(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、
前記コイルの結線状態を、第１の結線状態と、前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、
前記電動機および前記結線切り替え部を制御する制御装置と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出部と
を備え、
前記制御装置は、前記コイルの結線状態が前記第１の結線状態であるときに、前記回転数検出部に検出された回転数が第１の回転数以上になった場合に、前記電動機を前記第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、前記結線切り替え部により前記コイルの結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える
駆動装置。
【請求項２】
コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、
前記コイルの結線状態を、第１の結線状態と、前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、
前記電動機および前記結線切り替え部を制御する制御装置と、
前記電動機の運転周波数を取得する運転周波数取得部と
を備え、
前記制御装置は、前記コイルの結線状態が前記第１の結線状態であるときに、前記運転周波数取得部に取得された運転周波数が第１の運転周波数以上になった場合に、前記電動機を前記第１の運転周波数に対応する第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、前記結線切り替え部により前記コイルの結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える
駆動装置。
【請求項３】
コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、
前記コイルの結線状態を、第１の結線状態と、前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、
前記電動機および前記結線切り替え部を制御する制御装置と、
室内温度を検出する温度センサと
を備え、
前記制御装置は、前記コイルの結線状態が前記第１の結線状態であるときに、前記温度センサに検出された室内温度と設定温度との温度差が設定温度差以上になった場合に、前記電動機を、前記温度差が前記設定温度差以上になったときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、前記結線切り替え部により前記コイルの結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える
駆動装置。
【請求項４】
コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、
前記コイルの結線状態を、第１の結線状態と、前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、
前記電動機および前記結線切り替え部を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記コイルの結線状態が前記第１の結線状態であるときに、前記第１の結線状態での電動機効率が前記第２の結線状態での電動機効率よりも低くなった場合に、前記電動機を、前記第１の結線状態での前記電動機効率が前記第２の結線状態での前記電動機効率よりも低くなったときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、前記結線切り替え部により前記コイルの結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える
駆動装置。
【請求項５】
コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、
前記コイルに電圧を出力して前記電動機の回転を制御するインバータと、
前記コイルの結線状態を、第１の結線状態と、前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、
前記インバータおよび前記結線切り替え部を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記コイルの結線状態が前記第１の結線状態であるときに、前記インバータの出力電圧が設定電圧以上になった場合に、前記インバータにより、前記電動機を、前記インバータの出力電圧が前記設定電圧以上になったときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、前記結線切り替え部により前記コイルの結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える
駆動装置。
【請求項６】
コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、
前記コイルに電圧を出力して前記電動機の回転を制御するインバータであって、前記電動機の回転数に応じて弱め界磁制御を行うインバータと、
前記コイルの結線状態を、第１の結線状態と、前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、
前記インバータおよび前記結線切り替え部を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記コイルの結線状態が前記第１の結線状態であるときに、前記インバータによる弱め界磁制御が開始された場合に、前記インバータにより、前記電動機を、前記弱め制御が開始されたときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、前記結線切り替え部により前記コイルの結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える
駆動装置。
【請求項７】
コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、
前記コイルの結線状態を、第１の結線状態と、前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、
前記電動機および前記結線切り替え部を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記コイルの結線状態が前記第１の結線状態であるときに、前記コイルの結線状態を前記第２の結線状態に切り替えるトリガとなる信号を受信した場合に、前記電動機を、前記信号を受信したときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、前記結線切り替え部により前記コイルの結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える
駆動装置。
【請求項８】
前記第２の回転数は、前記第１の回転数の１．２倍以上である
請求項１から７までの何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記電動機を前記第２の回転数で回転させたのち、前記電動機を前記第１の回転数よりも低い第３の回転数で回転させてから、前記結線切り替え部により前記コイルの結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える
請求項１から８までの何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記電動機を前記第２の回転数で回転させたのち、前記電動機を停止してから、前記結線切り替え部により前記コイルの結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える
請求項１から８までの何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項１１】
母線電圧を生成するコンバータと、前記母線電圧を変換して前記コイルに出力するインバータとをさらに備え、
前記制御装置は、前記電動機を前記第２の回転数で回転させる場合、前記コンバータが生成する母線電圧を、前記電動機を前記第１の回転数で回転させる場合よりも高くする
請求項１、２、３、４および７の何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項１２】
母線電圧を生成して前記インバータに供給するコンバータをさらに備え、
前記制御装置は、前記電動機を前記第２の回転数で回転させる場合に、前記コンバータが生成する母線電圧を、前記電動機を前記第１の回転数で回転させる場合よりも高くする
請求項５または６に記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記コイルは、３相コイルであり、
前記第１の結線状態は、前記３相コイルがＹ結線によって結線された状態であり、前記第２の結線状態は、前記３相コイルがデルタ結線によって結線された状態である
請求項１から１２までの何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記コイルは、Ｙ結線またはデルタ結線によって結線された３相コイルであり、
前記第１の結線状態は、前記３相コイルが相毎に直列に結線された状態であり、
前記第２の結線状態は、前記３相コイルが相毎に並列に結線された状態である
請求項１から１２までの何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項１５】
前記結線切り替え部は、リレー接点を有する
請求項１から１４までの何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項１６】
前記結線切り替え部は、半導体素子を有する
請求項１から１４までの何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項１７】
コイルを有する電動機と、
前記電動機によって駆動される圧縮機と、
前記電動機を駆動する、請求項１から１６までのいずれか１項に記載の駆動装置と
を備えた空気調和機。
【請求項１８】
コイルを有する電動機を駆動する駆動方法であって、
前記電動機の回転数を検出するステップと、
前記コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、前記回転数を検出するステップで検出した回転数が第１の回転数以上になった場合に、前記電動機を、前記第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させるステップと、
前記コイルの結線状態を、前記第１の結線状態から前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態に切り替えるステップと
を有する駆動方法。
【請求項１９】
コイルを有する電動機を駆動する駆動方法であって、
前記電動機の運転周波数を取得するステップと、
前記コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、前記運転周波数を取得するステップで取得した運転周波数が第１の運転周波数以上になった場合に、前記電動機を、前記第１の運転周波数に対応する第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させるステップと、
前記コイルの結線状態を、前記第１の結線状態から前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態に切り替えるステップと
を有する駆動方法。
【請求項２０】
コイルを有する電動機を駆動する駆動方法であって、
室内温度を検出するステップと、
前記コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、前記室内温度を検出するステップで検出した室内温度と設定温度との温度差が設定温度差以上になった場合に、前記電動機を、前記温度差が前記設定温度差以上になったときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させるステップと、
前記コイルの結線状態を、前記第１の結線状態から前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態に切り替えるステップと
を有する駆動方法。
【請求項２１】
コイルを有する電動機を駆動する駆動方法であって、
前記コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、前記第１の結線状態における電動機効率が、前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態での電動機効率よりも低くなった場合に、前記電動機を、前記第１の結線状態での前記電動機効率が前記第２の結線状態での前記電動機効率よりも低くなったときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させるステップと、
前記コイルの結線状態を、前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替えるステップと
を有する駆動方法。
【請求項２２】
コイルを有する電動機を、インバータを用いて駆動する駆動方法であって、
前記コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、前記インバータの出力電圧が設定電圧以上になった場合に、前記インバータにより、前記電動機を、前記インバータの出力電圧が前記設定電圧以上になったときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させるステップと、
前記コイルの結線状態を、前記第１の結線状態から前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態に切り替えるステップと
を有する駆動方法。
【請求項２３】
コイルを有する電動機を、インバータを用いて駆動する駆動方法であって、
前記コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、前記インバータによる弱め界磁制御が開始された場合に、前記インバータにより、前記電動機を、前記弱め制御が開始されたときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させるステップと、
前記コイルの結線状態を、前記第１の結線状態から前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態に切り替えるステップと
を有する駆動方法。
【請求項２４】
コイルを有する電動機を駆動する駆動方法であって、
前記コイルの結線状態を第１の結線状態から前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態に切り替えるトリガとなる信号を受信するステップと、
前記コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに前記信号を受信した場合に、前記電動機を、前記信号を受信したときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させるステップと、
前記コイルの結線状態を、前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替えるステップと
を有する駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を駆動する駆動装置、電動機を有する空気調和機、および電動機の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機では、圧縮機を駆動する電動機の低速回転時および高速回転時の運転効率を向上するため、電動機のコイルの結線状態をＹ結線（スター結線とも称する）とデルタ結線（三角結線またはΔ結線とも称する）とで切り替えることが行われている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
コイルの結線状態の切り替えは、機器の信頼性等を考慮し、電動機の回転を停止した状態で行われる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−８５００５号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、コイルの結線状態を切り替える際に電動機の回転が停止するため、空気調和機の運転が一時的に停止し、ユーザの快適性が低下する。特に、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えは、空調負荷が増大している状況で行われるため、空気調和機の停止による快適性の低下が大きい。【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、電動機のコイルの結線状態を切り替える際の快適性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の駆動装置は、コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、コイルの結線状態を、第１の結線状態と、第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、電動機および結線切り替え部を制御する制御装置と、電動機の回転数を検出する回転数検出部とを備える。制御装置は、コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、回転数検出部に検出された回転数が第１の回転数以上になった場合に、電動機を第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部によりコイルの結線状態を第１の結線状態から第２の結線状態に切り替える。【０００８】
