JPH0759384A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インバータ装置のスイッチング回路のスイッ
チング素子の短絡異常を検出してブラシレスモータを保
護する。 【構成】 ブラシレスモータ１５の端子電圧Ｖｕ〜Ｖｗ
と基準電圧Ｖ０とを比較して基本波信号Ｖｕ´〜Ｖｗ´
を得、この基本波信号Ｖｕ´〜Ｖｗ´に基づいて三相ブ
リッジ回路１３のトランジスタ７〜１２をオンオフ制御
するための通電信号Ｕｐ〜Ｗｎを出力させる制御回路１
７を設ける。そして、三相ブリッジ回路１３に過電流が
発生した場合には、過電流保護回路３２が動作してトラ
ンジスタ７〜１２を全てオフさせ、その後に、負側トラ
ンジスタ８，１０，１２の内のいずれか、若しくは、正
側トランジスタ７，９，１１の内のいずれかが短絡異常
の時には、負側若しくは正側短絡検出回路５４若しくは
５５が検出動作して、負側トランジスタ８，１０，１２
の全て若しくは正側トランジスタ７，９，１１の全てを
オンさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数相の巻線を有する
ブラシレスモータの各巻線をロータの所定の回転位置に
対応する転流タイミングで順次通電するためのスイッチ
ング回路を有するインバータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エアコンや冷蔵庫において、コン
プレッサの能力可変や電力消費量の節約のために直流モ
ータの一種であるブラシレスモータを採用し、これをイ
ンバータ装置によって駆動することが行なわれている。
ブラシレスモータの場合には、通常、巻線の通電相を決
定するためにロータの回転位置信号を必要とするが、モ
ータの使用環境によっては位置検出センサを配置するこ
とが困難な場合がある。このため、本願発明者等は、モ
ータの巻線の誘起電圧を検出しこれを電気的に処理する
ことにより回転位置信号を得る技術を開発し、これを特
願昭６２−１６２６５４号として出願した。

【０００３】以下、この出願の発明がパルス幅変調（以
下、単にＰＷＭ）方式で実施される場合を例にし、これ
を従来技術として図４〜図１０を参照して説明する。図
４に示されたインバータ装置において、交流電源１に接
続される直流電源回路２は、全波整流回路３，リアクト
ル４ａ及び平滑用コンデンサ４ｂからなり、その正及び
負端子は、負端子側に電流検出抵抗３１を介して、正側
直流電源線５及び負側直流電源線６に接続されている。
この正側直流電源線５及び負側直流電源線６間には、ス
イッチング回路としてスイッチング素子例えばスイッチ
ング用トランジスタ７〜１２からなる三相ブリッジ回路
１３が接続され、その出力端子１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ
にブラシレスモータ１５の複数相例えば三相の各巻線１
５ｕ，１５ｖ，１５ｗが接続される。

【０００４】この三相ブリッジ回路１３において、正側
直流電源線５と出力端子１４ｕ，１４ｖ，１４ｗとの間
に接続された３個のトランジスタ７，９，１１は正側ス
イッチング素子に対応し、負側直流電源線６と出力端子
１４ｕ，１４ｖ，１４ｗとの間に接続された３個のトラ
ンジスタ８，１０，１２は負側スイッチング素子に対応
し、これら各トランジスタ７〜１２が所定の順序でオン
オフ制御されると、ブラシレスモータ１５は、その各巻
線１５ｕ〜１５ｗが１２０度（電気角、以下同様）の位
相差をもって順次繰り返し通電されることにより、回転
駆動される。この場合、１つのトランジスタは、１２０
度オン、２４０度オフのオンオフ周期で制御され、且
つ、オン周期では、図６に示すＰＷＭ信号Ｐ１によって
デューティの制御がなされるので、ブラシレスモータ１
５の各巻線１５ｕ〜１５ｗの端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ
は図６に示す波形になる。

