(57)【要約】【課題】回転を止めることなくステータの巻線の接続状態を切り替えるモータ駆動装置を提供する。【解決手段】永久磁石同期モータ１のステータ６の巻線Ｕ１〜Ｗ１、Ｕ２〜Ｗ２の接続状態を切り替え部３によって切り替えることにより、回転速度に応じて最適となる巻線Ｕ１〜Ｗ１、Ｕ２〜Ｗ２の接続状態を選択し、それによってモータ効率の高効率化を実現する。特に、永久磁石同期モータ１への電圧の印加を停止し、永久磁石同期モータ１が惰性回転を行っている間に巻線Ｕ１〜Ｗ１、Ｕ２〜Ｗ２の接続状態を切り替えることとしている。このような構成にすることで、モータ駆動装置７を備える空調・冷凍装置の動作を停止することなく、巻線Ｕ１〜Ｗ１、Ｕ２〜Ｗ２の接続状態を切り替えることができる。【選択図】図１
2008022665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の相の交流電圧を印加し前記交流電圧の周波数が可変であるインバータと、前記インバータが印加する前記交流電圧の各相に前記交流電圧が印加される巻線を有するステータと界磁を備えたロータとを備えた同期モータと、を備えるモータ駆動装置において、
前記交流電圧の各相における前記巻線は直列に接続された複数の巻線で構成され、前記インバータから印加される前記交流電圧の一つの相の電圧が印加される端子と、前記複数の巻線の各端子と接続される複数の接点と、を備える前記交流電圧の各相に対して設けられた複数の多接点スイッチと、
前記複数の多接点スイッチの接続を一括して同時に切り替え、前記多接点スイッチそれぞれの前記端子といずれか一つの前記接点とを選択的に接続して各相に備えられた前記巻線の接続状態を切り替える切り替え制御部と、を備え、
前記同期モータの回転動作中に、前記多接点スイッチの切り替え動作を行うことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記インバータが電圧の印加を停止した後に、前記巻線の接続状態が切り替えられることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記巻線の接続状態が切り替えられるときに、前記巻線に電流が流れていないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記巻線に流れる電流量を検出する電流検出装置を備え、前記電流検出装置に検出された値に基づいて電流が流れていないことを確認することを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記インバータの電圧の印加停止時から、所定時間が経過したことにより前記巻線に電流が流れていないことを確認することを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記所定時間が、前記インバータの電圧の印加停止直前に前記モータ駆動装置にかかっていた負荷によって可変するものとし、前記負荷が重いほど前記所定時間が長くなることを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記巻線の接続状態が切り替えられた直後に、前記インバータが電圧を印加することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記インバータが印加する前記交流電圧の相ごとに直列に接続されたｎ個の前記巻線のうち、端部に配置される二つの巻線の一方を第一の巻線とし、他方を第二の巻線とし、前記第一の巻線及び前記第二の巻線以外のｎ−２個の巻線を第三の巻線とし、
前記多接点スイッチが、直列接続された前記第一〜第三の巻線において二つの巻線が接続されることで形成されるｎ−１個の接続ノードに接続されたｎ−１個の接点と、前記第一の巻線の接続ノードを形成しない側の一端と接続される一個の接点と、によりｎ個の接点を備え、
前記各相における前記第二の巻線の接続ノードを形成しない側の一端同士が結線されることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載のモータ駆動装置を備えたことを特徴とする圧縮機駆動装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧縮機駆動装置を備えたことを特徴とする空調・冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアコン及び冷蔵・冷凍庫に代表される空調・冷凍装置に搭載される圧縮機駆動装置に適用可能なモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコンや、冷蔵・冷凍庫など空調・冷凍装置に搭載される圧縮機駆動装置には、インバータで駆動されるモータ駆動装置が広く用いられ、このモータ駆動装置に、高効率かつ高出力である永久磁石同期モータが利用されている。この永久磁石同期モータは、回転時に永久磁石から発生する界磁磁束により回転速度に比例した誘起電圧が発生するため、回転速度が高速になるとインバータが印加する電圧以上の誘起電圧が発生し、印加電圧を大きくしても回転速度が増大しなくなったり、制御不能となったりする問題があった。
【０００３】
しかし、空調・冷凍装置の出力を大きくするためには、永久磁石同期モータの回転速度を大きくする必要がある。そのために、インバータの定格値を大きくし、印加し得る電圧をさらに大きくすることが考えられるが、インバータの定格値を大きくするとインバータが大型化し、それに伴い装置全体も大型化するため好ましくない。
【０００４】
そこで、通常の永久磁石同期モータでは、電流を流すことによって永久磁石が与える磁界と逆の磁界を発生させ誘起電圧を減少させる、いわゆる弱め磁束制御が行われている。しかしながら、この方法では高速回転時に永久磁石同期モータが必要とする電流が増加し、消費電力が増大することでモータ効率が低下してしまう。
【０００５】
また、誘起電圧は上記のように回転速度に比例するため、その比例定数である誘起電圧定数を小さくすれば誘起電圧を減少させることができる。この定数を小さくするために巻線のターン数（巻数）を減らす方法が考えられるが、ターン数を減らしてしまうとトルクが低下し、低速回転時に永久磁石同期モータに電流を多く流す必要が生じるため結果としてモータ効率が低下してしまう。
【０００６】
