5的特定的相的定位，在经过规定时间后电流流到比定位后的相位前进90度以上的相的状态下，取得位置检测部6的位置信息并开始电动机驱动装置30的驱动。根据这种结构，能够进行与无刷dc电动机5的磁极位置相应的驱动，所以即使在无刷dc电动机5的1转中有负载变动，且速度大幅变化的情况下，也能够稳定地进行电动机驱动装置30的驱动。

另外，使用了本实施方式的电动机驱动装置30的冷藏库22中，电动机驱动装置30驱动以压缩机17、冷凝器19、减压器20、蒸发器21和压缩机17的顺序连接的制冷循环中的压缩机17。另外，本实施方式的冷藏库22以在压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差残留的状态下起动电动机驱动装置30的方式构成。根据这种结构，即使在压缩机17的吸入侧与排出侧之间具有压力差的状态下，也能够起动电动机驱动装置30。由此，以简单的系统结构廉价地使蒸发器21的温度不会上升，能够降低制冷循环中的能量的损耗。

另外，本实施方式的电动机驱动装置30也可以以压缩机17的吸入侧与排出侧之间的压力差至少比0.05mpa大的方式构成。根据这种结构，即使在具有通常振动增加的压力差的情况下，也能够减轻振动的增加对劣化的促进，维持压缩机17的可靠性，且能够降低制冷循环中的能量的损耗。

(实施方式2)

说明本发明实施方式2的电动机驱动装置82。图7是本发明实施方式2的电动机驱动装置的框图。图2中，对与图1所示的实施方式1相同的结构表示相同的符号，并省略说明。

本实施方式中，构成电动机驱动装置82的、整流电路2、平滑部3和逆变器4、以及构成冷藏库22的无刷dc电动机5的结构与实施方式1相同。

另外，本实施方式的电动机驱动装置82的位置检测部76的结构与实施方式1的位置检测部6相同。

速度检测部77根据位置检测部6检测的位置信息计算无刷dc电动机5的当前的驱动速度和过去一转的平均速度。本实施方式中，速度检测部77测定距感应电压的零交叉检测的时间，并将该时间作为当前的速度进行计算。另外，速度检测部77将感应电压零交叉的间隔作为区间经过时间进行检测，计算区间经过时间的过去一转之和，并根据计算的结果计算无刷dc电动机5的一转的平均速度。

速度控制部78以如下方式设定施加电压：比较由速度检测部77检测出的无刷dc电动机5的一转的平均速度和目标速度，如果目标速度的一方比一转的平均速度高，则提高向无刷dc电动机5的施加电压。以如下方式设定施加电压：如果目标速度比一转的平均速度低，则降低对无刷dc电动机5施加的电压。以如下方式设定施加电压：如果无刷dc电动机5的一转的平均速度和目标速度一致，则维持对无刷dc电动机5施加的电压。

电流检测部79检测流过无刷dc电动机5的电流。作为要检测的电流，也可以检测流过无刷dc电动机5的各相的电流，也可以检测流过逆变器4的直流母线电流。在检测逆变器4的直流母线电流的情况下，如果作为流过无刷dc电动机5的综合电流进行检测，则能够检测流过三相的峰的电流，所以不需要分解流过各相的电流。

另外，电流检测部79通过串联地插入直流电流传感器和电流检测用的电阻等，检测电流。在使用了直流电流传感器的情况下，能够高精度地检测电流，所以能够决定的更精细的控制。在使用了电阻的情况下，能够廉价地构成电动机驱动装置82的电路。另外，在使用了电阻的情况下，能够通过电压的放大器和滤波电路等提高精度。即使在使用了这种放大器和滤波电路等的情况下，一般来说使用电阻也比使用电流传感器便宜。本实施方式的电动机驱动装置82构成为使用电阻，并检测逆变器4的直流母线间的电流。

施加电压变更部80中，以由速度控制部78决定的pwm导通比率进行修正。如果输入至施加电压变更部80的由电流检测部79检测出的电流比第一阈值高，则降低由速度控制部78决定的pwm导通比率。另一方面，如果由电流检测部79检测出的电流比第二阈值低，则使由速度控制部78决定的pwm导通比率上升。

第一阈值设定为比从实际不想流过无刷dc电动机5和逆变器4的电流值减去1个载波中增加的电流的最大值而得的值小的值。本实施方式中，第一阈值设定为比逆变器4的额定电流和无刷dc电动机5的减磁电流减去1个载波中增加的最大的电流值的各个值小的电流值即3a。第二阈值只要是第一阈值以下且为了驱动无刷dc电动机5所需的最低限度必要的电流值以上即可，第一阈值和第二阈值是相同的值也没有问题。本实施方式中，第二阈值设定为从第一阈值减去1个载波中变化的最大的电流值即0.25a而得的2.75a。

施加电压变更部80中变更的pwm导通比率的量也可以固定，也可以使用由电流检测部79检测出的电流值和第一阈值与第二阈值之差进行pi控制等。在施加电压变更部80中变更的pwm导通比率的量以固定进行的情况下，能够以更简单的结构实现，在通过pi控制进行的情况下，能够以更高精度地接近阈值的电流值进行抑制。本实施方式中，施加电压变更部80中变更的pwm导通比率的量设为固定。

驱动部81具有与实施方式1的驱动部9相同的结构。另外，驱动部81中，基于pwm控制输出施加电压变更部80中设定的施加电压。

另外，为了决定电流检测部79检测电流的时刻，从驱动部81向电流检测部79输出pwm计时器的时刻。

对于使用了以上那样构成的本实施方式的电动机驱动装置82的冷藏库22，使用图7、图8和图9说明其动作。

图8的波形a是表示由现有的方式的速度控制部决定施加电压时的、负载转矩相对于无刷dc电动机5的相位的变化的推移图。图8的波形b是表示由现有的方式的速度控制部决定施加电压时的、零交叉间隔相对于无刷dc电动机5的相位的变化的推移图。图8的波形c是表示由现有的方式的速度控制部决定施加电压时的、无刷dc电动机5的电流值相对于无刷dc电动机5的相位的变化的推移图。

图9的波形a是表示由本实施方式的施加电压变更部80修正施加电压时的、负载转矩相对于无刷dc电动机5的相位的变化的推移图。图9的波形b是表示由本实施方式的施加电压变更部80修正施加电压时的、零交叉间隔相对于无刷dc电动机5的相位的变化的推移图。图9的波形c是表示由本实施方式的施加电压变更部80修正施加电压时的、无刷dc电动机5的电流值相对于无刷dc电动机5的相位的变化的推移图。

图8中，横轴表示通过现有的起动方法，在压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差为0.05mpa以上的状态下使无刷dc电动机5起动，并经过了1转后的无刷dc电动机5的相位。

图9中，横轴表示通过本实施方式的起动方法，在压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差为0.05mpa以上的状态下使无刷dc电动机5起动，并经过了1转后的无刷dc电动机5的相位。

图8的波形a和图9的波形a的纵轴表示对无刷dc电动机5施加的负载转矩的变化。图8的波形b和图9的波形b的纵轴表示由位置检测部76检测的零交叉检测间隔。图8的波形c和图9的波形c的纵轴表示流过无刷dc电动机5的电流。

