(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路に接続された低温で減磁が生じやすい永久磁石と複数の巻線とを有する電動機と、
前記永久磁石が増磁する方向に無効電流を流す暖機運転モードと、
前記永久磁石の位置を推定又は検出する永久磁石位置検出手段と、を備え、
起動時、前記永久磁石位置検出手段によって前記永久磁石の位置を推定又は検出した後に、前記永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて前記暖機運転モードを行い、
前記暖機運転モード終了後にセンサレス駆動を行う永久磁石電動機駆動装置。
【請求項２】
直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路に接続された低温で減磁が生じやすい永久磁石と複数の巻線とを有する電動機と、
前記永久磁石が増磁する方向に無効電流を流す暖機運転モードと、
前記永久磁石の位置を推定又は検出する永久磁石位置検出手段と、を備え、
起動時、前記永久磁石位置検出手段によって前記永久磁石の位置を推定又は検出した後に、前記永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて前記暖機運転モードを行い、
前記暖機運転モード時にセンサレス駆動を行う永久磁石電動機駆動装置。
【請求項３】
前記電動機の温度、前記暖機運転モード開始からの時間、若しくは、前記電動機への印加電圧と電流より推定した抵抗値の温度換算値に基づいて、前記暖機運転モードを終了することを特徴とする請求項１又は２に記載の永久磁石電動機駆動装置。
【請求項４】
前記永久磁石は、フェライト磁石であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の永久磁石電動機駆動装置。
【請求項５】
前記電動機によって駆動される圧縮機と、
前記圧縮機の温度を検出する温度検出器と、を備え、
前記圧縮機の温度が所定の温度以下の時に前記暖機運転モードを行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の永久磁石電動機駆動装置を備えた空調機。
【請求項６】
前記圧縮機の吸入前の配管と前記圧縮機の吐出後の配管とを連通するバイパス配管部とを備え、
前記圧縮機の温度が所定の温度以下の時、前記バイパス配管部を介して前記圧縮機の吐出後の配管から出た冷媒を前記圧縮機の吸入前の配管に流すことを特徴とする請求項５に記載の空調機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＷＭ制御方式を用いた永久磁石電動機およびそれを用いた駆動システムに関し、特に永久磁石電動機の起動時の減磁抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、永久磁石電動機には、小型・高効率化のため、高性能なネオジウム磁石が使用されている。しかし、希土類元素は高価であるため、希土類元素を使用するネオジウム磁石は価格を押し上げる要因となっている。
【０００３】
これに対して、フェライト磁石を使用した永久磁石電動機は、ネオジウム磁石を使用した永久磁石電動機に比べて価格を下げることができる。しかし、フェライト磁石は低温になるほど減磁耐力が弱くなる。そのため、低温の環境下で電動機の起動を行うと、電動機電流により発生する磁界によって、磁石が永久減磁し、本来の電動機出力を出せなくなる可能性がある。
【０００４】
このようなフェライト磁石の低温時の電動機電流による減磁を抑制する手法の一つとして、特許文献１に温度によって電動機に流れる電流の電流制限値を小さくする方式が提案されている。また、特許文献２に低温時にヒータ等を用いて電動機を加熱する方式が提案されている。
【０００５】
一方、永久磁石電動機の停止時において、位置センサを用いずに磁極位置を推定して起動を行う手法として、電動機の磁気飽和特性を利用した方式が提案されており、例えば、特許文献３に開示されているインバータの非通電相の端子電圧の変化を用いた方式や、特許文献４に開示されている高周波の印加電圧パルスに対する電動機電流の変化を用いた方式などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３６０５４号公報
【特許文献２】特開２００２−３５４８８８号公報
【特許文献３】特開２００９−１８９１７６号公報
