电动机驱动装置以及使用它的压缩机和冰箱

摘要

本发明提供电动机驱动装置以及使用该电动机驱动装置的压缩机和冰箱。该电动机驱动装置包括：相位修正部(2)，输出对在无刷直流电动机(4)通电的绕组进行切换的换向信号，使得在无刷直流电动机(4)的规定的绕组中流动的电流的相位与电压的相位保持规定的关系；和驱动部(16)，根据从相位修正部(25)输出的换向信号输出驱动信号，该驱动信号指示逆变器对无刷直流电动机(4)供给电力的供给定时，其中，通过将电流的相位与电压的相位保持规定关系的信号来驱动无刷直流电动机(4)，因此，能够提高高速高负载下的驱动的稳定性，扩展驱动范围。

权利要求

1.一种电动机驱动装置，对包括转子和具有三相绕组的定子的无刷直流电动机进行驱动，该电动机驱动装置的特征在于，包括：逆变器，将直流电力转换为交流电力，并将电力供给到所述无刷直流电动机；

电流相位检测部，检测在所述无刷直流电动机中流动的电流的相位；

相位修正部，根据所述电流相位检测部的检测结果，输出对所述无刷直流电动机的通电的绕组进行切换的换向信号，使得在所述无刷直流电动机的规定的绕组中流动的电流与电压的相位差基于负载扭矩大致线性地变化；和驱动部，根据从所述相位修正部输出的换向信号，对所述逆变器输出驱动信号，该驱动信号指示所述逆变器向所述无刷直流电动机供给电力的供给定时。

2.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述电流相位检测部对在所述无刷直流电动机的所述定子的三相绕组中的任意一相流动的电流的相位进行检测。

3.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述相位修正部根据以所述无刷直流电动机的电流的相位为基准的任意的定时，输出对所述无刷直流电动机的通电的绕组进行切换的换向信号。

4.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述相位修正部通过修正对所述无刷直流电动机的所述定子的三相绕组的任意一相的通电时间，以规定的关系保持所述无刷直流电动机的电流的相位和电压的相位。

5.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述电流相位检测部通过检测零交叉点，来检测在所述无刷直流电动机中流动的电流的相位。

6.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：还具有检测在所述无刷直流电动机中流动的电流的电流检测部，所述电流相位检测部基于由所述电流检测部检测出的电流，来检测所述无刷直流电动机的相电流的相位。

7.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述电流检测部是电流传感器。

8.一种电动机驱动装置，对包括转子和具有三相绕组的定子的无刷直流电动机进行驱动，该电动机驱动装置的特征在于，包括：逆变器，将直流电力转换为交流电力，并将电力供给到所述无刷直流电动机；

电流相位检测部，检测在所述无刷直流电动机中流动的电流的相位；

相位修正部，根据所述电流相位检测部的检测结果，输出对所述无刷直流电动机的通电的绕组进行切换的换向信号，使得在所述无刷直流电动机的规定的绕组中流动的电流的相位与电压的相位保持规定的关系；

驱动部，根据从所述相位修正部输出的换向信号，对所述逆变器输出驱动信号，该驱动信号指示所述逆变器向所述无刷直流电动机供给电力的供给定时；和检测所述无刷直流电动机的转子的相对位置的位置检测部，所述相位修正部包括：

第一换向部，根据所述位置检测部的信号，输出对所述无刷直流电动机的通电的绕组进行切换的第一换向信号；

第二换向部，根据由所述电流相位检测部检测出的电流的相位，输出对所述无刷直流电动机的通电的绕组进行切换的第二换向信号；

判定所述无刷直流电动机的负载的状态的负载判定部；和切换部，根据所述负载判定部的判定结果，将向所述驱动部输出的换向信号切换为所述第一换向信号和所述第二换向信号中的任一信号。

9.如权利要求8所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述负载判定部还具有对所述第一换向信号的占空比为最大的情况进行判定的占空比判定部，所述切换部，在所述占空比判定部判定为所述信号的占空比为最大时，将向所述驱动部输出的信号，从所述第一换向信号切换为所述第二换向信号。

10.如权利要求8所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述负载判定部还具有对所述位置检测部的信号与所述第二信号的相位差进行判定的相位差判定部，所述切换部，在所述相位差判定部判定为所述相位差不小于规定的值时，将向所述驱动部输出的信号，从所述第二换向信号切换为所述第一信号。

11.如权利要求10所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述负载判定部还具有速度调整部，该速度调整部在所述相位差判定部判定为所判定的相位差大于规定的值时，降低所述第二信号的频率。

12.如权利要求1～11中任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述无刷直流电动机具有在铁心埋入永久磁铁而成的转子，所述转子具有凸极性。

13.如权利要求1～11中任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述无刷直流电动机驱动压缩机。

14.一种压缩机，其特征在于：

包括由权利要求1～11中任一项所述的电动机驱动装置驱动的无刷直流电动机。

15.一种冰箱，其特征在于：

包括权利要求14所述的压缩机。

说明书

电动机驱动装置以及使用它的压缩机和冰箱

技术领域

[0001] 本发明涉及驱动无刷直流电动机的电动机驱动装置以及使用该电动机驱动装置的压缩机和冰箱。

背景技术

[0002] 现有的电动机驱动装置，为了扩展无刷直流电动机的驱动范围，对低负载下的驱动和高负载下的驱动进行切换来控制。即，现有的电动机驱动装置，在低负载下通过脉冲宽度调制(PWM)反馈控制，来进行基于无刷直流电动机的旋转位置的速度控制。此外，在专利文献1中公开的现有的电动机驱动装置，在高负载下进行以一定周期切换无刷直流电动机的通电相位的同步驱动。图10是表示在专利文献1中记载的现有的电动机驱动装置的框图。

[0003] 在图10中，电源101是一般的商用电源，在日本是有效值为100V的50Hz或60Hz的交流电源。整流平滑电路102以交流电源101作为输入，对直流电力进行整流平滑，其由桥连接的四个整流二极管102a～102d和平滑电容器102e、102f构成。逆变器103是将六个开关元件103a～103f进行三相全桥连接而构成的。逆变器103将来自整流平滑电路102的直流电力转换为交流电力，并向无刷直流电动机104供给任意的电压和频率的交流电力。无刷直流电动机104由具有永久磁铁的转子和具有三相星型接线的绕组的定子构成。

[0004] 反向电压检测电路105基于在无刷直流电动机104的定子绕组中产生的反向电压来检测转子的相对位置。驱动电路106使逆变器103的开关元件103a～103f导通/断开。换向电路107在以定常状态驱动无刷直流电动机104的情况下，根据反向电压检测电路105的输出来决定使开关元件103a～103f的哪一个开关元件导通。同步驱动电路108在以无刷直流电动机104作为同步电动机进行驱动的情况下，输出规定频率、规定电压(规定占空比)。

