KR100545536B1 - 모터 구동 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가동자를 탄성 지지한 선형 진동 모터(100)를 교류 전류에 의해 구동 제어하는 모터 구동 제어 장치(101)에 있어서, 선형 진동 모터(100)의 구동 주파수를, 그 가동자의 변위, 속도, 가속도 등을 검출하는 센서를 이용하는 일 없이, 항상 공진 주파수로 되도록 제어하는 것으로, 상기 모터 구동 제어 장치(101)에 있어서, 동작 상태에 근거해서 선형 진동 모터의 구동 전류 Cd의 기준으로 되는 비교 전류 파형을 작성하는 파형 작성부(8)와, 상기 구동 전류를 검출하는 전류 검출부(3)와, 선형 진동 모터의 구동 전압 Vd를, 상기 비교 전류 파형과 전류 검출부(3)의 검출 출력의 파형과의 차분이 0으로 되도록 제어하는 제어부(9)를 구비하여, 상기 비교 전류 파형에 근거해서 상기 구동 전류 Cd의 주파수를 선형 진동 모터의 공진 주파수에 근접하도록 조정한다.

Description

모터 구동 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR DRIVING MOTOR}

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 모터 구동 제어 장치(101)를 설명하기 위한 블록도,

도 2는 상기 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101)에 있어서의 피드백 구동 제어계를 구성하는 요소를 나타내는 블록도,

도 3은 상기 실시예 1의 선형 진동 모터의 구동 제어에 이용하는 비교 전류 파형 Wcc, 실 전류 파형 Wcd 및 인가 전압 파형 Wvd를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 모터 구동 제어 장치(102)를 설명하기 위한 블록도,

도 5는 상기 실시예 2의 모터 구동 제어 장치(102)에 있어서의 피드백 구동 제어계를 구성하는 요소를 나타내는 블록도,

도 6은 상기 실시예 2의 모터 구동 제어 장치(102)에 있어서의 구동 주파수 결정부(6b)의 처리 흐름을 나타내는 도면,

도 7(a) 내지 도 7(c)는 상기 실시예 2의 선형 진동 모터에 공급되는 실 전류의 진폭값 i와 공급 전력 Pa의 관계의 세 가지 예를 나타내는 도면,

도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 모터 구동 제어 장치(103)를 설명하기 위 한 블록도,

도 9(a)는 실시예 3의 모터 구동 제어 장치(103)에 의해 선형 진동 모터를 제어하는 동작 흐름의 일 예를 나타내는 도면, 도 9(b)는 해당 동작 흐름의 다른 예를 나타내는 도면,

도 10은 상기 실시예 3의 모터 구동 제어 장치(103)에 있어서의 구동 주파수 결정부(6c)의 처리 흐름을 나타내는 도면,

도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 모터 구동 제어 장치(104)를 설명하는 모식도,

도 12는 본 발명의 실시예 5에 따른 공기 조화기(50)를 설명하는 모식도,

도 13은 본 발명의 실시예 6에 따른 냉장고(60)를 설명하는 모식도,

도 14는 본 발명의 실시예 7에 따른 극저온 냉동기(70)를 설명하는 모식도,

도 15는 본 발명의 실시예 8에 따른 급탕기(80)를 설명하는 모식도,

도 16은 본 발명의 실시예 9에 따른 휴대 전화(90)를 설명하는 모식도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 전원 2 : 인버터

3 : 공급 전류 검출기 4 : 공급 전압 검출기

5 : 공급 전력 산출기 6a, 6b, 6c : 구동 주파수 결정부

7 : 공급 전류 진폭값 결정부 8 : 비교 전류 파형 작성부

8a, 9a, 9b : 연산기 9 : 인버터 제어기

10 : 전류 센서 11 : 전류 진폭값 검출기

12 : 비교 전류 진폭값 결정부 30 : 전류 검출부

40, 50a, 60a, 70a, 80a : 선형 압축기

41a : 실린더부 41b : 모터부

42 : 피스톤 43, 92 : 지지 스프링

44 : 자석 45 : 전자석

46, 95, 100 : 선형 진동 모터 50 : 공기 조화기

50b, 60b, 70b, 80b, 90b : 모터 구동 제어부

51 : 실내 측 열교환기

51b, 52b, 62b, 72b, 82b : 온도 센서

52 : 실외 측 열교환기 53, 63, 73, 83 : 교축 장치

54 : 사방 밸브 55 : 실내기

56 : 실외기 60 : 냉장고

61 : 응축기 62 : 냉장실 증발기

70 : 극저온 냉동기 71 : 방열기

72 : 축냉기 80 : 급탕기

81a : 냉동 사이클 장치 81b : 저장조

82 : 공기 열교환기 85 : 수(水) 열교환기

85a : 응축 온도 센서 87 : 펌프

88 : 저장 탱크 90 : 휴대 전화

90a : 진동기 91 : 케이스

93 : 추 부재 93a : 자석

94 : 고정자 94a : 코일

101, 102, 103, 104 : 모터 구동 제어 장치

Cd : 인버터 공급 전류(실 전류)

Dca : 비교 진폭값 신호

Dra : 검출 진폭값 신호

Dsc : 공급 전류 검출 신호

Dsv : 공급 전압 검출 신호

Fcw : 비교 전류 파형 신호

Hg : 고압 가스

Lg : 저압 가스

Oam : 진폭값 지령 신호

Ofr : 주파수 지령 신호

Osp : 공급 전력 산출 신호

Scm : 전류 모니터 출력

Sic : 제어 신호

Vd : 인버터 공급 전압(인가 전압)

VDC : 전원 전압

Wcc : 비교 전류 파형

Wcd : 실 전류 파형

Wvd : 인가 전압 파형

본 발명은 모터 구동 제어 장치에 관한 것으로, 특히 선형 진동 모터를 그 구동 전류에 근거해서 제어하여 효율적으로 구동하는 모터 구동 제어 장치에 관한 것이다.

종래부터, 선형 모터는 왕복 진동의 발생원으로서 이용되고 있다(예컨대, 일본 특허 공개 평성 제2-52692호 공보(도 1) 참조). 이 문헌에는, 왕복 진동을 발생시키는 선형 모터(이하, 선형 진동 모터라고 함)가 개시되어 있다.

이러한 선형 진동 모터는 막대 형상 영구 자석으로 이루어지는 가동자와, 전자석으로 이루어지는 고정자를 갖는 단상 동기 모터로서 형성되어 있다. 여기서, 상기 전자석은 U자형 철심의 양쪽에 각각 코일을 감아 이루어지는 것이다.

교류 전원의 출력 전압이 전파 정류 회로에 의해서, 해당 교류 전원 전압 주파수의 2배의 주파수를 갖는 전파 정류 전압으로 변환되고, 해당 전파 정류 전압이 상기 선형 진동 모터의 코일에 공급되면, 이 선형 진동 모터에서는, 가동자가 왕복 운동하여 진동이 발생한다.

이와 같이 가동자의 왕복 운동에 의해 진동을 발생시키는 경우, 강한 전자력 이 필요하지만, 상기 선형 진동 모터에서는, 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 가동자를 탄성 지지하고, 이 탄성 진동계를 그 고유 진동수에 일치한 주파수(공진 주파수)로 진동시키면, 선형 진동 모터의 구동에 필요한 에너지를 경감할 수 있다.

그런데, 상기한 바와 같이, 탄성 진동계의 고유 진동수에 일치시킨 주파수로 선형 진동 모터를 구동하는 방법에서는, 선형 진동 모터가 부하를 받은 경우, 가동자의 왕복 운동의 진폭이 안정하지 않다고 하는 문제가 있다.

한편, 선형 진동 모터의 가동자의 변위, 속도 및 가속도 중 적어도 하나를 검출하여, 해당 검출 출력에 따라 전자석의 코일로의 공급 전력을 조정하는 선형 진동 모터의 구동 제어 방법이 있다(예컨대, 일본 특허 공개 평성 제10-243622호 공보(도 1) 참조). 이 공보에 개시된 구동 제어 방법에서는, 부하 변동 등의 어떠한 원인으로 고유 진동수(공진 주파수)가 변화되어도, 가동자의 변위, 속도, 또는 가속도에 근거해서, 선형 진동 모터가 항상 공진 상태로 구동되도록, 코일로의 공급 전력이 조정되게 된다.

그런데, 상기 일본 특허 공개 평성 제10-243622호 공보에 개시된 선형 진동 모터의 구동 제어 방법에서는, 선형 진동 모터에 인가되는 부하가 매우 크고, 이 때문에 가동자의 진폭, 속도, 가속도 등이 크게 저하하여, 센서에 의한 가동자의 변위, 속도, 또는 가속도의 검출이 불가능하게 되면, 선형 진동 모터를 공진 상태 에서 구동할 수 없게 되어, 구동 효율이 크게 저하한다.

또한, 상기 문헌에 개시된 선형 진동 모터의 구동 제어 방법에서는, 선형 진동 모터 내에 가동자의 변위 등을 검출하는 센서를 내장해야 하기 때문에, 선형 진동 모터의 용적이 센서의 체적만큼 크게 되고, 또한, 온도 등의 과혹한 동작 조건 하에서의 해당 센서의 동작 신뢰성을 보증해야 한다는 과제도 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 선형 진동 모터의 가동자의 변위, 속도, 가속도 등을 검출하는 센서를 이용하지 않고, 선형 진동 모터를, 그 부하 변동에 관계없이 공진 주파수 또는 이것에 가까운 주파수에서 효율적으로 구동할 수 있는 모터 구동 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명(청구항 1)에 따른 모터 구동 제어 장치는, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한 선형 진동 모터를 교류 전류에 의해 구동 제어하는 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 선형 모터에 교류 전압인 구동 전압을 출력하는 전압 출력부와, 상기 선형 진동 모터에 공급되는 구동 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 선형 진동 모터의 동작 상태에 근거해서, 상기 구동 전류의 기준으로 되는 제 1 교류 전류 파형을 작성하는 전류 파형 작성부와, 상기 전압 출력부가 출력하는 선형 진동 모터의 구동 전압을, 상기 제 1 교류 전류 파형과, 상기 전류 검출부의 검출 출력인 제 2 교류 전류 파형과의 차분이 작게 되도록 제어하는 제어부를 구비하되, 상기 제어부는, 상기 제 1 교류 전류 파형에 근거해서, 상기 구동 전류인 교류 전류의 주파수를 상기 선형 진동 모터의 공진 구동 주파수로 되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 2)은, 청구항 1 기재의 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 일정하게 유지되도록, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 조정하면서, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 최대로 되도록, 상기 제 2 교류 전류 파형의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 3)은, 청구항 2 기재의 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 선형 진동 모터의 구동 전압을, 상기 제 1 교류 전류 파형과 상기 제 2 교류 전류 파형과의 차분에 근거해서 결정하는 전압 결정 처리, 상기 제 1 교류 전류 파형을 조정하는 제 1 전류 조정 처리 및 상기 제 2 교류 전류 파형을 조정하는 제 2 전류 조정 처리를 각각 반복해서 행하여, 상기 선형 진동 모터를 구동 제어하는 것이고, 상기 제 1 전류 조정 처리는, 상기 전압 결정 처리가 반복되는 주기보다 길거나 또는 같은 주기를 갖고, 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 일정하게 유지되도록, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 조정하는 것이고, 상기 제 2 전류 조정 처리는, 상기 제 1 전류 조정 처리가 반복되는 주기보다 길거나 또는 같은 주기를 갖고, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 최대로 되도록, 상기 제 2 교류 전류 파형의 주파수를 조정하는 것인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 4)은, 청구항 3 기재의 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 제 1 전류 조정 처리는 상기 일정하게 유지되는 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값의 목표값을 상기 선형 진동 모터의 운전 상태에 따라 변경하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 5)은, 청구항 1 기재의 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 일정하게 유지하면서, 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값의 중간값에 근접하도록, 상기 제 2 교류 전류 파형의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 6)은, 청구항 5 기재의 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 선형 진동 모터의 구동 전압을, 상기 제 1 교류 전류 파형과, 상기 제 2 교류 전류 파형과의 차분에 근거해서 결정하는 전압 결정 처리 및 상기 제 2 교류 전류 파형을 조정하는 전류 조정 처리를 각각 반복해서 행하여, 상기 선형 진동 모터의 구동을 제어하는 것이고, 상기 전류 조정 처리는, 상기 전압 결정 처리가 반복되는 주기보다 길거나, 또는 같은 주기를 갖고, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 일정하게 유지하면서, 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값의 중간값에 근접하도록, 상기 제 2 교류 전류 파형의 주파수를 조정하는 것인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 7)은, 청구항 6 기재의 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 전류 조정 처리는, 상기 일정하게 유지되는 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값의 목표값을, 상기 선형 진동 모터의 운전 상태에 따라 변경하는 것인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 8)에 따른 공기 조화기는 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압축기를 구비한 공기 조화기에 있어서, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와, 해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되, 해당 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항9)에 따른 냉장고는, 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압축기를 구비한 냉장고에 있어서, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와, 해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되, 해당 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 10)에 따른 극저온 냉동기는, 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압축기를 구비한 극저온 냉동기에 있어서, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와, 해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되, 해당 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 11)에 따른 급탕기는, 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압축기를 구비한 급탕기에 있어서, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와, 해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되, 해당 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 12)에 따른 휴대 전화는, 진동을 발생하는 선형 진동 모터와, 해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비한 휴대 전화에 있어서, 상기 선형 진동 모터는, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한 것이고, 상기 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.

본 건 발명자 등은 선형 진동 모터의 구동 상태로부터 구동 전류인 교류 전류의 기준으로 되는 비교 전류 파형(제 1 교류 전류 파형)을 작성하고, 해당 비교 전류 파형에 근거해서 상기 교류 전류의 주파수를 조정함으로써, 선형 진동 모터를 효율적으로 구동할 수 있는 것을 찾아내었다.

즉, 본 발명의 기본 원리는, 선형 진동 모터의 구동 상태로부터 비교 전류 파형(제 1 교류 전류 파형)의 진폭값을 결정하고, 해당 비교 전류 파형의 진폭값에 근거해서, 상기 구동 전류인 교류 전류의 주파수를 조정하여, 해당 조정에 의해 결정된 주파수의 교류 전류에 의해 선형 진동 모터를 구동한다는 것이고, 이 원리의 이론적인 근거에 대해서는, 이하의 실시예 1, 2에서 상세히 설명한다.

또한, 본 건 발명자 등은 선형 진동 모터에 공급하는 구동 전류인 교류 전류의 진폭값을 일정하게 한 상태에서, 선형 진동 모터에의 공급 전력이 최대로 되도록, 해당 교류 전류의 주파수를 조정함으로써, 선형 진동 모터를 효율적으로 구동할 수 있는 것을 찾아내었다.

즉, 본 발명의 기본 원리는, 선형 진동 모터에 구동 전류로서 공급하는 교류 전류의 진폭값을 일정하게 유지하면서, 선형 진동 모터의 공급 전력이 최대로 되도록, 해당 구동 전류의 주파수를 조정하고, 해당 조정에 의해 결정된 주파수의 교류 전류에 의해 선형 진동 모터를 구동한다는 것이고, 이 원리의 이론적인 근거에 대해서는, 이하의 실시예 3에서 상세히 설명한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 모터 구동 제어 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.

본 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101)는 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한 선형 진동 모터(100)를, 그 구동 전류의 기준이 되는 비교 전류 파형(제 1 교류 전류 파형)에 근거해서 피드백 구동 제어하는 것이다. 또, 상기 고정자 및 가동자 중 한쪽은 전자석으로 구성되어 있고, 다른쪽은 전자석 또는 영구 자석으로 구성되어 있다.

즉, 이 모터 구동 제어 장치(101)는 전원 전압으로서 직류 전압 VDC를 발생하는 전원(1)과, 상기 전원 전압 VDC를 소정 주파수의 교류 전압 Vd로 변환하여 선형 진동 모터(100)에 공급하는 인버터(2)와, 상기 선형 진동 모터(100)의 구동 전류를 모니터링하는 전류 센서(10)와, 해당 전류 센서(10)의 모니터 출력 Scm에 근거해서, 상기 선형 진동 모터(100)로 공급되는 교류 전류인 구동 전류(인버터 공급 전류) Cd를 검출하여, 그 순시값(제 2 교류 전류 파형) I(t)를 나타내는 공급 전류 검출 신호 Dsc를 출력하는 공급 전류 검출기(3)와, 해당 공급 전류 검출 신호 Dsc 에 근거해서, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 진폭값(실 진폭값) i를 검출하여, 해당 실 진폭값 i를 나타내는 검출 진폭값 신호 Dra를 출력하는 전류 진폭값 검출기(11)를 갖고 있다.

모터 구동 제어 장치(101)는 상기 선형 진동 모터(100)에 요구되는 출력을 상기 선형 진동 모터(100)의 부하 상태로부터 판단하고, 상기 인버터 공급 전류의 목표 진폭값 i"를 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam을 출력하는 공급 전류 진폭값 결정부(7)와, 상기 전류 진폭값 검출기(11)로부터의 검출 진폭값 신호 Dra 및 공급 전류 진폭값 결정부(7)로부터의 진폭값 지령 신호 Oam에 근거해서, 선형 진동 모터(100)의 제어에 이용하는 비교 전류 파형의 진폭값(비교 진폭값) i'를 결정하고, 해당 비교 진폭값 i'를 나타내는 비교 진폭값 신호 Dca를 출력하는 비교 전류 진폭값 결정부(12)를 갖고 있다.

모터 구동 제어 장치(101)는 상기 비교 전류 진폭값 결정부(12)로부터의 비교 진폭값 신호 Dca에 근거해서, 상기 인버터(2)가 선형 진동 모터에 공급하는 전류(인버터 공급 전류) Cd의 주파수(구동 주파수) ω를 결정하고, 해당 구동 주파수 ω를 나타내는 주파수 지령 신호 Ofr를 출력하는 구동 주파수 결정부(6a)와, 상기 주파수 지령 신호 Ofr 및 비교 진폭값 신호 Dca에 근거해서, 진폭값이 상기 비교 진폭값 i'와 일치하고, 또한 주파수가 상기 구동 주파수 ω에 일치한 비교 전류 파형(비교 전류 순시값) I'(t)를 작성하여, 해당 비교 전류 파형을 나타내는 비교 전류 파형 신호 Fcw를 출력하는 비교 전류 파형 작성부(8)를 갖고 있다.

모터 구동 제어 장치(101)는, 상기 공급 전류 검출기(3)로부터의 공급 전류 검출 신호 Dsc 및 비교 전류 파형 작성부(8)로부터의 비교 전류 파형 신호 Fcw에 근거해서, 검출된 인버터 공급 전류의 순시값(제 2 교류 전류 파형) I(t)와, 비교 전류의 순시값(제 1 교류 전류 파형) I'(t)와의 차이로부터 상기 인버터(2)의 출력 전압 Vd를 결정하고, 상기 인버터(2)를, 상기 결정된 출력 전압 Vd를 발생하도록, 제어 신호 Sic에 의해 제어하는 인버터 제어기(9)를 갖고 있다.

그리고, 이 모터 구동 제어 장치(101)에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 공급 전류 검출기(3) 및 전류 센서(10)로 이루어지는 전류 검출부(30), 전류 진폭값 검출기(11), 비교 전류 진폭값 결정부(12), 구동 주파수 결정부(6a), 비교 전류 파형 작성부(8) 및 인버터 제어기(9)에 의해, 선형 진동 모터(100)의 피드백 구동 제어계가 구성되어 있다. 또, 실시예 1에서는, 상기 모터 구동 제어 장치(101)에 있어서의, 검출기(3, 11), 결정부(6a, 7, 12), 작성부(8) 및 인버터 제어기(9)는 소프트웨어에 의해 구성되는 것으로 한다.

