JP2001510680A

JP2001510680A - ブラシレスｄｃモータ制御

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Publication number: JP2001510680A
Application number: JP53419098A
Authority: JP
Inventors: エイチ．ボイド，ジョン; ダンカン，ジェラルド; トーマスジョージペリー，マイケル
Original assignee: フィッシャーアンドペイケルリミティド
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 2001-07-31
Anticipated expiration: 2018-02-05
Also published as: BR9807658B1; EP0972332B1; BR9807658A; US6034493A; EP0972332A1; CA2279540C; CA2279540A1; WO1998035428A1; DK0972332T3; KR100445250B1; EP0972332A4; JP3440274B2; AU719478B2; HK1024112A1; KR20000070770A; ATE265754T1; DE69823494T2; TW398112B; DE69823494D1; AU6007198A

Abstract

(57)【要約】どの時点においても、１つのモータの巻線は、電力が供給されず、巻線転流を始動するのに使われる情報である逆起電力ゼロクロスを検出するのに使われるタイプの、主として小馬力の用途に対する電気転流ブラシレス直流モータ。電流供給が前記巻線から取り除かれた後、転流素子に並列なフリーホイールダイオードによって蓄えられたエネルギーが消滅することで巻線に生成される電流パルスの持続時間がモータ電流の測定に使われる。モータ電流と逆起電力との間の位相角を減少させることによって有用な電力出力を最大にするための方法もまた開示されている。これは、各逆起電力ゼロクロスの発生の後にモータ巻線を転流する遅延を誘導することによって達成され、この遅延は、各転流間の関数である。

Description

【発明の詳細な説明】ブラシレスＤＣモータ制御技術分野本発明は、電気的に制御される（永久磁石回転子を有する）ブラシレスＤＣモータに関し、特に、単一ではない、家庭用器具及び健康管理装置等における小馬力の用途に対する３巻線モータに関する。従来技術電気転流（electronically cmmutated）ブラシレスＤＣモータを制御する方法は、米国特許第4,495,450号（Tokizaki他）に記載されており、家庭用器具における使用及び特に洗濯機に対しては米国特許第4540921号（Boyd他）、米国特許第4857814号（Duncan他）に記載されている。これらの特許に記載された、電気制御モータ（ＥＣＭ）の基本的な着想のいくつかについては、図１及び２を参照して以下に手短に述べる。通常はパワーＦＥＴであるような転流スイッチを有する理想的な三相（あるいは巻線）ＤＣモータが図１に示されている。相Ａの上側のスイッチ１及び相Ｂの下側のスイッチ２をターンオンすることによって、静止磁界が固定子に生成される。この磁界は、相Ｂの下側のスイッチ２をターンオフし、かつ相Ｃの下側のスイッチ３をターンオンすることによって、時計周りの方向に動く。相Ａの上側のスイッチ１をターンオフし、かつ相Ｂの上側のスイッチ４をターンオンすることによって、磁界が時計周りの方向へ動き続ける。転流スイッチのこの「回転」を繰り返すことによって、固定子の磁界が、スイッチのスイッチングと同じ速度で回転することになる。時計周りの回転のためのスイッチの状態の完全なパターンが図２に示されている。モータの半時計周りの回転は、転流スイッチのスイッチングパターンの順序を逆にすることによって得られる。固定子における回転磁界の生成について記された方法では、２つだけの相が、同時にそれらの相に意図的に流れる電流を有する。これによって、第３の巻線にはそこを流れる意図的な電流を残さないことになる。引用された特許においては、この一時的に使用されない巻線は、回転する永久磁石回転子によって誘導される電圧に対して感知され、回転子の位置の示度を提供する。この誘導電圧は逆起電力（ＢＥＭＦ）に起因する。感知されたＢＥＭＦ波形は周期的であり、台形と正弦曲線に近い形との間を変化する。この波形の「ゼロクロス」は、永久磁石の極のエッジに起因しており、その回転位置を追跡するために回転子上に一貫した点を提供する。このようなＤＣブラシレスモータを運転しているとき、各転流は回転子の位置と同期する必要がある。上記のＢＥＭＦ信号がゼロを通過するとすぐに、連続回転を確保する次のスイッチングパターンで達成される転流が決定される。回転子が適切な角度位置にあるときにだけスイッチングを発生しなければならない。これは、速度制御のための閉ループフィードバックシステムに帰着する。回転子の加速又は減速は、固定子の回転磁界の強度を増加あるいは減少させることによって（パルス幅変調（ＰＷＭ）技術によって）達成される。なぜなら、固定子上の力は磁界の強度に比例するからである。転流周波数は、ＢＥＭＦセンサからの閉ループフィードバックによってロータのペースを維持することになる。一定負荷の下で所定の速度を維持することは、固定子の磁界の強度を制御することを伴い、所望の転流レートの維持を確実にする。変化する負荷の下で所定の回転速度を維持することは、固定子の磁界の強度の対応する交番を必要とし、回転子の負荷変動を補償する。米国特許第4,540,921号及び第4,857,814号に記載されたＥＣＭ技術は、スイッチングＦＥＴを流れ得る電流を安全な値に制限するための専用の電流制限回路の使用を必要とする。このような保護回路は、ＥＣＭシステムの費用を増大させ、より低い出力で、より高価ではないような用途での使用を妨げる。更に、モータ電流はモータ負荷に対して正比例で変化するので、負荷変動を引き起こす事象に応答して器具の運転を制御するためには、モータ電流の測定を使うことが望ましいであろう。引用された従来技術では、このような負荷感知には更に高価なハードウェアを必要とするであろう。回転子の位置を判定するためにＢＥＭＦの感知を用いることは多くの利点を有するが、固定子巻線の転流時に生じる過渡現象を取り除くために出力は高価な構成要素を使うフィルタリングを必要とするという問題がある。