そこで、上記問題を解決し、高速回転及び低速回転のどちらの場合でも高効率で動作させるために、ステータの巻線の接続状態を切り替えてターン数を増減することで、その回転速度に最適な誘起電圧定数の選択を可能にした永久磁石同期モータが、特許文献１で提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１８８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１で提案された永久磁石同期モータは、洗濯機のダイレクトドライブモータとして利用しており洗濯（低速回転）モードから脱水（高速回転）モードに回転速度を切り替える時に、永久磁石同期モータに印加される電圧を一時停止し、さらに永久磁石同期モータの回転を停止してから巻線の接続を切り替えることとしている。しかし、モータ駆動装置を空調・冷凍装置に用いられる圧縮機に適用した場合、冷凍サイクルの特性上、途中で永久磁石同期モータを停止させることは好ましくない。
【０００８】
そのため、回転中にステータの巻線の接続状態を切り替えることが必要となるが、電圧を印加したまま巻線の切り替えを行うと、装置に過渡的な異常電圧がかかるおそれがある。また、巻線を切り替える装置にかかる電圧変動が大きくなり、当該装置の寿命が短くなる。さらに、切り替え時に生じるノイズによって、回転速度の変動や騒音、振動が発生し、永久磁石同期モータの同期が取れなくなり脱調するおそれもある。
【０００９】
そこで本発明はこれらの問題を解決し、簡単な構成で、回転中でも安全にステータの巻線の接続状態を切り替えることが可能である永久磁石同期モータを備えたモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく本発明のモータ駆動装置は、複数の相の交流電圧を印加し交流電圧の周波数が可変であるインバータと、界磁を備えたロータとインバータが印加する交流電圧の各相に交流電圧が印加される巻線を有するステータとを備えた同期モータと、を備えるモータ駆動装置において、各相における巻線は直列に接続された複数の巻線で構成され、インバータから印加される交流電圧の一つの相の電圧が印加される端子と、複数の巻線の各端子と接続される複数の接点とを備える、交流電圧の各相に対して設けられた複数の多接点スイッチと、複数の多接点スイッチの接続を一括して同時に切り替え、多接点スイッチそれぞれの端子といずれか一つの接点とを選択的に接続して各相に備えられた巻線の接続状態を切り替える切り替え制御部と、を備え、同期モータの回転動作中に、多接点スイッチの切り替え動作を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、上記構成のモータ駆動装置において、巻線の接続状態が切り替えられる直前の同期モータの回転速度と、直後の同期モータの回転速度とが、略等しいこととしても構わない。
【００１２】
また、上記構成のモータ駆動装置において、インバータが電圧の印加を停止した後に巻線の接続状態を切り替えても構わないし、電圧の印加停止後に、さらに巻線に電流が流れていないことを確認してから接続状態を切り替えることとしても構わない。
【００１３】
このような構成にすることで、巻線の接続状態を切り替えるときに、巻線に電圧が印加されていたり、電流が流れていたりすることを防止することができる。したがって、巻線の接続状態を切り替える際に過渡的な異常電圧が印加されることや、異常電流が流れることを防ぐことができる。
【００１４】
また、上記構成のモータ駆動装置において、巻線に流れる電流量を検出する電流検出装置を備え、電流検出装置に検出された値に基づいて電流が流れていないことを確認することしても構わないし、インバータの電圧の印加停止時から、所定時間が経過したことにより、巻線に電流が流れていないことを確認することとしても構わない。また、この所定時間はインバータが電圧の印加停止直前にモータ駆動装置にかかっていた負荷によって可変するものとしてもよく、負荷が重ければ所定時間を長くするとしても構わない。
【００１５】
このような構成にすることで、電流を検出する装置を用いることとすれば巻線に電流が流れていないことを確実に確認することができる。また、所定時間の経過によって確認することとすれば、電流を検出する装置を設けなくてもよい構成とすることができ、装置の簡素化や小型化を図ることができる。さらに、この所定時間は巻線の接続状態を切り替える直前にモータ駆動装置にかかっていた負荷によって可変としてもよい。
【００１６】
モータ駆動装置にかかっていた負荷が大きい場合は、通常巻線に大きな電流が流れており、その場合、電圧の印加停止後から電流が完全に停止するまでの時間が長くなる。また、かかっていた負荷が小さい場合は流れていた電流が小さく、完全に停止するまでの時間も短くなる。したがって、電流が停止する前に巻線の接続状態の切り替えをおこなってしまったり、電流が完全に停止しているにもかかわらず長時間切り替えを行わなかったりすることを防止することができる。なお、この所定時間についてはあらかじめ実験により確認をして、モータ駆動装置に設定しておくことが望ましい。
【００１７】
また、上記構成のモータ駆動装置において、巻線の接続状態を切り替えた後に、インバータが電圧を印加することとしても構わない。
【００１８】
また、上記構成のモータ駆動装置において、インバータが印加する交流電圧の相ごとに直列に接続されたｎ個の巻線のうち、端部に配置される二つの巻線の一方を第一の巻線とし、他方を第二の巻線とし、第一の巻線及び第二の巻線以外のｎ−２個の巻線を第三の巻線とし、多接点スイッチが、直列接続された第一〜第三の巻線において二つの巻線が接続されることで形成されるｎ−１個の接続ノードに接続されたｎ−１個の接点と、第一の巻線の接続ノードを形成しない側の一端と接続される一個の接点とにより、ｎ個の接点を備え、各相における第二の巻線の接続ノードを形成しない側の一端同士が結線されることとしても構わない。
【００１９】
また、上記構成のモータ駆動装置において、インバータが三相の交流電圧を印加することとしても構わないし、同期モータのロータが界磁として永久磁石を備えることとしても構わない。
【００２０】
また、本発明の圧縮機駆動装置は、上記構成のモータ駆動装置を設けたことを特徴とし、本発明の空調・冷凍装置は、上記の圧縮機駆動装置を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、同期モータの回転中に巻線の接続状態を切り替えることができ、それによって回転速度に応じた誘起電圧定数を選択することが可能となる。したがって、モータ効率を高い状態として維持することができる。また、同期モータの回転中に巻線の接続状態を切り替えることとしているので、巻線の接続状態を切り替えるためにモータ駆動装置を停止することや、モータ駆動装置を備えた圧縮機駆動装置及び圧縮機駆動装置を備えた空調・冷凍装置を停止することがない。よって、空調・冷凍装置の停止に伴う部屋または冷蔵庫・冷蔵庫内の温度の上昇を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１４に基づき説明する。