또, 도 2 중, 참조 부호 8a는 상기 비교 전류 파형 작성부(8)를 구성하는 연산기이며, 해당 연산기(8a)는 진폭값이 비교 진폭값 신호 Dca가 나타내는 진폭값 i'와 일치하고, 또한 주파수가 상기 주파수 지령 신호 Ofr이 나타내는 구동 주파수 ω와 일치한 정현파 파형(비교 전류 파형) I'(t)(=i'·sin(ωt+δ))을 작성하는 것이다. 참조 부호 9a 및 9b는 상기 인버터 제어기(9)를 구성하는 연산기이다. 연산기(9a)는 상기 정현파 파형 I'(t)와 상기 공급 전류 검출 신호 Dsc가 나타내는 공급 전류 파형 I(t)(=i·sin(ωt))와의 감산 처리에 의해 이들의 차분 파형 ΔI(t)를 생성하는 감산기이다. 연산기(9b)는 해당 차분 파형 ΔI(t)에 대한 P 제 어에 의해, 구동 전압 파형 V(t)(=v·sin(ωt+θ))를 생성하는 연산기이다. 또, δ는 공급 전류 파형(검출 전류 순시값) I(t)와 비교 전류 파형(비교 전류 순시값) I'(t)와의 위상차며, θ는 공급 전류 파형(검출 전류 순시값) I(t)와 구동 전압 파형(검출 전압 순시값) V(t)와의 위상차다.

계속해서, 상기 선형 진동 모터 구동 제어 장치(101)의 각 부분의 구성에 대하여 자세히 설명한다.

우선, 전원(1)에 대하여 구체적으로 설명한다.

상기 전원(1)은 인버터(2)에 직류 전압 VDC를 공급하는 것이고, 그 대표적인 것은, 상용의 교류 전원을 이용한 입력 전원이다. 이러한 입력 전원에는, 상용 교류 전압(전류)을 정류하는, 예컨대, 다이오드 브리지 회로나 고역율 컨버터 등의 정류 회로와, 해당 정류 회로의 출력을 평활화하는 평활용 콘덴서로 구성되는 것이다.

다음에, 공급 전류 검출기(3) 및 전류 센서(10)에 대하여 설명한다.

공급 전류 검출기(3)는 전류 센서(10)의 모니터 출력인 전류 모니터 신호 Scm에 근거해서, 인버터(2)가 선형 진동 모터(100)로 공급하는 전류(인버터 공급 전류) Cd를 검출하는 것이다. 이 공급 전류 검출기(3)로부터는, 선형 진동 모터(100)에의 공급 전류 Cd에 비례한 공급 전류 검출 신호 Dsc가 실시간으로 출력된다. 또, 인버터 제어기(9)에 입력되는 공급 전류 검출 신호 Dsc는 아날로그 신호에 한하지 않고, 디지털 신호이더라도 좋다.

여기서, 상기 전류 센서(10)에는, 자성체와 홀 소자를 사용한 자기식의 전류 검출 센서나, 선형 진동 모터(100)의 구동 전류(인버터 공급 전류) Cd에 따른 전압을 발생하는 전류 변압기 등이 이용된다. 또한, 선형 진동 모터(100)의 구동 전류(인버터 공급 전류) Cd를 검출하는 방법으로서는, 상기한 바와 같은 전류 센서를 이용하는 방법 외에, 인버터(2)로부터 선형 진동 모터(100)로의 전류 공급로에 배치된 분로(shunt) 저항에 발생하는 전압으로부터 상기 인버터 공급 전류 Cd를 산출하는 방법도 있다.

다음에, 전류 진폭값 검출기(11)에 대하여 설명한다.

이 전류 진폭값 검출기(11)는 공급 전류 검출기(3)로부터 출력되는 공급 전류 검출 신호 Dsc에 근거해서, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 진폭값 i를 구하는 것이다.

일반적으로 선형 진동 모터(100)에 입력되는 구동 전류는, 정현파 형상의 교류 전류이기 때문에, 그 진폭값은 파고값으로부터 구할 수 있다. 그 구하는 방법으로는, 예컨대, 시간의 경과에 따라 변화하는 상기 공급 전류 검출 신호 Dsc를 항상 감시하여, 그 최대값 또는 최소값을 유지하는 방법이 이용된다.

또한, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 진폭값 i를 그 파고값으로부터 구하는, 그 밖의 방법으로는, 입력 전류(인버터 공급 전류) Cd의 위상이 90도 또는 270도일 때의, 공급 전류 검출 신호 Dsc의 값으로부터 구하는 방법이 있다. 여기서, 인버터 공급 전류 Cd의 위상이 90도 및 270도로 될 때의 위상 타이밍(90도 및 270도 위상 타이밍)을 검출하는 방법으로는, 여러 가지의 방법이 있다. 예컨대, 해당 공급전류 Cd의 0 교차 타이밍(즉, 공급 전류 Cd의 위상이 0도 또는 180도로 될 때의 위 상 타이밍)을 기준으로 해서, 인버터(2)의 구동 주파수 ω, 즉 그 구동 주기 T(=2π/ω)로부터, 90도 및 270도 위상 타이밍을 구하는 방법이 있다. 또한, 상기 공급 전류 Cd의 0 교차 타이밍을 기준으로 해서 인버터 제어기(9)에 입력되는 비교 전류 파형 신호 Fcw의 위상으로부터 90도 및 270도 위상 타이밍을 구하는 방법이 있다.

또, 상기 비교 전류와, 실제로 흐르는 인버터 공급 전류 Cd와의 사이에는, 위상차 δ가 있기 때문에, 각각의 0 교차 타이밍을 이용하여 양자의 위상차를 구하면, 비교 전류의 위상으로부터 고정밀도로, 공급 전류 Cd의 위상이 90도 및 270도로 되는 타이밍을 구할 수 있다.

또한, 선형 진동 모터(100)에 공급되는 전류 Cd가, 직류가 중첩된 교류 전류인 경우, 상기한 바와 같이 인버터 공급 전류의 90도 및 270도 위상 타이밍에서의 파고값을 구하여도, 해당 인버터 공급 전류의 진폭값으로는 되지 않는다.

그래서, 이 경우에는, 시간적으로 변화되는 상기 공급 전류 검출 신호 Dsc를 항상 감시하고, 그 최대값과 최소값을 함께 측정하여, 그 평균값으로부터 교류 성분의 진폭값을 구하는 방법이 이용된다. 또, 상기 직류가 중첩된 인버터 공급 전류의 진폭값은, 상기한 방법과 마찬가지로, 해당 공급 전류의 위상이 90도와 270도에서의 전류값의 평균값으로부터 구할 수도 있다.

또, 상기 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101)는 공급 전류의 진폭값을 검출하는 전류 진폭값 검출기(11) 대신, 공급 전류의 평균값 또는 실효값을 검출하는 검출기를 구비한 것이어도 좋다.

다음에, 공급 전류 진폭값 결정부(7)에 대하여 설명한다.

이 공급 전류 진폭값 결정부(7)는 선형 진동 모터(100)에 공급하는 전류의 목표 진폭값 i"를 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam을 비교 전류 진폭 결정부(12)로 출력하는 것이다. 여기서, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 목표 진폭값 i"는 미리 결정되어 있는 하나의 전류 진폭값이다.

또, 상기 공급 전류 진폭값 결정부(7)가 출력하는 진폭값 지령 신호 Oam은 항상 이미 정해진 하나의 전류 진폭값을 나타내는 것에 한하지 않고, 이 진폭값 지령 신호 Oam은 시간의 경과와 함께, 예컨대, 선형 진동 모터의 구동 개시로부터의 경과 시간 등에 따라서, 미리 결정할 수 있었던 수종의 전류 진폭값을 순차적으로 나타내는 것이어도 좋다. 환언하면, 상기 공급 전류 진폭값 결정부(7)는, 시간의 경과에 따라, 수종의 전류 진폭값을 순차적으로 지정하고, 지정된 전류 진폭값에 대응하는 진폭값 지령 신호 Oam을 출력하는 것이어도 좋다.

또한, 공급 전류 진폭값 결정부(7)는, 상기한 바와 같이, 미리 결정할 수 있었던 전류 진폭값을 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam을 출력하는 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 공급 전류 진폭값 결정부(7)는 선형 진동 모터(100)에 요구되는 운전 상태, 또는 그 부하 상태로부터, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 목표 진폭값 i"를 결정하고, 해당 결정된 목표 전류 진폭값 i"를 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam을 출력하는 것이어도 좋다. 이 경우, 선형 진동 모터(100)를 그 부하 상태에 적합한 운전 상태에서 운전할 수 있을 뿐만 아니라, 선형 진동 모터에 요구되는 능력에 따른 구동 제어가 가능해진다.

여기서, 상기 선형 진동 모터(100)의 운전 상태는 선형 진동 모터의 가동자의 진폭의 크기 등이며, 이러한 가동자 진폭의 크기는, 위치 센서를 이용한 가동자의 위치 검출, 또는 구동 전류를 이용하여 가동자의 스트로크를 연산하는 연산 처리 등에 의해 구할 수 있다.

또한, 선형 진동 모터(100)의 부하 상태는 그 적용 형태에 따라 여러 가지의 경우가 있고, 예컨대, 본 실시예의 선형 진동 모터(100) 및 모터 구동 제어 장치(101)를 압축기에 적용한 경우, 부하 상태는 압축되는 유체의 압력, 온도와 같은 것이고, 특히, 이 압축기가 공기 조화기에 탑재된 것인 경우, 부하 상태는 실내의 온도나 실외의 온도이다. 또한, 상기 압축기가 냉장고에 탑재된 것인 경우, 상기 부하 상태는 냉장고 내 온도 등이다.

또한, 선형 진동 모터(100) 및 모터 구동 제어 장치(101)를 면도기에 적용한 경우에는, 상기 부하 상태는 수염의 굵기와 같은 것으로 된다.

또한, 상기 선형 진동 모터에 요구되는 운전 상태(능력)도, 해당 선형 진동 모터의 적용 형태에 따라 여러 가지의 경우가 있고, 예컨대, 선형 진동 모터(100) 및 모터 구동 제어 장치(101)를 휴대 전화에 적용한 경우에는, 상기 선형 진동 모터에 요구되는 능력은, 착신을 사용자에 알리는 진동의 강약을 리드미컬하게 변경하는 것과 같은 기능 등이다.

다음에, 비교 전류 결정부(12)에 대하여 설명한다.

이 비교 전류 결정부(12)는 상기 전류 진폭값 검출기(11)로부터의 검출 진폭값 신호 Dra 및 공급 전류 진폭값 결정 수단(7)으로부터의 진폭값 지령 신호 Oam을 받아, 검출 진폭값 신호 Dra가 나타내는 인버터 공급 전류의 진폭값 i와, 상기 지령 신호 Oam이 나타내는 목표 진폭값 i"에 따라 비교 전류 진폭값 i'를 결정하고, 해당 결정된 비교 전류 진폭값 i'를 나타내는 비교 진폭값 신호 Dca를 출력하는 것이다. 이 비교 전류 결정부(12)에서는, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 진폭값 i가 일정하게, 즉 목표 진폭값 i"로 유지되도록, 비교 전류 진폭값 i'가 조정된다.

여기서, 상기 비교 전류 진폭값 i'를 조정하는 전류 조정 처리는 일정 주기로 반복하여 행해지는 것이다. 또한, 상기 비교 전류 진폭값 i'를 정하는 방법으로는, 목표 전류 진폭값 i"와 실 진폭값 i와의 오차에 비례한 값(Pk·(i"-i))과, 해당 오차의 적분값에 비례한 값(ΣIk·(i"-i))과의 합을 비교 전류 진폭값 i'로 하는 PI 제어(비례 적분 제어)를 실행하는 방법이 일반적이다. 여기서, Pk는 P(비례) 이득, Ik은 I(적분) 이득이다. 이 PI 제어(비례 적분 제어)를 이용하는 것에 따라, 목표 전류 진폭값 i"와 공급 전류 진폭값 i의 오차가 0으로 되도록 비교 전류 진폭값 i'를 결정할 수 있다.

또, 상기 공급 전류의 진폭값 i를 결정하는 전류 진폭값 결정부(11) 대신, 공급 전류 Cd의 평균값, 또는 실효값을 결정하는 것을 이용하는 경우에는, 상기 비교 전류 진폭값 i' 대신 비교 전류의 평균값, 또는 실효값을 이용할 필요가 있다.

다음에, 구동 주파수 결정부(6a)에 대하여 설명한다.

이 구동 주파수 결정부(6a)는 비교 전류 진폭값 결정부(12)에 의해서 결정된 비교 전류 진폭값 i'가 최대로 되도록 선형 진동 모터(100)를 구동하는 인버터(2)의 출력 전류(인버터 공급 전류) Cd의 주파수 ω를 결정하는 것이다.

인버터 공급 전류의 주파수 ω와 상기 비교 전류 진폭값 i'와의 관계는 극값을 하나 갖는 볼록(凸) 함수로 된다. 따라서, 비교 전류 진폭값 i'가 최대값으로 되는 주파수(최대 진폭 주파수) ωimax를 구하는 방법으로서 일반적인 것은, 최급구배법(등산법)을 들 수 있다.

구체적으로는, 상기 최대 진폭 주파수 ωimax를 구하는 등산법은 현재의 구동 주파수 ω를 기준으로 하여 해당 주파수 ω를 일정한 변화량(±Δω)만 변화시켰을 때의 비교 전류 진폭값 i'에 근거해서 주파수를 조정하는 주파수 조정 처리를 반복해서 행하여, 해당 비교 전류 진폭값 i'가 보다 커지도록 구동 주파수를 변화시킨다고 하는 방법이다. 즉, 이 주파수 조정 처리를 반복함으로써, 최종적으로 구동 주파수 ω는 비교 전류 진폭값 i'가 가장 커지는 최대 진폭 주파수 ωimax, 환언하면, 선형 진동 모터의 공진 주파수 ωreso가 된다. 여기서, 상기 주파수 조정 처리는 상기 비교 전류 진폭값 i'를 조정하는 전류 조정 처리의 반복 주기보다 길거나, 또는 같은 주기로 반복하여 행해지는 것이다.

또, 이 등산법의 결점으로서 국소 안정이라는 문제가 있지만, 상기 주파수 ω와 진폭값 i'와의 관계는 극값을 하나밖에 가지지 않는 함수로 되기 때문에, 상기 주파수의 제어에서는 국소 안정이라는 것은 일어날 수 없다. 단, 선형 진동 모터(100)의 부하 상태에 따라서는, 이론상 일어나지 않는 국소 안정이 발생할 가능성도 있다. 이러한 이론상 일어나지 않는 국소 안정의 발생을 회피하기 위해서는, 이 등산법을 발전시킨 방법으로서, 유전적 알고리즘을 이용하는 등산 방법이 효과적이다.

예컨대, 유전적 알고리즘을 이용하는 등산법은, 통상의 등산법에 의해, 구동 주파수 ω가, 비교 전류 진폭값 i'가 극대로 되는 주파수 부근의 값으로 되어있는 안정한 상태에 있어서도, 어떤 타이밍에서 일정량만큼 크게 주파수 ω를 변화시켜, 이 변화 후의 주파수에 대하여 재차 등산법을 적용한다고 하는 방법이다. 이렇게 함으로써, 구동 주파수의 피드백 제어가 국소 안정에 빠져 있어도, 구동 주파수를 참된 공진 주파수로 추종시키는 것이 가능해진다.

다음에, 비교 전류 파형 작성부(8)에 대하여 설명한다.

이 비교 전류 파형 작성부(8)는 상기 비교 전류 진폭값 결정부(12)의 출력 신호(비교 진폭값 신호) Dca 및 동작 주파수 결정부(6a)의 출력 신호(주파수 지령 신호) Ofr에 근거해서, 인버터(2)의 제어에 필요해지는 비교 전류 파형 I'(t)를 작성하는 것이다. 여기서, 상기 비교 전류 파형 작성부(8)에서는, 진폭값이 상기 비교 전류 진폭값 결정부(12)에 의해 결정된 비교 전류 진폭값 i'와 일치하고, 주파수가 구동 주파수 결정부(6a)에 의해서 결정된 구동 주파수 ω와 일치한 교류 전류 파형 I'(t)가 작성된다.

또, 상기 공급 전류 Cd의 진폭값 i를 결정하는 전류 진폭값 결정부(11) 대신, 공급 전류 Cd의 평균값, 또는 실효값을 결정하는 것을 이용하는 경우에는, 비교 전류의 진폭값 i'를 나타내는 지령 신호 Oam을 출력하는 공급 전류 진폭값 결정부(7) 대신, 비교 전류의 평균값 또는 실효값을 나타내는 지령 신호를 출력하는 것을 이용할 필요가 있다.

또한, 상기 비교 전류 파형 작성부(8)에서 작성하는 교류 전류 파형 I'(t)는 정현파에 한정되지 않고, 각종 고조파를 포함하는 것이어도 좋다.

또한, 선형 진동 모터(100)에 직류를 중첩한 전류를 공급해야 하는 경우에는, 상기 비교 전류 파형 작성부(8)에서는, 작성한 교류 전류 파형 I'(t)에 직류 성분을 중첩해야 한다.

다음에, 인버터 제어기(9)에 대하여 설명한다.

이 인버터 제어기(9)는, 선형 진동 모터(100)에 필요한 전력이 공급되도록, 인버터(2)가 선형 진동 모터에 출력하는 구동 전압 Vd를 제어하는 것이다.

이하 구체적으로 설명한다.

상기 인버터 제어기(9)는 상기 비교 전류 파형 작성부(8)에 의해서 작성된 비교 전류 순시값(제 1 교류 전류 파형) I'(t)(=i'·sin(ω·t+δ))과, 공급 전류 검출부(3)에 의해 검출된 공급 전류 순시값(제 2 교류 전류 파형) I(t)(=i·sin(ω·t))와의 차분에, 비례 이득 P를 승산하는 것에 따라, 선형 진동 모터(100)에 입력되는 인버터 공급 전압 Vd의 순시값 V(=v·sin(ω·t+θ))를 결정하고, 결정된 출력 전압 Vd를 출력하도록, 인버터(2)를 제어하는 것이다. 이 인버터 제어기(9)에서 인버터 공급 전압을 결정하는 전압 결정 처리는 상기 비교 전류 진폭값 i'를 조정하여 결정하는 전류 조정 처리의 반복 주기보다 짧거나 또는 같은 주기로 반복해서 행하는 것이다.

일반적으로 그 제어 방법으로는, 인버터(2)에 입력되는 직류 전압 VDC과 인버터(2)가 출력하는 공급 전압 Vd와의 비에 근거해서, 인버터(2)를 구동하는 펄스 신호의 듀티를 결정하고, 결정한 듀티비의 펄스 신호에 의해 인버터(2)를 구동하는 방법이다. 또, 인버터 제어 방법은, 이러한 PWM(Pulse Width Modulation), 즉 펄스 폭을 변화시키는 방법에 한하지 않는다. 예컨대, 인버터 제어 방법은 PAM(Pulse Amplitude Modulation), 즉 펄스 진폭을 변화시키는 방법이나, PDM(Pulse Density Modulation), 즉 펄스 밀도를 변화시키는 방법이어도 좋다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

우선, 본 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101)의 동작에 대하여 개략적으로 설명한다.

본 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101)에서는, 인버터(2)에서 인버터 제어기(9)로부터의 제어 신호 Sic에 의해 전원 전압 VDC를 소정의 교류 전압 Vd로 변환하는 처리가 행해져, 해당 교류 전압 Vd가 구동 전압으로서 선형 진동 모터(100)로 공급되면, 선형 진동 모터(100)가 구동된다.

선형 진동 모터(100)의 구동 전류인 교류 전류(인버터 공급 전류) Cd는 전류 센서(10)에 의해 모니터링되고 있다. 상기 공급 전류 검출기(3)에서는, 해당 전류 센서(10)의 모니터 출력 Scm에 근거해서, 선형 진동 모터(100)에 공급되는 전류(인버터 공급 전류) Cd가 검출되고, 해당 공급 전류 Cd의 순시값(제 2 교류 전류 파형) I(t)를 나타내는 공급 전류 검출 신호 Dsc가 전류 진폭값 검출기(11) 및 인버터 제어기(9)로 출력된다. 그렇게 하면, 전류 진폭값 검출기(11)에서는, 상기 공급 전류 검출 신호 Dsc에 근거해서, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 진폭값(실 진폭값) i가 검출되고, 해당 실 진폭값 i를 나타내는 검출 진폭값 신호 Dra가 비교 전류 진폭값 결정부(12)로 출력된다.

또한, 공급 전류 진폭값 결정부(7)에서는, 인버터 공급 전류 Cd의 목표 진폭값(목표 전류 진폭값) i"가 결정되고, 해당 목표 전류 진폭값 i"를 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam이 비교 전류 진폭값 결정부(12)로 출력된다.