加えて、このタイプのＥＣＭシステムは、一般にＢＥＭＦをもたらすモータ電流のために、最適なモータ効率では運転されない。従って、本発明の目的及び／又は本発明の１つ又はそれより多い好適な実施例は、上記の欠点を克服するいくつかの方法を実行する電気制御モータシステムを提供することである。発明の開示従って本発明は、どの時点においても、１つのモータ巻線は、電力が供給されておらず、巻線の転流を始動するのに使われる情報である逆起電力のゼロクロスを検出するのに使われ、転流素子を制御する信号のパルス幅変調がモータの加速を制御するために使われ、一方向電流素子が、転流素子に並列に接続される電気転流ブラシレスＤＣモータにおいて、電流の供給がこの巻線から取り除かれた後、一方向電流素子による蓄えられたエネルギーが消滅することでこの巻線に生成される電流パルスの持続時間がモータ電流の測定に使われることを特徴とする電気転流ブラシレスＤＣモータにある。第２の態様では本発明は、どの時点においても、１つのモータ巻線は、電力が供給されておらず、巻線の転流を始動するのに使われる情報である逆起電力のゼロクロスを検出するのに使われ、転流素子を制御する信号のパルス幅変調がモータの加速を制御するために使われ、一方向電流素子が、転流素子に並列に接続される電気転流ブラシレスＤＣモータにおいて、電流の供給がこの巻線から取り除かれた後、一方向電流素子による蓄えられたエネルギーが消滅することでこの巻線に生成される電流パルスの持続時間が測定され、モータ巻線における電流の転流の瞬間がモータ電流と逆起電力との位相角を減らすために各逆起電力ゼロクロスの発生の後に遅延させられ、それによってモータ効率が最大となり、この遅延は、前の転流とこの電流パルス持続時間との間の時間の関数として計算されることを特徴とする電気転流ブラシレスＤＣモータにある。更に別の態様では本発明は、少なくとも１つの相の巻線を有する回転子及び固定子を持つブラシレスＤＣモータと、直流電源と、この電源に接続され、前記少なくとも１つの巻線あるいは固定子巻線の選択された組に電流を供給するスイッチング素子と、スイッチング素子を通る電流の供給が終了した後各巻線に蓄えられたエネルギーを消滅させるために電流経路を提供する一方向電流素子とを有する転流回路と、前記少なくとも１つの巻線上の電圧を感知し、前記電圧をＡ基準信号電圧と比較し、それによって、前記少なくとも１つの巻線に回転子の回転により誘導される逆起電力のゼロクロスを検出するデジタイザ回路と、メモリ及び入出力ポートを有するプログラムされたディジタルプロセッサであって、第１のポートは前記デジタイザ回路の出力に接続され、第２のポートのグループは前記転流回路に接続されてスイッチング信号をそこに供給するディジタルプロセッサと、前記メモリに記憶され、前記プロセッサに前記スイッチング信号を生成させるソフトウェアとを備え、前記ソフトウェアは、（ａ）（ｉ）もし連続的かつ周期的にスイッチング素子に印加されるならば固定子巻線に回転磁界を生成させるような、前記転流回路における各スイッチング素子に対する状態の順序の組合わせと、（ｉｉ）回転子が対応する所定の位置にある時に連続回転を確保するために回転子のトルクを生成するスイッチング素子状態の組合わせにそれぞれが対応するような、前記固定子の角度の所定の位置に対して前記ディジタイザ回路の可能性のある順序の出力状態とを記憶するテーブルと、（ｂ）前記テーブルから各記憶された状態の組み合わせを選択し、所定の時間に選択される特定の組合わせの状態に対応する論理レベルを有する各スイッチング素子に対してディジタルスイッチング制御信号生成するルーチンと、（ｃ）前記スイッチング制御信号をパルス幅変調してそれによって固定子巻線における電流実効値を制御するルーチンと、（ｄ）記憶されたデューティーサイクル値に従ってパルス幅変調のデューティーサイクルを設定するルーチンと、（ｅ）前記ディジタイザの出力を読み取り、そこから回転子の角度位置を決定する位置決定ルーチンと、（ｆ）その連続回転のために各感知された回転子位置に対応する記憶された状態の組合わせを選択するための前記選択ルーチンを呼び出すルーチンと、（ｇ）前記ディジタイザの出力を読み取り、そこから前記回転子の各速度を決定する速度決定ルーチンと、（ｈ）所望の回転子速度の値を記憶するテーブルと、（ｉ）決定された回転子速度を所望の回転子速度と比較して、速度誤差値を生成するルーチンと、（ｊ）前記速度誤差値を受信し、回転子速度が所望の速度より小さいときには増加され、回転子速度が所望の速度より高いときには減少させられるように、前記記憶されたデューティーサイクル値を更新するルーチンと、（ｋ）スイッチング素子を通じて各巻線に電流を供給することが終了した後、蓄えられたエネルギーが消滅する間に、前記ディジタイザの出力を読み取り、そこから各相の巻線に生成されるパルスの持続時間を決定する、パルス持続時間決定ルーチンと、（ｌ）そのように決定されたパルス持続時間を、記憶され予め決められたパルス持続時間の最大値とを比較し、もしそのように決定された持続時間が前記最大値よりも大きい場合は、記憶されたデューティーサイクル値を減少された値に設定するための値を生成するルーチンと、（ｍ）このデクリメントする値を読み取り、現在の記憶されたデューティーサイクル値を更新するルーチンとを有するような、電気転流モータシステムにある。図面の簡単な説明図１は、電気的に転流される３巻線ブラシレスＤＣモータの回路図である。図２は、図１のモータを時計周りに回転させるための転流スイッチの状態の順番を示す図である。図３は、本発明によるブラシレスＤＣモータ及びコントローラのブロック回路図である。図４は、図３のモータの相にかかる電圧を示す波形図である。図５は、巻線を通るモータ電流経路を示す部分回路図である。図６は、種々のモータ電流でのモータ性能のグラフである。図７は、モータ巻線電流及び逆起電力を示す波形図である。図８は、図３に示される逆起電力デジタイザのための回路図である。発明を実施する最良の形態図３は、ブロック図形式による、本発明のモータ制御システムを示す。主なハードウェアのブロックは、永久磁石３巻線モータ２１、モータ巻線転流回路２２、スイッチドモードＤＣ電源２３、逆起電力デジタイザ２４及びマイクロコンピュータ２５である。マイクロコンピュータ２５内のブロックは、以下で説明するようなソフトウェアルーチンによって実行される機能を表す。