【０００５】図５は、ＰＷＭ制御を伴わない場合の巻線
１５ｕの端子電圧Ｖｕ及び電流Ｉｕの波形を示す。この
波形において、約６０度（期間Ｔａ）の区間にわたる傾
斜部分は巻線の誘起電圧、又、細長い正負パルスは三相
ブリッジ回路１３の各トランジスタと並列に接続された
フリーホイールダイオードＤ１〜Ｄ６によるパルス電
圧、又、Ｖ０は直流電源線５，６間に接続された抵抗分
圧回路１６によって形成された基準電圧である。この図
５から、転流タイミングは誘起電圧と基準電圧Ｖ０とが
クロスする時点から約３０度遅れていることが理解され
る。

【０００６】前記端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、制御手
段たる制御回路１７に設けられたコンパレータ１８〜２
０によって前記基準電圧Ｖ０と比較されることによっ
て、図６に示すような、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの１
８０度区間認識用の基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´
に変換される。更に、これらの基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ
´，Ｖｗ´は、制御回路１７に設けられた波形合成回路
２１に与えられ、ここでＰＷＭ信号Ｐ１との照合により
正パルス成分のみから時間幅１８０度の連続方形波から
なり、且つ、互いに１２０度の位相差を有する回転位置
信号Ｕａ，Ｖａ，Ｗａに変換される。即ち、制御回路１
７は、ロータ回転位置検出手段としての機能も有する。

【０００７】更に、この波形合成回路２１内では、これ
に保有された第１及び第２のタイマー機能のうち、第１
のタイマー機能によって、前記３つの回転位置信号Ｕ
ａ，Ｖａ，Ｗａから時間幅が各々６０度をもつ６個の第
１の位相区分パターンＸ１〜Ｘ６を形成し、第２のタイ
マー機能によって、第１の各位相区分パターンＸ１〜Ｘ
６の終点を起点とする時間幅が各々３０度（Ｔａ／２）
をもつ６個の第２の位相区分パターンＹ１〜Ｙ６を形成
する。そして、波形合成回路２１は、最終的に上記のよ
うな第１及び第２の位相区分パターンから、図６に示す
ように、通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎ
を合成する。これらの通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖ
ｎ，Ｗｐ，Ｗｎの位相パターンは三相ブリッジ回路１３
のトランジスタ７〜１２に要求された転流タイミングパ
ターンに一致する。

【０００８】一方、速度判定回路２２は、速度指令信号
Ｓｃと波形合成回路２１からブラシレスモータ１５の回
転数検出信号として与えられた通電信号Ｗｎとから速度
偏差を判定し、その速度偏差に対応した速度偏差信号Ｓ
ｄを出力して、これをパルス幅変調回路２３に与える。
このパルス幅変調回路２３は、ＰＷＭ信号Ｐ１のデュー
テイを速度偏差信号Ｓｄの大きさに応じるように制御す
る。

【０００９】なお、パルス幅変調回路２３からのＰＷＭ
信号Ｐ１は、波形合成回路２１に与えられるようになっ
ていて、波形合成時のイネーブル信号として作用するよ
うになっている。

【００１０】又、電流検出抵抗３１の電流検出信号Ｓ１
は、過電流保護回路３２に与えられるようになってい
る。この過電流保護回路３２は、常には出力信号Ｅ１を
ハイレベルとしており、電流検出信号Ｓ１が設定値以上
となる出力信号Ｅ１をロウレベルとするようになってい
る。そして、過電流保護回路３２からの出力信号Ｅ１及
び波形合成回路２１からの通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，
Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎはゲート回路３３を構成するアンド回
路３４，３５，３６，３７，３８，３９の入力端子に与
えられ、更に、パルス幅変調回路２３からのＰＷＭ信号
Ｐ１はアンド回路３４，３６，３８の入力端子に与えら
れるようになっている。従って、過電流保護回路３２が
過電流を検出したときには、出力信号Ｅ１がロウレベル
となって通電信号Ｕｐ〜Ｗｎはアンド回路３４〜３９に
よってしゃ断（停止）される。