【００２３】
＜第一の実施形態＞
まず、本発明の第一の実施形態に係るモータ駆動装置の構成の概略について、図１を用いて説明する。図１は第一の実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態に係るモータ駆動装置７は、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相の電圧を印加するインバータ２と、Ｕ〜Ｗ相の電圧が印加される後述のステータ６の巻線Ｕ１〜Ｗ１及び巻線Ｕ２〜Ｗ２の切り替えを行う切り替え部３と、インバータ２及び切り替え部３を制御する制御部４と、インバータ２が電圧を印加することで回転動作を行う同期モータである永久磁石同期モータ１とを備える。切り替え部３は、Ｕ相の電圧が印加される導線Ｕに端子Ａが接続されるとともに接点ａと接点ｂとの切り替えを行うことで端子Ａに入力されるＵ相の電圧の出力先を切り替えるスイッチＳＷ１と、Ｖ相の電圧が出力される導線Ｖに端子Ｂが接続されるとともに接点ａと接点ｂとの切り替えを行うことで端子Ｂに入力されるＶ相の電圧の出力先を切り替えるスイッチＳＷ２と、Ｗ相の電圧が出力される導線Ｗに端子Ｃが接続されるとともに接点ａと接点ｂとの切り替えを行うことで端子Ｃに入力されるＷ相の電圧の出力先を切り替えるスイッチＳＷ３とを備え、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は切り替え部３により同時かつ同様になるように切り替えられる。即ち、すべてのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれの接点ａに接続する場合と、すべてのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれの接点ｂに接続する場合との二つの場合が存在する。以下において、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれの接点ａに接続したときを「ａの状態」とし、それぞれの接点ｂに接続したときを「ｂの状態」とする。
【００２５】
永久磁石同期モータ１は、界磁として永久磁石を備えたロータ５と、巻線Ｕ１〜Ｗ１及び巻線Ｕ２〜Ｗ２を備えたステータ６とを備える。ステータ６は、それぞれの一端がスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれの接点ａに接続されるとともに他端がスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれの接点ｂに接続された巻線Ｕ２〜Ｗ２と、巻線Ｕ２〜Ｗ２のそれぞれの他端にそれぞれの一端が接続されるとともにそれぞれの他端が結線される巻線Ｕ１〜Ｗ１とを備える。
【００２６】
また、制御部４はマイクロコンピュータを備え、インバータ２及び切り替え部３を制御するプログラムを格納し、このプログラムに沿ってインバータ２が印加する電圧や、切り替え部３即ちスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の制御を行っている。
【００２７】
次に、図２の（ａ）、（ｂ）を用いて図１のａの状態及びｂの状態について説明する。図２は第一の実施形態に係るモータ駆動装置のａの状態及びｂの状態のそれぞれの構成を示すブロック図である。
【００２８】
図２の（ａ）はスイッチＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれの接点ａに接続しているａの状態を示しており、図２の（ｂ）はスイッチＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれの接点ｂに接続しているｂの状態を示している。図２の（ａ）に示すように、ａの状態ではインバータ２から電圧が印加される巻線は、Ｕ相に対しては巻線Ｕ１と巻線Ｕ２、Ｖ相に対しては巻線Ｖ１と巻線Ｖ２、Ｗ相に対しては巻線Ｗ１と巻線Ｗ２となる。また、図２の（ｂ）に示すように、ｂの状態ではインバータ２から電圧が印加される巻線は、Ｕ相に対しては巻線Ｕ１、Ｖ相に対しては巻線Ｖ１、Ｗ相に対しては巻線Ｗ１となる。
【００２９】
次に、モータ駆動装置の切り替え部の状態による回転速度と印加電圧との関係について図３を用いて説明する。図３はａの状態及びｂの状態に対応した印加電圧と回転速度との関係を示したグラフであり、横軸に回転速度、縦軸に印加電圧を示している。
【００３０】
図３に示すように、ａの状態、ｂの状態共に、印加電圧が出力電圧制限値に達するまでは印加電圧を増大させることが可能であり、これに伴い回転速度を大きくすることができる。しかし、インバータが印加する電圧が出力電圧制限値に達し回転速度がそれぞれＮ１、Ｎ２になると、制限値以上に印加電圧を大きくすることができないため回転速度もそれ以上大きくできない。そこで、回転速度Ｎ１、Ｎ２より回転速度を大きくするためには、弱め磁束制御を行い電流によって誘起電圧と逆向きの電圧を発生させ、誘起電圧を減少させることが必要となる。そして、誘起電圧が減少するとモータ駆動装置を回転させるために利用される電圧が大きくなり、回転速度をＮ１、Ｎ２より大きくすることができる。
【００３１】
また、ａの状態とｂの状態とを比較すると、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ｂの状態はａの状態と比較して巻線Ｕ２、巻線Ｖ２、巻線Ｗ２のそれぞれに電圧が印加されず、これらの巻線Ｕ２〜Ｗ２の分だけターン数が少ないこととなる。その結果、ｂの状態は誘起電圧定数がａの状態と比較して小さくなっている。したがって、図３に示すように印加電圧が出力電圧制限値に達するまでは、印加電圧が同じであってもｂの状態の方がａの状態に比べて発生する誘起電圧が小さい。そのため、モータ駆動装置を回転させるために利用される電圧はｂの状態の方が大きくなり回転速度も大きくなる。そして、ｂの状態で印加電圧がインバータの出力電圧制限値に達するときは、ａの状態で出力電圧制限値が印加された場合の回転速度Ｎ１より大きな回転速度Ｎ２となる。しかし、ターン数を減少させたことによってトルクも減少しており、ａの状態よりも電流を多く流さなければａの状態と同じだけのトルクを発生させることはできない。
