(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流電力で動作する三相モータに内蔵された３つのモータ巻線の巻き数を切り替えるモータ制御装置であって、
前記三相モータにおける第１中性点と、３つの前記モータ巻線のうちの少なくともいずれか２つにおける低ターン側接続点との間に接続された低ターン側スイッチと、
前記三相モータにおける第２中性点と、３つの前記モータ巻線のうちの少なくともいずれか２つにおける高ターン側接続点との間に接続された高ターン側スイッチと、
を備え、
前記低ターン側スイッチ及び前記高ターン側スイッチは、
半導体素子からなる双方向スイッチであり、
前記第１中性点と、３つの前記モータ巻線のうちの１つにおける低ターン側接続点との間を短絡する低ターン側短絡線と、
前記第２中性点と、３つの前記モータ巻線のうちの１つにおける高ターン側接続点との間を短絡する高ターン側短絡線と、
更に備え、
前記低ターン側短絡線は、前記モータ巻線上に設けられた前記低ターン側接続点から、前記三相モータの外部に設けられた前記第１中性点まで引き回されており、
前記高ターン側短絡線は、前記モータ巻線上に設けられた前記高ターン側接続点から、前記三相モータの外部に設けられた前記第２中性点まで引き回されている
モータ制御装置。
【請求項２】
前記双方向スイッチは、トライアックである
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記双方向スイッチは、２つの逆阻止ＩＧＢＴ素子が並列に接続されてなる
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載のモータ制御装置と、
前記三相モータと、
を備える圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置及び圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機などに搭載される密閉型圧縮機には、高効率かつ高出力である永久磁石同期モータが広く用いられ、このモータの駆動にはインバータが利用されている。永久磁石同期モータでは、ステータ巻線の巻数×モータ回転数に比例した誘起電圧（逆起電力）が発生するため、モータを高速で回転させる場合においては、インバータにて誘起電圧を抑制する弱め界磁制御が行われている。
【０００３】
弱め界磁制御時はモータのトルクに寄与しない電流を通電する必要があるため、弱め界磁制御をしない場合に比べ、相対的にモータが必要とする電流が増加し、効率（電流に対するトルクの割合）が低下する。また、弱め界磁制御による効率低下を抑制するには、巻数の低減が考えられるが、巻数を低減すると、同等のトルクを得るために必要な電流が増大するため、低速回転時における効率が悪化する。
【０００４】
このような課題に対し、モータに外部スイッチを接続し、低速回転時には高ターン（巻き数大）、高速回転時には低ターン（巻き数小）に切替可能としたモータ（いわゆる巻線切替モータ）を採用することで、広い運転範囲での高効率化及び運転範囲の拡大が実現可能である（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５２７６６３８号公報
【特許文献２】特開２００８−０２２６６５号公報
【特許文献３】特開２００８−１８２７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、特許文献１及び特許文献２では、巻数切替手段としてメカスイッチ（通電により機械的に接点を切り替えるタイプのスイッチ）を用いている。しかしながら、当該メカスイッチには接点、可動部における構造的な摩耗、劣化が生じるため、より高い信頼性（耐久性）を得ることが困難である。
【０００７】