【００１１】さて、過電流保護回路３２の出力信号Ｅ１
がハイレベルのときには、デューティ制御されたＰＷＭ
信号Ｐ１は、アンド回路３４，３６，３８によって通電
信号Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐと合成、即ち、論理積をとられた
後駆動回路２４のフォトカプラ等の駆動部２５，２７，
２９を介して三相ブリッジ回路１３の正側トランジスタ
７，９，１１のベースに入力信号たるベース信号として
供給されて、これらがＰＷＭモードでオンオフ制御さ
れ、また、負側トランジスタ８，１０，１２のベースに
は、前記通電信号Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎのみがフォトカプラ
等の駆動部２６，２８，３０を介して供給されて、これ
らは、ＰＷＭモードを伴わないオンオフ制御がなされ、
これによって、ブラシレスモータ１５が駆動を継続する
とともにデューティ制御によりその回転数制御がなされ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
ては、三相ブリッジ回路１３に金属片が侵入した場合、
トランジスタ７〜１２のいずれかが熱破壊した場合或い
は駆動回路２４の駆動部２５〜３０のいずれかに異常が
発生した場合等において、１つ或いは複数のトランジス
タが短絡異常状態になると、ブラシレスモータ１５の誘
起電圧を電源として巻線１５ｕ〜１５ｗに電流が流れ
る。

【００１３】ところで、１つ或いは複数のトランジスタ
が短絡異常状態になった場合における三相ブリッジ回路
１３の状態は、２の６乗即ち６４通り考えられるが、電
流の流れる経路を考えると、次の３通りになる。

【００１４】（１）第１のパターン 正側トランジスタ７，９，１１の内の１つ或いは負側ト
ランジスタ８，１０，１２の内の１つが短絡異常状態の
場合。

【００１５】（２）第２のパターン 正側トランジスタ７，９，１１の内の２つ或いは負側ト
ランジスタ８，１０，１２の内の２つが短絡異常状態の
場合。

【００１６】（３）第３のパターン 正側トランジスタ７，９，１１の全て或いは負側トラン
ジスタ８，１０，１２の全てが短絡異常状態の場合。

【００１７】図７〜図９は、三相ブリッジ回路１３及び
ブラシレスモータ１５部分を取出して示す部分回路図で
ある。

【００１８】図７は、第１のパターンの一例を示すもの
で、負側トランジスタ１２が短絡異常状態（他のトラン
ジスタ７〜１１はオフ）である。この状態では、電流は
矢印で示すように流れ、各巻線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ
には一方向に電流が流れるようになり、各巻線１５ｕ，
１５ｖ，１５ｗの電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの波形は図１０
に示すようになる。

【００１９】図８は、第２のパターンの一例を示すもの
で、負側トランジスタ１０，１２が短絡異常状態（他の
トランジスタ７〜９，１１はオフ）である。この状態で
は、電流は矢印のように流れ、巻線１５ｕには一方向に
電流が流れ、巻線１５ｖ，１５ｗには正負双方向に電流
が流れるようになり、各巻線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの
電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの波形は図１１に示すようにな
る。

【００２０】図９は、第３のパターンの一例を示すもの
で、負側トランジスタ８，１０，１２の全てが短絡異常
状態（他のトランジスタ７，９，１１はオフ）である。
この状態では、電流は矢印で示すように流れ、各巻線１
５ｕ，１５ｖ，１５ｗには正負双方向に電流が流れるよ
うになり、各巻線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの電流Ｉｕ，
Ｉｖ，Ｉｗの波形は図１２に示すようになる。

【００２１】尚、図１０〜図１２は、ブラシレスモータ
１５が同じ回転数で回転していたときにそれぞれのパタ
ーンの短絡異常状態が生じた場合のシュミレーションに
よる電流波形図である。