[0005] 切换电路109将传送到驱动电路106的信号切换为换向电路107的信号或同步驱动电路108的信号。PWM控制电路110仅切断逆变器103的开关元件103a～103f的上侧臂或下侧臂的开关元件，进行PWM控制。通过使脉冲宽度的占空比(脉冲周期中的导通周期的比例)提高/降低，使输出电压上升/下降。负载状态判定电路111根据来自反向电压检测电路105的信号来判定无刷直流电动机104的负载状态，决定切换电路109的驱动模式的切换。负载状态判定电路111由第一计时器电路112、第二占空比判定电路113和相位判定电路114构成。第一计时器电路112在由同步驱动电路108进行的驱动开始时启动计时器，经过一定时间后终止计时器。占空比判定电路113在占空比为最大(100％)时，检测最大负载。

[0006] 相位判定电路114检测反向电压检测电路105的信号与同步驱动电路108的信号的相位差，获知当前的负载状态。频率调整电路115检测反向电压检测电路105的信号与同步驱动电路108的信号的相位差，当该相位差小于规定值时，降低来自同步驱动电路108的输出频率。

[0007] 具有上述结构的现有的电动机驱动装置，由于对电动机的负载增大，所以无法通过在检测无刷直流电动机104的转子的同时进行反馈控制来保持规定速度。因此，现有的电动机驱动装置，切换到开环控制的同步驱动，切换到目标旋转速度一定的换向。在切换到同步驱动之后，在经过由第一计时器电路112计时的一定时间之后，再次返回至反馈控制。

[0008] 因此，电动机的转子相对于换向定时滞后。即，相对于感应电压的相位，端子电压的相位相对超前，电流的相位与感应电压的相位相比也同样为超前相位。由此，因为同步驱动时成为与弱磁控制相同的状态，所以能够简单地扩展无刷直流电动机104的驱动范围。

[0009] 此外，即使是为了提高电动机的效率而牺牲了最高转速的低扭矩电动机，也扩大驱动范围，使得在最大负载点能够得到期望的转速。并且，在通常负载下进行反馈控制，由此以更高的效率驱动高效率的电动机。

[0010] 然而，上述现有的结构，通过开环以一定的换向周期同步驱动高速高负载下的无刷直流电动机。因此，在一定的低负载范围内，感应电压以与负载相应的一定的滞后相位跟随施加电压。即，无刷直流电动机的转子以与负载相应的一定的滞后相位跟随换向。此外，根据感应电压和施加电压的关系，电流的相位确定。其结果是，无刷直流电动机的感应电压、施加电压、绕组电流的相位关系在一定的状态下稳定，并且扩展能够驱动的负载范围。

[0011] 但是，在负载大到某种程度以上的情况下，由于转子相对于换向滞后，所以成为弱磁状态。即，在以转子位置为基准时，施加电压的相位和电流的相位相对于转子的感应电压的相位为超前相位，成为弱磁状态。在该状态下，转子以与换向周期同步的方式加速。然后，由于转子的加速，电流的相位的超前角减小，之后转子减速。该状态反复出现，转子反复该加速和减速。由此其结果是，存在驱动状态(驱动速度)不能收敛于稳定状态的可能性。即，存在由于转子的速度变动导致感应电压的相位不稳定，施加电压的相位与电流的相位的相位关系变动的可能性。在这样的驱动状态下，由于无刷直流电动机的转速存在变动，所以可能伴随速度变化产生噪声。另外，周期的加减速可能导致产生电动机电流的增减脉动，产生电流脉动可能导致过电流保护停止，进而最终可能导致产生无刷直流电动机的失步停止。

[0012] 为了不产生这样的不良情况，现有的电动机控制装置，在无刷直流电动机的旋转不稳定的状态下不进行驱动。这限制了无刷直流电动机的高速和高负载下的驱动。即，存在不能扩展驱动范围(驱动范围狭窄)的问题。

[0013] 现有文献

[0014] 专利文献

[0015] 专利文献1：日本特开平9-88837号

发明内容

[0016] 本发明是为了解决上述现有问题而完成的，其目的在于提供一种无刷直流电动机的驱动装置，能够提高无刷直流电动机在高速高负载下的驱动的稳定性，扩展驱动范围，并且能够抑制主要由于外部原因导致的不稳定状态，提高可靠性。

[0017] 本发明的电动机驱动装置是对包括转子和具有三相绕组的定子的无刷直流电动机进行驱动的电动机驱动装置。此外，本发明具有：将直流电力转换为交流电力，并将电力供给到无刷直流电动机的逆变器；和检测在无刷直流电动机中流动的电流的相位的电流相位检测部。此外，本发明具有：相位修正部，根据电流相位检测部的检测结果，输出对无刷直流电动机的通电的绕组进行切换的换向信号，使得在无刷直流电动机的规定的绕组中流动的电流的相位与电压的相位保持规定的关系。此外，本发明具有：驱动部，根据从相位修正部输出的换向信号，对逆变器输出驱动信号，该驱动信号指示逆变器向无刷直流电动机供给电力的供给定时。

[0018] 根据上述结构，由于通过相位修正部使得电动机的电流的相位与电压的相位的关系被保持，所以即使在不检测电动机的转子的位置且高速高负载下的驱动中，电动机的旋转也稳定。因此，本发明的电动机驱动装置能够提供一种无刷直流电动机的驱动装置，其能够提高无刷直流电动机在高速高负载下的驱动的稳定性，扩展驱动范围，并且能够抑制主要由于外部原因导致的不稳定状态，提高可靠性。

附图说明

[0019] 图1是本发明的实施方式1的电动机驱动装置的框图。

[0020] 图2A是说明该实施方式的电动机驱动装置的相位关系的图。

[0021] 图2B是说明该实施方式的电动机驱动装置的其他相位关系的图。

[0022] 图3是表示该实施方式的无刷直流电动机的扭矩与相位的关系的图。

[0023] 图4是表示本发明的实施方式2的电动机驱动装置的动作的流程图。

[0024] 图5是该实施方式的电动机驱动装置的第二换向部的时序图。

[0025] 图6是表示该实施方式的电动机驱动装置的第二换向部的动作的流程图。

[0026] 图7是该实施方式的电动机驱动装置的位置检测部的时序图。

[0027] 图8是该实施方式的无刷直流电动机的主要部分的截面图。

[0028] 图9是具有本发明的实施方式3的电动机驱动装置的冰箱的框图。

[0029] 图10是现有的电动机驱动装置的框图。

具体实施方式

[0030] 以下，关于本发明的实施方式，参照附图进行说明。

[0031] (实施方式1)