해당 비교 전류 진폭값 결정부(12)에서는, 상기 전류 진폭값 검출기(11)로부터의 검출 진폭값 신호 Dra 및 공급 전류 진폭값 결정부(7)로부터의 진폭값 지령 신호 Oam에 근거해서, 선형 진동 모터(100)의 제어에 이용하는 비교 전류 파형(제 1 교류 전류 파형)의 진폭값(비교 진폭값) i'가 결정되고, 해당 비교 진폭값 i'를 나타내는 비교 진폭값 신호 Dca가 비교 전류 파형 작성부(8) 및 구동 주파수 결정부(6a)로 출력된다.

해당 구동 주파수 결정부(6a)에서는, 비교 전류 진폭값 결정부(12)로부터의 비교 진폭값 신호 Dca가 입력되면, 해당 비교 진폭값 신호 Dca가 나타내는 비교 전류 진폭값 i'가 최대가 되도록, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 주파수(구동 주파수) ω를 조정하는 주파수 처리가 행해져, 해당 주파수 조정 처리에 의해 결정된 구동 주파수 ω를 나타내는 주파수 지령 신호 Ofr이 비교 전류 파형 작성부(8)로 출력된다.

그렇게 하면, 상기 비교 전류 파형 작성부(8)에서는, 상기 비교 전류 진폭값 결정부(12)의 출력 신호(비교 진폭값 신호) Dca 및 동작 주파수 결정부(6a)의 출력 신호(주파수 지령 신호) Ofr에 근거해서, 인버터(2)의 제어에 필요해지는 비교 전류 파형이 작성되어, 해당 비교 전류 파형을 나타내는 비교 전류 파형 신호 Fcw가 인버터 제어기(9)에 입력된다. 여기서, 상기 비교 전류 파형은, 그 진폭값이 상기 비교 진폭값 신호 Dca가 나타내는 비교 전류 진폭값 i'와 일치하고, 또한 그 주파수가 구동 주파수 결정부(6a)에 의해서 결정된 구동 주파수 ω와 일치한 교류 전류 파형 I'(t)이다.

인버터 제어기(9)에서는, 상기 비교 전류의 순시값인 비교 전류 파형 I'(t)와, 공급 전류 검출 수단(3)에 의해 검출된 공급 전류 Cd의 순시값 I(t)와의 차분에, 비례 이득 P를 승산하는 것에 따라, 선형 진동 모터(100)에 입력되는 인버터 공급 전압 Vd의 순시값 V(t)가 작성된다.

그리고, 인버터(2)는, 인버터 제어기(9)로부터의 제어 신호 Sic에 의해 제어되고, 인버터 출력 전압 Vd가 선형 진동 모터(100)로 인가된다.

다음에, 본 실시예 1의 선형 진동 모터의 제어 방법의 특징에 대하여, 이론적인 뒷받침을 위해 수학식 1 내지 수학식 4를 이용하여 설명한다.

본 실시예 1의 선형 진동 모터의 구동 제어 방법에서는, 선형 진동 모터에 입력하는 전압(인버터 공급 전압) Vd를, 실제로 선형 진동 모터(100)에 구동 전류로서 흐르고 있는 실 전류(인버터 공급 전류) Cd의 파형과, 해당 실 전류의 기준으로 되는 비교 전류 파형과의 차분에 비례 이득 P를 승산해서 결정하고 있다.

상기 수학식 1은 상기 인버터 공급 전압(인가 전압) Vd의 순시값 V(t), 실 전류(인버터 공급 전류) Cd의 순시값(실 전류 파형) I(t) 및 비교 전류의 순시값(비교 전류 파형) I'(t)의 관계를 나타내고 있다.

또한, 상기 인가 전압 순시값 V(t), 비교 전류 순시값 I'(t) 및 실 전류 순시값 I(t)는 구체적으로 하기의 수학식 2a 내지 수학식 2c로 표시된다.

여기서, v는 인가 전압 Vd의 진폭값, i'는 비교 전류의 진폭값, i는 실 전류 Cd의 진폭값, ω은 구동 주파수, θ는 실 전류 Cd와 인가 전압 Vd와의 위상차, δ는 실 전류 Cd와 비교 전류와의 위상차이다.

도 3은 비교 전류 파형 Wcc(비교 전류 순시값 I'(t)), 실 전류 Cd의 파형 Wcd(실 전류 순시값 I(t)) 및 인가 전압 Vd의 파형 Wvd(인가 전압 순시값 V(t))의 변화의 모양을 나타내고 있다.

그리고, 상기 수학식 1에 수학식 2a 내지 수학식 2c를 대입하면, 아래와 같이 수학식 3a가 얻어지고, 수학식 3a를 정리하면, 수학식 3b가 얻어진다.

그리고, 상기 수학식 3b가, 변수(ω·t)에 관계없이 항상 성립하기 위해서는, 수학식 3b의 좌변 제 1 항의 sin ωt의 계수 부분 및 좌변 제 2 항의 cos ωt의 계수 부분이 각각 0으로 되어야 하다. 또, 비교 전류와 실 전류 Cd의 위상차 δ는 0에 근접하는 것으로부터, sinδ는 δ와 근사할 수 있고, 제 2 항의 cos ωt 의 계수 부분은 항상 0으로 된다. 이것은 수학식 1이 나타내는 비례 제어에서는, P·i'·δ은 v·sinθ와 같게 되기 때문이다.

또한, 상기 수학식 3b의 좌변 제 1 항으로부터, 하기의 수학식 4가 유도된다.

여기서, 상기한 바와 같이, 비교 전류와 실 전류 Cd의 위상차 δ는 0에 근접하는 것으로부터, cosδ는 1과 근사할 수 있고, 따라서, 선형 진동 모터에 공급되는 전력 Pa(=v·i×cosθ)는 하기의 수학식 5에 의해 표시되게 된다.

상기 수학식 5에 있어서의 비례 이득 P는 정수이며, 본 실시예 1의 선형 진동 모터의 구동 제어 방법에서는, 실 진폭값 i가 일정해지도록 비교 전류 진폭값 i'를 조정하고 있는 것으로부터, 주파수 ω를 변화시킴으로써 변화되는 변수는 비교 진폭값 i'만으로 된다.

상기 수학식 5로부터 알 수 있듯이 선형 진동 모터(100)에 공급되는 전력

Pa(=v·i×cosθ)와 비교 전류 진폭값 i'는 단조 증가의 관계에 있다. 따라서, 선형 진동 모터의 공급 전력 Pa(=v·i×cosθ)을 최대로 하기 위해서는, 비교 전류 진폭값 i'가 최대값을 취하도록 주파수 ω를 조정하면 되고, 결과로서, 비교 전류 진폭값 i'가 최대값을 취하는 주파수 ωimax를, 선형 진동 모터의 공진 주파수 ωreso로서 검지할 수 있다.

또한, 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 선형 진동 모터에서는, 그 구동 주파수 ω와, 그 공급 전력 Pa와의 관계는 극값을 하나 갖는 볼록 함수로 되어, 해당 공급 전력 Pa가 최대값으로 되는 주파수 ωpmax가 공진 주파수 ωreso로 된다. 즉, 구동 주파수를 단조 증가 또는 감소시킨 경우, 하나의 특정 주파수만으로, 공급 전력이 최대로 된다는 것이다.

이 때문에, 비교 전류 진폭값 i'와 구동 주파수 ω의 관계도 극값을 하나 갖는 볼록 함수로 되어, 비교 전류 진폭값 i'가 최대값을 취하는 주파수 ωimax는 공급 전력이 최대로 되는 주파수 ωpmax이며, 이것은 선형 진동 모터의 공진 주파수 ωreso와 일치한다.

이와 같이, 본 실시예 1에서는, 선형 진동 모터(100)를 교류 전류에 의해 구동 제어하는 모터 구동 제어 장치(101)에 있어서, 선형 진동 모터(100)의 구동 전류(인버터 공급 전류) Cd를 검출하는 검출기(3)와, 선형 진동 모터(100)의 구동 전류의 기준으로 되는 비교 전류 파형을 선형 진동 모터의 동작 상태에 근거해서 작성하는 파형 작성부(8)와, 상기 비교 전류 파형과, 검출된 공급 전류 Cd의 파형과의 차분이 0으로 되도록 선형 진동 모터의 구동 전압을 피드백 제어하는 인버터 제어부(9)를 구비하고, 비교 전류 파형의 진폭값 i'가 최대로 되도록 상기 공급 전류 Cd의 주파수 ω를 조정하므로, 선형 진동 모터의 구동 주파수를, 위치 센서와 같은 장치를 이용하지 않고도, 항상 공진 주파수 또는 그것에 가까운 주파수로 할 수 있다.

또한, 선형 진동 모터의 구동 전류의 주파수를 조정하는 처리는 선형 진동 모터의 구동 전류에 근거해서 행해지므로, 선형 진동 모터의 구동 전류의 검출 출력을 그대로 구동 제어에 이용할 수 있어, 검출된 구동 전류에 대한 연산 처리는 불필요하다.

또, 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101)는 검출기(3, 11), 결정부(6a, 7), 작성부(8, 12) 및 인버터 제어기(9)는 소프트웨어에 의해 구성한 것이지만, 이들은 하드웨어에 의해 구성한 것이어도 좋다.

(실시예 2)

도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 모터 구동 제어 장치를 나타내는 블럭도이다.

본 실시예 2의 선형 진동 모터 구동 제어 장치(102)는 실시예 1의 비교 전류 진폭값 결정부(12) 및 구동 주파수 결정부(6a) 대신, 공급 전류 진폭값 결정부(7)에 의해서 결정된 인버터 공급 전류 Cd의 목표 진폭값 i"와 전류 진폭값 검출 수단(11)에 의해 검출된 인버터 공급 전류 Cd의 실 진폭값 i로부터, 인버터 공급 전압 Vd의 구동 주파수 ω를 결정하는 구동 주파수 결정부(6b)를 구비한 것이다.

본 실시예 2에 있어서의 전원(1), 인버터(2), 공급 전류 검출기(3), 공급 전류 진폭값 결정부(7), 비교 전류 파형 작성부(8), 인버터 제어기(9), 전류 센서(10) 및 전류 진폭값 검출기(11)는 각각 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 것이다.

단, 본 실시예 2에서는, 상기 비교 전류 파형 작성부(8)에 입력되는 진폭값 신호는, 실시예 1과 같이, 인버터 공급 전류의 실 진폭값 i와 목표 진폭값 i"에 따라 작성된 비교 전류 진폭값 i'를 나타내는 비교 진폭값 신호 Dca가 아니라, 상기 목표 진폭값 i"를 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam이다. 본 실시예 2의 비교 전류 파형 작성부(8)는 진폭값 지령 신호 Oam이 나타내는 목표 진폭값 i"를 실시예 1의 비교 진폭값 i'로서 이용하여, 진폭값이 해당 비교 진폭값 i'와 일치하고, 또한 주파수가 구동 주파수 결정부(6b)에 의해서 결정된 구동 주파수 ω와 일치한 교류 전류 파형 I'(t)를 작성하는 것으로 되어 있다. 이 때문에, 구동 주파수 결정부(6b)에서는, 상기 목표 진폭값 I"가 본 실시예 1의 비교 진폭값 i'와 동일한 것으로서 취급된다.

그리고, 이 모터 구동 제어 장치(102)에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 공급 전류 검출기(3) 및 전류 센서(10)로 이루어지는 전류 검출부(30), 전류 진폭값 검출기(11), 구동 주파수 결정부(6b), 비교 전류 파형 작성부(8) 및 인버터 제어기(9)에 의해, 선형 진동 모터(100)의 피드백 구동 제어계가 구성되어 있다. 또, 도 5 중 도 2와 동일 부호는 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 것을 나타내고 있다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

본 실시예 2의 모터 구동 제어 장치(102)는, 공급 전류 진폭값 결정부(7)의 지령 출력 Oam 및 전류 진폭값 검출기(11)의 검출 출력 Dra에 근거해서, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수(구동 주파수)를 결정하는 동작만 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101)와 다르기 때문에, 이하, 상기 구동 주파수를 결정하는 동작에 대하여 상세히 설명한다.

상기 구동 주파수 결정부(6b)에는, 전류 진폭값 검출기(11)에 의해서 검출된, 인버터 공급 전류 Cd의 진폭값 i를 나타내는 검출 진폭값 신호 Dra와, 공급 전류 진폭값 결정기(7b)에 의해 결정된 목표 진폭값 do'를 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam이 입력된다.

그렇게 하면, 구동 주파수 결정부(6b)에서는, 공급 전류 진폭값 i가 목표 진폭값 i"인 비교 진폭값 i'의 절반이 되도록 구동 주파수 ω를 조정하는 주파수 조정 처리가 행해지고, 해당 조정 처리에 의해 구동 주파수 ω가 결정된다.

단, 모터 구동 제어 장치의 동작 상태에 따라서는, 구동 주파수 ω를 변화시켜도, 공급 전류 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값이 되지 않는 경우도 있다. 이러한 경우, 공급 전류 진폭값 i가 비교 전류 진폭값 i'의 절반 이상의 값을 항상 취하는 상태에서는, 공급 전류 진폭값 i가 최저값으로 되도록 구동 주파수 ω를 조정한다. 반대로, 공급 전류 진폭값 i가 비교 전류 진폭값 i'의 절반 이하의 값을 항상 취하는 상태에서는, 공급 전류 진폭값 i가 최대값으로 되도록 구동 주파수 ω를 결정한다.

도 6은 구동 주파수 결정부(6b)에 의해 구동 주파수를 결정하는 처리의 흐름의 일례를 구체적으로 도시하는 도면이다.

우선, 구동 주파수 결정부(6b)에서는, 입력 정보인 공급 전류 진폭값(실 진폭값) i와 비교 전류 진폭값 i'(목표 진폭값 i")로부터, 실 진폭값 i와, 비교 진폭 값 i'의 중간값 (i'/2)와의 대소 비교를 행한다.

구체적으로는 최초에, 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값보다 큰지 여부가 판단된다(단계 P1). 그 판정 결과, 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값보다 큰 경우, 구동 주파수의 조정 처리가 행해지고(단계 P3), 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값보다 크지 않은 경우, 또한 판정 처리가 행해진다(단계 P2).

즉, 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값보다 크지 않은 경우, 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값보다 작은지 여부가 판단된다(단계 P2). 여기서, 작다고 판단된 경우, 구동 주파수의 조정 처리가 행해진다(단계 P4).

또한, 상기 단계 P2에서의 판정 결과, 작지 않다고 판단된 경우, 구동 주파수는 현 상태로 유지되어, 구동 주파수의 결정 처리를 종료한다. 즉, 상기 단계 P2에서의 판정 결과, 작다고 판단된 경우, 단계 P1에서의 판정 처리에서, 크다고 판단되고 있으므로, 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값에 비하여 크지도 작지도 않은, 즉 이들의 값은 같은 것으로 되어, 구동 주파수는 현상의 값으로 유지된다.

한편, 단계 P1의 판정 처리에서, 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값보다 크다고 판정된 경우, 입력 전류 진폭값(실 진폭값) i가 현 상태보다 작게 되도록 구동 주파수 ω를 변화량 Δω만큼 변화시키는 처리가 행해져(단계 P3), 목표 주파수의 결정 처리가 종료한다.

또한, 단계 P2의 판정 처리에서, 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값보다 작다고 판정된 경우, 공급 전류 진폭값(실 진폭값) i가 현 상태보다 커지도록 구동 주파수 ω를 변화량 Δω만큼 변화시키는 처리가 행해져(단계 P4), 구동 주파수의 결정 처리가 종료한다.

이 구동 주파수의 결정 처리는 일정 주기로 반복해서 행해지는 것이고, 상기 인버터 제어기(9)로써 인버터 공급 전압을 결정하는 전압 결정 처리의 주기보다 길거나 또는 같은 주기를 갖고 있다.

그리고, 공급 전류 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값으로 되는 최적 구동 주파수가 있는 경우에는, 구동 주파수의 결정 처리가 반복하여 행해지는 것에 의해, 구동 주파수 ω는 그 최적 구동 주파수에 근접하는 것으로 된다. 또한, 항상 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 절반 이상의 값인 상황에서는, 주파수 결정 처리의 반복에 의해, 구동 주파수 ω는 실 진폭값 i가 가장 작게 되는 최적 구동 주파수에 근접한다. 또한, 항상 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 절반 이하의 값인 상황에서는, 주파수 결정 처리의 반복에 의해, 구동 주파수 ω는 실 진폭값 i가 가장 커지는 최적 구동 주파수에 근접하는 것으로 된다.

또, 도 6에 나타내는 구동 주파수의 결정 처리의 흐름에서는, 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값보다 큰지 여부를 판정하는 처리(단계 P1) 후에, 실 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값보다 작은지 여부를 판정하는 처리(단계 P2)를 실행하는 경우를 나타내었지만, 단계 P1의 판정 처리와 단계 P2의 판정 처리의 순서는 교체하여도 좋고, 그 경우도 같은 판정 결과를 얻을 수 있다.

다음에, 본 실시예 2의 선형 진동 모터의 구동 제어 방법의 특징에 대하여, 이론적인 뒷받침을 나타내는 수학식 6을 이용하여 설명한다.

본 실시예 2에서도, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 선형 진동 모터에 입력하는 인버터 공급 전압 Vd를, 비교 전류 파형과 실제로 선형 진동 모터에 흐르고 있는 실 전류(인버터 공급 전류) Cd의 파형과의 차이에 비례 이득 P를 승산하여 결정하고 있기 때문에, 선형 진동 모터의 입력 전력은 수학식 5에 의해 표시된다.

단, 본 실시예 2에서는, 실시예 1과 달리 비교 진폭값 i'를 일정하다는 조건으로, 즉 비교 진폭값 i'를 목표 진폭값 i"로 하는 조건으로, 선형 진동 모터의 제어가 행해진다.

이하의 수학식 6은 비교 진폭값 i'와 정수로서 수학식 5를 변형한 것이다.

도 7은 수학식 6이 나타내는 관계를 그래프로 도시하는 도면이다.

구동 주파수 ω를 변화시켰을 때의 실 전류 진폭값 i의 변화 패턴으로서, 도 7(a) 내지 도 7(c)에 나타내는 세 가지의 패턴이 생각된다.

도 7(a)는 구동 주파수 ω를 변화시키더라도 실 전류 진폭값(공급 전류 Cd의 진폭값) i는 항상 지령 전류 진폭값(비교 전류 Cc의 진폭값) i'의 중간값을 하회하지 않을 때의 변화의 패턴을 나타내고 있다. 이 패턴에서는, 실 전류 진폭값 i가 최소로 되는 구동 주파수가 공진 주파수이다.

도 7(b)는 구동 주파수 ω를 변화시키면 실 전류 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값을 넘나들며 변화되는 패턴을 나타내고 있다. 이 패턴에서는, 실 전류 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값으로 되는 구동 주파수가 공진 주파수이다.

도 7(c)는 구동 주파수 ω를 변화시켜도 실 전류 진폭값 i는 항상 비교 진폭값 i'의 중간값을 상회할 때의 패턴을 나타내고 있다. 이 패턴에서는, 실 전류 진폭값 i가 최대로 되는 구동 주파수가 공진 주파수이다.

따라서, 인버터(2)가 선형 진동 모터(100)에 공급하는 전력 Pa(=v·i×cosθ)를 최대로 하기 위해서는, 실 전류의 진폭값 i를 비교 전류의 진폭값 i'의 절반이라고 하면 좋은 것이 알지만, 실 전류의 진폭값 i는 선형 진동 모터의 동작 결과로서 나타나는 것이고, 그 취할 수 있는 값의 범위는 한정되고 있다. 그 때문에, 실 전류의 진폭값 i를, 반드시 비교 전류 진폭값 i'의 중간값으로 할 수 있는 것은 아니다.

도 7로부터 알 수 있듯이, 실 전류 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값보다 항상 클 때에는, 실 진폭값 i가 최소로 되는 주파수가 전력 최대로 되는 주파수, 즉 공진 주파수이다. 반대로, 실 전류 진폭값 i가 비교 진폭값 i'의 중간값보다 항상 작을 때에는, 실 진폭값 i가 최대로 되는 주파수가 공진 주파수이다.