如图8的波形a和波形b所示，在进行差压起动(压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差为0.05mpa以上的状态下进行起动)的情况下，负载转矩和零交叉检测间隔均大幅变化，但负载转矩的增加和实际的零交叉检测间隔的增加的峰不一致，相对于负载转矩的变化，零交叉检测间隔存在响应滞后。

由此，在位置检测间隔长的速度慢的区间，需要的转矩较小，所以如现有的起动那样，如果仅用速度控制部78控制施加于无刷dc电动机5的电压，则在速度慢的区间pwm导通比率过剩，如图8的波形c所示，流通较大的电流。由于像这样流通较大的电流，因无刷dc电动机5的减磁、逆变器4的元件破坏和为了防止这些而设置的过电流保护等，无刷dc电动机5停止，无法使电动机驱动装置82起动。

另一方面，本实施方式的电动机驱动装置82中，如图9的波形a和波形b所示，与现有的起动同样，负载转矩和零交叉检测间隔大幅变化，负载转矩的增加的峰与实际的零交叉检测间隔的增加的峰不一致，相对于负载转矩的变化，在零交叉检测间隔存在响应滞后。但是，以如图9的波形c所示超过作为第一阈值的i1时减少电流，低于作为第二阈值的i2时电流增加的方式，进行pwm导通比率的控制，所以不会流过必要以上的电流，不会引起无刷dc电动机5的减磁、逆变器4的元件破坏和过电流保护等产生的停止，所以能够使电动机驱动装置82起动。

另外，在速度慢的区间减少pwm导通比率，在速度快的区间增加pwm导通比率，由此，在转矩过剩的区间减少转矩，在转矩不足的部分输出转矩变大，所以即使在负载转矩变动较大的条件下，也能够减少速度变化，在降低振动的同时使电动机驱动装置82起动。

接着，使用图10说明施加电压变更部80进行的pwm的导通比率的变更。图10的波形a、波形b和波形c的横轴表示距零交叉的时间。图10的波形a的纵轴表示开关元件4a的状态。图10的波形b的纵轴表示开关元件4d的状态。图10的波形c的纵轴表示流过无刷dc电动机5的电流值。电流检测部79的电流检测的时刻设为在1个载波中电流成为峰值的、pwm的导通状态结束之前检测的时刻。由此，还具有能够取得电流的峰值，并且检测出的电流不会受到pwm的导通之后出现的振铃(ringing)的影响等的效果。

在进行矩形波驱动的情况下，现有的方式中，通电的2相内，仅一方的开关元件进行开关，另一方的开关元件不进行开关，在100％的时间进行导通。图10中，进行开关的元件为开关元件4a，在不需要减少电流时100％的时间导通的元件为开关元件4d。

从时刻t0到t1，开关元件4a导通，所以电流增加。时刻t1的电流值未超过作为第一阈值的i1，所以不进行pwm的修正。另外，在下一开关元件4a的导通的状态下，无刷dc电动机5的电流增加，结果，在时刻t2，电流值超过i1，所以进行pwm的修正，并变更pwm导通比率以使施加电压降低。

本实施方式中，不变更作为进行通常开关的相的开关元件4a的导通比率，而变更通常100％的时间导通的开关元件4d的导通比率。在从时刻t3到t4的期间，开关元件4d断开。在开关元件4a断开、开关元件4d导通的从时刻t2到t3的期间，电流减少，但开关元件4a和开关元件4d均断开的从时刻t3到t4的期间一方，减少更大的电流。这是由流过无刷dc电动机5的电流进行回流的状态与再生的状态的不同引起的。

开关元件4a和开关元件4d均断开，产生再生状态的一方的电流的减少率较高，能够更可靠地抑制电流。本实施方式中，采用简单的结构，所以将电流值超过i1时的、减少pwm的导通比率的量设为固定。在将减少pwm的导通比率的量设为固定的情况下，需要将能够预先可靠地抑制电流的减少幅度通过实验或计算进行确认。在使用pi控制的情况下，结构复杂，但能够更可靠地抑制。

在时刻t5，电流再次增加，电流值超过作为第一阈值的i1，所以使开关元件4d的断开比率在从时刻t6到t7的期间进一步增加，使电流的减少量增加。

在时刻t8，电流低于作为第二阈值的i2，所以不变更pwm的导通比率。

在时刻t9，电流值低于i2，所以开关元件4d在从时刻t10到t11的期间，减少断开比率，增加导通比率。由此，电流的减少量降低。

在时刻t12，电流值也低于i2，所以以使开关元件4d的断开比率减少，成为100％导通的方式变更导通比率。

在时刻t13，电流值也低于i2，但开关元件4d的pwm的导通比率成为100％，所以之后不进行pwm导通比率的修正。即，在由速度控制部78决定的施加电压值以上不修正电压。

接着，使用图11说明本实施方式的电动机驱动装置82的详细的驱动控制。特别说明电流检测部79和施加电压变更部80的详情。

首先，电流检测部79在步骤201中判定是否为pwm的导通状态结束的5μ秒前(是否为pwm的导通状态结束的前5μ秒)。如果是5μ秒前，则转移到步骤202，如果是比5μ秒更靠前，则再次转移到步骤201。5μ秒的时间是用于确保pwm在导通中检测电流所花费的时间的时间，如果从装载于微机等的模拟转换为数字的电路的转换所需要的时间为例如1μ秒，则只要具有1μ秒即可。在此，pwm的计时器才开始不久，转移到步骤201。

步骤201中，再次经过某程度时间，成为pwm的导通结束的5μ秒前。如果成为pwm的导通结束的5μ秒前，则转移到步骤202。

步骤202中，电流检测部79检测逆变器4的直流母线的电流值，并转移到步骤203。

步骤203中，施加电压变更部80比较步骤202中检测出的电流值是否比预先决定的第一阈值大。比较的结果，如果检测出的电流值一方大，则转移到步骤204，除此以外转移到步骤205。在此，设为电流值比第一阈值大，并转移到步骤204。

步骤204中，施加电压变更部80降低pwm导通比率较高的相的导通比率。在此，在控制开关元件4a和开关4d，且在无刷dc电动机5流通电流的情况下，基于由速度控制部78决定的施加电压决定的pwm的导通比率成为对于开关元件4a的pwm的导通比率。即，不利用施加电压变更部80进行pwm的修正时，仅开关元件4a进行开关，开关元件4d成为100％的期间导通。在此，pwm的导通比率较高的相，成为通常100％的期间导通的开关元件4d。使该开关元件4d的pwm的导通比率减少一定量。然后，结束处理。

另一方面，在步骤203中，步骤202中检测出的电流值为第一阈值以下时，转移到步骤205。

步骤205中，施加电压变更部80判定步骤202中检测出的电流值是否比第二阈值小。如果比第二阈值小，则转移到步骤206，如果是除此以外则结束处理。在此，设为比第二阈值小并转移到步骤206。

步骤206中，施加电压变更部80增加pwm的修正前的pwm的导通比率较高的相的导通比率。与步骤204同样，开关元件4d成为对象。然后转移到步骤207。

在步骤207中，施加电压变更部80判定步骤206中进行了修正的pwm的导通比率是否超过100％。如果pwm的导通比率超过100％，则转移到步骤208，如果是除此以外的100％以下，则结束处理。在此，设为pwm的导通比率超过100％，并转移到步骤208。

