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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022086843
(43)【公開日】2022-06-09
(54)【発明の名称】モータ制御装置、空気調和機の室外機及びモータ制御方法
(51)【国際特許分類】
H02P 21/34 20160101AFI20220602BHJP
H02P 6/21 20160101ALI20220602BHJP
【ＦＩ】
H02P21/34
H02P6/21
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020199092
(22)【出願日】2020-11-30
(71)【出願人】
【識別番号】000006611
【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石原 佑理
【テーマコード（参考）】
5H505
5H560
【Ｆターム（参考）】
5H505AA04
5H505DD03
5H505EE41
5H505EE48
5H505EE49
5H505FF01
5H505FF10
5H505GG02
5H505GG04
5H505GG06
5H505HA06
5H505HB01
5H505JJ03
5H505JJ22
5H505JJ24
5H505JJ28
5H505KK05
5H505LL16
5H505LL37
5H505MM10
5H560AA01
5H560BB04
5H560DB13
5H560DC06
5H560EB01
5H560GG04
5H560HA01
5H560HA04
5H560HB02
5H560HC00
5H560TT15
5H560XA02
5H560XA04
5H560XA12
5H560XA13
(57)【要約】
【課題】ファンモータを確実に起動させること。
【解決手段】室外機ファンＦを正転方向に回転させるファンモータＭの駆動を制御するモータ制御装置１００において、回転検出部５２は、ファンモータＭの起動前にファンモータＭの空転方向及び空転速度を検出し、起動処理部５３は、ファンモータＭの起動時にファンモータＭのロータの位置を検出せずにファンモータＭのロータとステータの回転磁界とを同期させる同期運転を行う際に、ファンモータＭの目標回転速度を、空転速度よりも小さい値を有する回転速度とする。
【選択図】図１
【解決手段】室外機ファンＦを正転方向に回転させるファンモータＭの駆動を制御するモータ制御装置１００において、回転検出部５２は、ファンモータＭの起動前にファンモータＭの空転方向及び空転速度を検出し、起動処理部５３は、ファンモータＭの起動時にファンモータＭのロータの位置を検出せずにファンモータＭのロータとステータの回転磁界とを同期させる同期運転を行う際に、ファンモータＭの目標回転速度を、空転速度よりも小さい値を有する回転速度とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ファンを正転方向に回転させるモータの駆動を制御するモータ制御装置であって、
前記モータの起動前に前記モータの空転方向及び空転速度を検出する検出部と、
前記モータの起動時に前記モータのロータの位置を検出せずに前記ロータと前記モータのステータの回転磁界とを同期させる同期運転を行う際に、前記モータの目標回転速度を、前記空転速度よりも小さい値を有する第一回転速度とする起動処理部と、
を具備するモータ制御装置。
前記モータの起動前に前記モータの空転方向及び空転速度を検出する検出部と、
前記モータの起動時に前記モータのロータの位置を検出せずに前記ロータと前記モータのステータの回転磁界とを同期させる同期運転を行う際に、前記モータの目標回転速度を、前記空転速度よりも小さい値を有する第一回転速度とする起動処理部と、
を具備するモータ制御装置。
【請求項2】
前記起動処理部は、前記空転方向が前記正転方向である場合、前記モータを前記第一回転速度よりも小さい値を有する第二回転速度で所定時間だけ回転させた後、前記モータの回転速度を前記第二回転速度から前記第一回転速度へ向かって徐々に増加させる、
請求項１に記載のモータ制御装置。
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項3】
前記起動処理部は、前記空転方向が逆転方向である場合、前記モータを前記第一回転速度で所定時間だけ回転させた後、前記モータの回転速度を徐々に減少させる、
請求項１に記載のモータ制御装置。
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項4】
前記起動処理部は、前記モータの回転速度を徐々に減少させた後、前記モータの回転方向を前記逆転方向から前記正転方向に反転させる、
請求項３に記載のモータ制御装置。
請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項5】
前記モータの運転モードが同期運転モードからベクトル制御モードへ移行する前に、前記モータに印加される電圧の位相と前記ロータの位相とを合わせる位相調整を行う調整部、をさらに具備する、
請求項１に記載のモータ制御装置。
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項6】
ファンと、
前記モータと、
請求項１から５の何れか一項に記載のモータ制御装置と、
を具備する空気調和機の室外機。
前記モータと、
請求項１から５の何れか一項に記載のモータ制御装置と、
を具備する空気調和機の室外機。
【請求項7】
ファンを正転方向に回転させるモータの起動前に前記モータの空転方向及び空転速度を検出し、
前記モータの起動時に前記モータのロータの位置を検出せずに前記ロータと前記モータのステータの回転磁界とを同期させる同期運転を行う際に、前記モータの目標回転速度を、前記空転速度よりも小さい値を有する回転速度とする、
モータ制御方法。
前記モータの起動時に前記モータのロータの位置を検出せずに前記ロータと前記モータのステータの回転磁界とを同期させる同期運転を行う際に、前記モータの目標回転速度を、前記空転速度よりも小さい値を有する回転速度とする、
モータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、モータ制御装置、空気調和機の室外機及びモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
空気調和機の室外機は、熱交換機と、熱交換機用のファン（以下では「室外機ファン」と呼ぶことがある）と、室外機ファンを回転させるモータ（以下では「ファンモータ」と呼ぶことがある）とを有する。
【0003】
ファンモータは、起動の際には、停止状態から極低回転で運転を開始する。極低回転では誘起電圧が極小であるため、ファンモータの駆動を制御するモータ制御装置は、ファンモータのロータの位置（以下では「ロータ位置」と呼ぶことがある）を検出することが困難である。このため、モータ制御装置は、ファンモータの起動時点から、ファンモータの回転速度がロータ位置の検出が可能な速度に到達するまでの間、実際のロータ位置を検出せずにファンモータのロータとファンモータのステータの回転磁界とを同期させる運転（以下では「同期運転」と呼ぶことがある）を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００１－１２８４８５号公報
【特許文献2】特開２００８－１８７７７６号公報
【特許文献3】特開２００９－０３８８６７号公報
【特許文献4】特開２０１８－２０４８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、同期運転ではモータ制御装置は実際のロータ位置を検出しないため、ファンモータの負荷の状態によってはファンモータの起動が困難となる場合がある。
【0006】
例えば、ファンモータの起動前でも、室外機ファンが外風等から外力を受けて空転することがある。ファンモータは正転方向で起動するため、ファンモータの起動前に室外機ファンがファンモータの正転方向と逆方向に（つまり、逆転方向に）空転している場合には、ファンモータの起動時の負荷（以下では「起動時負荷」と呼ぶことがある）が大きくなる。起動時負荷が大きくなると、ファンモータの起動の際の同期運転においてファンモータの起動に失敗する可能性が大きくなる。
【0007】
そこで、本開示は、ファンモータを確実に起動させることができる技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示のモータ制御装置は、ファンを正転方向に回転させるモータの駆動を制御し、検出部と、起動処理部とを有する。前記検出部は、前記モータの起動前に前記モータの空転方向及び空転速度を検出する。前記起動処理部は、前記モータの起動時に前記モータのロータの位置を検出せずに前記ロータと前記モータのステータの回転磁界とを同期させる同期運転を行う際に、前記モータの目標回転速度を、前記空転速度よりも小さい値を有する回転速度とする。
【発明の効果】
【0009】
開示の技術によれば、ファンモータを確実に起動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の実施例を図面に基づいて説明する。以下の実施例において同一の構成には同一の符号を付す。
【0012】
［実施例］
＜モータ制御装置の構成＞
図１は、本開示の実施例のモータ制御装置の構成例を示す図である。図１において、モータ制御装置１００は、減算部１１，１４，１５，１９と、速度制御部１２と、励磁電流制御部１３と、ｄ軸電流制御部１６と、ｑ軸電流制御部１７と、非干渉化制御部１８と、加算部２０と、ｄｑ／３φ変換部２１と、ＰＷＭ部２２と、ＩＰＭ２３と、電流算出部２４と、３φ／ｄｑ変換部２５と、軸誤差算出部２６と、ＰＬＬ制御部２９と、積分部３０と、１／Ｐｎ処理部３１とを有する。また、モータ制御装置１００は、運転制御部５１と、回転検出部５２と、起動処理部５３と、第一位相調整部５４Ａと、第二位相調整部５４Ｂと、Ｖd生成部５５Ａと、Ｖq生成部５５Ｂと、Ｐｎ処理部５６と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４とを有する。スイッチＳＷ１は、入力端子ＳＷ１－１，ＳＷ１－２と出力端子ＳＷ１－０とを有し、スイッチＳＷ２は、入力端子ＳＷ２－１，ＳＷ２－２と出力端子ＳＷ２－０とを有する。スイッチＳＷ３は、入力端子ＳＷ３－１，ＳＷ３－２，ＳＷ３－３と出力端子ＳＷ３－０とを有し、スイッチＳＷ４は、入力端子ＳＷ４－１，ＳＷ４－２と出力端子ＳＷ４－０とを有する。
＜モータ制御装置の構成＞