【特許文献４】特開２０１１−０５０１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の温度によって電動機に流れる電流の電流制限値を小さくする方式では、低温下でフェライト磁石を減磁することなく電動機を起動することが可能となるが、駆動条件によっては、電動機が起動に必要な動力を出力することができなくなる。
【０００８】
また、特許文献２のヒータもしくはインバータからの高周波電流を用いて電動機を加熱する方式では、電動機を加熱することで低温時にも常温時とおなじ方式で起動が可能となるが、ヒータ等の加熱装置が必要となり、部品点数の増加及びコストアップの要因となる。
【０００９】
また、特許文献３及び特許文献４は、電動機が停止状態から磁極位置の検出が可能であり、停止状態からの安定した起動が可能であるが、フェライト磁石の低温時の起動法に関しては開示していない。
【００１０】
本発明の課題は、低温で減磁が生じやすい磁石の低温減磁を防ぎつつ、追加部品を設けずに電動機を暖めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路に接続された低温で減磁が生じやすい永久磁石と複数の巻線とを有する電動機と、マグネットトルクの出力が最大となる角度を基準としてマイナス９０度からプラス９０度の範囲に無効電流を流す暖機運転モードと、永久磁石の位置を推定又は検出する永久磁石位置検出手段と、電動機によって駆動される圧縮機と、を備え、起動時、永久磁石位置検出手段によって永久磁石の位置を推定又は検出した後に、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて暖機運転モードを行い、暖機運転モード終了後に、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて電動機がトルクを発生する方向に有効電流を流す。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、低温減磁を防ぎつつ、巻線で熱が発生する。従って、低温で減磁が生じやすい磁石の低温減磁を防ぎつつ、追加部品を設けずに電動機を暖めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１の永久磁石電動機駆動装置の全体構成図を示すブロック図である。
【図２】フェライト磁石における温度と減磁開始電流を示した概要図である。
【図３】従来方式と実施例１の方式における、起動方式の流れを示した概要図である。
【図４】本発明の実施例１の電動機暖機運転での無効電流の設定例を示した図である。
【図５】高調波電流により電動機を暖機する方式と実施例１の方式の起動方式の流れを示した概要図である。
【図６】実施例１の構成を直流母線電流検出器で電流検出を行い、高調波電圧パルス印加時の電動機電流により磁極位置判定を行う方式に変更した場合の構成図である。
【図７】実施例１の構成を位置検出器で磁極位置判定を行う方式に変更した場合の構成図である。
【図８】本発明の変形例１の起動方式の流れを示した概要図である。
【図９】本実施例２の、実施例１の永久磁石電動機駆動装置を用いた空調機の全体構成図である。
【図１０】本実施例２の構成で、冷媒の循環とバイパス配管による冷媒を圧縮機へ環流する構成の全体概要図である。
【図１１】本実施例２の方式で駆動した場合の室内機吐出温度を示した概要図である。
【図１２】本実施例３の急速暖房指令が要求された場合の室内機吐出温度と電動機電流の関係を示した概要図である。
【図１３】タイマ予約時のタイマ予約時間の場合の圧縮機温度と電動機電流の関係の流れを示した概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第１の実施例を図１から図８を用いて説明する。  
本実施例は、本発明の制御方法を、永久磁石電動機３を駆動する永久磁石電動機駆動装置１に適用した場合であり、増磁方向に無効電流を流す運転モードを有する起動を行う例を説明する。ここで、無効電流とはトルクを発生させない電流をいい、例えば、無効電流と電圧とは９０度の位相差がある。一方、有効電流とはトルクを発生させる電流をいい、例えば、有効電流と電圧とは同位相である。
【００１６】
