(57)【要約】【課題】モータに流れる電流の低減を容易にする。【解決手段】モータ駆動装置は、モータ１を駆動する装置である。モータ１は界磁子１１と、電機子１２とを有する。界磁子１１は永久磁石１１１を有する。電機子１２は電機子巻線１２１を有する。電機子巻線１２１に交流の第１の電流が流れて交番磁界Ｈ１を発生させる。第２の電流が流れて変更磁界Ｈ２を発生させる。電機子１２は、交番磁界Ｈ１によって界磁子１１に対して相対的に回転する。変更磁界Ｈ２は永久磁石１１１の残留磁束密度を不可逆的に変更する磁界である。モータ駆動装置は、交流電源と、制御部とを備える。交流電源は、第１の電流、第２の電流を電機子巻線１２１に供給する。制御部は交流電源に対し、第１の電流の振幅を脈動させ、当該振幅が極大値を採る時点を避けて第２の電流を電機子巻線１２１に供給させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の残留磁束密度（Ｂｒ１）を有する第１の永久磁石（１１１）を有する界磁子（１１）と、
交流の第１の電流（Ｉ１）が流れて交番磁界（Ｈ１）を発生させ、第２の電流（Ｉ２）が流れて前記第１の残留磁束密度を不可逆的に変更する磁界である変更磁界（Ｈ２）を発生させる電機子巻線（１２１）を有し、前記交番磁界によって前記界磁子に対して相対的に回転する電機子（１２）と
を有するモータ（１）を駆動する装置であって、
前記第１の電流と前記第２の電流とを前記電機子巻線に供給する交流電源（２）と、
前記交流電源に対し、前記第１の電流の振幅（｜Ｉ１｜）を脈動させ、前記振幅が極大値を採るタイミング（ｔＭ）を避けて前記第２の電流を前記電機子巻線に供給させる制御部（４）と
を備えるモータ駆動装置（１０）。
【請求項２】
冷凍回路（９）に備えられ、前記冷凍回路を循環する冷媒（Ｆ）を圧縮する圧縮機（９１）に採用されるモータ（１）を駆動する装置であって、
前記冷凍回路には、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の圧力と前記圧縮機に吸入される前記冷媒の圧力との差である圧力差を前記圧縮機の外部で調整する圧力差調整機構（９２，９３）も備えられ、
前記モータは、
第１の残留磁束密度（Ｂｒ１）を有する第１の永久磁石（１１１）を有する界磁子（１１）と、
第１の電流（Ｉ１）が流れて交番磁界（Ｈ１）を発生させ、第２の電流（Ｉ２）が流れて前記第１の残留磁束密度を不可逆的に変更する磁界である変更磁界（Ｈ２）を発生させる電機子巻線（１２１）を有し、前記交番磁界によって前記界磁子に対して相対的に回転する電機子（１２）と
を有し、
前記装置は、
前記第１の電流と前記第２の電流とを前記電機子巻線に供給する交流電源（２）と、
前記圧力差調整機構によって前記圧力差が低下してから（Ｓ４０１，Ｓ５０１）、前記交流電源に対して前記第２の電流を前記電機子巻線に供給させ（Ｓ４０２，Ｓ５０３）る制御部（４）と
を備えるモータ駆動装置（１０）。
【請求項３】
前記制御部（４）は前記交流電源に対し、前記第２の電流を前記電機子巻線に繰り返し（ｔ１〜ｔ６）供給させる、請求項１または請求項２記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記制御部（４）は前記交流電源に対し、前記交番磁界によって前記第１の残留磁束密度を不可逆的に変更することなく電機子鎖交磁束を弱めて（Ｓ６０１）から、前記第２の電流を前記電機子巻線に供給させ（Ｓ６０２）る、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記交流電源（２）は直流電圧（Ｖｄｃ）を交流電圧（Ｖａｃ）に変換して前記第１の電流（Ｉ１）と前記第２の電流（Ｉ２）とを生成し、
前記制御部（４）は前記交流電源に対し、前記直流電圧が正の第１の閾値（δ）以上を採る第１種期間（Ｄ）内に、前記第２の電流を供給させ（Ｓ２０２）る、請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記制御部（４）は前記交流電源（２）に対して、
前記第１種期間（Ｄ）と、前記第１の電流の振幅（｜Ｉ１｜）がその極大値以下の正の第２の閾値（ε）未満の期間である第２種期間（Ｅ）とが重ならない事象が、所定回数（Ｋ）以上の回数で検出された場合（Ｓ２０４）、前記第１の電流（Ｉ１）の位相をシフトさせ（Ｓ２０５）、
前記第１種期間と前記第２種期間とが重なる期間において前記第２の電流（Ｉ２）を供給させ（Ｓ２０２）る、請求項５記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記制御部（４）は、前記モータ（１）の回転中に前記モータの回転速度（ω）を周波数に換算した値が、前記直流電圧の脈動する周波数（ω０）または脈動する周波数（ω０）の整数分の一であるときを避けて前記交流電源（２）に対して前記第２の電流（Ｉ２）を供給させ（Ｓ３０４）る、請求項６記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記界磁子（１１）は第２の残留磁束密度（Ｂｒ２）を有する第２の永久磁石（１１２）を更に備え、
前記第１の永久磁石（１１１）と前記第２の永久磁石（１１２）が前記界磁子の界磁磁束（φｒ）を発生させ、
前記変更磁界（Ｈ２）は前記第２の残留磁束密度を不可逆的に変更しない、請求項１から請求項７のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は永久磁石を用いたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を用いたモータに対し、当該永久磁石の磁束密度を、モータに流れる電流を利用して可変とする技術が公知である（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５９１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータを回転させるために当該モータには電流が供給される。当該モータが有する永久磁石の磁束密度を可変とするための電流を更にモータへ供給すると、電流がその上限として設定された制限値を超える可能性がある。本開示は、モータに流れる電流の低減に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
モータ駆動装置（１０）の第１の態様は、第１の残留磁束密度（Ｂｒ１）を有する第１の永久磁石（１１１）を有する界磁子（１１）と、交流の第１の電流（Ｉ１）が流れて交番磁界（Ｈ１）を発生させ、第２の電流（Ｉ２）が流れて前記第１の残留磁束密度を不可逆的に変更する磁界である変更磁界（Ｈ２）を発生させる電機子巻線（１２１）を有し、前記交番磁界によって前記界磁子に対して相対的に回転する電機子（１２）とを有するモータ（１）を駆動する装置である。そして前記第１の電流と前記第２の電流とを前記電機子巻線に供給する交流電源（２）と、前記交流電源に対し、前記第１の電流の振幅（｜Ｉ１｜）を脈動させ、前記振幅が極大値を採るタイミング（ｔＭ）を避けて前記第２の電流を前記電機子巻線に供給させる制御部（４）とを備える。
【０００６】