また、特許文献３に示すように、巻線切替手段として半導体スイッチを用いることで、上記信頼性に係る課題は解決され得る。しかしながら、巻線切替手段として半導体スイッチを用いる場合、複数のダイオードで構成されるダイオードブリッジ、切替スイッチとするトランジスタなどの半導体素子を組み合わせて構成する必要があるため、半導体スイッチに電流が流れたときに発生する導通損失が大きい。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであって、高い信頼性を得ながら、導通損失による効率低下を抑制可能なモータ制御装置及び圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、モータ制御装置は、三相交流電力で動作する三相モータに内蔵された３つのモータ巻線の巻き数を切り替えるモータ制御装置であって、前記三相モータにおける第１中性点と、３つの前記モータ巻線のうちの少なくともいずれか２つにおける低ターン側接続点との間に接続された低ターン側スイッチと、前記三相モータにおける第２中性点と、３つの前記モータ巻線のうちの少なくともいずれか２つにおける高ターン側接続点との間に接続された高ターン側スイッチと、を備え、前記低ターン側スイッチ及び前記高ターン側スイッチは、半導体素子からなる双方向スイッチである。
【００１０】
また、本発明の一態様によれば、上述のモータ制御装置は、前記第１中性点と、３つの前記モータ巻線のうちの１つにおける低ターン側接続点との間を短絡する低ターン側短絡線と、前記第２中性点と、３つの前記モータ巻線のうちの１つにおける高ターン側接続点との間を短絡する高ターン側短絡線と、を備える。
【００１１】
また、本発明の一態様によれば、前記双方向スイッチは、トライアックである。
【００１２】
また、本発明の一態様によれば、前記双方向スイッチは、２つの逆阻止ＩＧＢＴ素子が並列に接続されてなる。
【００１３】
また、本発明の一態様によれば、圧縮機は、上述に記載のモータ制御装置と、前記三相モータと、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
上述のモータ制御装置及び圧縮機によれば、高い信頼性を得ながら、導通損失による効率低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係るモータ制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る双方向スイッチの回路構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態の変形例に係る双方向スイッチの回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係るモータ制御装置について、図１〜図２を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
（モータ制御装置の全体構成）
図１は、第１の実施形態に係るモータ制御装置の全体構成を示す図である。
図１に示すモータ制御装置１は、三相交流電力に基づいて動作する三相モータ２を制御する。本実施形態に係るモータ制御装置１は、三相モータ２とともに、空気調和機などに搭載される圧縮機に搭載される。
なお、三相モータ２は、図１に示すように、三相交流電力のｕ相、ｖ相、ｗ相のそれぞれに対応する３つのモータ巻線（ｕ相モータ巻線２０、ｖ相モータ巻線２１及びｗ相モータ巻線２２）を内蔵している。三相モータ２はいわゆるＹ結線の三相モータであって、ｕ相モータ巻線２０、ｖ相モータ巻線２１及びｗ相モータ巻線２２は、後述する巻線切替回路１２を通じて、第１中性点Ｙ０又は第２中性点Ｙ１の何れかにて結線される。
【００１８】