このＥＣＭシステムは、３巻線（すなわち相）Ａ，Ｂ，Ｃと６つの突極を持つ固定子を有するモータに関連して説明される。他の固定子構造を使うこともできる。種々の極数を適用することができるが、このモータは４極の永久磁石回転子を有する。巻線Ａ，Ｂ，Ｃは図３に示されるこの実施例のように星型構造で相互に接続される。転流回路２２は、パワー電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）という形でのスイッチング素子の組を含み、このスイッチング素子は、直流電源２３にかけて接続され、図１及び２を参照して既に説明した方法で巻線Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれを転流する。各モータの相に対して上側及び下側のスイッチを構成する６つのスイッチング素子のそれぞれは、マイクロコンピュータ２５によって生成されるゲート信号ａ＋、ａ−、ｂ＋、ｂ−、ｃ＋、ｃ−によって切り換えられる。切換えモード電源２３は、各スイッチング素子の組に印加されるＤＣ電圧を供給する。固定子によって誘導される逆起電力を監視する目的のために、ＢＥＭＦデジタイザ２４は、モータの相Ａ、Ｂ及びＣのそれぞれのスイッチ終端から入力信号を受信する。どのような所定の時間においても転流回路２２から電流が供給されていないモータ巻線からの出力は、この目的のために使われる。使用される逆起電力感知は、図１及び２を参照して既に説明されている。ＢＥＭＦデジタイザ２４は、その３つの入力においてアナログ信号を示していた合成ディジタル信号をその出力に供給し、公知のコンパレータ技術によって３つの論理レベルが導かれる。出力信号は、回転子の極はその相に関連する巻線の極を通るとき個々のアナログＢＥＭＦ電圧の「ゼロクロス」に一致するような論理遷移を有するであろう。この出力はまた、以下で説明するような他の情報も含む。ＢＥＭＦデジタイザ２４に適した回路が図８に示される。コンパレータ５１には、出力５６上の基準電圧Ｖ_refと、出力５５上の３モータ巻線Ａ，Ｂ及びＣからの逆起電力電圧とが提供される。入力５５での合成巻線電圧信号のレベルがＶ_ref を越えたとき、（ゼロクロス点を確立するために）コンパレータの出力５７は状態を変化させ、それによって巻線電圧信号の非常に大きなエクスカージョン（excursion）をディジタル化する。抵抗５２〜５４は、巻線電圧を結合し、従って、コンパレータの出力を３つ全ての巻線にかかる電圧によって決定される。コンパレータの２つの状態の出力５７は、マイクロプロセッサのポート２７に供給される。既に述べたように、これは回転子の位置及び他の制御目的のために有用である、転流されない巻線にかかる電圧である。しかし、転流は、マイクロプロセッサによって決定されるので、モータ電流を運搬するあらゆる時間においても巻線がわかり、従って、どの巻線電圧が所定の時間間隔でのディジタイザ出力に映し出されるかを決定する時間窓 (time window)が確立される。スタートアップルーチンにおいては、使用されない巻線における逆起電力の大きさは、コンパレータ５１の状態を変化させるのには不十分であり、転流の閉ループフィードバック制御を使うことができない。閉ループ制御に対するスイッチングに対して所望の回転子速度で、ゼロクロス状態遷移が出力５７に現れるように、（一定ではなくてもよい）Ｖ_refの値及び、抵抗５８の値は、ディジタイザのヒステリシスをセットするように選ばれる。これは、いくつかの用途に対しては通常３３０ｒｐｍであり得る。本発明のモータ制御は、プログラムされた単一のマイクロプロセッサ２５によって実行され、そのマクロプロセッサ２５は、転流回路２２に対して、付加的な論理又は「カレントステアリング(current steering)」回路を必要とすることなく直接スイッチング信号を供給する。モータ巻線の電流における必要なパルス幅変調もまたマイクロプロセッサ２５によって実行される。マクロプロセッサ２５は、通常、８ビットシングルチップＣＰＵであり、最適なタイプはテキサスインストゥルメントのＴＭＳ３７０である。ＣＰＵ、バス、クロック、ＲＡＭ及びＲＯＭのようなマイクロプロセッサのハードウェア構成部品は、図３には示されていない。なぜなら、マイクロプロセッサのこれらの本質的な構成部品は、公知であるからである。むしろ、説明を助けるために、マイクロコンピュータ２５内に示されるブロックは、それぞれ、マイクロプロセッサ２５によって実行されるソフトウェアルーチンによって実行される制御機能を表し、また代わりに、メモリにおけるデータテーブル又はデータ記憶の位置を表す。図２に示されるような転流スイッチングパターンは、モータの半時計周りの回転を生成するためのスイッチングパターンである第２の順序と共に、テーブル２８に記憶される。転流スイッチ用の制御パルスは、転流制御パルス発生器ルーチン２９によって合成されるが、そのルーチンは、モータ２１に必要な特定の回転方向のための次の転流を生成するのに必要である、テーブル２８におけるスイッチング状態パターンの位置を指し示すポインタ値を含む。６つの転流駆動信号は、これらのうちの２つだけが各転流時に状態を変化させるが、合成させるためには必要である。初期段階でのスタートアップルーチン３０は、低い一定周波数（あるいは低いがゆっくり増加する周波数）でスイッチングパターンの順序によってポインタ２９を実質的に「クロック」する。これは固定子の相を転流して、ディジタイザ２４のヒステリシスを克服するのに十分に高い速度で回転磁界を生成する。永久磁石回転子は回転固定子磁界に追従する。使われない相の各巻線から入力ポート２７においてディジタル逆起電力信号を生成するのに十分な速度でモータが回転するとき、モータ起動ルーチンは、説明した開ループ制御モードから閉ループ制御モードへ分岐する。これは、位置感知ルーチン３１が、合成ディジタルＢＥＭＦ信号を入力ポート２７で読み込み、どの相が即座に転流されているかについての情報を使うことで、使われない相における逆起電力に起因する遷移を決定し、各相における各「ゼロクロス」に続く並列パターンあるいはディジタルワードを生成し、このパターンをルーチン２９へ渡す、ということを伴う。テーブル２８内のルックアップテーブルにアクセスすることによって、このルーチンは、ルーチン３１によって供給されるパターンによって指示されるような回転子位置に対する考慮を有するモータの効果的な連続回転を確保するために適用されるのに適した、テーブル２８における転流スイッチングパターンを画定する。