步骤208中，步骤206中进行了修正的相的pwm导通比率在计算上超过100％，所以施加电压变更部80变更为100％。然后，结束处理。

另一方面，在步骤205中，在步骤202中检测的电流值为第二阈值以上的情况下，结束处理。即，pwm的导通比率的修正量维持现状。

另外，在步骤207中，在步骤206中进行修正的结果、pwm的导通比率为100％以下的情况下，结束处理。即，施加电压变更部80决定步骤206中进行的pwm的导通比率的修正量。

将以上的动作在pwm的1个周期中进行和完成反复进行，并以毎个周期进行，由此，即使在无刷dc电动机5的驱动的负载中具有较大的变动，也能够抑制无刷dc电动机5的电流，并使电动机驱动装置82起动。

另外，均不需要为了防止逆变器4的破坏而使用较大的容量的元件，或为了增大无刷dc电动机5的减磁极限电流而使用效率差的电动机等。

在此，详细说明无刷dc电动机5的效率和减磁极限电流的关系。通过使定子5b的匝数较多，以相同电流得到的转矩变大，用于输出需要的转矩的电流变小，所以效率变好。但是，转子5a中的永磁铁的磁力不可逆地降低的减磁的磁力不变，所以转子5a的无法减磁的极限的电流即减磁极限电流，在定子5b的匝数越多时越小。即，当要流通大电流时，需要较大的减磁极限电流，导致使用效率差的电动机。

另外，还存在通过为了防止这些情况而准备的过电流保护来使无刷dc电动机5的驱动停止等的问题。但是，本实施方式中，以比这些过电流保护和减磁电流充分低的值设定第一阈值，所以抑制电流，即使逆变器4中采用容量较小的元件，或采用高效率的电动机，并且具有较大的负载变动的状态下，也能够使电动机驱动装置82起动。

压缩机17中，在吸入侧与排出侧之间的差压为0.05mpa以上的状态下，不使施加电压在无刷dc电动机5的1转中根据速度进行变化，而为了加速单调地增加时，由于差压，负载转矩的变动较大，速度变动变大。因此，振动变大，存在压缩机17的部件的磨耗引起故障的可能性增加等问题。但是，通过将无刷dc电动机5的电流抑制在第一阈值以下，在速度慢的区间降低pwm导通比率，所以与现有的施加方式相比，能够大幅提高可靠性。

接着，说明将本实施方式的电动机驱动装置82用于冷藏库22，驱动压缩机17的情况。

冷藏库22的库内温度从停止起经过压力平衡的10分钟之前，库内温度上升时，如果是现有技术，则只有压缩机17的吸入侧与排出侧之间的压力差为0.05mpa以下才能够起动，所以需要等待经过10分钟。另一方面，装载有本实施方式的电动机驱动装置82的冷藏库22构成为即使在0.05mpa以上的差压下，也能够起动电动机驱动装置82。因此，在库内温度上升，且需要压缩机17的运转的时刻，能够起动电动机驱动装置82。由此，与等待至压缩机17的吸入侧与排出侧之间的压力差平衡的状态而起动电动机驱动装置82的情况相比，能够减少用于在冷凝器19与蒸发器21之间设置压力差的电力，所以能够节能化。

另外，在压缩机17与冷凝器19之间设置二通阀18，在起动时，将二通阀18设为打开状态，使压缩机17与冷凝器19连通，停止时，将二通阀18处于关闭状态，使压缩机17与冷凝器19之间封闭，由此，即使在压缩机17的停止期间，也能够确保吸入压力与排出压力之差较大。由此，从具有压力差的状态起动电动机驱动装置82产生的节能效果进一步变大。另外，在使用了二通阀的情况下，与使用四通阀的情况相比，不会成为复杂的系统结构，所以能够更廉价地构成。

如上所述，本实施方式的电动机驱动装置82具有：无刷dc电动机5，其驱动大幅变动的负载；和速度控制部78，其决定施加于无刷dc电动机5的电压并调整速度。另外，电动机驱动装置82具有：电流检测部79，其检测流过无刷dc电动机5的电流；施加电压变更部80，其在电流检测部79检测的电流比第一阈值大的情况下，降低由速度控制部78决定的施加的电压；和驱动部81，其用由施加电压变更部80决定的施加电压驱动无刷dc电动机5。根据这种结构，能够抑制因负载增加导致无刷dc电动机5的速度和感应电压降低，感应电压与施加电压之差变大引起的电流上升，并使电动机驱动装置82起动。因此，不使用四通阀等，就能够即使在具有压力差的状态下也使电动机驱动装置82起动。另外，能够发挥减磁电流低的高效率电动机的使用带来的节能化和额定电流小的元件的使用带来的成本降低等效果。

另外，本实施方式的电动机驱动装置82中，施加电压变更部80在电流检测部79检测的电流比第二阈值小的情况下，使由速度控制部78决定的施加电压上升至上限。由此，在必要的转矩较小的速度慢的区间，抑制过剩的输出转矩，在转矩不足的速度快的区间，输出转矩变大。根据这种结构，即使在负载转矩变动大的条件下，也能够减少速度变化，能够降低振动同时使电动机驱动装置82起动。

另外，本实施方式的电动机驱动装置82中，驱动部81为了调整施加于无刷dc电动机5的电压而进行pwm控制。另外，速度控制部78为了决定要施加的电压而决定pwm的导通比率，施加电压变更部80为了降低要施加的电压而降低由速度控制部78决定的pwm的导通比率。根据这种结构，能够在控制简单且负载转矩中具有较大的变动的状态下使无刷dc电动机5起动，所以能够提供廉价的电动机驱动装置。

另外，本实施方式的电动机驱动装置82中，利用施加电压变更部80降低pwm的导通比率时，至少设置断开所有的通电的期间。由此，无刷dc电动机5成为再生状态，电流的减少率比回流状态变大，所以能够更可靠地抑制电流。

另外，本实施方式的电动机驱动装置82包括装入了无刷dc电动机5的压缩机17。无刷dc电动机5驱动的负载是压缩机17的压缩构件(曲轴和活塞等)。由此，即使在压缩机17残留压力差，且从起动时存在较大的负载转矩变动那样的状态下，也能够使电动机驱动装置82起动。因此，即使不监视压缩机17的状态，也能够使电动机驱动装置82起动，能够构成廉价的系统。

另外，装载有本实施方式的电动机驱动装置82的冷藏库22中，压缩机17构成以压缩机17、冷凝器19、减压器20、蒸发器21和压缩机17的顺序连接的制冷循环，在残留压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差的状态下，电动机驱动装置82进行起动。根据这种结构，即使在压缩机17的吸入侧和排出侧具有压力差的状态下，也能够使电动机驱动装置82起动，能够以简单的系统结构廉价地不使蒸发器21的温度上升，能够降低制冷循环的能量的损耗。

另外，即使在压缩机17在运转期间变为停电，且在压缩机17的吸入侧与排出侧的压力平衡之前从停电进行恢复的情况下，也能够使压缩机17立即开始运转，即使在停电频发那样的电源情况差的状况下，也能够立即冷却冷藏库22库内。

另外，装载有本实施方式的电动机驱动装置82的冷藏库22中，在压缩机17的吸入侧与排出侧之间产生的压力差至少为0.05mpa以上。由此，能够减轻振动的增加所引起的劣化的促进，维持压缩机17的可靠性，且降低制冷循环的能量的损耗。

(实施方式3)