일반적으로 알려져 있는 바와 같이 선형 진동 모터에서는, 그 구동 주파수와 공급 전류와의 관계는 극값을 하나 갖는 볼록 함수로 되어, 공급 전력의 최대값을 취하는 주파수가 공진 주파수이다. 즉, 구동 주파수를 단조 증가 또는 단조 감소시켰을 때에, 전력이 최대로 되는 주파수는 하나밖에 없다는 것이다.

이와 같이, 본 실시예 2에서는, 선형 진동 모터(100)를, 교류 전류 Cd에 의해 구동 제어하는 모터 구동 제어 장치에 있어서, 선형 진동 모터(100)의 구동 전 류(인버터 공급 전류) Cd를 검출하는 검출기(3)와, 선형 진동 모터의 구동 전류의 기준으로 되는, 진폭값이 일정한 비교 전류 파형을, 선형 진동 모터의 동작 상태에 근거해서 작성하는 비교 전류 파형 작성부(8)와, 상기 비교 전류 파형과, 검출된 공급 전류 Cd의 파형과의 차분이 0으로 되도록 선형 진동 모터의 구동 전압을 피드백 제어하는 인버터 제어부(9)를 구비하여, 상기 구동 전류의 주파수를, 상기 검출된 구동 전류의 진폭값 i가 상기 비교 전류 진폭값 i'의 중간값에 근접하도록 조정하기 때문에, 선형 진동 모터의 구동 주파수를, 위치 센서와 같은 장치를 이용하는 일없이, 항상 공진 주파수 또는 그에 가까운 주파수로 할 수 있고, 또한 선형 진동 모터의 구동 주파수의 제어를 안정하게 실행할 수 있다.

(실시예 3)

도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 모터 구동 제어 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.

본 실시예 3의 모터 구동 제어 장치(103)는 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101)와 마찬가지로, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한 선형 진동 모터(100)를, 그 구동 전압 및 구동 전류에 근거해서 피드백 구동 제어하는 것이다. 그리고, 본 실시예 3은 상기 구동 전류인 교류 전류의 주파수를, 선형 진동 모터의 구동 전류가 아닌, 선형 진동 모터에 공급되는 전력에 근거해서 결정하는 점에서, 실시예 1과 다르다. 또, 상기 고정자 및 가동자 중 한쪽은 전자석으로 구성되어 있고, 다른쪽은 전자석 또는 영구 자석으로 구성되어 있다.

이 모터 구동 제어 장치(103)는 전원 전압(직류 전압) VDC를 발생시키는 전원(1)과, 상기 전원 전압 VDC를 소정 주파수의 교류 전압 Vd로 변환하여 선형 진동 모터(100)에 공급하는 인버터(2)와, 상기 선형 진동 모터(100)의 구동 전류를 모니터링하는 전류 센서(10)를 갖고 있다.

모터 구동 제어 장치(103)는 해당 전류 센서(10)의 전류 모니터 출력 Scm에 근거해서, 인버터(2)로부터 선형 진동 모터(100)에 공급되는 교류 전류(인버터 공급 전류) Cd인 구동 전류를 검출하여, 그 순시값(검출 전류 순시값) I(t)를 나타내는 공급 전류 검출 신호 Dsc를 출력하는 공급 전류 검출기(3)와, 상기 인버터(2)의 출력 전압(인버터 공급 전압) Vd인 상기 선형 진동 모터(100)의 구동 전압을 검출하여, 그 순시값(검출 전압 순시값) V(t)를 나타내는 공급 전압 검출 신호 Dsv를 출력하는 공급 전압 검출기(4)를 갖고 있다.

모터 구동 제어 장치(103)는 상기 공급 전류 검출기(3)에 의해 얻어진 인버터 공급 전류 Cd의 순시값(검출 전류 순시값) I(t)와, 상기 공급 전압 검출기(4)에 의해 얻어진 인버터 공급 전압 Vd의 순시값(검출 전압 순시값) V(t)로부터, 상기 인버터(2)가 상기 선형 진동 모터(100)에 공급하는 공급 전력 Pa를 산출하여, 해당 공급 전력 Pa를 나타내는 공급 전력 산출 신호 Osp를 출력하는 공급 전력 산출기(5)를 갖고 있다.

모터 구동 제어 장치(103)는 상기 공급 전력 산출기(5)로부터의 공급 전력 산출 신호 Osp에 근거해서, 상기 인버터(2)가 선형 진동 모터(100)에 공급하는 전 류(인버터 공급 전류) Cd의 주파수(구동 주파수)ω를 결정하여, 해당 구동 주파수 ω를 나타내는 주파수 지령 신호 Ofr를 출력하는 구동 주파수 결정부(6c)와, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 목표 진폭값(목표 전류 진폭값) i"를 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam을 출력하는 공급 전류 진폭값 결정부(7)를 갖고 있다.

모터 구동 제어 장치(103)는 상기 진폭값 지령 신호 Oam이 나타내는 목표 전류 진폭값 i"와 일치한 진폭값(비교 진폭값) i'를 갖고, 그 주파수가 상기 구동 주파수 신호 Of가 나타내는 구동 주파수 ω와 일치한, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 기준이(로) 되는 비교 전류 파형을 작성하여, 해당 비교 전류 파형(비교 전류 순시값) I'(t)를 나타내는 비교 전류 파형 신호 Fcw를 출력하는 비교 전류 파형 작성부(8)를 갖고 있다.

모터 구동 제어 장치(103)는, 상기 공급 전류 검출기(3)의 출력 신호 Dsc 및 비교 전류 파형 작성부(8)의 출력 신호 Fcw에 근거해서, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 순시값(검출 전류 순시값) I(t)와, 상기 비교 전류 순시값 I'(t)와의 오차가 작게 되도록, 상기 인버터(2)의 출력 전압(인버터 공급 전압) Vd를 결정하여, 상기 결정된 출력 전압 Vd를 발생하도록, 제어 신호 Sic에 의해, 상기 인버터(2)를 제어하는 인버터 제어기(9)를 갖고 있다.

그리고, 이 모터 구동 제어 장치(103)에서는, 상기 공급 전류 검출기(3), 공급 전압 검출기(4), 공급 전력 산출기(5), 구동 주파수 결정부(6c), 비교 전류 파형 작성부(8) 및 인버터 제어기(9)에 의해, 선형 진동 모터(100)의 피드백 구동 제어계가 구성되어 있다. 또, 실시예 3에서는, 모터 구동 제어 장치(103)에 있어서 의 상기 검출기(3, 4), 산출기(5), 결정부(6c, 7), 작성부(8) 및 인버터 제어기(9)는 소프트웨어에 의해 구성한 것으로 하고 있다.

계속해서, 상기 선형 진동 모터 구동 제어 장치(103)의 각부의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

여기서, 상기 전원(1)은 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101)에 있어서의 전원(1)과 동일한 것이다.

다음에, 공급 전류 검출기(3), 전류 센서(10) 및 공급 전압 검출기(4)에 대하여 구체적으로 설명한다.

공급 전류 검출기(3)는, 전류 센서(10)의 모니터 출력인 전류 모니터 신호 Scm에 근거해서, 선형 진동 모터(100)의 구동 전류인 인버터(2)의 출력 전류(인버터 공급 전류) Cd를 검출하여, 그 순시값(검출 전류 순시값) I(t)를 나타내는 공급 전류 검출 신호 Dsc를 공급 전력 산출부(5) 및 인버터 제어기(9)로 출력하는 것이다. 또, 여기서 상기 전류 센서(10)는 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101)에 있어서의 것과 동일한 것이다.

또한, 공급 전압 검출기(4)는 인버터(2)가 선형 진동 모터(100)에 인가하는 구동 전압(인버터 공급 전압) Vd를 검출하여, 그 순시값(검출 전압 순시값) V(t)를 나타내는 공급 전압 검출 신호 Dsv를 상기 공급 전력 산출기(5)로 출력하는 것이다. 여기서, 상기 인버터 공급 전압 Vd의 검출 방법으로는, 선간 전압을 분압하여 측정하는 방법이 일반적이다. 단지, 인버터(2)가 전압형 PWM(Pulse Width Modulation) 인버터인 경우, 공급 전압 Vd의 파형은 PWM 파형이기 때문에, 직접 측 정하는 것은 곤란하다. 그래서, 전압형 PWM 인버터의 공급 전압의 측정 방법으로는, 변압기나 콘덴서와 저항에 의해 작성된 로우패스 필터 등을 이용하여, 인버터 공급 전압 Vd에 대하여 PWM 파형의 정형 처리를 실시하고, 파형 정형 처리가 실시된 공급 전압을 측정하는 방법이 이용된다. 또, 상기 인버터 공급 전압 Vd의 검출 방법은 상기한 바와 같은 로우패스 필터를 사용하는 방법에 한하지 않고, 인버터(2)에 입력되는 직류 전압 VDC와, 인버터(2)가 출력하는 PWM 전압의 펄스 폭으로부터, 상기 인버터 공급 전압 Vd를 산출하는 방법을 이용하여도 좋다.

다음에, 공급 전력 산출기(5)에 대하여 구체적으로 설명한다.

이 공급 전력 산출기(5)는 선형 진동 모터(100)에 공급하는 전압 Vd 및 전류 Cd로부터, 선형 진동 모터로의 평균적인 공급 전력 Pa를 산출하는 것이다. 구체적으로는, 공급 전력 산출기(5)는 상기 공급 전류 검출기(3)의 검출 출력 Dsc이 나타내는 검출 전류 순시값 I(t)와, 상기 공급 전압 검출기(4)의 검출 출력 Dsv가 나타내는 검출 전압 순시값 V(t)와의 적으로부터 공급 전력 순시값 P(t)를 산출하여, 해당 산출된 공급 전력 순시값 P(t)를 구동 주파수의 1주기 또는 그 정수배의 기간에 걸쳐 가산하고, 가산된 전력 순시값을 상기 기간을 나타내는 시간으로 제산함으로써, 선형 진동 모터(100)에의 평균적인 공급 전력 Pa를 산출한다. 또, 상기 공급 전력 Pa의 산출 처리는 공급 전력 순시값 P(t)를 로우패스 필터에 의해 평균화하여 상기 공급 전력 Pa를 구하는 처리여도 좋다.

다음에, 공급 전류 진폭값 결정부(7)에 대하여 구체적으로 설명한다.

이 공급 전류 진폭값 결정부(7)는 실시예 1의 것과 동일한 것이고, 즉, 선형 진동 모터(100)에 공급하는 전류(인버터 공급 전류) Cd의 목표 진폭값(목표 전류 진폭값) i"를 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam을 출력하는 것이고, 여기서는, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 목표 진폭값 i"는 미리 결정되어 있는 하나의 전류 진폭값이라 하고있다.

단, 상기 진폭값 지령 신호 Oam은 항상 이미 정해진 하나의 전류 진폭값을 나타내는 것에 한하지 않고, 시간의 경과와 동시에, 미리 결정할 수 있었던 여러 종류의 전류 진폭값을 순차적으로 나타내는 것이어도 좋다.

또한, 공급 전류 진폭값 결정부(7)는, 상기한 바와 같이, 미리 결정할 수 있었던 전류 진폭값을 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam을 출력하는 것에 한하지 않고, 예컨대, 선형 진동 모터(100)의 요구되는 운전 상태, 또는 그 부하 상태로부터, 상기 인버터 공급 전류 Cd의 목표 진폭값 i"를 결정하여, 해당 결정된 목표 전류 진폭값 i"를 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam을 출력하는 것이어도 좋다. 이 경우, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 선형 진동 모터(100)를, 그 부하 상태에 적합한 운전 상태로 구동 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 선형 진동 모터에 요구되는 운전 상태에서의 구동 제어가 가능해진다.

여기서, 상기 선형 진동 모터(100)의 운전 상태는 선형 진동 모터의 가동자의 진폭의 크기 등이며, 이러한 가동자의 진폭의 크기는 위치 센서를 이용한 가동자의 위치 검출, 또는 구동 전류를 이용하여 가동자의 스트로크를 연산하는 연산 처리 등에 의해 구할 수 있다.

또한, 선형 진동 모터(100)의 부하 상태는, 그 적용 형태에 따라 여러 가지 가 있고, 예컨대, 본 실시예의 선형 진동 모터(100) 및 모터 구동 제어 장치(103)를 압축기에 적용한 경우, 부하 상태는 압축되는 유체의 압력, 온도와 같은 것이다. 특히, 이 압축기가 공기 조화기에 탑재된 것인 경우, 부하 상태는 실내의 온도나 실외의 온도이다. 또한, 상기 압축기가 냉장고에 탑재된 것인 경우, 상기 부하 상태는 냉장고 내 온도 등이다.

또한, 선형 진동 모터(100) 및 모터 구동 제어 장치(103)를 면도기에 적용한 경우에는, 상기 부하 상태는 수염의 굵기와 같은 것으로 된다.

또한, 상기 선형 진동 모터에 요구되는 운전 상태(능력)도, 해당 선형 진동 모터의 적용 형태에 의해 여러 가지가 있고, 예컨대, 선형 진동 모터(100) 및 모터 구동 제어 장치(103)를 휴대 전화에 적용한 경우에는, 상기 선형 진동 모터에 요구되는 능력은 착신을 사용자에 알리는 진동의 강약을 리드미컬하게 변경하는 것과 같은 기능 등이다.

다음에, 구동 주파수 결정부(6c)에 대하여 구체적으로 설명한다.

이 구동 주파수 결정부(6c)는 상기 공급 전력 산출부(5)에 의해 산출된, 선형 진동 모터(100)에의 공급 전력 Pa에 근거해서, 선형 진동 모터(100)에 공급하는 전류 Cd의 주파수(구동 주파수) ω를 결정하는 것이고, 해당 인버터 공급 전류 Cd의 주파수 ω를 이것이 선형 진동 모터(100)의 공진 주파수 ωreso에 근접하도록 조정하는 주파수 조정 처리를 반복하여 실행하는 것이다.

상기 구동 주파수 결정부(6c)는 구체적으로는, 상기 비교 전류 파형의 진폭값 i'가 공급 전류 진폭값 결정부(7)에서 결정된 목표 전류 진폭값 i"에 일치하도 록 일정하게 유지되어 있는 상태로, 공급 전력 산출기(5)에서 산출된다, 선형 진동 모터(100)에의 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 구동 주파수 ω를 조정하는 것이다.

다음에, 비교 전류 파형 작성부(8)에 대하여 구체적으로 설명한다.

이 비교 전류 파형 작성부(8)는 상기 공급 전류 진폭값 결정부(7)에 의해 결정된 목표 전류 진폭값 i"와 일치한 진폭값(비교 진폭값) i'를 갖고, 주파수가 구동 주파수 결정부(6)에 의해 결정된 구동 주파수 ω와 일치한 비교 전류 파형(제 1 교류 전류 파형)을 작성하여, 해당 비교 전류 파형(비교 전류 순시값) I'(t)를 나타내는 비교 전류 파형 신호 Fcw를 인버터 제어기(9)에 출력하는 것이다. 여기서, 상기 비교 전류의 위상은 상기 인버터 공급 전류 Cd의 위상에 따른 것이다.

최후에, 인버터 제어기(9)에 대하여 구체적으로 설명한다.

이 인버터 제어기(9)는 공급 전류 검출기(3)의 검출 출력 Dsc이 나타내는 인버터 공급 전류 Cd의 순시값 I(t)와, 비교 전류 파형 작성부(8)에서 작성된 비교 전류의 순시값 I'(t)와의 편차를 감소시키도록, 인버터 공급 전압 Vd를 조정하여, 해당 편차가 최소로 되는 값에 결정하는 것이다. 예컨대, 상기 인버터 공급 전압 Vd의 조정은 제어 신호 Sic에 의해 상기 인버터(2)의 출력 펄스 전압의 PWM 폭을 조정함으로써 행해진다.

또, 상기 인버터 출력 전압이 구체적인 결정 방법에는, 적절한 이득을 갖는 P(비례) 제어 또는 PI(비례 적분) 제어에 의한 것이 있다. 예컨대, 상기 P(비례) 제어에 의한 방법은 검출 전류 순시값 I(t)를 나타내는 검출 전류 파형과, 비교 전류 순시값 I'(t)를 나타내는 비교 전류 파형과의 파형 편차 AI(=I'(t)-I(t))와, 적 절한 이득 P와의 승산값을, 상기 인버터 출력 전압 Vd로 하는 것이다. 또한, 상기 PI(비례 적분) 제어에 의한 방법은, 상기 파형 편차 AI(=I'(t)-I(t))와 적절한 이득 P의 승산값과, 파형 편차 AI(=I'(t)-I(t))의 적분값과의 가산값을, 상기 인버터 출력 전압 Vd로 하는 것이다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

도 9(a)는 본 실시예의 모터 구동 제어 장치(103)의, 선형 진동 모터(100)를 구동 제어하는 동작의 흐름을 나타내고 있다.

본 실시예 3에서는, 모터 구동 제어 장치(103)는 인버터(2)로부터 선형 진동 모터(100)에 공급되는 전류(인버터 공급 전류) Cd의 진폭값 i가, 결정할 수 있었던 비교 진폭값 i'(=목표 진폭값 i")으로 유지되어 있는 상태에서, 선형 진동 모터(100)에의 공급 전력 Pa가 최대로 되도록, 해당 인버터 공급 전류 Cd의 주파수를 조정하여, 선형 진동 모터(100)를 구동한다.

이하, 우선, 모터 구동 제어 장치(103)의 전체적인 동작에 대하여 설명한다.

본 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101)에서는, 인버터(2)로써 인버터 제어기(9)로부터의 제어 신호 Sic에 의해 전원 전압 VDC를 소정의 교류 전류로 변환하는 처리가 행해지고, 이 교류 전류가 구동 전류로서 선형 진동 모터(100)에 공급된다. 이에 따라 선형 진동 모터(100)가 구동한다.

선형 진동 모터(100)의 구동 전류인 인버터 공급 전류 Cd는 전류 센서(10)에 의해 모니터링되고 있고, 해당 공급 전류 검출기(3)에서는, 해당 전류 센서(10)의 모니터 출력 Scm에 근거해서 선형 진동 모터(100)에 공급되는 전류(인버터 공급 전 류) Cd가 검출되어, 해당 공급 전류 Cd의 순시값 I(t)를 나타내는 공급 전류 검출 신호 Dsc가 공급 전력 산출기(5) 및 인버터 제어기(9)로 출력된다. 또한, 해당 공급 전압 검출기(4)에서는, 선형 진동 모터(100)의 구동 전압 Vd가 검출되어, 해당 구동 전압 Vd의 순시값 V(t)를 나타내는 공급 전압 검출 신호 Dsv가 공급 전력 산출기(5)로 공급된다.

그리고, 이 모터 구동 제어 장치(103)에서는, 도 9(a)에 나타내는 동작 흐름에 따라 선형 진동 모터(100)의 구동 제어, 즉 구동 전류의 주파수를 인버터에의 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 제어하는 주파수 추종 제어가 행해진다.

공급 전류 진폭값 결정부(7)에서는, 목표 전류 진폭값 i"가 메모리로부터 판독되고(단계 S1), 해당 목표 전류 진폭값 i"를 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam이 출력된다. 또, 상기 목표 전류 진폭값 i"를, 선형 진동 모터(100)의 부하 상태에 따라 변경하는 경우에는, 상기 공급 전류 진폭값 결정부(7)에서는, 상기 부하 상태에 따른 목표 전류 진폭값 i"가 작성되고, 해당 작성된 목표 전류 진폭값 i"를 나타내는 진폭값 지령 신호 Oam이 출력된다.

다음에, 비교 전류 파형 생성부(8)에서는, 공급 전류 진폭값 결정부(7)로부터의 진폭값 지령 신호 Oam, 및 구동 주파수 결정부(6c)에서의 주파수 지령 신호 Ofr에 근거해서, 진폭값 지령 신호 Oam이 나타내는 목표 전류 진폭값 i"와 일치한 진폭값(비교 진폭값) i'를 갖고, 또한 주파수가 주파수 지령 신호 Ofr이 나타내는 구동 주파수 ω와 일치한 비교 전류 파형이 작성되어, 해당 비교 전류 파형(비교 전류 순시값) I'(t)를 나타내는 비교 전류 파형 신호 Fcw가 출력된다(단계 S2). 단, 선형 진동 모터의 구동 개시 직후의, 구동 주파수 결정부(6c)에 의해 구동 주파수 ω가 결정되어 있지 않은 상태에서는, 해당 구동 주파수 ω로서, 미리 준비된 구동 주파수의 초기값 ωinti가 이용된다.