図１は、本開示の実施例のモータ制御装置の構成例を示す図である。図１において、モータ制御装置１００は、減算部１１，１４，１５，１９と、速度制御部１２と、励磁電流制御部１３と、ｄ軸電流制御部１６と、ｑ軸電流制御部１７と、非干渉化制御部１８と、加算部２０と、ｄｑ／３φ変換部２１と、ＰＷＭ部２２と、ＩＰＭ２３と、電流算出部２４と、３φ／ｄｑ変換部２５と、軸誤差算出部２６と、ＰＬＬ制御部２９と、積分部３０と、１／Ｐｎ処理部３１とを有する。また、モータ制御装置１００は、運転制御部５１と、回転検出部５２と、起動処理部５３と、第一位相調整部５４Ａと、第二位相調整部５４Ｂと、Ｖd生成部５５Ａと、Ｖq生成部５５Ｂと、Ｐｎ処理部５６と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４とを有する。スイッチＳＷ１は、入力端子ＳＷ１－１，ＳＷ１－２と出力端子ＳＷ１－０とを有し、スイッチＳＷ２は、入力端子ＳＷ２－１，ＳＷ２－２と出力端子ＳＷ２－０とを有する。スイッチＳＷ３は、入力端子ＳＷ３－１，ＳＷ３－２，ＳＷ３－３と出力端子ＳＷ３－０とを有し、スイッチＳＷ４は、入力端子ＳＷ４－１，ＳＷ４－２と出力端子ＳＷ４－０とを有する。
【0013】
ＩＰＭ２３は、上アームのスイッチング素子としてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の３個のスイッチング素子Ｆu，Ｆv，Ｆwを有するとともに、下アームのスイッチング素子としてＸ相、Ｙ相、Ｚ相の各相の３個のスイッチング素子Ｆx，Ｆy，Ｆzを有する。ＰＷＭ部２２は、スイッチング素子Ｆu，Ｆv，Ｆw，Ｆx，Ｆy，Ｆzのスイッチングを制御するために、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の６相のＰＷＭ信号をＩＰＭ２３へ出力する。
【0014】
モータ制御装置１００は、ファンモータＭに接続され、ファンモータＭの駆動を制御する。ファンモータＭは室外機ファンＦに接続され、室外機ファンＦを回転させる。モータ制御装置１００、ファンモータＭ及び室外機ファンＦは、例えば、空気調和機の室外機に搭載される。
【0015】
減算部１１，１４，１５，１９、速度制御部１２、励磁電流制御部１３、ｄ軸電流制御部１６、ｑ軸電流制御部１７、非干渉化制御部１８、加算部２０、ｄｑ／３φ変換部２１、ＰＷＭ部２２、電流算出部２４、３φ／ｄｑ変換部２５、軸誤差算出部２６、ＰＬＬ制御部２９、積分部３０、１／Ｐｎ処理部３１、運転制御部５１、回転検出部５２、起動処理部５３、第一位相調整部５４Ａ、第二位相調整部５４Ｂ、Ｖd生成部５５Ａ、Ｖq生成部５５Ｂ、Ｐｎ処理部５６、及び、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４は、例えばマイクロコンピュータまたはプロセッサにより実現される。プロセッサの一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等が挙げられる。
【0016】
【0017】
図３は、本開示の実施例のｄ軸電流制御部の構成例を示す図である。図３において、ｄ軸電流制御部１６は、積分定数ＫIdの係数部１６１と、積分部１６２と、比例定数ＫPdの係数部１６３と、加算部１６４とを有する。
【0018】
図４は、本開示の実施例のｑ軸電流制御部の構成例を示す図である。図４において、ｑ軸電流制御部１７は、積分定数ＫIqの係数部１７１と、積分部１７２と、比例定数ＫPqの係数部１７３と、加算部１７４とを有する。
【0019】
図５は、本開示の実施例の第一位相調整部の構成例を示す図である。図５において、第一位相調整部５４Ａは、積分定数ＫIの係数部５４１Ａと、積分部５４２Ａと、比例定数ＫPの係数部５４３Ａと、加算部５４４Ａとを有する。
【0020】
図６は、本開示の実施例の第二位相調整部の構成例を示す図である。図６において、第二位相調整部５４Ｂは、制限部５４０Ｂと、積分定数ＫIの係数部５４１Ｂと、積分部５４２Ｂと、比例定数ＫPの係数部５４３Ｂと、加算部５４４Ｂとを有する。
【0021】
＜モータ制御装置における処理＞
図７は、本開示の実施例のモータ制御装置における処理手順の一例を示すフローチャートである。
図７は、本開示の実施例のモータ制御装置における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【0022】
ここで、ファンモータＭの起動前でも、空転する室外機ファンに連動してファンモータＭが正転方向または逆転方向に空転することがある。以下では、正転方向の空転を「正空転」と呼び、逆転方向の空転を「逆空転」と呼ぶことがある。回転検出部５２は、ファンモータＭの起動前に、ファンモータＭの空転時の回転方向（以下では「空転方向」と呼ぶことがある）と、ファンモータＭの空転時の回転速度（以下では「空転速度」と呼ぶことがある）とを検出し、検出した空転方向及び空転速度を運転制御部５１へ出力する。例えば、回転検出部５２は、ファンモータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の誘起電圧を用いて、空転方向及び空転速度を検出する。例えば、回転検出部５２は、Ｕ相の誘起電圧の立ち上がりエッジの次に検出される立ち上がりエッジがＶ相の誘起電圧の立ち上がりエッジである場合には、空転方向が正転方向であると判定し、Ｕ相の誘起電圧の立ち上がりエッジの次に検出される立ち上がりエッジがＷ相の誘起電圧の立ち上がりエッジである場合には、空転方向が逆転方向であると判定する。また、空転速度が大きくなるほどファンモータＭの誘起電圧の周期が小さくなるため、回転検出部５２は、例えば、Ｕ相の誘起電圧の周期に基づいて空転速度を検出する。
【0023】
そして、図７のステップＳＴ３１０では、運転制御部５１は、空転速度が、正転方向の所定の回転速度Ｒ１（以下では「正転Ｒ１」と呼ぶことがある）から逆転方向の所定の回転速度Ｒ２（以下では「逆転Ｒ２」と呼ぶことがある）までの範囲にあるか否かを判定する。例えば、ファンモータＭの巻き線抵抗値が６０Ωである場合、正転方向をプラス、逆転方向をマイナスとして、正転Ｒ１＝４００［ｒｐｍ］、逆転Ｒ２＝－１００［ｒｐｍ］に予め設定される。
【0024】
空転速度が正転Ｒ１から逆転Ｒ２までの範囲にある場合は（ステップＳＴ３１０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳＴ４１０へ進む。一方で、空転速度が正転Ｒ１から逆転Ｒ２までの範囲にない場合は（ステップＳＴ３１０：Ｎｏ）、処理はステップＳＴ３２０へ進む。
【0025】
ステップＳＴ３２０では、運転制御部５１は、空転速度が、逆転Ｒ２から逆転方向の所定の回転速度Ｒ３（以下では「逆転Ｒ３」と呼ぶことがある）までの範囲にあるか否かを判定する。但し「逆転Ｒ２＞逆転Ｒ３」であり、空気調和機の冷凍サイクルの仕様として、例えば、逆転Ｒ３＝－４００［ｒｐｍ］に予め設定される。
【0026】
空転速度が逆転Ｒ２から逆転Ｒ３までの範囲にない場合は（ステップＳＴ３２０：Ｎｏ）、処理はステップＳＴ３１０へ戻る。一方で、空転速度が逆転Ｒ２から逆転Ｒ３までの範囲にある場合は（ステップＳＴ３２０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳＴ５１０へ進む。
【0027】
ステップＳＴ４１０，ＳＴ４２０，ＳＴ４３０では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－１を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続し、ファンモータＭを正転方向で同期運転させる。以下では、正転方向での同期運転を「正転同期運転」と呼ぶことがある。また以下では、ステップＳＴ４１０で行われる正転同期運転を「第一正転同期運転」と呼び、ステップＳＴ４２０で行われる正転同期運転を「第二正転同期運転」と呼び、ステップＳＴ４３０で行われる正転同期運転を「第三正転同期運転」と呼ぶ。図７に示すように、第一正転同期運転の次に第二正転同期運転が行われ、第二正転同期運転の次に第三正転同期運転が行われる。
【0028】
次いで、ステップＳＴ４４０では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－２を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続し、ファンモータＭの位相を調整する。スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１が接続されるため、第一位相調整部５４ＡによってファンモータＭの位相が調整される。
【0029】
次いで、ステップＳＴ４５０では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－２を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－２を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－３を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続し、ファンモータＭの運転モードを同期運転モードから、ベクトル制御の運転モード（以下では「ベクトル制御モード」と呼ぶことがある）へ移行させ、ベクトル制御でファンモータＭを駆動させる。
【0030】
次いで、ステップＳＴ４６０では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の接続状態をステップＳＴ４５０における接続状態に維持したまま、ベクトル制御でファンモータＭを駆動させ続ける通常運転を行う。
【0031】
一方で、ステップＳＴ５１０では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－１を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続し、ファンモータＭを逆転方向で同期運転させる。以下では、逆転方向での同期運転を「逆転同期運転」と呼ぶことがある。なお、電圧指令値Ｖ*が正の値（正電圧）のときファンモータＭにはファンモータＭを正転方向に回転させるトルクが発生する。
【0032】
次いで、ステップＳＴ５２０では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の接続状態をステップＳＴ５１０における接続状態に維持したまま、ファンモータＭに印加する電圧を正の傾きで変化させつつ、ファンモータＭの回転方向を逆転方向から正転方向に反転させる同期運転（以下では「反転同期運転」と呼ぶことがある）を行う。
【0033】
次いで、ステップＳＴ５３０では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－２を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－２を接続し、ファンモータＭの位相の調整を行いつつ、正転同期運転を行う。つまり、ステップＳＴ５３０では、運転制御部５１は、ファンモータＭの位相の調整と、正転同期運転とを同時に行う。また、ステップＳＴ５３０では、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－２が接続されるため、第二位相調整部５４ＢによってファンモータＭの位相が調整される。
【0034】
次いで、ステップＳＴ５４０では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－２を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続し、ファンモータＭの位相を調整する。