図１に示すように、永久磁石電動機駆動装置１は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路４と、インバータ回路４に接続された低温で減磁しやすい磁石、例えばフェライト磁石を用いた永久磁石電動機３に流れる電動機電流を検出する相電流検出回路６と、相電流検出回路６で検出された相電流情報６Ａと相電圧検出回路７で検出された相電圧情報７Ａを基に印加電圧指令パルス信号８Ａを用いてインバータ制御を行う制御装置５で構成されている。また、インバータ回路４は、ＩＧＢＴとダイオードなどの半導体スイッチング素子から構成されたインバータ主回路４１と、インバータ制御部８からの印加電圧指令パルス信号８Ａに基づいて主回路のＩＧＢＴへのゲート信号を発生するゲート・ドライバ４２から構成されている。
【００１７】
制御装置５は、相電流検出回路６で検出された相電流情報６Ａと、温度検出部１０で検出された温度情報１０Ａと、磁極位置判定部９で推定された磁極位置情報９Ａとを用いて印加電圧指令パルス情報８Ａを算出するインバータ制御部８と、相電圧検出回路７で検出された相電圧情報７Ａと、インバータ制御部８から出力された印加電圧指令パルス信号８Ａを用いて磁極位置を判別する磁極位置判定部９から構成されている。
【００１８】
図１の構成では、磁極位置判定部９は前述した特許文献３に記載されている方式の構成を示しているが、図６に示す構成のように、直流母線電流検出部と高調波電圧パルスを三相電動機の各相に印加することで磁極位置を推定する特許文献４に記載されている方式の構成でもよく、磁極位置判定部９の構成は停止時に磁極位置を推定できる方式を用いることで実現可能であり、磁極位置推定方式を特定するものではない。また、図７に示す構成のように、位置検出部１４からの位置情報１４Ａから磁極位置を判定する方式でも、本実施例の増磁方向に無効電流を流す運転モードを有する起動を行うことが可能である。
【００１９】
増磁方向に電流を流すことで、トルクを発生させることができる。一方、減磁方向とは増磁方向以外の範囲を言う。
【００２０】
ここで、図２に、永久磁石電動機３に用いたフェライト磁石の温度に対する減磁開始電流の概要図を示す。フェライト磁石は図２に示すとおり、低温になるほど減磁に対する耐性が弱くなるという特性が有る。電動機の駆動保証最低温度をＴMINとし、その温度でフェライト磁石の減磁が開始する減磁開始電流をＩT-MINとした場合、インバータが出力可能な最大電流であるＩINV-MAXがＩT-MINより大きいと、駆動条件によっては低温のＴMIN時に起動を行うとフェライト磁石が減磁する可能性がある。このため、インバータが最大電流ＩINV-MAXを出力しても減磁が起こらない温度であるＴINV-MAXまで電動機のフェライト磁石の温度を加熱することで、低温のＴMIN時でも減磁させることなく起動を行うことができる。
【００２１】
図１および図３を用いて、本発明の起動方式の説明を行う。まず、特許文献３に記載されている起動方式を明確にするため、従来の起動方式を説明する。
【００２２】
従来の起動方式では、電動機への印加電圧と電動機電流から電動機の誘起電圧の位相を推定することで磁極位置推定を行っているため、誘起電圧が小さい状態である電動機の停止から低速駆動域においてはセンサレス駆動を行うことができない。このため、図３（ａ）に示すとおり、磁極の位置によらず、インバータ制御部８から制御上での増磁方向に電流を流し、位置決め運転・同期運転を行うことで、センサレス駆動が可能な領域まで電動機の回転数を上昇させ、センサレス駆動へ切替える起動を行っている。図３（ａ）右側には、磁石の増磁方向をｄ軸、トルクを出力する電流方向をｑ軸とした場合の同期運転区間での電流のベクトル図の概要を示している。
【００２３】
上記した従来の起動方式では、位置決め運転・同期運転区間では磁極位置が不明なため、減磁方向に電動機電流が流れる可能性がある。このため、低温ＴMIN時に電動機電流による減磁を回避するためには、低温ＴMIN時のフェライト磁石の減磁開始電流ＩT-MINより小さな電流値で電動機の起動を行う必要がある。また、駆動条件によっては電流値を制限するため、起動に必要なトルクを出力することができなくなり、電動機の起動ができなくなる可能性がある。また、同期運転からセンサレス駆動への切替え時は制御が不安定となり脱調が発生しやすくなるため、駆動条件によっては切替え時の脱調により電動機に過大な電流が流れ、減磁が発生する可能性もある。
【００２４】
一方、特許文献３に記載されている起動方式では、図３（ｂ）に示す磁極位置推定区間で、インバータ制御部８において電動機の三相巻線のうち通電する二つの相を選択し、パルス幅変調動作によって印加電圧指令パルス信号８Ａを出力する。磁極位置判定部９では、相電圧検出回路７で検出された相電圧情報７Ａのうち、前記印加電圧指令パルス情報８Ａの非通電相の端子電圧を通電相の印加電圧パルス信号に同期してサンプリングを行うことで、磁極位置の判定を行っている。さらに、センサレス駆動区間で、前記サンプリング値の絶対値と基準電圧との比較を行い、比較結果に応じて、通電モードを順次切替えていくことで、図３（ｂ）の電流のベクトル図に示すとおり、トルクに寄与しない無効な電流を流すことなく、停止状態から位置センサを用いずにセンサレス駆動を行うことが可能となる。