그리고, 인버터 제어기(9)에서는, 상기 공급 전류 검출기(3)로부터의 검출 신호 Dsc 및 비교 전류 파형 작성부(8)로부터의 파형 신호 Fcw를 받아, 해당 검출 신호 Dsc가 나타내는 검출 전압 순시값 I(t)와, 파형 신호 Fcw가 나타내는 비교 전류 순시값 I'(t)에 따라, 상기 인버터(2)의 출력 전압(인버터 공급 전압) Vd가 결정된다. 상기 인버터(2)는 인버터 제어기(9)로부터의 제어 신호 Sic에 의해, 상기 출력 전압 Vd를 발생하여, 해당 출력 전압 Vd가 선형 진동 모터(100)에 구동 전압으로서 인가된다. 환언하면, 선형 진동 모터(100)에는, 상기 비교 전류 파형에 따른 전류가 공급된다(단계 S3).

상기 공급 전력 산출기(5)에서는, 공급 전압 검출기(4)의 검출 출력 Dsv 및 공급 전류 검출기(3)의 검출 출력 Dsc로부터, 선형 진동 모터(100)에 공급되는 전력 Pa를 산출하는 연산 처리가 행해진다(단계 S4).

또한, 상기 구동 주파수 결정부(6c)에서는, 선형 진동 모터(100)에 공급되는 교류 전류(인버터 공급 전류) Cd의 진폭값 i가 일정한 상태로, 즉, 해당 진폭값 i가 상기 목표 진폭값 i"(=비교 진폭값 i')에 유지된 상태로, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수 ω를 조정하고, 인버터에의 공급 전력 Pa가 최대로 되는 최대 전력 주파수 ωpmax를 탐색하는 처리가 행해진다(단계 S5).

계속해서, 상기 구동 주파수 결정부(6c)에서는, 선형 진동 모터에 공급되는 전력 Pa가 인버터 공급 전류 Cd의 진폭값 i가 현재의 목표 진폭값 i"에 유지된 상태에서의 최대값으로 되어있는지 여부가 판별되고(단계 S6), 그 판정 결과, 선형 진동 모터에의 공급 전력이 최대로 되어있지 않으면, 재차, 최대 전력 주파수 ωpmax의 탐색 처리(단계 S2 내지 단계 S6)가 행해진다. 한편, 단계 S6에서의 판정 결과, 선형 진동 모터에의 공급 전력 Pa가 최대로 되어있으면, 목표 전류 진폭값 i"의 재결정이 행해지고(단계 S1), 계속해서 인버터 공급 전류 Cd의 진폭값 I가 두 번째 결정된 목표 전류 진폭값 i"(=비교 진폭값 i')에 유지되어 있는 상태에서, 인버터에의 공급 전력 Pa가 최대로 되는 최대 전력 주파수 ωpmax를 탐색하는 처리(단계 S2∼S6)가 행해진다.

다음에, 구동 주파수 결정부(6c)의 동작에 대하여 자세히 설명한다.

도 10은 구동 주파수 결정부(6c)의 동작 흐름을 도시하는 도면이다.

선형 진동 모터(100)에 공급하는 교류 전류(인버터 공급 전류) Cd의 진폭값 i가 일정하게 유지된 상태에서는, 해당 인버터 공급 전류의 주파수 ω와 모터에의 공급 전력 Pa와의 관계는 2차의 볼록 함수로 된다. 따라서, 공급 전력 Pa가 최대로 되는 주파수 ωpmax를 탐색하는 방법으로는, 2차 볼록 함수가 극값을 하나밖에 가지지 않는 것으로부터, 최급구배법(등산법)이 효과적이다.

이하에서는, 두 개의 변수, 즉, 주파수 조정 처리 주기 Padju, 및 주파수 변화량 Δω과, 하나의 플래그 Fcd를 이용하여, 최급구배법에 의해, 공급 전력 Pa가 최대로 되는 주파수(최대 전력 주파수) ωpmax를 탐색하는 처리에 대해서 설명한다.

또, 여기서, 상기 인버터 공급 전류의 최대 전력 주파수 ωpmax는 선형 진동 모터의 공진 주파수 ωreso와 같다. 또한, 상기 주파수 조정 처리 주기 Padju는 구동 주파수 결정부(6c)가 주파수 조정 처리(즉, 구동 주파수 ω를 결정하는 처리)를 실행하는 주기이며, 주파수 변화량은 구동 주파수 결정부(6c)가 한 번의 주파수 조정 처리로 변화시키는 구동 주파수 ω의 변화량 Δω이다. 또한, 플래그 Fcd는 구동 주파수 결정부(6c)가 결정한 구동 주파수의 변화 방향을 나타내는 것이고, 해당 플래그 Fcd의 값〔1〕은 주파수 증가를 나타내고, 플래그 Fcd의 값〔-1〕은 주파수 감소를 나타내고 있다.

우선, 구동 주파수 결정부(6c)에서는, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수가 전전회의 주파수 조정 처리에 의해 결정된 주파수일 때, 공급 전력 산출기(5)에 의해 산출된 선형 진동 모터(100)에의 공급 전력 Pa1과, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수가 전회의 주파수 조정 처리에 의해 결정된 주파수일 때, 공급 전력 산출기(5)에 의해 산출된 공급 전력 Pa2를 비교하는 처리가 행해진다(단계 S10).

전회 취득한 전력 Pa2가 전전회 취득한 전력 Pa1보다 작을 때, 구동 주파수 변화 방향 플래그 Fcd의 값이 정부(正負) 반전된다(단계 S11). 이것은 전회 취득한 전력 Pa2가 전전회 취득한 전력 Pa1보다 작다는 것은, 전회의 처리에서는, 선형 진동 모터(100)에의 공급 전류의 주파수 ω가, 선형 진동 모터의 공진 주파수 ωreso로부터 멀어지는 방향으로 변경된 것을 나타내기 때문이다. 또한, 전회 취득한 전력 Pa2가 전전회 취득한 전력 Pa1과 같거나 또는 클 때, 구동 주파수 변화 방향 플래그 Fcd의 값이 그대로 유지된다(단계 S12). 이것은, 전회 취득한 전력 Pa2가 전전회 취득한 전력 Pa1과 같거나 또는 크다는 것은, 전회 결정한 구동 주파수 ω가 선형 진동 모터(100)의 공진 주파수 ωrsns에 근접하는 방향으로, 또는 구동 주파수 ω와 공진 주파수 ωrsns의 차이가 변화하지 않는 방향으로 변경되었다는 것을 나타내기 때문이다.

다음에, 동작 주파수 결정부(6c)에서는, 구동 주파수 변화 방향 플래그 Fcd의 값이 부인지 여부의 판정이 행해진다(단계 S13). 해당 판정의 결과, 플래그 Fcd의 값이 부(負)가 아니면, 선형 진동 모터(100)의 구동 주파수 ω가 구동 주파수 변화량 Δω만큼 증가시킨 값으로 변경되고, 변경된 구동 주파수가 새로운 동작 주파수 ω로서 결정된다(단계 S14). 반대로, 구동 주파수 변화 방향 플래그 Fcd의 값이 부인 경우, 선형 진동 모터(100)의 구동 주파수 ω가 구동 주파수 변화량 Δω만큼 감소된 값으로 변경되고, 변경된 주파수가 새로운 구동 전류의 주파수 ω로서 결정된다(단계 S15).

그리고, 구동 주파수 결정부(6c)에서는, 이번의 주파수 조정 처리가 종료한 후, 그 동작은 일정 기간의 동안, 대기 상태로 되고(단계 S16), 해당 일정 기간이 경과한 후, 다음 주파수 조정 처리가 행해진다(단계 S10∼16). 여기서, 구동 주파수 결정부(6)의 동작이 대기 상태로 되는 기간은 주파수 조정 처리의 주기 Padju에서 한 번의 주파수 조정 처리에 요하는 시간을 뺀 시간이다.

또, 구동 주파수 결정부(6c)에서는, 선형 진동 모터의 시동 상태 등, 전회 또는 전전회의 주파수 조정 처리에 대응하는 전력값이 존재하지 않는 경우에는, 미리 설정되어 있는 기정값이 이용된다.

이와 같이 하여, 구동 주파수 결정부(6c)에서는, 주파수 조정 처리 주기 Padju마다, 선형 진동 모터(100)에 공급되는 교류 전류의 구동 주파수 ω를 주파수 변화량 Δω씩 변화시키는 주파수 조정 처리가 행해지고, 해당 주파수 조정 처리에 의해, 해당 구동 주파수가 선형 진동 모터(100)에 공급되는 전력 Pa가 최대로 되는 주파수(최대 전력 구동 주파수)ωpmax에 추종하는 것으로 된다.

또, 선형 진동 모터(100)의 부하가 불안정할 때에는, 구동 주파수 ω를 변화시키지 않아도 선형 진동 모터(100)에 공급되는 전력 Pa가 변화되는 경우도 있고, 이 때문에, 구동 주파수 결정부(6)가 선형 진동 모터(100)의 구동 주파수 ω를 최대 전력 주파수 ωpmax에서 멀어지는 방향으로 변화시킬 우려가 있다.

그래서, 구동 주파수 결정부(6c)는 하나의 방향으로 구동 주파수 ω를 변화시키는 주파수 조정 처리를, 적어도 2회 이상의 소정의 회수만큼 연속하여 실행하고, 그 결과, 공급 전력 Pa가 소정의 기준 변화량 이상 변화되고 있으면, 해당 소정 회수의 주파수 조정 처리를 하기 이전의 구동 주파수를 유지하도록 하여, 즉, 부하가 안정할 때까지 구동 주파수를 변화시키지 않도록 하여도 좋다.

이와 같이 함으로써, 부하가 불안정한 상태에 있어서도, 구동 주파수 결정부(6c)가 최대 전력 주파수 ωpmax에서 멀어지는 방향으로 구동 주파수 ω를 변경시키는 경우가 적어져, 선형 진동 모터를 안정하게 동작시킬 수 있다. 또, 상술한 연속한 소정 회수의 주파수 조정 처리에 의해 변화되는 공급 전력 변화량의 기준이 되는 소정의 기준량은 미리 결정할 수 있었던 일정한 값이라도 좋고, 또한, 결정할 수 있었던 시점에서 실제로 공급 전력에 기초를 둔 값, 구체적으로는, 주파 수 조정 처리에 의해 구동 주파수를 결정하고자 하는 시점에서의 공급 전력의 10%인 값 등이라도 좋다.

또한, 상기 주파수 조정 처리에 의한 전력의 변화량이 클 때에는, 그 시점에서의 구동 주파수 ω가 최대 전력 주파수 ωpmax에서 크게 떨어져 있다고 생각되기 때문에, 주파수 조정 처리 주기 Padju를 짧게 하면 좋고, 반대로, 상기 주파수 조정 처리에 의한 공급 전력의 변화량이 작을 때에는, 선형 진동 모터는 최대 전력 주파수 ωmax가 가까운 구동 주파수 ω로 구동되고 있다고 생각되기 때문에, 주파수 조정 처리 주기 Padju를 길게 하면 좋다. 이와 같이 함으로써, 구동 주파수를 최대 전력 주파수에 추종시키는 제어를 보다 고속으로 또한 안정하게 실행하는 것이 가능해진다.

또한, 상술한 모터 구동 제어 장치에서는, 구동 주파수 결정부(6c)는 항상 구동 주파수 ω를 변화시켜, 최대 전력으로 되는 구동 주파수 ωpmax를 감시하고 있기 때문에, 구동 주파수 ω는 주파수 조정 처리 주기 Padju에서, 최대 전력으로 되는 구동 주파수 ωmax를 중심으로 해서, 주파수 변화량만큼의 폭을 가지고 변동하는 경우가 있다. 그 때문에, 구동 주파수 ω가 최대 전력을 얻을 수 있는 구동 주파수 ωpmax로부터 떨어져 있는 영역에서의 선형 진동 모터의 구동이 무시할 수 없게 되는 경우가 있다.

그래서, 주파수 조정 처리에 의한 공급 전력의 변화량이 클 때에는, 구동 주파수 ω가 최대 전력 주파수 ωpmax로부터 크게 떨어져 있다고 생각되기 때문에, 구동 주파수 변화량 Δω를 크게 하면 좋고, 주파수 조정 처리에 의한 공급 전력의 변화량이 작을 때에는, 선형 진동 모터는 최대 전력 주파수 ωpmax가 가까운 구동 주파수 ω로 구동되고 있다고 생각되기 때문에, 구동 주파수 변화량 Δω를 작게 하면 좋다. 이와 같이 함으로써, 구동 주파수 ω를 최대 전력 주파수 ωpmax에 추종시키는 제어를 보다 고속으로 또한 정확하게 실행하는 것이 가능해진다.

이하, 간단히, 본 실시예 3에 따른 선형 진동 모터의 제어 방법의 특징에 대하여, 이론적인 뒷받침을 나타내는 수학식 7 및 수학식 8을 이용하여 설명한다.

선형 진동 모터(100)에 입력되는 에너지(공급 전력)와 선형 진동 모터(100)로부터 출력되는 에너지의 관계는,

로 나타낼 수 있다.

여기서, Pout는 선형 진동 모터의 평균 출력 에너지, Pin은 선형 진동 모터의 평균 입력 에너지, R은 선형 진동 모터 내에 존재하는 등가 저항, i는 선형 진동 모터에 공급하는 교류 전류(인버터 공급 전류) Cd의 실 진폭값이다. 또, 선형 진동 모터의 평균 입력 에너지 Pin은 상술한 인버터(2)의 공급 전력, 즉, 상기 공급 전력 산출기(5)에 의해서 계산된 전력 Pa에 상당한다.

상기 수학식 7로부터 알 수 있듯이, 선형 진동 모터(100)에서의 손실은, 선형 진동 모터 내에 존재하는 등가 저항 R에 의한 줄(joule) 열 이며, 등가 저항 R의 값이 불변이라고 생각하면, 공급 전류 Cd의 주파수 ω에 관계없이, 그 진폭값 i에 의해서만 결정된다.

또한, 선형 진동 모터의 평균 출력 에너지 Pout와 평균 입력 에너지 Pin과의 비 η(이하에서는 종합 효율이라 함)는,

로 표시된다.

선형 진동 모터(100)를 공진 상태로 구동한다는 것은 최고 효율로 구동한다는 것과 동등한 것이기 때문에, 종합 효율 η가 최대로 되도록 선형 진동 모터의 구동 주파수 ω를 제어함으로써, 상기 공진 주파수 ωreso를 찾아 낼 수 있다.

상기 수학식 8로부터, 선형 진동 모터의 종합 효율 η를 최대로 하기 위해서는, 공급 전류 Cd의 진폭값 i를 고정한 경우, 그 평균 입력 전류 에너지 Pin을 최대로 하면 좋은 것을 알 수 있다.

상기 수학식 7로부터, 공급 전류 Cd의 진폭값 i가 고정되어 있는 경우, 선형 진동 모터에의 평균 입력 에너지 Pin을 최대로 한다는 것은, 평균 출력 에너지 Pout를 최대로 하는 것과 등가인 것을 알 수 있다.

이상으로부터, 선형 진동 모터(100)에 공급하는 교류 전류(인버터 공급 전류) Cd의 진폭값 i를 일정으로 한 상태에서, 선형 진동 모터에의 평균 입력 에너지(즉, 인버터 공급 전력) Pa가 최대로 되도록 공급 전류의 주파수 ω를 조정함으로써, 선형 진동 모터(100)가 공진 주파수 ωreso에서 구동되는 것으로 되어, 선형 진동 모터를 효율적으로 운전할 수 있는 것이 이론적으로 분명해지고 있다.

이 공진 주파수를 찾아내는 방법을 별도의 표현으로 설명하면 다음과 같이 된다.

선형 진동 모터(100)에 공급하는 전류(인버터 공급 전류) Cd는 선형 진동 모터(100)의 가동자를 가진(加振)시키는 힘에 비례하기 때문에, 공급 전류 Cd의 진폭값 i를 일정으로 한 상태에서, 상기 인버터 공급 전류의 주파수 ω를 변화시키는 것은, 가진력을 일정하게 유지한 상태에서, 가동자의 진동 주파수를 변화시키는 것과 동등이다. 따라서, 공급 전류의 진폭값을 일정하게 유지하면서, 선형 진동 모터에의 평균 입력 에너지(즉, 인버터 공급 전력) Pa가 최대로 되도록 공급 전류의 주파수 ω를 조정하여 최대 전력 주파수 ωpmax를 찾아내는 것은, 가진력을 일정하게 유지하면서, 최적으로 되도록 진동 주파수를 조정함으로써 공진 주파수 ωreso를 찾아내는 것과 같다. 여기서, 선형 진동 모터가 최적으로 되는 것은 선형 진동 모터의 가동자의 속도가 최대로 되는 것, 또는 선형 진동 모터의 출력 에너지가 최대로 되는 것과 동등이다.

이와 같이, 본 실시예 3에서는, 선형 진동 모터(100)에 공급되는 전류 Cd 및 전압 Vd의 검출 출력 Dsc 및 Dsv에 근거해서, 선형 진동 모터(100)에의 공급 전력 Pa를 산출하는 산출기(5)와, 선형 진동 모터에 공급하는 전류 Cd의 목표 진폭값 i"를 결정하는 결정부(7)와, 상기 공급 전류의 진폭값 i를 목표 진폭값 i"로 유지하면서, 구동 주파수 ω를, 해당 산출 된 공급 전력 Pa가 최대로 되는 공진 주파수에 근접하도록 조정하는 결정부(6c)를 구비하여, 상기 조정된 구동 주파수 ω 및 상기 목표 진폭값 i"와 일치한 진폭값 i'를 갖는 비교 전류 파형 I'(t)와, 선형 진동 모 터에의 공급 전류의 파형 I(t)가 일치하도록, 인버터(2)가 선형 진동 모터에 인가하는 전압 Vd를 제어하도록 했기 때문에, 선형 진동 모터의 공진 주파수를, 선형 진동 모터(100)의 가동자의 변위, 속도, 가속도 등을 검출하는 센서를 이용하는 일없이, 양호한 정밀도로 검출할 수 있다. 이에 따라, 선형 진동 모터를 부하 변동에 관계없이 효율적으로 운전하는 구동 제어를, 센서 내장에 의한 대형화를 회피하면서, 또한 센서의 동작 신뢰성의 확보와 같은 불필요한 제약을 받는 일없이 실현할 수 있다.

또, 실시예 3의 모터 구동 제어 장치(103)는 검출기(3, 4), 산출기(5), 결정부(6, 7), 작성부(8) 및 인버터 제어기(9)는 소프트웨어에 의해 구성한 것이지만, 이들은 하드웨어에 의해 구성한 것이어도 좋다.

또한, 상기 실시예 3에서는, 공급 전류 진폭값 결정부(7)로서, 선형 진동 모터(100)의 운전 상태 또는 그 부하 상태에 따라 목표 전류 진폭값 i"를 결정하는 진폭값 결정 처리를, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수가, 결정된 목표 전류 진폭값 i"에서 공급 전력이 최대로 되는 최대 전력 주파수로 되어 있다고 판정될 정도로 실행하는 것을 나타내었지만, 상기 공급 전류 진폭값 결정부(7)는, 상기 진폭값 결정 처리를, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수가, 결정된 목표 전류 진폭값 i"에서의 최대 전력 주파수로 되어있다고 판정했을 때뿐만 아니라, 전회 진폭값 결정 처리를 하고 나서 일정 시간이 경과했을 때에도 실행하는 것이어도 좋다.