本発明の駆動装置は、また、コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、コイルの結線状態を、第１の結線状態と、第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、電動機および結線切り替え部を制御する制御装置と、電動機の運転周波数を取得する運転周波数取得部とを備える。制御装置は、コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、運転周波数取得部に取得された運転周波数が第１の運転周波数以上になった場合に、電動機を第１の運転周波数に相当する第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部によりコイルの結線状態を第１の結線状態から第２の結線状態に切り替える。【０００９】
本発明の駆動装置は、また、コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、コイルの結線状態を、第１の結線状態と、第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、電動機および結線切り替え部を制御する制御装置と、室内温度を検出する温度検出センサとを備える。制御装置は、コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、温度検出センサに検出された室内温度と設定温度との温度差が設定温度差以上になった場合に、電動機を、温度差が設定温度差以上になったときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部によりコイルの結線状態を第１の結線状態から第２の結線状態に切り替える。【００１０】
本発明の駆動装置は、また、コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、コイルの結線状態を、第１の結線状態と、第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、電動機および結線切り替え部を制御する制御装置とを備える。制御装置は、コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、第１の結線状態での電動機効率が第２の結線状態での電動機効率よりも低くなった場合に、電動機を、第１の結線状態での電動機効率が第２の結線状態での電動機効率よりも低くなったときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部によりコイルの結線状態を第１の結線状態から第２の結線状態に切り替える。【００１１】
本発明の駆動装置は、また、コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、コイルに電圧を出力して電動機の回転数を制御するインバータと、コイルの結線状態を、第１の結線状態と、第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、インバータおよび結線切り替え部を制御する制御装置とを備える。制御装置は、コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、インバータの出力電圧が設定電圧以上になった場合に、インバータにより、電動機を、インバータの出力電圧が設定電圧以上になったときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部によりコイルの結線状態を第１の結線状態から第２の結線状態に切り替える。【００１２】
本発明の駆動装置は、また、コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、コイルに電圧を出力して電動機の回転数を制御するインバータであって、電動機の回転数に応じて弱め界磁制御を行うインバータと、コイルの結線状態を、第１の結線状態と、第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、インバータおよび結線切り替え部を制御する制御装置とを備える。制御装置は、コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、インバータによる弱め界磁制御が開始された場合に、インバータにより、電動機を、弱め制御が開始されたときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部によりコイルの結線状態を第１の結線状態から第２の結線状態に切り替える。【００１３】
本発明の駆動装置は、また、コイルを有する電動機を駆動する駆動装置であって、コイルの結線状態を、第１の結線状態と、第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、電動機および結線切り替え部を制御する制御装置とを備える。制御装置は、コイルの結線状態が第１の結線状態であるときに、コイルの結線状態を第２の結線状態に切り替えるトリガとなる信号を受信した場合に、電動機を、信号を受信したときの第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部によりコイルの結線状態を第１の結線状態から第２の結線状態に切り替える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、コイルの結線状態を第１の結線状態から第２の結線状態に切り替える前に、電動機の回転数を上昇させる。電動機が空気調和機で用いられる場合には、電動機の回転数の上昇により、空気調和機の能力が向上する。これにより、その後に電動機の回転数を低下させて（あるいは電動機の回転を停止して）結線状態を切り替える際に、快適性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１の電動機の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１のロータリー圧縮機の構成を示す断面図である。
【図３】実施の形態１の空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１の空気調和機の制御系の基本構成を示す概念図である。
【図５】実施の形態１の空気調和機の制御系を示すブロック図（Ａ）、および室内温度に基づいて圧縮機の電動機を制御する部分を示すブロック図（Ｂ）である。
【図６】実施の形態１の駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態１のコイルの結線状態の切り替え動作を示す模式図（Ａ）および（Ｂ）である。
【図８】実施の形態１のコイルの結線状態を示す模式図である。
【図９】実施の形態１の空気調和機の基本動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態１のデルタ結線からＹ結線への切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態１のＹ結線からデルタ結線への切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１２】比較例における電動機の回転数の変化を示すグラフである。
【図１３】実施の形態１における電動機の回転数の変化を示すグラフである。
【図１４】実施の形態１における電動機の回転数および電動機効率の変化を示すグラフである。
【図１５】実施の形態１の空気調和機の基本動作の他の例を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態１の空気調和機の基本動作の他の例を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態１の空気調和機の基本動作の他の例を示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態１の空気調和機の基本動作の他の例を示すフローチャートである。
【図１９】電動機において、コイルをＹ結線で結線した場合の線間電圧と回転数との関係を示すグラフである。
【図２０】電動機において、コイルをＹ結線で結線し、弱め界磁制御を行った場合の線間電圧と回転数との関係を示すグラフである。
【図２１】図２０に示した弱め界磁制御を行った場合の電動機効率と回転数との関係を示すグラフである。
【図２２】コイルの結線状態をＹ結線とした場合とデルタ結線とした場合のそれぞれにおいて、線間電圧と回転数との関係を示すグラフである。
【図２３】Ｙ結線からデルタ結線への切り替えを行った場合の線間電圧と回転数との関係を示すグラフである。
【図２４】コイルの結線状態をＹ結線とした場合とデルタ結線とした場合のそれぞれにおいて、電動機効率と回転数との関係を示すグラフである。
【図２５】コイルの結線状態をＹ結線とし、暖房中間条件よりも僅かに小さい回転数で線間電圧がインバータ最大出力電圧に達するように巻き数を調整し、Ｙ結線からデルタ結線に切り替えた場合の電動機効率と回転数との関係を示すグラフである。
【図２６】コンバータで母線電圧を切り替えた場合の線間電圧と回転数との関係を示すグラフである。
【図２７】実施の形態１において、コイルの結線状態の切り替えと、コンバータの母線電圧の切り替えを行った場合の線間電圧と回転数との関係を示すグラフである。
【図２８】コイルの結線状態をＹ結線とした場合とデルタ結線とした場合のそれぞれにおいて、電動機効率と回転数との関係を示すグラフである。
【図２９】実施の形態１において、コイルの結線状態の切り替えと、コンバータの母線電圧の切り替えを行った場合の電動機効率と回転数との関係を示すグラフである。
【図３０】実施の形態２のＹ結線からデルタ結線への結線切り替え動作を示すフローチャートである。
【図３１】実施の形態２におけるコンバータの母線電圧の変化を示すグラフである。
【図３２】実施の形態２における電動機の回転数と電動機効率の変化を示すグラフである。
【図３３】実施の形態３の駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図３４】実施の形態３の駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図３５】実施の形態３のＹ結線からデルタ結線への結線切り替え動作を示すフローチャートである。
【図３６】実施の形態３における電動機の回転数と電動機効率の変化を示すグラフである。
【図３７】実施の形態４のコイルの結線状態の切り替え動作を説明するための模式図（Ａ）、（Ｂ）である。
【図３８】実施の形態４のコイルの結線状態の切り替え動作の他の例を説明するための模式図（Ａ）、（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
＜電動機の構成＞
本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１の電動機１の構成を示す断面図である。この電動機１は、永久磁石埋込型電動機であり、例えばロータリー圧縮機に用いられる。電動機１は、ステータ１０と、ステータ１０の内側に回転可能に設けられたロータ２０とを備えている。ステータ１０とロータ２０との間には、例えば０．３〜１ｍｍのエアギャップが形成されている。なお、図１は、ロータ２０の回転軸に直交する面における断面図である。
【００１７】
以下では、ロータ２０の回転軸を、「軸線Ｃ１」と称する。軸線Ｃ１の方向（すなわちロータ２０の回転軸の方向）を、「軸方向」と称する。軸線Ｃ１を中心とする周方向（図１に矢印Ｒ１で示す）を、「周方向」と称する。軸線Ｃ１を中心とする径方向を、「径方向」と称する。
【００１８】
ステータ１０は、ステータコア１１と、ステータコア１１に巻き付けられたコイル３とを備える。ステータコア１１は、厚さ０．１〜０．７ｍｍ（ここでは０．３５ｍｍ）の複数の電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメにより締結したものである。
【００１９】
ステータコア１１は、環状のヨーク部１３と、ヨーク部１３から径方向内側に突出する複数のティース１２とを有している。ティース１２の数は、ここでは９であるが、９に限定されるものではない。隣り合うティース１２の間には、スロットが形成される。スロットの数は、ティース１２の数と同じである。各ティース１２は、径方向内側の先端に、幅（ステータコア１１の周方向の寸法）の広い歯先部を有している。
【００２０】
各ティース１２には、絶縁体（インシュレータ）１４を介して、ステータ巻線であるコイル３が巻き付けられている。コイル３は、例えば、線径（直径）が０．８ｍｍのマグネットワイヤを、各ティース１２に集中巻きで１１０巻き（１１０ターン）巻き付けたものである。コイル３の巻き数および線径は、電動機１に要求される特性（回転数、トルク等）、供給電圧、またはスロットの断面積に応じて決定される。
【００２１】
コイル３は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相巻線（コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗと称する）で構成されている。各相のコイル３の両端子は開放されている。すなわち、コイル３は、合計６つの端子を有している。コイル３の結線状態は、後述するように、Ｙ結線とデルタ結線とで切り替え可能に構成されている。絶縁体１４は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）により形成されたフィルムで構成され、厚さは０．１〜０．２ｍｍである。
【００２２】
ステータコア１１は、複数のブロック（分割コアと称する）が薄肉部を介して連結された構成を有する。各分割コアは、ティースを１つ有する。分割コアの数は、ここでは９であるが、９に限定されるものではない。ステータコア１１を帯状に展開した状態で、各ティース１２にマグネットワイヤを巻き付け、その後、ステータコア１１を環状に曲げて両端部を溶接する。
【００２３】
このように絶縁体１４を薄いフィルムで構成し、また巻線しやすいようにステータコア１１を分割構造とすることは、スロット内のコイル３の巻き数を増加する上で有効である。なお、ステータコア１１は、上記のように複数の分割コアが連結された構成を有するものには限定されない。
【００２４】
ロータ２０は、ロータコア２１と、ロータコア２１に取り付けられた永久磁石２５とを有する。ロータコア２１は、厚さ０．１〜０．７ｍｍ（ここでは０．３５ｍｍ）の複数の電磁鋼板を回転軸方向に積層し、カシメにより締結したものである。
【００２５】
ロータコア２１は、円筒形状を有しており、その径方向中心にはシャフト孔２７（中心孔）が形成されている。シャフト孔２７には、ロータ２０の回転軸となるシャフト（例えば図２に示すロータリー圧縮機８のシャフト９０）が、焼嵌または圧入等によって固定されている。
【００２６】
ロータコア２１の外周面に沿って、永久磁石２５が挿入される複数（ここでは６つ）の磁石挿入孔２２が形成されている。磁石挿入孔２２は空隙であり、１磁極に１つの磁石挿入孔２２が対応している。ここでは６つの磁石挿入孔２２が設けられているため、ロータ２０全体で６極となる。但し、磁石挿入孔２２の数（すなわち極数）は、６に限定されるものではない。
【００２７】
磁石挿入孔２２は、ここでは、周方向の中央部が径方向内側に突出するＶ字形状を有している。なお、磁石挿入孔２２は、Ｖ字形状に限定されるものではなく、例えばストレート形状であってもよい。
【００２８】
１つの磁石挿入孔２２内には、２つの永久磁石２５が配置される。すなわち、１磁極について２つの永久磁石２５が配置される。ここでは、上記の通りロータ２０が６極であるため、合計１２個の永久磁石２５が配置される。
【００２９】
永久磁石２５は、ロータコア２１の軸方向に長い平板状の部材であり、ロータコア２１の周方向に幅を有し、径方向に厚さを有している。永久磁石２５は、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびボロン（Ｂ）を主成分とする希土類磁石で構成されている。
【００３０】
永久磁石２５は、厚さ方向に着磁されている。また、１つの磁石挿入孔２２内に配置された２つの永久磁石２５は、互いに同一の磁極が径方向の同じ側を向くように着磁されている。
【００３１】
磁石挿入孔２２の周方向両側には、フラックスバリア２６がそれぞれ形成されている。フラックスバリア２６は、磁石挿入孔２２に連続して形成された空隙である。フラックスバリア２６は、隣り合う磁極間の漏れ磁束（すなわち、極間を通って流れる磁束）を抑制するためのものである。
【００３２】
ロータコア２１において、各磁石挿入孔２２の周方向の中央部には、突起である第１の磁石保持部２３が形成されている。また、ロータコア２１において、磁石挿入孔２２の周方向の両端部には、突起である第２の磁石保持部２４がそれぞれ形成されている。第１の磁石保持部２３および第２の磁石保持部２４は、各磁石挿入孔２２内において永久磁石２５を位置決めして保持するものである。
【００３３】
上記の通り、ステータ１０のスロット数（すなわちティース１２の数）は９であり、ロータ２０の極数は６である。すなわち、電動機１は、ロータ２０の極数とステータ１０のスロット数との比が、２：３である。
【００３４】
電動機１では、コイル３の結線状態がＹ結線とデルタ結線とで切り替えられるが、デルタ結線を用いる場合に、循環電流が流れて電動機１の性能が低下する可能性がある。循環電流は、各相の巻線における誘起電圧に発生する３次高調波に起因する。極数とスロット数との比が２：３である集中巻きの場合には、磁気飽和等の影響がなければ、誘起電圧に３次高調波が発生せず、従って循環電流による性能低下が生じないことが知られている。
【００３５】
＜ロータリー圧縮機の構成＞
次に、電動機１を用いたロータリー圧縮機８について説明する。図２は、ロータリー圧縮機８の構成を示す断面図である。ロータリー圧縮機８は、シェル８０と、シェル８０内に配設された圧縮機構９と、圧縮機構９を駆動する電動機１とを備えている。ロータリー圧縮機８は、さらに、電動機１と圧縮機構９とを動力伝達可能に連結するシャフト９０（クランクシャフト）を有している。シャフト９０は、電動機１のロータ２０のシャフト孔２７（図１）に嵌合する。