【００２５】
上記した特許文献３に記載の起動方式では、磁極位置推定区間終了後、ただちにセンサレス駆動を行っている。このため、図２で示した低温ＴMIN時に起動を行うと、駆動条件によっては、インバータが減磁開始電流ＩT-MIN以上の電流を出力し、フェライト磁石が減磁する可能性がある。
【００２６】
以下では、本発明の起動方式である、増磁方向に無効電流を流す運転モードを有するインバータ制御部８の動作を説明する。
【００２７】
図３（ｃ）に示すように、磁極位置推定区間で磁極位置判定部９では電動機の磁極位置の推定を行う。そして、インバータ制御部８は、磁極位置情報９Ａを用いて、磁石の増磁方向に無効電流を流す運転モードを行い、電動機暖機運転終了後にセンサレス駆動を行う。
【００２８】
図３（ｃ）に示すように、特許文献３に記載の起動方法である磁極位置推定区間とセンサレス駆動区間との間に、磁石の増磁方向に無効電流を流す運転モードである電動機暖機運転区間を設けることで、電動機のフェライト磁石の加熱を行うことが可能となる。
【００２９】
電動機暖機運転区間でフェライト磁石の温度をインバータが出力可能な最大電流ＩINV-MAXが流れても減磁が開始しない温度ＴINV-MAXまで加熱を行うことで、センサレス駆動区間へ移行し、インバータから最大電流ＩINV-MAXが出力された場合でも、フェライト磁石を減磁させることなく駆動することが可能となる。また、磁極位置推定区間で、磁石の増磁方向を判定して無効電流を流すため、低温ＴMIN時の減磁開始電流ＩT-MINより大きなインバータ最大出力電流ＩINV-MAXを電動機のコイルに流しても、フェライト磁石が減磁することなく加熱することが可能となる。
【００３０】
電動機暖機運転区間からセンサレス駆動への切替えは、図４（ａ）に示すように、インバータ制御部８は、永久磁石電動機３の温度検出部１０で検出される温度情報１０Ａと温度Ｔ１との大小を判定し、温度情報１０Ａが温度Ｔ１未満の場合は、設定した無効電流を電動機へ流す電圧印加指令パルス情報８Ａを出力する。一方、温度情報１０Ａが温度Ｔ１以上の場合は、無効電流を０とする電圧印加指令パルス情報８Ａを出力する。言い換えると、永久磁石電動機３の温度が温度Ｔ１未満の場合、インバータ回路４が永久磁石電動機３へ増磁方向に無効電流を出力し、温度Ｔ１以上の場合、インバータ回路４が永久磁石電動機３へ増磁方向に無効電流を出力しない。
【００３１】
なお、切替え時の位置の変動を抑制するため、図４（ｂ）に示すように、無効電流を温度Ｔ２から温度Ｔ３まで一定の割合で変化させる方式でも良い。また、無効電流の切替えをさらにスムーズにするため、図４（ｃ）に示すように、無効電流を温度Ｔ２から温度Ｔ３まで曲線のように割合を変えながら変化させる方式でも良い。
【００３２】
また、永久磁石電動機３の温度情報１０Ａに基づいて無効電流を切替えるのではなく、温度検出部１０を用いることなく、電動機暖機運転を開始してからの時間に基づいて無効電流を切替える構成としてもよい。さらに、温度検出部１０を用いることなく、電動機の印加電圧と電動機電流から電動機の抵抗値を推定し、事前に取得した抵抗値と温度の関係から抵抗値を温度に換算した値に基づいて無効電流を切替える構成としてもよい。
【００３３】
以上の通り、フェライト磁石を用いた永久磁石電動機３を増磁方向に無効電流を流す運転モードを有するインバータ制御部８により加熱することで、低温時にヒータ等の部品を追加することなく電動機暖機運転が可能となる。また、減磁開始電流がインバータで出力可能な最大電流以下となるまでフェライト磁石を加熱することで、センサレス駆動後に駆動条件によってインバータが最大電流を出力した場合でもフェライト磁石を減磁させることなく駆動が可能となる。
【００３４】
さらに、図５（ａ）に示す特許文献２に記載のインバータ回路から低温ＴMIN時の減磁開始電流ＩT-MINより小さい振幅の高周波電流を電動機のコイルに通流して電動機暖機運転を行う方式に対して、図５（ｂ）に示す本発明の電動機暖機運転では、インバータ回路からフェライト磁石の増磁方向に低温ＴMIN時の減磁開始電流ＩT-MINより大きな電流を電動機のコイルに通流することが可能なため、より大きな無効電力で電動機の暖機を行うことが可能となり、電動機暖機運転の時間を短縮することが可能となる。