図１に示すように、モータ制御装置１は、コントローラ１０と、インバータ回路１１と、巻線切替回路１２と、を備えている。
【００１９】
コントローラ１０は、モータ制御装置１全体の動作を司るプロセッサＩＣ（いわゆるマイコン）である。具体的には、コントローラ１０は、予め用意されたプログラムに従って動作することで、モータ駆動制御部１０ａ、巻線切替制御部１０ｂとしての機能を発揮する。モータ駆動制御部１０ａ及び巻線切替制御部１０ｂの機能については後述する。
【００２０】
インバータ回路１１は、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等）で構成される。インバータ回路１１は、図示しない整流回路から正電源線Ｐ及び負電源線Ｎに印加される直流電力を、三相モータ２駆動用の交流電力に変換する。
図１に示すように、インバータ回路１１は、ｕ相、ｖ相、ｗ相からなる三相交流電力を出力する。出力された三相交流電力は、三相モータ２にて受電され、当該三相モータ２の回転駆動に寄与する。
【００２１】
巻線切替回路１２は、三相モータ２に内蔵されるモータ巻線（ｕ相モータ巻線２０、ｖ相モータ巻線２１及びｗ相モータ巻線２２）の巻き数を切り替え可能な回路である。具体的には、図１に示すように、巻線切替回路１２は、２つの低ターン側スイッチ１２０ａ、１２０ｂと、２つの高ターン側スイッチ１２１ａ、１２１ｂと、を有してなる。
なお、以下の説明において、２つの低ターン側スイッチ１２０ａ、１２０ｂを総称して「低ターン側スイッチ１２０」とも記載する。また、２つの高ターン側スイッチ１２１ａ、１２１ｂを総称して「高ターン側スイッチ１２１」とも記載する。
【００２２】
低ターン側スイッチ１２０は、三相モータ２の中性点の一つである第１中性点Ｙ０と、３つのモータ巻線のうちの２つ（ｕ相モータ巻線２０及びｗ相モータ巻線２２）における低ターン側接続点Ｎ２００、Ｎ２２０との間に接続される。
より具体的には、図１に示すように、低ターン側スイッチ１２０ａは、第１中性点Ｙ０とｕ相モータ巻線２０上の低ターン側接続点Ｎ２００との間に接続される。また、低ターン側スイッチ１２０ｂは、第１中性点Ｙ０とｗ相モータ巻線２２上の低ターン側接続点Ｎ２２０との間に接続される。
また、第１中性点Ｙ０と、３つのモータ巻線のうちの１つ（ｖ相モータ巻線２１）における低ターン側接続点Ｎ２１０との間にはスイッチ等は設けられておらず、低ターン側短絡線Ａ０によって短絡されている。
ここで、低ターン側接続点Ｎ２００は、ｕ相モータ巻線２０において、インバータ回路１１から第１巻線部２０ａを経た所で設けられた接続点である。また、低ターン側接続点Ｎ２１０は、ｖ相モータ巻線２１において、インバータ回路１１から第１巻線部２１ａを経た所で設けられた接続点である。そして、低ターン側接続点Ｎ２２０は、ｗ相モータ巻線２２において、インバータ回路１１から第１巻線部２２ａを経た所で設けられた接続点である。
【００２３】
高ターン側スイッチ１２１は、三相モータ２の第１中性点Ｙ０とは異なるもう一つの中性点である第２中性点Ｙ１と、３つのモータ巻線のうちの２つ（ｕ相モータ巻線２０及びｗ相モータ巻線２２）における高ターン側接続点Ｎ２０１、Ｎ２２１との間に接続される。
より具体的には、図１に示すように、高ターン側スイッチ１２１ａは、第２中性点Ｙ１とｕ相モータ巻線２０上の高ターン側接続点Ｎ２０１との間に接続される。また、高ターン側スイッチ１２１ｂは、第２中性点Ｙ１とｗ相モータ巻線２２上の高ターン側接続点Ｎ２２１との間に接続される。
また、第２中性点Ｙ１と、３つのモータ巻線のうちの１つ（ｖ相モータ巻線２１）における高ターン側接続点Ｎ２１１との間にはスイッチ等は設けられておらず、高ターン側短絡線Ａ１によって短絡されている。