【００３６】
シェル８０は、例えば鋼板で形成された密閉容器であり、電動機１および圧縮機構９を覆う。シェル８０は、上部シェル８０ａと下部シェル８０ｂとを有している。上部シェル８０ａには、ロータリー圧縮機８の外部から電動機１に電力を供給するための端子部としてのガラス端子８１と、ロータリー圧縮機８内で圧縮された冷媒を外部に吐出するための吐出管８５とが取り付けられている。ここでは、ガラス端子８１から、電動機１（図１）のコイル３のＵ相、Ｖ相およびＷ相のそれぞれ２本ずつに対応する、合計６本の引き出し線が引き出されている。下部シェル８０ｂには、電動機１および圧縮機構９が収容されている。
【００３７】
圧縮機構９は、シャフト９０に沿って、円環状の第１シリンダ９１および第２シリンダ９２を有している。第１シリンダ９１および第２シリンダ９２は、シェル８０（下部シェル８０ｂ）の内周部に固定されている。第１シリンダ９１の内周側には、円環状の第１ピストン９３が配置され、第２シリンダ９２の内周側には、円環状の第２ピストン９４が配置されている。第１ピストン９３および第２ピストン９４は、シャフト９０と共に回転するロータリーピストンである。
【００３８】
第１シリンダ９１と第２シリンダ９２との間には、仕切板９７が設けられている。仕切板９７は、中央に貫通穴を有する円板状の部材である。第１シリンダ９１および第２シリンダ９２のシリンダ室には、シリンダ室を吸入側と圧縮側とに分けるベーン（図示せず）が設けられている。第１シリンダ９１、第２シリンダ９２および仕切板９７は、ボルト９８によって一体に固定されている。
【００３９】
第１シリンダ９１の上側には、第１シリンダ９１のシリンダ室の上側を塞ぐように、上部フレーム９５が配置されている。第２シリンダ９２の下側には、第２シリンダ９２のシリンダ室の下側を塞ぐように、下部フレーム９６が配置されている。上部フレーム９５および下部フレーム９６は、シャフト９０を回転可能に支持している。
【００４０】
シェル８０の下部シェル８０ｂの底部には、圧縮機構９の各摺動部を潤滑する冷凍機油（図示せず）が貯留されている。冷凍機油は、シャフト９０の内部に軸方向に形成された孔９０ａ内を上昇し、シャフト９０の複数箇所に形成された給油孔９０ｂから各摺動部に供給される。
【００４１】
電動機１のステータ１０は、焼き嵌めによりシェル８０の内側に取り付けられている。ステータ１０のコイル３には、上部シェル８０ａに取り付けられたガラス端子８１から、電力が供給される。ロータ２０のシャフト孔２７（図１）には、シャフト９０が固定されている。
【００４２】
シェル８０には、冷媒ガスを貯蔵するアキュムレータ８７が取り付けられている。アキュムレータ８７は、例えば、下部シェル８０ｂの外側に設けられた保持部８０ｃによって保持されている。シェル８０には、一対の吸入パイプ８８，８９が取り付けられ、この吸入パイプ８８，８９を介してアキュムレータ８７からシリンダ９１，９２に冷媒ガスが供給される。
【００４３】
冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７ＣまたはＲ２２等を用いてもよいが、地球温暖化防止の観点からは、低ＧＷＰ（地球温暖化係数）の冷媒を用いることが望ましい。低ＧＷＰの冷媒としては、例えば、以下の冷媒を用いることができる。
【００４４】
（１）まず、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、例えばＨＦＯ（Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｏｒｅｆｉｎ）−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）を用いることができる。ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰは４である。
（２）また、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、例えばＲ１２７０（プロピレン）を用いてもよい。Ｒ１２７０のＧＷＰは３であり、ＨＦＯ−１２３４ｙｆより低いが、可燃性はＨＦＯ−１２３４ｙｆより高い。
（３）また、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくとも何れかを含む混合物、例えばＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合物を用いてもよい。上述したＨＦＯ−１２３４ｙｆは低圧冷媒のため圧損が大きくなる傾向があり、冷凍サイクル（特に蒸発器）の性能低下を招く可能性がある。そのため、ＨＦＯ−１２３４ｙｆよりも高圧冷媒であるＲ３２またはＲ４１との混合物を用いることが実用上は望ましい。
【００４５】
ロータリー圧縮機８の基本動作は、以下の通りである。アキュムレータ８７から供給された冷媒ガスは、吸入パイプ８８，８９を通って第１シリンダ９１および第２シリンダ９２の各シリンダ室に供給される。電動機１が駆動されてロータ２０が回転すると、ロータ２０と共にシャフト９０が回転する。そして、シャフト９０に嵌合する第１ピストン９３および第２ピストン９４が各シリンダ室内で偏心回転し、各シリンダ室内で冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、電動機１のロータ２０に設けられた穴（図示せず）を通ってシェル８０内を上昇し、吐出管８５から外部に吐出される。
【００４６】
なお、電動機１が用いられる圧縮機は、ロータリー圧縮機に限定されるものではなく、例えばスクロール圧縮機等であってもよい。
【００４７】
＜空気調和機の構成＞
次に、実施の形態１の駆動装置を含む空気調和機５について説明する。図３は、空気調和機５の構成を示すブロック図である。空気調和機５は、室内（空調対象空間）に設置される室内機５Ａと、屋外に設置される室外機５Ｂとを備えている。室内機５Ａと室外機５Ｂとは、冷媒が流れる接続配管４０ａ，４０ｂによって接続されている。接続配管４０ａには、凝縮器を通過した液冷媒が流れる。接続配管４０ｂには、蒸発器を通過したガス冷媒が流れる。
【００４８】
室外機５Ｂには、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機４１と、冷媒の流れ方向を切り替える四方弁（冷媒流路切替弁）４２と、外気と冷媒との熱交換を行う室外熱交換器４３と、高圧の冷媒を低圧に減圧する膨張弁（減圧装置）４４とが配設されている。圧縮機４１は、上述したロータリー圧縮機８（図２）で構成されている。室内機５Ａには、室内空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器４５が配置される。
【００４９】
これら圧縮機４１、四方弁４２、室外熱交換器４３、膨張弁４４および室内熱交換器４５は、上述した接続配管４０ａ，４０ｂを含む配管４０によって接続され、冷媒回路を構成している。これらの構成要素により、圧縮機４１により冷媒を循環させる圧縮式冷凍サイクル（圧縮式ヒートポンプサイクル）が構成される。
【００５０】
空気調和機５の運転を制御するため、室内機５Ａには室内制御装置５０ａが配置され、室外機５Ｂには室外制御装置５０ｂが配置されている。室内制御装置５０ａおよび室外制御装置５０ｂは、それぞれ、空気調和機５を制御するための各種回路が形成された制御基板を有している。室内制御装置５０ａと室外制御装置５０ｂとは、連絡ケーブル５０ｃによって互いに接続されている。連絡ケーブル５０ｃは、上述した接続配管４０ａ，４０ｂと共に束ねられている。
【００５１】
室外機５Ｂには、室外熱交換器４３に対向するように、送風機である室外送風ファン４６が配置される。室外送風ファン４６は、回転により、室外熱交換器４３を通過する空気流を生成する。室外送風ファン４６は、例えばプロペラファンで構成される。
【００５２】
四方弁４２は、室外制御装置５０ｂによって制御され、冷媒の流れる方向を切り替える。四方弁４２が図３に実線で示す位置にあるときには、圧縮機４１から吐出されたガス冷媒を室外熱交換器４３（凝縮器）に送る。一方、四方弁４２が図３に破線で示す位置にあるときには、室外熱交換器４３（蒸発器）から流入したガス冷媒を圧縮機４１に送る。膨張弁４４は、室外制御装置５０ｂによって制御され、開度を変更することにより高圧の冷媒を低圧に減圧する。
【００５３】
室内機５Ａには、室内熱交換器４５に対向するように、送風機である室内送風ファン４７が配置される。室内送風ファン４７は、回転により、室内熱交換器４５を通過する空気流を生成する。室内送風ファン４７は、例えばクロスフローファンで構成される。
【００５４】
室内機５Ａには、室内（空調対象空間）の空気温度である室内温度Ｔａを測定し、測定した温度情報（情報信号）を室内制御装置５０ａに送る温度センサとしての室内温度センサ５４が設けられている。室内温度センサ５４は、一般的な空気調和機で用いられる温度センサで構成してもよく、室内の壁または床等の表面温度を検出する輻射温度センサを用いてもよい。
【００５５】
室内機５Ａには、また、ユーザが操作する操作部としてのリモコン５５（遠隔操作装置）から発信された指示信号（運転指示信号）を受信する信号受信部５６が設けられている。リモコン５５は、ユーザが空気調和機５に運転入力（運転開始および停止）または運転内容（設定温度、風速等）の指示を行うものである。
【００５６】
圧縮機４１は、通常運転時では、２０〜１３０ｒｐｓの範囲で運転回転数を変更できるように構成されている。圧縮機４１の回転数の上昇に伴って、冷媒回路の冷媒循環量が増加する。圧縮機４１の回転数は、室内温度センサ５４によって得られる現在の室内温度Ｔａと、ユーザがリモコン５５で設定した設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴに応じて、制御装置５０（より具体的には、室外制御装置５０ｂ）が制御する。温度差ΔＴが大きいほど圧縮機４１が高回転で回転し、冷媒の循環量を増加させる。
【００５７】
室内送風ファン４７の回転は、室内制御装置５０ａによって制御される。室内送風ファン４７の回転数は、複数段階に切り替え可能である。ここでは、例えば、強風、中風および弱風の３段階に回転数を切り替えることができる。また、リモコン５５で風速設定が自動モードに設定されている場合には、測定した室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴに応じて、室内送風ファン４７の回転数が切り替えられる。
【００５８】
室外送風ファン４６の回転は、室外制御装置５０ｂによって制御される。室外送風ファン４６の回転数は、複数段階に切り替え可能である。ここでは、測定された室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴに応じて、室外送風ファン４６の回転数が切り替えられる。
【００５９】
室内機５Ａは、また、左右風向板４８と上下風向板４９とを備えている。左右風向板４８および上下風向板４９は、室内熱交換器４５で熱交換した調和空気が室内送風ファン４７によって室内に吹き出されるときの吹き出し方向を変更するものである。左右風向板４８は吹き出し方向を左右に変更し、上下風向板４９は吹き出し方向を上下に変更する。左右風向板４８および上下風向板４９のそれぞれの角度、すなわち吹き出し気流の風向は、室内制御装置５０ａが、リモコン５５の設定に基づいて制御する。
【００６０】
空気調和機５の基本動作は、次の通りである。冷房運転時には、四方弁４２が実線で示す位置に切り替えられ、圧縮機４１から吐出された高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器４３に流入する。この場合、室外熱交換器４３は凝縮器として動作する。室外送風ファン４６の回転により空気が室外熱交換器４３を通過する際に、熱交換により冷媒の凝縮熱を奪う。冷媒は凝縮して高圧低温の液冷媒となり、膨張弁４４で断熱膨張して低圧低温の二相冷媒となる。
【００６１】
膨張弁４４を通過した冷媒は、室内機５Ａの室内熱交換器４５に流入する。室内熱交換器４５は蒸発器として動作する。室内送風ファン４７の回転により空気が室内熱交換器４５を通過する際に、熱交換により冷媒に蒸発熱を奪われ、これにより冷却された空気が室内に供給される。冷媒は蒸発して低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機４１で再び高温高圧の冷媒に圧縮される。
【００６２】
暖房運転時には、四方弁４２が点線で示す位置に切り替えられ、圧縮機４１から吐出された高温高圧のガス冷媒は室内熱交換器４５に流入する。この場合、室内熱交換器４５は凝縮器として動作する。室内送風ファン４７の回転により空気が室内熱交換器４５を通過する際に、熱交換により冷媒から凝縮熱を奪い、これにより加熱された空気が室内に供給される。また、冷媒は凝縮して高圧低温の液冷媒となり、膨張弁４４で断熱膨張して低圧低温の二相冷媒となる。
【００６３】
膨張弁４４を通過した冷媒は、室外機５Ｂの室外熱交換器４３に流入する。室外熱交換器４３は蒸発器として動作する。室外送風ファン４６の回転により空気が室外熱交換器４３を通過する際に、熱交換により冷媒に蒸発熱を奪われる。冷媒は蒸発して低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機４１で再び高温高圧の冷媒に圧縮される。
【００６４】
図４は、空気調和機５の制御系の基本構成を示す概念図である。上述した室内制御装置５０ａと室外制御装置５０ｂとは、連絡ケーブル５０ｃを介して互いに情報をやり取りして空気調和機５を制御している。ここでは、室内制御装置５０ａと室外制御装置５０ｂとを合わせて、制御装置５０と称する。
【００６５】
図５（Ａ）は、空気調和機５の制御系を示すブロック図である。制御装置５０は、例えばマイクロコンピュータで構成されている。制御装置５０には、入力回路５１、演算回路５２および出力回路５３が組み込まれている。
【００６６】
入力回路５１には、信号受信部５６がリモコン５５から受信した指示信号が入力される。指示信号は、例えば、運転入力、運転モード、設定温度、風量または風向を設定する信号を含む。入力回路５１には、また、室内温度センサ５４が検出した室内の温度を表す温度情報が入力される。入力回路５１は、入力されたこれらの情報を、演算回路５２に出力する。
【００６７】
演算回路５２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５７とメモリ５８とを有する。ＣＰＵ５７は、演算処理および判断処理を行う。メモリ５８は、空気調和機５の制御に用いる各種の設定値およびプログラムを記憶している。演算回路５２は、入力回路５１から入力された情報に基づいて演算および判断を行い、その結果を出力回路５３に出力する。
【００６８】
出力回路５３は、演算回路５２から入力された情報に基づいて、圧縮機４１、結線切り替え部６０（後述）、コンバータ１０２、インバータ１０３、圧縮機４１、四方弁４２、膨張弁４４、室外送風ファン４６、室内送風ファン４７、左右風向板４８および上下風向板４９に、制御信号を出力する。
【００６９】
上述したように、室内制御装置５０ａおよび室外制御装置５０ｂ（図４）は、連絡ケーブル５０ｃを介して相互に情報をやりとりし、室内機５Ａおよび室外機５Ｂの各種機器を制御しているため、ここでは室内制御装置５０ａと室外制御装置５０ｂとを合わせて制御装置５０と表現している。実際には、室内制御装置５０ａおよび室外制御装置５０ｂのそれぞれが、マイクロコンピュータで構成されている。なお、室内機５Ａおよび室外機５Ｂの何れか一方にのみ制御装置を搭載し、室内機５Ａおよび室外機５Ｂの各種機器を制御するようにしてもよい。
【００７０】
図５（Ｂ）は、制御装置５０において、室内温度Ｔａに基づいて圧縮機４１の電動機１を制御する部分を示すブロック図である。制御装置５０の演算回路５２は、受信内容解析部５２ａと、室内温度取得部５２ｂと、温度差算出部５２ｃと、圧縮機制御部５２ｄとを備える。これらは、例えば、演算回路５２のＣＰＵ５７に含まれる。
【００７１】
受信内容解析部５２ａは、リモコン５５から信号受信部５６および入力回路５１を経て入力された指示信号を解析する。受信内容解析部５２ａは、解析結果に基づき、例えば運転モードおよび設定温度Ｔｓを、温度差算出部５２ｃに出力する。室内温度取得部５２ｂは、室内温度センサ５４から入力回路５１を経て入力された室内温度Ｔａを取得し、温度差算出部５２ｃに出力する。
【００７２】
温度差算出部５２ｃは、室内温度取得部５２ｂから入力された室内温度Ｔａと、受信内容解析部５２ａから入力された設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴを算出する。受信内容解析部５２ａから入力された運転モードが暖房運転である場合は、温度差ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔａで算出される。運転モードが冷房運転である場合は、温度差ΔＴ＝Ｔａ−Ｔｓで算出される。温度差算出部５２ｃは、算出した温度差ΔＴを、圧縮機制御部５２ｄに出力する。
【００７３】
圧縮機制御部５２ｄは、温度差算出部５２ｃから入力された温度差ΔＴに基づいて、駆動装置１００を制御し、これにより電動機１の回転数（すなわち圧縮機４１の回転数）を制御する。
【００７４】
＜駆動装置の構成＞
次に、電動機１を駆動する駆動装置１００について説明する。図６は、駆動装置１００の構成を示すブロック図である。駆動装置１００は、電源１０１の出力を整流するコンバータ１０２と、電動機１のコイル３に交流電圧を出力するインバータ１０３と、コイル３の結線状態を切り替える結線切り替え部６０と、コンバータ１０２から出力される電流（母線電流）を検出する電流センサ１０８と、制御装置５０とを備える。コンバータ１０２には、交流（ＡＣ）電源である電源１０１から電力が供給される。
【００７５】
電流センサとしては、ホール素子、トランス（電磁誘導を利用するもの）、シャント抵抗等を用いることができる。また、電流センサを１相のみに設ける場合、２相に設ける場合、あるいは３相に設ける場合がある。図６に示した例では、１シャント電流検出法を用いており、電流センサ１０８を１つ設けている。
【００７６】
電源１０１は、例えば２００Ｖ（実効電圧）の交流電源である。コンバータ１０２は、整流回路であり、例えば２８０Ｖの直流（ＤＣ）電圧を出力する。コンバータ１０２から出力される電圧を母線電圧と称し、コンバータ１０２から出力される電流を母線電流と称する。コンバータ１０２の出力電圧は、制御装置５０によって制御される。