【００２２】このことから明らかなように、図１０及び
図１１で示すような第１及び第２のパターンのような短
絡異常状態が生じた場合には、図１２で示すような第３
のパターンのような短絡異常状態が生じた場合に比し、
電流が大きく、ブラシレスモータ１５のロータの永久磁
石に減磁を引起こす虞れがある。そして、ブラシレスモ
ータ１５のロータの永久磁石に減磁が生ずると、ブラシ
レスモータ１５の回転数が設定値まで上らなくなった
り、或いは、流れる電流が大きくなったりする等、ブラ
シレスモータ１５にとって致命的な不具合が生ずる。

【００２３】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ブラシレスモータの巻線に通電するた
めのスイッチング回路のスイッチング素子に短絡異常が
発生した場合に、誘起電圧を電源とする巻線に流れる電
流を極力抑制することができるインバータ装置を提供す
るにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のインバー
タ装置は、ブラシレスモータが有する複数相の巻線に順
次通電するための複数個のスイッチング素子を有するス
イッチング回路と、通電信号を形成する制御手段と、こ
の制御手段からの通電信号に従って前記スイッチング素
子をオンオフ制御する駆動回路と、前記スイッチング素
子の短絡異常を検出して前記スイッチング素子をオンオ
フ制御する短絡検出手段とを具備する構成に特徴を有す
る。

【００２５】請求項２記載のインバータ装置は、ブラシ
レスモータが有する複数相の巻線に順次通電するために
正側直流電源線と出力端子との間に接続された複数個の
正側スイッチング素子及び負側直流電源線と出力端子と
の間に接続された複数個の負側スイッチング素子からな
るスイッチング回路と、前記ブラシレスモータのロータ
の回転位置を検出するロータ回転位置検出手段と、この
ロータ回転位置検出手段からの回転位置信号に基づいて
所定の転流タイミングに対応する通電信号を得る制御手
段と、この制御手段からの通電信号に従って前記スイッ
チング素子をオンオフ制御する駆動回路と、前記スイッ
チング回路に流れる過電流を検出して前記スイッチング
素子の全てをオフさせる過電流保護回路と、前記スイッ
チング素子の短絡異常を検出して前記スイッチング素子
をオンオフ制御する短絡検出手段とを具備する構成に特
徴を有する。

【００２６】この場合、短絡検出手段を、過電流保護回
路の動作後にスイッチング回路に流れる電流が前記過電
流保護回路の設定値より大なる所定値以上となったとき
に、正側スイッチング素子の全て或いは負側スイッチン
グ素子の全てをオンさせるように構成するとよい（請求
項３）。

【００２７】

【作用】請求項１記載のインバータ装置によれば、短絡
検出手段がスイッチング回路のスイッチング素子の短絡
異常を検出したときには、その短絡検出手段は、前記ス
イッチング素子を制御手段によるオンオフ制御とは別に
オンオフ制御するようになるので、ブラシレスモータの
巻線に流れる電流を極力抑制することになる。

【００２８】請求項２記載のインバータ装置によれば、
スイッチング回路、即ち、ブラシレスモータに過電流が
流れたときには、これを過電流保護回路が検出してスイ
ッチング回路のスイッチング素子の全てをオフさせる。
従って、過電流保護を実行できるのであるが、この場合
に、スイッチング回路のスイッチング素子に短絡故障が
発生していると、スイッチング素子、即ち、ブラシレス
モータの巻線に誘起電圧を電源として大きな電流が流れ
るようになるので、短絡検出手段は、スイッチング素子
の短絡異常を検出したときにはスイッチング素子をオン
オフ制御し、ブラシレスモータの巻線に流れる電流を極
力抑制することになる。

【００２９】請求項３記載のインバータ装置によれば、
短絡検出手段は、過電流保護回路の動作後にスイッチン
グ回路に流れる電流が前記過電流保護回路の設定値より
大なる所定値以上となったときにスイッチング素子の短
絡異常と判断するもので、短絡異常と判断したときに
は、具体的には、正側スイッチング素子の全て或いは負
側スイッチング素子の全てをオンさせるのである。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図１〜図３
を参照して説明するに、この実施例では図４〜図１２に
示す従来例と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、異なる部分についてのみ説明する。