ここで、高ターン側接続点Ｎ２０１は、ｕ相モータ巻線２０において、インバータ回路１１から第１巻線部２０ａ及び第２巻線部２０ｂの両方を経た所で設けられた接続点である。また、高ターン側接続点Ｎ２１１は、ｖ相モータ巻線２１において、インバータ回路１１から第１巻線部２１ａ及び第２巻線部２１ｂの両方を経た所で設けられた接続点である。そして、低ターン側接続点Ｎ２２０は、ｗ相モータ巻線２２において、インバータ回路１１から第１巻線部２２ａ及び第２巻線部２２ｂの両方を経た所で設けられた接続点である。
【００２４】
次に、コントローラ１０の機能について説明する。
コントローラ１０のモータ駆動制御部１０ａは、例えば、良く知られているＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御に基づく制御信号をインバータ回路１１に向けて出力する。モータ駆動制御部１０ａは、上位機器からの（圧縮機に対する）運転指令に応じた制御信号を適宜出力することで、所望に三相モータ２を回転駆動させる。
コントローラ１０の巻線切替制御部１０ｂは、運転指令に応じて三相モータ２を所定の判定閾値よりも低い回転数で回転させる場合（以下、「低速運転時」とも記載）に、巻線切替回路１２に対し、２つの低ターン側スイッチ１２０を“ＯＦＦ”とし、２つの高ターン側スイッチ１２１を“ＯＮ”とする制御を行う。また、巻線切替制御部１０ｂは、運転指令に応じて三相モータ２を所定の判定閾値以上の高い回転数で回転させる場合（以下、「高速運転時」とも記載）に、巻線切替回路１２に対し、２つの低ターン側スイッチ１２０を“ＯＮ”とし、２つの高ターン側スイッチ１２１を“ＯＦＦ”とする制御を行う。
【００２５】
ここで、２つの低ターン側スイッチ１２０及び２つの高ターン側スイッチ１２１は、いずれも、同等の構造及び特性を有する、単一の半導体素子からなる双方向スイッチである。以下、２つの低ターン側スイッチ１２０及び２つの高ターン側スイッチ１２１をなす双方向スイッチについて説明する。
【００２６】
（双方向スイッチの構成）
図２は、第１の実施形態に係る双方向スイッチの構成を示す図である。
図２に示すように、低ターン側スイッチ１２０には、単一のトライアックＳ１が用いられる。トライアックＳ１は、一般に広く知られているトライアックであって、２つのサイリスタが組み合わされて一体とされた半導体素子である。トライアックＳ１は、コントローラ１０（図１）からの制御信号により“ＯＮ”状態となった場合に、双方向に（第１中性点Ｙ０から各モータ巻線に、及び、各モータ巻線から第１中性点Ｙ０に）電流を流すことができる。また、トライアックＳ１は、抵抗成分が比較的小さいため導通損失が小さい。
なお、本実施形態においては、２つの高ターン側スイッチ１２１は、図２に示す低ターン側スイッチ１２０と同様の構成であるため、図示を省略する。
【００２７】
（作用、効果）
以上の通り、三相モータ２における第１中性点Ｙ０と、低ターン側接続点Ｎ２００、Ｎ２１０の各々との間に接続された２つの低ターン側スイッチ１２０と、三相モータ２における第２中性点Ｙ１と、高ターン側接続点Ｎ２０１、Ｎ２０２の各々との間に接続された２つの高ターン側スイッチ１２１と、を備えている。また、低ターン側スイッチ１２０及び高ターン側スイッチ１２１は、トライアックＳ１（半導体素子からなる双方向スイッチ）である。
【００２８】
ここで、上記態様によれば、低速運転時においては、巻線切替制御部１０ｂからの制御信号により、２つの低ターン側スイッチ１２０が“ＯＦＦ”となる。これにより、第１中性点Ｙ０とｕ相モータ巻線２０の低ターン側接続点Ｎ２００との間、及び、第１中性点Ｙ０とｗ相モータ巻線２２の低ターン側接続点Ｎ２２０との間が開放される。
そうすると、第１中性点Ｙ０を介した低ターン側接続点Ｎ２００と低ターン側接続点Ｎ２１０との間の交流電流、第１中性点Ｙ０を介した低ターン側接続点Ｎ２１０Ｎと低ターン側接続点Ｎ２２０との間の交流電流、及び、第１中性点Ｙ０を介した低ターン側接続点Ｎ２２０と低ターン側接続点Ｎ２００との間の交流電流の全てが遮断される。
