(57)【要約】【課題】比較的低コストな構成により低高調波を実現できる３組巻線構造モータの駆動装置を提供する。【解決手段】実施形態の３組巻線構造モータの駆動装置は、それぞれが独立した３組の３相巻線を備え、９個の巻線端子を有する３組巻線構造モータを駆動対象とし、３相交流電源の第１相間交流電圧，第２相間交流電圧，第３相間交流電圧を、それぞれ直流に変換する第１〜第３交流直流変換回路と、各変換回路の正側端子及び負側端子とモータの第１組〜第３組の３相巻線端子との間に接続される第１〜第３インバータと、３相交流電源の３相の位相又は３相間の位相を検出する第１〜第３位相検出部と、第１組〜第３組の３相巻線端子にそれぞれ流れる電流を検出する第１〜第３電流検出部と、モータのロータ回転位置を検出する位置検出部と、第１組〜第３組の３相巻線に流れる電流を、第１〜第３インバータにより第１〜第３相間交流電圧に同期して制御する制御部とを備える。【選択図】図１
2020031514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが独立した３組の３相巻線を備え、９個の巻線端子を有する３組巻線構造モータを駆動対象とするもので、
３相交流電源の第１相と第２相との間の第１相間交流電圧，第２相と第３相との間の第２相間交流電圧，第３相と第１相との間の第３相間交流電圧を、それぞれ直流に変換する第１〜第３交流直流変換回路と、
前記第１交流直流変換回路の正側端子及び負側端子と、前記モータの第１組の３相巻線端子との間に接続される第１インバータと、
前記第２交流直流変換回路の正側端子及び負側端子と、前記モータの第２組の３相巻線端子との間に接続される第２インバータと、
前記第３交流直流変換回路の正側端子及び負側端子と、前記モータの第３組の３相巻線端子との間に接続される第３インバータと、
３相交流電源の３相の位相又は３相間の位相を検出する第１〜第３位相検出部と、
前記モータの第１組〜第３組の３相巻線端子にそれぞれ流れる電流を検出する第１〜第３電流検出部と、
前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出部と、
前記モータの第１組の３相巻線に流れる電流を、前記第１インバータにより前記第１相間交流電圧に同期して制御し、
前記モータの第２組の３相巻線に流れる電流を、前記第２インバータにより前記第２相間交流電圧に同期して制御し、
前記モータの第３組の３相巻線に流れる電流を、前記第３インバータにより前記第３相間交流電圧に同期して制御する制御部とを備える３組巻線構造モータの駆動装置。
【請求項２】
前記制御部は、ベクトル制御を行う際に用いるｑ軸電流指令値を、速度指令値と前記モータの速度との差に基づく速度制御の結果に、前記交流電源の周波数の２倍値に関連した演算パラメータを乗じて生成する請求項１記載の３組巻線構造モータの駆動装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記モータの第１組の３相巻線に流れる電流を制御する第１制御部と、
前記モータの第２組の３相巻線に流れる電流を制御する第２制御部と、
前記モータの第３組の３相巻線に流れる電流を制御する第３制御部とを備え、
前記第１〜第３制御部は、互いに通信可能に構成され、各制御部がベクトル制御を行う際に用いるｑ軸電流指令値は、何れか１つの制御部における速度制御の結果に基づいて生成される請求項１又は２記載の３組巻線構造モータの駆動装置。
【請求項４】
それぞれが独立した３組の３相巻線を備え、９個の巻線端子を有する３組巻線構造モータと、
このモータを駆動する請求項１から３の何れか一項に記載の３組巻線構造モータの駆動装置と、