そうして、回転子の位置は固定子の相の転流を決定する。転流回路２２へ供給されたとき、合成された転流制御パルスはパルス幅変調される。すなわち、ルーチン３２は、ロケーション３３に保持されるデューティーサイクルの現在の値に従って、モータ電流が流れるべき転流素子に適するルーチン２９によって合成されたパルスにデューティーサイクルを与える。デューティーサイクルは、モータ２１を加速及び減速するために、そしてモータに対する変動負荷に適応するために、変化させられる。なぜなら、モータトルクはモータ電流に比例し、これはパルス幅変調（ＰＷＭ）のデューティーサイクルによって決まるからである。速度感知ルーチン３４はＢＥＭＦゼロクロスパターンを読み込み、タイマルーチン３６と関連して回転子の角速度を表わす値を決定する。ルーチン３７は、この値とテーブル３８に記憶された速度について予め決められた値ｎとを比較する。計算された回転子速度がｎより小さい場合、ロケーション３３に保持されるデューティーサイクル値は、（例えば１％ずつ）インクリメントされるであろうし、計算された回転子速度がｎより大きい場合は、３３のデューティーサイクル値は、（例えば１％ずつ）ディクリメントされるであろう。テーブル３８から選択された予め決められた速度の値は、どのような特定の時間においてもモータの用途に依存するであろう。以下で議論する例では、通常の所定の動作速度は３０００ｒｐｍである。転流回路のスイッチング素子を保護するためには、電流制限機能を課すべきである。図６を参照して以下に更に詳しく説明するように、出願人は、モータ電流実効値（すなわち、あらゆる時間における接続された相のあらゆる組での電流）は、フリーホイール電流の持続時間に正比例するが、このフリーホイール電流は転流スイッチからの供給が終了した後、各巻線に流れる。この電流はもちろんインダクタはエネルギーを蓄えるという公知の特性によるものであり、印加電圧の除去によりエネルギーを消滅させる必要がある。従来技術で公知であるように、「フリーホイール」ダイオードが転流スイッチング素子に並列に接続され、このような電流の流れを促進する。この発見に基づいて、使用されない各巻線に生じる電流パルスがルーチン４０によってＢＥＭＦデジタイザ２４の出力から取り出されるが、これはタイマ３６と共に各フリーホイール電流パルスの持続時間を決定する。第１の決定ルーチン４１はパルス幅ＣＰがロケーション４２に記憶されている所定の値Ｔ₁よりも大きいかを確認するが、この値は、転流素子に対して決定的な最大限界におけるモータ電流の値に一致する。もしそうであるならば、値４３は、最小のＯＮ時間を有するＰＷＭデューティーサイクルを確立するロケーション３３に設定される。以下で議論される例では、これは通常は１７％であってもよい。パルス幅がＴ₁ よりも小さければ、第２の決定ルーチン５０は電流パルス幅がロケーション４９に記憶され通常の最大の安全動作電流に一致する更に低い所定の値Ｔ₂の持続時間を超えるかを確認するが、もしそうであるならば、値４４はＰＷＭデューティーサイクル値３３をデクリメントするのに使われる。通常のデクリメントは５％である。電流パルス持続時間がＴ₂よりも小さい場合は、そのときは電流制限は必要なく、ＰＷＭデューティーサイクル制御は速度決定ルーチン３７へ移る。多くの用途においてはモータ２１上の負荷の度合いあるいは負荷の増加は、ＥＣＭシステムで使われるプロセスの制御に対する有用な情報を構成するかもしれない。モータ負荷におけるあらゆる変化は、モータ電流における変化に反映されるであろうし、電流パルス測定ルーチン４０はこのような感知情報を提供するのに使われる。負荷監視ルーチン４５は、ルーチン４１によって今のところ決定された電流パルス幅の値を渡し、パルス幅の急激な変動を確認することによって、あるいはパルス幅が所定のしきい値に達しているということを判定することによって、有用な出力を出力ポート４６を介して外部コントローラに供給することができる。例えば、洗浄液体ポンプを駆動するためにモータが皿洗い機に使われるような場合、ポンプが給水管側に水を入れはじめるときのモータ電流の急激な増加を検出することによって水位を確認することができる。説明したタイプのＥＣＭシステムでは、ＢＥＭＦをもたらす相電流のおかげでモータ２１の最大運転効率を得ることができないので、電流及び電圧のピークは一致しない。このことは、ゼロクロス検出後、相のスイッチングを遅延させるのに使われる時間を計算することによって、本発明により改善することができる。従って、（以下で詳細に説明される）遅延アルゴリズム４７は、転流の遅延をもたらし、モータ巻線の電圧及び電流のピークを一致させ、それによって、モータの効率を最適にする。ＢＥＭＦディジタイザ２４からの出力信号は、転流の発生と同時に過渡現象を含む。ハードウェアフィルタを使う代わりに、本発明では、これらの過渡現象はソフトウェアによってフィルタされる。ルーチン４８は入力ポート２７において信号を読み取るが、ルーチン２９からの転流に関するタイミング情報を使って各転流の発生時に読み取られる機能を中断する。上で概説した特定のルーチンの動作は、次のセクションでより詳細に説明される。モータ起動ルーチンモータ起動は、ルーチン３０によって２つのステップで行われる。第１のステップは、固定子の磁界の回転を開始することを伴う。これは、時計周りあるいは半時計周りの回転のどちらに対しても、スイッチングパターン（図２）のステップを踏むことによって得られる。永久磁石モータは、固定子の回転磁界に追従するであろう。このステップでは、システムはオープンループである。第１のステップが完了したときの回転磁界の最終的な速度は、回転子の回転を検出するためにディジタイザ２４に対して必要な最小のＢＥＭＦによって決まる。ＢＥＭＦの大きさは、回転子の回転速度に正比例する。回転が無い場合は、そのときはＢＥＭＦはゼロである。代わりに、回転が速ければ速いほど、ＢＥＭＦは大きくなる。しかし、固定子の回転磁界のオープンループ速度が、固定子に対して速すぎて「追いつく」ことができないかもしれないポイントが存在する。これでは、モータを適切に起動することは決してできないであろう。この上限の速度の限界は、回転子の慣性によって決まる。好適な実施例の１つの用途では、初期スタートアップ速度の最大値は、３３０ｒｐｍである。３３０ｒｐｍで、閉ループ動作が可能であるための十分なＢＥＭＦが生成される。