モータ駆動装置（１０）の第２の態様は、冷凍回路（９）に備えられ、前記冷凍回路を循環する冷媒（Ｆ）を圧縮する圧縮機（９１）に採用されるモータ（１）を駆動する装置である。そして前記冷凍回路には、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の圧力と前記圧縮機に吸入される前記冷媒の圧力との差である圧力差を前記圧縮機の外部で調整する圧力差調整機構（９２，９３）も備えられる。前記モータは、第１の残留磁束密度（Ｂｒ１）を有する第１の永久磁石（１１１）を有する界磁子（１１）と、第１の電流（Ｉ１）が流れて交番磁界（Ｈ１）を発生させ、第２の電流（Ｉ２）が流れて前記第１の残留磁束密度を不可逆的に変更する磁界である変更磁界（Ｈ２）を発生させる電機子巻線（１２１）を有し、前記交番磁界によって前記界磁子に対して相対的に回転する電機子（１２）とを有する。前記装置は、前記第１の電流と前記第２の電流とを前記電機子巻線に供給する交流電源（２）と、前記圧力差調整機構によって前記圧力差が低下してから（Ｓ４０１，Ｓ５０１）、前記交流電源に対して前記第２の電流を前記電機子巻線に供給させ（Ｓ４０２，Ｓ５０３）る制御部（４）とを備える。
【０００７】
モータ駆動装置の第３の態様は、その第１の態様または第２の態様であって、前記制御部（４）は前記交流電源に対し、前記第２の電流を前記電機子巻線に繰り返し（ｔ１〜ｔ６）供給させる。
【０００８】
モータ駆動装置の第４の態様は、その第１の態様から第３の態様のいずれかであって、前記制御部（４）は前記交流電源に対し、前記交番磁界によって前記第１の残留磁束密度を不可逆的に変更することなく電機子鎖交磁束を弱めて（Ｓ６０１）から、前記第２の電流を前記電機子巻線に供給させる（Ｓ６０２）。
【０００９】
モータ駆動装置の第５の態様は、その第１の態様から第４の態様のいずれかであって、前記交流電源（２）は直流電圧（Ｖｄｃ）を交流電圧（Ｖａｃ）に変換して前記第１の電流（Ｉ１）と前記第２の電流（Ｉ２）とを生成し、前記制御部（４）は前記交流電源に対し、前記直流電圧が正の第１の閾値（δ）以上を採る第１種期間（Ｄ）内に、前記第２の電流を供給させる（Ｓ２０２）。
【００１０】
モータ駆動装置の第６の態様は、その第５の態様であって、前記制御部（４）は前記交流電源（２）に対して、前記第１種期間（Ｄ）と、前記第１の電流の振幅（｜Ｉ１｜）がその極大値以下の正の第２の閾値（ε）未満の期間である第２種期間（Ｅ）とが重ならない事象が、所定回数（Ｋ）以上の回数で検出された場合（Ｓ２０４）、前記第１の電流（Ｉ１）の位相をシフトさせ（Ｓ２０５）、前記第１種期間と前記第２種期間とが重なる期間において前記第２の電流（Ｉ２）を供給させる（Ｓ２０２）。
【００１１】
モータ駆動装置の第７の態様は、その第６の態様であって、前記制御部（４）は、前記モータ（１）の回転中に前記モータの回転速度（ω）を周波数に換算した値が、前記直流電圧の脈動する周波数（ω０）または脈動する周波数（ω０）の整数分の一であるときを避けて前記交流電源（２）に対して前記第２の電流（Ｉ２）を供給させる（Ｓ３０４）。
【００１２】
モータ駆動装置の第８の態様は、その第１の態様から第７の態様のいずれかであって、前記界磁子（１１）は第２の残留磁束密度（Ｂｒ２）を有する第２の永久磁石（１１２）を更に備え、前記第１の永久磁石（１１１）と前記第２の永久磁石（１１２）が前記界磁子の界磁磁束（φｒ）を発生させ、前記変更磁界（Ｈ２）は前記第２の残留磁束密度を不可逆的に変更しない。
【００１３】
本開示によれば、モータに流れる電流の低減が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この実施の形態で説明される技術を適用できるモータ１の構造を示す断面図である。
【図２】モータ駆動装置の構成を、その周辺と共に例示するブロック図である。
【図３】負荷トルクの波形と、電流の振幅の波形とを関連づけて示すグラフである。
【図４】電流の波形を示すグラフである。
【図５】複数の圧縮機構を有する圧縮機の構成をモータ１と共に例示するブロック図である。
【図６】負荷トルクの波形と、電流の振幅の波形とを関連づけて示すグラフである。
【図７】残留磁束変更処理のルーチンを示すフローチャートである。
【図８】増磁処理と減磁処理の概要を示すベクトル図である。
【図９】電流の振幅を示すグラフである。
【図１０】増磁処理における電流の振幅と、界磁磁束の大きさとを示すグラフである。
【図１１】増磁処理時の電流の振幅の波形を示すグラフである。
【図１２】増磁処理時の電流の振幅の波形を示すグラフである。
【図１３】脈動する直流電圧と、電流の振幅との関係を示すグラフである。
【図１４】脈動する直流電圧と、電流の振幅との関係を示すグラフである。
【図１５】位相シフト処理のルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】脈動する直流電圧と、電流の振幅との関係を示すグラフである。
【図１７】回転速度と、その指令値との関係を例示するグラフである。
【図１８】途中増減磁処理のルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】負荷操作減磁処理を例示するフローチャートである。
【図２０】負荷操作増磁処理を例示するフローチャートである。
【図２１】冷凍回路の構成を例示するブロック図である。
【図２２】凝縮器の内部構成をその周辺と共に示すブロック図である。
【図２３】出力操作増減磁処理を例示するフローチャートである。
【図２４】弱め磁束減磁処理を示すフローチャートである。
【図２５】永久磁石の磁化曲線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１はこの実施の形態で説明される技術を適用できるモータ１の構造を示す断面図である。当該断面はモータ１の回転軸Ｊに垂直である。
【００１６】
モータ１は界磁子１１と電機子１２とを有する。界磁子１１はコア１１０と永久磁石１１１，１１２とを有する。永久磁石１１１は残留磁束密度Ｂｒ１（後に説明される図２５も参照）を有し、永久磁石１１２は残留磁束密度Ｂｒ２（後に説明される図２５も参照）を有する。図１では永久磁石１１１，１１２がコア１１０に埋め込まれた構成が例示されており、モータ１はいわゆる埋め込み磁石型同期電動機として例示されるが、表面磁石型同期電動機であってもよい。永久磁石１１１，１１２はそれぞれ界磁磁束φ１，φ２を発生し、界磁磁束φ１，φ２の合成である界磁磁束φｒが電機子１２１に与えられる。
【００１７】
コア１１０には開孔１１３が回転軸Ｊに平行に開き、開孔１１３には不図示のシャフトが固定される。
【００１８】
電機子１２は電機子巻線１２１と、ティース１２２と、バックヨーク１２３とを有する。電機子巻線１２１はティース１２２に巻回される。バックヨーク１２３は複数のティース１２２を界磁子１１と反対側で連結する。図１では電機子巻線１２１とティース１２２とは、その一部のみが示されているが、ティース１２２は界磁子１１の周囲に環状に配置されている。図１ではモータ１がいわゆるインナーロータ型の構成を採っている場合が例示されるが、アウターロータ型の構成を採ってもよい。図１では電機子巻線１２１は集中巻でティース１２２に設けられている構成が例示されるが、電機子巻線１２１として分布巻の構成が採用されてもよい。
【００１９】
電機子巻線１２１に交流の電流Ｉ１（図１では図示省略）が流れて交番磁界Ｈ１が発生する。電機子１２は交番磁界Ｈ１によって界磁子１１に対して相対的に回転する。例えば電機子１２は不図示の他の部材に固定され、界磁子１１が回転軸Ｊを中心として回転する。
【００２０】
電機子巻線１２１に電流Ｉ２（図１では図示省略）が流れて変更磁界Ｈ２が発生する。変更磁界Ｈ２は残留磁束密度Ｂｒ１を不可逆的に変更する磁界である。例えば残留磁束密度Ｂｒ２は変更磁界Ｈ２によって不可逆的に変更されない。例えば永久磁石１１２の保磁力Ｈｃ２は永久磁石１１１の保磁力Ｈｃ１よりも大きい（後に説明される図２５も参照）。交番磁界Ｈ１、変更磁界Ｈ２の合成である電機子磁界Ｈｓが界磁子１１に与えられる。
【００２１】