【0035】
次いで、ステップＳＴ５５０では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－２を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－２を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－３を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続し、ファンモータＭの運転モードを同期運転モードからベクトル制御モードへ移行させ、ベクトル制御でファンモータＭを駆動させる。
【0036】
次いで、ステップＳＴ５６０では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の接続状態をステップＳＴ５５０における接続状態に維持したまま、ベクトル制御でファンモータＭを駆動させ続ける通常運転を行う。
【0037】
なお、ファンモータＭの巻き線抵抗値が大きくなるほど、ファンモータＭの制動力が低くなり、逆方向に空転しているファンＦの同期が難しくなるため、ステップＳＴ３１０，ＳＴ３２０における所定の回転速度Ｒ２は、図８に示すように、ファンモータＭの巻き線抵抗値が大きくなるほど、より小さい値（０に近い値、以下同様）に設定されるのが好ましい。図８は、本開示の実施例のファンモータの巻き線抵抗値と逆転方向の所定の回転速度との関係の一例を示す図である。
【0038】
＜モータ制御装置の動作＞
図９及び図１０は、本開示の実施例のモータ制御装置の動作例の説明に供する図である。図９及び図１０には、電圧指令値Ｖ*の時間推移と、電気角速度指令値ωe_refの時間推移とを実線で示す。また、図９及び図１０において、電気角速度指令値ωe_ref（目標回転速度）に対するファンモータＭの実際の電気角速度（以下では「実角速度」と呼ぶことがある）を「ωreal」と表記し、実角速度ωrealのおよその時間推移を破線で示す。また、以下の説明において、ファンモータＭの電気角速度及び機械角速度は、ファンモータＭの回転速度に相当する。
図９及び図１０は、本開示の実施例のモータ制御装置の動作例の説明に供する図である。図９及び図１０には、電圧指令値Ｖ*の時間推移と、電気角速度指令値ωe_refの時間推移とを実線で示す。また、図９及び図１０において、電気角速度指令値ωe_ref（目標回転速度）に対するファンモータＭの実際の電気角速度（以下では「実角速度」と呼ぶことがある）を「ωreal」と表記し、実角速度ωrealのおよその時間推移を破線で示す。また、以下の説明において、ファンモータＭの電気角速度及び機械角速度は、ファンモータＭの回転速度に相当する。
【0039】
ステップＳＴ３１０で空転速度が正転Ｒ１から逆転Ｒ２までの範囲にある場合には（ステップＳＴ３１０：Ｙｅｓ）、ファンモータＭの起動はステップＳＴ４１０の第一正転同期運転から開始される。一方で、ステップＳＴ３２０で空転速度が逆転Ｒ２から逆転Ｒ３までの範囲にある場合には（ステップＳＴ３２０：Ｙｅｓ）、ファンモータＭの起動はステップＳＴ５１０の逆転同期運転から開始される。以下、モータ制御装置１００の動作例を、ファンモータＭの起動が第一正転同期運転から開始される場合と、逆転同期運転から開始される場合とに分けて説明する。
【0040】
＜ファンモータＭの起動が第一正転同期運転から開始される場合の動作＞
ファンモータＭの起動が第一正転同期運転から開始される場合、起動時におけるファンモータＭの運転区間は、図９に示すように、ステップＳＴ３１０の処理が行われる運転待機区間Ｓ０Ａ、ステップＳＴ４１０の処理が行われる第一正転同期運転区間Ｓ１Ａ、ステップＳＴ４２０の処理が行われる第二正転同期運転区間Ｓ２Ａ、ステップＳＴ４３０の処理が行われる第三正転同期運転区間Ｓ３Ａ、ステップＳＴ４４０の処理が行われる位相調整区間Ｓ４Ａ、ステップＳＴ４５０の処理が行われるモード移行区間Ｓ５Ａ、及び、ステップＳＴ４６０の処理が行われる通常運転区間Ｓ６Ａに区別される。
ファンモータＭの起動が第一正転同期運転から開始される場合、起動時におけるファンモータＭの運転区間は、図９に示すように、ステップＳＴ３１０の処理が行われる運転待機区間Ｓ０Ａ、ステップＳＴ４１０の処理が行われる第一正転同期運転区間Ｓ１Ａ、ステップＳＴ４２０の処理が行われる第二正転同期運転区間Ｓ２Ａ、ステップＳＴ４３０の処理が行われる第三正転同期運転区間Ｓ３Ａ、ステップＳＴ４４０の処理が行われる位相調整区間Ｓ４Ａ、ステップＳＴ４５０の処理が行われるモード移行区間Ｓ５Ａ、及び、ステップＳＴ４６０の処理が行われる通常運転区間Ｓ６Ａに区別される。
【0041】
＜運転待機区間Ｓ０Ａにおける動作＞
運転待機区間Ｓ０ＡではファンモータＭは起動前の運転待機中にあるため、運転待機区間Ｓ０Ａにおける実角速度ωrealは空転速度に相当する。運転待機区間Ｓ０Ａでは、回転検出部５２が空転方向及び空転速度ωrealを検出し、検出した空転方向及び空転速度ωrealを運転制御部５１及び起動処理部５３へ出力する。
運転待機区間Ｓ０ＡではファンモータＭは起動前の運転待機中にあるため、運転待機区間Ｓ０Ａにおける実角速度ωrealは空転速度に相当する。運転待機区間Ｓ０Ａでは、回転検出部５２が空転方向及び空転速度ωrealを検出し、検出した空転方向及び空転速度ωrealを運転制御部５１及び起動処理部５３へ出力する。
【0042】
ここで、ファンモータＭの起動時には、ファンモータＭの起動直後に、相補ＰＷＭモードに切り替わることによってＰＷＭ部２２から出力されるＰＷＭ信号がゼロベクトル信号となる時間が発生する。ＰＷＭ信号がゼロベクトル信号であるとき、上アームのスイッチング素子Ｆu，Ｆv，Ｆwがオンになる一方で下アームのスイッチング素子Ｆx，Ｆy，Ｆzがオフになるか、または、上アームのスイッチング素子Ｆu，Ｆv，Ｆwがオフになる一方で下アームのスイッチング素子Ｆx，Ｆy，Ｆzがオンになる。このため、ＰＷＭ信号がゼロベクトル信号になると、ファンモータＭにおける発電電流がファンモータＭ内で環流するため、ファンＦの運動エネルギーが電気エネルギーに変換されてジュール熱として消費される。これによりファンモータＭの回転が制動（いわゆる発電制動）されてファンモータＭの回転速度が空転速度よりも低下する。
【0043】
例えば、ファンモータＭの空転速度と、ＰＷＭ信号がゼロベクトル信号になったときのファンモータＭの回転速度（以下では「ゼロベクトル回転速度」と呼ぶことがある）との関係は、図１１に示すようになる。図１１は、本開示の実施例の空転速度とゼロベクトル回転速度との関係の一例を示す図である。図１１に示すように、ファンモータＭの起動前にファンモータＭが正空転または逆空転の何れの空転をしている場合であっても、ゼロベクトル回転速度は空転速度よりも小さい値となるため、ファンモータＭの起動時点での回転速度は、ファンモータＭの起動前での空転速度よりも小さい値となる。
【0044】
そこで、起動処理部５３は、ファンモータＭの起動前に回転検出部５２によって検出された空転速度ωrealに基づいて、第二正転同期運転区間Ｓ２Ａにおける目標回転速度として目標電気角速度ωseh
*を式（１）に従って算出する。目標電気角速度ωseh
*は、空転速度ωrealより小さい値となる。例えば、正転Ｒ１＝４００［ｒｐｍ］、逆転Ｒ２＝－１００［ｒｐｍ］、逆転Ｒ３＝－４００［ｒｐｍ］に予め設定されている場合は、図１１に基づいて、α＝０.４９３１、β＝－１.０８４４に予め設定される。なお、空転速度が正転方向の１００［ｒｐｍ］から逆転方向の１００［ｒｐｍ］までの範囲にある場合は、起動処理部５３は、目標電気角速度ωseh
*を一定の値γに設定しても良い。空転速度が小さいと、回転検出部５２の精度が担保されないためである。例えば、正転Ｒ１＝４００［ｒｐｍ］、逆転Ｒ２＝－１００［ｒｐｍ］、逆転Ｒ３＝－４００［ｒｐｍ］に予め設定されている場合、γは、空転速度が正転方向の１００［ｒｐｍ］のときの目標電気角速度ωseh
*である４８.２［ｒｐｍ］に予め設定される。
【数1】
【0045】
そして、検出された空転方向及び空転速度ωrealがステップＳＴ３１０の条件に合致して（ステップＳＴ３００：Ｙｅｓ）、ファンモータＭの運転区間は運転待機区間Ｓ０Ａから第一正転同期運転区間Ｓ１Ａに移行する。
【0046】
＜第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作＞
第一正転同期運転区間Ｓ１Ａ（図９）では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－１を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続する。また、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａでは、運転制御部５１は、機械角速度指令値ωm_ref及び電圧指令値Ｖ*の算出指示を起動処理部５３へ出力することにより、機械角速度指令値ωm_ref及び電圧指令値Ｖ*を起動処理部５３に算出させる。
第一正転同期運転区間Ｓ１Ａ（図９）では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－１を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続する。また、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａでは、運転制御部５１は、機械角速度指令値ωm_ref及び電圧指令値Ｖ*の算出指示を起動処理部５３へ出力することにより、機械角速度指令値ωm_ref及び電圧指令値Ｖ*を起動処理部５３に算出させる。
【0047】
起動処理部５３は、式（２）及び式（３）に従って、正転方向での機械角速度指令値ωm_refを算出する。式（２）及び式（３）における「ωe_ref」は電気角速度指令値を示し、式（２）における「Ｐｎ」はファンモータＭの極対数を示し、式（３）における「ωses
*」は第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける起動開始電気角速度を示す。また、図９における「Ｔ2S」は第一正転同期運転区間Ｓ１Ａの時間を示す。起動開始電気角速度ωses
*及び時間Ｔ2Sは、予め行われる試験によって定まる所定値であり、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける電気角速度指令値ωe_refは、目標電気角速度ωseh
*よりも小さい値を有する起動開始電気角速度ωses
*で一定に保たれる。起動処理部５３は、式（２）及び式（３）に従って算出した機械角速度指令値ωm_refをＰｎ処理部５６へ出力する。
【数2】
【数3】
【0048】
また、起動処理部５３は、式（４）に従って電圧指令値Ｖ*を算出し、算出した電圧指令値Ｖ*をＶq生成部５５Ｂへ出力する。式（４）における「Ｖss
*」は第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける起動開始電圧を示す。起動開始電圧Ｖss