従来技術の説明で概説したように、ソフトウェアは、ＢＥＭＦの反応して記憶された次のスイッチングパターンに変えるだけである。図４は、相Ｂにかかる電圧が各スイッチングパターンでどのように変化するかを示している。ディジタイザ２４に対してＢＥＭＦ波形が基準電圧Ｖ_refとクロスするとき、回転子の位置が決まる。そしてソフトウェアは、次のスイッチングパターンに変わるのに最適な時間を決める。回転子速度がフードバック制御の下にあるとき、ＢＥＭＦ「基準クロス」が発生することになるまで転流は発生しない。スタートアップルーチンの第２のステップは、従来技術の説明において概説したようにＰＷＭデューティーサイクルを増加させることで回転子速度を所望の運転速度まで増加させるということを伴う。速度制御閉ループ制御の下で、転流が回転子に「追従」する。好適な実施例の１つの用途では、３０００ｒｐｍが所望の回転速度である。これは、回転子の１回転数あたり０，０２秒かかることに等しい。ある実施例によれば、モータシステムは、４極の回転子と６極の固定子とを有するモータを制御するように意図されている。モータの２「電気」回転、すなわち完全なＢＥＭＦサイクルに対して、回転子の１機械回転だけ回転が必要である。各電気回転は６つ転流が必要である。これは、各転流の間の時間は１．６６７ミリ秒であることを意味している。３３０ｒｐｍの初期起動速度から３０００ｒｐｍまで回転速度を増加させるために、転流のレートが１．６６７ミリ秒に等しくなるまで固定子の電流を増加させなければならない。一旦回転子の動作速度になると、回転子の負荷のどのような変動もその速度に影響してくる。これら速度変動は、既に説明された手法でＰＷＭディユーティーサイクルを変えることによって補償され、所望の回転速度が常に得られることが確保される。ソフトウェアは２つの異なるステップサイズにおいてＰＷＭデューティーサイクルの値を変える。１．モータ速度が所望の速度の１０％以内である場合、ＰＷＭレートは１％毎で変化する。２．モータ速度が１０％以内でない場合、ＰＷＭレートは５％毎で変化する。この速度は本発明の１つの用途の例を言っている。さらに高い速度が他の用途に対して選択されるかもしれない。フリーホイール電流パルススイッチング素子電流を制限するルーチン４０，４１，５０は、フリーホイール電流パルスを使用する。これは、図５（図１を簡単化したバージョン）及び図４を参照して説明される。図５は、相Ａ及びＣにおける電流の流れを示す。これは、相Ａの上側のスイッチ（Ａ＋）及び相Ｃの下側のスイッチ３（Ｃ−）がオンしていることに相当する。この電流は実線の矢印で表せる。点線の矢印は、前の転流のスイッチングパターンによる電流の流れを表わす。前の転流では、スイッチ１（Ａ＋）及び２（Ｂ−）がオンであった（図２を参照）。電力スイッチ２（Ｂ−）がターンオフし、かつスイッチ３（Ｃ−）がターンオンしたとき、相Ｂのインダクタにおける電流をすぐにはゼロにすることはできない。インダクタは電流の流れを維持する。これにより、上側のスイッチ４に並列のフリーホイールダイオード５が導通し始めるまで相Ｂの終端に電圧が生じる。このポイントでは、「相の終端の」電圧はＶ＋０．６ボルトにクランプされ、電流は相Ｂのインダクタから流れ出す。この「フリーホイールしている」電流はスイッチがターンオフするときはいつも発生する。電流がゼロに減ったとき、ダイオードは導通をやめ、相Ｂにかかる電圧はＢＥＭＦのみによることになる。相Ｂに対するフリーホイール電流パルスは図４の「ＣＰ」で示される。電流が相を流れているとき、ＢＥＭＦは感知できない。フリーホイールしている電流はＢＥＭＦの感知時に不連続になる。これはここでは「電流パルス」として呼ばれる。相Ｂの電圧波形は図４に示され、電流パルスをはっきりと見ることができる。電流制御転流スイッチを通じて流れる電流は、使用されるスイッチング素子に適した安全なレベルに制限しなければならない。好適な実施例では、スイッチング素子として使われるＦＥＴに対する制限は、定常状態では２アンペア、連続したパルス状では４アンペアである。各巻線における最大電流は、レール電圧と、巻線の抵抗によって分割された巻線に生成されるＢＥＭＦとの差によって決定される。電流の傾きは、巻線のインダクタンスによって決まる。スタートアップ時に転流素子を通じて流れるピーク電流が常に４アンペア以下であることを確保するために、ＰＷＭデューティーサイクルを最小値に維持する。この最小値はまた、スタートアップ時に最大トルクを設定する。回転子及び接続された導線の慣性は、スタートアップ時に可能な最大限のトルクでモータがスタートできることを確保できるように低くなければならない。初期のＰＷＭの値は、回転子及びどのような初期負荷の慣性を克服できる十分な起動トルクが確保されるように選択される。この値は、４つの基準による転流の原則によって転流時に変わる。１．モータ電流が臨界点になる場合、ＰＷＭを所定の「安全な」値に制限する。２．モータ電流が臨界に達する場合、ＰＷＭを減少させる。３．モータが速度より低い場合、ＰＷＭを増加させる。４．モータが速度を越える場合、ＰＷＭを減少させる。図６は、既に述べたシステムのモータ性能を表わすグラフを示す。双曲線は、種々のＰＷＭデューティーサイクル（例えば、９％、１８％、２７％他）に対するトルク対速度のグラフである。ほぼ水平である曲線は、所定のＰＷＭデューティーサイクルのパーセンテージ及び回転子速度でのスイッチング素子電流実効値のプロットである。このグラフは次のことを示している。１．ＰＷＭデューティーサイクルとモータの出力トルクとの間の線形関係一定速度（例えば３１４ｒａｄ／ｓｅｃあるいは３０００ｒｐｍ）では、Ｖ_BE _MF は一定のままであろう。（種々のＰＷＭデューティーサイクルによる）Ｉ_moto _r の変動は、モータのトルクを適度な線形関係で変動させるであろう。これは、所定の速度に対しては、ＰＷＭデューティーサイクルと負荷変動との間の関係は線形であるということを意味している。２．モータ電流が４アンペアを越えないようにするための最小のＰＷＭデューティーサイクル。３０％あるいはそれより小さいようなＰＷＭデューティーサイクル曲線の全ては、４アンペアの水平線を決してクロスすることはない。これは、回転子速度に関係なく、これらのデューティーサイクルに対してモータ電流が４アンペアを越えないということを意味している。これは、スタートアップ時及びモータ故障状態下での最大ＰＷＭ値を決定する。３．