图12表示本发明实施方式3的电动机驱动装置120的框图。

图12中，电源121是普通的工频电源，在日本的情况下，为有效值100v的50hz或60hz的交流电源。整流平滑电路122由整流部122a和平滑部122b构成，以交流电源121为输入，将交流电压转换为直流电压。本实施方式中的整流平滑电路122采用倍压整流结构，但也可以是全波整流结构，也可以设为切换全波整流和倍电压整流的结构，也可以是功率因数改善电路(pfc)等。

逆变器123中，6个开关元件123a～123f以三相全桥结构连接，将来自整流平滑电路122的直流输入转换为交流电力，并向无刷dc电动机124供给任意的电压和频率的交流输出。在各开关元件123a～123f中，反方向并联地连接有二极管123g～123l。此外，图12中，表示开关元件利用igbt构成的例子，但也可以使用mosfet、双极型晶体管、sic器件和gan器件等。

位置检测部126检测无刷dc电动机124的转子的磁极位置，根据连接了未流通电流的定子绕组的端子中产生的感应电压，将其零交叉点作为位置信号进行检测。

速度检测部127根据位置检测部126的输出信号间隔检测无刷dc电动机124的驱动速度。误差检测部128检测由速度检测部127得到的驱动速度与指令速度之差。

pwm控制部129根据由误差检测部128得到的指令速度与实际的驱动速度之差，调整逆变器123向无刷dc电动机124供给的电压。具体而言，将逆变器123的开关元件123a～123f通过pwm(脉冲宽度调制)以任意的频率进行导通或断开，调整导通或断开的每一个循环的导通时间(占空比)。占空比通过反馈控制进行调整并决定，以使无刷dc电动机的实际的驱动速度与设为目标的指令速度一致。

通电相设定部130根据由位置检测部126得到的位置信号和其检测时刻，设定下面通电的绕组的通电模式和通电时刻。与此同时，通电相设定部130将由于换流而切断电压施加的电动机绕组的能量作为再生，附加返回至电源侧(即，平滑部122b)的模式，之后输出到驱动波形生成部131。

此外，由通电相设定部130设定的向绕组的通电模式，以使120度以上150度以下的矩形波或基于其的波形成为规定的频率的波形的方式设定。

驱动波形生成部131将通电相设定部130设定的无刷dc电动机124的三相绕组的通电模式和通电时刻，与由pwm控制部129设定的pwm频率和导通时间合成。由此，驱动波形生成部131生成将逆变器123的各开关元件123a～123f导通或断开的驱动波形，并向驱动部132输出。

驱动部132基于由驱动波形生成部131生成的驱动波形，将逆变器123的各开关元件123a～123f导通或断开。

图13表示本实施方式的电动机驱动装置120进行的驱动时的各部的波形。

图13中，波形a1表示流过电动机绕组的电流波形，波形b1为电动机端子电压，均表示u相的波形。波形c1～h1表示驱动部132进行的逆变器123的各开关元件123a～123f的驱动波形。

从t131到t136所示的时刻是切换通电的电动机绕组的换流时刻。在该换流时刻，驱动波形生成部131将基于无刷dc电动机124的三相绕组的通电模式由通电相设定部130设定的输出、基于反馈控制的pwm控制部129的输出波形、和以蓄积于绕组的能量为再生用于返回至电源侧(电解电容器)的模式进行合成，并向驱动部132输出。

使用图12、图13、和图14a～图14d具体地说明使由通电相设定部130生成的换流时的绕组能量返回至电源侧的模式。

图13中，在时刻t133的换流时刻之前，开关元件123a和123f处于导通状态，如图14a所示，电动机电流处于通过开关元件123a→u相绕组→w相绕组→开关元件123f，向电源侧返回的动力运行状态。

接着，在因时刻t133的换流，开关元件123a被关断、开关元件123b被接通时，通常如图14b所示，蓄积于u相绕组的能量在二极管123j为导通状态而由二极管123j、u相绕组、w相绕组和开关元件123f构成的闭合电路中进行回流而被消耗。

但是，本实施方式中，如图14c所示，在换流时刻的同时，将w相下侧开关元件123f在任意的期间断开。此时，u相绕组的蓄积能量通过使二极管123j和二极管123i设为导通状态而作为再生向电源(平滑电容器的充电电流)返回。

然后，如图14d所示，将开关元件123f再次导通，返回成电动机电流通过开关元件123b→v相绕组→w相绕组→开关元件123f向电源侧返回的动力运行状态。

这样，以换流时的绕组能量为再生返回的模式是指，将通电至刚换流前的绕组中的、换流后也继续通电的绕组的相的开关元件暂时性地断开。如在上述换流时刻t133进行的说明，将通电至刚换流前的绕组(即u相绕组和w相绕组)中的、换流后也继续通电的绕组的相(即w相)的开关元件(即123f)暂时性地断开。

蓄积于绕组的能量释放时，绕组电流成为零，但就直到该电流成为零的时间而言，与在电路和绕组阻抗中消耗的回流模式相比，再生模式的平滑部122b的向电容器的充电时的一方较短。

因此，以绕组能量为再生进行释放的本实施方式中，换流的绕组的电流在短时间内中断。因此，即使在通过高转矩驱动而流通大电流的驱动时，在产生感应电压的零交叉点的时刻之前绕组电流也为零，不会使零交叉被峰值电压覆盖，能够可靠地检测，所以能够进行准确的转子的磁极位置的检测。由此，能够实现起动时等的高转矩驱动性能，能够提高包含无刷dc电动机124的起动性的高负载时的驱动性能。

此外，说明本实施方式时，使用图13对作为以绕组能量为再生向电源侧返回的模式，停止一定期间开关元件的通电的方法进行了说明，但也可以是将开关元件以高频进行导通或断开的结构、和与pwm开关同步地进行规定的脉冲数导通或断开的等的结构。

接着，对装载有由电动机驱动装置120驱动的压缩机的冷藏库149进行说明。本实施方式不限于冷藏库，也能够适用于制冷装置等。

图12中，压缩构件144连接于无刷dc电动机124的转子的轴，将制冷剂气体进行吸入、压缩并排出。无刷dc电动机124和压缩构件144收纳于同一密闭容器中，构成压缩机145。构成由压缩机145压缩后的排出气体通过冷凝器146、减压器147和蒸发器148返回到压缩机145那样的制冷空气调节系统。在冷凝器146中进行散热，在蒸发器148中进行吸热，所以能够进行冷却和加热。此外，也能够根据需要，在冷凝器146和蒸发器148设置风机等，进一步促进热交换。另外，本实施方式中，制冷空气调节系统被用作冷藏库149的制冷循环。

冷藏库149的制冷循环中，减压器147大多使用毛细管。毛细管的管的内径非常小，所以在压缩机145的停止时直到压缩机145的吸入侧与排出侧的压力平衡，需要时间。因此，在驱动压缩机145时，压缩机145由于瞬时停电等而停止时，需要从压缩机145的吸入侧与排出侧的压力差较大的状态快速地再起动。

未取得压缩机145的压力平衡的状态下的起动中需要较大的起动转矩，而难以起动，但通过将本实施方式的电动机驱动装置120用于压缩机145的驱动，即使在吸入侧与排出侧的压力差较大的状态下，也能够稳定地起动压缩机145。