【００３５】
また、電動機のセンサレス起動中に電動機の増磁方向に無効電流を流す電動機暖機運転区間を設けることで、前記電動機の起動指令と同時に電動機の起動が可能となり、電動機の起動時間の短縮化を図ることができる。さらに、電動機の駆動時の損失も磁石の温度上昇に寄与するため、磁石の温度上昇が早くなり、前記電動機暖機運転時間を短くでき、より早く効率最大となる通常運転モードへの切替えが可能となる。
【００３６】
また、電動機の温度、前記電動機暖機運転の経過時間、抵抗値の温度換算値を基に、前記無効電流の大きさを調整することで、無効電流を必要以上に通流する必要がなくなり、前記電動機暖機運転時の余分な損失を低減することが可能となる。
【実施例２】
【００３７】
次に、図３（ｄ）を用いて、実施例１の変形例である実施例２を説明する。  
図３（ｄ）の電流ベクトル図に示すように、センサレス駆動時は磁極位置判定部９により磁石の増磁方向であるｄ軸方向を判別しているため、電動機にトルクを発生させる方向に電動機電流を流す運転モードであるセンサレス駆動と同時に、増磁方向に無効電流を流す運転モードである電動機暖機運転を行うことが可能となる。
【００３８】
電動機の起動中に電動機の磁石の増磁方向に無効電流を流す運転モードを設けると、電動機暖機運転終了後にセンサレス駆動を開始する場合に比べて、電動機の起動を早めることができる。また、センサレス駆動時の損失も磁石の温度上昇に寄与するので、磁石の温度上昇が早くなり、増磁方向の無効電流の通電時間を短くでき、より早く通常運転モードへの切替えが可能となる。
【実施例３】
【００３９】
次に、図８を用いて、実施例１の変形例である実施例３を説明する。本変形例は、磁極位置推定区間と電動機暖機運転区間を、従来の起動方式の前に実施する方式である。なお、実施例１の永久磁石電動機駆動装置と共通する点については説明を省略する。
【００４０】
図１に示す制御装置５をマイコンなどの集積回路で実現する場合、マイコンの演算負荷を低減することが望ましい。そこで、従来の起動方式の前に、磁極位置推定区間と電動機暖機運転区間により電動機の加熱を行う構成とする。また、磁極位置推定方式を、図６に示す特許文献４に記載の電動機への印加電圧と電動機相電流から磁極位置を推定する方式とすることで、電動機暖機運転を行うことが可能となる。
【００４１】
以上の通り、従来の起動方式で起動を行う前に、増磁方向に無効電流を流す電動機暖機運転区間により電動機の加熱を行うことで、制御装置の変更およびマイコンの演算負荷を最小限に抑えることが可能となる。また、特別な回路等を追加することなく、電動機暖機運転区間による電動機の加熱を行うことが可能となる。また、特許文献４に記載されている方式で磁極位置推定を行う場合、印加する高調波パルス電圧の音が発生するため、磁極位置推定時間を短くし、従来の起動方式で起動を行うことで、音の発生を最小限に抑えることが可能となる。
【００４２】
図９〜図１２を用いて、実施例１の永久磁石電動機駆動装置１を空調機１００の圧縮機駆動に適用した例を説明する。図９に示すように、本実施例の空調機１００は、外気と熱交換を行う室外機１０１、室内と熱交換を行う室内機１０２、両者をつなぐ配管１０３から構成される。室外機１０１は、冷媒を圧縮する圧縮機１０４と、それを駆動する圧縮機駆動電動機１０５と、それを制御する電動機駆動装置１０６と圧縮機温度検出器１０７と、圧縮した冷媒と外気とを熱交換する熱交換機１０８から構成される。電動機駆動装置１０６には、実施例１の永久磁石電動機駆動装置１が適用される。また、室内機１０２は、室内と熱交換を行う熱交換機１０９と、室内に送風する送風機１１０から構成される。
【００４３】
図９に示すように、外気温が低温の場合、室外機１０１内にある圧縮機駆動電動機１０５も低温状態となる。このため、電動機１０５にフェライト磁石を用いた場合、起動時にフェライト磁石の減磁が発生し、圧縮機に必要な動力を出力することができなくなる可能性がある。
【００４４】
本実施例では、実施例１の永久磁石電動機駆動装置１を空調機１００に適用し、フェライト磁石を適用した圧縮機駆動電動機１０５が低温の場合、増磁方向に無効電流を流す運転モードを行うことで圧縮機駆動電動機１０５の加熱を行う方式である。電動機温度の検出は、実施例１で示した電動機温度検出器を圧縮機温度検出器１０７で代用する構成とする。本実施例では、空調機の圧縮機駆動電動機の低温時の起動方法について述べる。
【００４５】