図２はモータ駆動装置１０の構成を、その周辺と共に例示するブロック図である。モータ駆動装置１０はモータ１を駆動する。モータ駆動装置１０は、モータ１に、より正確には電機子巻線１２１に電流ｉａを供給する。電流ｉａは上述の電流Ｉ１，Ｉ２の合成である。
【００２２】
モータ駆動装置１０は、交流電源２、整流回路３、制御部４を有する。制御部４は交流電源２に対して後述するやり方で電流ｉａを電機子巻線１２１に供給させる。整流回路３は交流電圧Ｖｉを直流電圧Ｖｄｃへ変換する。図２では交流電圧Ｖｉはモータ駆動装置１０の外部にある交流電源８から供給される場合が例示される。
【００２３】
図２では、交流電源２が、直流電圧Ｖｄｃを交流電圧Ｖａｃに変換するインバータである場合が例示される。交流電圧Ｖａｃはモータ１に印加される。例えばモータ１が三相モータであれば、交流電圧Ｖａｃは三相の交流電圧であり、電流Ｉ１は三相の交流電流である。
【００２４】
交流電源２の動作は制御信号Ｇによって制御される。制御信号Ｇは制御部４によって生成され、交流電源２へ出力される。制御部４は，モータ１の回転速度ωの指令値ω＊と、直流電圧Ｖｄｃおよび電流ｉａの測定結果とを用いて制御信号Ｇを生成する。一般にこのような制御信号Ｇの生成および制御信号Ｇによってインバータの動作を制御することは周知の技術であるので、詳細は省略する。
【００２５】
モータ１は負荷９１を駆動する。例えば負荷９１は冷媒を圧縮する圧縮機である。当該圧縮機にモータ１を含めて捉えることもできる。
【００２６】
図３は負荷９１のトルクである負荷トルクの波形と、電流Ｉ１の振幅｜Ｉ１｜の波形とを関連づけて示すグラフである。図４は電流Ｉ１の波形を示すグラフである。ここでは電流Ｉ１が三相の交流電流である場合を例示した。電流の相の相違は、波形を描く線種の相違で表した。図３および図４の横軸には時間ｔを採った。振幅｜Ｉ１｜は、電流Ｉ１の波形の包絡線の値として捉えることができる。
【００２７】
通常、モータ１あるいは交流電源２の保護のため、電流ｉａの振幅には上限が定められる。図３ではこの上限を上限値ｉａ０とした。当然ながら振幅｜Ｉ１｜も上限値ｉａ０よりも小さく制御される。
【００２８】
図３では、負荷トルクが周期的に脈動している場合が例示された。このような負荷トルクは、例えば負荷９１として上述した（冷媒圧縮用の）圧縮機を採用した場合に発生する。モータ１が出力するトルクである出力トルクが負荷トルクに対応するように、振幅｜Ｉ１｜も脈動させる。これは一般的に、振幅｜Ｉ１｜が大きいと出力トルクも大きいからである。
【００２９】
つまり、電流Ｉ１の振幅｜Ｉ１｜は周期的に脈動し、当該脈動の基本周期が負荷トルクの脈動の基本周期と等しく設定される。よって電流Ｉ１の振幅｜Ｉ１｜が極大値を採るタイミングは、負荷トルクが極大値を採るタイミングである。また負荷トルクはモータ１の機械角として換算した一周期で周期的に変動するので、電流Ｉ１の振幅｜Ｉ１｜が極大値を採るタイミングは、当該一周期の中での最大値である。
【００３０】
但し、負荷９１が、例えば複数の圧縮機構を有する圧縮機である場合には、負荷トルクの変動が小さくなるように圧縮機構がモータ１に、より具体的には不図示のシャフトで連結される。図５はかかる圧縮機の構成をモータ１と共に例示するブロック図である。図５の負荷９１は二つの圧縮機構９１３，９１４を有しており、いずれもモータ１に連結されて駆動される。冷媒（不図示）は負荷９１の吸入口９１１を経由して圧縮機構９１３，９１４へ分岐して流れる。圧縮機構９１３，９１４で圧縮された冷媒は合流して負荷９１の吐出口９１２から流れ出る。圧縮機構９１３，９１４は互いに逆相で配置されることにより、負荷トルクの脈動が低減される。この場合には、機械角としての一周期において、負荷トルクは二つの極大値を採る。
【００３１】
図６は負荷トルクの波形と、電流Ｉ１の振幅｜Ｉ１｜の波形とを関連づけて示すグラフである。図６の横軸には時間ｔを採った。図６では上述のように負荷トルクの変動が小さい場合を例示した。このような負荷トルクに対しては、出力トルクを変動させなくても、例えば圧縮機構９１３，９１４は慣性力による動作によって圧縮機構９１３，９１４の速度の脈動は小さい。よって振幅｜Ｉ１｜も上限値ｉａ０よりも小さな一定値Ｉｃに制御される。
【００３２】
さて、回転速度ωの上昇によりモータ１の逆起電力が高まることに鑑み、界磁磁束φ１，φ２の合成である界磁磁束φｒを変更する。以下の説明では永久磁石１１１の残留磁束密度Ｂｒ１を不可逆的に変更する。回転速度ωを上昇させる場合には指令値ω＊を上昇させ、回転速度ωを下降させる場合には指令値ω＊を下降させる。よって指令値ω＊の大きさによって、残留磁束密度Ｂｒ１を不可逆的に増大させる（以下「増磁処理」と仮称）か、不可逆的に減少させる（以下「減磁処理」と仮称）かを選択する処理（以下「残留磁束変更処理」）を行う。
【００３３】
図７は残留磁束変更処理のルーチンを示すフローチャートである。当該ルーチンは例えば不図示のメインルーチンに対する割り込み処理であり、割り込み処理によって開始し、当該ルーチンの終了により処理はメインルーチンに復帰する。当該ルーチンは、例えばメインルーチンと共に、制御部４で行われる。
【００３４】
残留磁束変更処理が開始すると、まずステップＳ１０１が実行される。ステップＳ１０１では指令値ω＊が変更されたか否かが判断される。指令値ω＊が変更されなければ分岐「Ｎｏ」に従って当該ルーチンは終了し、処理はメインルーチンに復帰する。指令値ω＊が変更されれば、分岐「Ｙｅｓ」に従ってステップＳ１０２が実行される。
【００３５】
ステップＳ１０２では指令値ω＊が上昇したか否かが判断される。指令値ω＊が上昇すれば分岐「Ｙｅｓ」に従ってステップＳ１０３が実行され、上昇しなければ分岐「Ｎｏ」に従ってステップＳ１０５が実行される。
【００３６】
ステップＳ１０３では指令値ω＊が閾値ωｃよりも大きいか否かが判断される。ここで閾値ωｃは増磁処理を行うか減磁処理を行うかを選択するために採用される。指令値ω＊が閾値ωｃよりも大きければ分岐「Ｙｅｓ」に従ってステップＳ１０４の減磁処理が実行される。モータ１の逆起電力を低下させるためである。
【００３７】
指令値ω＊が閾値ωｃ以下であれば、指令値ω＊は上昇するものの、減磁処理が望ましい程度にまで逆起電力を大きくする値ではない。よって分岐「Ｎｏ」に従って当該ルーチンは終了し、処理はメインルーチンに復帰する。
【００３８】
ステップＳ１０５では指令値ω＊が閾値ωｃよりも小さいか否かが判断される。指令値ω＊が閾値ωｃよりも小さければ分岐「Ｙｅｓ」に従ってステップＳ１０６の増磁処理が実行される。モータ１の逆起電力の影響は小さく、トルクの増大を優先させるためである。
【００３９】
指令値ω＊が閾値ωｃ以上であれば、指令値ω＊は低下するものの、増磁処理によってモータ１の逆起電力を増大させることは望まれない。よって分岐「Ｎｏ」に従って当該ルーチンは終了し、処理はメインルーチンに復帰する。なお、増磁処理と減磁処理とでは、閾値ωｃを異ならせてもよい。
【００４０】
図８は増磁処理と減磁処理の概要を示すベクトル図である。横軸および縦軸にはそれぞれｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑを採用し、両者の単位を揃えた。ｄ軸電流ｉｄは電流ｉａのうち界磁磁束φｒと同相の成分であり、ｑ軸電流ｉｑは電流ｉａのうち界磁磁束φｒに対して９０度で進相する成分である。電流ｉａを示す電流ベクトルは、ｉｄ＝ｉｑ＝０となる原点Ｏを始点とすると、終点は上限値ｉａ０を半径とする円の内部に留められる。
【００４１】