이 경우, 구동 주파수 결정부(6c)에서는, 도 9(b)에 도시하는 바와 같이, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수가, 결정된 목표 전류 진폭값 i"에서의 최대 전력 주파 수로 되어있는지 여부의 주파수 판정 처리(단계 S6) 전에, 전회 진폭값 결정 처리(단계 S1)를 행하고 나서 일정 시간이 경과했는지 여부의 시간 판정 처리(단계 S6a)가 행해진다. 그리고, 공급 전류 진폭값 결정부(7)에서는, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수가, 결정된 목표 전류 진폭값 i"에서의 최대 전력 주파수로 되었을 때뿐만 아니라, 전회 진폭값 결정 처리(단계 S1)를 행하고 나서 일정 시간이 경과했을 때에도, 선형 진동 모터(100)의 운전 상태 또는 그 부하 상태에 따라 목표 전류 진폭값 i"를 결정하는 진폭값 결정 처리가 행해지는 것으로 된다.

또, 도 9(b)에서의 단계 S1 내지 단계 S6은 도 9(a)에 나타내는 실시예 3의 것과 동일한 것이다.

이와 같이 전회의 진폭값 결정 처리를 하고 나서 일정 시간 이상 경과했을 때에는, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수가, 결정된 목표 전류 진폭값 i"에서의 최대 전력 주파수로 되어있는지 여부에 관계없이, 진폭값 결정 처리를 함으로써, 선형 진동 모터의 구동 제어의 응답성을 향상시킬 수 있다.

예컨대, 실 진폭값(인버터 공급 전류 Cd의 진폭값)을 결정할 수 있었던 목표 전류 진폭값 i"에 유지한 상태에서의 주파수 조정 처리에 의해, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수를 최대 전력 주파수 ωpmax에 일치시키는데 시간이 걸리는 경우, 또는 선형 진동 모터(100)의 운전 상태 또는 그 부하 상태의 변화가 큰 경우에는, 결정할 수 있었던 목표 전류 진폭값 i"가, 이미 선형 진동 모터(100)의 운전 상태 또는 그 부하 상태에 대응한 진폭값은 아닌 것으로 되어, 선형 진동 모터의 구동 제어의 안정성이나 응답성을 충분히 높게 유지할 수 없게 된다.

이와 같이, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수를 최대 전력 주파수 ωpmax에 추종시키는데 시간이 걸리는 경우 등에서도, 도9(b)에 도시하는 바와 같이, 진폭값 결정 처리를, 인버터 공급 전류 Cd의 주파수가 상기 결정할 수 있었던 목표 전류 진폭값 i"에서의 최대 전력 주파수로 되어있는지 여부에 관계없이, 일정 주기마다 반복하여 행함으로써, 선형 진동 모터의 구동 제어의 안정성이나 응답성을 높게 유지하는 것이 가능해진다.

(실시예 4)

도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 압축기 구동 장치를 설명하는 모식도이다.

본 실시예 4의 압축기 구동 장치(104)는 공기나 가스 등을 압축하는 압축기(40)를 구동 제어하는 것이다. 여기서, 해당 압축기(40)의 동력원은 선형 진동 모터(46)이며, 이것은 실시예 1의 선형 진동 모터(100)와 같은 것이다. 또한, 상기 압축기 구동 장치(104)는 해당 선형 진동 모터(46)를 구동 제어하는 모터 구동 제어 장치이며, 실시예 3의 모터 구동 제어 장치(103)와 동일 구성을 갖고 있다. 또, 이하, 본 실시예 4의 압축기(40)는 선형 압축기라고 하고, 이 선형 압축기(40)에 대하여 간단히 설명한다.

이 선형 압축기(40)는, 소정의 축선을 따라 나열하는 실린더부(41a)와, 모터부(41b)를 갖고 있다. 해당 실린더부(41a) 내에는, 상기 축선 방향을 따라 미끄러짐 이동 가능하게 지지된 피스톤(42)이 배치되어 있다. 실린더부(41a)와 모터부(41b)에 걸쳐, 그 일단이 피스톤(42)의 배면 측에 고정되는 피스톤 로드(42a)가 배치되고, 피스톤 로드(42a)의 타단 측에는, 해당 피스톤 로드(42a)를 축선 방향으로 힘을 가하는 지지 용수철(공진 용수철)(43)이 마련되어 있다.

또한, 상기 피스톤 로드(42a)에는, 자석(44)이 부착되어 있고, 상기 모터부(41b)의, 자석(44)에 대향하는 부분에는, 외부 요크(45a)와 이것에 매설된 고정자 코일(45b)로 이루어지는 전자석(45)이 부착되어 있다. 이 선형 압축기(40)에서는, 전자석(45)과, 상기 피스톤 로드(42a)에 부착된 자석(44)에 의해 선형 진동 모터(46)가 구성되어 있다. 따라서, 이 선형 압축기(40)에서는, 이 전자석(45)과 자석(44) 사이에서 발생하는 전자력 및 상기 용수철(43)의 탄성력에 의해, 상기 피스톤(42)이 그 축선 방향을 따라 왕복 운동한다.

또한, 실린더부(41a) 내에는, 실린더 상부 내면(47), 피스톤 압축면(42b), 및 실린더 주벽면(41a1)에 의해 둘러싸인 밀폐 공간인 압축실(48)이 형성되어 있다. 실린더 상부 내면(47)에는, 가스 측 유통로로부터 압축실(48)로 저압 가스 Lg를 흡입하기 위한 가스 측 흡입관(40a)의 일단이 개구하고 있다. 또한, 상기 실린더 상부 내면(47)에는, 상기 압축실(48)로부터 가스 측 유통로로 고압 가스 Hg를 토출하기 위한 토출관(40b)의 일단이 개구하고 있다. 상기 흡입관(40a) 및 토출관(40b)에는, 가스의 역류를 방지하는 흡입 밸브(49) 및 토출 밸브(50)가 부착되어 있다.

그리고, 본 실시예 4의 모터 구동 제어 장치(104)는 이 압축기(40)의 선형 진동 모터(46)에 구동 전류 Cd 및 구동 전압 Vd를 공급하는 것이다. 즉, 모터 구 동 제어 장치(104)는 실시예 3의 것과 마찬가지로, 도 8에 도시하는 바와 같이, 전원(1), 인버터(2), 공급 전류 검출기(3), 공급 전압 검출기(4), 공급 전력 산출기(5), 구동 주파수 결정부(6c), 공급 전류 진폭값 결정부(7), 비교 전류 파형 작성부(8) 및 인버터 제어부(9)를 갖고 있다. 이 모터 구동 장치(104)는 선형 진동 모터(46)에의 공급 전류 Cd 및 인가 전압 Vd에 근거해서, 선형 진동 모터(46)에의 공급 전력 Pa를 산출하여, 상기 공급 전류 Cd인 교류 전류의 진폭값 i를 목표 진폭값 i"로 유지하면서, 해당 교류 전류 Cd의 주파수 ω를, 상기 산출된 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 조정하여 결정한다.

이러한 구성의 선형 압축기(40)에서는, 모터 구동 제어 장치(104)로부터 선형 진동 모터(46)에의 구동 전류의 단속적인 통전에 의해, 피스톤(42)이 그 축선 방향으로 왕복 이동하여, 압축실(48)로의 저압 가스 Lg의 흡입, 압축실(48)에서의 가스의 압축 및 압축된 고압 가스 Hg의 압축실(48)로부터의 배출이 반복하여 행해진다. 그리고, 선형 압축기(40)의 동작 상태에서는, 그 구동원인 선형 진동 모터(46)에의 공급 전류 Cd 및 인가 전압 Vd가 검출되고, 해당 검출된 공급 전류 Cd 및 인가 전압 Vd에 근거해서, 선형 진동 모터(46)에의 공급 전력 Pa가 산출되고, 또한, 상기 공급 전류 Cd인 교류 전류의 주파수 ω가, 해당 교류 전류 Cd의 진폭값 i가 목표 진폭값 i"로 유지된 상태에서, 상기 산출된 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 결정된다.

이와 같이, 본 실시예 4의 선형 압축기(40)에서는, 그 동력원인 선형 진동 모터(46)에 공급되는 교류 전류 Cd의 주파수 ω가, 실시예 3과 마찬가지로, 상기 공급 전류 Cd인 교류 전류의 진폭값 i가 목표 진폭값 i"로 유지된 상태에서, 상기 산출된 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 결정되기 때문에, 선형 진동 모터(46)의 공진 주파수가, 그 가동자의 변위, 속도, 가속도 등을 검출하는 센서를 이용하지 않고서 양호한 정밀도로 검출되게 된다. 이에 따라, 동력원인 선형 진동 모터(46)를 부하 변동에 관계없이 효율적으로 운전하는 구동 제어를, 가동자의 위치 센서의 내장에 의한 대형화를 회피하면서 실행할 수 있고, 또한 센서의 동작 신뢰성의 확보와 같은 불필요한 제약을 받는 일없이 선형 압축기(40)를 실현할 수 있다.

(실시예 5)

도 12는 본 발명의 실시예 5에 따른 공기 조화기를 설명하는 블럭도이다.

본 실시예 5의 공기 조화기(50)는 실내기(55) 및 실외기(56)를 갖고, 냉난방을 행하는 공기 조화기이다. 이 공기 조화기(50)는 냉매를 실내기(55)와 실외기(56) 사이에서 순환시키는 압축기(50a)와, 해당 압축기(50a)를 구동하는 압축기 구동 장치(50b)를 갖고 있다. 여기서, 상기 압축기(50a)는 상기 실시예 4의 선형 진동 모터(46)를 갖는 선형 압축기(40)와 동일한 것이다. 또한, 압축기 구동 장치(50b)는 해당 선형 압축기(50a)의 선형 진동 모터를 구동 제어하는 것으로, 실시예 4의 모터 구동 제어 장치(104)와 동일한 구성을 갖고 있다. 또, 이하의 본 실시예 5의 설명에서는, 상기 압축기(50a)는 선형 압축기(50a), 상기 압축기 구동 장치(50b)는 모터 구동 제어부(50b)라고 한다.

이하 상술하면, 실시예 5의 공기 조화기(50)는 냉매 순환 경로를 형성하는 선형 압축기(50a), 교축 장치(팽창 밸브)(53), 실내 측 열교환기(51) 및 실외 측 열교환기(52)를 갖고, 또한 해당 선형 압축기(50a)의 구동원인 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부(50b)를 갖고 있다. 여기서, 실내 측 열교환기(51)는 상기 실내기(55)를 구성하고 있고, 교축 장치(53), 실외 측 열교환기(52), 선형 압축기(50a), 사방 밸브(54) 및 모터 구동 제어부(50b)는 상기 실외기(52)를 구성하고 있다.

여기서, 상기 실내 측 열교환기(51)는 열교환 능력을 높이기 위한 송풍기(51a)와, 해당 열교환기(51)의 온도, 또는 그 주변 온도를 측정하는 온도 센서(51b)를 갖고 있다. 상기 실외 측 열교환기(52)는 열교환 능력을 높이기 위한 송풍기(52a)와, 해당 열교환기(52)의 온도 또는 그 주변 온도를 측정하는 온도 센서(52b)를 갖고 있다.

그리고, 본 실시예 5에서는, 상기 실내 측 열교환기(51)와 실외 측 열교환기(52) 사이의 냉매 경로에는, 선형 압축기(50a) 및 사방 밸브(54)가 배치되어 있다. 즉, 이 공기 조화기(50)는 실외 측 열교환기(52)를 통과한 냉매가 선형 압축기(50a)에 흡입되고, 해당 선형 압축기(50a)에서 토출된 냉매가 실내 측 열교환기(51)로 공급되는 상태(즉, 냉매가 화살표 A 방향으로 흐르는 상태)와, 실내 측 열교환기(51)를 통과한 냉매가 선형 압축기(50a)에 흡입되고, 선형 압축기(50a)에서 토출된 냉매가 실외 측 열교환기(52)로 공급되는 상태(즉, 냉매가 화살표 B 방향으로 흐르는 상태)가 상기 사방 밸브(54)에 의해 전환되는 것이다.

또한, 상기 교축 장치(53)는 순환하는 냉매의 유량을 조절하는 교축 작용과, 냉매의 유량을 자동 조정하는 밸브(자동 조절 밸브)의 작용을 함께 지니는 것이다. 즉, 교축 장치(53)는 냉매가 냉매 순환 경로를 순환하고 있는 상태에서, 응축기로부터 증발기로 보내어진 액체 냉매의 유량을 조절하여 해당 액체 냉매를 팽창시키고, 또한 증발기에 필요한 만큼의 냉매를 부족하지 않게 공급하는 것이다.

또, 상기 실내 측 열교환기(51)는 난방 운전에서는 응축기로서, 냉방 운전에서는 증발기로서 동작하는 것이고, 상기 실외 측 열교환기(52)는 난방 운전에서는 증발기로서, 냉방 운전에서는 응축기로서 동작하는 것이다. 응축기에서는, 내부를 흐르는 고온 고압의 냉매 가스는, 주입되는 공기에 의해 열을 빼앗겨 서서히 액화하고, 응축기의 출구 부근에서는 고압의 액체 냉매로 된다. 이것은 냉매가 대기 중으로 열을 방열하여 액화하는 것과 같다. 또한, 증발기에는 교축 장치(53)에서 저온 저압으로 된 액체 냉매가 흘러 들어온다. 이 상태에서 증발기로 방의 공기가 전달되면, 액체 냉매는 공기로부터 대량의 열을 빼앗아 증발하여, 저온 저압의 가스 냉매로 변화된다. 증발기에서 대량의 열을 빼앗긴 공기는 공기 조절기의 토출구로부터 냉풍으로 되어 방출된다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

본 실시예 5의 공기 조화기(50)에서는, 모터 구동 제어부(50b)로부터 선형 압축기(50a)로 구동 전류 Cd가 인가되면, 냉매 순환 경로 내에서 냉매가 순환하고, 실내기(55)의 열교환기(51) 및 실외기(56)의 열교환기(52)에서 열교환이 행해진다. 즉, 상기 공기 조화기(50)에서는, 냉매의 순환폐로(循環閉路)에 밀봉된 냉매를 선형 압축기(50a)에 의해 순환시킴으로써, 냉매의 순환폐로 내에 주지의 열 펌프 사 이클이 형성된다. 이에 따라, 실내의 난방 또는 냉방이 행해진다.

예컨대, 공기 조화기(50)의 난방 운전을 행하는 경우, 사용자의 조작에 의해, 상기 사방 밸브(54)는 냉매가 화살표 A로 나타내는 방향으로 흐르도록 설정된다. 이 경우, 실내 측 열교환기(51)는 응축기로서 동작하고, 상기 냉매 순환 경로에서의 냉매의 순환에 의해 열을 방출한다. 이에 따라 실내가 따뜻하게 된다.

반대로, 공기 조화기(50)가 냉방 운전을 하는 경우, 사용자의 조작에 의해, 상기 사방 밸브(54)는, 냉매가 화살표 B로 나타내는 방향으로 흐르도록 설정된다. 이 경우, 실내 측 열교환기(51)는 증발기로서 동작하여, 상기 냉매 순환 경로에서의 냉매의 순환에 의해 주변 공기의 열을 흡수한다. 이에 따라 실내가 차갑게 된다.

여기서, 냉매의 순환량 제어는 상기 공기 조화기에 대하여 설정된 목표 온도와, 실온 및 외부 기온을 이용하여 행해진다.

이와 같이, 본 실시예 5의 공기 조화기(50)에서는, 냉매의 압축 및 순환을 행하는 압축기에는, 선형 진동 모터를 동력원으로 하는 압축기(선형 압축기)(50a)를 이용하고 있기 때문에, 회전형 모터를 동력원으로 하는 압축기를 이용한 공기 조화기에 비하여, 압축기에서의 마찰에 따른 손실이 감소되고, 그 위에 압축기의, 고압 냉매와 저압 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 높아지게 되어, 압축기 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시예 5의 선형 진동 모터를 이용한 압축기(50a)에서는, 마찰에 따른 손실이 저감되는 것으로부터, 회전형 모터를 이용한 압축기로 필요 불가결하 던 윤활용 오일의 사용량을 대폭 저감할 수 있다. 이에 따라, 재활용 처리 등이 필요하게 되는 폐유의 발생량을 적게 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 오일에 용해되는 냉매량이 감소되기 때문에 압축기에 충전하는 냉매량을 삭감할 수 있어, 이에 따라 지구 환경의 보전에도 공헌할 수 있다.

또한, 압축기 내부는 고온 고압으로 되고, 그 위에 오일, 냉매 등의 화학 물질이 충전되어 있는 것으로부터, 가동자의 위치 등을 검지하는 위치 센서를 이용한 경우, 그 신뢰성이 큰 문제로 되지만, 본 실시예 5에서는, 선형 진동 모터의 구동 전류인 교류 전류의 주파수 ω를, 해당 교류 전류의 진폭값 i를 목표 진폭값 I"로 유지한 상태에서, 구동 전류 Cd 및 구동 전압 Vd로부터 산출된 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 결정하기 때문에, 선형 진동 모터를, 그 가동자의 변위, 속도, 가속도 등을 검출하는 센서를 이용하지 않고서도 효율적으로 구동할 수 있다.

그 결과, 압축기의 부하 변동에 관계없이 선형 진동 모터를 효율적으로 구동하는 구동 제어를, 센서 내장에 따른 압축기의 대형화 및 비용 증가를 회피하면서, 센서의 동작 신뢰성의 확보와 같은 불필요한 제약을 받는 일없이 실현할 수 있다.

(실시예 6)

도 13은 본 발명의 실시예 6에 따른 냉장고를 설명하는 블럭도이다.

본 실시예 6의 냉장고(60)는 선형 압축기(60a), 압축기 구동 장치(60b), 응축기(61), 냉장실 증발기(62) 및 교축 장치(63)로부터 구성되어 있다.

여기서, 선형 압축기(60a), 응축기(61), 교축 장치(63) 및 냉장실 증발기(62)는 냉매 순환 경로를 형성하는 것이고, 압축기 구동 장치(60b)는 상기 선형 압축기(60a)의 구동원인 선형 진동 모터를 구동 제어하는 것이다. 또, 상기 선형 압축기(60a)는 상기 실시예 4의 선형 진동 모터(46)를 갖는 선형 압축기(40)와 동일한 것이다. 또한, 본 실시예 6의 압축기 구동 장치(60b)는 실시예 4의 모터 구동 제어 장치(104)와 동일한 구성을 갖고 있고, 이하 본 실시예 6의 설명에서는, 모터 구동 제어부(60b)라고 한다.

교축 장치(63)는 상기 실시예 5의 공기 조화기의 교축 장치(53)와 마찬가지로 냉매가 냉매 순환 경로를 순환하고 있는 상태에서, 응축기(61)로부터 송출된 액체 냉매의 유량을 빼내어 해당 액체 냉매를 팽창시킴과 동시에, 냉장실 증발기(62)에, 필요로 하는 양의 냉매를 부족하지 않게 공급하는 것이다.

응축기(61)는 내부를 흐르는 고온 고압의 냉매 가스를 응축시켜, 냉매의 열을 외기로 방출하는 것이다. 해당 응축기(61)로 보내진 냉매 가스는 외기에 의해 열을 빼앗겨 서서히 액화되고, 응축기의 출구 부근에서는 고압의 액체 냉매로 된다.

냉장실 증발기(62)는 저온의 냉매액을 증발시켜 냉장고 내를 냉각하는 것이다. 이 냉장실 증발기(62)는 열교환의 효율을 높이기 위한 송풍기(62a)와, 냉장고 내의 온도를 검출하는 온도 센서(62b)를 갖고 있다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

본 실시예 6의 냉장고(60)에서는, 모터 구동 제어부(60b)로부터 선형 압축기(60a)의 선형 진동 모터에 구동 전류 Cd 및 구동 전압 Vd가 인가되면, 선형 압축기(60a)가 구동하고 냉매 순환 경로 내에서 냉매가 화살표 C의 방향으로 순환하여, 응축기(61) 및 냉장실 증발기(62)에서 열교환이 행해진다. 이에 따라, 냉장고 내가 냉각된다.

즉, 응축기(61)에서 액상으로 된 냉매는 교축 장치(63)에서 그 유량을 조절하는 것에 의해 팽창되어, 저온의 냉매액으로 된다. 그리고, 냉장실 증발기(62)로 저온의 액체 냉매가 보내지면, 냉장실 증발기(62)에서는, 저온의 냉매액이 증발하여, 냉장고 내의 냉각이 행해진다. 이 때, 냉장실 증발기(62)에는, 송풍기(62a)에 의해 강제적으로 냉장실 내의 공기가 보내지고 있고, 냉장실 증발기(62)에서는, 효율적으로 열교환이 행해진다.