【００３１】図１に示すように、直流電源回路２の平滑
用コンデンサ４ｂの一方の端子と正側直流電源線５との
間には電流検出抵抗３１と同様の電流検出抵抗４０が介
在されており、平滑用コンデンサ４ｂと電流検出抵抗４
０との共通接続点には正側接続線５ａが接続され、平滑
用コンデンサ４ｂと電流検出抵抗３１との共通接続点に
は負側接続線６ｂが接続されている。そして、スイッチ
ング回路１３において、フリーホイールダイオードＤ
１，Ｄ３及びＤ５に代わるフリーホイールダイオード４
１，４３及び４５の各アノードはトランジスタ７，９及
び１１のエミッタに接続され、各カソードは正側接続線
５ａに接続されているとともに、フリーホイールダイオ
ードＤ２，Ｄ４及びＤ６に代わるフリーホイールダイオ
ード４２，４４及び４６の各カソードはトランジスタ
８，１０及び１２のコレクタに接続され、各アノードは
負側接続線６ａに接続されている。

【００３２】ゲート回路３３と駆動回路２４との間に介
在されたゲート回路４７は６個のオア回路４８〜５３か
らなり、各オア回路４８〜５３の一方の入力端子にはア
ンド回路３４〜３９の出力信号が与えられ、各オア回路
４８〜５３の出力信号は駆動部２５〜３０に与えられる
ようになっている。

【００３３】短絡検出手段たる負側短絡検出回路５４
は、電流検出抵抗３１の電流検出信号Ｓ１を入力とする
もので、常には出力信号Ｅ２をロウレベルとしており、
電流検出信号Ｓ１が過電流保護回路３２の設定値より大
なる所定値以上となると、出力信号Ｅ２をハイレベルと
するようになっている。そして、この負側短絡検出回路
５４の出力信号Ｅ２は、ゲート回路４７のオア回路４
９，５１及び５３の各他方の入力端子に与えられるよう
になっている。又、短絡検出手段たる正側短絡検出回路
５５は、電流検出抵抗４０の電流検出信号Ｓ２を入力と
するもので、常には出力信号Ｅ３をロウレベルとしてお
り、電流検出信号Ｓ２が過電流保護回路３２の設定値よ
り大なる所定値以上となると、出力信号Ｅ３をハイレベ
ルとするようになっている。そして、この正側短絡検出
回路５５の出力信号Ｅ３は、ゲート回路４７のオア回路
４８，５０及び５２の各他方の入力端子に与えられるよ
うになっている。

【００３４】次に、本実施例の作用につき、図２及び図
３をも参照しながら説明する。図２の時刻Ｔ１及び図３
の時刻Ｔ４より前の正常状態においては、電流検出抵抗
３１及び４０の電流検出信号Ｓ１及びＳ２は、過電流保
護回路３２の設定値Ｒａよりも小であり、勿論、この設
定値Ｒａより大なる負側短絡検出回路３１及び正側短絡
検出回路４０の所定値Ｒｂよりも小である。従って、過
電流保護回路３２の出力信号Ｅ１はハイレベルになり、
負側短絡検出回路５４及び正側短絡検出回路５５の出力
信号Ｅ２及びＥ３はロウレベルとなっている。これによ
り、ゲート回路３４〜３９からの信号はオア回路４８〜
５３を経て駆動部２５〜３０に与えられるようになり、
三相ブリッジ回路１３は従来と同様に正常に動作する。

【００３５】今、図２の状態の時刻Ｔ１において、負側
トランジスタ１０に短絡異常が発生した場合を考えてみ
る。時刻Ｔ１においては正側トランジスタ９がオンする
ので、トランジスタ９及び１０がともにオン状態とな
り、直流電源回路２は短絡状態になって、正及び負直流
電源線５及び６に流れる電流が急激に増大する。従っ
て、電流検出抵抗３１及び４０の電流検出信号Ｓ１及び
Ｓ２も急激に増大する。そして、電流検出信号Ｓ１が設
定値Ｒａ以上になると（時刻Ｔ２）、過電流保護回路３
２は出力信号Ｅ１をハイレベルからロウレベルへと変化
させるように動作し、アンド回路３４〜３９の出力信号
は全てロウレベルとなり、トランジスタ７〜１２にはベ
ース信号が与えられなくなる。