領域Ｍ０は増磁処理も減磁処理も行われないときに、電流ｉａの終点が存在する領域である。界磁磁束φｒの大きさを変えないで電機子鎖交磁束を低下させる、いわゆる弱め磁束制御で採用される電流ｉａの終点も領域Ｍ０に存在する。
【００４２】
領域Ｍｍは減磁処理を行うときに電流ｉａの終点が存在する領域である。領域Ｍｍではｄ軸電流ｉｄが負であり、値ｉｄｍよりも小さい。値ｉｄｍは、弱め磁束制御で採用されるｄ軸電流ｉｄの絶対値よりも更に絶対値が大きな負の値である。
【００４３】
このように絶対値が大きな負の値を有するｄ軸電流ｉｄにより、残留磁束密度Ｂｒ１が不可逆的に減少し、界磁磁束φ１が低下する。よって一旦、減磁処理が行われれば増磁処理が行われない限り、減少した残留磁束密度Ｂｒ１は維持される。
【００４４】
領域Ｍｐは増磁処理を行うときに電流ｉａの終点が存在する領域である。領域Ｍｐではｄ軸電流ｉｄが正であり、値ｉｄｐよりも大きい。このように大きな正の値を有するｄ軸電流ｉｄにより、残留磁束密度Ｂｒ１が不可逆的に増大し、界磁磁束φ１が増大する。よって一旦、増磁処理が行われれば減磁処理が行われない限り、増大した残留磁束密度Ｂｒ１は維持される。
【００４５】
増磁処理および減磁処理のいずれも、ｄ軸電流ｉｄの絶対値を増大させる。ｑ軸電流ｉｑはモータ１のトルクに寄与するので、これを維持して増磁処理および減磁処理のいずれを行っても、電流ｉａの振幅が増大する（但し本実施の形態においてｑ軸電流ｉｑの維持は必須ではない）。そしてこのように増大する振幅も上限値ｉａ０未満（あるいは上限値ｉａ０以下：以下同様）に設定される。
【００４６】
図９は電流Ｉ１，Ｉ２のそれぞれの振幅｜Ｉ１｜，｜Ｉ２｜を示すグラフである。振幅｜Ｉ１｜は実線で描かれ、振幅｜Ｉ２｜は破線で描かれる。但し、図３に示されたように、電流Ｉ１が周期的に極大値を呈する場合について示された。図９では電流Ｉ１が極大値を採るタイミングを時点ｔＭとして示した。振幅｜Ｉ２｜は電流Ｉ２の波形の包絡線の値として捉えることができる。電流Ｉ２が流れていないときの振幅｜Ｉ１｜は、電流ｉａを検出し、これから振幅｜ｉａ｜を求めることで得られる。
【００４７】
電流Ｉ２は、図９では、振幅｜Ｉ１｜が非常に小さい（ほぼ零）タイミングでのみ流れる。図９ではこのタイミングを時点ｔｍとして示した。電流Ｉ１，Ｉ２の合成である電流ｉａの振幅｜ｉａ｜は、図９においては破線が描かれた期間においてほぼ振幅｜Ｉ２｜と一致し、実線のみ描かれた期間においてほぼ振幅｜Ｉ１｜と一致する。振幅｜ｉａ｜は、電流ｉａの波形の包絡線の値として捉えることができる。
【００４８】
このように、電流Ｉ２を流すタイミングを電流Ｉ１が脈動するタイミングに基づいて設定することにより、振幅｜ｉａ｜を上限値ｉａ０未満に設定し易い。
【００４９】
図９では電流Ｉ２が流れるタイミングは、振幅｜Ｉ１｜が非常に小さい（ほぼ零）時点ｔｍに設定された場合が例示される。なるほど、振幅｜ｉａ｜を上限値ｉａ０未満に設定しつつ振幅｜Ｉ２｜を大きくして増磁処理あるいは減磁処理を行う観点からは、このような時点ｔｍにおいて電流Ｉ２を流すことが望ましい。
【００５０】
しかしながら、振幅｜ｉａ｜が上限値ｉａ０未満となるならば、電流Ｉ２が流れるタイミングは、他のタイミングに選定されてもよい。時点ｔＭ以外で電流Ｉ２を流す場合は、時点ｔＭで電流Ｉ２を流す場合と比較して、振幅｜ｉａ｜を上限値ｉａ０未満にしつつ大きくし易いからである。
【００５１】
換言すると、電流Ｉ１の振幅｜Ｉ１｜が脈動しており、これが極大値を採るタイミングを避けて電流Ｉ２を電機子巻線１２１に供給することが望ましい。このようにした電流ｉａの供給は、制御部４が交流電源２に行わせることができる。かかる供給は、増磁処理あるいは減磁処理を行う場合であっても、モータ１に流れる電流ｉａを低減する観点で望ましい。振幅｜Ｉ１｜が極大値を採るタイミングは、電流Ｉ１の位相から求めることができる。
【００５２】
なお、負荷トルクの変動が小さい場合、図６に示されるように振幅｜Ｉ１｜が平坦な波形を呈する電流Ｉ１を採用すると、電流Ｉ２を流すタイミングを設定しにくい。そこで、負荷トルクの変動が小さい場合であっても、振幅｜Ｉ１｜が脈動する電流Ｉ１を採用する。この場合においても、振幅｜Ｉ１｜は周期的に脈動し、当該脈動の基本周期が負荷トルクの脈動の基本周期と等しく設定される。そして振幅｜Ｉ１｜が極大値を採るタイミングを避けて電流Ｉ２を流す。例えば振幅｜ｉａ｜の平均値｜ｉａ｜バー（図９では符号｜ｉａ｜に上線を付記して示す）が、図６の一定値Ｉｃに等しくなるように電流Ｉ１，Ｉ２が設定される。電流Ｉ２が流れる期間の総和が短い場合、平均値｜ｉａ｜バーに対する振幅｜Ｉ２｜の寄与は小さいので、電流Ｉ２の設定を省略し、平均値｜ｉａ｜バーが一定値Ｉｃに等しくなるように電流Ｉ１のみを設定してもよい。
【００５３】
着磁処理および減磁処理のいずれにおいても、電流Ｉ２を複数のタイミングで繰り返して流してもよい。これは電流Ｉ２を連続して流す期間を短くして交流電源２やモータ１の発熱を抑制する観点で望ましい。また電流Ｉ２による振幅｜ｉａ｜の増大を抑制しつつも、着磁処理および減磁処理の効果を高める観点でも望ましい。
【００５４】
図１０は増磁処理における振幅｜Ｉ１｜，｜Ｉ２｜と、界磁磁束φｒの大きさ｜φｒ｜とを示すグラフである。横軸には時間ｔを採った。電流Ｉ２が流れるタイミングとして時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）を示した。時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３は時点ｔＭを避け、ここでは図９と同様に、振幅｜Ｉ１｜が非常に小さい（ほぼ零）時点に設定される。
【００５５】
永久磁石１１１は電流Ｉ２が流れる毎に増磁され、大きさ｜φｒ｜は段階的に増大する。大きさ｜φｒ｜がその目標値｜φｒ｜＊を超えると、それ以上の増磁処理は不要であり、電流Ｉ２は流れない。
【００５６】
図１０では大きさ｜φｒ｜が増大することにより、出力トルクに必要な電流Ｉ１の振幅｜Ｉ１｜の極大値は低下することが現れている。よって振幅｜Ｉ１｜の極大値の値から、大きさ｜φｒ｜がその目標値｜φｒ｜＊を超えたか否かを判断することができる。
【００５７】
振幅｜Ｉ１｜の極大値の低下は、交流電源２やモータ１の発熱の低下を招来する。よって振幅｜Ｉ２｜は、電流Ｉ２を流すタイミングが後になるほど（図１０に即して言えば時刻ｔ１よりも時刻ｔ２の方が、時刻ｔ２よりも時刻ｔ３の方が）、大きくすることができる。図１０ではそのような振幅｜Ｉ２｜の増大が現れている。
【００５８】
着磁処理および減磁処理のいずれにおいても、電流Ｉ２を複数のタイミングで流すことは、電流Ｉ２による振幅｜ｉａ｜の増大を抑制しつつも、着磁処理および減磁処理の効果を高める観点でも望ましい。
【００５９】
図１１および図１２は、いずれも増磁処理時の振幅｜ｉａ｜の波形を示すグラフであり、横軸には時間ｔを採った。図１１および図１２は、図６に類似して、電流Ｉ２が流れずに振幅｜ｉａ｜が一定値Ｉｃ１を採っていた状態を想定する。
【００６０】
図１１に示される場合では、振幅｜ｉａ｜がかかる状態にあったところ、時刻ｔ０近傍において電流Ｉ２が流れ、振幅｜ｉａ｜は急激に増大して上限値ｉａ０を超える。その後に、界磁磁束φｒの増大に起因して、出力トルクの維持に必要な電流Ｉ１の振幅｜Ｉ１｜は低下し、振幅｜ｉａ｜が一定値Ｉｃ２を採る。しかしこのように振幅｜ｉａ｜が上限値ｉａ０を超えることは望ましくない。
【００６１】
図１２に示される場合では、振幅｜ｉａ｜が一定値Ｉｃ１を採っていた状態にあったところ、時刻ｔ４，ｔ５，ｔ６近傍において電流Ｉ２が流れ、振幅｜Ｉ１｜は段階的に低下する。このように電流Ｉ２を複数のタイミングで流すことで、電流Ｉ２による振幅｜ｉａ｜の増大を抑制し、振幅｜ｉａ｜が上限値ｉａ０未満となる。