*は、予め行われる試験によって定まる所定値であり、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける電圧指令値Ｖ*は、起動開始電圧Ｖss
*で一定に保たれる。
【数4】
【0049】
Ｐｎ処理部５６は、機械角速度指令値ωm_refにファンモータＭの極対数Ｐｎを乗算することにより式（３）に示す電気角速度指令値ωe_refを算出し、算出した電気角速度指令値ωe_refを積分部３０及びＶd生成部５５Ａへ出力する。
【0050】
Ｖd生成部５５Ａは、Ｐｎ処理部５６から入力される電気角速度指令値ωe_refと、３φ／ｄｑ変換部２５から入力されるｑ軸電流Ｉqとを用いて、式（５）に従ってｄ軸電圧指令値Ｖd
*を算出し、算出したｄ軸電圧指令値Ｖd
*をｄｑ／３φ変換部２１及びＶq生成部５５Ｂへ出力する。式（５）において、「Ｌq」はファンモータＭのｑ軸インダクタンスを示す。
【数5】
【0051】
Ｖq生成部５５Ｂは、起動処理部５３から入力される電圧指令値Ｖ*と、Ｖd生成部５５Ａから入力されるｄ軸電圧指令値Ｖd
*とを用いて、式（６）に従ってｑ軸電圧指令値Ｖq
*を算出し、算出したｑ軸電圧指令値Ｖq
*をｄｑ／３φ変換部２１へ出力する。
【数6】
【0052】
積分部３０は、Ｐｎ処理部５６から入力される電気角速度指令値ωe_refを積分することより、ファンモータＭの電気角位相（ｄｑ軸位相）θeを算出し、算出した電気角位相θeをｄｑ／３φ変換部２１及び３φ／ｄｑ変換部２５へ出力する。このように、ファンモータＭの運転モードが同期運転モードにある場合は、起動処理部５３によって算出された機械角速度指令値ωm_refに基づいて電気角位相θeが算出されるため、同期運転モードでは、実際のロータ位置は検出されない。
【0053】
ｄｑ／３φ変換部２１は、積分部３０によって算出された電気角位相θeを用いて、二相のｄ軸電圧指令値Ｖd
*及びｑ軸電圧指令値Ｖq
*を、三相のＵ相電圧指令値Ｖu
*、Ｖ相電圧指令値Ｖv
*及びＷ相電圧指令値Ｖw
*へ変換し、変換後のＵ相電圧指令値Ｖu
*、Ｖ相電圧指令値Ｖv
*及びＷ相電圧指令値Ｖw
*をＰＷＭ部２２へ出力する。
【0054】
ＰＷＭ部２２は、ＰＷＭの搬送波であるキャリア信号と、Ｕ相電圧指令値Ｖu
*、Ｖ相電圧指令値Ｖv
*及びＷ相電圧指令値Ｖw
*との比較結果に基づいてＰＷＭを行うことによりＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の６相のＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をＩＰＭ２３へ出力する。
【0055】
ＩＰＭ２３は、ＰＷＭ信号に基づくスイッチング制御により、モータ制御装置１００の外部から印加される直流電圧Ｖdcから、ファンモータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれへ印加する交流電圧（三相交流電圧）を生成し、生成した各相の交流電圧をファンモータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相へ印加することによりファンモータＭを駆動する。ＩＰＭ２３は、ファンモータＭを駆動する駆動部の一例である。
【0056】
電流算出部２４は、電流算出部２４が有するシャント抵抗（図示せず）を用いてＩＰＭ２３の母線電流を検出し、検出した母線電流と、ＰＷＭ部２２から出力されるスイッチング情報ＳＩとから、ファンモータＭのＵ相電流Ｉu、Ｖ相電流Ｉv、Ｗ相電流Ｉwを算出する。スイッチング情報ＳＩは、ＩＰＭ２３におけるスイッチングパターンを示す。電流算出部２４は、算出したＵ相電流Ｉu、Ｖ相電流Ｉv、Ｗ相電流Ｉwを３φ／ｄｑ変換部２５へ出力する。
【0057】
３φ／ｄｑ変換部２５は、積分部３０によって算出された電気角位相θeを用いて、三相のＵ相電流Ｉu、Ｖ相電流Ｉv及びＷ相電流Ｉwを、二相のｄ軸電流Ｉd及びｑ軸電流Ｉqへ変換し、変換後のｑ軸電流Ｉqを運転制御部５１及びＶd生成部５５Ａへ出力する。
【0058】
＜第二正転同期運転区間Ｓ２Ａにおける動作＞
以下、第二正転同期運転区間Ｓ２Ａにおける動作について、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と異なる点について説明し、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
以下、第二正転同期運転区間Ｓ２Ａにおける動作について、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と異なる点について説明し、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
【0059】
第二正転同期運転区間Ｓ２Ａ（図９）では、起動処理部５３は、式（２）及び式（７）に従って、正転方向での機械角速度指令値ωm_refを算出する。式（７）において、「ωses
*」は第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける一定の電気角速度、「ωseh
*」は第二正転同期運転区間Ｓ２Ａにおける目標電気角速度、「Ｔ3s」はファンモータＭの電気角速度が目標電気角速度ωseh
*に収束するまでに要する時間、「ｔ」は第二正転同期運転区間Ｓ２Ａの開始時点からの経過時間を示し、時間Ｔ3sは、予め行われる試験によって定まる所定値である。式（７）に従って電気角速度指令値ωe_refが算出されることにより、ファンモータＭの正転方向での電気角速度は、図９に示すように、起動開始電気角速度ωses
*から目標電気角速度ωseh
*に達するまで線形に増大する。起動処理部５３は、式（２）及び式（７）に従って算出した機械角速度指令値ωm_refをＰｎ処理部５６へ出力する。
【数7】
【0060】
また、起動処理部５３は、式（８）に従って電圧指令値Ｖ*を算出し、算出した電圧指令値Ｖ*をＶq生成部５５Ｂへ出力する。式（８）において、「Ｖss
*」は第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける一定の電圧指令値、「Ｖsh
*」は第二正転同期運転区間Ｓ２Ａにおける目標電圧、「ｔ」は第二正転同期運転区間Ｓ２Ａの開始時点からの経過時間、「Ｔ3S」は第二正転同期運転区間Ｓ２Ａの時間を示し、目標電圧Ｖsh
*及び時間Ｔ3Sは、予め行われる試験によって定まる所定値である。式（８）に従って電圧指令値Ｖ*が算出されることにより、正電圧で与えられるファンモータＭの電圧は、図９に示すように、起動開始電圧Ｖss
*から目標電圧Ｖsh
*に達するまで線形に増大する。
＜第三正転同期運転区間Ｓ３Ａにおける動作＞
以下、第三正転同期運転区間Ｓ３Ａにおける動作について、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と異なる点について説明し、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
【数8】
以下、第三正転同期運転区間Ｓ３Ａにおける動作について、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と異なる点について説明し、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
【0061】
第三正転同期運転区間Ｓ３Ａ（図９）では、起動処理部５３は、式（２）及び式（９）に従って、正転方向での機械角速度指令値ωm_refを算出し、算出した機械角速度指令値ωm_refをＰｎ処理部５６へ出力する。
【数9】
【0062】
また、起動処理部５３は、式（１０）に従って電圧指令値Ｖ*を算出し、算出した電圧指令値Ｖ*をＶq生成部５５Ｂへ出力する。
【数10】
【0063】
つまり、時間Ｔ4sを有する第三正転同期運転区間Ｓ３Ａでは、ファンモータＭの正転方向での電気角速度は目標電気角速度ωseh
*で一定に保たれるとともに、電圧指令値Ｖ*は目標電圧Ｖsh
*で一定に保たれる。時間Ｔ4sは、予め行われる試験によって定まる所定値である。
【0064】
＜位相調整区間Ｓ４Ａにおける動作＞
以下、位相調整区間Ｓ４Ａにおける動作について、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と異なる点について説明し、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
以下、位相調整区間Ｓ４Ａにおける動作について、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と異なる点について説明し、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
【0065】
位相調整区間Ｓ４Ａ（図９）では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－２を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続する。よって、第一位相調整部５４ＡがスイッチＳＷ４及びスイッチＳＷ３を介して積分部３０、運転制御部５１及びＶd生成部５５Ａに接続される。スイッチＳＷ３での入力端子ＳＷ３－１から入力端子ＳＷ３－２への切替時点で第一位相調整部５４Ａから出力される電気角速度ωeは目標電気角速度ωseh
*とする。これにより、スイッチＳＷ３の切替時に生じうる異音等（所謂、切替ショック）を防止できる。
【0066】
３φ／ｄｑ変換部２５は、変換後のｄ軸電流Ｉdを第一位相調整部５４Ａ及び第二位相調整部５４Ｂへ出力し、変換後のｑ軸電流ＩqをＶd生成部５５Ａへ出力する。
【0067】
また、位相調整区間Ｓ４Ａでは、第三正転同期運転区間Ｓ３Ａと同様に、起動処理部５３は、式（１０）に従って電圧指令値Ｖ*を算出し、算出した電圧指令値Ｖ*をＶq生成部５５Ｂへ出力するため、電圧指令値Ｖ*は目標電圧Ｖsh
*で一定に保たれる。
【0068】
ここで、目標電圧Ｖsh
*は、負荷急変によるファンモータＭの脱調を防止するために、比較的大きい値に設定される。よって、第二正転同期運転区間Ｓ２Ａ及び第三正転同期運転区間Ｓ３Ａでは、ファンモータＭは進角状態で回転するため、ファンモータＭの位相は最適な位相からずれている可能性がある。ファンモータＭの位相が最適な位相からずれたままファンモータＭの運転モードが同期運転モードからベクトル制御モードへ移行すると、速度制御部１２、ｄ軸電流制御部１６及びｑ軸電流制御部１７がハンチングを起こしてしまい、ファンモータＭの起動に失敗する可能性が大きくなる。
【0069】
そこで、第一位相調整部５４Ａは、ファンモータＭの運転モードが同期運転モードからベクトル制御モードへ移行する前に、ファンモータＭの位相が最適な位相になるように、ファンモータＭの位相を調整する。
【0070】