【００３２】
次に、回転速度とモータ効率について図４を用いて説明する。図４はａの状態及びｂの状態のそれぞれに対応した回転速度とモータ効率との関係を示したグラフであり、横軸にモータ駆動装置の回転速度、縦軸にモータ効率を示している。
【００３３】
図４に示すようにｂの状態で回転速度Ｎ１より回転速度が小さい場合、上記のようにｂの状態ではトルクを大きくするためにａの状態より巻線に電流を多く流す必要があったため、モータ効率はａの状態よりｂの状態の方が低くなっている。しかし、回転速度をＮ１より大きくすると、ａの状態では弱め磁束制御を行うための電流が必要となり、回転速度の増大とともに必要な電流値が増大することでモータ効率が低下する。一方、ｂの状態は弱め磁束制御を行わずとも回転速度Ｎ２（Ｎ１＜Ｎ２）までは回転速度を増大させることができる。そのため、回転速度Ｎ１と回転速度Ｎ２との間で、ａの状態のモータ効率とｂの状態のモータ効率とが逆転し、ある回転速度Ｎ３（Ｎ１＜Ｎ３＜Ｎ２）より大きい場合ではｂの状態としたほうがモータ効率が高くなる。したがって、回転速度Ｎ３未満ではａの状態、回転速度Ｎ３より回転速度が大きい値ではｂの状態となるように巻線の接続状態を切り替えると、それぞれの回転速度においてモータ効率が高くなるため好ましい。
【００３４】
次に、上記のように回転速度に応じて最高のモータ効率となるような巻線の接続状態を選択する方法について説明する。まず、回転速度の制御動作及び切り替え動作の概要について図５を用いて説明する。図５は回転速度の制御動作と巻線の接続状態の切り替え動作を示すフローチャートである。なお、この制御方法では上記の回転速度Ｎ３をしきい値として速度区分を設定し、回転速度Ｎ３より速度が大きい場合を高速回転、回転速度Ｎ３より速度が小さい場合を低速回転としている。また、巻線の接続状態はａの状態及びｂの状態の２種類とし、これらの状態は図１〜図４で示したように、切り替え部３をａの状態及びｂの状態としたときの巻線の接続状態とそれぞれ対応している。
【００３５】
図５に示すように、モータ駆動装置が動作を開始すると、まず初期設定を行う。この時、速度区分は低速回転、巻線の接続状態は回転速度に合わせてａの状態とし、終了フラグはＯＦＦとする（ステップＳ１０１）。次に終了フラグの有無を確認するが（ステップＳ１１０）初期設定ではＯＦＦであるので（ＮＯ）続いて終了命令の有無を確認する（ステップＳ１１１）。終了命令が出ている場合は（ＹＥＳ）、終了フラグをＯＮにして（ステップＳ１１２）回転速度指令（ステップ１０２）に移行し、終了命令が出ていない場合は（ステップＳ１１１、ＮＯ）直接、回転速度指令（ステップ１０２）に移行する。まず、終了命令が出ていない場合について説明し、終了命令が出ている場合については後述する。
【００３６】
回転速度指令（ステップＳ１０２）では、モータ駆動装置の回転速度を指令値Ｓａにするように指令を出し、次に、回転速度の実測値Ｓｂの検出を行う（ステップＳ１０３）。さらに、実測値Ｓｂとしきい値となる回転速度Ｎ３との大小比較を行うことで高速回転と低速回転とのどちらかの速度区分に分類する（ステップＳ１０４）。この判定結果である速度区分と巻線の接続状態とを比較し（ステップＳ１０５）、低速回転かつａの状態、または高速回転かつｂの状態であれば（ＹＥＳ）、上記のようにモータ効率が最高となる組み合わせなので接続状態を切り替える必要がない。そのため、回転速度の実測値Ｓｂをフィードバックして指令値Ｓａと実測値Ｓｂとの差分により駆動制御を行い（ステップＳ１０６）、終了フラグの有無の確認（ステップＳ１１０）に移行する。
【００３７】
しかし、速度区分と接続状態との比較（ステップＳ１０５）において、上記の場合以外である低速回転かつｂの状態、または高速回転かつａの状態となった場合（ＮＯ）、上記のようにモータ効率が最高の状態ではないため、巻線の接続状態を切り替える必要が生じる。そこで、巻線の接続状態切り替え処理（ステップＳ１０７）に進み、速度区分が低速回転であった場合は巻線の接続状態をａの状態に切り替え、高速回転であった場合は巻線の接続状態をｂの状態に切り替える。
【００３８】
そして、接続状態の切り替え（ステップＳ１０７）が終了するとモータ駆動装置の回転速度を検出し回転速度の実測値Ｓｂ´を得る（ステップＳ１０８）。その後、実測値Ｓｂ´をフィードバックして指令値Ｓａと実測値Ｓｂ´との差分により駆動制御を行い（ステップＳ１０９）、終了フラグの有無の確認（ステップＳ１１０）に移行する。
【００３９】
このとき、終了フラグの有無の確認に移行してもフラグはＯＦＦのままである（ステップＳ１１０、ＮＯ）。また、この次に終了命令の有無の確認（ステップＳ１１１）を行うが、終了命令が出ていないため、回転速度指令（ステップＳ１０２）に移行して、巻線の接続状態の切り替え処理や、モータ駆動装置の回転速度によるフィードバック制御（ステップＳ１０２〜Ｓ１０９）を行う。そして、終了フラグが無いことを確認し（ステップＳ１１０、ＮＯ）、さらに終了命令の有無の確認（ステップＳ１１１）を行う。以上のように、終了命令が出るまではこれらの動作を繰り返すこととなる。
【００４０】
次に、終了命令が出た場合について説明する。終了命令が出ると、終了命令の確認を行った後に（ステップＳ１１０、ＹＥＳ）、終了フラグをＯＮにする処理を行う（ステップＳ１１２）。そして、回転速度指令（ステップＳ１０２）に移行して、巻線の接続状態の切り替え処理やモータ駆動装置の回転速度によるフィードバック制御（ステップＳ１０２〜Ｓ１０９）を行う。その後、フラグがＯＮであることを確認した後に（ステップＳ１１０、ＹＥＳ）、回転速度の実測値Ｓｂ、Ｓｂ´がゼロかどうかの判定を行う（ステップＳ１１３）。ここで実測値Ｓｂ、Ｓｂ´がゼロであれば（ＹＥＳ）、モータ駆動装置の動作は終了する。しかし、実測値Ｓｂ、Ｓｂ´がゼロでなければ（ＮＯ）回転速度指令（ステップＳ１０２）に移行して、巻線の接続状態の切り替え処理やモータ駆動装置の回転速度によるフィードバック制御（ステップＳ１０２〜Ｓ１０９）を行う。その後、フラグがＯＮであることを確認し（ステップＳ１１０、ＹＥＳ）、実測値Ｓｂ、Ｓｂ´の判定（ステップＳ１１３）に移行する。これらの動作を繰り返す内に、実測値Ｓｂ、Ｓｂ´の判定（ステップＳ１１３）において実測値Ｓｂ、Ｓｂ´がゼロになると（ＹＥＳ）、モータ駆動装置の動作を終了させる。
【００４１】