【００６２】
図１０、図１１、図１２の説明から理解されるように、電流Ｉ２を複数のタイミングで流すことによる利点は、振幅｜Ｉ１｜が脈動する場合のみならず、一定値を採る場合においても得られる。
【００６３】
通常、直流電圧Ｖｄｃは平滑化される。しかし、交流電圧Ｖｉの周波数に応じた脈動成分を含む直流電圧Ｖｄｃが生成される場合がある。その例としては、例えば特開２０１４−０２７８０４号公報等で公知であり、いわゆる電解コンデンサレスインバータにおいて採用される。
【００６４】
直流電圧Ｖｄｃが交流電圧Ｖｉの周波数に応じた脈動成分を含む場合には、例えば整流回路３としては全波整流回路が採用される。そして交流電圧Ｖｉが単相交流電圧であった場合、交流電圧Ｖｉの基本周期の半分の周期で、直流電圧Ｖｄｃは大きく脈動する。直流電圧Ｖｄｃが脈動する周波数を直流脈動周波数と仮称する。
【００６５】
直流電圧Ｖｄｃが低いと交流電圧Ｖａｃも低くなり易く、交流電源２は振幅｜Ｉ２｜の大きさを、増磁処理あるいは減磁処理に必要な大きさにすることができない。
【００６６】
図１３および図１４は脈動する直流電圧Ｖｄｃと、振幅｜Ｉ１｜との関係を示すグラフである。横軸には時間ｔを採った。図１３および図１４では直流電圧Ｖｄｃが閾値δ（＞０）以上である第１種期間Ｄと、振幅｜Ｉ１｜が閾値ε（＞０）未満である第２種期間Ｅを併記した。
【００６７】
交流電源２が振幅｜Ｉ２｜の大きさを、増磁処理あるいは減磁処理に必要な大きさにできる観点から。直流電圧Ｖｄｃが閾値δ以上であることが望ましい。閾値δは所定の値に固定して設定してもよいし、直流電圧Ｖｄｃに依存した値であってもよい。閾値δの例として、直流電圧Ｖｄｃの平均値、直流電圧Ｖｄｃの最大値と最小値との相加平均、最大値に基づいた値が挙げられる。このように閾値δを得るために用いる直流電圧Ｖｄｃとしては、その推定値を採用してもよい。
【００６８】
振幅｜ｉａ｜が上限値ｉａ０を超えない観点からは、電流Ｉ２を流すタイミングは、振幅｜Ｉ１｜が閾値εよりも小さいことが望ましい。閾値εは振幅｜Ｉ１｜の極大値以下で選定される。
【００６９】
図１３は第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重ならない状況を示す。図１４は第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重なる状況、特に第１種期間Ｄが第２種期間Ｅに含まれる状況を示す。第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重ならない状況は電流Ｉ２を流すのに適していない。第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重なる状況は電流Ｉ２を流すのに適している。
【００７０】
上述のように振幅｜Ｉ１｜は周期的に脈動する。よって振幅｜Ｉ１｜の脈動する周期が、直流電圧Ｖｄｃが脈動する周期（直流脈動周波数の逆数）の整数倍である場合、第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重なるか否かの関係は時間と共に変化することはない。
【００７１】
そこで第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重複しない状況から第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重なる状況に移行するために、電流Ｉ１の位相を変更することを一つの手法として例示する。
【００７２】
図１５は電流Ｉ１の位相を変更する位相シフト処理のルーチンを示すフローチャートである。当該ルーチンは例えば不図示のメインルーチンに対する割り込み処理であり、割り込み処理によって開始し、当該ルーチンの終了により処理はメインルーチンに復帰する。当該ルーチンは、例えばメインルーチンと共に、制御部４で行われる。
【００７３】
位相シフト処理が開始すると、まずステップＳ２０１が実行される。ステップＳ２０１では第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重なる期間が存在するか否かが判断される。第１種期間Ｄは直流電圧Ｖｄｃと閾値δとの比較によって、第２種期間Ｅは振幅｜ｉａ｜と閾値εとの比較によって、それぞれ求められる。第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとは直流電圧Ｖｄｃや振幅｜ｉａ｜を検出して求めることができる。あるいはＶｄｃ≧δとなる直流電圧Ｖｄｃの位相や、｜Ｉ１｜＜εとなる位相を予め計算して求めておき、それらの位相から第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとを求めてもよい。
【００７４】
ステップＳ２０１の判断が肯定的であれば、分岐「Ｙｅｓ」に従って処理はステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重なる期間で電流Ｉ２を流す。ステップＳ２０２が実行されれば当該ルーチンは終了し、処理はメインルーチンに復帰する。
【００７５】
ステップＳ２０１の判断結果が否定的であれば、第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重ならない事象が発生しており、分岐「Ｎｏ」に従って処理はステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３は計数を増加させる。この計数は例えば制御部４において行われる。ステップＳ２０３の処理の後、ステップＳ２０４が実行される。
【００７６】
ステップＳ２０４では計数がＫ回を越えたか否かが判断される。ステップＳ２０４の判断が否定的であれば当該ルーチンは終了し、処理はメインルーチンに復帰する。ステップＳ２０４の判断が肯定的であれば、即ち上記の事象がＫ回を越えて検出されれば処理はステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５において電流Ｉ１の位相をシフトする。その後の処理はステップＳ２０６に進む。
【００７７】
ステップＳ２０６ではステップＳ２０３で増加された計数が初期化される。例えばステップＳ２０３での計数増加は値１の増加であり、ステップＳ２０６での初期化は計数を０にすることであり、ステップＳ２０４の判断は計数された値がＫであるか否かの判断である。
【００７８】
ステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理は、第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重ならない事象が発生していることを確認する精度を、高める処理であると言える。
【００７９】
電流Ｉ１の位相をシフトする最小量は、例えば第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとに依存して設定することができる。電流Ｉ１の位相をシフトする最大量は、例えば負荷トルクの波形と振幅｜Ｉ１｜の波形に依存して設定することができる。
【００８０】
電流Ｉ１の位相がシフトする量が大きいと、負荷トルクが極大となるタイミングと振幅｜Ｉ１｜が極大値を採るタイミングとがずれる量も大きいからである。但し、このようなタイミングのずれは、負荷トルクの変動が小さくても振幅｜Ｉ１｜を脈動させる場合には重要ではない。上述のように平均値｜ｉａ｜バーが所定値を得ていれば足りるからである。よって負荷トルクの変動が小さい場合には電流Ｉ１の位相がシフトする量の最大値を定めなくてもよい。