[0032] 图1是本发明的实施方式1的电动机驱动装置的框图。在图1中，电源1是一般的商用电源，在日本是有效值为100V的50Hz或60Hz的交流电源。电动机驱动装置22与电源1连接，对无刷直流电动机4进行驱动。以下，对电动机驱动装置22进行说明。

[0033] 整流平滑电路2以电源1作为输入，将交流电力整流平滑为直流电力，由桥连接的四个整流二极管2a～2d和平滑电容器2e、2f构成。逆变器3由三相全桥连接六个开关元件3a～3f构成。逆变器3将来自整流平滑电路2的直流电力转换为交流电力，向无刷直流电动机4供给任意的电压和频率的交流电力。无刷直流电动机4由具有永久磁铁的转子和具有三相星型接线的绕组(三相绕组)的定子构成。

[0034] 电流检测部8检测无刷直流电动机4的相电流，在本实施方式中，设置在逆变器3的输出与定子绕组之间。作为检测相电流的方法，具有以下方法：在逆变器3的下侧开关元件3b、3d、3f与逆变器输入N一侧、即整流平滑电路2的二极管2c、2d的阳极侧之间安装分流电阻，基于在该分流电阻产生的电压来检测电流。但是，由于分流电阻导致产生损耗，所以也可以不使用分流电阻，而使用电流传感器来降低损耗。

[0035] 电流相位检测部9基于电流检测部8的输出来检测相电流的相位，但是可以基于无刷直流电动机4的定子的三相绕组中的任意一相的相位，来检测电动机的电流为最大或最小时的相位。或者，作为更简单的方法，也可以检测在任意一相中流动的电流的零交叉定时等特定相位的定时。

[0036] 相位修正部25以使在无刷直流电动机4中流动的电流的相位与电压的相位保持规定的关系的方式，输出表示切换无刷直流电动机4的通电绕组的定时的信号即换向信号。在此，在无刷直流电动机4中流动的电流的相位，能够从电流相位检测部9获得。换向信号的输出将以在无刷直流电动机4中流动的电流的相位为基准的任意定时作为基准即可。因此，也可以使用检测容易且可靠的、基于电流的零交叉定时的电流相位检测部9的检测结果，输出换向信号。

[0037] 驱动部16根据从相位修正部25输出的换向信号，输出驱动信号，该驱动信号指示逆变器3向无刷直流电动机4供给的电力的供给定时。通过该驱动信号，使逆变器3的开关元件3a～3f导通/断开。由此，无刷直流电动机4被驱动。另外，本实施方式的电动机驱动装置22，并不特别检测无刷直流电动机4的转子的位置。

[0038] 接着，使用附图，针对相位修正部25保持为规定关系的、在无刷直流电动机4中流动的电流的相位与电压的相位进行说明。图2A、图2B是用于说明本发明的动作的图，表示由同步驱动电路开环驱动无刷直流电动机4时的、相电流与无刷直流电动机4的端子电压的相位关系。

[0039] 在图2A、图2B中，横轴表示时间，纵轴表示以感应电压的相位为基准的相位(即与感应电压的相位差)。在两图中，线A1表示相电流的相位，线B1表示端子电压的相位，线C1表示相电流与端子电压的相位差。而且，图2A表示在低负载下稳定的驱动状态，图2B表示电动机驱动装置的驱动限度下的状态。此外，因为图2A、图2B中电流的相位均超前于端子电压的相位，所以可知：无刷直流电动机以非常高的速度驱动，并且感应电压处于较高的状态。

[0040] 如图2A所示，在同步驱动下处于稳定的驱动状态时，使转子相对于换向滞后与负载的状态相应的角度。即，从转子看来，换向为超前相位，并保持规定的关系。即，从感应电压看来，电压和电流的相位为超前相位，并保持规定的关系。由于其与弱磁控制为相同的状态，所以能够进行高速的驱动。

[0041] 另一方面，如图2B所示，在负载相对于驱动速度为较大的情况下，转子相对于换向滞后而成为弱磁状态，转子以与换向周期同步的方式加速。然后，由于转子加速，电流的相位的超前角减小，然后转子减速。该状态反复进行，转子反复该加速和减速。由此，其结果是驱动状态(驱动速度)不稳定。即，如图2B所示，相对于以一定周期进行的换向，无刷直流电动机的旋转发生变动。因此，在以感应电压的相位为基准的情况下，端子电压的相位发生变动，驱动状态变得不稳定。这是因为，由于开环驱动，在电动机的转子脱离同步时，不能把握其位置，相对于感应电压无法固定端子电压的相位(即换向定时)。因此，为了在同步驱动状态下使驱动稳定，总是将感应电压与端子电压的相位关系固定即可。相位修正部25输出保持上述规定关系的换向信号。即，输出无刷直流电动机4的电流的相位(线A1)与电压的相位(线B1)的相位差(线C1)固定的换向信号。

[0042] 另外，相位修正部25也可以通过修正向无刷直流电动机4的三相绕组中的任意一相的通电时间，输出相位差固定的换向信号。这对无刷直流电动机4的负载是惯性大的负载的情况特别有效。惯性大的负载由于短时间内速度的变动非常少，所以也可以通过修正向任意一相的通电时间，输出相位差固定的信号，能够不发生速度变动变大的情况，并且获得稳定的驱动性能。由此，能够驱动的负载范围扩展。

[0043] 图3是表示同步驱动无刷直流电动机4时扭矩与相位的关系的图。在图3中，横轴表示电动机扭矩，纵轴表示以感应电压的相位为基准的相位差，在相位为正的情况下，表示相对于感应电压的相位超前。此外，图3中线A2是无刷直流电动机4的电流的相位、线B2是端子电压的相位时表示在同步驱动下的稳定状态。因为电流的相位超前于端子电压的相位，所以判定为在感应电压较高的高速下的驱动。

[0044] 根据图3所示的相电流的相位与端子电压的相位的关系可以明确，相对于负载扭矩，电流的相位的变化非常少。另一方面，因为端子电压的相位直线地变化，所以与负载扭矩相应地，电流与电压的相位差大致线形地变化。在此，如上所述，同步驱动下在稳定驱动的状态下，如图2A所示，感应电压、电动机的电流、端子电压的相位保持固定的关系并且稳定。即，电动机的电流的相位与端子电压的相位，根据负载以适当的相位关系平衡。因此，特别是在高速高负载下的驱动中，如图3所示，通过将电动机的电流的相位与电压的相位根据负载总是保持并固定为适当的相位关系，由此能够避免反复发生现有电动机驱动装置中产生的加速减速的现象，还能够扩大驱动范围。

[0045] (实施方式2)