通常の動作によってモータ電流が２アンペア（実効値）を越えることにはならない。速度が３１４ｒａｄ／ｓｅｃ（３０００ｒｐｍ）でかつＰＷＭデューティーサイクルが１００％では、このグラフはモータにおける電流は２アンペア（実効値）を越えていないということを示している。図６はまた、実効値のモータ電流（アンペアで測定された右側の方のＹ軸）対電流パルス持続時間（ミリ秒で測定）についても示している。このグラフは、電流パルスの持続時間はモータにおける実効値電流に正比例するということを示している。これによって、モータにおける実効値電流が電流パルス持続時間を測定することで決定することができる。そうすることで、従来のＥＣＭを象徴する、専用のハードウェア電流制限回路を取り除くことができる。電流制限電流制限は、どんな故障あるいは起動状態の下でも、ＰＷＭデューティーサイクル値３３を１７％に制限することによって得られる。ルーチン４０から渡されるデータから、ルーチン５０が電流パルス持続時間が１ミリ秒よりも長くなるということを確認したときに、故障状態であるとされる。このことは、ＦＥＴを流れるおおよそ３アンペア（実効値）に相当する。この状態が検出されたとき、デューティーサイクル値がすぐに１７％に制限され、ソフトウェアは、モータをフル速度に戻そうと試みるであろう。モータをフル速度へ戻す試みについて所定回数失敗した場合は、ソフトウェアはユーザに対してエラーを合図することになる。電流トリップ電流トリップは、スイッチモード電力供給（ＳＭＰＳ）２３によって容易になされる。１次インダクタにおける電流が、２．２５〜３．１５アンペアを越える場合、ＳＭＰＳの次のサイクルが始動されるまで上側のスイッチがターンオフする。これは、２次側に転送され得るエネルギー量を制限する。この状態を発生させる通常の故障は、ソフトウェア制御の不能又はハードウェアの故障によって上側及び下側のＦＥＴが同時にオンになるということである。ＦＥＴを流れる電流量は、どれくらいのエネルギーが変圧器の２次側のインダクタ及び４０Ｖレール（４０Ｖｒａｉｌ）がかかる平滑コンデンサにあるかに依存する。ダメージを受ける前にＮチャネルＦＥＴが特に取り扱うピークエネルギーは３０ミリジュールである。モータ効率の最適化アルゴリズム４７の機能は、モータ出力に関する式からわかるように、モータ効率を最適化するために相のＢＥＭＦ及び電流波形を維持することである。位相角をできるだけ小さく維持するということは、前の転流に特有である時間量を転流毎に遅延させるということを伴う。このダイナミックな転流遅延を計算する式は、この式は図表を用いて得ることができる。図７は、２つの軌跡を示す。正弦波の軌跡は、永久磁石が回転するので、固定子の巻線に誘導されたＢＥＭＦとなる。台形の軌跡Ｉ_phaseは、所定の巻線を流れる電流である。目的としてはｔ₁＝ｔ₆ にすることである。これは、位相角を最小にするために、ＢＥＭＦ波形に関して電流波形が中心にあるということを確保する。各転流間の時間（ＴＢＣ）＝ｔ₅＋ｔ₆＋ｔ₇ 従ってｔ₆＝ＴＢＣ−ｔ₅−ｔ₇ 再配置及び評価ｔ₇＝ｔ₁＝ｔ₆ ここで、ｔ₆＝最適遅延ｔ₅＝電流パルス持続時間ＴＢＣ＝電流転流レートこのアルゴリズムは、各転流でダイナミックに実行される。しかし、実質的に一定速度の動作である用途においては、遅延時間の値を、各モータ動作モードの間に加えるために、マイクロプロセッサ２５で予め計算し、そして予めロードしてもよい。この場合の計算は、所望の転流レートに基づく各転流間の時間の値と、コンピュータのモデル化及び推定によって決定される電流パルス持続時間の値をと使う。このモータシステムは、相対的に低いＰＷＭレートで実現することができ、低ノイズ動作を得ることができる。大きなインダクタンスモータ（例えば突極）を使うことによって、低ＰＷＭレートの使用が容易になる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１０月１３日（１９９８．１０．１３）【補正内容】請求の範囲１．どの時点においても、１つのモータの巻線は、電力が供給されておらず、巻線の転流を始動するのに使われる情報である逆起電力ゼロクロスを検出するのに使われ、転流素子を制御する信号のパルス幅変調は、モータの加速を制御するために使われ、一方向電流素子は、前記転流素子に並列に接続される電気転流ブラシレスＤＣモータであって、電流供給が前記巻線から取り除かれた後、前記一方向電流素子によって蓄えられたエネルギーが消滅することで前記巻線に生成される電流パルスの持続時間がモータ電流の測定に使われることを特徴とする電気転流ブラシレスＤＣモータ。２．前記モータ電流の測定は、前記パルス幅変調デューティーサイクルを制御して前記モータ電流を安全な値に制限する請求項１に記載の電気転流ブラシレスＤＣモータ。３．相の少なくとも１つの巻線を有する回転子及び固定子を持つブラシレスＤＣモータと、直流の電源と、該電源に接続され、前記少なくとも１つの巻線あるいは固定子巻線の選択された組に電流を供給するスイッチング素子と、スイッチング素子を通る電流の供給が終了した後各前記巻線に蓄えられたエネルギーを消滅させるために電流経路を提供する一方向電流素子とを有する転流回路と、前記少なくとも１つの巻線上の電圧を感知し、前記電圧をＡ基準信号電圧と比較し、それによって、前記少なくとも１つの巻線に前記回転子の回転により誘導される逆起電力のゼロクロスを検出するデジタイザ回路と、メモリ及び入出力ポートを有するプログラムされたディジタルプロセッサであって、第１のポートは前記デジタイザ回路の出力に接続され、第２のポートのグループは前記転流回路に接続されてスイッチング信号を前記転流回路に供給するディジタルプロセッサと、前記メモリに記憶され、前記プロセッサに前記スイッチング信号を生成させるソフトウェアとを備える電気転流ブラシレスＤＣモータであって、前記ソフトウェアは、（ａ）（ｉ）もし連続的かつ周期的に前記スイッチング素子に印加されるならば前記固定子巻線に回転磁界を生成させるような、前記転流回路における各前記スイッチング素子に対する状態の順序の組合わせと、（ｉｉ）前記回転子が対応する所定の位置にある時に連続回転を確保するために前記回転子のトルクを生成するスイッチング素子状態の前記組合わせにそれぞれが対応するような、前記固定子の角度の前記所定の位置に対して前記ディジタイザ回路の可能性のある順序の出力状態とを記憶するテーブルと、（ｂ）前記テーブルから各記憶された状態の組み合わせを選択し、所定の