第一位相調整部５４Ａ（図５）において、係数部５４１Ａは、ｄ軸電流Ｉdに積分定数ＫIを乗算し、乗算結果Ｉd・ＫIを積分部５４２Ａへ出力する。積分部５４２Ａは、乗算結果Ｉd・ＫIを積分し、積分結果を加算部５４４Ａへ出力する。一方で、係数部５４３Ａは、ｄ軸電流Ｉdに比例定数Ｋpを乗算し、乗算結果Ｉd・Ｋpを加算部５４４Ａへ出力する。加算部５４４Ａは、積分部５４２Ａでの積分結果と係数部５４３Ａでの乗算結果とを加算し、加算結果を電気角速度ωeとして出力する。ここで、積分定数ＫI及び比例定数Ｋpは、ｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）に収束するような値に予め定められている。よって、第一位相調整部５４Ａでは、ｄ軸電流Ｉdが小さくなるような電気角速度ωeが生成され、生成された電気角速度ωeが積分部３０、運転制御部５１及びＶd生成部５５Ａへ出力される。ｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）になるような電気角速度ωeが算出されることにより、ファンモータＭへ印加される交流電圧の位相とファンモータＭのロータの位相とが合わせられる位相調整が行われる。この位相調整は、同期運転モードで行われる。
【0071】
Ｖd生成部５５Ａは、第一位相調整部５４Ａから入力される電気角速度ωeと、３φ／ｄｑ変換部２５から入力されるｑ軸電流Ｉqとを用いて、式（１１）に従ってｄ軸電圧指令値Ｖd
*を算出し、算出したｄ軸電圧指令値Ｖd
*をｄｑ／３φ変換部２１へ出力する。
【数11】
【0072】
積分部３０は、第一位相調整部５４Ａから入力される電気角速度ωeを積分することより電気角位相θeを算出し、算出した電気角位相θeをｄｑ／３φ変換部２１及び３φ／ｄｑ変換部２５へ出力する。
【0073】
第一位相調整部５４Ａが、ｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）になるような電気角速度ωeを算出することにより、ファンモータＭの正転方向での位相が最適な位相になる。その結果、図９に示すように、位相調整区間Ｓ４Ａにおいて、ファンモータＭの正転方向での電気角速度は目標電気角速度ωseh
*から徐々に増加する。
【0074】
また、位相調整区間Ｓ４Ａでは、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａと同様に、式（６）に従ってｑ軸電圧指令値Ｖq
*が算出される。
【0075】
このように、位相調整区間Ｓ４Ａでは、図９に示すように、起動処理部５３が電圧指令値Ｖ*を目標電圧Ｖsh
*で一定にした状態で、第一位相調整部５４Ａは、３φ／ｄｑ変換部２５から入力されるｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）になるような電気角速度ωeを算出する。その結果、図９に示すように、ファンモータＭの正転方向での電気角速度は目標電気角速度ωseh
*から増加して最適値に収束する。
【0076】
なお、第一位相調整部５４Ａにおいてｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）に収束するまでに要する時間Ｔ5sが位相調整区間Ｓ４Ａの長さとして設定されると良い。例えば、軸誤差算出部２６が算出した軸誤差Δθが所定の範囲内（例えば、±２０°以内）になった場合に、ｄ軸電流Ｉdが収束したと判定することができる。
【0077】
＜モード移行区間Ｓ５Ａにおける動作＞
モード移行区間Ｓ５Ａ（図９）では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－２を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－２を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－３を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続する。これにより、ファンモータＭの運転モードは同期運転モードからベクトル制御モードへ移行する。
モード移行区間Ｓ５Ａ（図９）では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－２を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－２を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－３を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続する。これにより、ファンモータＭの運転モードは同期運転モードからベクトル制御モードへ移行する。
【0078】
また、運転制御部５１は、モード移行区間Ｓ７Ａへの移行直前に位相調整区間Ｓ４Ａにおいて３φ／ｄｑ変換部２５によって得られたｑ軸電流Ｉqを、モード移行区間Ｓ５Ａへの移行時点で、速度制御部１２の積分部１２２の初期値に設定する。また、運転制御部５１は、モード移行区間Ｓ５Ａへの移行時点で非干渉化制御部１８から最初に出力されるｄ軸非干渉化補正値Ｖdａをｄ軸電流制御部１６の積分部１６２の初期値に設定する。また、運転制御部５１は、モード移行区間Ｓ５Ａへの移行時点で非干渉化制御部１８から最初に出力されるｑ軸非干渉化補正値Ｖqａのマイナス値（－Ｖqａ）をｑ軸電流制御部１７の積分部１７２の初期値に設定する。
【0079】
また、モード移行区間Ｓ５Ａでは、運転制御部５１は、モード移行区間Ｓ５Ａへの移行直前に位相調整区間Ｓ４Ａにおいて第一位相調整部５４Ａにより算出された電気角速度ωeをファンモータＭの極対数Ｐｎで除算した値を一定値の機械角速度指令値ωm_refとして減算部１１へ出力する。
【0080】
減算部１１は、運転制御部５１から入力される機械角速度指令値ωm_refから機械角速度ωmを減算することにより機械角速度偏差Δωを算出し、算出した機械角速度偏差Δωを速度制御部１２へ出力する。機械角速度ωmは、１／Ｐｎ処理部３１から減算部１１に入力される。
【0081】
速度制御部１２（図２）において、係数部１２１は、機械角速度偏差Δωに積分定数Ｋωを乗算し、乗算結果Δω・Ｋωを積分部１２２へ出力する。積分部１２２は、乗算結果Δω・Ｋωを積分し、積分結果を加算部１２４へ出力する。一方で、係数部１２３は、機械角速度偏差Δωに比例定数Ｋｐωを乗算し、乗算結果Δω・Ｋｐωを加算部１２４へ出力する。加算部１２４は、積分部１２２での積分結果と係数部１２３での乗算結果とを加算し、加算結果をｑ軸電流指令値Ｉq
*として出力する。ここで、積分定数Ｋω及び比例定数Ｋｐωは、機械角速度偏差Δωが０（ゼロ）に収束するような値に予め定められている。よって、速度制御部１２では、機械角速度偏差Δωが小さくなるようなｑ軸電流指令値Ｉq
*が生成され、生成されたｑ軸電流指令値Ｉq
*が励磁電流制御部１３及び減算部１５へ出力される。
【0082】
励磁電流制御部１３は、ｑ軸電流指令値Ｉq
*からｄ軸電流指令値Ｉd
*を生成し、生成したｄ軸電流指令値Ｉd
*を減算部１４へ出力する。
【0083】
減算部１４は、ｄ軸電流指令値Ｉd
*からｄ軸電流Ｉdを減算することによりｄ軸電流偏差ΔＩdを算出し、算出したｄ軸電流偏差ΔＩdをｄ軸電流制御部１６へ出力する。
【0084】
減算部１５は、ｑ軸電流指令値Ｉq
*からｑ軸電流Ｉqを減算することによりｑ軸電流偏差ΔＩqを算出し、算出したｑ軸電流偏差ΔＩqをｑ軸電流制御部１７へ出力する。
【0085】
ｄ軸電流制御部１６（図３）において、係数部１６１は、ｄ軸電流偏差ΔＩdに積分定数ＫIdを乗算し、乗算結果ΔＩd・ＫIdを積分部１６２へ出力する。積分部１６２は、乗算結果ΔＩd・ＫIdを積分し、積分結果を加算部１６４へ出力する。一方で、係数部１６３は、ｄ軸電流偏差ΔＩdに比例定数Ｋpdを乗算し、乗算結果ΔＩd・Ｋpdを加算部１６４へ出力する。加算部１６４は、積分部１６２での積分結果と係数部１６３での乗算結果とを加算し、加算結果をｄ軸電圧指令値Ｖd
**として出力する。ここで、積分定数ＫId及び比例定数Ｋpdは、ｄ軸電流偏差ΔＩdが０（ゼロ）に収束するような値に予め定められている。よって、ｄ軸電流制御部１６では、ｄ軸電流偏差ΔＩdが小さくなるようなｄ軸電圧指令値Ｖd
**が生成され、生成されたｄ軸電圧指令値Ｖd
**が減算部１９へ出力される。
【0086】
ｑ軸電流制御部１７（図４）において、係数部１７１は、ｑ軸電流偏差ΔＩqに積分定数ＫIqを乗算し、乗算結果ΔＩq・ＫIqを積分部１７２へ出力する。積分部１７２は、乗算結果ΔＩq・ＫIqを積分し、積分結果を加算部１７４へ出力する。一方で、係数部１７３は、ｑ軸電流偏差ΔＩqに比例定数Ｋpqを乗算し、乗算結果ΔＩq・Ｋpqを加算部１７４へ出力する。加算部１７４は、積分部１７２での積分結果と係数部１７３での乗算結果とを加算し、加算結果をｑ軸電圧指令値Ｖq
**として出力する。ここで、積分定数ＫIq及び比例定数Ｋpqは、ｑ軸電流偏差ΔＩqが０（ゼロ）に収束するような値に予め定められている。よって、ｑ軸電流制御部１７では、ｑ軸電流偏差ΔＩqが小さくなるようなｑ軸電圧指令値Ｖq
**が生成され、生成されたｑ軸電圧指令値Ｖq
**が加算部２０へ出力される。
【0087】
非干渉化制御部１８は、ｄ軸とｑ軸との間に発生する干渉をキャンセルし、ｄ軸とｑ軸とをそれぞれ独立に制御するための非干渉化補正値を生成する。例えば、非干渉化制御部１８は、３φ／ｄｑ変換部２５から入力されるｑ軸電流Ｉqと、ＰＬＬ制御部２９から入力される電気角速度ωeとから、ｄ軸電圧指令値Ｖd
**を非干渉化するためのｄ軸非干渉化補正値Ｖdaを生成し、生成したｄ軸非干渉化補正値Ｖdaを減算部１９へ出力する。また例えば、非干渉化制御部１８は、３φ／ｄｑ変換部２５から入力されるｄ軸電流Ｉdと、ＰＬＬ制御部２９から入力される電気角速度ωeと、磁束とから、ｑ軸電圧指令値Ｖq
**を非干渉化するためのｑ軸非干渉化補正値Ｖqaを生成し、生成したｑ軸非干渉化補正値Ｖqaを加算部２０へ出力する。
【0088】
減算部１９は、ｄ軸電圧指令値Ｖd
**からｄ軸非干渉化補正値Ｖdaを減算することによりｄ軸電圧指令値Ｖd
**を非干渉化し、非干渉化後のｄ軸電圧指令値Ｖd
*をｄｑ／３φ変換部２１及び軸誤差算出部２６へ出力する。
【0089】
加算部２０は、ｑ軸電圧指令値Ｖq
**にｑ軸非干渉化補正値Ｖqaを加算することによりｑ軸電圧指令値Ｖq
**を非干渉化し、非干渉化後のｑ軸電圧指令値Ｖq
*をｄｑ／３φ変換部２１及び軸誤差算出部２６へ出力する。
【0090】
モード移行区間Ｓ５Ａにおけるｄｑ／３φ変換部２１、ＰＷＭ部２２、ＩＰＭ２３及び電流算出部２４の動作については、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａにおける動作と同一であるため、説明を省略する。
【0091】
３φ／ｄｑ変換部２５は、積分部３０によって算出された電気角位相θeを用いて、三相のＵ相電流Ｉu、Ｖ相電流Ｉv及びＷ相電流Ｉwを、二相のｄ軸電流Ｉd及びｑ軸電流Ｉqへ変換し、変換後のｄ軸電流Ｉdを減算部１４、非干渉化制御部１８及び軸誤差算出部２６へ出力し、変換後のｑ軸電流Ｉqを減算部１５、非干渉化制御部１８及び軸誤差算出部２６へ出力する。
【0092】
軸誤差算出部２６は、ｄ軸電圧指令値Ｖd
*と、ｑ軸電圧指令値Ｖq