[0046] 使用图1，对本发明的实施方式2的电动机驱动装置进行说明。其中，对与实施方式1中说明过的结构要素相同的结构要素，标注相同的附图标记进行说明。

[0047] 在图1中，电源1、整流平滑电路2、逆变器3、无刷直流电动机4是与实施方式1相同的结构要素。位置检测部5检测无刷直流电动机4的转子的相对位置。检测无刷直流电动机4的转子的相对位置的方法能够适用任意方法。例如，作为检测因无刷直流电动机4的旋转而产生的感应电压的零交叉点的方法，已知有如下方法：在逆变器3的任意相的上下两开关元件(例如U相的开关元件3a和3b)的断开期间，比较逆变器3的输出端子的电压和逆变器3的直流电压的1/2的大小，并检测其大小关系反转的定时。

[0048] 第一换向部6基于反馈控制决定无刷直流电动机4的换向定时，并将其作为第一换向信号输出。速度指令部7指示无刷直流电动机4的驱动速度。第一换向部6基于由位置检测部5得到的位置信号的发生周期，检测无刷直流电动机4的当前的驱动速度，并基于检测出的驱动速度与由速度指令部7指示的指令速度的偏差，决定施加到逆变器3的电压和施加定时即换向定时。具体来讲，在120度方波驱动时，在从感应电压的零交叉点检测时(即位置检测时)起电角度经过了30度的定时施加电压的情况下，感应电压和端子电压为同相。通过基于电动机的种类、特性或负载状态等，调整从位置检测定时起的电压的施加定时，能够获得最优定时。此外，电压值的调整能够通过PWM控制容易地进行。PWM控制，在驱动速度相对于指令速度滞后的情况下，以增大施加电压的方式增大PWM占空比，在比指令速度快的情况下，减小占空比。由此，调整向无刷直流电动机4施加的电压，其结果是进行无刷直流电动机4的速度控制，通过感应电压检测进行反馈控制。

[0049] 电流检测部8检测相电流，设置在逆变器3的输出与定子绕组之间。作为相电流的检测方法，也存在与实施方式1相同，基于电流检测用分流电阻的电压进行检测的方法，但是电阻会导致损耗增加。因此，在本实施方式中，通过使用电流传感器8a，构成几乎不会增加损耗的高效率的电动机驱动装置22。

[0050] 电流相位检测部9与实施方式1相同，基于电流检测部8的输出来检测相电流的相位，但是也可以仅基于无刷直流电动机4的定子的三相绕组中的任意一相的相位，检测电动机的电流为最大或最小时的相位。这也有助于电动机驱动装置22的小型化和低成本化。或者，作为更简单的方法，也可以检测在任意一相中流动的电流的零交叉定时等特定相位的定时。此外，在本实施方式中，由电流检测部8得到的电流信息用于检测电流的相位，并非用于检测电流值。因此，不需要使用直流电流传感器等高精度的电流检测部8。从而，在本实施方式中，通过使用经由匝数为n的二次绕组检测作为测定对象的电流的非常廉价的交流电流传感器8a，由此实现电动机驱动装置22的低成本化。

[0051] 在交流电流传感器8a的选择中，通过使用商用电源(50Hz或60Hz)用的一般型号，能够进一步实现低成本化。此外，本实施方式中的交流电流传感器8a，并不用于检测电流值，而是专门检测零交叉定时。从而，由于也不特别要求输出精度，所以不需要根据输出精度进行选择因而成品率良好，能够选择价格低廉的部件。但是，就频率特性而言，虽然输出精度相对于电流频率发生变化不是问题，但是显然需要选择从相电流的最低频率起至最大频率为止稳定并且能够可靠地取得特定相位的类型。

[0052] 此外，在本实施方式中，作为相电流的任意的相位，检测相电流的零交叉点。由此，将交流电流传感器8a的输出向微机等的AD转换器输入，通过定期的(例如每20μs)数字采样检测电流的极性发生反转(即方向反转)的点，由此能够用软件容易地实现零交叉点的检测。此外，在硬件中，能够通过将交流电流传感器8a的输出向光耦合器输入，检测来自光耦合器的输出信号的上升沿和下降沿等容易地实现。

[0053] 另外，即使由于硬件的常数偏差、零交叉检测中的噪声除去滤波器的设置等而在检测定时产生一定的偏差的情况下，本发明的电动机驱动装置只要确定电动机的电流的任意基准相位即可。因此，在本实施方式中，能够实现对电路偏差等的影响非常少的电动机驱动装置。

[0054] 第二换向部10决定无刷直流电动机4的换向定时，并将其作为第二换向信号输出。该第二换向信号以由电流相位检测部9检测出的相电流的任意相位为基准，基于由速度指令部7指示的电动机的驱动速度和规定的占空比而被决定。

[0055] 负载判定部11判定无刷直流电动机4的负载状态。负载判定部11包括：判定PWM占空比的状态的占空比判定部12；判定位置检测定时与由第二换向部生成的第二换向信号的相位关系的相位差判定部13；和根据相位差判定部13来调整无刷直流电动机4的速度的速度调整部14。

[0056] 切换部15基于负载判定部11的负载状态的判定结果，切换第一换向部6的第一换向信号，或第二换向部10的第二换向信号。即，切换部15进行切换，使得采用第一换向信号和第二换向信号中的某一个作为表示切换与无刷直流电动机4通电的绕组的定时的信号(换向信号)。

[0057] 驱动部16基于由切换部15切换的、第一换向信号或第二换向信号的定时输出驱动信号，使逆变器3的开关元件3a～3f导通/断开。由此，无刷直流电动机4被驱动。

[0058] 说明如上所述构成的电动机驱动装置22的动作。图4是表示本实施方式的动作的流程图。在图4中，步骤1～3是在低负载下的驱动时，进行第一换向部6的反馈控制的步骤。另一方面，步骤4～7是在基于第一换向部6的驱动中达到限度的高负载下的驱动时，进行基于第二换向部10的同步驱动的步骤。首先，对步骤1～3的动作即第一换向部6的反馈控制进行说明。

[0059] 在图4中，首先，在步骤1中，以由速度指令部7指示的速度为目标，通过PWM反馈控制进行速度控制。其中，速度指令部7基于无刷直流电动机4的驱动环境和负载的状态，设定并指示适当的目标速度。PWM反馈控制为了进行位置检测反馈控制而控制换向定时，以使得成为效率最好的驱动状态。接着，在步骤2中确认驱动速度是否达到目标速度。当达到速度目标时，即以目标速度驱动时(步骤2为是(Yes))，返回步骤1。当未达到目标速度时(步骤2为否(No))，前进到步骤3。在步骤3中，负载判定部11内的占空比判定部12确认PWM占空比是否已达到最大占空比(一般是100％)。当PWM占空比不到100％时(步骤3为是(Yes))，由于通过PWM占空比控制能够进行速度控制，所以返回步骤1。在此，当PWM占空比达到最大时(步骤3为否(No))，无法进一步提高向无刷直流电动机4供给的电压。即，在基于第一换向部6的驱动下处于限度负载状态。