更に、低速運転時においては、巻線切替制御部１０ｂからの制御信号により、２つの高ターン側スイッチ１２１が“ＯＮ”となる。これにより、第２中性点Ｙ１とｕ相モータ巻線２０の高ターン側接続点Ｎ２０１との間、及び、第２中性点Ｙ１とｗ相モータ巻線２２の高ターン側接続点Ｎ２２１との間が短絡される。
そうすると、第２中性点Ｙ１を介した高ターン側接続点Ｎ２０１と高ターン側接続点Ｎ２１１との間の交流電流、第２中性点Ｙ１を介した高ターン側接続点Ｎ２１１Ｎと高ターン側接続点Ｎ２２１との間の交流電流、及び、第２中性点Ｙ１を介した高ターン側接続点Ｎ２２１と高ターン側接続点Ｎ２０１との間の交流電流の全てが流れる。
これにより、ｕ相モータ巻線２０においては、第１巻線部２０ａ及び第２巻線部２０ｂの両方に電流が流れ、第１巻線部２０ａ及び第２巻線部２０ｂの合計巻き数に応じたトルクが発生する。同様に、ｖ相モータ巻線２１においては、第１巻線部２１ａ及び第２巻線部２０１の合計巻き数に応じたトルクが発生する。更に、ｗ相モータ巻線２２においては、第１巻線部２２ａ及び第２巻線部２２ｂの合計巻き数に応じたトルクが発生する。
【００２９】
また、高速運転時においては、巻線切替制御部１０ｂからの制御信号により、２つの低ターン側スイッチ１２０が“ＯＮ”となる。これにより、第１中性点Ｙ０とｕ相モータ巻線２０の低ターン側接続点Ｎ２００との間、及び、第１中性点Ｙ０とｗ相モータ巻線２２の低ターン側接続点Ｎ２２０との間が短絡される。
そうすると、第１中性点Ｙ０を介した低ターン側接続点Ｎ２００と低ターン側接続点Ｎ２１０との間の交流電流、第１中性点Ｙ０を介した低ターン側接続点Ｎ２１０Ｎと低ターン側接続点Ｎ２２０との間の交流電流、及び、第１中性点Ｙ０を介した低ターン側接続点Ｎ２２０と低ターン側接続点Ｎ２００との間の交流電流の全てが流れる。
更に、高速運転時においては、巻線切替制御部１０ｂからの制御信号により、２つの高ターン側スイッチ１２１が“ＯＦＦ”となる。これにより、第２中性点Ｙ１とｕ相モータ巻線２０の高ターン側接続点Ｎ２０１との間、及び、第２中性点Ｙ１とｗ相モータ巻線２２の高ターン側接続点Ｎ２２１との間が開放される。
そうすると、第２中性点Ｙ１を介した高ターン側接続点Ｎ２０１と高ターン側接続点Ｎ２１１との間の交流電流、第２中性点Ｙ１を介した高ターン側接続点Ｎ２１１Ｎと高ターン側接続点Ｎ２２１との間の交流電流、及び、第２中性点Ｙ１を介した高ターン側接続点Ｎ２２１と高ターン側接続点Ｎ２０１との間の交流電流の全てが遮断される。
これにより、ｕ相モータ巻線２０においては、第１巻線部２０ａのみに電流が流れ、第１巻線部２０ａのみの巻き数に応じたトルクが発生する。同様に、ｖ相モータ巻線２１においては、第１巻線部２１ａのみの巻き数に応じたトルクが発生する。更に、ｗ相モータ巻線２２においては、第１巻線部２２ａのみの巻き数に応じたトルクが発生する。ただし、トルクの発生に寄与する各モータ巻線の巻き数が小さいため、回転速度に応じた逆起電力が低減される。
【００３０】
以上のように、本実施形態に係るモータ制御装置１によれば、低速運転時ではモータ巻線の巻線数を増やし、低速運転時ではモータ巻線の巻線数を減らすことで、広い運転範囲での高効率化を図ることができる。
また、本実施形態においては、巻線切替回路１２を構成する低ターン側スイッチ１２０及び高ターン側スイッチ１２１の全てが半導体素子（トライアックＳ１）からなり、当該半導体素子により双方向の電流（交流電流）の導通／開放がなされる。これにより、メカスイッチを用いる場合よりも高い信頼性（耐久性）を得ることができる。
【００３１】