이와 같이, 본 실시예 6의 냉장고(60)에서는, 냉매의 압축 및 순환을 행하는 압축기에는, 선형 진동 모터를 동력원으로 하는 압축기(선형 압축기)(60a)를 이용하고 있으므로, 실시예 5의 공기 조화기와 마찬가지로, 회전형 모터를 구동원으로 하는 압축기를 이용한 냉장고에 비하여, 압축기에서의 마찰에 따른 손실이 저감하고, 또한 압축기의 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 향상하여, 압축기의 동작 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시예 6의 선형 압축기(60a)를 이용한 냉장고(60)에서는, 마찰에 따른 손실을 감소시킬 수 있기 때문에, 상기 실시예 5의 공기 조화기(50)와 마찬가지로, 사용 완료 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축기에 충전하는 냉매의 양이 감소되게 된다. 이 때문에, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있다고 하는 효과도 있다.

또한, 본 실시예 6에서는, 선형 진동 모터의 구동 전류 Cd인 교류 전류의 주파수 ω를, 해당 교류 전류의 진폭값 i를 목표 진폭값 i"로 유지한 상태에서, 구동 전류 Cd 및 구동 전압 Vd로부터 산출된 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 결정하므로, 상기 실시예 5와 마찬가지로, 압축기의 부하 변동에 관계없이 선형 진동 모터를 효율적으로 구동하는 구동 제어를, 센서 내장에 따른 압축기의 대형화 및 비용 증가를 회피하면서, 센서의 동작 신뢰성 확보와 같은 불필요한 제약을 받는 일없이 실현할 수 있는 효과도 있다.

(실시예 7)

도 14는 본 발명의 실시예 7에 따른 극저온 냉동기를 설명하는 블럭도이다.

본 실시예 7의 극저온 냉동기(70)는 냉동실(도시하지 않음)을 갖고, 해당 냉동실 내부를 극저온 상태(-50℃ 이하)로 되도록 냉각하는 것이다. 이 극저온 냉동기(70)를 이용하여 냉각하는 물건(냉각 대상물)에는, 초전도용 소자(저항, 코일, 자석 등의 전기자기 회로 소자), 적외선 센서용 저온 참조부 등의 전자 부품, 혈액이나 내장과 같은 의료용 재료, 또한, 냉동 다랑어 등 냉동 식품이 있다.

전자부품을 극저온 상태로 하는 것은, 동작 효율 향상, 또는 열 잡음의 제거에 의한 감도 향상을 위함이며, 식료품 등에서는, 생선 식품을 수송하거나, 신선도 유지나 건조를 하거나 하기 위함이다.

또한, 냉동 온도는 용도에 따라 다르지만, -50도 이하, 특히, 초전도의 용도 등에서는 0∼100K(Kelvin)가 넓은 범위에 걸치고 있다. 예컨대, 이 극저온 냉동기 의 냉각 온도는 고온 초전도의 용도에서는, 50∼100K 정도로, 통상의 초전도의 용도에서는, 0∼50K 정도의 극저온 상태로 설정된다. 또한, 식품 등의 신선 유지에 이용되는 경우에는, 이 극저온 냉동 장치의 냉각 온도는 -50℃ 약하게(섭씨) 설정된다.

이하, 구체적으로 설명한다.

본 실시예 7의 극저온 냉동기(70)는 선형 압축기(70a), 압축기 구동 장치(70b), 방열기(71), 축냉기(72) 및 교축 장치(73)로 구성되어 있다.

여기서, 선형 압축기(70a), 방열기(71), 교축 장치(73) 및 축냉기(72)는 냉매 순환 경로를 형성한다. 압축기 구동 장치(70b)는, 상기 선형 압축기7 0a의 구동원인 선형 진동 모터를 구동 제어하는 것이다. 또, 상기 선형 압축기(70a)는 상기 실시예 4의 선형 진동 모터(46)를 갖는 선형 압축기(40)와 동일한 것이다. 또한, 본 실시예 7의 압축기 구동 장치(70b)는 실시예 4의 모터 구동 제어 장치(104)와 동일한 구성을 갖고 있고, 이하, 본 실시예 7의 설명에서는 모터 구동 제어부(70b)라고 한다.

교축 장치(73)는 상기 실시예 5의 교축 장치(53)와 마찬가지로, 방열기(71)로부터 축냉기(72)로 보내진 액체 냉매를 조절하여 팽창시키는 장치이다.

방열기(71)는 상기 실시예 6의 응축기(61)와 마찬가지로 내부를 흐르는 고온 고압의 냉매 가스를 응축시켜, 냉매의 열을 외기로 방출하는 것이다.

축냉기(72)는 상기 실시예 6의 냉장실 증발기(62)와 마찬가지로, 저온의 냉매액을 증발시켜 냉동실 내의 냉각을 행하여, 냉각 대상물을 극저온 상태로 하는 것이고, 냉각 대상물의 온도를 검출하는 온도 센서(72b)를 구비하고 있다. 또, 축냉기(72)는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 열교환의 효율을 높이기 위한 송풍기(72a)를 갖는 것이어도 좋다.

본 실시예 7의 극저온 냉동기(70)에서는, 모터 구동 제어부(70b)로부터 선형 압축기(70a)의 선형 진동 모터에 구동 전류 Cd 및 구동 전압 Vd가 인가되면, 선형 압축기(70a)가 구동하여 냉매 순환 경로 내에서 냉매가 화살표 D의 방향으로 순환하고, 방열기(71) 및 축냉기(72)에서 열교환이 행해진다. 이에 따라, 냉동실 내의 냉각이 행해지고, 그 내부의 냉각 대상물이 냉각된다.

즉, 방열기(71)에서 액상으로 된 냉매는 교축 장치(73)에서 그 유량이 조절되는 것에 의해 팽창하여, 저온의 냉매액으로 된다. 그리고, 축냉기(72)로 저온의 액체 냉매가 유입되면, 축냉기(72)에서는, 저온의 냉매액이 증발하여, 냉동실의 냉각이 행해진다.

이와 같이, 본 실시예 7의 극저온 냉동기(70)에서는, 냉매의 압축 및 순환을 행하는 압축기에는, 선형 진동 모터를 동력원으로 하는 압축기(선형 압축기)(70a)를 이용하고 있으므로, 실시예 5의 공기 조화기(50)와 마찬가지로, 회전형 모터를 구동원으로 하는 압축기를 이용한 극저온 냉동기에 비하여, 압축기에서의 마찰에 따른 손실이 저감하고, 또한 압축기의 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 향상하여, 압축기의 동작 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시예 7의 선형 압축기를 이용한 극저온 냉동기(70)에서는, 마찰에 따른 손실을 저감할 수 있는 것으로부터, 상기 실시예 5의 공기 조화기(50)와 마찬가지로, 사용 완료 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축기에 충전하는 냉매량이 삭감되는 것으로 된다. 이 때문에, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있다고 하는 효과도 있다.

또한, 본 실시예 7에서는, 선형 진동 모터의 구동 전류 Cd인 교류 전류의 주파수 ω를, 해당 교류 전류의 진폭값 i를 목표 진폭값 i"에 유지한 상태에서, 구동 전류 Cd 및 구동 전압 Vd로부터 산출된 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 결정하므로, 상기 실시예 5와 마찬가지로, 압축기의 부하 변동에 관계없이 선형 진동 모터를 효율적으로 구동하는 구동 제어를, 센서 내장에 따른 압축기의 대형화 및 비용 증가를 회피하면서, 센서의 동작 신뢰성 확보와 같은 불필요한 제약을 받는 일없이 실현할 수 있다.

(실시예 8)

도 15는 본 발명의 실시예 8에 따른 급탕기를 설명하는 블럭도이다.

본 실시예 8의 급탕기(80)는 공급된 물을 가열하여 온수를 배출하는 냉동 사이클 장치(81a)와, 냉동 사이클 장치(81a)로부터 배출된 온수를 저장하는 저장조(81b)와, 이들을 연결하는 수배관(86a, 86b, 87a, 87b)을 갖고 있다.

상기 냉동 사이클 장치(81a)는 선형 압축기(80a), 압축기 구동 장치(80b), 공기열교환기(82), 교축 장치(83) 및 수열교환기(85)를 갖고 있다.

여기서, 선형 압축기(80a), 공기열교환기(82), 교축 장치(83) 및 수열교환기(85)는 냉매 순환 경로를 형성하고 있다.

압축기 구동 장치(80b)는 상기 선형 압축기(80a)의 구동원인 선형 진동 모터(도시하지 않음)를 구동 제어하는 것이다. 또, 상기 선형 압축기(80a)는 상기 실시예 4의 선형 진동 모터(46)를 갖는 선형 압축기(40)와 동일한 것이다. 또한, 압축기 구동 장치(80b)는 실시예 4의 모터 구동 제어 장치(104)와 동일한 구성을 갖고 있고, 이하 본 실시예 8에서는, 모터 구동 제어부(80b)라고 한다.

교축 장치(83)는 상기 실시예 5의 교축 장치(53)와 마찬가지로, 수열교환기(85)로부터 공기열교환기(82)로 보내어진 액체 냉매의 유량을 조절하여, 해당 액체 냉매를 팽창시키는 것이다.

수열교환기(85)는 냉동 사이클 장치(81a)에 공급된 물을 가열하는 것이고, 가열된 물(온수)의 온도를 검출하는 온도 센서(응축 온도 센서)(85a)를 갖고 있다. 공기열교환기(82)는 주변 분위기로부터 열을 흡수하는 것이고, 열교환 능력을 높이기 위한 송풍기(82a)와, 해당 주변 온도를 검출하는 온도 센서(82b)를 갖고 있다.

또, 도면 중, 참조 부호 84는 상기 냉매를, 선형 압축기(80a), 수열교환기(85), 교축 장치(83) 및 공기열교환기(82)에 의해 형성되는 냉매 순환 경로에 따라 순환시키는 냉매 배관이다. 해당 냉매 배관(84)에는, 선형 압축기(80a)로부터 토출된 냉매를, 수열교환기(85) 및 교축 장치(83)를 바이패스하여 공기열교환기(82)로 공급하는 바이패스 배관(서리 제거(除霜) 바이패스로)(84a)이 접속되어 있고, 해당 바이패스 배관(84a)의 일부에는 밸브(서리 제거 바이패스 밸브)(84b)가 마련되어 있다.

상기 저장조(81b)는 물 또는 온수를 저장하는 저장 탱크(88)를 갖고 있다. 해당 저장 탱크(88)의 수수구(受水口)(88c1)에는, 해당 저장 탱크(88) 내로 물을 외부로부터 공급하는 배관(급수관)(88c)이 접속되어, 상기 저장 탱크(88)의 온수 출구(88d1)에는, 해당 저장 탱크(88)로부터 욕조(목욕탕)로 온수를 공급하는 배관(욕조 급탕관)(88d)이 접속되어 있다. 또한, 상기 저장 탱크(88)의 수 출입구(88a)에는, 해당 탱크(88)에 저장된 온수를 외부로 공급하는 급탕관(89)이 접속되어 있다.

상기 저장 탱크(88)와 냉동 사이클 장치(81a)의 수열교환기(85)는, 배관(86a, 86b, 87a, 87b)에 의해 접속되어 있고, 저장 탱크(88)와 수열교환기(85) 사이에는 물의 순환로가 형성되어 있다.

여기서, 수배관(86b)은 물을 저장 탱크(88)로부터 수열교환기(85)로 공급하는 배관이며, 그 일단은 저장 탱크(88)의 물 출구(88b)에 접속되고, 그 타단은 조인트 부분(87b1)을 거쳐, 수열교환기(85)의 입수측 배관(87b)에 접속되어 있다. 또한, 이 수배관(86b)의 일단 측에는, 저장 탱크(88) 내의 물 또는 온수를 배출하기 위한 배수 밸브(88b1)가 부착되어 있다. 상기 수배관(86a)은 물을 수열교환기(85)로부터 저장 탱크(88)로 되돌리는 배관이며, 그 일단은 저장 탱크(88)의 물 출입구(88a)에 접속되고, 그 타단은 조인트 부분(87a1)을 거쳐서 수열교환기(85)의 배출 측 배관(87a)에 접속되어 있다.

그리고, 수열교환기(85)의 입수 측 배관(87b)의 일부에는, 상기 물 순환로 내에서 물을 순환시키는 펌프(87)가 마련되어 있다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

선형 압축기(80a)의 선형 진동 모터(도시하지 않음)에 모터 구동 제어부(80b)에서 구동 전류 Cd 및 구동 전압 Vd가 인가되어, 선형 압축기(80a)가 구동되면, 선형 압축기(80a)에 의해 압축된 고온 냉매는, 화살표 E가 나타내는 방향으로 순환하고, 즉 냉매 배관(84)을 통하고, 수열교환기(85)로 공급된다. 또한, 물 순환로의 펌프(87)가 구동하면, 저장 탱크(88)로부터 물이 수열교환기(85)로 공급된다.

그렇게 하면, 수열교환기(85)에서는, 냉매와 저장 탱크(88)로부터 공급된 물 사이에서 열교환이 행하여져, 열이 냉매로부터 물로 이동한다. 즉, 공급된 물이 가열되고, 가열된 물(온수)은, 저장 탱크(88)로 공급된다. 이 때, 가열된 물(온수)의 온도는 응축 온도 센서(85a)에서 감시되고 있다.

또한, 수열교환기(85)에서는, 냉매는 상기 열교환에 의해 응축하고, 응축한 액체 냉매는 그 유량이 교축 장치(83)에 의해 조절되는 것에 의해 팽창하고, 공기열교환기(82)로 보내진다. 이 급탕기(80)에서는, 해당 공기열교환기(82)는 증발기로서 동작한다. 즉, 해당 공기열교환기(82)는 송풍기(82b)에 의해 보내진 외기로부터 열을 흡수하여, 저온의 냉매액을 증발시킨다. 이 때, 상기 공기열교환기(82)의 주변 분위기의 온도는 온도 센서(82b)에 의해 감시되고 있다.

또한, 냉동 사이클 장치(81a)에서는, 공기열교환기(82)에 서리가 붙은 경우에는, 서리 제거 바이패스 밸브(84b)가 열려, 고온의 냉매가 서리 제거 바이패스로(84a)를 거쳐 공기열교환기(82)에 공급된다. 이에 따라 공기열교환기(82)의 서리 제거가 행해진다.

한편, 저장조(81b)에는, 냉동 사이클 장치(81a)의 수열교환기(85)로부터 온수가 배관(87a, 86a)을 거쳐 공급되고, 공급된 온수가 저장 탱크(88)에 저장된다. 저장 탱크(88) 내의 온수는 필요에 따라서 급탕관(89)을 통해 외부로 공급된다. 특히, 욕조에 급탕하는 경우에는, 저장 탱크 내의 온수는 욕조용 급탕관(88d)을 통해서 욕조로 공급된다.

또한, 저장 탱크(88) 내의 물 또는 온수의 저장량이 일정량 이하로 된 경우에는, 외부로부터 급수관(88c)을 거쳐 물이 보급된다.

이와 같이, 본 실시예 8의 급탕기(80)에서는, 냉동 사이클 장치(81a)에서 냉매의 압축 및 순환을 행하는 압축기에는, 선형 진동 모터를 동력원으로 하는 압축기(선형 압축기)(80a)를 이용하고 있으므로, 실시예 5의 공기 조화기와 마찬가지로, 회전형 모터를 동력원으로 하는 압축기를 이용한 급탕기에 비해, 압축기에서의 마찰에 따른 손실을 저감하고, 또한 압축기의 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 향상하여, 압축기의 동작 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시예 8의 냉동 사이클 장치의 압축기로서 선형 압축기를 이용한 급탕기에서는, 압축기에서의 마찰에 따른 손실이 저감할 수 있는 것으로부터, 상기 실시예 5의 공기 조화기(50)와 마찬가지로, 사용 완료 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축기에 충전되는 냉매의 량이 삭감되는 것으로 된다. 이 때문에, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있다고 하는 효과도 있다.

또한, 본 실시예 8에서는, 선형 진동 모터의 구동 전류 Cd인 교류 전류의 주파수 ω를, 해당 교류 전류의 진폭값 i를 목표 진폭값 i"로 유지한 상태에서, 구동 전류 Cd 및 구동 전압 Vd에서 산출된 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 결정하기 때문에, 상기 실시예 5와 마찬가지로, 압축기의 부하 변동에 관계없이 선형 진동 모터를 효율적으로 구동하는 구동 제어를, 센서 내장에 따른 압축기의 대형화 및 비용 증가를 회피하면서, 센서의 동작 신뢰성의 확보와 같은 불필요한 제약을 받는 일없이 실현할 수 있다.

(실시예 9)

도 16은 본 발명의 실시예 9에 따른 휴대 전화를 설명하는 블럭도이다. 본 실시예 9의 휴대 전화(90)는 기계적으로 진동하는 진동기(90a)와, 해당 진동부(90a)를 구동하는 구동 장치(90b)를 갖고, 착신 등을 진동에 의해 사용자에게 전하는 것이다.

여기서, 상기 진동기(90a)는 그 케이스(91) 내에 배치되어, 탄성 부재(92)에 의해 진동 가능하게 지지된 추 부재(93)와, 해당 추 부재(93)에 일부에 고착된 자석(93a)과, 상기 케이스(91) 내에 상기 추 부재(93)의 자석(93a)에 대향하도록 배치되어, 코일(94a)이 설치된 고정자(94)를 갖고 있다. 그리고, 상기 추 부재(93)에 부착된 자석(93a)과, 상기 고정자(94)에 설치된 코일(94a)로, 선형 진동 모터(95)가 구성되어 있다. 이 선형 진동 모터(95)에서는, 이 코일(94a)과 자석(93a) 사이에서 발생하는 전자력 및 상기 용수철 부재(92)의 탄성력에 의해, 상기 추 부재(93)가 탄성 부재(92)의 신축(伸縮) 방향을 따라 왕복 운동한다.

그리고, 본 실시예 9의 구동 장치(90b)는 상기 진동기(90a)의 선형 진동 모 터(95)에 구동 전류 Cd 및 구동 전압 Vd를 공급하는 것이고, 이하 본 실시예 9에서는 모터 구동 제어부(90b)라고 한다. 이 모터 구동 제어부(90b)는 실시예 3의 모터 구동 제어 장치(103)와 마찬가지로 도 8에 나타내는 전원(1), 인버터(2), 공급 전류 검출기(3), 공급 전압 검출기(4), 공급 전력 산출기(5), 구동 주파수 결정부(6c), 공급 전류 진폭값 결정부(7), 비교 전류 파형 작성부(8) 및 인버터 제어부(9)를 갖고 있다. 또한, 이 모터 구동 제어부(90b)는 실시예 3의 모터 구동 제어 장치(103)와 마찬가지로 선형 진동 모터(95)에의 공급 전류 Cd 및 인가 전압 Vd에 근거해서, 선형 진동 모터(95)에의 공급 전력 Pa를 산출하여, 상기 공급 전류 Cd인 교류 전류의 진폭값 i를 목표 진폭값 i"로 유지하면서, 해당 교류 전류 Cd의 주파수 ω를, 상기 산출된 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 결정한다.

이러한 구성의 휴대 전화(90)에서는, 착신 시에는, 모터 구동 제어부(90b)에서 진동기(90a)의 선형 진동 모터(95)로의 통전에 의해, 추 부재(93)가 탄성 부재(92)의 신축 방향으로 왕복 이동하여, 진동기(90a)가 진동한다.

즉, 코일(94a)에 교류 전류 Cd가 인가되면, 고정자(94)에는 교류의 자계가 발생하고, 이 자계에 자석(93a)이 끌어당겨져, 자석(93a)과, 자석(93a)이 고착되어 있는 추 부재(93)가 왕복 운동을 개시한다.

그리고, 진동부(90a)의 동작 상태에서, 그 구동원인 선형 진동 모터(95)에의 공급 전류 Cd 및 인가 전압 Vd가 검출되어, 해당 검출된 공급 전류 Cd 및 인가 전압 Vd에 근거해서, 선형 진동 모터(95)에의 공급 전력 Pa가 산출된다. 또한, 상기 공급 전류 Cd인 교류 전류의 주파수 ω가, 해당 교류 전류 Cd의 진폭값 i가 목표 진폭값 i"로 유지된 상태에서, 상기 산출된 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 결정된다.