[0060] 这样，在基于第一换向部6的驱动达到限度时，切换部15从第一换向部切换到第二换向部10。由此，无刷直流电动机4基于第二换向部10被驱动。其后的步骤相当于图4中的步骤4之后，但是首先对基于第二换向部10的驱动进行说明。

[0061] 对于第二换向部10应输出的第二换向信号的基本考虑方法，与实施方式1中使用图2A、图2B、图3进行的说明相同。具体来讲，固定地保持无刷直流电动机4的电流的相位与端子电压的相位的相位差，即使相位差稳定。

[0062] 在此，对使与负载状态相应的无刷直流电动机4的电流的相位和端子电压的相位的相位差稳定的动作进行说明。图5是表示本实施方式的第二换向部10的换向定时的时序图。图5中，信号D表示U相电流的基准相位的定时，特别表示U相电流从负到正地使极性变化的点、即零交叉点D0。信号E、信号F、信号G分别表示U相、V相、W相的上侧开关元件3a、3c、3e的导通/断开状态。另外，通电是120度的方波通电。换向周期Tfrq是在基于第二换向部10的同步驱动中，基于速度指令部7的指令速度的固定的周期，并按该周期反复换向。

[0063] 时间T0～Tm是从相电流的基准相位开始至任意的相换向为止的时间，第二换向部10总是计测该时间。在本实施方式中，是从U相零交叉点开始至U相上侧开关元件3a导通为止的时间。时间TW0～TWm是任意的相的任意开关元件导通的时间，即通电时间。在本实施方式中，是W相上侧开关元件3e的通电时间。

[0064] 在此，使用图6，对决定该换向的定时的动作进行说明。图6是表示本实施方式的电动机驱动装置22的决定第二换向部10的换向定时的动作的流程图。

[0065] 首先，在步骤11中，取得从电流基准相位开始至任意的相换向为止的时间Tn。在本实施方式中，是从U相零交叉点开始至U相上侧开关元件3a导通的时间。在步骤12中，对取得的时间Tn与过去n个数据(T0～Tn-1)的平均时间Tav进行比较并计算差值。在步骤13中，基于该算出的差值来计算换向周期的修正量。修正量的计算，通过例如使其为差值的二分之一等，根据电动机特性和负载特性等使用最优修正式来决定。在步骤14中，基于在步骤13中计算出的修正量，对同步驱动的换向周期附加修正量，来决定任意的相的换向周期。在本实施方式中，决定W相上侧开关元件3e的通电时间TWn+1、即开关元件3c断开后至开关元件3a导通为止的时间。在步骤15中，加上本次取得的数据Tn，更新从相电流的基准相位开始至任意相的换向周期为止的平均时间Tav。

[0066] 换向周期的修正量以上述的方式决定，因此负载等稳定并且无刷直流电动机4的驱动也处于稳定状态的情况下，取得数据Tn与过去n次的平均时间Tav之差变得非常小。即，如图3所示，换向定时的修正量也为非常小的值，几乎不进行修正，而相位关系稳定。

[0067] 另一方面，在负载从稳定驱动的状态增加的情况下，如上所述转子的旋转相对于换向周期滞后。即，如图3所示，相电流的相位与端子电压的相位的相位差缩小，图5中的时间Tn缩短。从而，相对于Tav，Tn变小，Tav与Tn之差增加。在该情况下，使换向周期接近转子的旋转。即，使相电流的相位与端子电压的相位总是保持为一定。在本实施方式中，在使W相的换向周期滞后(即，延长W相上侧开关元件3e的通电时间)的方向上，附加基于Tav与Tn之差的修正量。另外，在该情况下，其他相的换向不进行修正，反复进行基于指令速度的换向。成为以使从相电流的基准相位开始至换向为止的时间Tm接近平均时间Tav的方式动作。

[0068] 从而，负载增大，转子相对于换向开始滞后，由此相电流的相位与端子电压的相位差变少，Tm变短。由此，由于成为换向定时的修正量的基准的Tav也逐渐变短，Tm和Tav平衡，保持与负载状态相应的相电流的相位与端子电压的相位的关系，获得适当的电流和电压超前角，由此驱动状态稳定。

[0069] 另外，在负载减轻的情况下，Tav与Tn的差以与负载增加时相反的符号增加，换向定时的修正也以相反符号的方向进行，但是与负载增加时的动作相同。

[0070] 这样，根据负载状态修正换向定时，以使得将相电流与端子电压的相位关系保持为适当的状态，由此能够将电动机感应电压(即电动机的旋转)的相位与相电流的相位、端子电压的相位的关系保持为适当的状态。其结果是，能够提高无刷直流电动机4在高速高负载下的驱动的稳定性，能够扩展高速高负载下的驱动性能。

[0071] 如上所述，在PWM占空比不到100％(图4中的步骤3为是(Yes))的低速低负载的状态下驱动无刷直流电动机4时，通过利用PWM反馈控制进行由第一换向部6进行的基于转子的相对位置的速度控制，能够实现高效率驱动。另一方面，在高速高负载的状态下驱动无刷直流电动机4的情况下，PWM占空比为100％(图4中的步骤3为否(No))，在第一换向部6中成为无法以目标速度驱动的负载状态。在该状态下，通过由第二换向部10进行的、保持使相电流和端子电压的相位与负载状态一致的相位关系的驱动控制，能够实现高扭矩驱动。由此，与现有的电动机驱动装置相比，能够实现进一步扩展驱动范围，不易受到外界干扰等的影响且稳定的高速高负载下的驱动性能。

[0072] 此外，在本实施方式中，通过仅在一相进行相电流的位置检测，提高电动机驱动装置22的性能价格比。另一方面，如果通过相电流的相位检测而取得二相或三相的全部相位信息来进行换向定时修正，也能够进行感度更好的修正控制。

[0073] 接着，对负载判定部11的相位差判定部13的动作进行说明。在进行基于第二换向部10的同步驱动的情况下，可驱动扭矩也具有限度。当超过扭矩限度时，无刷直流电动机4失步。因此，为了进一步提高本实施方式的电动机驱动装置的可靠性，在因失步而停止之前，施加故障保护动作。