【００７７】
インバータ１０３は、コンバータ１０２から供給された母線電圧を交流（ＡＣ）電圧に変換し、電動機１のコイル３に線間電圧（インバータ出力電圧とも称する）を出力する。インバータ１０３の出力は、制御装置５０からインバータ１０３に入力されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号によって制御される。インバータ１０３には、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗにそれぞれ接続された配線１０４，１０５，１０６が接続されている。
【００７８】
制御装置５０は、コンバータ１０２、インバータ１０３および結線切り替え部６０を制御する。制御装置５０の構成は、図５を参照して説明した通りである。制御装置５０には、信号受信部５６が受信したリモコン５５からの運転指示信号と、室内温度センサ５４が検出した室内温度と、電流センサ１０８が検出した電流値とが入力される。制御装置５０は、これらの入力情報に基づき、コンバータ１０２に電圧切り替え信号を出力し、インバータ１０３にインバータ駆動信号を出力し、結線切り替え部６０に結線切り替え信号を出力する。
【００７９】
特に、制御装置５０は、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴからインバータ出力電圧指令値（すなわち運転周波数指令値）を算出し、このインバータ出力電圧指令値に基づいて、インバータ駆動信号としてのＰＷＭ信号を出力する。
【００８０】
コイル３Ｕは、端子３１Ｕ，３２Ｕを有する。コイル３Ｖは、端子３１Ｖ，３２Ｖを有する。コイル３Ｗは、端子３１Ｗ，３２Ｗを有する。配線１０４は、コイル３Ｕの端子３１Ｕに接続されている。配線１０５は、コイル３Ｖの端子３１Ｖに接続されている。配線１０６は、コイル３Ｗの端子３１Ｗに接続されている。
【００８１】
結線切り替え部６０は、半導体スイッチ（半導体素子）６１，６２，６３を有する。半導体スイッチ６１，６２，６３は、いずれも、例えばＭＯＳトランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む回路により構成されている。
【００８２】
半導体スイッチ６１は、配線１０５（Ｖ相）に接続された第１の端子６１ａと、中性点３３に接続された第２の端子６１ｂと、コイル３Ｕの端子３２Ｕに接続されて第１の端子６１ａおよび第２の端子６１ｂのいずれかに接続される第３の端子６１ｃとを有する。
【００８３】
半導体スイッチ６２は、配線１０６（Ｗ相）に接続された第１の端子６２ａと、中性点３３に接続された第２の端子６２ｂと、コイル３Ｖの端子３２Ｖに接続されて第１の端子６２ａおよび第２の端子６２ｂのいずれかに接続される第３の端子６２ｃとを有する。
【００８４】
半導体スイッチ６３は、配線１０４（Ｕ相）に接続された第１の端子６３ａと、中性点３３に接続された第２の端子６３ｂと、コイル３Ｗの端子３２Ｗに接続されて第１の端子６３ａおよび第２の端子６３ｂのいずれかに接続される第３の端子６３ｃとを有する。
【００８５】
なお、結線切り替え部６０の半導体スイッチ６１，６２，６３の代わりにリレー接点を用いることも可能である。これについては、実施の形態３（図３３）で説明する。
【００８６】
ここでは、半導体スイッチ６１が、コイル３Ｕの端子３２Ｕを中性点３３に接続しており、半導体スイッチ６２が、コイル３Ｖの端子３２Ｖを中性点３３に接続しており、半導体スイッチ６３が、コイル３Ｗの端子３２Ｗを中性点３３に接続しているものとする。この場合、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの端子３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗはインバータ１０３に接続され、端子３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗは中性点３３に接続される。
【００８７】
図７（Ａ）は、半導体スイッチ６１がコイル３Ｕの端子３２Ｕを中性点３３に接続し、半導体スイッチ６２がコイル３Ｖの端子３２Ｖを中性点３３に接続し、半導体スイッチ６３がコイル３Ｗの端子３２Ｗを中性点３３に接続しているときの、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態を示す模式図である。
【００８８】
コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗは、それぞれ端子３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗにおいて中性点３３に接続されている。そのため、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態は、Ｙ結線（スター結線）となる。
【００８９】
図７（Ｂ）は、半導体スイッチ６１がコイル３Ｕの端子３２Ｕを配線１０５に接続し、半導体スイッチ６２がコイル３Ｖの端子３２Ｖを配線１０６に接続し、半導体スイッチ６３がコイル３Ｗの端子３２Ｗを配線１０４に接続しているときの、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態を示す模式図である。
【００９０】
コイル３Ｕの端子３２Ｕは、配線１０５（図６）を介してコイル３Ｖの端子３１Ｖに接続される。コイル３Ｖの端子３２Ｖは、配線１０６（図６）を介してコイル３Ｗの端子３１Ｗに接続される。コイル３Ｗの端子３２Ｗは、配線１０４（図６）を介してコイル３Ｕの端子３１Ｕに接続される。そのため、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態は、デルタ結線（三角結線）となる。
【００９１】
このように、結線切り替え部６０は、半導体スイッチ６１，６２，６３の切り替えにより、電動機１のコイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態を、Ｙ結線（第１の結線状態）およびデルタ結線（第２の結線状態）との間で切り替えることができる。
【００９２】
図８は、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗのそれぞれのコイル部分を示す模式図である。上述したように、電動機１は、９つのティース１２（図１）を有しており、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗはそれぞれ３つのティース１２に巻かれている。すなわち、コイル３Ｕは、３つのティース１２に巻かれたＵ相のコイル部分Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃを直列に接続したものである。同様に、コイル３Ｖは、３つのティース１２に巻かれたＶ相のコイル部分Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを直列に接続したものである。また、コイル３Ｗは、３つのティース１２に巻かれたＷ相のコイル部分Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃを直列に接続したものである。
【００９３】
＜空気調和機の動作＞
図９は、空気調和機５の基本動作を示すフローチャートである。空気調和機５の制御装置５０は、信号受信部５６によりリモコン５５から起動信号を受信することにより、運転を開始する（ステップＳ１０１）。ここでは、制御装置５０のＣＰＵ５７が起動する。後述するように、空気調和機５は、前回終了時にコイル３の結線状態をデルタ結線に切り替えて終了しているため、運転開始時（起動時）にはコイル３の結線状態がデルタ結線となっている。
【００９４】
次に、制御装置５０は、空気調和機５の起動処理を行う（ステップＳ１０２）。具体的には、例えば、室内送風ファン４７および室外送風ファン４６の各ファンモータを駆動する。
【００９５】
次に、制御装置５０は、コンバータ１０２に電圧切り替え信号を出力し、コンバータ１０２の母線電圧を、デルタ結線に対応した母線電圧（例えば３９０Ｖ）に昇圧する（ステップＳ１０３）。コンバータ１０２の母線電圧は、インバータ１０３から電動機１に印加される最大電圧である。
【００９６】
次に、制御装置５０は、電動機１を起動する（ステップＳ１０４）。これにより、電動機１は、コイル３の結線状態がデルタ結線で起動される。また、制御装置５０は、インバータ１０３の出力電圧を制御して、電動機１の回転数を制御する。
【００９７】
具体的には、制御装置５０は、室内温度センサ５４に検出された室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴに応じて、電動機１の回転数を予め定められた速度で段階的に上昇させる。電動機１の回転数の許容最大回転数は、例えば１３０ｒｐｓである。これにより、圧縮機４１による冷媒循環量を増加させ、冷房運転の場合には冷房能力を高め、暖房運転の場合には暖房能力を高める。
【００９８】
また、空調効果により室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに接近し、温度差ΔＴが減少傾向を示すようになると、制御装置５０は、温度差ΔＴに応じて電動機１の回転数を低下させる。温度差ΔＴが予め定められたゼロ近傍温度（但し０より大）まで減少すると、制御装置５０は、電動機１を許容最小回転数（例えば２０ｒｐｓ）で運転する。
【００９９】
また、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに達した場合（すなわち温度差ΔＴが０以下となる場合）には、制御装置５０は、過冷房（または過暖房）防止のために電動機１の回転を停止する。これにより、圧縮機４１が停止した状態となる。そして、温度差ΔＴが再び０より大きくなった場合には、制御装置５０は電動機１の回転を再開する。なお、制御装置５０は、電動機１の回転と停止を短時間で繰り返さないように、電動機１の短時間での回転再開を規制する。
【０１００】
また、電動機１の回転数が予め設定した回転数に達すると、インバータ１０３が弱め界磁制御を開始する。弱め界磁制御については、図１９〜２９を参照して後述する。
【０１０１】
制御装置５０は、リモコン５５から信号受信部５６を介して運転停止信号（空気調和機５の運転停止信号）を受信したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。運転停止信号を受信していない場合には、ステップＳ１０６に進む。一方、運転停止信号を受信した場合には、制御装置５０は、ステップＳ１０９に進む。
【０１０２】
ステップＳ１０６では、制御装置５０は、電動機１の回転数（回転数Ｎとする）を取得する。そして、電動機１の回転数Ｎを、閾値である設定回転数Ｎ０（第１の回転数）と比較して、コイル３の結線状態をデルタ結線からＹ結線に切り替えるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。ここで、電動機１の回転数Ｎは、インバータ１０３の出力電流の周波数（すなわち運転周波数）であり、回転数検出部（または運転周波数取得部もしくは運転周波数検出部）としての電流センサ１０８（図６）に検出される電流値によって検出される。
【０１０３】
暖房運転の場合、ステップＳ１０７における設定回転数Ｎ０（第１の回転数）は、暖房中間条件に相当する回転数Ｎ１と、暖房定格条件に相当する回転数Ｎ２との間の値（より望ましくは中間値）であることが望ましい。また、冷房運転の場合、設定回転数Ｎ０は、冷房中間条件に相当する回転数Ｎ１と、冷房定格条件に相当する回転数Ｎ２との間の値（より望ましくは中間値）であることが望ましい。
【０１０４】
例えば冷凍能力６．３ｋＷの家庭用の空気調和機の場合、暖房中間条件に相当する回転数Ｎ１が３５ｒｐｓであり、暖房定格条件に相当する回転数Ｎ２が８５ｒｐｓであるため、ステップＳ１０７における設定回転数Ｎ０は、回転数Ｎ１と回転数Ｎ２との中間値である６０ｒｐｓが望ましい。
【０１０５】
なお、電動機１の回転数Ｎは変動する可能性があるため、このステップＳ１０７では、電動機１の回転数Ｎが設定回転数Ｎ０以上である状態が、予め設定した時間に亘って継続するか否かを判断してもよい。また、電動機１の回転数Ｎが設定回転数Ｎ０以上か否かの判断を複数回繰り返してもよい。
【０１０６】
ステップＳ１０７での比較の結果、コイル３の結線状態がデルタ結線で、且つ電動機１の回転数が設定回転数Ｎ０以下である場合には、Ｙ結線への切り替えのため、ステップＳ１２１（図１０）に進む。
【０１０７】
図１０に示すステップＳ１２１では、制御装置５０は、インバータ１０３に減速信号を出力し、電動機１の回転数を、その直前（すなわちステップＳ１０６）の回転数である第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）から、より低速の第３の回転数まで低下させる。第３の回転数は、例えば２０ｒｐｓである。このように結線切り替えの前に電動機１の回転数を低下させるのは、機器（例えば結線切り替え部６０）の動作の信頼性を確保するためである。
【０１０８】
次に、制御装置５０は、結線切り替え部６０に結線切り替え信号を出力し、コイル３の結線状態をデルタ結線からＹ結線に切り替える（ステップＳ１２２）。続いて、制御装置５０は、コンバータ１０２に電圧切り替え信号を出力し、コンバータ１０２の母線電圧をＹ結線に対応した電圧（２８０Ｖ）に降圧する（ステップＳ１２３）。
【０１０９】
次に、制御装置５０は、電動機１の回転数を、元の回転数（すなわちステップＳ１２１で第３の回転数まで低下させる前の回転数）である第１の回転数まで上昇させる（ステップＳ１２４）。その後、上述したステップＳ１０５（図９）に戻る。
【０１１０】
また、上記ステップＳ１０７での比較の結果、コイル３の結線状態がデルタ結線でない場合、あるいは、電動機１の回転数が設定回転数Ｎ０より大きい場合には、ステップＳ１０８に進む。このステップＳ１０８では、コイル３の結線状態がＹ結線で、且つ電動機１の回転数が設定回転数Ｎ０より大きいか否かを判断する。
【０１１１】
なお、このステップＳ１０８においても、電動機１の回転数Ｎが変動する可能性を考慮し、電動機１の回転数Ｎが設定回転数Ｎ０より大きい状態が予め設定した時間に亘って継続するか否かを判断してもよい。また、電動機１の回転数Ｎが設定回転数Ｎ０より大きいか否かの判断を複数回繰り返してもよい。
【０１１２】
ステップＳ１０８での比較の結果、コイル３の結線状態がＹ結線で、且つ電動機１の回転数が設定回転数Ｎ０より大きければ、デルタ結線への切り替えのため、ステップＳ１３１（図１１）に進む。
【０１１３】
図１１に示すステップＳ１３１では、制御装置５０は、電動機１の回転数を、その直前（すなわちステップＳ１０６）の回転数である第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）から、より高速の第２の回転数まで上昇させる（ステップＳ１３１）。第２の回転数は、例えば、暖房運転の場合には暖房定格条件に相当し、冷房運転の場合には冷房定格条件に相当する８５ｒｐｓである。
【０１１４】
このように電動機１の回転数を上昇させることにより、圧縮機４１の出力が増加し、空気調和機５の冷媒循環量が増加する。すなわち、暖房運転時であれば暖房能力が向上し、冷房運転時であれば冷房能力が向上する。そのため、以下で説明するステップＳ１３２〜Ｓ１３３で電動機１の回転数を低下させることによる快適性の低下を抑制することができる。
【０１１５】
なお、第２の回転数は、定格条件（暖房定格条件または冷房定格条件）に相当する８５ｒｐｓとしたが、これに限定されるものではない。結線切り替えの前に空気調和機５の暖房能力または冷房能力を十分に高めるためには、第２の回転数は、第１の回転数の１．２倍以上であることが望ましい。
【０１１６】
また、必要な暖房能力または冷房能力を室内温度センサ５４の検出温度等に基づいて算出し、これに応じて第２の回転数を決定してもよい。
【０１１７】
次に、制御装置５０は、電動機１の回転数を、第１の回転数よりも低速の第３の回転数まで低下させる（ステップＳ１３２）。第３の回転数は、例えば２０ｒｐｓである。電動機１の回転数を低下させることにより、圧縮機４１の出力が低下して冷媒循環量が減少し、空気調和機５の能力も低下する。しかしながら、直前のステップＳ１３１で空気調和機５が高い暖房能力または冷房能力を発揮しているため、快適性の低下は抑制される。
【０１１８】
続いて、制御装置５０は、結線切り替え部６０に結線切り替え信号を出力し、コイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替える（ステップＳ１３３）。続いて、制御装置５０は、コンバータ１０２に電圧切り替え信号を出力し、コンバータ１０２の母線電圧をデルタ結線に対応した電圧（３９０Ｖ）に昇圧する（ステップＳ１３４）。
【０１１９】
次に、制御装置５０は、電動機１の回転数を、元の回転数（すなわちステップＳ１０６における回転数）である第１の回転数まで上昇させる（ステップＳ１３４）。その後、上述したステップＳ１０５（図９）に戻る。
【０１２０】
また、コイル３の結線状態がデルタ結線で且つ電動機１の回転数が設定回転数Ｎ０より大きい場合、および、コイル３の結線状態がＹ結線で且つ電動機１の回転数が設定回転数Ｎ０以下の場合には、ステップＳ１０７，Ｓ１０８の判断結果がいずれもＮＯとなるため、ステップＳ１０５に戻る。
【０１２１】
上記のステップＳ１０５で運転停止信号を受信した場合には、電動機１の回転数を上記の第３の回転数（例えば２０ｒｐｓ）まで低下させる（ステップＳ１０９）。その後、制御装置５０は、コイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替える（ステップＳ１１０）。コイル３の結線状態が既にデルタ結線である場合には、その結線状態を維持する。なお、図９では省略するが、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８の間においても、運転停止信号を受信した場合には、ステップＳ１０９に進んで電動機１の回転数を低下させる。
【０１２２】