因此，即使在产生瞬时停电等而压缩机145暂时停止的情况下，在停电恢复时直到压缩机145的压力平衡进行平衡为止不需要等待起动，能够快速地再起动压缩机145，所以能够抑制冷藏库149的库内温度的上升。

制冷剂流量调整部135将制冷循环的冷凝器146和蒸发器148的制冷剂流路进行开放和切断。本实施方式中，制冷剂流量调整部135设置于冷凝器146与减压器147之间，但也可以设置于减压器147与蒸发器148之间。

在此，对制冷剂流量调整部135的动作进行说明。制冷剂流量调整部135与压缩机145的运转或停止进行连动地动作。制冷剂流量调整部135以如下方式构成，在压缩机145运转期间，将制冷剂流路开放，在压缩机145停止期间，将制冷剂流路封闭。即，在有无刷dc电动机124的驱动指示时(即，指令速度成为零以外时)，为了进行库内冷却，通过压缩机的运转，利用制冷剂流量调整部135开放制冷剂流路，以使得制冷剂能够在制冷循环内循环。压缩机145停止时(即，对无刷dc电动机124输出停止指示时)，利用制冷剂流量调整部135，封闭制冷剂流路，切断冷凝器146与蒸发器148之间的制冷剂的流通。

冷藏库149的制冷循环中，冷凝器146连接于压缩机145的排出(高压)侧，蒸发器148连接于吸入(低压)侧。因此，压缩机145运转期间，在冷凝器146与蒸发器148之间产生压力差，随着压缩机145的停止，为了使该两者的压力平衡，冷凝器146的高温高压的气体制冷剂通过减压器147流入到蒸发器148，在蒸发器148内部进行冷凝并液化。即，向设置于处于冷却状态的冷藏库149内的蒸发器148，流入温度高的气体制冷剂，所以进行热交换(释放热能量)。结果，这成为冷藏库149的热负载，所以成为冷藏库149的消耗电力量的增加主要原因。

另一方面，本实施方式中，以如下方式构成，在压缩机145停止时，利用制冷剂流量调整部135封闭制冷剂流路，来自冷凝器146侧的高温高压气体不会流入至蒸发器148。根据这种结构，提高使用了压缩机145的制冷循环和冷藏库149的节能性。

另外，在从压缩机145的吸入侧的压力与排出侧的压力平衡的状态使压缩机145起动的情况下，起动后，使冷凝器146侧的压力降低至规定的压力，使排出侧的压力上升至规定的压力，直到返回至压缩机145的运转时的稳定压力状态的期间会有制冷循环的能量的损耗。

另一方面，本实施方式的冷藏库149中，在压缩机145停止时，利用制冷剂流量调整部135封闭制冷剂流路，将压缩机145的高压侧(排出侧)和吸入侧(低压侧)切断，所以即使在压缩机145停止期间，也成为具有与运转期间同等的排出侧与吸入侧之间的压力差的状态。另外，本实施方式的冷藏库149以如下方式构成，在压缩机145的吸入侧的压力和排出侧的压力与压缩机145的运转状态同等的状态下进行再起动。

压缩机145的吸入侧与排出侧的压力中产生压力差的状态下的压缩机145的起动与从压力平衡的状态的起动相比，需要非常大的起动转矩。但是，本实施方式的冷藏库149中，通过将上述的电动机驱动装置120用于压缩机145的驱动，能够产生较大的起动转矩，所以即使是在压缩机145的吸入侧与排出侧之间产生较大的压力差的状态下的起动，也能够稳定且顺畅地起动压缩机145。因此，能够在起动后短时间内返回成压缩机145的运转时的稳定压力状态，能够实现起动时的制冷循环的损失降低，削减冷藏库149的消耗电力量。

(实施方式4)

图15表示本发明实施方式4的电动机驱动装置150的框图。图15中，对与图12所示的实施方式3的电动机驱动装置120相同的结构标注相同的符号并省略说明。

本发明实施方式4的电动机驱动装置150中，通电相设定部151根据由位置检测部126得到的位置信号和其检测时刻，设定下一通电的绕组的通电模式和通电时刻，并输出至驱动波形生成部153和pwm相设定部152。

此外，由通电相设定部151设定的向绕组的通电模式以如下方式设定，即，120度以上150度以下的矩形波或依据其的波形成为规定的频率的波形。

pwm相设定部152设定将逆变器123的开关元件123a～123f中、哪个元件进行伴随pwm控制的导通或断开控制。即，pwm相设定部152以将由于换流而切断电力供给的绕组的能量作为再生向电源(电容器)侧返回的方式，选定pwm控制的相(开关元件)。

驱动波形生成部153将由通电相设定部151设定的无刷dc电动机的通电相模式、由pwm控制部129设定的伴随pwm控制的开关频率和一个循环的导通时间、通过由pwm相设定部152设定的pwm控制进行导通或断开控制的相(开关元件)进行合成，生成逆变器123的各元件的驱动波形。

驱动部154基于由驱动波形生成部153生成的驱动波形，将逆变器123的各开关元件123a～123f导通或断开来驱动逆变器123。

在此，使用图15和图16说明pwm相设定部152的动作。

图16表示本发明的实施方式4的电动机驱动装置150的驱动时的各部的波形。图16中，波形a2为无刷dc电动机124的u相绕组电流。波形b2为无刷dc电动机124的u相端子电压。波形c2～h2为驱动部154进行的逆变器123的驱动波形。图16中，时刻t161～t166表示切换无刷dc电动机124的通电绕组的换流时刻。

说明pwm相设定部152的动作时，对换流时刻t163进行说明。换流时刻t162与换流时刻t163之间的区间(以后，记载为区间t162-t163)，开关元件123a进行伴随pwm控制的斩波动作，在开关元件123f连续通电状态下，电动机电流在开关元件123a→u相绕组→w相绕组→开关元件123f的路径中流通。在换流时刻t163，开关元件123a断开，开关元件123b导通。与此同时，pwm相设定部152在区间t162-t163间，将连续通电的开关元件123f(即，w相低压侧连接元件)选定为进行pwm斩波的相。由此，在换流后的区间t163-t164，在开关元件123b连续通电状态下，开关元件123f进行伴随pwm的斩波动作，电动机电流在开关元件123b→v相绕组→w相绕组→开关元件123f的路径中流通。

接着，使用图15、图16、和实施方式3中使用的图14a～图14d说明换流时刻的电流的流通。

如实施方式3中进行的说明那样，图14a～图14d是表示开关元件123a～123f的状态所引起的电流流通的路径的图。图16的区间t162-t163中，如图14a所示，开关元件123a和开关元件123f处于导通状态，以图14a所示的箭头的方向流通电流，无刷dc电动机124处于动力运行状态。在换流时刻t163，在关断开关元件123a的同时，开关元件123f进行伴随pwm控制的斩波控制。通过断开开关元件123a，u相绕组的能量被释放。但是，就释放能量的路径而言，开关元件123f通过pwm控制的斩波处于导通状态时，以图14b所示的回流路线逐渐释放，在开关元件123f断开时，如图14c所示，以再生模式(mode)返回至电源侧的电容器。就绕组能量的释放时间而言，与回流模式的能量消耗相比，通过再生向电容器的充电的释放的一方较早。因此，本实施方式中，绕组能量的释放与回流模式下的释放一起进行再生模式的释放，所以换流引起的绕组的电流在短时间内中断。