図１０に空調機を起動した時の時間に対する室内機から吐出される空気の温度（以下「送風温度」という。）の変化を示す。図１０（ａ）は図５（ａ）に示す特許文献２に記載の方法を用いた場合、図１０（ｂ）は実施例１の起動方法を用いた場合、図１０（ｃ）は空調機の冷媒を利用して磁石を温める第２の起動方法を示している。ここで、時間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は、空調機への起動指令が来てから室内機吐出温度が目標値ＴTに達するまでの時間である。
【００４６】
先ず実施例１の起動方法について説明する。実施例１の起動方法は、図３（ｄ）に示した磁極位置推定後にセンサレス駆動をしながら磁石の増磁方向に無効電流を通電し磁石を温める方式である。このように圧縮機駆動と磁石の暖機を同時に行うことで、空調機への起動指令から室内機の温風吹き出しまでの時間を短縮することが可能になる。
【００４７】
次に第２の起動方法について説明する。第２の起動方法は、実施例１の起動方法に加えて、空調機の冷媒を利用して磁石を温める方法である。図１１に暖房運転における空調機のシステムと冷媒の流れを示す。第２の起動方法は、圧縮機１０４から出た高温の冷媒をバイパスして圧縮機にもどすバイパス管１１１を追加している。
【００４８】
通常の暖房運転の場合、圧縮機１０４で圧縮された高温の冷媒は、室内機の熱交換器１０９で放熱し、冷えた冷媒は、室外機の熱交換器１０８で外気の熱を吸収して圧縮機１０４に戻す。対して、第２の起動方法は、圧縮機１０４の起動直後から磁石が温まるまでの間は、バイパス管１１１で圧縮機から出た高温の冷媒をそのまま圧縮機に戻す。
【００４９】
第２の起動方法を用いることで、圧縮機内の温度を上昇させ磁石を急速に温めることができ、図１０（ｃ）に示すように、第１の方法に比べて更に室内機の吐出温度が目標値に早く到達でき、温風の吹き出しまでの時間を更に短縮することができる。
【００５０】
本発明を空調機に適用することにより、例えばフェライト磁石のような低温で減磁しやすい磁石を圧縮機駆動用モータとした場合において、温風吹き出しまでの時間を短縮でき、快適性と使い勝手を向上させた空調機の提供が可能となる。
【００５１】
次に、実施例２の空調機において、リモコン等から急速暖房を要求された時の本発明にかかる実施例を述べる。
【００５２】
図１２は、横軸に時間、縦軸に室内機吐出温度（（ａ１）（ｂ１））と圧縮機駆動用電動機電流（（ａ２）（ｂ２））を示している。ここで、ＴOUT-Tが目標の室内機吐出温度、ＴP-UPは急速暖房指令を要求された時間、Ｔ７、Ｔ８がＴOUT-Tに到達した時間を示している。図１２（ａ１）及び図１２（ａ２）は従来の駆動方法、図１２（ｂ１）及び図１２（ｂ２）は本発明を適用した駆動方法である。
【００５３】
一般的な空調機の運転では、図１２（ａ１）及び図１２（ａ２）に示す通り、急速暖房指令が入ると圧縮機駆動電動機の回転数及びトルクを増加させることで室内機吐出温度を上昇させる。しかし、従来の方法では、室外気温によっては室内機吐出温度が目標値に到達するのに時間がかかる。言い換えれば、急速暖房が困難な場合がある。
【００５４】
そこで、図１２（ｂ１）及び図１２（ｂ２）に示すように、急速暖房指令が要求されると、磁石の増磁方向に無効電流を通電するモードを併用し、圧縮機駆動電動機の巻線からの発熱を用いて圧縮された冷媒をさらに加熱する。そして、加熱された冷媒は室内熱交換器から室内へ放熱するため、電動機巻線の発熱を暖房に利用することができる。従って、図１２（ａ１）及び図１２（ａ２）の方法よりも急速暖房を実現することができる。また、電動機巻線の発熱は室外気温に依存しないので、室外気温の影響を抑制することができる。
【００５５】
以上により、本発明を空調機の急速暖房に適用することにより、暖房機としての快適性向上が図れる。
【００５６】
次に、タイマ予約時の動作について、図１３を用いて、本発明を適用した場合の動作を説明する。
【００５７】
図１３（ａ１）及び図１３（ｂ１）は、横軸に時間、縦軸に圧縮機温度を示している。図１３（ａ２）及び図１３（ｂ２）は、横軸に時間、縦軸に圧縮機駆動用電動機電流を示している。ここで、ＴTIMERがタイマ予約設定された時間、ＴCOMP-Sが目標の磁石温度、Ｔ９、Ｔ１０がＴTIMERにより設定された時間に合わせて電動機に通電・起動動作を開始する時間を示している。なお、目標の磁石温度は圧縮機温度で代用している。
【００５８】
ここで、図１３（ａ１）及び図１３（ａ２）は図３（ｃ）の起動方法をタイマ予約時の起動方法に適用したものであり、図１３（ｂ１）及び図１３（ｂ２）は、図３（ｄ）の起動方法を適用した方法である。