前記モータを介して駆動される圧縮機とを備える空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、３組巻線構造のモータを駆動する装置，及びその装置を備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば永久磁石同期モータ等の交流モータを駆動するには、インバータを用いて直流電源を３相交流電力に変換する必要がある。そして、このような駆動システムにおいて商用の３相交流電源を用いる場合は、３相交流電源から直流電力を得るための電源装置が搭載される。
【０００３】
３相交流から直流を得る電源装置としては、例えば非特許文献１に記載されているダイオード整流回路と昇圧チョッパ回路とを用いる方式や、非特許文献２に記載されているＰＷＭ整流器を用いる方式等が一般的に知られている。ダイオード整流回路は、３相交流電圧を整流し直流電圧へ変換する。ダイオード整流器で整流された電圧は、交流電圧と同様に振幅が大きく変動するため、平滑コンデンサを接続して電圧を平滑する。図１７は、ダイオード整流器，インダクタ及び平滑コンデンサからなる電源装置に接続されるインバータを示す。
【０００４】
このように、平滑コンデンサが接続された整流器のダイオードは、交流電圧が平滑コンデンサの端子電圧よりも大きい場合にのみ導通する。そのため、交流電源から整流器に流れ込む電流は、図１８に示すように、交流電圧のピーク付近でのみレベルが変位する力率の悪い波形となる。そこで、昇圧チョッパ回路をダイオード整流回路と平滑コンデンサとの間に接続して入力電流の高調波を低減し、得られた直流電源をインバータに供給する。
【０００５】
また、ＰＷＭ整流器を用いる方式では、リアクトルを介して３相交流を３相のブリッジ回路に供給する。そして、ブリッジ回路を構成するパワーデバイスによりスイッチングを行い、３相の交流電圧に同期した電圧を出力するよう動作させる。これにより正弦波状で低高調波の電流を通電して、高い力率で直流電圧への変換が実現できる。
【０００６】
一方、単相交流を電源とするモータ駆動方式として、非特許文献３に開示されているように、小容量のフィルムコンデンサと単相ダイオード整流回路，及びインバータを用いた電解コンデンサレスインバータが提案されている。この方式によれば、力率を制御するための回路等を用いることなく、高力率で低高調波の電力供給を実現できる。
【０００７】
また、特許文献１には、３相のモータ巻線を２組持つ多巻線構造のモータが示されている。このような多巻線モータは、巻線を並列化し、２組であれば２台のインバータでそれぞれの３相巻線に電流を通電することで電流を低減できる。また、２組の巻線の位相を構造的にずらすことで、互いの巻線により発生するトルクの脈動をキャンセルさせて、低振動のモータを実現することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】20th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference,pp58-66 Vol.1 “An active power factor correction technique for three-phase diode rectifiers”
【非特許文献２】電気学会論文誌D,Vol.114,No.12「電源電圧センサレス三相PWMインバータの一方式」
【非特許文献３】平成12年電気学会全国大会論文集「高入力力率のダイオード整流回路を持つPMモータのインバータ制御法」