这样，pwm相设定部152将通电至刚换流前的绕组中的、换流后也继续通电的绕组的相的开关元件选定为pwm控制的相(元件)。如在上述换流时刻t163进行的说明那样，将通电至刚换流前的绕组(即u相绕组与w相绕组)中的、换流后也继续通电的绕组的相(即，w相(低压侧))的开关元件(即，开关元件123f)进行pwm控制的导通或断开动作，由此，使因换流而切断了通电的绕组所蓄积的能量作为再生能量向电源侧(即，平滑部122b)返回。

如上所述，通过pwm控制选定开关元件，由此，即使在起动时等的高转矩驱动的大电流下的驱动时，切断了通电的绕组电流也快速地变为零。因此，感应电压的零交叉点不会被峰值电压覆盖而能够可靠地检测，能够进行准确的转子的磁极位置的检测。由此，能够实现起动时的驱动转矩上升，并提高无刷dc电动机的起动性能。

另外，也不需要为了释放换流时的绕组能量而附加特别的逆变器的开关元件的输出模式，所以能够通过非常简单的方法实现驱动转矩上升和起动性能的提高。

本实施方式中的电动机驱动装置150和装载有使用其的压缩机的驱动装置的冷藏库149的动作进行说明。本实施方式中，以冷藏库进行说明，但也能够适用于制冷装置等。

图15中，压缩构件144连接于无刷dc电动机124的转子的轴，将制冷剂气体进行吸入、压缩并排出。无刷dc电动机124和压缩构件144收纳于同一密闭容器中，构成压缩机145。构成由压缩机145压缩后的排出气体通过冷凝器146、减压器147和蒸发器148返回到压缩机145那样的制冷空气调节系统。在冷凝器146中进行散热，在蒸发器148中进行吸热，所以能够进行冷却和加热。此外，也可以根据需要在冷凝器146和蒸发器148设置风机等，进一步促进热交换。另外，本实施方式中，制冷空气调节系统被用作冷藏库149的制冷循环。

冷藏库149的制冷循环中，减压器147大多使用毛细管。毛细管的管的内径非常小，所以在压缩机145的停止时直到压缩机145的吸入侧与排出侧的压力平衡，需要时间。因此，在驱动压缩机145时压缩机145由于瞬时停电等而停止时，需要从压缩机145的吸入侧与排出侧的压力差较大的状态快速地再起动压缩机145。

未取得压缩机145的压力平衡的状态下的起动中需要较大的起动转矩，而难以起动。但是，通过将本实施方式的电动机驱动装置150用于压缩机145的驱动，即使在吸入侧与排出侧的压力差较大的状态下，也能够稳定地起动压缩机145。

根据这种结构，即使在产生瞬时停电等而压缩机145暂时停止的情况下，在停电恢复时直到压缩机145的压力平衡进行平衡为止，不需要等待起动，能够快速地再起动压缩机145，所以能够抑制冷藏库149的库内温度的上升。

制冷剂流量调整部135将制冷循环的冷凝器146和蒸发器148的制冷剂流路进行开放和切断。本实施方式中，制冷剂流量调整部135设置于冷凝器146与减压器147之间，但也可以设置于减压器147与蒸发器148之间。

在此，对制冷剂流量调整部135的动作进行说明。制冷剂流量调整部135与压缩机145的运转或停止进行连动地动作。制冷剂流量调整部135以如下方式构成，在压缩机145运转期间，将制冷剂流路开放，在压缩机145停止期间，将制冷剂流路封闭。即，在有无刷dc电动机124的驱动指示时(即，指令速度成为零以外时)，为了进行冷藏库149的库内冷却，通过压缩机145的运转，利用制冷剂流量调整部135开放制冷剂流路，以使得制冷剂能够在制冷循环内循环。压缩机145停止时(即，对无刷dc电动机124输出停止指示时)，利用制冷剂流量调整部135，封闭制冷剂流路，切断冷凝器146与蒸发器148之间的制冷剂的流通。

冷藏库149的制冷循环中，冷凝器146连接于压缩机145的排出(高压)侧，蒸发器148连接于吸入(低压)侧。因此，压缩机145运转期间，在冷凝器146与蒸发器148之间产生压力差，随着压缩机145的停止，为了使该两者的压力平衡，冷凝器146的高温高压的气体制冷剂通过减压器147流入到蒸发器148，在蒸发器148内部进行冷凝并液化。

即，向设置于处于冷却状态的冷藏库149内的蒸发器148，流入温度高的气体制冷剂，所以进行热交换(释放热能量)。结果，这成为冷藏库149的热负载，所以成为冷藏库149的消耗电力量的增加主要原因。

另一方面，本实施方式中，以如下方式构成，在压缩机145停止时，利用制冷剂流量调整部135封闭制冷剂流路，来自冷凝器146侧的高温高压气体不会流入至蒸发器148，由此，提高使用了压缩机145的制冷循环和冷藏库149的节能性。

另外，在从压缩机145的吸入侧的压力与排出侧的压力平衡的状态使压缩机145起动的情况下，起动后，使冷凝器146侧的压力降低至规定的压力，使排出侧的压力上升至规定的压力，直到返回至压缩机145的运转时的稳定压力状态的期间会有制冷循环的能量的损耗。

另一方面，本实施方式中，在压缩机145停止时，利用制冷剂流量调整部135封闭制冷剂流路，将压缩机145的高压侧(排出侧)和吸入侧(低压侧)切断，所以即使在压缩机145停止期间，也成为具有与运转期间同等的排出侧与吸入侧之间的压力差的状态。而且，本实施方式的冷藏库149以如下方式构成，在压缩机145的吸入侧的压力和排出侧的压力与压缩机145的运转状态同等的状态下进行压缩机145的再起动。

在压缩机145的吸入侧与排出侧之间产生压力差的状态下的压缩机145的起动与从压力平衡的状态的起动相比，需要非常大的起动转矩。但是，通过将本实施方式的电动机驱动装置150用于压缩机145的驱动，能够产生较大的起动转矩，所以即使是在压缩机145的吸入侧与排出侧之间产生较大的压力差的状态下的起动，也能够稳定且顺畅地起动压缩机145。因此，能够在起动后短时间内返回成压缩机145的运转时的稳定压力状态，能够实现起动时的制冷循环的能量损失降低，削减冷藏库149的消耗电力量。

如以上进行的说明，本发明实施方式1的电动机驱动装置30包括：无刷dc电动机5，其驱动1转中发生变动的负载；驱动部9，其对无刷dc电动机5施加电压，并驱动无刷dc电动机5。本发明实施方式1的电动机驱动装置30还包括速度加速部8，该速度加速部8决定驱动部9施加的电压以使得以从无刷dc电动机5的起动起1转后的速度相对于下一个1转的速度的速度变化率收敛于规定值以下的方式使无刷dc电动机5加速。根据这种结构，速度相对于负载具有平方的效果(速度变化率相对于负载与速度的平方成比例)，所以通过相对于负载的增加较小的速度上升，能够抑制无刷dc电动机5中的速度变化，能够降低无刷dc电动机5的振动。根据这种结构，即使在负载转矩变动较大的状态下，也能够稳定地起动。