更に、本実施形態においては、図２に示した通り、低ターン側スイッチ１２０及び高ターン側スイッチ１２１の各々は、いずれも単一の半導体素子（トライアックＳ１）のみからなる。そうすると、例えば、第１中性点Ｙ０を通じて低ターン側接続点Ｎ２００と低ターン側接続点Ｎ２１０との間を流れる交流電流は、単一のトライアックＳ１（低ターン側スイッチ１２０ａ）のみを通過する。同様に、第１中性点Ｙ０を通じて低ターン側接続点Ｎ２１０と低ターン側接続点Ｎ２２０との間を流れる交流電流も、単一のトライアックＳ１（低ターン側スイッチ１２０ｂ）のみを通過する。また、第１中性点Ｙ０を通じて低ターン側接続点Ｎ２２０と低ターン側接続点Ｎ２００との間を流れる交流電流は、２つのトライアックＳ１（低ターン側スイッチ１２０ａ及び低ターン側スイッチ１２０ｂ）を通過する。
このように、本実施形態に係るモータ制御装置１によれば、三相モータ２を流れる交流電流は多くとも２つの半導体素子を通過するのみとなる。したがって、モータ電流が通過する半導体素子の数を少なくすることができるため、巻線切替回路１２に生じる導通損失を低減することができる。
【００３２】
特に、本実施形態においては、低ターン側短絡線Ａ０が、第１中性点Ｙ０と、３つのモータ巻線のうちの１つ（ｖ相モータ巻線２１）における低ターン側接続点Ｎ２１０との間を短絡する。また、高ターン側短絡線Ａ１が、第２中性点Ｙ１と、３つのモータ巻線のうちの１つ（ｖ相モータ巻線２１）における高ターン側接続点Ｎ２１１との間を短絡する。
これにより、低ターン側短絡線Ａ０及び高ターン側短絡線Ａ１を流れる交流電流は通過する半導体素子の数が一つのみとなるので、一層導通損失を低減することができる。
また、巻線切替回路１２の構成素子数を減らすことができるので、省スペース化、低コスト化を図ることができる。
【００３３】
（変形例）
以上、第１の実施形態に係るモータ制御装置１について詳細に説明したが、モータ制御装置１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
【００３４】
例えば、第１の実施形態の変形例に係るモータ制御装置１は、更に、第１中性点Ｙ０と、ｖ相モータ巻線２１における低ターン側接続点Ｎ２１０との間に、半導体素子（例えば、トライアックＳ１）からなる低ターン側スイッチ１２０を有していてもよい。即ち、ｕ相モータ巻線２０、ｖ相モータ巻線２１及びｗ相モータ巻線２２の全てに低ターン側スイッチ１２０が接続される態様であってもよい。
また、モータ制御装置１は、更に、第２中性点Ｙ１と、ｖ相モータ巻線２１における高ターン側接続点Ｎ２１１との間に、半導体素子からなる高ターン側スイッチ１２１を有していてもよい。即ち、ｕ相モータ巻線２０、ｖ相モータ巻線２１及びｗ相モータ巻線２２の全てに高ターン側スイッチ１２１が接続される態様であってもよい。
このようにしても、三相モータ２を流れる交流電流は２つの半導体素子を通過するのみとなるので、巻線切替回路１２に生じる導通損失を低減することができる。
【００３５】
また、第１の実施形態に係るモータ制御装置１においては、低ターン側スイッチ１２０がｕ相モータ巻線２０及びｗ相モータ巻線２２に接続され、低ターン側短絡線Ａ０がｖ相モータ巻線２１接続されるものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、低ターン側スイッチ１２０がｕ相モータ巻線２０及びｖ相モータ巻線２１に接続され、低ターン側短絡線Ａ０がｗ相モータ巻線２２に接続される態様、若しくは、低ターン側スイッチ１２０がｖ相モータ巻線２１及びｗ相モータ巻線２２に接続され、低ターン側短絡線Ａ０がｕ相モータ巻線２０に接続される態様であってもよい。
高ターン側スイッチ１２１及び高ターン側短絡線Ａ１についても同様である。
【００３６】
なお、第１の実施形態に係るモータ制御装置１においては、低ターン側スイッチ１２０及び高ターン側スイッチ１２１にトライアックＳ１を用いるものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係るモータ制御装置について、図３を参照しながら詳細に説明する。