【００３６】これにより、トランジスタ７〜９及び１
１，１２はオフするが、トランジスタ１０は短絡異常が
発生してベース信号が与えられなくてもオン状態になっ
ているので、ブラシレスモータ１５の誘起電圧を電源と
して、巻線１５ｖ，トランジスタ１０，電流検出抵抗３
１，フリーホイールダイオード４２及び巻線１５ｕの経
路と、巻線１５ｖ，トランジスタ１０，電流検出抵抗３
１，フリーホイールダイオード４６及び巻線１５ｗの経
路とで大きな電流が流れ、電流検出抵抗３１の電流検出
信号Ｓ１は、再び急激に増大する。そして、電流検出信
号Ｓ１が所定値Ｒｂ以上になると（時刻Ｔ３）、負側短
絡検出回路５４は、負側トランジスタの短絡異常と判断
して、出力信号Ｅ２をロウレベルからハイレベルへと切
換える。

【００３７】負側短絡検出回路５４からのハイレベルの
出力信号Ｅ２は、オア回路４９，５１及び５３を介して
駆動部２６，２８及び３０に与えられるようになるの
で、駆動部２６，２８及び３０は負側トランジスタ８，
１０及び１２にベース信号を連続して与えるようにな
り、負側トランジスタ８，１０及び１２は全てオン状態
になる。この状態においては、各巻線１５ｕ，１５ｖ及
び１５ｗに流れる電流は、図１２に示す状態と同様にな
って、正負双方向に流れるようになり、従って、極力小
に抑制されるようになる。

【００３８】一方、図３の状態の時刻Ｔ４において、正
側トランジスタ９に短絡異常が発生した場合を考えてみ
る。時刻Ｔ４においては負側トランジスタ１０がオンす
るので、トランジスタ９及び１０がともにオン状態とな
り、直流電源回路２は短絡状態になって、正及び負直流
電源線５及び６に流れる電流が急激に増大する。従っ
て、電流検出抵抗３１及び４０の電流検出信号Ｓ１及び
Ｓ２も急激に増大する。そして、電流検出信号Ｓ１が設
定値Ｒａ以上になると（時刻Ｔ５）、過電流保護回路３
２は出力信号Ｅ１をハイレベルからロウレベルへと変化
させるように動作し、アンド回路３４〜３９の出力信号
は全てロウレベルとなり、トランジスタ７〜１２にはベ
ース信号が与えられなくなる。

【００３９】これにより、トランジスタ７，８及び１０
〜１２はオフするが、トランジスタ９は短絡異常が発生
してベース信号が与えられなくてもオン状態になってい
るので、ブラシレスモータ１５の誘起電圧を電源とし
て、巻線１５ｕ，フリーホイールダイオード４１，電流
検出抵抗４０，トランジスタ９及び巻線１５ｖの経路
と、巻線１５ｗ，フリーホイールダイオード４５，電流
検出抵抗４０，トランジスタ９及び巻線１５ｖの経路と
で大きな電流が流れ、電流検出抵抗４０の電流検出信号
Ｓ２は、再び急激に増大する。そして、電流検出信号Ｓ
２が所定値Ｒｂ以上になると（時刻Ｔ６）、正側短絡検
出回路５５は、正側トランジスタの短絡異常と判断し
て、出力信号Ｅ３をロウレベルからハイレベルへと切換
える。