その後、制御装置５０は、空気調和機５の停止処理を行う（ステップＳ１１１）。具体的には、室内送風ファン４７および室外送風ファン４６の各ファンモータを停止する。その後、制御装置５０のＣＰＵ５７が停止し、空気調和機５の運転が終了する。
【０１２３】
＜結線切り替え前の回転数上昇による効果＞
次に、Ｙ結線からデルタ結線への切り替え前に電動機１の回転数を上昇させる（図１１のステップＳ１３１）ことによる効果について説明する。
【０１２４】
図１２は、Ｙ結線からデルタ結線への切り替え前に電動機１の回転数を上昇させない場合（すなわち図１１のステップＳ１３１を行わない場合）の電動機１の回転数の変化を示すグラフである。縦軸は電動機１の回転数を示し、横軸は時間を示す。
【０１２５】
空調負荷の増加により電動機１の回転数が上昇すると、設定回転数Ｎ０である第１の回転数（例えば６０ｒｐｓ）に達する。制御装置５０は、電動機１の回転数が第１の回転数に達すると、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えのため、電動機１の回転数を第３の回転数（例えば２０ｒｐｓ）まで低下させる。
【０１２６】
電動機１の回転数が第３の回転数（例えば２０ｒｐｓ）まで低下した後、結線切り替え部６０によるＹ結線からデルタ結線への切り替えが行われる。結線切り替えの前に電動機１の回転数を低下させることで、機器（例えば結線切り替え部６０）の信頼性を確保することができる。
【０１２７】
デルタ結線への切り替え後、再び電動機１の回転数が上昇する。デルタ結線では、Ｙ結線よりも高い回転数まで回転させることができるため、結線切り替え後の回転数は、第１の回転数（例えば６０ｒｐｓ）よりも高い。
【０１２８】
Ｙ結線からデルタ結線への切り替えは、電動機１の回転数が上昇している状況、すなわち空調負荷が増加している状況で行われる。図１２に示したように結線切り替えの前に電動機１の回転数を低下させると、圧縮機４１による冷媒循環量が減少し、空気調和機５の暖房能力または冷房能力が低下する。その結果、快適性が低下することとなる。
【０１２９】
図１３は、Ｙ結線からデルタ結線への切り替え前に電動機１の回転数を上昇させた場合（すなわち図１１のステップＳ１３１を行う場合）の電動機１の回転数の変化を示すグラフである。縦軸は電動機１の回転数を示し、横軸は時間を示す。
【０１３０】
空調負荷の増加により電動機１の回転数が上昇し、設定回転数Ｎ０である第１の回転数（例えば６０ｒｐｓ）に達すると、制御装置５０は、電動機１の回転数を第１の回転数よりも高い第２の回転数（例えば８５ｒｐｓ）まで上昇させる。
【０１３１】
このように電動機１の回転数を上昇させると、圧縮機４１による冷媒循環量が増加し、空気調和機５の暖房能力または冷房能力が増加する。第１の回転数から第２の回転数までの速度上昇の時間（加速時間）と、第２の回転数を維持する時間とを合わせると、例えば５〜２０分間である。
【０１３２】
その後、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えのため、電動機１の回転数を第３の回転数（例えば２０ｒｐｓ）まで低下させる。この状態で、結線切り替え部６０によるＹ結線からデルタ結線への切り替えが行われる。
【０１３３】
電動機１の回転数を第３の回転数（例えば２０ｒｐｓ）まで低下させることにより、圧縮機４１による冷媒循環量が減少し、空気調和機５の暖房能力または冷房能力が低下する。しかしながら、直前に、電動機１の回転数の上昇により、空気調和機５の高い暖房能力または冷房能力を発揮しているため、快適性の低下は抑制される。
【０１３４】
デルタ結線への切り替え後は、再び電動機１の回転数が上昇する。デルタ結線では、Ｙ結線よりも高い回転数まで回転させることができるため、結線切り替え後の電動機１の回転数は、第１の回転数（例えば６０ｒｐｓ）および第２の回転数（例えば８５ｒｐｓ）よりも高い。
【０１３５】
図１４は、図１３のグラフに電動機効率の変化を加えたものである。図１４において、電動機効率は破線で示し、電動機１の回転数は実線で示す。電動機１は、第１の回転数（例えば６０ｒｐｓ）またはそれよりも僅かに低い回転数で電動機効率が最大となるように、例えばコイル３の巻線等が設定されている。
【０１３６】
電動機１の回転数が第１の回転数（例えば６０ｒｐｓ）に達すると、インバータ１０３から出力される線間電圧がインバータ最大出力電圧に達する。そのため、電動機１の回転数が第１の回転数から第２の回転数（例えば８５ｒｐｓ）まで上昇する際には、弱め界磁制御が行われる。弱め界磁制御の開始により、電動機効率は一時的に低下する。
【０１３７】
その後、電動機１の回転数を第３の回転数（例えば２０ｒｐｓ）まで低下させると、電動機効率はさらに低下する。デルタ結線への結線切り替え後は、コンバータ１０２の母線電圧も上昇するため、弱め界磁制御が停止し、電動機効率も上昇する。
【０１３８】
このように、この実施の形態１では、結線切り替え部６０によりコイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替える前に、電動機１を第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高速の第２の回転数で回転させ、空気調和機５の暖房能力または冷房能力を一時的に高めている。そのため、その後に電動機１の回転数を第３の回転数まで低下させ、これに伴って空気調和機５の能力が低下しても、快適性の低下を抑制することができる。
【０１３９】
なお、ここでは、電流センサ１０８（図６）により検出されるインバータ１０３の電流値に基づいて電動機１の回転数を検出したが、電動機１にロータ２０の回転を検出するセンサ（例えば磁気センサ等）を設け、これにより電動機１の回転数を検出してもよい。
【０１４０】
また、この実施の形態１の空気調和機５は、図１９〜図２９を参照して後述するように、Ｙ結線およびデルタ結線の両方で高い運転効率が得られるように構成されているため、結線切り替え時に電動機効率が一時的に低下しても、空気調和機５の消費電力への影響は少ない。
【０１４１】
なお、ここでは、Ｙ結線からデルタ結線への切り替え前に、電動機１の回転数を上昇させているが（図１１のステップＳ１３１）、これに加えて、デルタ結線からＹ結線への切り替え前に（図１０のステップＳ１２１）、電動機１の回転数を上昇させてもよい。
【０１４２】
＜結線切り替えの例＞
上述した図９のステップＳ１０６〜Ｓ１０８では、電動機１の回転数に基づいてコイル３の結線状態を切り替えている。電動機１の回転数は、電流センサ１０８に検出される電流値に基づいて検出される回転数であるため、電動機１の運転周波数とも言うことができる。
【０１４３】
この場合、図９のステップＳ１０６は、運転周波数取得部（すなわち電流センサ１０８）が運転周波数を取得するステップに相当する。また、ステップＳ１０７は、電動機１の運転周波数を設定周波数（第１の運転周波数）と比較して、コイル３の結線状態をデルタ結線からＹ結線に切り替えるか否かを判断するステップに相当する。ステップＳ１０８は、電動機１の運転周波数を設定周波数（第１の運転周波数）と比較して、コイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替えるか否かを判断するステップに相当する。
【０１４４】
なお、制御装置５０は、電流センサ１０８を用いずに、例えば室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴに基づいて算出した運転周波数指令値（すなわちインバータ出力電圧指令値）を、運転周波数として取得してもよい。この場合、制御装置５０が運転周波数取得部の役割を果たす。
【０１４５】
また、図１０のステップＳ１２１は、電動機１の回転数を、第１の運転周波数に相当する第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）から、より低速の第３の回転数まで低下させるステップに相当する。また、図１１のステップＳ１３１は、電動機１の回転数を、第１の運転周波数に相当する第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）から、より高速の第２の回転数まで上昇させるステップに相当する。
【０１４６】
あるいは、図９のステップＳ１０６，Ｓ１０７は、デルタ結線からＹ結線への切り替えのトリガとなる信号を受信するステップと言うこともできる。同様に、ステップＳ１０６，Ｓ１０８は、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えのトリガとなる信号を受信するステップと言うこともできる。
【０１４７】
この場合、図１０のステップＳ１２１は、電動機１の回転数を、デルタ結線からＹ結線への切り替えのトリガとなる信号を受信したときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも低速の第３の回転数まで低下させるステップに相当する。また、図１１のステップＳ１３１は、電動機１の回転数を、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えのトリガとなる信号を受信したときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高速の第２の回転数まで上昇させるステップに相当する。
【０１４８】
ここでは、電動機１の回転数もしくは運転周波数またはトリガ信号に基づいてコイル３の結線状態を切り替える動作について説明した。以下では、他の結線切り替えの例について、図１５〜図１８を参照して説明する。
【０１４９】
＜温度に基づく結線切り替え＞
図１５は、室内温度センサ５４によって検出された室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴに基づいて結線切り替えを行う場合の基本動作を示すフローチャートである。
【０１５０】
図１５のステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理は、図９に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様である。ステップＳ３０１では、制御装置５０は、室内温度センサ５４で検出した室内温度Ｔａと、リモコン５５により設定された設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴを取得する。
【０１５１】
続いて、制御装置５０は、温度差ΔＴの絶対値と設定温度差（閾値）ΔＴｒとを比較して、コイル３の結線状態をデルタ結線からＹ結線に切り替えるか否かを判断する。すなわち、コイル３の結線状態がデルタ結線であって、なお且つ、温度差ΔＴの絶対値が設定温度差ΔＴｒ以下か否かを判断する（ステップＳ３０２）。設定温度差ΔＴｒは、Ｙ結線に切り替え可能な程度に小さい空調負荷に相当する温度差である。
【０１５２】
上記の通り、温度差ΔＴは、運転モードが暖房運転の場合にはΔＴ＝Ｔｓ−Ｔａで表され、冷房運転の場合にはΔＴ＝Ｔａ−Ｔｓで表されるため、ここではΔＴの絶対値と設定温度差ΔＴｒとを比較して結線切り替えの要否を判断している。
【０１５３】
ステップＳ３０２での比較の結果、コイル３の結線状態がデルタ結線で、且つ、温度差ΔＴの絶対値が設定温度差ΔＴｒ以下である場合には、Ｙ結線への切り替えを行うため、図１０のステップＳ１２１に進み、上述したステップＳ１２１〜Ｓ１２４を実行する。
【０１５４】
この場合、図１０のステップＳ１２１は、電動機１の回転数を、温度差ΔＴが設定温度差ΔＴｒ以下になったときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも低速の第３の回転数まで低下させるステップに相当する。ステップＳ１２２〜Ｓ１２４は、上記の通りである。
【０１５５】
上記ステップＳ３０２での比較の結果、コイル３の結線状態がデルタ結線でない場合、あるいは、温度差ΔＴの絶対値が設定温度差ΔＴｒより大きい場合には、ステップＳ３０３に進む。
【０１５６】
ステップＳ３０３では、コイル３の結線状態がＹ結線であって、なお且つ、温度差ΔＴの絶対値が設定温度差ΔＴｒより大きいか否かを判断する。ステップＳ３０３での比較の結果、コイル３の結線状態がＹ結線で、且つ、温度差ΔＴの絶対値が設定温度差ΔＴｒより大きい場合には、デルタ結線への切り替えを行うため、図１１のステップＳ１３１に進み、上述したステップＳ１３１〜Ｓ１３５を実行する。
【０１５７】
この場合、図１１のステップＳ１３１は、電動機１の回転数を、温度差ΔＴが設定温度差ΔＴｒよりも大きくなったときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高速の第２の回転数まで上昇させるステップに相当する。ステップＳ１３２〜Ｓ１３５は、上記の通りである。
【０１５８】
また、コイル３の結線状態がデルタ結線で且つ温度差ΔＴの絶対値が設定温度差ΔＴｒより大きい場合、および、コイル３の結線状態がＹ結線で且つ温度差ΔＴの絶対値が設定温度差ΔＴｒ以下である場合には、ステップＳ３０２，Ｓ３０３の判断結果がいずれもＮＯとなるため、ステップＳ１０５に戻る。ステップＳ１０９〜Ｓ１１１は、図９を参照して説明したとおりである。
【０１５９】
このように、図１５に示した例では、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴの絶対値が設定温度差ΔＴｒ以下である場合（すなわち空調負荷が小さい場合）には、高効率なＹ結線で電動機１を運転し、温度差ΔＴの絶対値が設定温度差ΔＴｒより大きい場合（すなわち空調負荷が大きい場合）には、より大きい負荷に対応可能なデルタ結線で電動機１を運転する。そのため、空気調和機５の運転効率を向上することができる。
【０１６０】
特に、温度は短い時間での変動が少なく、結線切り替えを行うか否かの判断を短い時間で行うことができる。そのため、例えば部屋の窓を開けた場合のような急速な負荷変動にも迅速に対応することができ、空気調和機５による快適性を向上することができる。
【０１６１】
なお、図１５に示したステップＳ３０１，Ｓ３０２は、デルタ結線からＹ結線への切り替えのトリガとなる信号を受信するステップと言うこともできる。同様に、ステップＳ３０１，Ｓ３０３は、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えのトリガとなる信号を受信するステップと言うこともできる。
【０１６２】
＜電動機効率に基づく結線切り替え＞
図１６は、電動機効率（すなわち電動機１の効率）に基づいて結線切り替えを行う動作を示すフローチャートである。ここでは、制御装置５０は、電流センサ１０８で検出される電流値（電動機１の回転数に対応）と電動機効率との対応関係を、Ｙ結線の場合とデルタ結線の場合のそれぞれについて、例えばグラフとして予め記憶している。
【０１６３】
図１６のステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理は、図９に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様である。ステップＳ４０１では、制御装置５０は、電流センサ１０８で検出された電流値に基づき、予め記憶した対応関係から、電動機効率を取得する。
【０１６４】
続いて、制御装置５０は、電動機効率に基づき、コイル３の結線状態をデルタ結線からＹ結線に切り替えるか否かを判断する。すなわち、コイル３の結線状態がデルタ結線であって、なお且つ、ステップＳ４０１で取得した電動機効率（ＥΔとする）が、Ｙ結線で回転数を同じとした場合の電動機効率（ＥＹとする）未満か否かを判断する（ステップＳ４０２）。
【０１６５】
ステップＳ４０２での比較の結果、コイル３の結線状態がデルタ結線であって、デルタ結線での電動機効率ＥΔがＹ結線での電動機効率ＥＹ未満である場合には（ＥΔ＜ＥＹ）、Ｙ結線への切り替えを行うため、図１０のステップＳ１２１に進み、上述したステップＳ１２１〜Ｓ１２４を実行する。
【０１６６】
この場合、図１０のステップＳ１２１は、電動機１の回転数を、電動機効率ＥΔが電動機効率ＥＹ未満になったときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも低速の第３の回転数まで低下させるステップに相当する。ステップＳ１２２〜Ｓ１２４は、上記の通りである。
【０１６７】
上記ステップＳ４０２での比較の結果、コイル３の結線状態がデルタ結線でない場合、あるいは、デルタ結線での電動機効率ＥΔがＹ結線での電動機効率ＥＹ以上である場合には、ステップＳ４０３に進む。
【０１６８】
ステップＳ４０３では、コイル３の結線状態がＹ結線であって、なお且つ、ステップＳ１０５で取得した電動機効率ＥＹが、デルタ結線で回転数を同じとした場合の電動機効率ＥΔ未満か否かを判断する。
【０１６９】
ステップＳ４０３での比較の結果、コイル３の結線状態がＹ結線であって、Ｙ結線での電動機効率ＥＹがデルタ結線での電動機効率ＥΔ未満である場合には（ＥＹ＜ＥΔ）、デルタ結線への切り替えを行うため、図１１のステップＳ１３１に進み、上述したステップＳ１３１〜Ｓ１３５を実行する。
【０１７０】
この場合、図１１のステップＳ１３１は、電動機１の回転数を、電動機効率ＥＹが電動機効率ＥΔ未満になったときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高速の第２の回転数まで上昇させるステップに相当する。ステップＳ１３２〜Ｓ１３５は、上記の通りである。
【０１７１】
また、コイル３の結線状態がデルタ結線で且つ電動機効率ＥΔが電動機効率ＥＹ以上である場合、および、コイル３の結線状態がＹ結線で且つ電動機効率ＥＹが電動機効率ＥΔ以上である場合には、ステップＳ４０２，Ｓ４０３の判断結果がいずれもＮＯとなるため、ステップＳ１０５に戻る。ステップＳ１０９〜Ｓ１１１は、図９を参照して説明したとおりである。
【０１７２】
このように、図１６に示した例では、Ｙ結線での電動機効率ＥＹとデルタ結線での電動機効率ＥΔとを比較して、より高い電動機効率が得られる結線状態を選択する。そのため、常に高い電動機効率が得られる結線状態で電動機１を駆動することができ、空気調和機５の運転効率を向上することができる。
【０１７３】
＜インバータの出力電圧に基づく結線切り替え＞