時間に選択される特定の組合わせの状態に対応する論理レベルを有する各前記スイッチング素子に対してディジタルスイッチング制御信号生成するルーチンと、（ｃ）前記スイッチング制御信号をパルス幅変調してそれによって固定子巻線における電流実効値を制御するルーチンと、（ｄ）記憶されたデューティーサイクルの値に従ってパルス幅変調の前記デューティーサイクルを設定するルーチンと、（ｅ）前記ディジタイザの出力を読み取り、そこから前記回転子の角度の位置を決定する位置決定ルーチンと、（ｆ）その連続回転に対して各感知された回転子位置に対応する前記記憶された状態の組合わせを選択するための前記選択ルーチンを呼び出すルーチンと、（ｇ）前記ディジタイザの出力を読み取り、そこから前記回転子の角速度を決定する速度決定ルーチンと、（ｈ）所望の回転子速度の値を記憶するテーブルと、（ｉ）前記決定された回転子速度を前記所望の回転子速度と比較して、速度誤差値を生成するルーチンと、（ｊ）前記速度誤差値を受信し、回転子速度が所望の速度より小さいときには増加させ、回転子速度が所望の速度より高いときには減少させるように、前記記憶されたデューティーサイクル値を更新するルーチンと、（ｋ）スイッチング素子を通じて各巻線への電流供給が終了した後、蓄えられたエネルギーが消滅する間に、前記ディジタイザの出力を読み取り、そこから各相の巻線に生成されるパルスの持続時間を決定する、パルス持続時間決定ルーチンと、（ｌ）そのように決定されたパルスの前記持続時間を、記憶され予め決められたパルス持続時間の最大値とを比較し、もしそのように決定された前記持続時間が前記最大値よりも大きい場合は、前記記憶されたデューティーサイクル値を減少された値に設定するための値を生成するルーチンと、（ｍ）このデクリメントする値を読み取り、現在の前記記憶されたデューティーサイクル値を更新するルーチンとを有する電気転流モータシステム。４．前記固定子は少なくとも３つの相の巻線を有し、前記スイッチング素子は選択された巻線の組を前記電源に連続的に接続し、前記ディジタイザは各前記巻線に接続されて全ての前記巻線に誘導される逆起電力のゼロクロスを検出する請求項５に記載の電気転流モータシステム。５．前記ディジタル化回路がゼロクロスを検出するとき相巻線のスイッチングを遅延させることによって電流と逆起電力との間の位相角を減少させるルーチンを有する請求項５に記載の電気転流モータシステム。６．前記遅延ルーチンは、その巻線への電流の供給が終了した後、蓄えられたエネルギーが消滅する間に、すぐ先行する各転流の間の時間間隔と、すぐ先行する転流された相の巻線において生成される電流パルスの持続時間との差の半分に等しい遅延を実現する請求項７に記載の電気転流モータシステム。７．前記選択ルーチンが、前記テーブルから記憶された状態組合わせを連続的に選択し、予め決められた速度が得られるまで、前記位置決定ルーチンからのデータによっては影響されない、一定の低周波数又は漸次増加の低周波数で各スイッチング素子にスイッチング制御信号を供給するようにさせるモータスタートルーチンを有し、それによって、前記位置決定ルーチンからのデータが、前記選択ルーチンを呼び出し、前記スイッチング素子を決定するのに使われる請求項５に記載の電気転流モータシステム。８．前記速度誤差値を記憶されたしきい値と比較し、前記誤差値が前記しきい値を越える場合は、前記誤差値が前記しきい値を越えない場合よりも大きな値毎に、前記記憶されたデューティーサイクル値はインクリメント又はデクリメントされる請求項５に記載の電気転流モータシステム。９．前記パルス持続時間を、予め決められた前記最大値よりも小さい第２の記憶され予め決められた値と比較し、前記持続時間が前記第２の予め決められた値よりも大きい場合、予め決められた量だけ前記記憶されたデューティーサイクル値をデクリメントする請求項５に記載の電気転流モータシステム。１０．前記更新するデューティーサイクル値を、記憶され予め決められた最大値と比較するルーチンを有し、更新された値が前記最大値を越えた場合、前記デューティーサイクル値は前記最大値に設定される請求項５に記載の電気転流モータシステム。１１．デューティーサイクルの第２の最大値は記憶され、前記スターツルーチンが実行されるときに使われる請求項１２に記載の電気転流モータシステム。１２．前記選択ルーチンから渡されるデータにしたがって、前記ディジタイザの出力を読み取り、前記スイッチング素子の制御信号における過渡現象が生じたときは前記ディジタイザの出力を読み取られないようにする請求項５に記載の電気転流モータシステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ペリー，マイケルトーマスジョージニュージーランド国，オークランド，マヌーカウ，セリプレイス６

Claims

【特許請求の範囲】１．どの時点においても、１つのモータの巻線は、電力が供給されておらず、巻線の転流を始動するのに使われる情報である逆起電力ゼロクロスを検出するのに使われ、転流素子を制御する信号のパルス幅変調は、モータの加速を制御するために使われ、一方向電流素子は、前記転流素子に並列に接続される電気転流ブラシレスＤＣモータであって、電流供給が前記巻線から取り除かれた後、前記一方向電流素子によって蓄えられたエネルギーが消滅することで前記巻線に生成される電流パルスの持続時間がモータ電流の測定に使われることを特徴とする電気転流ブラシレスＤＣモータ。２．前記モータ電流の測定は、前記パルス幅変調デューティーサイクルを制御して前記モータ電流を安全な値に制限する請求項１に記載の電気転流ブラシレスＤＣモータ。３．どの時点においても、１つのモータの巻線は、電力が供給されておらず、巻線の転流を始動するのに使われる情報である逆起電力ゼロクロスを検出するのに使われ、転流素子を制御する信号のパルス幅変調は、モータの加速を制御するために使われ、一方向電流素子は、前記転流素子に並列に接続される電気転流ブラシレスＤＣモータであって、電流供給が前記巻線から取り除かれた後、前記一方向電流素子による蓄えられたエネルギーが消滅することで前記巻線に生成される電流パルスの持続時間が測定され、モータ巻線における電流の転流の瞬間が前記モータ電流と逆起電力との位相角を減らすために各前記逆起電力ゼロクロスの発生のあとに遅延させられ、それによってモータ効率が最大となり、前記遅延は、前の転流と前記電流パルス持続時間との間の時間の関数として計算されることを特徴とする電気転流ブラシレスＤＣモータ。