[0074] 在此，使用图7对故障保护动作进行说明。图7是驱动无刷直流电动机4时的、位置检测部5的输出信号的时序图。图7的波形H1是U相的端子电压的波形。信号J1是位置检测部5的U相的输出信号。信号K是U相上的驱动信号。另外，区间S1和S2是U相的上下两方的开关元件断开的区间，以逆变器输入电压的1/2作为零交叉表示感应电压。另外，在本实施方式中对U相进行说明，但是在V相、W相即使具有±120度的相位偏差，也是同样的。

[0075] 在基于第二换向部10的驱动中，通过与位置检测部5的信号无关地、以一定的占空比和一定的定时反复换向的同步驱动，来驱动无刷直流电动机4。从而，在负载增大的情况或负载大的情况下，无刷直流电动机4的转子以相对于换向稍微滞后的方式旋转。即，以感应电压为基准时，端子电压的相位为超前相位。在该情况下，原来的端子电压的波形H1(感应电压)如波形H2所示向下方向移动。由此，位置检测部的输出信号J1也如信号J2所示那样按箭头L向右方向移动。相反地，在负载减小的情况或负载小的情况下，无刷直流电动机4的转子以相对于换向稍微超前的方式旋转。即，以感应电压为基准时，端子电压的相位为滞后相位。在该情况下，原来的端子电压的波形H1如波形H3所示那样向上方向移动。由此，位置检测部5的输出信号J1也如信号J3所示按箭头M向左方向移动。

[0076] 图7的时间t表示驱动信号的导通定时与位置检测部5的输出信号的上升沿的时间差。其中包含两信号的相位差φ的信息。例如在120度通电的情况下，在从位置检测信号的上升沿起至换向为止是20度时，相位差φ是10度。在第二换向部10，如上述那样，以与负载相应的相位关系稳定，以适当的超前角状态进行驱动。根据以上情况，驱动信号与位置检测部5的信号(即感应电压)的相位关系随负载发生变化。从而，根据驱动信号与位置检测部5的信号的相位差，能够得知无刷直流电动机4的负载状态。

[0077] 在此，返回图4，对步骤4之后进行说明。即，对步骤3中在PWM占空比达到最大的情况即PWM占空比是100％的情况(步骤3为否(No))进行说明。

[0078] 在基于第二换向部10的驱动中，相位差判定部13将U相的驱动信号和位置检测部5的U相输出信号的相位差φ，与规定的值即规定的最小相位差φmin进行比较判定(步骤4)。该相位差在规定的最小相位差φmin以上时(步骤4为否(No))，在步骤5中进行基于第二换向部10的同步驱动。进而，在步骤6中，相位差判定部13将该相位差φ与规定的值即规定的最大相位差φmax进行比较判定。当该相位差φ小于规定的最大相位差φmax时(步骤6为是(Yes))，原样返回步骤4。另一方面，当该相位差φ大于规定的最大相位差φmax时(步骤6为否(No))，速度调整部14通过降低无刷直流电动机4的输出，降低目标转速，使驱动速度降低(步骤7)。这样，避免因失步导致停止，能够提高电动机驱动装置的可靠性。另外，在步骤7中使驱动速度降低后，返回步骤4。

[0079] 另一方面，对在基于第二换向部10的驱动中负载状态变成非常轻的负载的情况进行说明。该情况下，由于相位差φ小于规定的最小相位差φmin(步骤4为是(Yes))，所以返回步骤1。即，判断为能够进行第一换向部6的位置检测反馈控制。具体来讲，被判断为能够进行基于第一换向部6的驱动的负载状态，通过切换部15，从第二换向信号切换至第一换向信号。即，无刷直流电动机4从同步驱动控制转移到位置检测反馈控制的驱动。由此，在第二换向部10的驱动时，负载减少，成为能够进行第一换向部6的驱动的负载状态，该情况下，能够精确地检测该定时，切换到第一换向部6的高效率的驱动。

[0080] 由此，本实施方式的电动机驱动装置22，在低速低负载下的驱动中，基于第一换向部6的第一换向信号，进行无刷直流电动机4的驱动，在高速高负载下的驱动中，基于第二换向部10的第二换向信号，进行无刷直流电动机4的驱动。从而，能够扩展无刷直流电动机4的驱动范围，特别是提高在高速高负载下的驱动的稳定性。由此，能够扩展无刷直流电动机4的负载范围，并且在高速高负载的状态下也能够驱动高效率的电动机，因此能够削减设备的消耗电力。

[0081] 接着，对本实施方式的无刷直流电动机4的结构进行说明。图8是表示本实施方式的无刷直流电动机4的转子的相对于旋转轴的垂直截面的截面图。

[0082] 转子4a由铁心4f和四块磁铁4b～4e构成。铁心4f是将0.35～0.5mm左右的薄硅钢板穿孔后叠层而构成的。磁铁4b～4e埋入铁心4f。磁铁4b～4e常采用圆弧形状的铁氧体类永久磁铁，如图所示，圆弧形状的凹部以朝向外侧的方式中心对称地配置。另一方面，作为磁铁4b～4e，在使用钕等稀土类的永久磁铁的情况下，有时也为平板形状。

[0083] 在上述结构的转子4a中，设从转子4a的中心朝向一个磁铁(例如4e)的中央的轴为d轴，设从转子4a的中心朝向一个磁铁(例如4e)和与其相邻的磁铁(例如4b)之间的轴为q轴。d轴方向的电感Ld和q轴方向的电感Lq具有反凸极性，二者是不同的。即，作为电动机，在磁铁的磁通量的扭矩(磁铁扭矩)以外，能够有效地使用利用了反凸极性的扭矩(磁阻扭矩)。从而，作为电动机，能够更有效地利用扭矩。其结果是，作为本实施方式，能够得到高效率的电动机。

[0084] 此外，在进行本实施方式的控制时，在进行基于第二换向部10的驱动的情况下，电流是超前相位。因此，由于较大地利用该磁阻扭矩，所以与不具有反凸极性(显极性)的电动机相比，能够进一步在高旋转下进行驱动。

[0085] 本实施方式的无刷直流电动机4，在转子4a的铁心4f中埋入永久磁铁4b～4e而构成转子，并且具有凸极性。此外，在永久磁铁的磁铁扭矩之外，还使用凸极性的磁阻扭矩。由此，显然能够提高低速时的效率，还能够进一步提高高速驱动性能。此外，采用钕等稀土类磁铁作为永久磁铁并增大磁铁扭矩的比例，或者使电感Ld、Lq的差变大并增大磁阻扭矩的比例，此时，能够通过改变最优的通电角来提高效率。

[0086] 此外，无刷直流电动机4例如存在驱动的大部分要求低负载下的驱动，临时要求高负载下的驱动的情况。即使这样的情况下，无刷直流电动机4也被要求在从低负载至高负载的宽范围中使用。该情况下，在使用频度高的低负载下，能够使用如下扭矩设计的无刷直流电动机4：能够进行占空比为100％的第一换向部6的驱动。由此，在驱动的大部分即低负载下，进行消耗电力小且高效率的驱动，相对于临时的高负载，进行第二换向部10的驱动，整体上能够进一步高效率化。