図１７は、インバータ１０３の出力電圧に基づいて結線切り替えを行う動作を示すフローチャートである。インバータ１０３の出力電圧は、制御装置５０が、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴから算出したインバータ出力電圧指令値によって決まる。そのため、制御装置５０は、自らが算出したインバータ出力電圧指令値に基づいて、インバータ１０３の出力電圧を把握することができる。
【０１７４】
図１７のステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理は、図９に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様である。ステップＳ５０１では、制御装置５０は、自らが算出したインバータ出力電圧指令値に基づき、インバータ１０３の出力電圧（インバータ出力電圧Ｖｉとする）を取得する。
【０１７５】
続いて、制御装置５０は、ステップＳ５０１で取得したインバータ出力電圧Ｖｉと、設定電圧Ｖｔとを比較し、コイル３の結線状態をデルタ結線からＹ結線に切り替えるか否かを判断する。インバータ出力電圧は、制御装置５０が室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴに基づいて制御するため、空調負荷に対応している。設定電圧（閾値）Ｖｔは、Ｙ結線に切り替え可能な程度に小さい空調負荷に相当するインバータ出力電圧である。
【０１７６】
具体的には、まず、コイル３の結線状態がデルタ結線であって、なお且つ、インバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔ以下か否かを判断する（ステップＳ５０２）。
【０１７７】
ステップＳ５０２での比較の結果、コイル３の結線状態がデルタ結線であって、インバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔ以下である場合には（Ｖｉ≦Ｖｔ）、Ｙ結線への切り替えを行うため、図１０のステップＳ１２１に進み、上述したステップＳ１２１〜Ｓ１２４を実行する。
【０１７８】
この場合、図１０のステップＳ１２１は、電動機１の回転数を、インバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔ以下になったときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも低速の第３の回転数まで低下させるステップに相当する。ステップＳ１２２〜Ｓ１２４は、上記の通りである。
【０１７９】
上記ステップＳ５０２での比較の結果、コイル３の結線状態がデルタ結線でない場合、あるいは、インバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔより大きい場合には、ステップＳ５０３に進む。
【０１８０】
ステップＳ５０３では、コイル３の結線状態がＹ結線であって、なお且つ、インバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔより大きいか否か（Ｖｉ＞Ｖｔ）を判断する。ステップＳ５０３での比較の結果、インバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔよりも大きい場合には、デルタ結線への切り替えを行うため、図１１のステップＳ１３１に進み、上述したステップＳ１３１〜Ｓ１３５を実行する。
【０１８１】
この場合、図１１のステップＳ１３１は、電動機１の回転数を、インバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔより大きくなったときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高速の第２の回転数まで上昇させるステップに相当する。ステップＳ１３２〜Ｓ１３５は、上記の通りである。
【０１８２】
また、コイル３の結線状態がデルタ結線で且つインバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔより大きい場合、および、コイル３の結線状態がＹ結線で且つインバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔ以下である場合には、ステップＳ５０２，Ｓ５０３の判断結果がいずれもＮＯとなるため、ステップＳ１０５に戻る。ステップＳ１０９〜Ｓ１１１は、図９を参照して説明したとおりである。
【０１８３】
このように、図１７に示した例では、インバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔ以下である場合（すなわち空調負荷が小さい場合）には、高効率なＹ結線で電動機１を運転し、インバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔより大きい場合（すなわち空調負荷が大きい場合）には、より大きい負荷に対応可能なデルタ結線で電動機１を運転する。そのため、空気調和機５の運転効率を向上することができる。
【０１８４】
＜弱め界磁制御の開始に基づく結線切り替え＞
図１８は、インバータ１０３による弱め界磁制御の開始に基づいて結線切り替えを行う動作を示すフローチャートである。インバータ１０３から出力される線間電圧は、電動機１の回転数の上昇と共に高くなるが、インバータ最大出力に達すると、それ以上は高くならない。そのため、電動機１の回転数がさらに上昇すると、インバータ１０３による弱め界磁制御が開始される。
【０１８５】
弱め界磁制御では、コイル３にｄ軸位相（永久磁石２５の磁束を打ち消す向き）の電流を流すことによって、誘起電圧を弱める。通常の電動機トルクを発生させるための電流に加えて、弱め電流を流す必要があるため、コイル３の抵抗に起因する銅損が増加し、インバータ１０３の通電損失も増加する。すなわち、弱め界磁制御が開始されると、電動機効率は低下する。
【０１８６】
この図１８に示した例では、弱め界磁制御が開始されると、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えを行う。なお、デルタ結線からＹ結線への切り替えは、図９，１５〜１８に示した何れかの方法（ここでは図９に示した方法）で行うものとする。
【０１８７】
図１８のステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理は、図９に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様である。また、ステップＳ１０６では、電動機１の回転数を取得し、ステップＳ１０７では、電動機１の回転数Ｎを設定回転数Ｎ０と比較して、コイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替えるか否かを判断する。
【０１８８】
ステップＳ６０１では、コイル３の結線状態がＹ結線であって、なお且つ、弱め界磁制御が開始されたか否かを判断する。ステップＳ６０１での比較の結果、コイル３の結線状態がＹ結線であって、弱め界磁制御が開始された場合には、デルタ結線への切り替えを行うため、図１１のステップＳ１３１に進み、上述したステップＳ１３１〜Ｓ１３５を実行する。
【０１８９】
この場合、図１１のステップＳ１３１は、電動機１の回転数を、弱め界磁制御が開始されたときの第１の回転数よりも高速の第２の回転数まで上昇させるステップに相当する。ステップＳ１３２〜Ｓ１３５は、上記の通りである。
【０１９０】
また、コイル３の結線状態がデルタ結線で且つ電動機１の回転数Ｎが設定回転数Ｎ０より大きい場合、および、コイル３の結線状態がＹ状態で且つ弱め界磁制御が開始されていない場合には、ステップＳ１０７，Ｓ６０１の判断結果がいずれもＮＯとなるため、ステップＳ１０５に戻る。ステップＳ１０９〜Ｓ１１１は、図９を参照して説明したとおりである。
【０１９１】
このように、図１８に示した例では、コイル３の結線状態がＹ結線で弱め界磁制御が行われる場合、すなわち空調負荷が大きく高速回転が必要な場合に、より大きい負荷に対応可能なデルタ結線で電動機１を運転することができる。
【０１９２】
以上のように、コイル３の結線状態の切り替えは、電動機１の回転数Ｎ（図９）、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴ（図１５）、結線状態に応じた電動機効率ＥΔ／ＥＹ（図１６）、インバータ出力電圧Ｖｉ（図１７）、または、弱め界磁制御の開始の有無（図１８）に基づいて行われる。これにより、電動機１を、空調負荷に適したコイル３の結線状態で運転することができる。
【０１９３】
＜コイルの結線状態に応じた母線電圧の切り替え＞
次に、インバータによる弱め界磁制御およびコンバータによる母線電圧の昇圧について説明する。一般に、家庭用の空気調和機は、省エネルギー法の規制対象となっており、地球環境の視点からＣＯ２排出削減が義務づけられている。技術の進歩により、圧縮機の圧縮効率、圧縮機の電動機の運転効率、および熱交換器の熱伝達率等が改善され、空気調和機のエネルギー消費効率ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）は年々向上し、ランニングコスト（消費電力）およびＣＯ２排出量も低減している。
【０１９４】
ＣＯＰは、ある一定の温度条件で運転した場合の性能を評価するものであり、季節に応じた空気調和機の運転状況は加味されていない。しかしながら、空気調和機の実際の使用時には、外気温度の変化により、暖房または冷房に必要な能力および消費電力が変化する。そこで、実際の使用時に近い状態での評価を行うため、あるモデルケースを定め、年間を通じた総合負荷と総消費電力量を算出し、効率を求めるＡＰＦ（Ａｎｎｕａｌ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｆａｃｔｏｒ：通年エネルギー消費効率）が省エネルギーの指標として用いられている。
【０１９５】
特に、現在の主流であるインバータ電動機では、圧縮機の回転数によって能力が変化するため、定格条件だけで実際の使用に近い評価を行うには課題がある。
【０１９６】
家庭用の空気調和機のＡＰＦは、冷房定格、冷房中間、暖房定格、暖房中間および暖房低温の５つの評価点において、年間の総合負荷に応じた消費電力量を算出する。この値が大きいほど省エネルギー性が高いと評価される。
【０１９７】
年間の総合負荷の内訳としては、暖房中間条件の比率が非常に大きく（５０％）、次に暖房定格条件の比率が大きい（２５％）。そのため、暖房中間条件と暖房定格条件において電動機効率を向上させることが、空気調和機の省エネルギー性の向上に有効である。そのため、以下では、暖房中間条件と暖房定格条件を中心に説明する（図１９〜２９）。
【０１９８】
ＡＰＦの評価負荷条件における圧縮機の電動機の回転数は、空気調和機の能力および熱交換器の性能により変化する。例えば、冷凍能力６．３ｋＷの家庭用の空気調和機においては、暖房中間条件での回転数Ｎ１（第１の回転数）が３５ｒｐｓであり、暖房定格条件での回転数Ｎ２（第２の回転数）が８５ｒｐｓである。
【０１９９】
電動機１は、暖房中間条件に相当する回転数Ｎ１および暖房定格条件に相当する回転数Ｎ２において、高い電動機効率および電動機トルクを得ることを目的としている。すなわち、性能改善の対象となる２つの負荷条件のうち、低速側の回転数がＮ１であり、高速側の回転数がＮ２である。
【０２００】
ロータ２０に永久磁石２５を搭載した電動機１では、ロータ２０が回転すると、永久磁石２５の磁束がステータ１０のコイル３に鎖交し、コイル３に誘起電圧が発生する。誘起電圧は、ロータ２０の回転数（回転速度）に比例し、また、コイル３の巻き数にも比例する。電動機１の回転数が大きく、コイル３の巻き数が多いほど、誘起電圧は大きくなる。
【０２０１】
インバータ１０３から出力される線間電圧（インバータ出力電圧：電動機電圧）は、上記の誘起電圧と、コイル３の抵抗およびインダクタンスにより生じる電圧との和と等しい。コイル３の抵抗およびインダクタンスは、誘起電圧と比較すると無視できる程度に小さいため、事実上、線間電圧は誘起電圧に支配される。また、電動機１のマグネットトルクは、誘起電圧と、コイル３に流れる電流との積に比例する。
【０２０２】
誘起電圧は、コイル３の巻き数を多くするほど高くなる。そのため、コイル３の巻き数を多くするほど、必要なマグネットトルクを発生するための電流が少なくて済む。その結果、インバータ１０３の通電による損失を低減し、電動機１の運転効率を向上することができる。その一方、誘起電圧の上昇により、誘起電圧に支配される線間電圧が、より低い回転数でインバータ最大出力電圧（すなわちコンバータ１０２からインバータ１０３に供給される母線電圧）に達し、回転数をそれ以上に速くすることができない。
【０２０３】
また、コイル３の巻き数を少なくすると、誘起電圧が低下するため、誘起電圧に支配される線間電圧がより高い回転数までインバータ最大出力電圧に到達せず、高速回転が可能となる。しかしながら、誘起電圧の低下により、必要なマグネットトルクを発生するための電流が増加するため、インバータ１０３の通電による損失が増加し、電動機１の運転効率が低下する。
【０２０４】
また、インバータ１０３のスイッチング周波数の観点では、線間電圧がインバータ最大出力電圧に近い方が、インバータ１０３のスイッチングのＯＮ／ＯＦＦデューティーに起因する高調波成分が減少するため、電流の高調波成分に起因する鉄損を低減することができる。
【０２０５】
図１９および図２０は、電動機１における線間電圧と回転数との関係を示すグラフである。コイル３の結線状態は、Ｙ結線とする。線間電圧は、界磁磁界と回転数との積に比例する。界磁磁界が一定であれば、図１９に示すように、線間電圧と回転数とは比例する。なお、図１９において、回転数Ｎ１は暖房中間条件に対応し、回転数Ｎ２は暖房定格条件に対応する。
【０２０６】
回転数の増加と共に線間電圧も増加するが、図２０に示すように、線間電圧がインバータ最大出力電圧に達すると、それ以上線間電圧を高くすることはできないため、インバータ１０３による弱め界磁制御が開始される。図２０では、回転数Ｎ１，Ｎ２の間の回転数で、弱め界磁制御を開始したものとする。
【０２０７】
弱め界磁制御では、コイル３にｄ軸位相（永久磁石２５の磁束を打ち消す向き）の電流を流すことによって、誘起電圧を弱める。この電流を、弱め電流と称する。通常の電動機トルクを発生させるための電流に加えて、弱め電流を流す必要があるため、コイル３の抵抗に起因する銅損が増加し、インバータ１０３の通電損失も増加する。
【０２０８】
図２１は、図２０に示した弱め界磁制御を行った場合の電動機効率と回転数との関係を示すグラフである。図２１に示すように、電動機効率は回転数と共に増加し、弱め界磁制御を開始した直後に、矢印Ｐで示すように電動機効率がピークに達する。
【０２０９】
回転数がさらに増加すると、コイル３に流す弱め電流も増加するため、これによる銅損が増加し、電動機効率が低下する。なお、電動機効率とインバータ効率との積である総合効率においても、図２１と同様の曲線で表される変化が見られる。
【０２１０】
図２２は、Ｙ結線とデルタ結線のそれぞれについて、線間電圧と回転数との関係を示すグラフである。コイル３の結線状態がデルタ結線である場合のコイル３の相インピーダンスは、巻き数を同数とすると、コイル３の結線状態がＹ結線である場合の１／√３倍となる。そのため、コイル３の結線状態がデルタ結線である場合の線間電圧（一点鎖線）は、回転数を同じとすると、コイル３の結線状態がＹ結線である場合の線間電圧（実線）の１／√３倍となる。
【０２１１】
すなわち、コイル３をデルタ結線により結線した場合、巻き数をＹ結線の場合の√３倍にすれば、同じ回転数Ｎに対して、線間電圧（電動機電圧）がＹ結線の場合と等価となり、従ってインバータ１０３の出力電流もＹ結線の場合と等価となる。
【０２１２】
ティースへの巻き数が数十巻以上となる電動機では、次のような理由で、デルタ結線よりもＹ結線を採用することが多い。一つは、デルタ結線はＹ結線に比べてコイルの巻き数が多いため、製造工程においてコイルの巻線に要する時間が長くなるという理由である。もう一つは、デルタ結線の場合に循環電流が発生する可能性があるという理由である。
【０２１３】
一般に、Ｙ結線を採用する電動機では、回転数Ｎ２（すなわち、性能向上の対象となる回転数のうち、高速側の回転数）で、線間電圧（電動機電圧）がインバータ最大出力電圧に達するように、コイルの巻き数を調整している。しかしながら、この場合、回転数Ｎ１（すなわち、性能向上の対象となる回転数のうち、低速側の回転数）では、線間電圧がインバータ最大出力電圧よりも低い状態で電動機を運転することとなり、高い電動機効率を得ることが難しい。
【０２１４】
そこで、コイルの結線状態をＹ結線とし、回転数Ｎ１よりも僅かに低い回転数で線間電圧がインバータ最大出力電圧に達するように巻き数を調整し、回転数Ｎ２に到達するまでの間に、コイルの結線状態をデルタ結線に切り替えるという制御が行われている。
【０２１５】
図２３は、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えを行った場合の線間電圧と回転数との関係を示すグラフである。図２３に示した例では、回転数Ｎ１（暖房中間条件）よりも僅かに低い回転数（回転数Ｎ１１とする）に達すると、弱め界磁制御を開始する。回転数Ｎがさらに増加して回転数Ｎ０（閾値：設定回転数）に達すると、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えを行う。回転数Ｎ１１は、ここでは、回転数Ｎ１よりも５％低い回転数（すなわちＮ１１＝Ｎ１×０．９５）である。
【０２１６】
デルタ結線への切り替えにより、線間電圧がＹ結線の１／√３倍に低下するため、弱め界磁の程度を小さく抑える（すなわち弱め電流を小さくする）ことができる。これにより、弱め電流に起因する銅損を抑制し、電動機効率および電動機トルクの低下を抑制することができる。
【０２１７】
図２４は、Ｙ結線とデルタ結線のそれぞれについて、電動機効率と回転数との関係を示すグラフである。上記のようにコイル３の結線状態をＹ結線とし、回転数Ｎ１よりも僅かに低い回転数Ｎ１１で線間電圧がインバータ最大出力電圧に達するように巻き数を調整しているため、図２４に実線で示すように、回転数Ｎ１で高い電動機効率が得られる。
【０２１８】
一方、コイル３の巻き数を同数とすると、デルタ結線の場合には、図２４に一点鎖線で示すように、回転数Ｎ２で、Ｙ結線の場合よりも高い電動機効率が得られる。そのため、図２４に示す実線と一点鎖線との交点でＹ結線からデルタ結線に切り替えれば、回転数Ｎ１（暖房中間条件）と回転数Ｎ２（暖房定格条件）の両方で高い電動機効率が得られる。