４．前記関数は、巻線転流と前記電流パルス持続時間との間の時間の差の半分である請求項３に記載の電気転流ブラシレスＤＣモータ。５．相の少なくとも１つの巻線を有する回転子及び固定子を持つブラシレスＤＣモータと、直流の電源と、該電源に接続され、前記少なくとも１つの巻線あるいは固定子巻線の選択された組に電流を供給するスイッチング素子と、スイッチング素子を通る電流の供給が終了した後各前記巻線に蓄えられたエネルギーを消滅させるために電流経路を提供する一方向電流素子とを有する転流回路と、前記少なくとも１つの巻線上の電圧を感知し、前記電圧をＡ基準信号電圧と比較し、それによって、前記少なくとも１つの巻線に前記回転子の回転により誘導される逆起電力のゼロクロスを検出するデジタイザ回路と、メモリ及び入出力ポートを有するプログラムされたディジタルプロセッサであって、第１のポートは前記デジタイザ回路の出力に接続され、第２のポートのグループは前記転流回路に接続されてスイッチング信号を前記転流回路に供給するディジタルプロセッサと、前記メモリに記憶され、前記プロセッサに前記スイッチング信号を生成させるソフトウェアとを備える電気転流ブラシレスＤＣモータであって、前記ソフトウェアは、（ａ）（ｉ）もし連続的かつ周期的に前記スイッチング素子に印加されるならば前記固定子巻線に回転磁界を生成させるような、前記転流回路における各前記スイッチング素子に対する状態の順序の組合わせと、（ｉｉ）前記回転子が対応する所定の位置にある時に連続回転を確保するために前記回転子のトルクを生成するスイッチング素子状態の前記組合わせにそれぞれが対応するような、前記固定子の角度の前記所定の位置に対して前記ディジタイザ回路の可能性のある順序の出力状態とを記憶するテーブルと、（ｂ）前記テーブルから各記憶された状態の組み合わせを選択し、所定の時間に選択される特定の組合わせの状態に対応する論理レベルを有する各前記スイッチング素子に対してディジタルスイッチング制御信号生成するルーチンと、（ｃ）前記スイッチング制御信号をパルス幅変調してそれによって固定子巻線における電流実効値を制御するルーチンと、（ｄ）記憶されたデューティーサイクルの値に従ってパルス幅変調の前記デューティーサイクルを設定するルーチンと、（ｅ）前記ディジタイザの出力を読み取り、そこから前記回転子の角度の位置を決定する位置決定ルーチンと、（ｆ）その連続回転に対して各感知された回転子位置に対応する前記記憶された状態の組合わせを選択するための前記選択ルーチンを呼び出すルーチンと、（ｇ）前記ディジタイザの出力を読み取り、そこから前記回転子の角速度を決定する速度決定ルーチンと、（ｈ）所望の回転子速度の値を記憶するテーブルと、（ｉ）前記決定された回転子速度を前記所望の回転子速度と比較して、速度誤差値を生成するルーチンと、（ｊ）前記速度誤差値を受信し、回転子速度が所望の速度より小さいときには増加させ、回転子速度が所望の速度より高いときには減少させるように、前記記憶されたデューティーサイクル値を更新するルーチンと、（ｋ）スイッチング素子を通じて各巻線への電流供給が終了した後、蓄えられたエネルギーが消滅する間に、前記ディジタイザの出力を読み取り、そこから各相の巻線に生成されるパルスの持続時間を決定する、パルス持続時間決定ルーチンと、（ｌ）そのように決定されたパルスの前記持続時間を、記憶され予め決められたパルス持続時間の最大値とを比較し、もしそのように決定された前記持続時間が前記最大値よりも大きい場合は、前記記憶されたデューティーサイクル値を減少された値に設定するための値を生成するルーチンと、（ｍ）このデクリメントする値を読み取り、現在の前記記憶されたデューティーサイクル値を更新するルーチンとを有する電気転流モータシステム。６．前記固定子は少なくとも３つの相の巻線を有し、前記スイッチング素子は選択された巻線の組を前記電源に連続的に接続し、前記ディジタイザは各前記巻線に接続されて全ての前記巻線に誘導される逆起電力のゼロクロスを検出する請求項５に記載の電気転流モータシステム。７．前記ディジタル化回路がゼロクロスを検出するとき相巻線のスイッチングを遅延させることによって電流と逆起電力との間の位相角を減少させるルーチンを有する請求項５に記載の電気転流モータシステム。８．前記遅延ルーチンは、その巻線への電流の供給が終了した後、蓄えられたエネルギーが消滅する間に、すぐ先行する各転流の間の時間間隔と、すぐ先行する転流された相の巻線において生成される電流パルスの持続時間との差の半分に等しい遅延を実現する請求項７に記載の電気転流モータシステム。９．前記選択ルーチンが、前記テーブルから記憶された状態組合わせを連続的に選択し、予め決められた速度が得られるまで、前記位置決定ルーチンからのデータによっては影響されない、一定の低周波数又は漸次増加の低周波数で各スイッチング素子にスイッチング制御信号を供給するようにさせるモータスタートルーチンを有し、それによって、前記位置決定ルーチンからのデータが、前記選択ルーチンを呼び出し、前記スイッチング素子を決定するのに使われる請求項５に記載の電気転流モータシステム。１０．前記速度誤差値を記憶されたしきい値と比較し、前記誤差値が前記しきい値を越える場合は、前記誤差値が前記しきい値を越えない場合よりも大きな値毎に、前記記憶されたデューティーサイクル値はインクリメント又はデクリメントされる請求項５に記載の電気転流モータシステム。１１．前記パルス持続時間を、予め決められた前記最大値よりも小さい第２の記憶され予め決められた値と比較し、前記持続時間が前記第２の予め決められた値よりも大きい場合、予め決められた量だけ前記記憶されたデューティーサイクル値をデクリメントする請求項５に記載の電気転流モータシステム。１２．前記更新するデューティーサイクル値を、記憶され予め決められた最大値と比較するルーチンを有し、更新された値が前記最大値を越えた場合、前記デューティーサイクル値は前記最大値に設定される請求項５に記載の電気転流モータシステム。１３．デューティーサイクルの第２の最大値は記憶され、前記スターツルーチンが実行されるときに使われる請求項１２に記載の電気転流モータシステム。１４．前記選択ルーチンから渡されるデータにしたがって、前記ディジタイザの出力を読み取り、前記スイッチング素子の制御信号における過渡現象が生じたときは前記ディジタイザの出力を読み取られないようにする請求項５に記載の電気転流モータシステム。