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平４−３２５８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、３相のダイオード整流回路を用いる構成では、３相交流電源から直流側に電流が流れない期間が必ず存在するため、高調波の低減には限界がある。また、ＰＷＭ整流器を用いる構成は低高調波を実現することができるが、大容量のパワーデバイス，３相のリアクトル及び平滑コンデンサが必要となるため、回路が大型化してコスト増を招く。また、非特許文献３の電解コンデンサレスインバータは、力率制御回路なしで低高調波が実現できるが、モータのトルクを電源周波数の２倍周波数で変動させるため、大きなトルク脈動による振動や騒音等が問題となる。
【００１１】
特許文献１の多巻線モータは、電流低減・低トルク脈動などメリットが多いが、交流電源から直流電圧を生成するためには、別途非特許文献１，２に開示されているような変換器が必要である。したがって、モータを駆動するために２組以上のインバータを用いることも併せると、システム全体のコストが増加する可能性があることが課題である。
そこで、比較的低コストな構成によって低高調波を実現できる３組巻線構造モータの駆動装置及び空気調和機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施形態の３組巻線構造モータの駆動装置は、それぞれが独立した３組の３相巻線を備え、９個の巻線端子を有する３組巻線構造モータを駆動対象とするもので、
３相交流電源の第１相と第２相との間の第１相間交流電圧，第２相と第３相との間の第２相間交流電圧，第３相と第１相との間の第３相間交流電圧を、それぞれ直流に変換する第１〜第３交流直流変換回路と、
前記第１交流直流変換回路の正側端子及び負側端子と、前記モータの第１組の３相巻線端子との間に接続される第１インバータと、 
前記第２交流直流変換回路の正側端子及び負側端子と、前記モータの第２組の３相巻線端子との間に接続される第２インバータと、 
前記第３交流直流変換回路の正側端子及び負側端子と、前記モータの第３組の３相巻線端子との間に接続される第３インバータと、
３相交流電源の３相の位相又は３相間の位相を検出する第１〜第３位相検出部と、
前記モータの第１組〜第３組の３相巻線端子にそれぞれ流れる電流を検出する第１〜第３電流検出部と、
前記モータのロータ回転位置を検出する位置検出部と、
前記モータの第１組の３相巻線に流れる電流を、前記第１インバータにより前記第１相間交流電圧に同期して制御し、
前記モータの第２組の３相巻線に流れる電流を、前記第２インバータにより前記第２相間交流電圧に同期して制御し、
前記モータの第３組の３相巻線に流れる電流を、前記第３インバータにより前記第３相間交流電圧に同期して制御する制御部とを備える。
【００１３】
また、実施形態の空気調和機は、それぞれが独立した３組の３相巻線を備え、９個の巻線端子を有する３組巻線構造モータと、
このモータを駆動する本実施形態の３組巻線構造モータの駆動装置と、
前記モータを介して駆動される圧縮機とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態であり、３組巻線構造モータを駆動するシステムの構成を示す図
【図２】制御部の構成を要部について示す機能ブロック図
【図３】３相交流電源のＵＶ相電圧波形を示す図
【図４】第１インバータに供給される直流電圧ＶDC1の波形を示す図
【図５】第１インバータのｑ軸電流Ｉｑ１の波形を示す図
【図６】第１〜第３巻線のトルクＴｍ１〜Ｔｍ３及び合計トルクＴallの波形を示す図
【図７】第１〜第３インバータに供給される直流電圧ＶDC1，ＶDC2，ＶDC3の波形を示す図
【図８】第１巻線の３相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１の波形を示す図
【図９】第１〜第３インバータのｑ軸電流Ｉｑ１〜Ｉｑ３の波形を示す図
【図１０】第１〜第３巻線のトルクＴｍ１〜Ｔｍ３及び合計トルクＴallの波形を示す図
【図１１】モータの回転速度ωを示す図