【００８１】
図１６は変動する直流電圧Ｖｄｃと、振幅｜Ｉ１｜との関係を示すグラフである。横軸には時間ｔを採った。図１６では振幅｜Ｉ１｜が脈動する周波数が直流脈動周波数ではない場合を示す。このような場合、第１種期間と第２種期間とが重なるか否かの関係は時間と共に変化する。
【００８２】
具体的には第１種期間のうち図１６において最も左側に図示された第１種期間Ｄ１は、第２種期間のうち図１６において最も左側に図示された第２種期間Ｅ１と、近接するが重複はしない。よって第２種期間Ｅ１は電流Ｉ２を流す期間として適していない。
【００８３】
第１種期間のうち図１６において中央に図示された第１種期間Ｄ２は、第２種期間のうち図１６において中央に図示された第２種期間Ｅ２に含まれる。よって第２種期間Ｅ２は電流Ｉ２を流す期間として適する。
【００８４】
第１種期間のうち図１６において右側に図示された第１種期間Ｄ３は、第２種期間のうち図１６において右側に図示された第２種期間Ｅ３と重なる。よって第１種期間Ｄ３と第２種期間Ｅ３とが重なる期間は電流Ｉ２を流す期間として適する。
【００８５】
上述のように、振幅｜Ｉ１｜が脈動する基本周期は、負荷トルクの脈動の基本周期と等しく設定される。よって回転速度ωを周波数に換算した値（モータ１の回転周波数である）が、直流脈動周波数と異なっていることは、第１種期間と第２種期間とが重なる期間を得やすくする観点で望ましい。また、閾値δ，εの値によっては、回転周波数が直流脈動周波数の整数分の１である（直流脈動周波数を速度に換算した値ω０を導入すると、ω＝ω０／Ｎ：Ｎは１以上の整数）ときを避けることが望ましい。ω＝ω０／Ｎの関係にあれば、第１種期間と第２種期間とが重なるか否かの関係は時間と共に変化することはないからである。
【００８６】
図１７は回転速度ωと、その指令値ω＊との関係を例示するグラフである。横軸には時間ｔを採った。縦軸では回転速度ωと指令値ω＊とのいずれについても周波数に換算した値を示している。以下の説明でもこれらの値について周波数に換算した説明を行う場合がある。
【００８７】
例えば直流脈動周波数が１００Ｈｚであるとする。これは交流電圧Ｖｉｎが単相であってその周波数が商用周波数５０Ｈｚであり、整流回路３として全波整流回路が採用された場合に生じ得る。
【００８８】
時刻ｔ７において指令値ω＊に相当する周波数は３０Ｈｚから６０Ｈｚに移行する。これに伴い、回転速度ωに相当する周波数は時刻ｔ７から時間の経過と共に上昇し、時刻ｔ９において６０Ｈｚとなる。
【００８９】
このような回転速度ωの上昇に対して減磁処理が行われる場合、回転周波数が５０のときに、電流Ｉ２を流すことは望ましくない。第１種期間と第２種期間とが重なる期間を得にくいからである。
【００９０】
図１７の例示では時刻ｔ７と時刻ｔ９との間の時刻ｔ８において回転周波数は４０Ｈｚであり、このときω＝ω０・（４／５）であって、ω＝ω０／Ｎの関係にはない。よってこのときに電流Ｉ２を流すことが望ましい。
【００９１】
図１７では時刻ｔ８の前後において回転周波数が４０Ｈｚに一定期間で維持されている場合が例示される。しかし、必ずしもかかる一定期間の維持は要しない。
【００９２】
回転速度ωの下降に対して増磁処理が行われる場合も同様に、ω＝ω０／Ｎの関係にはない。よってこのときに電流Ｉ２を流すことが望ましい。
【００９３】
図１８はモータ１が回転している途中に増磁処理あるいは減磁処理を行う途中増減磁処理のルーチンを示すフローチャートである。当該ルーチンは例えば不図示のメインルーチンに対する割り込み処理であり、割り込み処理によって開始し、当該ルーチンの終了により処理はメインルーチンに復帰する。当該ルーチンは、例えばメインルーチンと共に、制御部４で行われる。
【００９４】
途中増減磁処理が開始するとまずステップＳ３０１が実行される。ステップＳ３０１ではモータ１が回転中であるか否かが判断される。具体的には回転速度ωが所定の正の閾値を超えているか否かが判断される。かかる判断は例えば不図示の位置センサを用いて判断してもよいし、測定された電流ｉａを用いて判断することもできる。
【００９５】
ステップＳ３０１の判断結果が否定的であれば増磁処理および減磁処理を行わないので、当該ルーチンは終了し、処理はメインルーチンに復帰する。当該判断が肯定的であれば、処理はステップＳＳ３０２に進む。
【００９６】
ステップＳ３０２では指令値ω＊が変更されたか否かが判断される。ステップＳ３０２の判断結果が否定的であれば増磁処理および減磁処理を行わないので、当該ルーチンは終了し、処理はメインルーチンに復帰する。当該判断結果が肯定的であれば処理はステップＳＳ３０３に進む。
【００９７】
メインルーチンでは指令値ω＊に向けて回転速度ωを変更する処理が行われる。このような回転速度を変更する処理は、周知の技術であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００９８】
ステップＳ３０３ではω＝ω０／Ｎの関係にあるか否かが判断される。ステップＳ３０３の判断結果が否定的であれば、電流Ｉ２を流すのに適した状態が得にくいので、増磁処理および減磁処理を行わずに当該ルーチンは終了し、処理はメインルーチンに復帰する。
【００９９】
ステップＳ３０３の判断結果が肯定的であれば、電流Ｉ２を流すのに適した状態が得やすいので、ステップＳ３０４において電流Ｉ２を流す処理が行われる。もちろん、ステップＳ３０４においても、Ｓ３０３の判断結果が肯定的であったことのみを契機として電流Ｉ２を流すのではなく、第１種期間と第２種期間とが重なる期間において電流Ｉ２を流す。通常、メインルーチンによって回転速度ωが変更される速度よりも、回転周波数や直流脈動周波数の方が高いので、ステップＳ３０３の判断結果が否定的な状態で第１種期間と第２種期間とが重なる期間において電流Ｉ２を流すことは、容易に実現される。
【０１００】
下記の場合においては、ステップＳ３０３で肯定的な判断が得られるタイミングが存在する。よって途中増減磁処理では、ステップＳ３０３で否定的な判断が得られたときにステップＳ３０４を実行する。
【０１０１】
(i)指令値ω＊を周波数に換算した値（「回転周波数指令値」と称す）が直流脈動周波数、または直流脈動周波数の整数分の一の周波数である分周脈動周波数へと、他の値から変更される場合；
(ii)回転周波数指令値が直流脈動周波数、または分周脈動周波数から他の周波数へと変更される場合；
(iii)回転周波数指令値が直流脈動周波数または分周脈動周波数を跨いで変更される場合。
【０１０２】
上記(i)の場合とは、例えば直流脈動周波数が１００Ｈｚであって、回転周波数指令値が８０Ｈｚから１００Ｈｚへ、あるいは１２０Ｈｚから１００Ｈｚへ変更される場合である。このような場合には、回転速度ωが指令値ω＊に一致する前にステップＳ３０４が実行される。
【０１０３】
上記(ii)の場合とは、例えば直流脈動周波数が１００Ｈｚであって、回転周波数指令値が１００Ｈｚから８０Ｈｚへ、あるいは１００Ｈｚから１２０Ｈｚへ変更される場合である。このような場合には、回転速度ωが指令値ω＊に一致してからステップＳ３０４を実行してもよい。
【０１０４】
上記(iii)の場合とは、例えば直流脈動周波数が１００Ｈｚであって、回転周波数指令値が３０Ｈｚから６０Ｈｚへ変更される場合（図１７で例示）、あるいは６０Ｈｚから３０Ｈｚへ変更される場合である。これらの場合、回転速度ωが変更される途中において回転周波数が５０Ｈｚとなるときがあるが、ステップＳ３０３，Ｓ３０４によって、回転周波数が５０Ｈｚとなるときを避けて電流Ｉ２を流す。
【０１０５】