次に、図６を用いて図５に示した巻線の接続状態切り替え処理（ステップＳ１０７）について詳細に説明する。図６は、巻線の接続状態切り替え処理についてのフローチャートである。図５における巻線の接続状態切り替え処理（ステップＳ１０７）が開始されると、インバータは電圧の印加を停止する（ステップＳ２１）。この時、インバータが電圧の印加を停止しても永久磁石同期モータは惰性で回転しており、その回転中に巻線の接続状態の切り替えを行い（ステップＳ２２）、切り替えが終了した後に電圧の印加を再開し（ステップＳ２３）、処理を終了する。
【００４２】
また、図５及び図６に示す巻線の接続状態切り替え動作について、図７を用いて従来例と本実施形態とを比較しつつ説明する。図７はａの状態かつ回転速度Ｎ３である状態から、ｂの状態かつ回転速度Ｎ２の状態にするときの回転速度と時間との関係を示したものであり、横軸に時間、縦軸に回転速度を示したグラフである。また、図７の（ａ）に本実施形態、図７の（ｂ）に従来例を示している。まず、図７の（ｂ）の従来例に示すように、ａの状態からｂの状態に切り替える間に永久磁石同期モータの回転を停止することとすると、停止状態から回転速度Ｎ２に至るまでｂの状態で回転動作を行うこととなる。したがって、停止状態から回転速度Ｎ３までの間は電流を多量に消費し、モータ効率が低くなる。また、直接回転速度Ｎ３から回転速度Ｎ２まで加速せず、一旦停止状態にしてから加速しているため余分なエネルギーを消費している。
【００４３】
しかし、図７の（ａ）に示すように、本実施形態に係るモータ駆動装置によれば回転速度を落とさずにａの状態からｂの状態に切り替えることができる。したがって、図８の（ｂ）に示す従来例と比較して、回転速度Ｎ３から回転速度Ｎ２に至るまで最適な巻線を用いて最高のモータ効率で動作させることができ、停止した後に加速するという余分なエネルギーの消費もない。
【００４４】
さらに、図７の（ｂ）に示す従来例では回転速度Ｎ３から回転速度Ｎ２に至るまでにモータ駆動装置を一旦停止状態にするため、切り替え動作の開始から回転速度Ｎ２に達するまで時間Ｔ１から時間Ｔ３までの時間がかかっている。しかし、図７の（ａ）に示すように、本実施形態に係るモータ駆動装置は回転速度を落とさずに接続状態の切り替えを行うため、回転速度Ｎ３から回転速度Ｎ２まで加速するだけでよく、時間Ｔ１から時間Ｔ２までの時間しかかからない。
【００４５】
また、図７の（ａ）に示すように、本実施形態に係るモータ駆動装置は接続状態の切り替えの際に回転速度を落としたり、停止したりすることがないので、このモータ駆動装置を備えた圧縮機駆動装置、さらにはこの圧縮機駆動装置を備えた空調・冷凍装置の動作も停止させることがない。したがって、例えば室内または冷蔵、冷凍庫内の温度を下げるためにモータ駆動装置を高回転にする必要が生じた場合において、モータ駆動装置の効率を保つために巻線の接続状態の切り替えを行ったとしても、切り替えによって空調・冷凍装置の動作を停止させないため、停止による室内及び庫内の温度の一時的な上昇を防ぐことができる。
【００４６】
また、本実施形態にかかるモータ駆動装置は、巻線の接続状態切り替え処理において、巻線の接続状態を切り替える前にインバータが印加する電圧を停止することとしている。これによりモータ駆動装置に過渡的な異常電圧がかかったり、巻線を切り替える装置にかかる電圧変動が大きくなり当該装置の寿命が短くなったりすることを防止することができる。さらに、切り替え時に生じるノイズや、回転速度の変動や騒音、振動を低減することができ、永久磁石同期モータの脱調を防ぐことができる。
【００４７】
また、回転速度の実測値Ｓｂ、Ｓｂ´をフィードバックして駆動制御を行うことにより、精度良く加速、減速を行うことが可能となる。
【００４８】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施形態に係るモータ駆動装置について説明する。なお、第二の実施形態に係るモータ駆動装置の構成は、図１に示す第一の実施形態に係るモータ駆動装置の構成と同様であり、回転速度と巻線の接続状態の制御動作についても図５のフローチャートに示す動作と同様である。第二の実施形態と第一の実施形態とでは接続状態切り替え処理が異なり、この処理について図８及び図９を用いて詳細に説明する。図８は第二の実施形態に係るモータ駆動装置の巻線の接続状態切り替え処理のフローチャートであり、図５に示した巻線の接続状態切り替え処理（ステップＳ１０７）の詳細を示すものである。即ち、図８のフローチャートは第一の実施形態について説明した図６のフローチャートに相当するものである。なお、図８のフローチャートにおいて図６のフローチャートにおける動作ステップと同一の目的で行う動作ステップについては同一の符号を付してその詳細な説明については省略する。
【００４９】
図８に示すように、本実施形態に係るモータ駆動装置の巻線の接続状態切り替え処理（図５に示すステップＳ１０７）では、処理を開始してインバータが印加する電圧を停止（ステップＳ２１）したあとに、巻線を流れる電流値を検出することとしている（ステップＳ３１）。このとき、巻線に電流が流れていれば（ＹＥＳ）、電流値の検出（ステップＳ３１）をもう一度行い、電流が流れていない状態（ＮＯ）になるまで電流値の検出（ステップＳ３１）を繰り返すこととする。電流値の検出（ステップＳ３１）において電流が流れていない状態（ＮＯ）となったら巻線の接続状態の切り替えを行う（ステップＳ２２）。そして電圧の印加を再開し（ステップＳ２３）、処理を終了する。
【００５０】
次に、図９にこの一連の切り替え動作中の電圧及び電流の時間変化を示す。図９は、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相のうち、いずれか一つの相に対応する巻線に印加される電圧及び電流の時間変化について示したグラフである。
【００５１】
図９に示すように、時間Ｔ４において印加電圧を停止すると（図８に示すステップＳ２１）、巻線に印加される電圧は即座に停止する。しかし、電流は流れなくなるまでに僅かではあるが時間がかかり、特に、大きな電流が流れていた時ほど電流が流れなくなるまでの時間は長くなる。よって、巻線を流れる電流値の検出を行い（図８に示すステップＳ３１）、時間Ｔ５からＴ６の間で電流の停止を確認して（図８に示すステップＳ３１のＮＯ）巻線の接続状態の切り替えを行うこととしている（図８に示すステップＳ２２）。また、巻線の切り替え後の時間Ｔ６で電圧の印加を再開する（図９に示すステップＳ２３）
【００５２】
また、電圧の印加を停止している時間中であっても、永久磁石同期モータは惰性により回転を継続している。そして、一連の切り替えに係る時間（図９に示すＴ４からＴ６の間）は僅かであるため、回転速度をほぼ変えることなく電圧の再印加をすることができる。
【００５３】