【０２１９】
そのため、図２３を参照して説明したように、コイル３の結線状態をＹ結線とし、回転数Ｎ１１（回転数Ｎ１よりも僅かに低い回転数）のときに線間電圧がインバータ最大出力電圧に達するように巻き数を調整し、回転数Ｎ１よりも高い回転数Ｎ０でＹ結線からデルタ結線に切り替える制御を行う。
【０２２０】
しかしながら、単にコイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り換えるだけでは、電動機効率を十分に向上することができない。この点について以下に説明する。
【０２２１】
図２５は、コイル３の結線状態をＹ結線とし、回転数Ｎ１１のときに線間電圧がインバータ最大出力電圧に達するように巻き数を調整し、回転数Ｎ０でＹ結線からデルタ結線に切り替えた場合（実線）の電動機効率と回転数との関係を示すグラフである。なお、一点鎖線は、図２１に示したようにコイル３の結線状態をＹ結線とし、弱め界磁制御を行った場合の電動機効率と回転数との関係を示す。
【０２２２】
線間電圧は、回転数に比例する。例えば、冷凍能力６．３ｋＷの家庭用の空気調和機では、回転数Ｎ１（暖房中間条件）が３５ｒｐｓであり、回転数Ｎ２（暖房定格条件）が８５ｒｐｓであるため、暖房中間条件における線間電圧を基準とすると、暖房定格条件における線間電圧は、２．４倍（＝８５／３５）となる。
【０２２３】
コイル３の結線状態をデルタ結線に切り替えた後の、暖房定格条件（回転数Ｎ２）における線間電圧は、インバータ最大出力電圧に対して１．４倍（＝８５／３５／√３）となる。線間電圧をインバータ最大出力電圧よりも大きくすることはできないため、弱め界磁制御を開始する。
【０２２４】
弱め界磁制御では、界磁を弱めるために必要な弱め電流をコイル３に流すため、銅損が増加し、電動機効率および電動機トルクが低下する。そのため、図２５に実線で示したように、暖房定格条件（回転数Ｎ２）における電動機効率を改善することができない。
【０２２５】
暖房定格条件（回転数Ｎ２）での弱め界磁の程度を抑える（弱め電流を小さくする）ためには、コイル３の巻き数を少なくして線間電圧を低くする必要があるが、その場合、暖房中間条件（回転数Ｎ１）における線間電圧も低下し、結線の切り替えによる電動機効率の改善効果が小さくなる。
【０２２６】
すなわち、性能改善の対象となる負荷条件が２つあり、低速側の回転数Ｎ１と、高速側の回転数Ｎ２とが、（Ｎ２／Ｎ１）＞√３を満足する場合には、Ｙ結線からデルタ結線に切り替えても弱め界磁制御が必要となるため、単にＹ結線からデルタ結線に切り替えただけでは、電動機効率の十分な改善効果を得ることができない。
【０２２７】
そこで、この実施の形態１の駆動装置１００は、結線切り替え部６０によるコイル３の結線状態の切り替えに加えて、コンバータ１０２により母線電圧を切り替えている（図１０のステップＳ１２３および図１１のステップＳ１３４）。コンバータ１０２は、電源１０１から電源電圧（２００Ｖ）を供給され、インバータ１０３に母線電圧を供給するものである。コンバータ１０２は、電圧上昇（昇圧）に伴う損失の小さい素子、例えばＳｉＣ素子またはＧａＮ素子で構成することが望ましい。
【０２２８】
具体的には、コイル３の結線状態がＹ結線である場合の母線電圧Ｖ１（第１の母線電圧）は、２８０Ｖ（ＤＣ）に設定されている。これに対し、コイル３の結線状態がデルタ結線である場合の母線電圧Ｖ２（第２の母線電圧）は、３９０Ｖ（ＤＣ）に設定されている。つまり、デルタ結線の場合の母線電圧Ｖ２は、Ｙ結線の場合の母線電圧Ｖ１の１．４倍に設定されている。なお、母線電圧Ｖ２は、母線電圧Ｖ１に対し、Ｖ２≧（Ｖ１／√３）×Ｎ２／Ｎ１であればよい。コンバータ１０２から母線電圧を供給されたインバータ１０３は、コイル３に線間電圧を供給する。インバータ最大出力電圧は、母線電圧の１／√２である。
【０２２９】
図２６は、Ｙ結線とデルタ結線のそれぞれについて、コンバータ１０２で母線電圧を切り替えた場合の線間電圧と回転数との関係を示すグラフである。図２６に示すように、コイル３の結線状態がＹ結線である場合の線間電圧（実線）は、最大で、母線電圧Ｖ１の１／√２（すなわちＶ１×１／√２）となる。コイル３の結線状態がデルタ結線である場合の線間電圧（一点鎖線）は、最大で、母線電圧Ｖ２の１／√２（すなわちＶ２×１／√２）となる。
【０２３０】
図２７は、結線切り替え部６０による結線状態の切り替えと、コンバータ１０２による母線電圧の切り替えを行った場合の線間電圧と回転数との関係を示すグラフである。図２７に示すように、回転数Ｎ１（暖房中間条件）を含む回転数域では、コイル３の結線状態がＹ結線である。回転数の増加と共に線間電圧が増加し、回転数Ｎ１よりも僅かに低い回転数Ｎ１１で、線間電圧がインバータ最大出力（Ｖ１×１／√２）に達する。これにより、弱め界磁制御が開始される。
【０２３１】
回転数がさらに上昇して回転数Ｎ０に達すると、結線切り替え部６０がコイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替える。同時に、コンバータ１０２が、母線電圧をＶ１からＶ２に昇圧する。昇圧により、インバータ最大出力はＶ２×１／√２となる。この時点では、線間電圧がインバータ最大出力よりも低いため、弱め界磁制御は行われない。
【０２３２】
その後、回転数Ｎの増加と共に線間電圧が増加し、回転数Ｎ２（暖房定格条件）よりも僅かに低い回転数Ｎ２１で、線間電圧がインバータ最大出力（Ｖ２×１／√２）に達し、これにより弱め界磁制御が開始される。なお、回転数Ｎ２１は、回転数Ｎ２よりも５％低い回転数（すなわちＮ２１＝Ｎ２×０．９５）である。
【０２３３】
この実施の形態１では、上記の通り、電動機１の回転数と閾値との比較結果に基づいて、コイル３の結線状態を切り替えている。閾値は、上述した設定回転数Ｎ０である。設定回転数Ｎ０におけるＹ結線からデルタ結線への切り替えは、図９のステップＳ１０８および図１１のステップＳ１３１〜Ｓ１３５に示したＹ結線からデルタ結線への切り替えに対応している。
【０２３４】
この場合の電動機効率の改善効果について説明する。図２８は、Ｙ結線とデルタ結線のそれぞれについて、電動機効率と回転数との関係を示すグラフである。図２８において、コイル３の結線状態がＹ結線である場合の電動機効率（実線）は、図２４に示したＹ結線での電動機効率と同様である。一方、コイル３の結線状態がデルタ結線である場合の電動機効率（一点鎖線）は、コンバータ１０２の母線電圧が上昇するため、図２４に示したデルタ結線での電動機効率よりも高い。
【０２３５】
図２９は、結線切り替え部６０による結線状態の切り替えと、コンバータ１０２による母線電圧の切り替えを行った場合の電動機効率と回転数との関係を示すグラフである。コイル３の結線状態をＹ結線とし、回転数Ｎ１１（回転数Ｎ１よりも僅かに低い回転数）のときに線間電圧がインバータ最大出力電圧に達するように巻き数が設定されているため、回転数Ｎ１を含む回転数域で高い電動機効率が得られる。
【０２３６】
回転数が上記の回転数Ｎ１１に達すると、弱め界磁制御が開始され、さらに回転数Ｎ０に達すると、コイル３の結線状態がＹ結線からデルタ結線に切り替えられ、また、コンバータ１０２により母線電圧が上昇する。
【０２３７】
母線電圧の上昇によってインバータ最大出力電圧も上昇するため、線間電圧はインバータ最大出力電圧よりも低くなり、その結果、弱め界磁制御は停止する。弱め界磁制御の停止により、弱め電流に起因する銅損が低減するため、電動機効率は上昇する。
【０２３８】
さらに、回転数Ｎが回転数Ｎ２（暖房定格条件）よりも僅かに小さい回転数Ｎ２１に達すると、線間電圧がインバータ最大出力電圧に達し、弱め界磁制御が開始される。弱め界磁制御の開始により銅損が増加するが、コンバータ１０２により母線電圧が上昇しているため、高い電動機効率が得られる。
【０２３９】
すなわち、図２９に実線で示すように、回転数Ｎ１（暖房中間条件）および回転数Ｎ２（暖房定格条件）の両方で、高い電動機効率が得られる。
【０２４０】
なお、コンバータ１０２の電圧を昇圧すると、昇圧に伴う損失が発生するため、電動機効率への寄与率の最も大きい暖房中間条件での結線状態（すなわちＹ結線）では、電源電圧を昇圧せずに利用することが好ましい。電源１０１の電源電圧は２００Ｖ（実効値）であり、最大値は２８０Ｖ（＝２００Ｖ×√２）である。そのため、Ｙ結線の場合のコンバータ１０２の母線電圧（２８０Ｖ）は、電源電圧の最大値と同じと言うことができる。
【０２４１】
また、インバータ１０３に供給される母線電圧の切り替えは、電源電圧を昇圧または降圧させることにより行っても良い。
【０２４２】
また、上記の空気調和機５の運転制御では、回転数Ｎ１（暖房中間条件）でＹ結線とし、回転数Ｎ２（暖房定格条件）でデルタ結線としたが、具体的な負荷条件が決まっていない場合には、回転数Ｎ１をＹ結線で運転する最大回転数とし、回転数Ｎ２をデルタ結線で運転する最大回転数として、電圧レベルを調整してもよい。このように制御しても、電動機１の効率を向上することができる。
【０２４３】
上述したように、家庭用の空気調和機５では、回転数Ｎ１を暖房中間条件の回転数とし、回転数Ｎ２を暖房定格条件の回転数とすることで、電動機１の効率を向上することができる。
【０２４４】
また、空気調和機５の運転開始時は空調負荷の正確な検出が難しいため、この実施の形態１では、電動機１の起動時のコイル３の結線状態を、より大きな空調負荷に対応可能なデルタ結線としている（図９のステップＳ１１０およびステップＳ１０２参照）。これにより、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴを、より短時間で収束させることができる。
【０２４５】
＜実施の形態１の効果＞
以上説明したように、本発明の実施の形態１では、コイル３の結線状態がＹ結線（第１の結線状態）であって、電動機１の回転数Ｎが第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）以上になった場合に、電動機１を第１の回転数よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部６０によりコイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線（第２の結線状態）に切り替える。そのため、結線切り替えの前に、空気調和機５の能力（すなわち暖房能力または冷房能力）を一時的に高めることができる。その結果、結線切り替え時に電動機１の回転数を低下させ、これにより空気調和機５の能力が一時的に低下しても、快適性の低下を抑制することができる。
【０２４６】
また、実施の形態１では、コイル３の結線状態がＹ結線であって、電動機１の運転周波数が第１の運転周波数以上になった場合に、電動機１を第１の運転周波数に相当する第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部６０によりコイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替える。そのため、結線切り替えの前に、空気調和機５の能力を一時的に高めることができる。その結果、結線切り替え時に電動機１の回転数を低下させ、これにより空気調和機５の能力が一時的に低下しても、快適性の低下を抑制することができる。
【０２４７】
また、実施の形態１では、コイル３の結線状態がＹ結線であって、室内温度センサ５４に検出された室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴが設定温度差ΔＴｒ以上になった場合に、電動機１を、温度差ΔＴが設定温度差ΔＴｒ以上になった時点での第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部６０によりコイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替える。そのため、結線切り替えの前に、空気調和機５の能力を一時的に高めることができる。その結果、結線切り替え時に電動機１の回転数を低下させ、これにより空気調和機５の能力が一時的に低下しても、快適性の低下を抑制することができる。また、室内温度Ｔａに基づいてコイル３の結線状態を切り替えるため、例えば部屋の窓を開けた場合のような急激な負荷変動に対する迅速な対応が可能になり、快適性をさらに向上することができる。
【０２４８】
また、実施の形態１では、コイル３の結線状態がＹ結線であって、電動機効率ＥＹがデルタ結線での電動機効率ＥＶよりも低くなった場合に、電動機１を、電動機効率ＥＹが電動機効率ＥＶよりも低くなったときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部６０によりコイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替える。そのため、結線切り替えの前に、空気調和機５の能力を一時的に高めることができる。その結果、結線切り替え時に電動機１の回転数を低下させ、これにより空気調和機５の能力が一時的に低下しても、快適性の低下を抑制することができる。
【０２４９】
また、本発明の実施の形態１では、コイル３の結線状態がＹ結線であって、インバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔ以上になった場合に、電動機１を、インバータ出力電圧Ｖｉが設定電圧Ｖｔ以上になったときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部６０によりコイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替える。そのため、結線切り替えの前に、空気調和機５の能力を一時的に高めることができる。その結果、結線切り替え時に電動機１の回転数を低下させ、これにより空気調和機５の能力が一時的に低下しても、快適性の低下を抑制することができる。
【０２５０】
また、本発明の実施の形態１では、コイル３の結線状態がＹ結線であって、インバータ１０３による弱め界磁制御が開始された場合に、電動機１を、弱め制御が開始されたときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部６０によりコイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替える。そのため、結線切り替えの前に、空気調和機５の能力を一時的に高めることができる。その結果、結線切り替え時に電動機１の回転数を低下させ、これにより空気調和機５の能力が一時的に低下しても、快適性の低下を抑制することができる。
【０２５１】
また、本発明の実施の形態１では、コイル３の結線状態がＹ結線であって、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えのトリガとなる信号を受信した場合に、電動機１を、当該トリガとなる信号を受信したときの第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高い第２の回転数で回転させたのち、結線切り替え部６０によりコイル３の結線状態をＹ結線からデルタ結線に切り替える。そのため、結線切り替えの前に、空気調和機５の能力を一時的に高めることができる。その結果、結線切り替え時に電動機１の回転数を低下させ、これにより空気調和機５の能力が低下しても、快適性の低下を抑制することができる。
【０２５２】
また、電動機１の第２の回転数は、第１の回転数の１．２倍以上であるため、コイル３の結線切り替えの前に、空気調和機５の暖房能力または冷房能力を十分に高めることができ、快適性の低下を抑制する効果を高めることができる。
【０２５３】
また、電動機１を第２の回転数で回転させたのち、第１の回転数よりも低い第３の回転数で回転させてから、結線切り替え部６０によりコイル３の結線状態を切り替えるため、結線切り替え動作の信頼性を確保することができる。
【０２５４】
また、結線切り替え部６０によるコイル３の結線状態の切り替えに応じて、コンバータ１０２が母線電圧の大きさを変化させるため、結線状態の切り替えの前後のいずれにおいても、高い電動機効率および高い電動機トルクを得ることができる。
【０２５５】
また、コイル３の結線状態を、Ｙ結線（第１の結線状態）と、第１の結線状態よりも線間電圧が低いデルタ結線（第２の結線状態）とで切り替えるため、電動機１の回転数に合った結線状態を選択することができる。
【０２５６】
また、結線切り替え部６０が半導体素子（半導体スイッチ６１，６２，６３）を有するため、電動機１の回転を完全に停止させずに、結線切り替えを行うことができる。
【０２５７】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えの前に、電動機１の回転数を上昇させた。これに対し、この実施の形態２では、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えの前に、電動機１の回転数を上昇させると共に、コンバータ１０２による昇圧を行う。
【０２５８】
実施の形態２における空気調和機５の基本動作は、実施の形態１で図９を参照して説明したとおりである。図３０は、実施の形態２におけるＹ結線からデルタ結線への切り替え動作を示すフローチャートであり、実施の形態１の図１１に対応するものである。
【０２５９】
図３０に示すように、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えを行う場合、制御装置５０は、コンバータ１０２による母線電圧の昇圧を行う（ステップＳ２０１）。例えば、コンバータ１０２からインバータ１０３に供給する母線電圧を、結線切り替え前の母線電圧（第１の電圧）２８０Ｖから、より高圧の３５０Ｖ（第２の電圧）まで昇圧する。
【０２６０】
次に、制御装置５０は、図１１に示したステップＳ１３１と同様に、電動機１の回転数を、その直前（図９に示したステップＳ１０６）の回転数である第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高速の第２の回転数（例えば８５ｒｐｓ）まで上昇させる（ステップＳ１３１）。
【０２６１】
続いて、制御装置５０は、図１１に示したステップＳ１３２と同様に、電動機１の回転数を、第２の回転数から、第１の回転数よりも低速の第３の回転数（例えば２０ｒｐｓ）まで低下させる（ステップＳ１３２）。
【０２６２】