負荷トルクを暫時低下させ、負荷トルクが低下しているときに減磁処理や増磁処理を行ってもよい。負荷トルクが低下しているときには振幅｜Ｉ１｜を低減できるからであり、電流Ｉ２を流しても振幅｜ｉａ｜を上限値ｉａ０未満に設定し易い。よって負荷トルクを暫時低下させて減磁処理や増磁処理を行う場合、電流Ｉ２を流すタイミングは、必ずしも振幅｜Ｉ１｜が極大値を採るタイミングを避けることを要しない。
【０１０６】
図１９は、負荷トルクを暫時低下させる減磁処理である負荷操作減磁処理を例示するフローチャートである。負荷操作減磁処理は残留磁束変更処理（図７）のステップＳ１０４における減磁処理として採用することができる。
【０１０７】
負荷操作減磁処理が開始すると、まずステップＳ４０１において負荷トルクを低下させる。そしてステップＳ４０２において電流Ｉ２を流して減磁する。そしてステップＳ４０３において負荷トルクを上昇させ、例えば元の負荷トルクに戻す。そしてステップＳ４０４で回転速度ωを上昇させる。ステップＳ４０４の実行後は処理が残留磁束変更処理へ復帰する。
【０１０８】
ステップＳ４０４における回転速度ωの上昇に先だってステップＳ４０２で減磁処理が行われるので、回転速度ωの上昇による逆起電力の増大を抑制できる。
【０１０９】
図２０は、負荷トルクを暫時低下させる増磁処理である負荷操作増磁処理を例示するフローチャートである。負荷操作増磁処理は残留磁束変更処理（図７）のステップＳ１０６における増磁処理として採用することができる。
【０１１０】
負荷操作増磁処理が開始すると、まずステップＳ５０１において負荷トルクを低下させる。そしてステップＳ５０２において回転速度ωを低下させる。そしてステップＳ５０３において電流Ｉ２を流して増磁する。そしてステップＳ５０４において負荷トルクを上昇させ、例えば元の負荷トルクに戻す。ステップＳ５０４の実行後は処理が残留磁束変更処理へ復帰する。
【０１１１】
ステップＳ５０２において回転速度ωが低下してからステップＳ５０３で増磁処理が行われるので、逆起電力の増大を伴わずに増磁処理ができる。
【０１１２】
図２１は冷凍回路９の構成を例示するブロック図である。冷凍回路９は負荷９１としての圧縮機、凝縮器９２、膨張弁９３、蒸発器９４を備え、冷媒Ｆがこれらをこの順に循環する。圧縮機は冷媒Ｆを吸入口９１１から吸入し、これを圧縮して吐出口９１２から吐出する。
【０１１３】
凝縮器９２、蒸発器９４はいずれも熱交換器によって実現できる。膨張弁９３は冷媒を膨張させる程度を調整するので、圧縮機から吐出される冷媒Ｆの圧力と圧縮機に吸入される冷媒Ｆの圧力との差である圧力差を、圧縮機の外部で調整する機構である圧力差調整機構として機能する。
【０１１４】
負荷トルクは圧縮機の駆動に必要なトルクであり、当該トルクは上述の圧力差に依存するので、上述のステップＳ４０１，Ｓ４０２，Ｓ５０１，Ｓ５０４は、膨張弁９３の開度を調整することによって実現できる。
【０１１５】
膨張弁９３は、制御信号Ｋ１によってその開度が調整される。制御信号Ｋ１は冷凍回路９の制御に通常用いられる技術で生成できる。ここでは制御信号Ｋ１は圧力調整回路５ａによって生成される場合を例示した。圧力調整回路５ａは、モータ駆動装置１０に備えられる場合が例示される。
【０１１６】
圧力調整回路５ａは、制御部４におけるステップＳ１０３，Ｓ１０５の判断結果を得て、Ｓ４０１，Ｓ４０２，Ｓ５０１，Ｓ５０４のための制御信号Ｋ１を生成し、膨張弁９３に与える。制御部４は、圧力調整回路５ａから制御信号Ｋ１についての情報を得て、これから負荷トルクの低下を認識してステップＳ４０２，Ｓ５０２の処理を行う。
【０１１７】
あるいは圧力差調整機構として、凝縮器９２を機能させてもよい。凝縮器９２において冷媒Ｆが凝縮する程度は、上述の圧力差を左右するからである。
【０１１８】
図２２は凝縮器９２の内部構成をその周辺と共に示すブロック図である。凝縮器９２は熱交換器９２１とファン９２２とを有する。ファン９２２は、制御信号Ｋ２によってその風量が調整される。制御信号Ｋ２は冷凍回路９の制御に通常用いられる技術で生成できる。ここでは制御信号Ｋ２は圧力調整回路５ｂによって生成される場合を例示した。圧力調整回路５ｂは、モータ駆動装置１０に備えられる場合が例示される。
【０１１９】
圧力調整回路５ｂは、制御部４におけるステップＳ１０３，Ｓ１０５の判断結果を得て、Ｓ４０１，Ｓ４０２，Ｓ５０１，Ｓ５０４のための制御信号Ｋ２を生成し、ファン９２２に与える。制御部４は、圧力調整回路５ｂから制御信号Ｋ２についての情報を得て、これから負荷トルクの低下を認識してステップＳ４０２，Ｓ５０２の処理を行う。
【０１２０】
負荷トルクに拘らず出力トルクを低下させれば振幅｜Ｉ１｜を小さくできる。よって出力トルクを暫時低下させて減磁処理や増磁処理を行う場合、電流Ｉ２を流すタイミングは、必ずしも振幅｜Ｉ１｜が極大値を採るタイミングを避けることを要しない。
【０１２１】
図２３は出力トルクを暫時低下させる増磁処理あるいは出力トルクを暫時低下させる減磁処理として採用される出力操作増減磁処理を例示するフローチャートである。出力操作増減磁処理は残留磁束変更処理（図７）のステップＳ１０４における減磁処理、あるいはステップＳ１０６における増磁処理として採用することができる。
【０１２２】
出力操作増減磁処理が開始すると、まずステップＳ７０１において電流Ｉ１のｑ軸成分（ｑ軸電流ｉｑ）を減少させる。これによって出力トルクは減少する。そしてステップＤ７０２において電流Ｉ２を流し、残留磁束密度Ｂｒ１を不可逆的に変更する。そしてステップ７０３において電流Ｉ１のｑ軸成分（ｑ軸電流ｉｑ）を増大させる。これにより出力トルクは増大し、例えば元の出力トルクに戻る。
【０１２３】
出力操作増減磁処理が減磁処理として採用され、出力トルクが暫時低下してから元に戻る場合、振幅｜Ｉ１｜（あるいは振幅｜ｉａ｜）は減磁処理の前よりも増大し易い。これは界磁磁束φ１の低下による出力トルクの低下分を補うために、ｑ軸電流ｉｑが増大するからである。
【０１２４】
逆起電力は電機子鎖交磁束の大きさと回転速度との積に比例する。逆起電力を低下させるためにいわゆる弱め磁束制御を行うことが周知である。具体的には、回転速度ωを上昇させるとき、界磁磁束φｒを低下させずに電機子鎖交磁束を低下するように、電流Ｉ１のｄ軸成分を小さくする。これにより逆起電力が低下する。弱め磁束制御において減磁処理を行うことは、交流電圧Ｖａｃと逆起電力との差を広げて電流Ｉ２を流し易くする観点から望ましい。
【０１２５】
図２４は弱め磁束制御において減磁処理を行う、弱め磁束減磁処理を示すフローチャートである。弱め磁束減磁処理は残留磁束変更処理（図７）のステップＳ１０４における減磁処理として採用することができる。
【０１２６】
弱め磁束減磁処理が開始するとまずステップＳ６０１が実行される。ステップＳ６０１では電流Ｉ１のｄ軸成分を減少（絶対値を大きくする）させ、電機子鎖交磁束の大きさを低下させる。これにより逆起電力は低下する。このときの電流Ｉ１は残留磁束密度Ｂｒ１を不可逆的に変更しない。
【０１２７】
次にステップＳ６０２において、電流Ｉ２を流して残留磁束密度Ｂｒ１を不可逆的に減少させる。そしてステップＳ６０３において回転速度ωを上昇させる。
【０１２８】
制御部４は、例えばマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ（換言すれば手順）を実行する。上記記憶装置は、例えばＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable ROM)等）などの各種記憶装置の一つまたは複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、制御部４はこれに限らず、制御部４によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段または各種機能の一部または全部をハードウェアで実現しても構わない。