【００３８】
（双方向スイッチの構成）
図３は、第２の実施形態に係る双方向スイッチの構成を示す図である。
図３に示すように、低ターン側スイッチ１２０は、２つの逆阻止ＩＧＢＴ素子Ｓ２（Reverse Blocking Insulated Gate Bipolar Transistor：ＲＢ−ＩＧＢＴ）が並列に接続されてなる。逆阻止ＩＧＢＴ素子Ｓ２は、コントローラ１０（図１）からの制御信号により“ＯＮ”状態となった場合に、一方の逆阻止ＩＧＢＴ素子Ｓ２が第１中性点Ｙ０から各モータ巻線に向けて電流を流し、他方の逆阻止ＩＧＢＴ素子Ｓ２が各モータ巻線から第１中性点Ｙ０に向けて電流を流す。
なお、本実施形態においては、２つの高ターン側スイッチ１２１（図１）は、図３に示す低ターン側スイッチ１２０と同様の構成であるため、図示を省略する。
【００３９】
このようにすることで、本実施形態においては、図３に示した通り、低ターン側スイッチ１２０及び高ターン側スイッチ１２１の各々は、いずれも２つの半導体素子（逆阻止ＩＧＢＴ素子Ｓ２）を並列に接続されてなる。そうすると、例えば、第１中性点Ｙ０を通じて低ターン側接続点Ｎ２００と低ターン側接続点Ｎ２１０との間を流れる交流電流は、単一の逆阻止ＩＧＢＴ素子Ｓ２のみを通過する。同様に、第１中性点Ｙ０を通じて低ターン側接続点Ｎ２１０と低ターン側接続点Ｎ２２０との間を流れる交流電流も、単一の逆阻止ＩＧＢＴ素子Ｓ２のみを通過する。また、第１中性点Ｙ０を通じて低ターン側接続点Ｎ２２０と低ターン側接続点Ｎ２００との間を流れる交流電流は、２つの逆阻止ＩＧＢＴ素子Ｓ２を通過する。
このように、第２の実施形態においても、三相モータ２を流れる交流電流は多くとも２つの半導体素子を通過するのみとなる。したがって、モータ電流が通過する半導体素子の数を少なくすることができるため、巻線切替回路１２に生じる導通損失を低減することができる。
【００４０】
なお、低ターン側スイッチ１２０及び高ターン側スイッチ１２１を、逆阻止ＩＧＢＴ素子Ｓ２で構成する場合、第１の実施形態（トライアックＳ１）と比較して、トライアックＳ１よりもスイッチング特性が優れている。即ち、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が入力されてから低ターン側スイッチ１２０及び高ターン側スイッチ１２１にて交流電流が流れる、又は、遮断されるまでの応答が早い。したがって、第２の実施形態に係るモータ制御装置１によれば、複雑なスイッチング制御を要することなく巻き数の切替を行うことができる。
【００４１】
以上、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものとする。
【符号の説明】
【００４２】
１  モータ制御装置
１０  コントローラ
１０ａ  モータ駆動制御部
１０ｂ  巻線切替制御部
１１  インバータ回路
１２  巻線切替回路
１２０  低ターン側スイッチ
１２１  高ターン側スイッチ
Ｙ０  第１中性点
Ｙ１  第２中性点
Ａ０  低ターン側短絡線
Ａ１  高ターン側短絡線
２  三相モータ
２０  ｕ相モータ巻線（モータ巻線）
２１  ｖ相モータ巻線（モータ巻線）
２２  ｗ相モータ巻線（モータ巻線）
２０ａ、２１ａ、２２ａ  第１巻線部
２０ｂ、２１ｂ、２２ｂ  第２巻線部
Ｎ２００、Ｎ２１０、Ｎ２２０  低ターン側接続点
Ｎ２０１、Ｎ２１１、Ｎ２２１  高ターン側接続点
Ｓ１  トライアック
Ｓ２  逆阻止ＩＧＢＴ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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