*と、ｄ軸電流Ｉdと、ｑ軸電流Ｉqとから、実際のｄｑ軸と制御上のｄｑ軸との間のずれを示す軸誤差Δθを算出し、算出した軸誤差ΔθをＰＬＬ制御部２９へ出力する。
【0093】
ＰＬＬ制御部２９は、軸誤差Δθから、ファンモータＭの実際の回転速度を示す電気角速度ωeを算出し、算出した電気角速度ωeを非干渉化制御部１８、積分部３０及び１／Ｐｎ処理部３１へ出力する。
【0094】
１／Ｐｎ処理部３１は、電気角速度ωeをファンモータＭの極対数Ｐｎで除算することより機械角速度ωmを算出し、算出した機械角速度ωmを減算部１１へ出力する。
【0095】
積分部３０は、ＰＬＬ制御部２９から入力される電気角速度ωeを積分することより、ファンモータＭの電気角位相θeを算出し、算出した電気角位相θeをｄｑ／３φ変換部２１及び３φ／ｄｑ変換部２５へ出力する。ファンモータＭの運転モードがベクトル制御モードにある場合は、ＰＬＬ制御部２９から入力される電気角速度ωeに基づいて電気角位相θeが算出されるため、積分部３０によって算出される電気角位相θeは実際のロータ位置を示す。つまり、ベクトル制御モードでは、積分部３０によって実際のロータ位置が推定される。
【0096】
このように、モード移行区間Ｓ５Ａでは、モード移行区間Ｓ５Ａへの移行直前に位相調整区間Ｓ４Ａにおいて第一位相調整部５４Ａにより算出された電気角速度ωeが一定値の機械角速度指令値ωm_refとして減算部１１へ入力される。また、モード移行区間Ｓ５Ａへの移行直前のｑ軸電流Ｉqが積分部１２２の初期値として入力される。さらに、モード移行区間Ｓ５Ａへの移行直前のｄ軸電圧Ｖd、ｑ軸電圧Ｖqが、非干渉化制御部１８での補正分を考慮して積分部１６２，１７２に入力される。よって、モード移行区間Ｓ５Ａでは、ファンモータＭが一定の回転速度で回転することで、速度制御部１２（図２）、ｄ軸電流制御部１６（図３）及びｑ軸電流制御部１７（図４）の動作が安定する（換言すれば、回転速度を一定としたときに電圧が一定となる状態になる）。速度制御部１２、ｄ軸電流制御部１６及びｑ軸電流制御部１７の動作が安定するまでに要する時間Ｔ6s、つまり、回転速度を一定としたときに電圧が一定となる状態になるまでに要する時間Ｔ6sがモード移行区間Ｓ７Ａの長さとして設定されると良い。また、時間Ｔ6sとしては、少なくとも積分部１６２，１７２の時定数までの時間が確保されると良い。
【0097】
＜通常運転区間Ｓ６Ａにおける動作＞
通常運転区間Ｓ６Ａにおける運転モードはベクトル制御モードである。以下、通常運転区間Ｓ６Ａにおける動作について、モード移行区間Ｓ５Ａにおける動作と異なる点について説明し、モード移行区間Ｓ５Ａにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
通常運転区間Ｓ６Ａにおける運転モードはベクトル制御モードである。以下、通常運転区間Ｓ６Ａにおける動作について、モード移行区間Ｓ５Ａにおける動作と異なる点について説明し、モード移行区間Ｓ５Ａにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
【0098】
通常運転区間Ｓ６Ａでは、運転制御部５１において生成される機械角速度指令値ωm_refが、運転制御部５１から減算部１１に入力される。
【0099】
減算部１１は、モータ制御装置１００の外部から入力される機械角速度指令値ωm_refから、１／Ｐｎ処理部３１から入力される機械角速度ωmを減算することにより機械角速度偏差Δωを算出し、算出した機械角速度偏差Δωを速度制御部１２へ出力する。
【0100】
＜ファンモータＭの起動が逆転同期運転から開始される場合の動作＞
ファンモータＭの起動が逆転同期運転から開始される場合、起動時におけるファンモータＭの運転区間は、図１０に示すように、ステップＳＴ３１０，ＳＴ３２０の処理が行われる運転待機区間Ｓ０Ｂ、ステップＳＴ５１０の処理が行われる逆転同期運転区間Ｓ１Ｂ、ステップＳＴ５２０の処理が行われる反転同期運転区間Ｓ２Ｂ、ステップＳＴ５３０の処理が行われる位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂ、ステップＳＴ５４０の処理が行われる位相調整区間Ｓ４Ｂ、ステップＳＴ５５０の処理が行われるモード移行区間Ｓ５Ｂ、及び、ステップＳＴ５６０の処理が行われる通常運転区間Ｓ６Ｂに区別される。
ファンモータＭの起動が逆転同期運転から開始される場合、起動時におけるファンモータＭの運転区間は、図１０に示すように、ステップＳＴ３１０，ＳＴ３２０の処理が行われる運転待機区間Ｓ０Ｂ、ステップＳＴ５１０の処理が行われる逆転同期運転区間Ｓ１Ｂ、ステップＳＴ５２０の処理が行われる反転同期運転区間Ｓ２Ｂ、ステップＳＴ５３０の処理が行われる位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂ、ステップＳＴ５４０の処理が行われる位相調整区間Ｓ４Ｂ、ステップＳＴ５５０の処理が行われるモード移行区間Ｓ５Ｂ、及び、ステップＳＴ５６０の処理が行われる通常運転区間Ｓ６Ｂに区別される。
【0101】
＜運転待機区間Ｓ０Ｂにおける動作＞
運転待機区間Ｓ０ＢではファンモータＭは起動前の運転待機中にあるため、運転待機区間Ｓ０Ｂにおける実角速度ωrealは空転速度に相当する。運転待機区間Ｓ０Ｂでは、回転検出部５２が空転方向及び空転速度ωrealを検出し、検出した空転方向及び空転速度ωrealを運転制御部５１及び起動処理部５３へ出力する。
運転待機区間Ｓ０ＢではファンモータＭは起動前の運転待機中にあるため、運転待機区間Ｓ０Ｂにおける実角速度ωrealは空転速度に相当する。運転待機区間Ｓ０Ｂでは、回転検出部５２が空転方向及び空転速度ωrealを検出し、検出した空転方向及び空転速度ωrealを運転制御部５１及び起動処理部５３へ出力する。
【0102】
上記のように、ファンモータＭの起動前にファンモータＭが正空転または逆空転の何れの空転をしている場合であっても、ファンモータＭの起動時点での回転速度は、ファンモータＭの起動前での空転速度よりも小さい値となる。
【0103】
そこで、起動処理部５３は、ファンモータＭの起動前に回転検出部５２によって検出された空転速度ωrealに基づいて、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける起動開始電気角速度ωges
*を式（１２）に従って算出する。起動開始電気角速度ωges
*は、空転速度ωrealより小さい値となる。例えば、正転Ｒ１＝４００［ｒｐｍ］、逆転Ｒ２＝－１００［ｒｐｍ］、逆転Ｒ３＝－４００［ｒｐｍ］に予め設定されている場合は、図１１に基づいて、α＝０.４９３１、β＝－１.０８４４に予め設定される。
【数12】
【0104】
そして、検出された空転方向及び空転速度ωrealがステップＳＴ３２０の条件に合致して（ステップＳＴ３２０：Ｙｅｓ）、ファンモータＭの運転区間は運転待機区間Ｓ０Ｂから逆転同期運転区間Ｓ１Ｂに移行する。
【0105】
＜逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作＞
逆転同期運転区間Ｓ１Ｂ（図１０）では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－１を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続する。また、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂでは、運転制御部５１は、機械角速度指令値ωm_ref及び電圧指令値Ｖ*の算出指示を起動処理部５３へ出力することにより、機械角速度指令値ωm_ref及び電圧指令値Ｖ*を起動処理部５３に算出させる。
逆転同期運転区間Ｓ１Ｂ（図１０）では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－１を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続する。また、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂでは、運転制御部５１は、機械角速度指令値ωm_ref及び電圧指令値Ｖ*の算出指示を起動処理部５３へ出力することにより、機械角速度指令値ωm_ref及び電圧指令値Ｖ*を起動処理部５３に算出させる。
【0106】
起動処理部５３は、式（２）及び式（１３）に従って、逆転方向での機械角速度指令値ωm_refを算出する。図１０における「Ｔ2g」は逆転同期運転区間Ｓ１Ｂの時間を示し、時間Ｔ2gは、予め行われる試験によって定まる所定値である。また、ファンモータＭの同期を引き込みやすくするために、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける電気角速度指令値ωe_refは、起動開始電気角速度ωges
*で一定に保たれる。よって、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける実角速度ωrealは、図１０に示すように、起動開始電気角速度ωges
*を目標にして時間の経過とともに正転方向に減少する。つまり、起動開始電気角速度ωges
*は、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける目標電気角速度でもある。起動処理部５３は、式（２）及び式（１３）に従って算出した機械角速度指令値ωm_refをＰｎ処理部５６へ出力する。
【数13】
【0107】
また、起動処理部５３は、式（１４）に従って電圧指令値Ｖ*を決定し、決定した電圧指令値Ｖ*をＶq生成部５５Ｂへ出力する。よって、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける電圧指令値Ｖ*は０（ゼロ）［Ｖ］で一定に保たれる。
【数14】
【0108】
Ｐｎ処理部５６は、機械角速度指令値ωm_refにファンモータＭの極対数Ｐｎを乗算することにより式（１３）に示す電気角速度指令値ωe_refを算出し、算出した電気角速度指令値ωe_refを積分部３０及びＶd生成部５５Ａへ出力する。
【0109】
ここで、起動処理部５３は、式（１５）に従ってｄ軸電圧指令値Ｖd
*を決定することを示す算出指示をＶd生成部５５Ａへ出力する。この決定指示に従って、Ｖd生成部５５Ａは、Ｐｎ処理部５６から入力される電気角速度指令値ωe_refにかかわらず、０（ゼロ）［Ｖ］のｄ軸電圧指令値Ｖd
*を決定、決定したｄ軸電圧指令値Ｖd
*をｄｑ／３φ変換部２１及びＶq生成部５５Ｂへ出力する。
【数15】
【0110】
Ｖq生成部５５Ｂは、起動処理部５３から入力される電圧指令値Ｖ*と、Ｖd生成部５５Ａから入力されるｄ軸電圧指令値Ｖd
*とを用いて、式（６）に従ってｑ軸電圧指令値Ｖq
*を算出し、算出したｑ軸電圧指令値Ｖq
*をｄｑ／３φ変換部２１へ出力する。よって、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおいて算出されるｑ軸電圧指令値Ｖq
*は０（ゼロ）［Ｖ］となる。
【0111】
以上のように、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂでは、電圧指令値Ｖ*、ｄ軸電圧指令値Ｖd