[0087] (实施方式3)

[0088] 图9是表示使用本发明的实施方式3的电动机驱动装置的冰箱的框图。在图9中对与图1相同的结构要素使用相同的附图标记进行说明。

[0089] 无刷直流电动机4与压缩要素24连接，形成压缩机17。在本实施方式中，压缩机17用于制冷循环。即，从压缩机17喷出的高温高压的制冷剂被送至冷凝器18进行液化，由毛细管19进行低压化，由蒸发器20蒸发，并再次返回至压缩机17。此外，在本实施方式中，冰箱21采用使用了电动机驱动装置22的制冷循环，蒸发器20冷却冰箱21的柜内23。

[0090] 这样，在本实施方式中，无刷直流电动机4对制冷循环的压缩机17的压缩要素24进行驱动。在此，压缩机17是往复运动式(往复型，Recipro)的情况下，在结构上，无刷直流电动机4与质量大的金属制的曲柄轴和活塞连接，成为惯性非常大的负载。因此，与压缩机17的制冷循环工序(吸入工序、压缩工序等)无关地，短时间内的速度的变动非常少。从而，即使仅根据任意一相的电流的相位决定换向定时，速度变动也不大，能够得到稳定的驱动性能。此外，在压缩机17的控制中，因为不要求高精度的转速控制和加减速控制等，所以本发明的电动机驱动装置22是对压缩机17的驱动而言非常有效的用途之一。

[0091] 此外，与用现有的电动机驱动装置驱动压缩机的情况相比，也能够扩展驱动范围。因此，能够通过进一步的高速驱动来提高制冷循环的制冷能力。由此，能够适用于即使在与目前相同的冷却系统中也要求更高的制冷能力的系统。从而，能够使要求高制冷能力的制冷循环小型化，能够以低成本提供。此外，在使用现有的电动机驱动装置的冷却循环中，也能够使用制冷能力小1级(例如压缩机气筒容积小)的压缩机，还能够实现冷却循环的小型化和低成本化。

[0092] 在本实施方式中，压缩机17用于冷却冰箱21的柜内23。冰箱经常在早晚的家务时间段等有限时间段和夏天被频繁地开关门。相反，在一天中的其余大部分时间段，门的开关频率低，柜内的冷却状态稳定。该情况下，无刷直流电动机4在低负载的状态下被驱动。从而，为了削减冰箱的消耗电力，提高无刷直流电动机的低速低负载下的驱动效率是有效的。

[0093] 在此，为了提高无刷直流电动机的低速低负载下的驱动效率，即为了降低消耗电力，增加定子的线圈数即可。但是，像这样无刷直流电动机无法应对高速高负载下的驱动。另一方面，为了提高无刷直流电动机的低速低负载下的驱动性能，虽然减少定子的线圈数即可，但是消耗电力增大。由于本发明能够较大地扩展无刷直流电动机4的高速高负载下的驱动范围，所以即使是低速低负载下的驱动效率高且消耗电力小的无刷直流电动机也能够使用。由此，提高冰箱的占据一天中大部分时间的低负载状态下的无刷直流电动机的驱动效率，其结果是消减冰箱的消耗电力。

[0094] 在此，对本实施方式的冰箱21中使用的无刷直流电动机4的电动机的绕组设计进行说明。在冰箱21的使用频率最高的转速和负载状态(例如在转速为40Hz、压缩机输入电力为80W左右)下进行驱动时，如果设计成进行120～150度通电且占空比为100％，则通过第一换向部6，能够降低无刷直流电动机4的铁损和逆变器3的转换损耗。由此，电动机效率和电路效率均能够引出最高效率。其结果，能够使冰箱21的消耗电力为最小限度。

[0095] 此外，扩展高速高负载下的驱动范围，能够提高制冷循环的制冷能力。从而，在频繁地打开和关闭冰箱门的情况下，或者在除霜运转后或设置后等柜内温度高的高负载的状态，进而将热的食品放入柜内使该食品急速冷却或冻结的情况下等进行的急速制冷运转等中，与具有使用现有的电动机驱动装置的制冷循环的冰箱相比，能够在短时间内冷却柜内和食品。进而，为了提高制冷循环的制冷能力，能够将较小的制冷循环用于大容量的冰箱。进而，由于制冷循环较小，所以也能够提高柜内容积效率(相对于冰箱整体体积的食品收纳部容积)。由此，也能够实现冰箱的低成本化。

[0096] 如以上说明，本发明是对包括转子和具有三相绕组的定子的无刷直流电动机进行驱动的电动机驱动装置。此外，本发明具有：将直流电力转换为交流电力，并将电力供给到无刷直流电动机的逆变器；和检测在无刷直流电动机中流动的电流的相位的电流相位检测部。此外，本发明具有：相位修正部，根据电流相位检测部的检测结果，输出对无刷直流电动机的通电的绕组进行切换的换向信号，使得在无刷直流电动机的规定的绕组中流动的电流的相位与电压的相位保持规定的关系。此外，本发明具有：驱动部，根据从相位修正部输出的换向信号，对逆变器输出驱动信号，该驱动信号指示逆变器向无刷直流电动机供给电力的供给定时。

[0097] 由此，即使是不检测无刷直流电动机的转子的位置的驱动，电动机的电流的相位与电压的相位的关系也稳定。因此，本发明能够扩展无刷直流电动机的驱动范围。

[0098] 另外，本发明的电流相位检测部检测在无刷直流电动机的定子的三相绕组中的任意一相流动的电流的相位。一般来说，在基于电动机的电流推定转子的位置的反馈控制中，为了分离三相的各电流，最低需要检测两相的电流。本发明仅检测用于检测特定相的基准相位的一相即可，能够实现电动机驱动装置的小型化和低成本化。

[0099] 此外，本发明的相位修正部，根据以无刷直流电动机的电流的相位为基准的任意的定时，输出对无刷直流电动机的通电的绕组进行切换的换向信号。由此，例如能够以检测容易且可靠的零交叉点为基准。因此，本发明能够可靠地保持电流的相位与电压的相位的关系。

[0100] 此外，本发明的相位修正部，通过修正对无刷直流电动机的定子的三相绕组的任意一相的通电时间，以规定的关系保持无刷直流电动机的电流的相位和电压的相位。由此，电流的相位与电压的相位的关系保持为与负载状态相应的适当的状态。因此，本发明能够提高高速高负载下的驱动的稳定性，扩展能够驱动的负载范围。