【０１２９】
図２５は永久磁石１１１，１１２の磁化曲線を示すグラフである。横軸には磁界Ｈを、縦軸には磁束密度Ｂを採用した。曲線Ｌ１１，Ｌ１２は永久磁石１１１，１１２の磁化曲線であり、曲線Ｌ１１，Ｌ１２は永久磁石１１１，１１２の磁化曲線である。
【０１３０】
曲線Ｌ１１は増磁処理の後の磁化曲線を示し、曲線Ｌ１２は減磁処理の後の磁化曲線を示す。永久磁石１１１が有する残留磁束密度Ｂｒ１は、曲線Ｌ１１，Ｌ１２に対応してそれぞれ残留磁束密度Ｂｒ１Ｍ，Ｂｒ１ｍ（＜Ｂｒ１）として示されている。永久磁石１１２が有する残留磁束密度Ｂｒ２も併記した。
【０１３１】
変更磁界Ｈ２の絶対値は、残留磁束密度Ｂｒ２を不可逆的に変更しないように、保磁力Ｈｃ２の絶対値よりも小さいことが望ましい。他方、残留磁束密度Ｂｒ１に影響を与えるように、保磁力Ｈｃ１の絶対値よりも大きいことが望ましい。よって大まかには変更磁界Ｈ２は保磁力Ｈｃ１，Ｈｃ２の間の領域Ｑから値が採用される。
【０１３２】
但し、変更磁界Ｈ２に採用されるべき正確な値は、保磁力のみから求められるのではなく、クニック点なども考慮して定められることが望ましい。
【０１３３】
なお、永久磁石１１２は本実施の形態において必須ではない。モータ１が備える永久磁石の残留磁束密度の不可逆的な変更は、不可逆的に変更されない残留磁束密度を有する永久磁石の存在を前提としないからである。永久磁石１１２が設けられる場合と比較して、永久磁石１１２が設けられない場合には、変更磁界Ｈ２の絶対値の上限は緩和される。
【０１３４】
上記に説明したように、モータ駆動装置１０は、モータ１を駆動する装置である。モータ１は界磁子１１と、電機子１２とを有する。界磁子１１は永久磁石１１１を有する。永久磁石１１１は残留磁束密度Ｂｒ１を有する。
【０１３５】
電機子１２は電機子巻線１２１を有する。電機子巻線１２１に交流の電流Ｉ１が流れて交番磁界Ｈ１を発生させる。電流Ｉ２が流れて変更磁界Ｈ２を発生させる。電機子１２は、交番磁界Ｈ１によって界磁子１１に対して相対的に回転する。変更磁界Ｈ２は残留磁束密度Ｂｒ１を不可逆的に変更する磁界である。
【０１３６】
モータ駆動装置１０は、交流電源２と、制御部４とを備える。交流電源２は、電流Ｉ１，Ｉ２を電機子巻線１２１に供給する。制御部４は交流電源２に対し、電流Ｉ１の振幅｜Ｉ１｜を脈動させ、振幅｜Ｉ１｜が極大値を採る時点ｔＭを避けて電流Ｉ２を電機子巻線１２１に供給させる。よって電流Ｉ１，Ｉ２の合成である電流ｉａの振幅｜ｉａ｜が低減される。
【０１３７】
モータ１は冷凍回路９に備えられ、冷凍回路９を循環する冷媒Ｆを圧縮する圧縮機に採用される。この場合、冷凍回路９には、圧縮機から吐出される冷媒Ｆの圧力と圧縮機に吸入される冷媒Ｆの圧力との差である圧力差を当該圧縮機の外部で調整する圧力差調整機構も備えられる。圧力差調整機構としては膨張弁９３や凝縮器９２を採用できる。
【０１３８】
モータ駆動装置１０は、交流電源２と、制御部４とを備える。但し制御部４は交流電源２に対し、電流Ｉ１の振幅｜Ｉ１｜を脈動させたり、振幅｜Ｉ１｜が極大値を採る時点ｔＭを避けて電流Ｉ２を電機子巻線１２１に供給させることは前提ではない。
【０１３９】
圧力差調整機構によって上述の圧力差が低下してから（ステップＳ４０１，Ｓ５０１参照）、制御部４は交流電源２に対して、電流Ｉ２を電機子巻線１２１に供給させる（ステップＳ４０２，Ｓ５０３参照）。上述の圧力差の低下を圧力差調整機構に行わせるために圧力調整回路５を設けてもよい。ステップＳ４０１，Ｓ５０１は、制御部４が圧力調整回路５に対して制御信号Ｋ１，Ｋ２を生成させ、圧力差調整機構に与えさせる処理として捉えることもできる。
【０１４０】
上述の圧力差の低下は、モータ１の負荷トルクの低下を招き、振幅｜Ｉ１｜を低減できる。
【０１４１】
制御部４は交流電源２に対し、電流Ｉ２を電機子巻線１２１に繰り返し供給させてもよい。これにより電流Ｉ２を連続して流す期間を短くして交流電源２やモータ１の発熱が抑制される。電流Ｉ２による振幅｜ｉａ｜の増大を抑制しつつも、着磁処理および減磁処理の効果が高められる。
【０１４２】
なお、振幅｜Ｉ１｜が極大値を採る時点ｔＭを避けて電流Ｉ２を電機子巻線１２１に供給させることは、電流Ｉ２を電機子巻線１２１に繰り返し供給させることの前提ではない。
【０１４３】
制御部４は交流電源２に対し、交番磁界Ｈ１によって残留磁束密度Ｂｒ１を不可逆的に変更することなく電機子鎖交磁束を弱めてから（ステップＳ６０１参照）、電流Ｉ２を電機子巻線１２１に供給させてもよい（ステップＳ６０２参照）。
【０１４４】
電機子鎖交磁束が低下することで逆起電力が低下する。よって弱め磁束制御における減磁処理では電流Ｉ２を流し易い。
【０１４５】
例えば交流電源２は直流電圧Ｖｄｃを交流電圧Ｖａｃに変換して電流Ｉ１，Ｉ２を生成する。制御部４は交流電源２に対し、Ｖｄｃ≧δ（＞０）となる第１種期間Ｄ内に、電流Ｉ２を供給させる（ステップＳ２０２参照）。直流電圧Ｖｄｃが大きいと交流電圧Ｖａｃも大きくなり易く、電流Ｉ２を流し易い。
【０１４６】
制御部４は交流電源２に対して、第１種期間Ｄと、｜ｉ１｜＜ε（但しεは振幅｜Ｉ１｜の極大値以下で正）である第２種期間Ｅとが重ならない事象が、所定回数Ｋ以上の回数で検出された場合（ステップＳ２０４参照）、電流Ｉ１の位相をシフトさせる（ステップＳ２０５参照）。また第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重なる期間において交流電源２に対して電流Ｉ２を供給させる（ステップＳ２０２参照）。第１種期間Ｄでは直流電圧Ｖｄｃが大きいので電流Ｉ２を流し易く、第２種期間Ｅでは振幅｜ｉ１｜が小さいので電流Ｉ２を流しても振幅｜ｉａ｜の増大は抑制される。よって第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重なる期間において電流Ｉ２が流れることが望ましい。
【０１４７】
制御部４は、モータ１の回転中にモータの回転速度ωを周波数に換算した値が、直流脈動周波数または分周脈動周波数であるときを避けて交流電源２に対して電流Ｉ２を供給させる（ステップＳ３０４参照）。これにより第１種期間Ｄと第２種期間Ｅとが重なる期間が得やすい。
【０１４８】
界磁子１１は残留磁束密度Ｂｒ２を有する永久磁石１１２を更に備えてもよい。永久磁石１１１，１１２が界磁磁束φｒを発生させる。変更磁界Ｈ２は残留磁束密度Ｂｒ２を不可逆的に変更しない。
【０１４９】
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。上述の各種の実施形態および変形例は相互に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１  モータ
２  交流電源
４  制御部
９  冷凍回路
１０  モータ駆動装置
１１  界磁子
１２  電機子
９１  負荷
９２  凝縮器
９３  膨張弁
１１１，１１２  永久磁石
１２１  電機子巻線
Ｂｒ１，Ｂｒ２  残留磁束密度
Ｄ  第１種期間
Ｅ  第２種期間
Ｆ  冷媒
Ｈ１  交番磁界
Ｈ２  変更磁界
Ｉ１，Ｉ２  電流
Ｖａｃ  交流電圧
Ｖｄｃ  直流電圧
δ，ε  閾値
φｒ  界磁磁束
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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