【００４０】正側短絡検出回路５５からのハイレベルの
出力信号Ｅ３はオア回路４８，５０及び５２を介して駆
動部２５，２７及び２９に与えられるようになるので、
駆動部２５，２７及び２９は正側トランジスタ７，９及
び１１にベース信号を連続して与えるようになり、正側
トランジスタ７，９及び１１は全てオン状態になる。こ
の状態においては、各巻線１５ｕ，１５ｖ及び１５ｗに
流れる電流は、図１２に示す状態と同様になって、正負
双方向に流れるようになり、従って、極力小に抑制され
るようになる。

【００４１】尚、以上は、負側トランジスタ１０若しく
は正側トランジスタ９が短絡異常を発生した場合につい
て述べたものであるが、他の負側トランジスタ８或いは
１２若しくは他の正側トランジスタ７或いは１１が短絡
異常を発生した場合、負側トランジスタ８，１０及び１
２の内の２つ若しくは正側トランジスタ７，９及び１１
の内の２つが短絡異常を発生した場合にも、前述同様に
して、負側短絡検出回路５４若しくは正側短絡検出回路
５５が検出動作を行なうようになる。

【００４２】このように、本実施例によれば、電流検出
抵抗３１の電流検出信号Ｓ１が過電流保護回路３２の設
定値Ｒａ以上となったときには、過電流保護回路３２が
動作して三相ブリッジ回路１３のトランジスタ７〜１２
を全てオフさせ、その後において、電流検出抵抗３１の
電流検出信号Ｓ１が所定値Ｒｂ以上となった場合には、
負側短絡検出回路５４が負側トランジスタ８，１０及び
１２の内の１つ或いは２つが短絡異常を生じたと判断し
て負側トランジスタ８，１０及び１２の全てをオン状態
にし、若しくは、電流検出抵抗４０の電流検出信号Ｓ２
が所定値Ｒｂ以上となった場合には、正側短絡検出回路
５５が正側トランジスタ７，９及び１１の内の１つ或い
は２つが短絡異常を生じたと判断して正側トランジスタ
７，９及び１１の全てをオン状態にするようにした。

【００４３】即ち、負側トランジスタ８，１０及び１２
の内の１つ或いは２つに短絡異常が生じた場合、若しく
は、正側トランジスタ７，９及び１１の内の１つ或いは
２つに短絡異常が生じた場合には、三相ブリッジ回路１
３の転流動作時に必ず正側トランジスタと対応する負側
トランジスタとが同時にオン状態となる期間が生じて直
流電源回路２が短絡状態となるものであり、従って、先
ず、過電流保護回路３２がトランジスタ７〜１２を全て
オフ状態とする動作を行なうようになる。そして、前述
したように、三相ブリッジ回路１３のトランジスタに短
絡異常が生じている場合には、その後も、電流検出抵抗
３１若しくは４０の電流検出信号Ｓ１若しくはＳ２が急
激に増加するものであり、従って、負側短絡検出回路５
４若しくは正側短絡検出回路５５が検出動作して負側ト
ランジスタ８，１０及び１２の全て若しくは正側トラン
ジスタ７，９及び１１の全てをオン状態にする。

【００４４】これにより、ブラシレスモータ１５の誘起
電圧を電源としてその巻線１５ｕ，１５ｖ及び１５ｗに
流れる電流を極力小となるように抑制することができ
て、ブラシレスモータ１５の永久磁石形ロータの永久磁
石に減磁が生ずることを防止することができ、従って、
ブラシレスモータ１５の回転数が設定値まで上がらなく
なったり或いは流れる電流が大になったりすることを防
止することができる。

【００４５】尚、上記実施例では、ブラシレスモータ１
５の巻線１５ｕ，１５ｖ及び１５ｗの端子電圧Ｖｕ，Ｖ
ｖ及びＶｗと基準電圧Ｖ０との比較によって回転位置信
号Ｕａ，Ｖａ及びＷａ（図６参照）を得るようにした
が、例えば、ロータ回転位置検出手段たるホール素子等
の位置検出素子をブラシレスモータ１５に配設してロー
タの回転位置信号を得るようにしてもよく、或いは、速
度指令信号Ｓｃに基づいて制御手段により直接通電信号
を形成するオープンループ方式としてもよく、従って、
パルス変調回路２３によるＰＷＭ制御も必要に応じて行
なえばよい。