[0101] 此外，本发明的电流相位检测部，通过检测零交叉点，来检测在无刷直流电动机中流动的电流的相位。由此，能够以非常简单的方法可靠地检测电流的电位。因此，本发明能够实现电动机驱动装置的简单化以及伴随简单化的低成本化，并提高可靠性。

[0102] 此外，本发明还具有检测无刷直流电动机的转子的相对位置的位置检测部。此外，本发明的相位修正部具有：第一换向部，根据位置检测部的信号，输出对无刷直流电动机的通电的绕组进行切换的第一换向信号；第二换向部，根据由电流相位检测部检测出的电流的相位，输出对无刷直流电动机的通电的绕组进行切换的第二换向信号；和判定无刷直流电动机的负载的状态的负载判定部。此外，本发明具有切换部，根据负载判定部的判定结果，将向驱动部输出的换向信号切换为第一换向信号和第二换向信号中的任一信号。

[0103] 由此，能够根据无刷直流电动机的负载状态切换换向部。因此，本发明在需要高负载下的驱动的情况下能够进行高扭矩的驱动，在低负载下的驱动的情况下能够进行节能驱动。此外，本发明以在无刷直流电动机的定子绕组中流动的电流的相位为基准，确定施加到无刷直流电动机的电压的相位。因此，本发明通过无刷直流电动机的电流的相位与电压的相位的关系稳定，并且第二换向部的驱动的稳定性得以提高，能够大幅度地扩展无刷直流电动机的能够驱动的负载范围和速度范围。

[0104] 此外，本发明还具有对第一换向信号的占空比为最大的情况进行判定的占空比判定部。此外，本发明的切换部，在占空比判定部判定为信号的占空比为最大时，将向驱动部输出的信号，从第一换向信号切换为第二换向信号。

[0105] 由此，在作为低负载进行第一换向部的驱动时，在负载随着PWM占空比成为最大而变大的情况下，切换至第二换向部的驱动。因此，本发明能够扩展无刷直流电动机的能够驱动的负载范围。

[0106] 此外，本发明的负载判定部还具有对位置检测部的信号与第二换向信号的相位差进行判定的相位差判定部。此外，本发明的切换部，在相位差判定部判定为相位差不小于规定的值时，将向驱动部输出的信号，从第二换向信号切换为第一换向信号。

[0107] 由此，即使在通过第二换向部进行驱动的情况下，在负载减少并能够进行第一换向部的驱动时，切换至第一换向部的高效率的驱动。由此，本发明能够降低电力消耗。

[0108] 此外，本发明的负载判定部还具有速度调整部，该速度调整部在相位差判定部判定为所判定的相位差大于规定的值时，降低第二换向信号的频率。由此，本发明能够避免由于第二换向部的相位大幅偏离位置检测单元的信号而导致无刷直流电动机的失步停止，由此提高可靠性。

[0109] 此外，本发明还具有检测在无刷直流电动机中流动的电流的电流检测部，电流相位检测部基于由电流检测部检测出的电流，来检测无刷直流电动机的相电流的相位。由此，本发明能够容易且可靠地获得无刷直流电动机的电流相位，能够简化电动机驱动装置。

[0110] 此外，本发明的电流检测部使用电流传感器。由此，本发明提供能够利用电流检测单元尽可能降低电路损耗且高效率的电动机驱动装置。

[0111] 此外，本发明的无刷直流电动机具有在铁心埋入永久磁铁而成的转子，转子具有凸极性。由此，在无刷直流电动机的驱动中，能够有效地利用永久磁铁的磁力扭矩并且也能够有效地利用凸极性的磁阻扭矩。因此，本发明既能够提高低速下的驱动效率，也能够提高高速下的驱动效率。

[0112] 此外，本发明的无刷直流电动机驱动压缩机。在压缩机的驱动控制中，如工业用的伺服电动机控制等那样，不需要高精度的转速控制和加速控制等。此外，压缩机是惯性比较大的负载，特别是进行往复运动的往复式结构，其转子与金属性且重量较大的曲柄轴或活塞连接。因此，可以说是惯性非常大，并且短时间内的速度的变动非常少的负载。从而，即使使电流的相位的检测仅为一个相，也不会导致速度变动等的控制精度恶化。此外，通过扩展无刷直流电动机的驱动范围，即使在使用与现有的电动机驱动装置相同的压缩机时，也能够提高制冷能力。因此，本发明能够实现高能力的制冷循环的小型化和低价格化。

[0113] 此外，本发明是包括由具有上述结构的电动机驱动装置驱动的无刷直流电动机的压缩机。由此，压缩机的能够运转的负载范围和速度范围得到扩展。即，本发明是这样的压缩机，即，在负载小的情况下，能够以低速驱动无刷直流电动机进行高效率的运行，在负载大的情况下，能够以高速驱动无刷直流电动机进行制冷能力高的运转。

[0114] 此外，本发明是具有上述压缩机的冰箱。由此，随着压缩机的能够驱动的负载范围和速度范围的扩展，例如即使是使用为了提高低负载范围内的效率而增加了定子绕组的匝数的高效率且低扭矩设计的电动机的压缩机，通过切换为来自第二换向部的第二换向信号，也能够进行高速高负载下的驱动。从而，本发明能够兼顾以下要求：如冰箱一样，在占据大半天的稳定的冷却状态下要求高效率的运转，而在早晚的家务时间段或夏季等门的开闭较多的情况下，对于为了在除霜运转后等柜内温度上升的情况下等迅速冷却所需的临时的高速高负载下的驱动的设备提出相反的要求。

[0115] 产业上的可利用性

[0116] 本发明的电动机驱动装置，扩展无刷直流电动机的驱动范围，提高在高速高负载下的驱动的稳定性。由此，能够扩展无刷直流电动机的负载范围，并且在高速高负载的状态下也能够驱动高效率的电动机，因此能够消减设备的消耗电力。因此，能够适用于空调、洗衣机、热水器、泵等使用无刷直流电动机的各种用途。

[0117] 附图标记说明

[0118] 3 逆变器

[0119] 4 无刷直流电动机

[0120] 4a 转子

[0121] 4b、4c、4d、4e 磁铁(永久磁铁)

[0122] 4f 铁心

[0123] 5 位置检测部

[0124] 6 第一换向部

[0125] 8 电流检测部

[0126] 8a 交流电流传感器(电流传感器)

[0127] 9 电流相位检测部

[0128] 10 第二换向部

[0129] 11 负载判定部

[0130] 12 占空比判定部

[0131] 13 相位差判定部

[0132] 14 速度调整部

[0133] 15 切换部

[0134] 16 驱动部

[0135] 17 压缩机

[0136] 21 冰箱

[0137] 22 电动机驱动装置

[0138] 25 相位修正部