另外，本发明的实施方式1的电动机驱动装置30中，速度加速部8也可以以如下方式构成，以表示从无刷dc电动机5的起动起1转以内的速度相对于下一个1转的速度变化率在根据无刷dc电动机5的1转中的最大的负载变化计算的负载条件下收敛于规定值以下的方式使无刷dc电动机5加速。根据这种结构，电动机驱动装置30能够在无刷dc电动机5驱动的负载的起动最困难的条件下起动，能够在要求的全部条件下稳定地起动。

另外，本发明的实施方式1的电动机驱动装置30也可以包括检测无刷dc电动机5的磁极位置的位置检测部6。在该情况下，电动机驱动装置30中，驱动部9在电动机驱动装置30的起动前，进行电流流到无刷dc电动机5的特定的相的定位，在经过规定时间后电流流到比定位的相位前进90度以上的相的状态下，取得位置检测部6的位置信息，并使电动机驱动装置30的驱动开始。根据这种结构，能够进行与无刷dc电动机5的磁极位置相应的驱动，所以即使在无刷dc电动机5的1转中有负载变动，且速度大幅变化的情况下，也能够稳定地进行电动机驱动装置30的驱动。

本发明实施方式1的电动机驱动装置30也可以作为驱动压缩机17的驱动装置而构成。通过利用电动机驱动装置30进行驱动，压缩机17能够稳定地起动。

本发明实施方式1的冷藏库22包括由电动机驱动装置30驱动的压缩机17，并以在残留压缩机17的吸入侧和排出侧的压力差的状态下进行起动的方式构成。根据这种结构，即使在压缩机17的吸入侧和排出侧具有压力差的状态下也能够起动，以简单的系统结构廉价地使蒸发器21的温度不会上升，能够降低制冷循环中的能量的损耗。

本发明实施方式1的冷藏库22也可以以如下方式构成，压缩机17的吸入侧和排出侧的压力差至少比0.05mpa大。根据这种结构，减轻振动的增加对劣化的促进，能够维持压缩机17的可靠性，同时降低制冷循环的能量的损耗。

如所，本发明的实施方式2的电动机驱动装置82具有：无刷dc电动机5，其驱动发生变动的负载；速度控制部78，其决定施加于无刷dc电动机5的电压并调整速度；和电流检测部79，其检测流过无刷dc电动机5的电流。电动机驱动装置82还具有：施加电压变更部80，其在电流检测部79检测的电流比第一阈值大的情况下，降低由速度控制部78决定的施加的电压；和驱动部81，其用由施加电压变更部80决定的施加电压驱动无刷dc电动机5。根据这种结构，能够抑制因负载增加导致无刷dc电动机5的速度和感应电压降低，感应电压与施加电压之差变大引起的电流上升，并进行驱动。因此，不使用四通阀等，即使在具有压力差的状态下，也能够使电动机驱动装置82进行起动。另外，能够发挥减磁电流低的高效率电动机的使用带来的节能化和额定电流小的元件的使用带来的成本降低等效果。

本发明实施方式2的电动机驱动装置82也可以以如下方式构成，施加电压变更部80在电流检测部79检测的电流比第二阈值小的情况下，使由速度控制部78决定的施加电压上升至上限。根据这种结构，在必要的转矩较小的速度慢的区间，能够抑制过剩的输出转矩，在转矩不足的速度快的区间，能够增大输出转矩。由此，即使在负载转矩变动大的条件下，也能够减少速度变化，降低振动同时进行起动。

本发明实施方式2的电动机驱动装置82也可以以如下方式构成，驱动部81为了调整施加于无刷dc电动机5的电压而进行pwm控制，速度控制部78为了决定要施加的电压而决定pwm的导通比率，施加电压变更部80为了降低要施加的电压而降低由速度控制部78决定的pwm的导通比率。根据这种结构，能够以简单的控制在负载转矩具有较大的变动的状态下进行起动，所以能够提供廉价的电动机驱动装置。

本发明实施方式2的电动机驱动装置82也可以以如下方式构成，利用施加电压变更部80降低pwm的导通比率时，至少设置断开所有的通电的期间。根据这种结构，无刷dc电动机5成为再生状态，电流的减少率壁回流状态变大，所以能够更可靠地抑制电流。

本发明实施方式2的电动机驱动装置82也可以作为压缩机17的驱动装置而构成，并以无刷dc电动机5驱动压缩机17的压缩构件的方式构成。根据这种结构，即使在压缩机17内残留压力差，且从起动时具有较大的负载转矩变动那样的状态下也能够起动，能够构成不必监视压缩机17的状态就能够启动的廉价的系统。

本发明实施方式2的冷藏库22也可以以如下方式构成，包括使用了电动机驱动装置82的压缩机17，且在残留压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差的状态下进行起动。根据这种结构，即使在压缩机17的吸入侧和排出侧具有压力差的状态下，也能够使压缩机17起动，以简单的系统结构廉价地不等待蒸发器21的温度上升，就能够进行起动。由此，能够降低制冷循环的能量的损耗。另外，在压缩机17在运转期间成为停电，且在压缩机17的吸入侧与排出侧的压力平衡之前从停电进行恢复的情况下，也能够使压缩机17立即开始运转。由此，即使在停电频发那样的电源情况差的状况下，也能够立即冷却。

本发明实施方式2的冷藏库22也可以以如下方式构成，压缩机17的吸入侧与排出侧的压力差至少为0.05mpa以上。根据这种结构，减轻振动的增加对劣化的促进，能够维持压缩机17的可靠性，同时降低制冷循环的能量的损耗。

另外，本发明的实施方式3的电动机驱动装置120具有：整流平滑电路122，其包括对交流电压进行整流的整流部122a、和将整流部122a的输出电压转换为稳定的直流电压的利用电容器构成的平滑部122b；和无刷dc电动机124，其包括具有永磁铁的转子和具有三相绕组的定子。电动机驱动装置120还具有：6个开关元件123a～123f以三相桥结构连接，以整流部122a的输出为输入向三相绕组供给电力的逆变器123；和位置检测部126，其检测转子的旋转位置。电动机驱动装置120还具有：速度检测部127，其根据来自位置检测部126的信号检测无刷dc电动机124的速度；通电相设定部130，其根据检测出的转子的旋转位置和驱动速度决定定子绕组的通电相；和驱动波形生成部131，其生成逆变器123的驱动波形。电动机驱动装置120以如下方式构成，在切换无刷dc电动机124的通电绕组时，以从切断了电力供给的绕组流动对平滑部122b的电容器进行充电的电流的方式，生成逆变器123的驱动波形。根据这种结构，切换无刷dc电动机124绕组的通电相时，切断通电的绕组所蓄积的能量作为再生返回电源侧，所以能够使切断了电力供给的绕组电流在短时间内变为零。由此，能够根据出现于电动机端子电压的电动机感应电压的零交叉点可靠地检测电动机转子的磁极位置，所以能够提高无刷dc电动机124的起动性能。

另外，本发明的实施方式3的电动机驱动装置120也可以作为压缩机145的驱动装置而构成。在该情况下，压缩机145利用电动机驱动装置120进行驱动。根据这种结构，即使在压缩机由于停电等而停止时，因为在压缩机145的吸入侧与排出侧之间具有压力差而需要较大的起动转矩的状态下，也能够快速地进行压缩机145的再起动，所以能够缩短压缩机145的停止期间。