【図１２】モータの回転角度θを示す図
【図１３】ＵＶ，ＶＷ，ＷＵの各相間を流れる電源電流ＩAC1，ＩAC2，ＩAC3の波形を示す図
【図１４】電源系統のＵ，Ｖ，Ｗ相電流ＩACu，ＩACv，ＩACwの波形を示す図
【図１５】第２実施形態であり、第１〜第３制御部の構成を示す機能ブロック図
【図１６】第３実施形態であり、３組巻線構造モータを駆動するシステムを適用した空気調和機の構成を示す機能ブロック図
【図１７】従来技術であり、ダイオード整流器，インダクタ及び平滑コンデンサからなる電源装置に接続されるインバータを示す図
【図１８】３相交流電源の各相電流波形を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図１４を参照して説明する。図１は、３組巻線構造モータを駆動するシステムの構成を示す。モータ１は、３相巻線２Ｕ，２Ｖ，２Ｗを３組備える多巻線モータであり、例えば永久磁石同期モータや誘導機などが想定されるが、本実施形態では永久磁石同期モータとする。モータ１は、３組の３相巻線端子（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１），（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２），（Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３）を有している。
【００１６】
３相交流電源３は、装置全体に電力を供給する電源であり、２００Ｖ又は４００Ｖ系である。整流回路４（１）〜４（３）はそれぞれ単相であり、ダイオードブリッジで構成されている。第１整流回路４（１）には、３相交流電源３のＵ，Ｖ相の交流が入力され、第２整流回路４（２）には同Ｖ，Ｗ相の交流が入力され、第３整流回路４（３）には同Ｗ，Ｕ相の交流が入力されている。
【００１７】
整流回路４（１）〜４（３）の直流出力端子間には、それぞれ小容量コンデンサ５（１）〜５（３）及び第１〜第３インバータ６（１）〜６（３）が並列に接続されている。小容量コンデンサ５は、例えば数μＦ〜数１０μＦ程度のフィルムコンデンサであり、インバータ６におけるスイッチングにより発生するリップルを平滑するために用いられる。電圧センサ２０（１）〜２０（３）は、それぞれコンデンサ５（１）〜５（３）の端子電圧ＶDC1〜ＶDC3を検出して制御部８に出力する。
【００１８】
インバータ６（１）〜６（３）は、それぞれ６つのスイッチング素子，例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴを３相ブリッジ接続して構成されている。第１インバータ６（１）の各相出力端子はモータ１の巻線端子Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に接続され、第２インバータ６（２）の各相出力端子は同巻線端子Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２に接続され、第３インバータ６（３）の各相出力端子は同巻線端子Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３に接続されている。
【００１９】
電流センサ７（１）〜７（３）は、それぞれモータ１の各組巻線に流れる相電流を検出して、制御部８に出力する。本実施形態では、電流センサ７を各組毎に３相分配置しているが、それぞれ２相ずつでも良い。また、電流センサ７に替えて、インバータ６の下側スイッチング素子のソースにそれぞれシャント抵抗を配置しても良い。
【００２０】