*及びｑ軸電圧指令値Ｖq
*が０（ゼロ）［Ｖ］とされるため、ＰＷＭ信号はゼロベクトル信号となり、制動がかかり減速されるので減速が安定するまでの時間を確保することでファンモータＭの同期が引き込まれやすくなる。
【0112】
以降の動作については、第一正転同期運転区間Ｓ１Ａ（図９）における動作と同一であるため、説明を省略する。
【0113】
＜反転同期運転区間Ｓ２Ｂにおける動作＞
以下、反転同期運転区間Ｓ２Ｂにおける動作について、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と異なる点について説明し、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
以下、反転同期運転区間Ｓ２Ｂにおける動作について、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と異なる点について説明し、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
【0114】
反転同期運転区間Ｓ２Ｂ（図１０）では、起動処理部５３は、式（２）及び式（１６）に従って、逆転方向での機械角速度指令値ωm_refを算出する。式（１６）において、「ωges
*」は逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける一定の電気角速度、「ωgeh
*」は反転同期運転区間Ｓ２Ｂにおける目標電気角速度、「Ｔ3g」はファンモータＭの電気角速度が目標電気角速度ωgeh
*に収束するまでに要する時間、「ｔ」は反転同期運転区間Ｓ２Ｂの開始時点からの経過時間を示し、目標電気角速度ωgeh
*及び時間Ｔ3gは、予め行われる試験によって定まる所定値である。式（１６）に従って電気角速度指令値ωe_refが算出されることにより、ファンモータＭの逆転方向での電気角速度は、図１０に示すように、起動開始電気角速度ωges
*から目標電気角速度ωgeh
*に達するまで線形に増大する。また、電気角速度が起動開始電気角速度ωges
*から目標電気角速度ωgeh
*に達するまでの間に、ファンモータＭの回転方向は、逆転方向から正転方向へと反転する。起動処理部５３は、式（２）及び式（１６）に従って算出した機械角速度指令値ωm_refをＰｎ処理部５６へ出力する。
【数16】
【0115】
また、起動処理部５３は、式（１７）に従って電圧指令値Ｖ*を算出し、算出した電圧指令値Ｖ*をＶq生成部５５Ｂへ出力する。式（１７）において、「Ｖgs
*」は反転同期運転区間Ｓ２Ｂにおける起動開始電圧、「Ｖgh1
*」は反転同期運転区間Ｓ２Ｂにおける目標電圧、「ｔ」は反転同期運転区間Ｓ２Ｂの開始時点からの経過時間、「Ｔ3g」は反転同期運転区間Ｓ２Ｂの時間を示し、起動開始電圧Ｖgs
*、目標電圧Ｖgh1
*及び時間Ｔ3gは、予め行われる試験によって定まる所定値である。式（１７）に従って電圧指令値Ｖ*が算出されることにより、反転同期運転区間Ｓ２Ｂでは、正電圧で与えられるファンモータＭの電圧は、図１０に示すように、起動開始電圧Ｖgs
*から目標電圧Ｖgh1
*に達するまで線形に増大する。
【数17】
【0116】
但し、目標電圧Ｖgh1
*は、式（１８）によって表される電圧ベクトルが電流ベクトルよりも進角するような値に設定されるのが好ましく、想定される最大負荷でもファンモータＭの回転方向が逆転方向から正転方向へと十分に反転できるような電圧値に設定される。これにより、ファンモータＭの回転方向は、反転同期運転区間Ｓ２Ｂにおいて、逆転方向から正転方向へと反転する。
【数18】
【0117】
＜位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂにおける動作＞
以下、位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂにおける動作について、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と異なる点について説明し、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
以下、位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂにおける動作について、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と異なる点について説明し、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
【0118】
位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂ（図１０）では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－２を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－２を接続する。よって、第二位相調整部５４ＢがスイッチＳＷ４及びスイッチＳＷ３を介して積分部３０、運転制御部５１及びＶd生成部５５Ａに接続される。スイッチＳＷ３での入力端子ＳＷ３－１から入力端子ＳＷ３－２への切替時点で第二位相調整部５４Ｂから出力される電気角速度ωeは目標電気角速度ωgeh
*とする。これにより、スイッチＳＷ３の切替時に生じうる異音等（所謂、切替ショック）を防止できる。
【0119】
３φ／ｄｑ変換部２５は、変換後のｄ軸電流Ｉdを第一位相調整部５４Ａ及び第二位相調整部５４Ｂへ出力し、変換後のｑ軸電流ＩqをＶd生成部５５Ａへ出力する。
【0120】
ここで、第二位相調整部５４Ｂは、ファンモータＭの運転モードが同期運転モードからベクトル制御モードへ移行する前に、ファンモータＭの位相が最適な位相になるように、ファンモータＭの位相を調整する。
【0121】
第二位相調整部５４Ｂ（図６）において、制限部５４０Ｂは、係数部５４１Ｂ，５４３Ｂに入力されるｄ軸電流Ｉdを制限する。例えば、制限部５４０Ｂは、３φ／ｄｑ変換部２５から第二位相調整部５４Ｂへ入力されたｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）以上（Ｉd≧０）のときは、３φ／ｄｑ変換部２５から入力されたｄ軸電流Ｉdをそのまま係数部５４１Ｂ，５４３Ｂへ出力する。一方で、３φ／ｄｑ変換部２５から第二位相調整部５４Ｂへ入力されたｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）未満（Ｉd＜０）のときは、制限部５４０Ｂは、値が０（ゼロ）のｄ軸電流Ｉdを係数部５４１Ｂ，５４３Ｂへ出力する。
【0122】
係数部５４１Ｂは、ｄ軸電流Ｉdに積分定数ＫIを乗算し、乗算結果Ｉd・ＫIを積分部５４２Ｂへ出力する。積分部５４２Ｂは、乗算結果Ｉd・ＫIを積分し、積分結果を加算部５４４Ｂへ出力する。一方で、係数部５４３Ｂは、ｄ軸電流Ｉdに比例定数Ｋpを乗算し、乗算結果Ｉd・Ｋpを加算部５４４Ｂへ出力する。加算部５４４Ｂは、積分部５４２Ｂでの積分結果と係数部５４３Ｂでの乗算結果とを加算し、加算結果を電気角速度ωeとして出力する。
【0123】
ここで、積分定数ＫI及び比例定数Ｋpは、ｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）に収束するような値に予め定められている。よって、３φ／ｄｑ変換部２５から第二位相調整部５４Ｂへ入力されたｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）以上（Ｉd≧０）のときは、第二位相調整部５４Ｂでは、ｄ軸電流Ｉdが小さくなるような電気角速度ωeが生成され、生成された電気角速度ωeが積分部３０、運転制御部５１及びＶd生成部５５Ａへ出力される。ｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）になるような電気角速度ωeが算出されることにより、ファンモータＭへ印加される交流電圧の位相とファンモータＭのロータの位相とが合わせられる位相調整が行われる。この位相調整は、同期運転モードで行われる。
【0124】
また、３φ／ｄｑ変換部２５から第二位相調整部５４Ｂへ入力されたｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）未満（Ｉd＜０）のときは、第二位相調整部５４Ｂでは、乗算結果Ｉd・ＫIが０（ゼロ）になるため乗算結果Ｉd・ＫIの積分が為されない。また図１０において、例えば、目標電気角速度ωgeh
*は最適な任意の正値 （例えば１０［ｒｐｍ］）に設定されている。よって、位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂでは、第二位相調整部５４Ｂから出力される電気角速度ωeが減少することを防止できる。これにより、第二位相調整部５４Ｂから出力される電気角速度ωeが、目標電気角速度ωgeh
*である最適な任意の正値（例えば１０［ｒｐｍ］）に達した後、最適な任意の正値（例えば１０［ｒｐｍ］）付近の正の値（正側）にあるときに、再び負の値（負側）に戻ってしまうことを防止できる。このように、電気角速度ωeが目標電気角速度ωgeh
*に達した時点から開始される位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂでは、電気角速度ωeが正の値に制限される。
【0125】
Ｖd生成部５５Ａは、第二位相調整部５４Ｂから入力される電気角速度ωeと、３φ／ｄｑ変換部２５から入力されるｑ軸電流Ｉqとを用いて、式（１１）に従ってｄ軸電圧指令値Ｖd
*を算出し、算出したｄ軸電圧指令値Ｖd
*をｄｑ／３φ変換部２１へ出力する。
【0126】
積分部３０は、第二位相調整部５４Ｂから入力される電気角速度ωeを積分することより電気角位相θeを算出し、算出した電気角位相θeをｄｑ／３φ変換部２１及び３φ／ｄｑ変換部２５へ出力する。
【0127】
第二位相調整部５４Ｂが、ｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）になるような電気角速度ωeを算出することにより、ファンモータＭの正転方向での位相が最適な位相になる。その結果、図１０に示すように、位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂにおいて、ファンモータＭの正転方向での電気角速度は目標電気角速度ωgeh
*から増加する。
【0128】
また、起動処理部５３は、式（１９）に従って電圧指令値Ｖ*を算出し、算出した電圧指令値Ｖ*をＶq生成部５５Ｂへ出力する。式（１９）において、「Ｖgh2
*」は位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂにおける目標電圧、「ｔ」は位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂの開始時点からの経過時間、「Ｔ4g」は位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂの時間を示し、目標電圧Ｖgh2