另外，本发明的实施方式3的冷藏库149具有：冷凝器146，其对由压缩机145压缩得到的高温高压的气体制冷剂进行冷凝；减压器147，其降低由冷凝器146液化的液体制冷剂的压力；和蒸发器148，其使由减压器147降低了压力的液体制冷剂蒸发。冷藏库149还具有制冷剂流量调整部135，该制冷剂流量调整部135将冷凝器146与蒸发器148之间的制冷剂的流路进行开放和切断。另外，冷藏库149以如下方式构成，在压缩机145停止期间，利用制冷剂流量调整部135切断冷凝器146与蒸发器148之间的制冷剂流路。另外，压缩机145的驱动装置由电动机驱动装置120构成。根据这种结构，能够防止在压缩机145停止时，高温的制冷剂流入至冷凝器146侧所引起的冷凝器146的温度的上升。由此，能够降低压缩机145再起动时的制冷循环的能量的损失。

本发明的实施方式3的冷藏库149也可以以如下方式构成，压缩机145从停止状态进行起动时，在压缩机145的吸入侧压力与排出侧压力之间附加规定以上的压力差。根据这种结构，在压缩机145进行再起动时，也能够从与压缩机145的驱动期间大致相同的压力状态进行起动。由此，起动后，压缩机145的吸入侧和排出侧的压力能够立即返回成压缩机145运转期间的稳定压力状态。因此，能够大幅降低在压缩机145起动后直到返回成稳定的压力状态的制冷循环的能量的损失。

本发明的实施方式3的冷藏库149也可以包括电动机驱动装置120。另外，冷藏库149也可以包括由电动机驱动装置120驱动的压缩机145。根据这种结构，即使为了冷藏库149的库内温度调节而进行压缩机145的导通控制或断开控制，在压缩机145停止期间，也能够防止冷凝器146内的高温制冷剂流入蒸发器148内所引起的热负载的增加，并且能够抑制直到压缩机145起动时的压力状态返回成压缩机145运转时的稳定压力的制冷循环的能量的损失，所以能够提供消耗电力量低的冷藏库149。

另外，本发明的实施方式4的电动机驱动装置150具有：整流平滑电路122，其包括对交流电压进行整流的整流部122a和将整流部122a的输出电压转换为稳定的直流电压的利用电容器构成的平滑部122b；和无刷dc电动机124，其包括具有永磁铁的转子和具有三相绕组的定子。电动机驱动装置150还具有：6个开关元件123a～123f以三相桥结构连接，以整流平滑电路122的输出为输入向三相绕组供给电力的逆变器123；位置检测部126，其检测转子的旋转位置；和速度检测部127，其根据来自位置检测部126的信号检测无刷dc电动机124的速度。电动机驱动装置150还具有：通电相设定部151，其根据检测出的转子的旋转位置和驱动速度决定定子绕组的通电相；和误差检测部128，其检测由速度检测部127检测出的速度与目标速度的误差。电动机驱动装置150还具有：pwm控制部129，其将逆变器123的任意的开关元件123a～123f通过导通斩波或断开斩波的pwm控制来调整逆变器123的输出电压，以使得无刷dc电动机124的速度成为目标速度；和驱动波形生成部153，其生成逆变器123的驱动波形。电动机驱动装置150以如下方式构成，在切换无刷dc电动机124的通电绕组时，选定进行pwm控制的斩波的开关元件123a～123f，以使得从切断电力供给的绕组流动对平滑部122b的电容器进行充电的电流。根据这种结构，切换无刷dc电动机124的绕组的通电相时，切断了通电的绕组所蓄积的能量作为再生返回电源侧，所以能够使切断了电力供给的电动机绕组的电流在短时间内变为零。由此，能够根据出现于电动机端子电压的电动机感应电压的零交叉点可靠地检测电动机转子的磁极位置，所以能够提高无刷dc电动机的起动性能。

本发明的实施方式4的电动机驱动装置150也可以作为驱动压缩机145的驱动装置而构成。由电动机驱动装置150驱动的压缩机145，即使在驱动由于停电等而停止时，在压缩机145的吸入侧与排出侧之间具有压力差，需要较大的起动转矩的状态下，也能够快速地进行再起动。由此，能够缩短压缩机145的停止期间，压缩机145能够稳定地起动。

本发明的实施方式4的冷藏库149具有：冷凝器146，其对由压缩机145压缩得到的高温高压的气体制冷剂进行冷凝；减压器147，其降低由冷凝器146液化的液体制冷剂的压力；蒸发器148，其使由减压器147降低了压力的液体制冷剂蒸发；制冷剂流量调整部135，其对冷凝器146与蒸发器148之间的制冷剂的流路进行开放和切断。冷藏库149也可以以如下方式构成，在压缩机145停止期间，利用制冷剂流量调整部135，切断冷凝器146与蒸发器148之间的制冷剂流路。根据这种结构，能够防止在压缩机145停止时，高温的制冷剂流入至冷凝器146侧所引起的冷凝器146的温度的上升。由此，能够降低压缩机145的再起动时的制冷循环的能量的损失。

本发明的实施方式4的冷藏库149也可以以如下方式构成，在压缩机145从停止状态起动时，在压缩机145的吸入侧压力与排出侧压力之间附加规定以上的压力差。由此，在压缩机145进行再起动时，也能够从与压缩机145的驱动期间大致相同的压力状态进行起动，所以起动后，压缩机145的吸入侧和排出侧的压力能够立即返回成压缩机运转期间的稳定压力状态。因此，能够大幅降低在压缩机145起动后直到返回成稳定的压力状态的制冷循环的能量的损失。

本发明的实施方式4的冷藏库149也可以包括电动机驱动装置150或使用了电动机驱动装置150的压缩机145。根据这种结构，即使为了冷藏库149的库内温度调节而伴随压缩机145的导通控制或断开控制，在压缩机145停止期间，也能够防止冷凝器146内的高温制冷剂流入蒸发器内所引起的热负载的增加，并且能够抑制直到压缩机145起动时的压力状态返回成压缩机145运转时的稳定压力的制冷循环的能量的损失，所以能够提供消耗电力量低的冷藏库149。

产业上的可利用性

本发明提供即使在负载转矩变动较大的状态下也能够稳定地起动的、提高了高转矩驱动时和高负载驱动时的驱动性能的电动机驱动装置、和使用其的压缩机的驱动装置以及冷藏库。因此，不仅能够用于冷藏库，而且还能够广泛用于制冷装置、空调机、热泵式洗涤干燥机、热泵供水器、自动售货机和展示柜等。

附图标记说明

1交流电源(电源)

2整流电路

3平滑部

4逆变器

5无刷dc电动机

6位置检测部

7速度检测部

8速度加速部

9驱动部

17压缩机

19冷凝器

20减压器

21蒸发器

22冷藏库

30电动机驱动装置

76位置检测部

77速度检测部

78速度控制部

79电流检测部

80施加电压变更部

81驱动部

82电动机驱动装置

120电动机驱动装置

121交流电源(电源)

122整流平滑电路

122a整流部

122b平滑部

123逆变器

124无刷dc电动机

126位置检测部

127速度检测部

128误差检测部

129pwm控制部

130通电相设定部

131驱动波形生成部

132驱动部

135制冷剂流量调整部

144压缩构件

145压缩机

146冷凝器

147减压器

148蒸发器

149冷藏库

150电动机驱动装置

151通电相设定部

152pwm相设定部

153驱动波形生成部

154驱动部。