電圧センサ９（１）〜９（３）は、３相交流電源３の電圧値を検出するセンサであり、検出信号を制御部８に出力する。本実施形態では、３相の相間電圧（Ｕ，Ｖ），（Ｖ，Ｗ），（Ｗ，Ｖ）を検出しているが、各相電圧を検出したり、又は各相間若しくは各相の位相のみを検出しても良い。位置センサ１０は、モータ１のロータ回転位置θ及び回転速度ωを検出するセンサであり、例えばエンコーダやレゾルバ等が用いられる。又は、電圧や電流から位置を推定するセンサレス構成としても良い。制御部８は、モータ１の各相電流，回転位置及び３相交流電源３の電圧から、各インバータ６（１）〜６（３）のスイッチング素子に与えるスイッチング信号を生成する。
【００２１】
図２は、制御部８の内部構成を示している。速度指令値ωrefは、外部から与えられる、又はシステムとしての指令値である。位置センサ１０で検出された速度ωは、速度指令値ωrefと共に速度制御部１１に入力され、速度制御部１１はｑ軸電流指令値ＩqRefを出力する。速度制御部１１は、ＰＩ制御器等で構成される。ｑ軸電流指令値ＩqRefには１／３が乗じられて、各インバータ６（１）〜６（３）の電流指令値ＩqRef_baseが生成される。
【００２２】
位相検出部１２（１）は、３相交流電源３の相間電圧Ｖｕｖの位相θｕｖを検出する。この位相に基づいたｓｉｎ２θｕｖを乗算器１３（１）により電流指令値ＩqRef_baseに乗じることで、第１インバータ６（１）に対するｑ軸電流指令値ＩqRef1が決定される。本実施形態では、位相θｕｖからｓｉｎ２θｕｖを演算して乗じているが、例えばｓｉｎθｕｖの絶対値を演算して乗じても良い。
【００２３】
座標変換部１４（１）は、３相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１を、位置センサ１０が検出した回転位置θにより座標変換してｄ，ｑ軸電流Ｉｄ１，Ｉｑ１を得る。電流制御部１５（１）は、インバータ６（１）のｄ，ｑ軸電流指令値ＩdRef1，ＩqRef1とｄ，ｑ軸電流Ｉｄ１，Ｉｑ１とに基づきｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ１，Ｖｑ１を演算する。電流制御部１５（１）は、速度制御部１１と同様にＰＩ制御器等で構成される。
【００２４】
変調制御部１６（１）は、Ｖｄ１，Ｖｑ１及びインバータ６（１）の直流電圧ＶＤＣ１，モータ１の回転位置θから、各相のスイッチング信号Ｕ＋１,Ｕ−１,Ｖ＋１,Ｖ−１,Ｗ＋１,Ｗ−１を生成する。尚、図２では省略的に示しているが、位相検出部１２，座標変換部１４、電流制御部１５，変調制御部１６が、インバータ６（２），６（３）にも対応して存在している。
【００２５】
次に、本実施形態の作用について説明する。先ず、３相交流電源３のＵＶ相間電圧が印加される整流回路４（１）〜インバータ６（１）〜第１巻線２Ｕ（１）〜２Ｗ（１）の駆動系について説明する。ＵＶ相電圧Ｖｕｖは、（１）式及び図３に示される交流電圧である。
Ｖｕｖ＝√２Ｖｓｉｎ（２πｆｔ）      …（１）
【００２６】
整流回路４（１）は全波整流を行う。小容量コンデンサ１の容量は数μＦ程度であるため、商用交流周波数の電圧変動を平滑するには不十分であり、インバータ６（１）の直流電圧ＶDC1は、（２）式及び図４に示すように０〜√２Ｖまで変動する電圧となり、２００Ｖ系であれば０〜２８０［Ｖ］である。尚、図４では電圧振幅を正規化して示している。
ＶDC1＝√２Ｖｓｉｎ２（２πｆｔ）      …（２）
【００２７】
この脈動する電圧変動の位相に同期するように、位相検出部１２（１）で検出される位相θuvより得られるｓｉｎθuvの絶対値が乗じられるため、ｑ軸電流指令値ＩqRef1も直流電圧ＶDC1と同様に脈動する値となる。そして、この指令値の通りに第１巻線２Ｕ（１）〜２Ｗ（１）へのｑ軸電流Ｉｑ１が、脈動値として（３）式及び図５に示すように、通電される。
Ｉｑ１＝ＩｑRef＿base・ｓｉｎ２（２πｆｔ）      …（３）