*及び時間Ｔ4gは、予め行われる試験によって定まる所定値である。式（１９）に従って電圧指令値Ｖ*が算出されることにより、位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂでは、正電圧で与えられるファンモータＭの電圧は、図１０に示すように、目標電圧Ｖgh1
*から目標電圧Ｖgh2
*に達するまで線形に増大する。
【数19】
【0129】
つまり、位相調整正転同期運転区間Ｓ３Ｂでは、ファンモータＭの位相の調整と、ファンモータＭの正転同期運転とが並行して行われる。
【0130】
＜位相調整区間Ｓ４Ｂにおける動作＞
以下、位相調整区間Ｓ４Ｂにおける動作について、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と異なる点について説明し、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
以下、位相調整区間Ｓ４Ｂにおける動作について、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と異なる点について説明し、逆転同期運転区間Ｓ１Ｂにおける動作と同一の点についての説明は省略する。
【0131】
位相調整区間Ｓ４Ｂ（図１０）では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－１を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－１を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－２を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続する。よって、第一位相調整部５４ＡがスイッチＳＷ４及びスイッチＳＷ３を介して積分部３０、運転制御部５１及びＶd生成部５５Ａに接続される。スイッチＳＷ３での入力端子ＳＷ３－１から入力端子ＳＷ３－２への切替時点で第一位相調整部５４Ａから出力される電気角速度ωeは、スイッチＳＷ３の切替直前の電気角速度とする。これにより、スイッチＳＷ３の切替時に生じうる異音等（所謂、切替ショック）を防止できる。
【0132】
３φ／ｄｑ変換部２５は、変換後のｄ軸電流Ｉdを第一位相調整部５４Ａ及び第二位相調整部５４Ｂへ出力し、変換後のｑ軸電流ＩqをＶd生成部５５Ａへ出力する。
【0133】
また、起動処理部５３は、式（２０）に従って電圧指令値Ｖ*を算出し、算出した電圧指令値Ｖ*をＶq生成部５５Ｂへ出力する。よって、位相調整区間Ｓ４Ｂでは、電圧指令値Ｖ*は目標電圧Ｖgh2
*で一定に保たれる。
【数20】
【0134】
ここで、位相調整区間Ｓ４Ａ（図９）と同様に、第一位相調整部５４Ａは、ファンモータＭの運転モードが同期運転モードからベクトル制御モードへ移行する前に、ファンモータＭの位相が最適な位相になるように、ファンモータＭの位相を調整する。例えば、起動処理部５３が電圧指令値Ｖ*を目標電圧Ｖgh2
*で一定にした状態で、第一位相調整部５４Ａは、３φ／ｄｑ変換部２５から入力されるｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）になるような電気角速度ωeを算出する。位相調整区間Ｓ４Ａ（図９）と同様に、ｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）になるような電気角速度ωeが算出されることにより、ファンモータＭへ印加される交流電圧の位相とファンモータＭのロータの位相とが合わせられる位相調整が行われる。
【0135】
Ｖd生成部５５Ａは、第一位相調整部５４Ａから入力される電気角速度ωeと、３φ／ｄｑ変換部２５から入力されるｑ軸電流Ｉqとを用いて、式（１１）に従ってｄ軸電圧指令値Ｖd
*を算出し、算出したｄ軸電圧指令値Ｖd
*をｄｑ／３φ変換部２１へ出力する。
【0136】
積分部３０は、第一位相調整部５４Ａから入力される電気角速度ωeを積分することより電気角位相θeを算出し、算出した電気角位相θeをｄｑ／３φ変換部２１及び３φ／ｄｑ変換部２５へ出力する。
【0137】
第一位相調整部５４Ａが、ｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）になるような電気角速度ωeを算出することにより、ファンモータＭの逆転方向での位相が最適な位相になる。その結果、図１０に示すように、位相調整区間Ｓ４Ｂにおいて、ファンモータＭの正転方向での電気角速度はさらに増加して最適値に収束する。
【0138】
なお、第一位相調整部５４Ａにおいてｄ軸電流Ｉdが０（ゼロ）に収束するまでに要する時間Ｔ5gが位相調整区間Ｓ４Ｂの長さとして設定されると良い。例えば、軸誤差算出部２６が算出した軸誤差Δθが所定の範囲内（例えば、±２０°以内）になった場合に、ｄ軸電流Ｉdが収束したと判定することができる。
【0139】
＜モード移行区間Ｓ５Ｂにおける動作＞
モード移行区間Ｓ５Ｂ（図１０）では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－２を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－２を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－３を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続する。これにより、ファンモータＭの運転モードは位相調整モードからベクトル制御モードへ移行する。
モード移行区間Ｓ５Ｂ（図１０）では、運転制御部５１は、スイッチＳＷ１において出力端子ＳＷ１－０に入力端子ＳＷ１－２を接続し、スイッチＳＷ２において出力端子ＳＷ２－０に入力端子ＳＷ２－２を接続し、スイッチＳＷ３において出力端子ＳＷ３－０に入力端子ＳＷ３－３を接続し、スイッチＳＷ４において出力端子ＳＷ４－０に入力端子ＳＷ４－１を接続する。これにより、ファンモータＭの運転モードは位相調整モードからベクトル制御モードへ移行する。
【0140】
また、運転制御部５１は、モード移行区間Ｓ５Ａ（図９）と同様にして、積分部１２２，１６２，１７２の初期値を設定する。
【0141】
また、モード移行区間Ｓ５Ｂでは、モード移行区間Ｓ５Ａと同様に、運転制御部５１は、モード移行区間Ｓ５Ｂへの移行直前に位相調整区間Ｓ４Ｂにおいて第一位相調整部５４Ａにより算出された電気角速度ωeをファンモータＭの極対数Ｐｎで除算した値を一定値の機械角速度指令値ωm_refとして減算部１１へ出力する。
【0142】
以降の動作については、モード移行区間Ｓ５Ａと同一であるため、説明を省略する。
【0143】
このように、モード移行区間Ｓ５Ｂでは、モード移行区間Ｓ５Ｂへの移行直前に位相調整区間Ｓ４Ｂにおいて第一位相調整部５４Ａにより算出された電気角速度ωeが一定値の機械角速度指令値ωm_refとして減算部１１へ入力される。また、モード移行区間Ｓ５Ｂへの移行直前のｑ軸電流Ｉqが積分部１２２の初期値として入力される。さらに、モード移行区間Ｓ５Ｂへの移行直前のｄ軸電圧Ｖd、ｑ軸電圧Ｖqが、非干渉化制御部１８での補正分を考慮して積分部１６２，１７２に入力される。よって、モード移行区間Ｓ５Ｂでは、ファンモータＭが一定の回転速度で回転することで、速度制御部１２（図２）、ｄ軸電流制御部１６（図３）及びｑ軸電流制御部１７（図４）の動作が安定する（換言すれば、回転速度を一定としたときに電圧が一定となる状態になる）。速度制御部１２、ｄ軸電流制御部１６及びｑ軸電流制御部１７の動作が安定するまでに要する時間Ｔ6g、つまり、回転速度を一定としたときに電圧が一定となる状態になるまでに要する時間Ｔ6gがモード移行区間Ｓ５Ｂの長さとして設定されると良い。また、時間Ｔ6gとしては、少なくとも積分部１６２，１７２の時定数までの時間が確保されると良い。
【0144】
＜通常運転区間Ｓ６Ｂにおける動作＞
通常運転区間Ｓ６Ｂにおける動作については、通常運転区間Ｓ６Ａ（図９）における動作と同一であるため、説明を省略する。
通常運転区間Ｓ６Ｂにおける動作については、通常運転区間Ｓ６Ａ（図９）における動作と同一であるため、説明を省略する。
【0145】
以上、実施例について説明した。
【0146】
以上のように、本開示のモータ制御装置（実施例のモータ制御装置１００）は、ファン（実施例の室外機ファンＦ）を正転方向に回転させるモータ（実施例のファンモータＭ）の駆動を制御し、検出部（実施例の回転検出部５２）と、起動処理部（実施例の起動処理部５３）とを有する。検出部は、モータの起動前にモータの空転方向及び空転速度を検出する。制御部は、モータの起動時にモータのロータの位置を検出せずにロータとモータのステータの回転磁界とを同期させる同期運転を行う際に、モータの目標回転速度を、空転速度よりも小さい値を有する第一回転速度（実施例の目標電気角速度ωseh
*，起動開始電気角速度ωges
*）とする。
【0147】
ファンを回転させるモータの起動時にはモータの回転が制動されてモータの回転速度が空転速度よりも低下するため、モータの目標回転速度を、空転速度よりも小さい値を有する第一回転速度とすることで、同期運転における同期ずれを抑制することができるので、モータを確実に起動させることができる。
【0148】
また、起動処理部は、空転方向が正転方向である場合、モータを第一回転速度（実施例の目標電気角速度ωseh
*）よりも小さい値を有する第二回転速度（実施例の起動開始電気角速度ωses
*）で所定時間（実施例の時間Ｔ2S）だけ回転させた後、モータの回転速度を第二回転速度（実施例の起動開始電気角速度ωses
*）から第一回転速度（実施例の目標電気角速度ωseh
*）へ向かって徐々に増加させる。また、起動処理部は、空転方向が逆転方向である場合、モータを第一回転速度（実施例の起動開始電気角速度ωges
*）で所定時間（実施例の時間Ｔ2g）だけ回転させた後、モータの回転速度を徐々に減少させる。また、起動処理部は、空転方向が逆転方向である場合、モータの回転速度を徐々に減少させた後、モータの回転方向を逆転方向から正転方向に反転させる。
【0149】
こうすることで、同期運転における同期の引き込みがしやすくするため、同期運転における同期を確実にとることができる。
【0150】
また、本開示のモータ制御装置は、調整部（実施例の第一位相調整部５４Ａ，第二位相調整部５４Ｂ）を有する。調整部は、モータの運転モードが同期運転モードからベクトル制御モードへ移行する前に、モータに印加される電圧の位相とロータの位相とを合わせる位相調整を行う。
【0151】
このような位相調整を行うことで、モータの脱調を防止できる。
【符号の説明】
【0152】
１００ モータ制御装置
５１ 運転制御部
５２ 回転検出部
５３ 起動処理部
５４Ａ 第一位相調整部
５４Ｂ 第二位相調整部
５５Ａ Ｖd生成部
５５Ｂ Ｖq生成部
５１ 運転制御部
５２ 回転検出部
５３ 起動処理部
５４Ａ 第一位相調整部
５４Ｂ 第二位相調整部
５５Ａ Ｖd生成部
５５Ｂ Ｖq生成部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】