本実施形態は、第一の実施形態と同様に巻線の接続状態の切り替えの前にインバータが印加する電圧を停止することとしている。そして、本実施形態は第一の実施形態と異なり電圧の印加停止後にさらに巻線に流れる電流を検出し電流が流れていないことも確認している。そのため、モータ駆動装置に異常電流によるノイズが発生することを防ぐことができ、永久磁石同期モータの振動や脱調を防止することができる。
【００５４】
なお、電流の検出には例えば電流検出センサを用いてもよい。この場合、電流検出センサから得られた信号を制御部に備えられたマイクロコンピュータのＡ／Ｄ変換機能を用いてデジタル化し、この信号に基づいて切り替え部とインバータとを制御することとする。
【００５５】
＜第三の実施形態＞
次に、本発明の第三の実施形態に係るモータ駆動装置について説明する。なお、第三の実施形態に係るモータ駆動装置の構成は図１に示す第一の実施形態に係るモータ駆動装置の構成と同様であり、回転速度と巻線の接続状態の制御動作についても図５に示す動作と同様である。第三の実施形態と第一、第二の実施形態とでは接続状態切り替え処理が異なり、この処理の詳細について図１０を用いて説明する。図１０は第三の実施形態に係るモータ駆動装置の巻線の接続状態切り替え処理のフローチャートであり、図５に示した巻線の接続状態切り替え処理（ステップＳ１０７）の詳細を示すものである。また、図１０は第一の実施形態について説明した図６のフローチャートや、第二の実施形態について説明した図８のフローチャートに相当するものである。なお、図１０のフローチャートにおいて図６のフローチャートにおける動作ステップと同一の目的で行う動作ステップについては同一の符号を付してその詳細な説明については省略する。
【００５６】
図１０に示すように、本実施形態に係るモータ駆動装置の巻線の接続状態切り替え処理（図５に示すステップＳ１０７）では処理を開始してインバータが印加する電圧を停止（ステップＳ２１）したあとに、所定時間が経過したかどうかの判定を行う（ステップＳ４１）。この所定時間は電圧の印加を停止した後から電流が完全に流れなくなるまでの時間として予め設定されるものである。そして、所定時間の経過後、巻線の接続状態の切り替えを行い（ステップＳ２２）、その後に電圧の印加を再開し（ステップＳ２３）、処理を終了する。
【００５７】
この所定時間は、制御部に備えたマイクロコンピュータのタイマ機能を用いて計測する。また、所定時間のデータは実験を行うことにより確認し、あらかじめマイクロコンピュータに定数として設定しておく。
【００５８】
また、電圧の印加を停止している時間中であっても永久磁石同期モータは惰性により回転を継続している。そして、この所定時間及び接続状態の切り替えにかかる時間は僅かであるため、回転速度をほとんど低下させることなく、電圧を再印加することができる。
【００５９】
本実施形態は、第二の実施形態と同様に巻線の接続状態の切り替え時に電流が流れていないものとしている。しかし、本実施形態ではその電流の停止を所定時間の経過によって判断することとしている。そのため、巻線に流れる電流を検出するためのセンサ類を不要とし、モータ駆動装置の構成を簡略化することができる。
【００６０】
なお、この所定時間は印加電圧の停止直前にモータ駆動装置にかかっていた負荷に基づき可変とするものとしてもよい。特に、負荷が大きくなるほど巻線を流れる電流は大きくなり、完全に停止するまでの時間は長くなる。そのため、負荷が大きくなるほど所定時間が長くなるように設定するとよい。
【００６１】
なお、第一の実施形態〜第三の実施形態に係るモータ駆動装置において、巻線をインバータ２が供給する電圧のそれぞれの相に対して２個ずつとしていたが、さらに巻線を追加してもよいし、巻線を細分化することによって一つの相あたりの切り替え可能な巻線の数を増やしてもよい。巻線を増やした場合については、図１１〜図１４を用いて説明する。
【００６２】
まず、図１１を用いて印加電圧の各相に対する巻線を３個ずつとした場合について説明する。図１１は、印加電圧の各相に対する巻線を３個ずつとした場合のブロック図であり、第一の実施形態について説明した図１のブロック図に相当するものである。図１１に示すように、インバータ２、制御部４、ステータ６、ロータ５及び導線Ｕ〜Ｗは、図１に示した第一の実施形態と同じ構成である。切り替え部３はスイッチＳＷ４〜ＳＷ６を備え、スイッチＳＷ４は導線Ｕが接続する端子Ｄと三個の接点ｄ〜ｆとを備え、スイッチＳＷ５は導線Ｖが接続する端子Ｅと三個の接点ｄ〜ｆとを備え、スイッチＳＷ６は導線Ｗが接続する端子Ｆと三個の接点ｄ〜ｆとを備えている。また、一端がスイッチＳＷ４〜ＳＷ６のそれぞれの接点ｄに接続し他端がそれぞれの接点ｅに接続する巻線Ｕ３〜Ｗ３と、一端が巻線Ｕ３〜Ｗ３のそれぞれの他端に接続し他端がスイッチＳＷ４〜ＳＷ６のそれぞれの接点ｆに接続する巻線Ｕ２〜Ｗ２と、一端が巻線Ｕ２〜Ｗ２の他端に接続しそれぞれの他端が結線される巻線Ｕ１〜Ｗ１とをステータ６に備える。切り替え部３に備えられたスイッチＳＷ４〜ＳＷ６は切り替え部３により同時かつ同様になるように切り替えられる。即ち、それぞれの接点ｄに接続する場合と、それぞれ接点ｅに接続する場合と、それぞれ接点ｆに接続する場合があり、以下において「ｄの状態」、「ｅの状態」及び「ｆの状態」とする。
【００６３】
また、図１１に示すように切り替え部３がｄの状態のとき、インバータ２から電圧を印加される巻線は、Ｕ相に対しては巻線Ｕ１〜巻線Ｕ３、Ｖ相に対しては巻線Ｖ１〜巻線Ｖ３、Ｗ相に対しては巻線Ｗ１〜巻線Ｗ３となる。切り替え部３がｅの状態のときは、インバータ２から電圧を印加される巻線は、Ｕ相に対しては巻線Ｕ１及び巻線Ｕ２、Ｖ相に対しては巻線Ｖ１及び巻線Ｖ２、Ｗ相に対しては巻線Ｗ１及び巻線Ｗ２となる。切り替え部３がｆの状態のときは、インバータ２から電圧を印加される巻線は、Ｕ相に対しては巻線Ｕ１、Ｖ相に対しては巻線Ｖ１、Ｗ相に対しては巻線Ｗ１となる。
【００６４】
次に、図１２を用いて印加電圧の各相に対する巻線をｎ個ずつとした場合について説明する。図１２は、印加電圧の各相に対する巻線をｎ個ずつとした場合のブロック図であり、第一の実施形態について説明した図１のブロック図や、印加電圧の各相に対する巻線を３個ずつとした場合について説明した図１１のブロック図に相当するものである。図１２は簡単のため、Ｕ相に対応する巻線（Ｕｎ、Ｕｎ−１、Ｕｎ−２、…、Ｕ１）と、Ｕ相の電圧が印加される導線Ｕと、切り替え部３に備えたＵ相に対応するスイッチＳＷ７と、スイッチＳＷ７に備えられた導線Ｕと接続する端子Ｇとｎ個の接点（Ａｎ、Ａｎ−１、Ａｎ−２、…、Ａ１）とを示している。また、図示をしていないＶ相、Ｗ相に関してもＵ相と同様の構成になっている。