【００２８】
この結果、第１巻線２Ｕ（１）〜２Ｗ（１）に流れる電流と回転子の永久磁石とにより発生するトルクＴｍ１は、（４）式に示すように、ＵＶ間電圧Ｖｕｖの２倍周波数に同期した脈動成分となる。
Ｔｍ１＝ＰφＩｑ１＝ＰφＩｑRef＿base・ｓｉｎ２（２πｆｔ）
＝ＰφＩｑRef＿base・｛１−ｃｏｓ（２・２πｆｔ）｝／２    …（４）
【００２９】
また、モータ１の回転数ωｍを用いて第１巻線２Ｕ（１）〜２Ｗ（１）によるモータ１の出力電力Ｐｍ１を（５）式で表す。
Ｐｍ１＝ωｍＴｍ１
＝ωｍＰφＩｑRef＿base・｛１−ｃｏｓ（２・２πｆｔ）｝／２…（５）
【００３０】
（５）式は、交流電源３のＵＶ間からインバータ６（１）→第１巻線２Ｕ（１）〜２Ｗ（１）へと供給される電力が、（１）式で示すＵＶ間電圧Ｖｕｖに同期した成分であることを示している。また、交流電源３のＵＶ間より入力される電力Ｐin1は、整流回路４（１）に流れる電流ＩAC1から（６）式で表せる。
Ｐin1＝Ｖｕｖ・ＩAC1＝√２Ｖｓｉｎ（２πｆｔ）ＩAC1      …（６）
【００３１】
ここで、入力電力Ｐin1から出力電力Ｐｍ１までの効率をηとすると、入出力間には大きな平滑コンデンサやリアクトルなどの平滑作用を成す素子がないので、ＩAC1は（７）式で表せる。
ＩAC1＝Ｐin1／Ｖｕｖ＝ηＰｍ１／｛√２Ｖｓｉｎ（２πｆｔ）｝
＝ηＰｍ１／｛√２Ｖｓｉｎ（２πｆｔ）｝
＝ηωｍＰφＩｑRef＿base・ｓｉｎ２（２πｆｔ）／｛√２Ｖｓｉｎ（２πｆｔ）｝
＝ηωｍＰφＩｑRef＿base・ｓｉｎ（２πｆｔ）／（√２Ｖ） …（７）
【００３２】
すなわち、第１巻線２Ｕ（１）〜２Ｗ（１）のｑ軸電流Ｉｑ１をＵＶ間電圧Ｖｕｖに同期して制御することで、交流電源３のＵＶ間に流れる交流電流を、Ｖｕｖと同位相の正弦波電流にできる。これにより、力率制御回路やＰＷＭ整流器を用いることなく力率を向上させて電源電流の歪を低減し、電流に含まれる高調波を低減できる。
【００３３】
ここで、３相交流電源３の残りの相に着目する。ＶＷ間，ＷＵ間の相間電圧は、（１）式と同様に（８）,（９）式となり、第２巻線２Ｕ（２）〜２Ｗ（２），第３巻線２Ｕ（３）〜２Ｗ（３）で発生するトルクＴｍ２,Ｔｍ３は、それぞれ（１０）式，（１１）式で表される。
Ｖｖｗ＝√２Ｖｓｉｎ（２πｆｔ＋２π／３）      …（８）
Ｖｗｕ＝√２Ｖｓｉｎ（２πｆｔ−２π／３）      …（９）
Ｔｍ２＝ＰφＩｑ２＝ＰφＩｑRef＿base・ｓｉｎ２（２πｆｔ＋２π／３）…（１０）
Ｔｍ３＝ＰφＩｑ３＝ＰφＩｑRef＿base・ｓｉｎ２（２πｆｔ−２π／３）…（１１）
【００３４】
モータ１の３組巻線の合計トルクＴallは、Ｔｍ１，Ｔｍ２，Ｔｍ３の和であるから（１２）式で表され、互いに１２０度位相差のトルクの脈動成分がキャンセルされることがわかる。図６に各組巻線のトルクＴｍ１〜Ｔｍ３及び合計トルクＴallの波形を示す。
Ｔall＝Ｔｍ１＋Ｔｍ２＋Ｔｍ３＝３ＰφＩｑRef＿base      …（１２）
この結果、モータ１の出力トルク及び回転速度には電源周波数の脈動が現れず、低振動・低騒音を実現できる。
【００３５】
図７から図１４は，本実施形態の構成による各部の動作結果を示している。図７は、インバータ６（１）〜６（３）に夫々供給される直流電圧ＶDC1，ＶDC2，ＶDC3であり、コンデンサ５が小容量であるため、電源系統位相に応じてゼロＶまで低下している。
【００３６】
図８は、第１巻線２Ｕ（１）〜２Ｗ（１）の３相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，ＩＷ１であり、図９は、各巻線のｑ軸電流Ｉｑ１,Ｉｑ２,Ｉｑ３である。各巻線のq軸電流は、３相交流電圧の位相に同期して制御されていることが分かる。
【００３７】