이와 같이, 교류 전류 Cd의 주파수가 결정되어, 진동기(90a)의 진동 상태가 추 부재(93)의 왕복 운동의 진동수와, 해당 추 부재(93)를 지지하는 탄성 부재(92)의 공진 주파수가 일치한 공진 상태로 되면, 추 부재(93)의 왕복 운동은 가속되고, 진동기(90a)의 진동은 큰 것으로 된다.

휴대 전화(90)는 이와 같이 진동부(90a)를 선형 진동 모터(95)의 공진 상태로 하는 것에 따라 큰 진동을 발생하여, 착신을 사용자에 전한다.

이와 같이, 본 실시예 9의 휴대 전화(90)에서는, 기계적인 진동을 선형 진동 모터(95)에 의해 발생하므로, 회전형 모터에 의해 진동을 발생시키는 경우에 비하여, 기계적인 진동을 진동수와 진폭(진동)의 크기라는 두 개의 자유도(自由度)를 갖고 변화시키는 수 있어, 진동에 의해 착신 등을 사용자에 알리는 진동기(91)를, 진동 변화의 다채로운 것으로 할 수 있다.

또한, 휴대 전화가 놓여져 있는 상황, 즉, 책상 등의 위에 놓여지고 있어, 진동에 대한 부하가 작은 상황이나, 포켓에 들어가 있는 등으로, 진동에 대한 부하가 큰 상황 등에 의해서, 선형 진동 모터의 공진 주파수가 변화될 우려가 있지만, 본 실시예 9에서는, 선형 진동 모터의 구동 전류인 교류 전류의 주파수 ω를, 해당 교류 전류의 진폭값 i를 목표 진폭값 i"로 유지한 상태에서, 산출된 공급 전력 Pa가 최대로 되도록 결정했으므로, 부하 변동에 따른 선형 진동 모터의 공진 주파수를, 위치 센서를 이용하지 않고서 검지할 수 있다.

그 결과, 진동기(91)의 부하 변동에 관계없이 선형 진동 모터를 효율적으로 구동하는 구동 제어를, 센서 내장에 의한 휴대 전화의 대형화 및 비용 증가를 회피하면서, 센서의 동작 신뢰성의 확보와 같은 불필요한 제약을 받는 일없이 실현할 수 있다.

또, 상기 실시예 9에서는, 실시예 3의 선형 진동 모터 및 그 구동 제어 장치를, 휴대 전화에 있어서의 착신을 진동에 의해 알리는 진동기 및 그 구동 제어부로서 이용한 경우를 나타내었지만, 실시예 3의 선형 진동 모터 및 그 구동 제어 장치를, 왕복식 전기 면도기의 동력원 및 그 구동 제어부로서 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 상기 실시예 5 내지 9에서는, 모터 구동 제어부로서, 실시예 3의 모터 구동 제어 장치(103)와 동일한 구성을 갖는 것을 이용하고 있지만, 실시예 5 내지 9의 모터 구동 제어부는 실시예 1의 모터 구동 제어 장치(101) 또는 실시예 2의 모터 구동 제어 장치(102)와 동일한 구성을 갖는 것이라도 좋다.

이상과 같이, 본 발명(청구항 1)에 따른 모터 구동 제어 장치에 따르면, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한 선형 진동 모터를 교류 전류에 의해 구동 제어하는 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 선형 진동 모터에 교류 전압인 구동 전압을 출력하는 전압 출력부와, 상기 선형 진동 모터에 공급되는 구동 전류를 검출하는 전류 검출 부와, 상기 선형 진동 모터의 동작 상태에 근거해서, 상기 구동 전류의 기준으로 되는 제 1 교류 전류 파형을 작성하는 전류 파형 작성부와, 상기 전압 출력부가 출력하는 선형 진동 모터의 구동 전압을, 상기 제 1 교류 전류 파형과, 상기 전류 검출부의 검출 출력인 제 2 교류 전류 파형과의 차분이 작게 되도록 제어하는 제어부를 구비하되, 상기 제어부는, 상기 제 1 교류 전류 파형에 근거해서, 상기 구동 전류인 교류 전류의 주파수를 상기 선형 진동 모터의 공지 구동 주파수로 되도록 조정하는 것을 특징으로 하므로, 선형 진동 모터의 구동 주파수를, 가동자의 위치 등을 검지하는 위치 센서 등을 이용하는 일없이, 항상 공진 주파수 또는 이것에 가까운 주파수로 할 수 있다.

이에 따라, 선형 진동 모터를 부하 변동에 관계없이 효율적으로 구동하는 구동 제어를, 센서 내장에 의한 선형 진동 모터의 대형화를 회피하면서, 센서의 동작 신뢰성의 확보와 같은 불필요한 제약을 받지 않도록 실현할 수 있다.

또한, 선형 진동 모터의 구동 전류의 주파수를 조정하는 처리는, 선형 진동 모터의 구동 전류에 근거해서 행하므로, 선형 진동 모터의 구동 전류의 검출 출력을 그대로 구동 제어에 이용할 수 있고, 검출된 구동 전류에 대한 연산 처리는 불필요하다.

본 발명(청구항 2)에 따르면, 청구항 1 기재의 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 일정하게 유지되도록, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 조정하면서, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 최대로 되도록, 상기 제 2 교류 전류 파 형의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하므로, 선형 진동 모터의 구동 주파수의 제어를 안정하게 행할 수 있다.

본 발명(청구항 3)에 따르면, 청구항 2 기재의 모터 진동 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 선형 진동 모터의 구동 전압을, 상기 제 1 교류 전류 파형과 상기 제 2 교류 전류 파형과의 차분에 근거해서 결정하는 전압 결정 처리, 상기 제 1 교류 전류 파형을 조정하는 제 1 전류 조정 처리 및 상기 제 2 교류 전류 파형을 조정하는 제 2 전류 조정 처리를 각각 반복해서 행하여, 상기 선형 진동 모터를 구동 제어하는 것이고, 상기 제 1 전류 조정 처리는, 상기 전압 결정 처리가 반복되는 주기보다 길거나 또는 같은 주기를 갖고, 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 일정하게 유지되도록, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 조정하는 것이고, 상기 제 2 전류 조정 처리는, 상기 제 1 전류 조정 처리가 반복되는 주기보다 길거나 또는 같은 주기를 갖고, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 최대로 되도록, 상기 제 2 교류 전류 파형의 주파수를 조정하는 것인 것을 특징으로 하므로, 선형 진동 모터의 진동 주파수 제어를 안정하게, 또한 추종성 좋게 행할 수 있다.

본 발명(청구항 4)에 따르면, 청구항 3 기재의 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 제 1 전류 조정 처리는, 상기 일정하게 유지되는 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값의 목표값을, 상기 선형 진동 모터의 운전 상태에 따라 변경하는 것인 것을 특징으로 하므로, 선형 진동 모터에 요구되는 능력에 따른, 선형 진동 모터의 구동 제어를 행할 수 있다.

본 발명(청구항 5)에 따르면, 청구항 1 기재의 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 일정하게 유지하면서, 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값의 중간값에 근접하도록, 상기 제 2 교류 전류 파형의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하므로, 선형 진동 모터의 구동 주파수의 제어를 안정하게 행할 수 있고, 또한, 선형 진동 모터를 운전 상태에 따라 항상 최고 효율로 구동할 수 있다.

본 발명(청구항 6)에 따르면, 청구항 5 기재의 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 선형 진동 모터의 구동 전압을, 상기 제 1 교류 전류 파형과, 상기 제 2 교류 전류 파형과의 차분에 근거해서 결정하는 전압 결정 처리 및 상기 제 2 교류 전류 파형을 조정하는 전류 조정 처리를 각각 반복해서 행하여, 상기 선형 진동 모터의 구동을 제어하는 것이고, 상기 전류 조정 처리는, 상기 전압 결정 처리가 반복되는 주기보다 길거나, 또는 같은 주기를 갖고, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 일정하게 유지하면서, 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값의 중간값에 근접하도록, 상기 제 2 교류 전류 파형의 주파수를 조정하는 것인 것을 특징으로 하므로, 선형 진동 모터의 구동 주파수의 제어를 안정하게, 또한 추종성 좋게 행할 수 있다.

본 발명(청구항 7)에 따르면, 청구항 6 기재의 모터 구동 제어 장치에 있어서, 상기 전류 조정 처리는, 상기 일정하게 유지되는 제 1 교류 전류 파형의 진폭 값 또는 실효값의 목표값을, 상기 선형 진동 모터의 운전 상태에 따라 변경하는 것인 것을 특징으로 하므로, 선형 진동 모터에 요구되는 능력에 따른, 선형 진동 모터의 구동 제어를 행할 수 있다.

본 발명(청구항 8)에 따른 공기 조화기에 따르면, 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압축기를 구비한 공기 조화기에 있어서, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와, 해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되, 해당 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재한 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하므로, 회전형 모터를 동력원으로 하는 압축기를 이용한 공기 조화기에 비해, 압축기에서의 마찰에 따른 손실이 저감되고, 또한 압축기의 고압 냉매와 저압 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 높은 것으로 되어, 압축기 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 선형 진동 모터를 이용한 압축기에서는, 마찰에 따른 손실이 저감되는 것으로부터, 회전형 모터를 이용한 압축기에서 필요 불가결한 윤활용 오일의 사용량을 대폭 저감할 수 있다. 이에 따라, 재활용 처리 등이 필요하게 되는 폐유의 발생량을 적게 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 오일에 유입되는 용매량이 감소되기 때문에 압축기에 충전되는 냉매의 양을 삭감할 수 있어, 지구 환경의 보전에도 공헌할 수 있다.

또한, 압축기 내부는 고온 고압이고, 또한 압축기 내에는 오일, 냉매 등의 화학 물질이 충전되어 있는 것으로부터, 가동자의 위치 등을 검지하는 위치 센서를 이용한 경우, 그 신뢰성이 큰 문제로 되지만, 본 발명에서는 선형 진동 모터의 구동 전류인 교류 전류의 주파수를, 해당 교류 전류의 진폭값을 목표 진폭값으로 유지한 상태에서, 선형 진동 모터로의 공급 전류 혹은 공급 전력이 최대로 되도록 결정하므로, 선형 진동 모터를, 그 가동자의 변위, 속도, 가속도 등을 검출하는 센서를 이용하지 않고, 공진 주파수에서 효율적으로 구동할 수 있다.

그 결과, 압축기의 부하 변동에 관계없이 선형 진동 모터를 효율적으로 구동하는 구동 제어를, 센서 내장에 따른 압축기의 대형화 및 비용 증가를 회피하면서, 또한 센서의 동작 신뢰성의 확보와 같은 불필요한 제약을 받지 않게 실현할 수 있다.

본 발명(청구항 9)에 따른 냉장고에 따르면, 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압축기를 구비한 냉장고에 있어서, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와, 해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되, 해당 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재한 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하므로, 압축기의 모터에 회전형 모터를 이용한 냉장고에 비해, 압축기에서의 마찰에 따른 손실을 저감하고, 또한 압축기의 냉매를 밀봉하는 밀봉성을 향상시켜, 압축기의 동작 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 압축기의 모터에 선형 모터를 이용한 냉장고에서는, 압축기의 마찰에 따른 손실을 저감할 수 있는 것으로부터, 상기 청구항 8 기재의 공기 조화기와 마찬가지로, 사용된 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축기의 냉매 충전량이 삭감되게 되어, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 본 발명의 냉장고에서는, 선형 진동 모터의 구동 전류인 교류 전류의 주파수를, 해당 교류 전류의 진폭값을 목표 진폭값으로 유지한 상태에서, 선형 진동 모터로의 공급 전력이 최대로 되도록 결정하므로, 청구항 8 기재의 공기 조화기와 마찬가지로, 압축기의 부하 변동에 관계없이 선형 진동 모터를 효율적으로 구동하는 구동 제어를, 센서 내장에 따른 압축기의 대형화 및 비용 증대를 회피하면서, 센서의 동작 신뢰성의 확보와 같은 불필요한 제약을 받지 않게 실현할 수 있다.

본 발명(청구항 10)에 따른 극저온 냉동기에 따르면, 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압축기를 구비한 극저온 냉동기에 있어서, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와, 해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되, 해당 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재한 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하므로, 압축기의 모터에 회전형 모터를 이용한 극저온 냉동기에 비해, 압축기에서의 마찰에 따른 손실이 저감하고, 또한 압축기의 냉매를 밀봉 하는 밀봉성이 향상하여, 압축기의 동작 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 압축기의 모터에 선형 진동 모터를 이용한 극저온 냉동기에서는, 압축기에서의 마찰에 따른 손실을 감소시킬 수 있는 것으로부터, 상기 청구항 8 기재의 공기 조화기와 마찬가지로, 사용된 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축기로의 냉매의 충전량이 삭감되는 것으로 되어, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 본 발명의 극저온 냉동기에서는, 선형 진동 모터의 구동 전류인 교류 전류의 주파수를, 해당 교류 전류의 진폭값을 목표 진폭값으로 유지한 상태에서, 선형 진동 모터로의 공급 전력이 최대로 되도록 결정하므로, 청구항 8 기재의 공기 조화기와 마찬가지로, 압축기의 부하 변동에 관계없이 선형 진동 모터를 효율적으로 구동하는 구동 제어를, 센서 내장에 따른 압축기의 대형화 및 비용 증가를 회피하면서, 센서의 동작 신뢰성의 확보와 같은 불필요한 제약을 받지 않게 실현할 수 있다.

본 발명(청구항 11)에 따른 급탕기에 따르면, 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압축기를 구비한 급탕기에 있어서, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와, 해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되, 해당 모터 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재한 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하 므로, 압축기의 모터에 회전형 모터를 이용한 급탕기에 비해, 압축기에서의 마찰에 따른 손실이 저감하고, 이러한 압축기의 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 향상하여, 압축기의 동작 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 냉동 사이클 장치의 압축기로서 선형 압축기를 이용한 급탕기에서는, 압축기에서의 마찰에 따른 손실을 감소시킬 수 있는 것으로부터, 상기 청구항 8 기재의 공기 조화기와 마찬가지로, 사용된 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축기의 냉매 충전량이 삭감되는 것으로 되어, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 본 발명의 급탕기에서는, 선형 진동 모터의 구동 전류인 교류 전류의 주파수를, 해당 교류 전류의 진폭값을 목표 진폭값으로 유지한 상태에서, 선형 진동 모터로의 공급 전력이 최대로 되도록 결정하므로, 청구항 8 기재의 공기 조화기와 마찬가지로, 압축기의 부하 변동에 관계없이 선형 진동 모터를 효율적으로 구동하는 구동 제어를, 센서 내장에 따른 압축기의 대형화 및 비용 증대를 회피하면서, 센서의 동작 신뢰성의 확보와 같은 불필요한 제약을 받지 않게 실현할 수 있다.

본 발명(청구항 12)에 따른 휴대 전화에 의하면, 진동을 발생하는 선형 진동 모터와, 해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비한 휴대 전화에 있어서, 상기 선형 진동 모터는, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한 것이고, 상기 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재한 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하므로, 휴대 전화에 탑재되는 선형 진동 모터의 공진 주파수를 검 출하는 처리를, 가동자의 위치 등을 검지하는 위치 센서 등을 이용하지 않고 행할 수 있고, 이에 따라, 선형 진동 모터를 그 부하 변동에 관계없이 효율적으로 구동하는 구동 제어를 센서 내장에 따른 휴대 전화의 대형화를 회피하면서, 센서의 동작 신뢰성의 확보와 같은 불필요한 제약을 받지 않게 실현할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims (12)

1. 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어 장치에 있어서,

   상기 선형 진동 모터에 교류 전압인 구동 전압을 출력하는 전압 출력부와,

   상기 선형 진동 모터에 공급되는 구동 전류를 검출하는 전류 검출부와,

   상기 선형 진동 모터의 동작 상태에 근거해서, 상기 구동 전류의 기준으로 되는 제 1 교류 전류 파형을 작성하는 전류 파형 작성부와,

   상기 전압 출력부가 출력하는 선형 진동 모터의 구동 전압을, 상기 제 1 교류 전류 파형과, 상기 전류 검출부의 검출 출력인 제 2 교류 전류 파형과의 차분이 작게 되도록, 제어하는 제어부를 구비하되,

   상기 제어부는, 상기 제 1 교류 전류 파형에 근거해서, 상기 구동 전류인 교류 전류의 주파수를 상기 선형 진동 모터의 공진 구동 주파수로 되도록 조정하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 일정하게 유지되도록, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 조정하면서, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 최대로 되도록, 상기 제 2 교류 전류 파형의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 제어 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 선형 진동 모터의 구동 전압을, 상기 제 1 교류 전류 파형과 상기 제 2 교류 전류 파형과의 차분에 근거해서 결정하는 전압 결정 처리, 상기 제 1 교류 전류 파형을 조정하는 제 1 전류 조정 처리, 및 상기 제 2 교류 전류 파형을 조정하는 제 2 전류 조정 처리를 각각 반복해서 행하여, 상기 선형 진동 모터를 구동 제어하는 것이고,

   상기 제 1 전류 조정 처리는, 상기 전압 결정 처리가 반복되는 주기보다 길거나 또는 같은 주기를 갖고, 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 일정하게 유지되도록, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 조정하는 것이며,

   상기 제 2 전류 조정 처리는, 상기 제 1 전류 조정 처리가 반복되는 주기보다 길거나 또는 같은 주기를 갖고, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이 최대로 되도록, 상기 제 2 교류 전류 파형의 주파수를 조정하는 것인 것을 특징으로 하는

   모터 구동 제어 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1 전류 조정 처리는, 상기 일정하게 유지되는 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값의 목표값을, 상기 선형 진동 모터의 운전 상태에 따라 변경하는 것인 것을 특징으로 하는

   모터 구동 제어 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 일정하게 유지하면서, 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값의 중간값에 근접하도록, 상기 제 2 교류 전류 파형의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 제어 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 선형 진동 모터의 구동 전압을, 상기 제 1 교류 전류 파형과, 상기 제 2 교류 전류 파형과의 차분에 근거해서, 결정하는 전압 결정 처리 및 상기 제 2 교류 전류 파형을 조정하는 전류 조정 처리를 각각 반복해서 행하여, 상기 선형 진동 모터를 구동 제어하는 것이고,

   상기 전류 조정 처리는, 상기 전압 결정 처리가 반복되는 주기보다 길거나 또는 같은 주기를 갖고, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값을 일정하게 유지하면서, 상기 제 2 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값이, 상기 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값의 중간값에 근접하도록, 상기 제 2 교류 전류 파형의 주파수를 조정하는 것인 것을 특징으로 하는

   모터 구동 제어 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 전류 조정 처리는, 상기 일정하게 유지되는 제 1 교류 전류 파형의 진폭값 또는 실효값의 목표값을, 상기 선형 진동 모터의 운전 상태에 따라 변경하는 것인 것을 특징으로 하는

   모터 구동 제어 장치.
8. 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압 축기를 구비한 공기 조화기에 있어서,

   고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와,

   해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되,

   해당 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하는

   공기 조화기.
9. 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압축기를 구비한 냉장고에 있어서,

   고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와,

   해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되,

   해당 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하는

   냉장고.
10. 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압축기를 구비한 극저온 냉동기에 있어서,

    고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와,

    해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되,

    해당 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하는

    극저온 냉동기.
11. 냉매의 순환 경로를 형성하는 제 1 및 제 2 열교환기와, 실린더 및 피스톤을 갖고, 해당 피스톤의 왕복 운동에 의해 상기 순환 경로 내의 냉매를 순환시키는 압축기를 구비한 급탕기에 있어서,

    고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 선형 진동 모터와,

    해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비하되,

    해당 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하는

    급탕기.
12. 진동을 발생시키는 선형 진동 모터와, 해당 선형 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 제어부를 구비한 휴대 전화에 있어서,

    상기 선형 진동 모터는, 고정자 및 가동자를 갖고, 해당 가동자를 포함하는 탄성 진동계가 형성되도록 해당 가동자를 탄성 지지한 것이고,

    상기 모터 구동 제어부는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하는

    휴대 전화.

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