次に、制御装置５０は、コンバータ１０２による母線電圧の降圧を行う（ステップＳ２０２）。例えば、コンバータ１０２からインバータ１０３に供給する母線電圧を、ステップＳ２０１で昇圧した３５０Ｖ（第２の電圧）から、昇圧前の２８０Ｖ（第１の電圧）まで降圧する。
【０２６３】
その後、図１１に示したステップＳ１３３〜Ｓ１３５と同様に、制御装置５０は、結線切り替え部６０によるＹ結線からデルタ結線への切り替えを行い、コンバータ１０２による母線電圧の例えば３９０Ｖへの昇圧を行い、その後、電動機１の回転数を上昇させて、図９のステップＳ１０５に戻る。
【０２６４】
なお、コンバータ１０２による母線電圧の昇圧は、ステップＳ２０１（図３０）では３５０Ｖとし、ステップＳ１３４では３９０Ｖとしたが、これに限定されるものではない。例えば、ステップＳ２０１，Ｓ１３４の両方で、同じ電圧（例えば３９０Ｖ）まで昇圧してもよい。
【０２６５】
図３１は、コンバータ１０２からインバータ１０３に出力する母線電圧の変化を示すグラフである。縦軸は母線電圧を示し、横軸は時間を示す。図３２は、Ｙ結線からデルタ結線を行う際に、電動機１の回転数を上昇させ、コンバータ１０２の母線電圧を昇圧した場合の電動機１の回転数（実線）および電動機効率（破線）の変化を示すグラフである。縦軸は電動機１の回転数および電動機効率を示し、横軸は時間を示す。
【０２６６】
空調負荷の増加により電動機１の回転数が上昇すると、設定回転数Ｎ０である第１の回転数（例えば６０ｒｐｓ）に達する。制御装置５０は、電動機１の回転数が第１の回転数に達すると、図３１に示すようにコンバータ１０２の母線電圧を第１の電圧（例えば２８０Ｖ）から第２の電圧（例えば３５０Ｖ）に昇圧し、図３２に示すように電動機１の回転数を例えば８５ｒｐｓ（第２の回転数）まで上昇させる。
【０２６７】
その後、コンバータ１０２の母線電圧を昇圧前の第１の母線電圧に降圧し、電動機１の回転数を低下させた後、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えを行う。第１の回転数から第２の回転数までの速度上昇の時間（加速時間）と、第２の回転数を維持する時間とを合わせると、例えば５〜２０分間である。デルタ結線への切り替え後は、コンバータ１０２の母線電圧を昇圧させ、電動機１の回転数を上昇させる。
【０２６８】
電動機１は、第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）またはそれよりも僅かに低い回転数で、Ｙ結線での電動機効率が最大となるように、コイル３の巻き数等が設定されている。すなわち、電動機１の回転数が第１の回転数に達すると、弱め界磁制御が開始させる。しかしながら、弱め界磁制御の開始と共に、コンバータ１０２の母線電圧が昇圧されるため、電動機効率がピークアウトせず、さらに上昇する。そのため、結線切り替えに伴う快適性の低下を抑制しながら、電動機効率を向上することができる。
【０２６９】
実施の形態２における電動機１、駆動装置１００、圧縮機４１および空気調和機５の構成は、実施の形態１で説明したとおりである。  
【０２７０】
なお、結線切り替えを行うか否かの判断は、電動機１の回転数（図９）に限らず、運転周波数（図１５）、温度差ΔＴ（図１５）、電動機効率（図１６）、インバータ出力電圧（図１７）、弱め界磁制御の開始の有無（図１９）等によって行うことができる。
【０２７１】
以上説明したように、本発明の実施の形態２では、Ｙ結線（第１の結線状態）からデルタ結線（第２の結線状態）への切り替えの際に、電動機１の回転数を上昇させ、なお且つ、コンバータ１０２からインバータ１０３に供給する母線電圧を昇圧させる。そのため、弱め界磁制御が開始されても、母線電圧の昇圧により、電動機効率の低下を抑制することができる。これにより、結線切り替えに伴う快適性の低下を抑制しながら、電動機効率を向上することができる。
【０２７２】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１では、半導体スイッチ６１，６２，６３を有する結線切り替え部６０を用いた。これに対し、この実施の形態３では、リレー接点で構成されたスイッチ７１，７２，７３を有する結線切り替え部７０を用いる。
【０２７３】
図３３は、実施の形態３の駆動装置１００Ａの構成を示すブロック図である。駆動装置１００Ａは、結線切り替え部７０の構成が、図６に示した駆動装置１００と異なるものである。
【０２７４】
結線切り替え部７０は、いずれもリレー接点で構成されたスイッチ７１，７２，７３を有する。スイッチ７１は、コイル３Ｕの端子３２Ｕを、配線１０５および中性点３３の何れかに接続する。スイッチ７２は、コイル３Ｖの端子３２Ｖを、配線１０６および中性点３３の何れかに接続する。スイッチ７３は、コイル３Ｗの端子３２Ｗを、配線１０４および中性点３３の何れかに接続する。
【０２７５】
図３３に示した状態では、スイッチ７１は、コイル３Ｕの端子３２Ｕを中性点３３に接続しており、スイッチ７２は、コイル３Ｖの端子３２Ｖを中性点３３に接続しており、スイッチ７３は、コイル３Ｗの端子３２Ｗを中性点３３に接続している。すなわち、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの端子３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗはインバータ１０３に接続され、端子３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗは中性点３３に接続されている。この場合、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態は、図７（Ａ）に示したＹ結線となる。
【０２７６】
図３４は、駆動装置１００Ａにおいて、結線切り替え部７０のスイッチ７１，７２，７３が切り替えられた状態を示すブロック図である。図３４に示した状態では、スイッチ７１は、コイル３Ｕの端子３２Ｕを配線１０５に接続しており、スイッチ７２は、コイル３Ｖの端子３２Ｖを配線１０６に接続しており、スイッチ７３は、コイル３Ｗの端子３２Ｗを配線１０４に接続している。この場合、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態は、図７（Ｂ）に示したデルタ結線となる。
【０２７７】
実施の形態３における電動機１、駆動装置１００、圧縮機４１および空気調和機５の構成は、結線切り替え部７０を除き、実施の形態１で説明したとおりである。
【０２７８】
上述した実施の形態１では、電動機１の回転数を第３の回転数（例えば２０ｒｐｓ）まで低下させてから結線切り替えを行った。この実施の形態３では、結線切り替え部７０がリレー接点（スイッチ７１，７２，７３）を有するため、電動機１の回転を停止させてから結線切り替えを行うことが望ましい。
【０２７９】
図３５は、実施の形態３におけるＹ結線からデルタ結線への切り替え動作を示すフローチャートであり、実施の形態１の図１１に対応するものである。
【０２８０】
図３５に示すように、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えを行う場合、制御装置５０は、図１１に示したステップＳ１３１と同様に、電動機１の回転数を、第１の回転数（すなわち設定回転数Ｎ０）よりも高速の第２の回転数（例えば８５ｒｐｓ）まで上昇させる（ステップＳ１３１）。
【０２８１】
続いて、制御装置５０は、電動機１の回転数を０まで低下させる（ステップＳ１３２Ａ）。すなわち、電動機１の回転を停止する。このように電動機１の回転を停止した状態で、制御装置５０は、結線切り替え部７０によるＹ結線からデルタ結線への切り替えを行う（ステップＳ１３３）。
【０２８２】
電動機１の回転が停止しているため、リレー接点（スイッチ７１，７２，７３）を用いた結線切り替え部７０の動作の信頼性を確保することができる。
【０２８３】
その後、図１１に示したステップＳ１３４〜Ｓ１３５と同様に、制御装置５０は、コンバータ１０２による母線電圧の例えば３９０Ｖへの昇圧を行い、その後、電動機１の回転数を上昇させて、図９のステップＳ１０５に戻る。
【０２８４】
図３６は、Ｙ結線からデルタ結線を行う場合の電動機１の回転数の変化を示すグラフである。縦軸は電動機１の回転数および電動機効率を示し、横軸は時間を示す。
【０２８５】
制御装置５０は、電動機１の回転数が設定回転数Ｎ０である第１の回転数（例えば６０ｒｐｓ）に達すると、電動機１の回転数を第２の回転数（例えば８５ｒｐｓ）まで上昇させる。その後、制御装置５０は、電動機１の回転数を低下させ、電動機１の回転を停止する。電動機１の回転を停止した後、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えを行う。デルタ結線への切り替え後は、実施の形態１と同様、電動機１の回転数を上昇させる。
【０２８６】
ここでは、Ｙ結線からデルタ結線への切り替え前に電動機１の回転を停止すると説明したが（図３５のステップＳ１３２Ａ）、デルタ結線からＹ結線への切り替え前（図１０のステップＳ１２１）にも、電動機１の回転を停止することが望ましい。
【０２８７】
以上説明したように、本発明の実施の形態３では、結線切り替えの前に、電動機１の回転を停止するようにしたため、結線切り替え部７０がリレー接点（スイッチ７１，７２，７３）を有する場合も、結線切り替え部７０の動作の信頼性を確保することができる。
【０２８８】
なお、実施の形態１のように半導体スイッチ６１，６２，６３を有する結線切り替え部６０を備えた構成において、実施の形態３のように結線切り替え前に電動機１の回転を停止してもよい。また、実施の形態２の構成において、実施の形態３のように結線切り替え前に電動機１の回転を停止してもよい。
【０２８９】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。上記の実施の形態１では、コイル３の結線状態をＹ結線とデルタ結線とで切り替えた。しかしながら、コイル３の結線状態を直列接続と並列接続とで切り替えてもよい。
【０２９０】
図３７（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態４のコイル３の結線状態の切り替えを説明するための模式図である。図３７（Ａ）では、３相のコイル３Ｕ，３Ｖ，３ＷはＹ結線により結線されている。さらに、コイル３Ｕのコイル部分Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃは直列に接続され、コイル３Ｖのコイル部分Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは直列に接続され、コイル３Ｗのコイル部分Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃは直列に接続されている。すなわち、コイル３の各相のコイル部分は直列に接続されている。
【０２９１】
一方、図３７（Ｂ）では、３相のコイル３Ｕ，３Ｖ，３ＷはＹ結線により結線されているが、コイル３Ｕのコイル部分Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃは並列に接続され、コイル３Ｖのコイル部分Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは並列に接続され、コイル３Ｗのコイル部分Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃは並列に接続されている。すなわち、コイル３の各相のコイル部分は並列に接続されている。図３７（Ａ）および（Ｂ）に示したコイル３の結線状態の切り替えは、例えば、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの各コイル部分に切り替えスイッチを設けることによって、実現することができる。
【０２９２】
各相において並列接続されたコイル部分の数（すなわち列数）をｎとすると、直列接続（図３７（Ａ））から並列接続（図３７（Ｂ））に切り替えることにより、線間電圧は１／ｎ倍に低下する。従って、線間電圧がインバータ最高出力電圧に接近した際に、コイル３の結線状態を直列接続から並列接続に切り替えることにより、弱め界磁の程度を小さく抑える（すなわち弱め電流を小さくする）ことができる。
【０２９３】
性能改善の対象となる負荷条件が２つあり、低速側の回転数Ｎ１と、高速側の回転数Ｎ２とが、（Ｎ２／Ｎ１）＞ｎを満足する場合には、コイル３の結線状態を直列接続から並列接続に切り替えただけでは線間電圧がインバータ最大出力電圧よりも大きくなるため、弱め界磁制御が必要となる。
【０２９４】
そこで、コイル３の結線状態を直列接続から並列接続に切り替えると同時に、コンバータ１０２の母線電圧を昇圧する。昇圧後の母線電圧Ｖ２は、昇圧前の母線電圧Ｖ１に対し、Ｖ２≧（Ｖ１／ｎ）×Ｎ２／Ｎ１であればよい。これにより、回転数Ｎ１を含む回転数域と回転数Ｎ２を含む回転数域の何れにおいても、高い電動機効率および高い電動機トルクが得られる。
【０２９５】
図３８（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態４の別の構成例を説明するための模式図である。図３８（Ａ）では、３相のコイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗはデルタ結線により結線されている。さらに、コイル３Ｕのコイル部分Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃは直列に接続され、コイル３Ｖのコイル部分Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは直列に接続され、コイル３Ｗのコイル部分Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃは直列に接続されている。すなわち、コイル３の各相のコイル部分は直列に接続されている。
【０２９６】
一方、図３８（Ｂ）では、３相のコイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗはデルタ結線により結線されているが、コイル３Ｕのコイル部分Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃは並列に接続され、コイル３Ｖのコイル部分Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは並列に接続され、コイル３Ｗのコイル部分Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃは並列に接続されている。すなわち、コイル３の各相のコイル部分は並列に接続されている。
【０２９７】
この場合も、図３７（Ａ）および（Ｂ）に示した例と同様に、性能改善の対象となる２つの負荷条件のうち、低速側の回転数Ｎ１と高速側の回転数Ｎ２とが（Ｎ２／Ｎ１）＞ｎを満足する場合に、コイル３の結線状態を直列接続（図３８（Ａ））から並列接続（図３８（Ｂ））に切り替え、同時にコンバータ１０２の母線電圧を昇圧する。昇圧後の母線電圧Ｖ２は、昇圧前の母線電圧Ｖ１に対し、Ｖ２≧（Ｖ１／ｎ）×Ｎ２／Ｎ１であればよい。実施の形態４における他の動作および構成は、実施の形態１と同様である。
【０２９８】
このように、実施の形態４では、コンバータ１０２の結線状態を直列接続と並列接続とで切り替えることにより、弱め界磁の程度を小さく抑え、電動機効率を向上することができる。また、母線電圧Ｖ１，Ｖ２および回転数Ｎ１，Ｎ２が、Ｖ２≧（Ｖ１／ｎ）×Ｎ２／Ｎ１を満足することにより、回転数Ｎ１，Ｎ２において高い電動機効率および電動機トルクを得ることができる。
【０２９９】
なお、上述した実施の形態１，２または３において、実施の形態４のように直列接続（第１の結線状態）と並列接続（第２の結線状態）とを切り替えてもよい。
【０３００】
なお、ここでは、圧縮機の一例としてロータリー圧縮機８について説明したが、各実施の形態の電動機は、ロータリー圧縮機８以外の圧縮機に適用してもよい。また、電動機１は、必ずしも圧縮機（ロータリー圧縮機８）の内部に組み込まれている必要はなく、圧縮機から独立していても良い。すなわち、電動機１は、圧縮機を駆動するものであればよい。
【０３０１】
以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変形を行なうことができる。
【符号の説明】
【０３０２】
１  電動機、  ３，３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ  コイル、  ５  空気調和機、  ５Ａ  室内機、  ５Ｂ  室外機、  ８  ロータリー圧縮機（圧縮機）、  ９  圧縮機構、  １０  ステータ、  １１  ステータコア、  １２  ティース、  ２０  ロータ、  ２１  ロータコア、  ２５  永久磁石、  ４１  圧縮機、  ４２  四方弁、  ４３  室外熱交換器、  ４４  膨張弁、  ４５  室内熱交換器、  ４６  室外送風ファン、  ４７  室内送風ファン、  ５０  制御装置、  ５０ａ  室内制御装置、  ５０ｂ  室外制御装置、  ５０ｃ  連絡ケーブル、  ５１  入力回路、  ５２  演算回路、  ５３  出力回路、  ５４  室内温度センサ、  ５５  リモコン（操作部）、  ５６  信号受信部、  ５７  ＣＰＵ、  ５８  メモリ、  ６０，７０  結線切り替え部、  ６１，６２，６３  半導体スイッチ、  ７１，７２，７３  スイッチ（リレー接点）、  ８０  シェル、  ８１  ガラス端子、  ８５  吐出管、  ９０  シャフト、  １００，１００Ａ  駆動装置、  １０１  電源、  １０２  コンバータ（整流回路）、  １０３  インバータ、  １０８  電流センサ（回転検出部、運転周波数取得部、運転周波数検出部）。
【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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【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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