【００６５】
巻線（Ｕｎ、Ｕｎ−１、Ｕｎ−２、…、Ｕ１）の接続状態について説明する。巻線Ｕｎは一端が接点Ａｎに接続し、他端が接点Ａｎ−１に接続する。また、巻線Ｕｎ−１〜巻線Ｕ２の接続は同様であり、「巻線Ｕｎ−ｘは一端が巻線Ｕｎ−ｘ＋１の他端に接続し、他端が接点Ａｎ−ｘ−１に接続する。（ｘは１以上ｎ−２以下）」を満たすものとなる。そして、巻線Ｕ１は、一端が巻線Ｕ２の他端に接続し、他端がＶ、Ｗ相においてＵ１と同様の接続関係にあるＶ１、Ｗ１のそれぞれの他端と結線される。
【００６６】
巻線の接続状態は、接点ＡｎにスイッチＳＷ７が接続しＵ１〜Ｕｎの巻線に電圧が印加される状態と、接点Ａｎ−１にスイッチＳＷ７が接続しＵ１〜Ｕｎ−１の巻線に電圧が印加される状態と、…、接点Ａ１にスイッチＳＷ７が接続し巻線Ｕ１にのみ電圧が印加される状態」の合計ｎ種類存在し、以下それぞれを、「Ａｎの状態」、「Ａｎ−１の状態」…、「Ａ１の状態」とする。
【００６７】
また、図１３を用いて回転速度とモータ効率との関係について説明する。図１３は、巻線をｎ個ずつとした場合の回転速度とモータ効率についてのグラフであり、第一の実施形態について説明した図４のグラフに相当するものである。
【００６８】
図４で示したように、回転速度が低速の場合、ターン数が多い（巻線の接続数が多い）方が小さな電流でも大きなトルクを出すことができ、モータ効率を高くすることができる。例えば、モータ駆動装置の回転動作開始直後の場合、巻線のターン数が最も多いＡｎの状態が、モータ効率が最高となる状態である。
【００６９】
これに対し、永久磁石同期モータの回転が加速され回転速度が増大すると、回転速度に比例して誘起電圧が大きくなる。この誘起電圧の上昇を抑えるために弱め磁束制御を行うことが考えられるが、弱め磁束制御を行うために流す電流によってモータ効率が低下する。
【００７０】
また、弱め磁束制御の他に誘起電圧の上昇を抑える方法として、ターン数を減少させる方法が考えられる。この方法を用いた場合、誘起電圧の上昇は抑えられるがターン数が減少するためトルクも減少することになり、ターン数を減少させる前と同じトルクを出そうとすると、巻線に余分な電流を流す必要がある。
【００７１】
しかし、ある回転速度以上では、トルクの減少を補填するために流す電流の方が弱め磁束制御を行うために流す電流よりも小さくなり、ターン数を減少させた方がモータ効率を高くすることができる。したがって、ある回転速度をしきい値として、しきい値となる回転速度を超えた場合ではターン数を減らす（巻線の接続数を減らす）方法を採る方がよく、しきい値以下では弱め磁束制御を行う方がよい。
【００７２】
上記のしきい値となる回転速度について具体的に説明する。図１３に示すように、例えばＡｎの状態とＡｎ−１の状態については、それぞれの回転速度とモータ効率を表す曲線の交点となる回転速度Ｍ１がしきい値となる。回転速度がＭ１以下ではＡｎの状態の方がモータ効率が高く、Ｍ１以上ではＡｎの状態からターン数を減少させたＡｎ−１の状態の方がモータ効率が高い。同様に、Ａｎ−１の状態とＡｎ−２の状態のしきい値となる回転速度はＭ２であり、Ａｎ−２の状態とＡｎ−３の状態のしきい値となる回転速度はＭ３であり、…、Ａ２の状態とＡ１の状態のしきい値となる回転速度はＭｎ−１である。また、これらのしきい値となる回転速度はｎ−１個存在する。
【００７３】
これらより、第一の実施形態で説明した場合と同様に、回転速度に応じた巻線の接続状態を選択することによってモータ効率が最高となるような制御を行うこととすると、以下のようになる。
【００７４】
モータ駆動装置の回転動作開始直後は速度Ｍ１以下なのでモータ効率が最高のＡｎの状態を選択し、回転速度がＭ１を超えたらモータ効率が最高となるＡｎ−１の状態に切り替え、回転速度がＭ２を超えたらモータ効率が最高となるＡｎ−２の状態に切り替え、…、回転速度がＭｎ−２を超えたらモータ効率が最高となるＡ２の状態に切り替え、回転速度がＭｎ−１以上となればモータ効率が最高となるＡ１の状態に切り替える。このように回転速度が増大するにつれターン数を逓減する制御を行うことで、巻線の接続状態を回転速度に応じた最適な接続状態に切り替えることができ、モータ効率を最高の状態とすることができる。
【００７５】
上記のモータ駆動装置の回転速度の制御動作と巻線の接続状態の切り替え動作を行う場合も、図５のフローチャートに示す方法と同様の方法で行う。ただし、図５に示す方法について巻線の接続状態や速度区分を上記の条件に適応させる必要があり、この条件に即したフローチャートを図１４に示す。図１４は、巻線をｎ個ずつにした場合の回転速度の制御動作及び巻線の接続状態の切り替え動作を示すフローチャートであり、図５と同様の動作ステップについては図面上一部省略した。また、図１４のフローチャートにおいて、図５のフローチャートにおける動作ステップと同一の目的で行う動作ステップについては同一の符号を付してその詳細な説明については省略する。また、以下の説明においては図１４と図５を用いる。
【００７６】
図１４に示すように、モータ駆動装置の動作が開始されると、まず初期設定を行う（ステップＳ５０１、図５のステップＳ１０１に相当）。この時、モータ駆動装置は回転動作開始直後であるので、回転速度は最も遅い区分でありそれに合わせて巻線が最も多く接続されている状態とする。したがって、初期設定は「速度区分がＭ１以下、巻線の状態がＡｎの状態、終了フラグがＯＦＦ」とする。また、この初期設定（ステップＳ５０１）のあとの動作ステップである、終了命令の確認及び終了動作（ステップＳ１１０〜Ｓ１１３）、回転速度指令（ステップＳ１０２）は図５と同様であるため省略する。この後、回転速度の検出（ステップＳ１０３）が行われるが、これも図５に示すフローチャートと同様の動作ステップである。
【００７７】
回転速度の検出（ステップＳ１０３）の後に、速度区分の判定を行う（ステップＳ５０４、図５のステップＳ１０４に相当）。速度区分は、上記のようにしきい値が速度Ｍ１〜Ｍｎ−１であるため「Ｍ１以下、Ｍ１からＭ２の間、…、Ｍｎ−２からＭｎ−１の間、Ｍｎ−１以上」とし、判定を行う。
【００７８】