図１０は、負荷が一定の場合の各巻線の発生トルクＴｍ１，Ｔｍ２，Ｔｍ３及び合計トルクＴallである。各巻線に流れるｑ軸電流は脈動しているが、それに基づき発生する合計トルクＴallは、脈動が相殺されて消えている。図１１はモータの回転速度ω，図１２は回転角度θである。合計トルクＴallの変動は無いため、回転速度ωの脈動も発生していない。
【００３８】
図１３は、ＵＶ，ＶＷ，ＷＵの各相間を流れる電源電流ＩAC1，ＩAC2，ＩAC3、図１４は電源系統のＵ，Ｖ，Ｗ相電流ＩACu，ＩACv，ＩACwである。多少の歪みが残っているが、リアクトルやＰＦＣ回路、ＰＷＭ整流器無しで低高調波の電源電流を流すことができている。
【００３９】
以上のように本実施形態の駆動装置は、それぞれが独立した３組の３相巻線２Ｕ，２Ｖ，２Ｗを備え、９個の巻線端子を有する３組巻線構造モータ１を駆動対象とする。第１〜第３整流回路４（１）〜４（３）には、それぞれ３相交流電源３のＵＶ相間交流，ＶＷ相間交流，ＷＵ相交流が入力されて、直流に変換される。第１〜第３インバータ６（１）〜６（３）には、それぞれ第１〜第３整流回路４（１）〜４（３）及び小容量コンデンサ５（１）〜５（３）を介して直流電源が供給される。
【００４０】
位相検出部１２（１）〜１２（３）は、それぞれ３相交流電源３の相間ＵＶ，ＶＷ，ＷＶの位相を検出し、電流センサ７（１）〜７（３）は、それぞれモータ１の各組巻線に流れる相電流を検出して制御部８に出力する。制御部８は、モータ１の第１組の３相巻線２Ｕ（１）〜２Ｗ（１）に流れる電流を、第１インバータ６（１）によりＵＶ相間交流電圧に同期して制御し、第２組の３相巻線２Ｕ（２）〜２Ｗ（２）に流れる電流を、第２インバータ６（２）によりＶＷ相間交流電圧に同期して制御し、第３組の３相巻線２Ｕ（３）〜２Ｗ（３）に流れる電流を、第３インバータ６（３）によりＷＵ相間交流電圧に同期して制御する。
【００４１】
そして、制御部８は、ベクトル制御を行う際に用いるｑ軸電流指令値ＩｑRef＿baseを、速度指令値ωrefとモータ１の速度ωとの差に基づく速度制御の結果に、３相交流電源３の周波数の２倍値に関連した演算パラメータであるｓｉｎ２θｕｖを乗じて生成する。これにより、各組巻線のトルクＴｍ１〜Ｔｍ３に生じている脈動を相殺して、比較的簡単な構成でモータ１を低振動・低騒音で駆動することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図１５に示すように、第２実施形態では、第１実施形態の制御部８を、各インバータ６（１），６（２），６（３）に対応させて３つに分割した第１制御部２１（１），第２制御部２１（２），第３制御部２１（３）を用いる。各制御部２１（１），２１（２），２１（３）は互いに通信を行う通信部を備えている。
【００４３】
例えば、共通の処理であるモータ１の速度制御を制御部２１（１）が行い、その結果であるｑ軸電流指令値ＩqRef＿baseを制御部２１（２），２１（３）に送信する。制御部２１（２），２１（３）は、受信したｑ軸電流指令値ＩqRef＿baseに基づき各々の電流制御部１５（２）及び変調制御部１６（２），電流制御部１５（３）及び変調制御部１６（３）で演算を行い、対応するインバータ６（２），６（３）にスイッチング信号を出力する。
【００４４】
以上のように第２実施形態によれば、モータ１の第１組の３相巻線２Ｕ（１）〜２Ｗ（１）に流れる電流を制御する第１制御部２１（１）と、第２組の３相巻線２Ｕ（２）〜２Ｗ（２）に流れる電流を制御する第２制御部２１（２）と、第３組の３相巻線２Ｕ（３）〜２Ｗ（３）に流れる電流を制御する第３制御部２１（３）とを備える。これらの制御部２１（１）〜２１（３）は互いに通信可能に構成され、各制御部２１（１）〜２１（３）がベクトル制御を行う際に用いるｑ軸電流指令値ＩqRef＿baseは、第１制御部２１（１）における速度制御の結果に基づいて生成する。