【００５９】
詳細動作は図３（ｃ）及び図３（ｄ）で述べたので省略するが、図３（ｃ）の方法では、電動機を停止させた状態で暖機運転を実施するため、空調機に適用する場合、通常動作時では、暖機時間に時間がかかり空調機としての快適性を損ねる恐れがある。
【００６０】
しかし、上述の通り、タイマ予約による起動時に適用した場合、図１３（ａ１）及び図１３（ａ２）に示すように、タイマ予約時間ＴTIMER前に暖機運転動作を開始できるので、暖機運転時間による快適性の低下が無い。
【００６１】
更に、図１３（ｂ１）及び図１３（ｂ２）に示すように、図３（ｄ）の起動方法を併用することにより、電動機を停止させた状態での暖機時間を短くすることができ、電気の使用量の低減にもつながる。
【００６２】
本実施例では、代表的な方式として２方式を説明したが、先に述べた第２の実施例の起動方法を併用することも可能である。
【００６３】
以上により、タイマ予約時の起動方法に本発明を適用することにより、空調機の快適性及び使い勝手を損なうことなく、例えばフェライト磁石のような減磁しやすい磁石を圧縮機駆動用電動機に適用できる。
【００６４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれている。たとえば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００６５】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、Solid State Drive等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００６６】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されている。
【００６７】
本発明の永久磁石電動機駆動装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路に接続された低温で減磁が生じやすい永久磁石と複数の巻線とを有する電動機と、永久磁石が増磁する方向に無効電流を流す暖機運転と、を備える。
【００６８】
また、本発明の永久磁石電動機駆動装置は、永久磁石の位置を推定又は検出する永久磁石位置検出手段と、を備え、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて暖機運転を行い、暖機運転終了後に、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて電動機がトルクを発生する方向に巻線に有効電流を流す。
【００６９】
また、本発明の永久磁石電動機駆動装置は、永久磁石の位置を推定又は検出する永久磁石位置検出手段と、を備え、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて暖機運転を行い、暖機運転時に、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて電動機がトルクを発生する方向に巻線に有効電流を流す。
【００７０】
また、本発明の永久磁石電動機駆動装置は、電動機の温度、暖機運転開始からの時間、若しくは、電動機への印加電圧と電流より推定した抵抗値の温度換算値に基づいて、暖機運転を終了する。
【００７１】
また、本発明の永久磁石電動機駆動装置の永久磁石は、フェライト磁石である。  
また、本発明の空調機は、電動機によって駆動される圧縮機と、圧縮機の温度を検出する温度検出器と、を備え、温度検出器から検出された温度を電動機の温度とする。
【００７２】
また、本発明の空調機は、圧縮機の吸入前の配管と圧縮機の吐出後の配管とを連通するバイパス配管部とを備える。
【符号の説明】
【００７３】
１  永久磁石電動機駆動装置
２  直流電源
３  永久磁石電動機
４  インバータ回路
４１  インバータ主回路
４２  ゲート・ドライバ
５  制御装置
６  相電流検出回路
７  相電圧検出回路
８  インバータ制御部
９  磁極位置判定部
１０  温度検出部
１１  温度判別部
１２  直流母線電流検出部
１３  三相電流検出部
１４  位置検出部
【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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