この判定結果である速度区分と巻線の接続状態とを比較し（ステップＳ５０５、図５のステップＳ１０５に相当）、ある回転速度に対してモータ効率が最高となる巻線の接続状態が選択されているかどうか、即ち「速度区分Ｍ１以下かつ巻線がＡｎの状態、または、速度区分Ｍ１からＭ２の間かつ巻線がＡｎ−１の状態、または、…、速度区分Ｍｎ−２からＭｎ−１の間かつ巻線がＡ２の状態、または、速度区分Ｍｎ−１以上かつ巻線がＡ１の状態」の組み合わせになっているかどうかを判断する。これらに示す組み合わせとなる場合は（ＹＥＳ）モータ効率がその回転速度において最高であるので巻線の接続状態を切り替える必要がなく、回転速度の実測値Ｓｂのフィードバックを行う（図５に示すステップＳ１０６、図１４では省略）。したがって、この組み合わせ以外であれば（ステップＳ５０５、ＮＯ）、巻線の接続状態切り替え処理（ステップＳ５０７、図５のステップＳ１０７に相当）を行う。
【００７９】
巻線の接続状態の切り替え処理（ステップＳ５０７、図５のステップＳ１０７に相当）は、上記の巻線の接続状態と速度区分との比較（ステップＳ５０５）で示した組み合わせとなるように、速度区分に応じた巻線の接続状態を選択し、接続状態を切り替える。そして回転速度の実測値Ｓｂ´を検出（ステップＳ１０８）し、実測値Ｓｂ´をフィードバックする（図５に示すステップＳ１０９、図１４では省略）。
【００８０】
また、接続状態の切り替え方法については、第一〜第三の実施形態で示した図６、図８及び図１０のフローチャートに示すいずれの方法を用いてもよい。
【００８１】
このような構成及び動作とすることで、巻線の追加や細分化によって選択できる巻線の状態が増え、様々な回転速度に対しその都度最適な誘起電圧定数を選択することが可能となる。したがって、高いモータ効率を維持したまま、モータ駆動装置を動作させることができる。また、巻線の切り替えが多くても回転速度の低下がなく、円滑に切り替えることが可能である。
【００８２】
以上、本発明の第一〜第三の実施形態に係るモータ駆動装置について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。また、幅広い回転速度範囲で高効率にモータ駆動装置を動作させることができるため、電気自動車やハイブリット自動車といったモータ駆動される機器に用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、モータ駆動装置を備えた圧縮機駆動装置を搭載した空調・冷凍装置において特に好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】は、本発明の第一実施形態に係るモータ駆動装置の、構成を示すブロック図である。
【図２】は、本発明の第一実施形態に係るモータ駆動装置の、ａの状態及びｂの状態のそれぞれの構成を示すブロック図である。
【図３】は、本発明の第一実施形態に係るモータ駆動装置の、回転速度と印加電圧との関係を示すグラフである。
【図４】は、本発明の第一実施形態に係るモータ駆動装置の、回転速度とモータ効率との関係を示すグラフである。
【図５】は、本発明の第一実施形態に係るモータ駆動装置の、回転速度の制御動作及び巻線の接続状態の切り替え動作を示すフローチャートである。
【図６】は、本発明の第一実施形態に係るモータ駆動装置の、巻線の接続状態切り替え処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】は、本発明の第一実施形態に係るモータ駆動装置と従来例のモータ駆動装置との、巻線の接続状態切り替え処理にかかる時間と回転速度との関係を示すグラフである。
【図８】は、本発明の第二の実施形態に係るモータ駆動装置の、巻線の接続状態切り替え処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】は、本発明の第二の実施形態に係るモータ駆動装置の、巻線の接続状態切り替え処理における時間と電圧及び電流との関係を示すグラフである。
【図１０】は、本発明の第三の実施形態に係るモータ駆動装置の、巻線の接続状態切り替え処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】は、本発明の第一〜第三の実施形態に係るモータ駆動装置の、印加電圧のそれぞれの相に対応する巻線を３個とした場合のブロック図である。
【図１２】は、本発明の第一〜第三の実施形態に係るモータ駆動装置の、印加電圧のそれぞれの相に対応する巻線をｎ個とした場合のブロック図である。
【図１３】は、本発明の第一〜第三の実施形態に係るモータ駆動装置の、印加電圧のそれぞれの相に対応する巻線をｎ個とした場合の回転速度とモータ効率との関係を示すグラフである。
【図１４】は、本発明の第一〜第三の実施形態に係るモータ駆動装置の、印加電圧のそれぞれの相に対応する巻線をｎ個とした場合の回転速度の制御動作及び巻線の接続状態の切り替え動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１      永久磁石同期モータ
２      インバータ
３      切り替え部
４      制御部
５      ロータ
６      ステータ
７      モータ駆動装置
Ｕ１    Ｕ相に対応する第一の巻線
Ｕ２    Ｕ相に対応する第二の巻線
Ｕ３    Ｕ相に対応する第三の巻線
Ｖ１    Ｖ相に対応する第一の巻線
Ｖ２    Ｖ相に対応する第二の巻線
Ｖ３    Ｖ相に対応する第三の巻線
Ｗ１    Ｗ相に対応する第一の巻線
Ｗ２    Ｗ相に対応する第二の巻線
Ｗ３    Ｗ相に対応する第三の巻線
Ｕ〜Ｗ  導線
ＳＷ１〜ＳＷ７  スイッチ
ａ・ｂ、ｄ〜ｆ  接点
Ａ〜Ｇ  端子
Ｕ１〜Ｕｎ  Ｕ相に対応する巻線
Ｖ１〜Ｖ３  Ｖ相に対応する巻線
Ｗ１〜Ｗ３  Ｗ相に対応する巻線
Ａ１〜Ａｎ  接点
Ｎ１〜Ｎ３  回転速度
Ｍ１〜Ｍｎ―１  回転速度
Ｓ１０１〜Ｓ１１３  ステップ
Ｓ２１〜Ｓ２３  ステップ
Ｓ３１、Ｓ４１  ステップ
Ｓ５０１、Ｓ５０４、Ｓ５０５、Ｓ５０７  ステップ
Ｔ１〜Ｔ６  時間
Ｓａ  指令値
Ｓｂ、Ｓｂ´  実測値
【図１】
2008022665.tif 000003
【図２】
2008022665.tif 000004
【図３】
2008022665.tif 000005
【図４】
2008022665.tif 000006
【図５】
2008022665.tif 000007
【図６】
2008022665.tif 000008
【図７】
2008022665.tif 000009
【図８】
2008022665.tif 000010
【図９】
2008022665.tif 000011
【図１０】
2008022665.tif 000012
【図１１】
2008022665.tif 000013
【図１２】
2008022665.tif 000014
【図１３】
2008022665.tif 000015
【図１４】
2008022665.tif 000016