【００４５】
各制御部２１（１），２１（２），２１（３）は、一般的な単一の３相モータを駆動できる数のポート数を持った、小ピン数のマイコンなどの演算器を用いて実現することができるため、安価な構成でモータ制御装置を実現できる。
【００４６】
（第３実施形態）
図１６は、本実施形態のモータ駆動システムを適用した空気調和機３０の構成を示す。ヒートポンプシステム３１を構成する圧縮機３２は、圧縮部３３とモータ１を同一の鉄製密閉容器３５内に収容して構成され、モータ１のロータシャフトが圧縮部３３に連結されている。モータ１は、第１又は第２実施形態の駆動装置により駆動される。そして、圧縮機３２、四方弁３６、室内側熱交換器３７、減圧装置３８、室外側熱交換器３９は、熱伝達媒体流路たるパイプにより閉ループを構成するように接続されている。尚、圧縮機３２は、例えばロータリ型の圧縮機である。空気調和機３０は、上記のヒートポンプシステム３１を有して構成されている。
【００４７】
暖房時には、四方弁３６は実線で示す状態にあり、圧縮機３２の圧縮部３３で圧縮された高温冷媒は、四方弁３６から室内側熱交換器３７に供給されて凝縮し、その後、減圧装置３８で減圧され、低温となって室外側熱交換器３９に流れ、ここで蒸発して圧縮機３２へと戻る。一方、冷房時には、四方弁３６は破線で示す状態に切り替えられる。このため、圧縮機３２の圧縮部３３で圧縮された高温冷媒は、四方弁６から室外側熱交換器３９に供給されて凝縮し、その後、減圧装置３８で減圧され、低温となって室内側熱交換器３７に流れ、ここで蒸発して圧縮機３２へと戻る。そして、室内側、室外側の各熱交換器３７，３９には、それぞれファン４０，４１により送風が行われ、その送風によって各熱交換器３７，３９と室内空気、室外空気の熱交換が効率良く行われるように構成されている。
【００４８】
このように、本実施形態の３組巻線モータ１を駆動するシステムを空気調和機３０に適用することで、空調運転を低振動・低騒音で行うことができる。
【００４９】
（その他の実施形態）
第１〜第３位相検出部は、３相交流電源の電流・直流電圧からそれぞれの位相を推定する構成でも良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
図面中、１は３組巻線構造モータ、２Ｕ〜２Ｗは３相巻線、４（１）〜４（３）は第１〜第３整流回路、６（１）〜６（３）は第１〜第３インバータ、７（１）〜７（３）は電流センサ、８は制御部、９（１）〜９（３）は電圧センサ、１０は位置センサ、１１は速度制御部、１２は位相検出部、２１（１）〜２１（３）は第１〜第３制御部、３０は空気調和機を示す。
【図１】
2020031514.tif 000003
【図２】
2020031514.tif 000004
【図３】
2020031514.tif 000005
【図４】
2020031514.tif 000006
【図５】
2020031514.tif 000007
【図６】
2020031514.tif 000008
【図７】
2020031514.tif 000009
【図８】
2020031514.tif 000010
【図９】
2020031514.tif 000011
【図１０】
2020031514.tif 000012
【図１１】
2020031514.tif 000013
【図１２】
2020031514.tif 000014
【図１３】
2020031514.tif 000015
【図１４】
2020031514.tif 000016
【図１５】
2020031514.tif 000017
【図１６】
2020031514.tif 000018
【図１７】
2020031514.tif 000019
【図１８】
2020031514.tif 000020