【００４６】

【発明の効果】本発明のインバータ装置は、以上説明し
た通り、ブラシレスモータの巻線に通電するためのスイ
ッチング回路のスイッチング素子に短絡異常状態が生じ
た場合には、これを短絡検出手段により検出して、巻線
への通電のために前記スイッチング素子をオンオフ制御
する制御手段とは別に前記スイッチング素子をオンオフ
制御するようにしたので、スイッチング素子の短絡異常
時にブラシレスモータの誘起電圧を電源として前記巻線
に流れる電流を極力抑制することができ、従って、ブラ
シレスモータのロータの減磁を防止することができて、
ブラシレスモータの回転数が設定値まで上がらなくなっ
たり或いは巻線に大きな電流が流れたりすることを防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図

【図２】図１の各部の波形図

【図３】図２とは異なる状態の各部の波形図

【図４】従来例を示す回路図

【図５】図４に示すブラシレスモータの一つの巻線の電
圧および電流波形図

【図６】図４の各部の波形図

【図７】異常発生状態を示す部分回路図その１

【図８】異常発生状態を示す部分回路図その２

【図９】異常発生状態を示す部分回路図その３

【図１０】図７の状態における各巻線の電流波形図

【図１１】図８における各巻線の電流波形図

【図１２】図９における各巻線の電流波形図

【符号の説明】

２は直流電源回路、５は正側直流電源線、６は負側直流
電源線、７，９，１１は正側トランジスタ（正側スイッ
チング素子）８，１０，１２は負側トランジスタ（負側
スイッチング素子）、１３は三相ブリッジ回路（スイッ
チング回路）、１４ｕ〜１４ｗは出力端子、１５はブラ
シレスモータ、１５ｕ〜１５ｗは巻線、１７は制御回路
（制御手段，ロータ回転位置検出手段）、２２は速度判
定回路、２３はパルス幅変調回路、２４は駆動回路、３
２は過電流保護回路、３３及び４７はゲート回路、５４
は負側短絡検出回路（短絡検出手段）、５５は正側短絡
検出手段（短絡検出手段）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/5387 9181−5Ｈ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラシレスモータが有する複数相の巻線
   に順次通電するための複数個のスイッチング素子を有す
   るスイッチング回路と、 通電信号を形成する制御手段と、 この制御手段からの通電信号に従って前記スイッチング
   素子をオンオフ制御する駆動回路と、 前記スイッチング素子の短絡異常を検出して前記スイッ
   チング素子をオンオフ制御する短絡検出手段とを具備し
   てなるインバータ装置。
2. 【請求項２】 ブラシレスモータが有する複数相の巻線
   に順次通電するために正側直流電源線と出力端子との間
   に接続された複数個の正側スイッチング素子及び負側直
   流電源線と出力端子との間に接続された複数個の負側ス
   イッチング素子からなるスイッチング回路と、 前記ブラシレスモータのロータの回転位置を検出するロ
   ータ回転位置検出手段と、 このロータ回転位置検出手段からの回転位置信号に基づ
   いて所定の転流タイミングに対応する通電信号を得る制
   御手段と、 この制御手段からの通電信号に従って前記スイッチング
   素子をオンオフ制御する駆動回路と、 前記スイッチング回路に流れる過電流を検出して前記ス
   イッチング素子の全てをオフさせる過電流保護回路と、 前記スイッチング素子の短絡異常を検出して前記スイッ
   チング素子をオンオフ制御する短絡検出手段とを具備し
   てなるインバータ装置。
3. 【請求項３】 短絡検出手段は、過電流保護回路の動作
   後にスイッチング回路に流れる電流が前記過電流保護回
   路の設定値より大なる所定値以上となったときに、正側
   スイッチング素子の全て或いは負側スイッチング素子の
   全てをオンさせるように構成されていることを特徴とす
   る請求項２記載のインバータ装置。