(57)【要約】  電動機（１）の複数の巻線（１ｕ、１ｖ、１ｗ）の第１の端部（１ｕａ、１ｖａ、１ｗａ）に接続された第１のインバータ（３）と、上記の複数の巻線（１ｕ、１ｖ、１ｗ）の第２の端部（１ｕｂ、１ｖｂ、１ｗｂ）に接続された第２のインバータ（４）と、上記の第２の端部（１ｕｂ、１ｖｂ、１ｗｂ）を互いに接続する短絡回路（５）とを有する駆動装置において、短絡回路（５）がオンして前記第２の端部を互いに短絡させ、第１のインバータから出力された交流電圧が上記の第１の端部に印加されるスター結線モード、または短絡回路（５）をオフして、第１のインバータから出力された交流電圧が上記の第１の端部に印加されるとともに、第２のインバータから出力された交流電圧が上記の第２の端部に印加される協調運転モードで電動機が駆動される。電動機の巻線を高速に切替えることができ、また電力損失を小さくすることができる。
2020035926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の複数の巻線の第１の端部に接続された第１のインバータと、
前記複数の巻線の第２の端部に接続された第２のインバータと、
前記複数の巻線の前記第２の端部を互いに接続する短絡回路とを備え、
前記電動機は、前記短絡回路がオンして前記第２の端部を互いに短絡させ、前記第１のインバータから出力された交流電圧が前記第１の端部に印加されるスター結線モード、または前記短絡回路がオフして、前記第１のインバータから出力された交流電圧が前記第１の端部に印加されるとともに、前記第２のインバータから出力された交流電圧が前記第２の端部に印加される協調運転モードで駆動される
電動機駆動装置。
【請求項２】
前記電動機の運転状態に応じて前記スター結線モード又は前記協調運転モードの選択が行われる請求項１に記載の電動機駆動装置。
【請求項３】
前記運転状態が前記電動機の速度又は負荷の大きさである請求項２に記載の電動機駆動装置。
【請求項４】
前記電動機の速度が閾値よりも低いときは前記スター結線モードが選択され、前記電動機の速度が前記閾値よりも高いときは、前記協調運転モードが選択される請求項３に記載の電動機駆動装置。
【請求項５】
前記スター結線モードから前記協調運転モードへの切替えの際、前記短絡回路がオンからオフに切替わった後に、前記第２のインバータによる交流電圧の出力が開始される請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機駆動装置。
【請求項６】
前記協調運転モードから前記スター結線モードへの切替えの際、前記第２のインバータによる交流電圧の出力が停止した後に、前記短絡回路がオフからオンに切替えられる請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機駆動装置。
【請求項７】
前記スター結線モードから前記協調運転モードへの切替えの際、前記第２のインバータが、上アームのスイッチがすべてオンで且つ下アームのスイッチがすべてオフの状態、又は前記下アームのスイッチがすべてオンで且つ前記上アームのスイッチがすべてオフの状態になった後に、前記短絡回路がオンからオフに切替えられる請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機駆動装置。
【請求項８】
前記協調運転モードから前記スター結線モードへの切替えの際、前記第２のインバータが、上アームのスイッチがすべてオンで且つ下アームのスイッチがすべてオフの状態、又は前記下アームのスイッチがすべてオンで且つ前記上アームのスイッチがすべてオフの状態になった後に、前記短絡回路がオフからオンに切替えられる請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機駆動装置。
【請求項９】
前記協調運転モードがデルタ結線モードである請求項１から８のいずれか１項に記載の電動機駆動装置。
【請求項１０】
前記協調運転モードが中間モードである請求項１から８のいずれか１項に記載の電動機駆動装置。
【請求項１１】
前記短絡回路は、前記複数の巻線の前記第２の端部と共通接続ノードとを短絡する複数の半導体スイッチを有する請求項１から１０のいずれか１項に記載の電動機駆動装置。
【請求項１２】
前記半導体スイッチがワイドギャップ半導体によって構成されたものである請求項１１に記載の電動機駆動装置。
【請求項１３】
前記ワイドギャップ半導体はＳｉＣ又はＧａＮである請求項１２に記載の電動機駆動装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の電動機駆動装置を備える空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機駆動装置、及びそれを備えた空気調和機に関する。
本発明は特に２台のインバータを用いて広い速度範囲にわたって電動機を運転させる電動機駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機駆動装置として、各々３相ブリッジ回路から成る第１及び第２のインバータ（２，３）を用い、第１のインバータを直流電源に直接接続し、第２のインバータを母線スイッチ（４，５）を介して直流電源に接続し、母線スイッチのオン、オフ及び第１及び第２のインバータのオンオフ制御及びＰＷＭ制御により、電動機をスター結線又はデルタ結線で運転させるものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−９９９５９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術によれば、Δ結線の際に第２のインバータへの電流が母線スイッチを通して流れることによる導通損失が発生するという問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電動機の巻線を切替えて制御する回路の損失を抑えることが可能な、電動機駆動装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電動機駆動装置は、
電動機の複数の巻線の第１の端部に接続された第１のインバータと、
前記複数の巻線の第２の端部に接続された第２のインバータと、
前記複数の巻線の前記第２の端部を互いに接続する短絡回路とを備え、
前記電動機は、前記短絡回路がオンして前記第２の端部を互いに短絡させ、前記第１のインバータから出力された交流電圧が前記第１の端部に印加されるスター結線モード、または前記短絡回路がオフして、前記第１のインバータから出力された交流電圧が前記第１の端部に印加されるとともに、前記第２のインバータから出力された交流電圧が前記第２の端部に印加される協調運転モードで駆動される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電動機の巻線を切替えて制御する回路の損失を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１の電動機駆動装置を示す概略配線図である。
【図２】実施の形態１で用いられる制御部を示す機能ブロック図である。
【図３】図２に示されるスイッチング信号生成部の構成例を示す機能ブロック図である。
【図４】実施の形態１の電動機駆動装置において、Ｙ結線状態で流れる電流の経路を示す図である。
【図５】実施の形態１の電動機駆動装置において、Δ結線状態で流れる電流の経路を示す図である。
【図６】（ａ）はＹ結線状態における電圧ベクトルを示す図、（ｂ）はΔ結線状態における電圧ベクトルを示す図である。
【図７】電動機をＹ結線で動作させる場合の総合効率及びΔ結線で動作させる場合の総合効率を示す線図である。
【図８】実施の形態１における、モード選択の処理の示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１の電動機駆動装置に流れる短絡電流の経路を示す図である。
【図１０】実施の形態１における、Ｙ結線モードからΔ結線モードへの切替えの処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態１における、Ｙ結線モードからΔ結線モードへの切替えの処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態１の電動機駆動装置において、切替えの途中で流れる電流の経路を示す図である。
【図１３】実施の形態１における、Δ結線モードからＹ結線モードへの切替えの処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態１における、Δ結線モードからＹ結線モードへの切替えの処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態２で用いられる制御部の機能ブロック図である。
【図１６】図１５に示されるスイッチング信号生成部の構成例を示す機能ブロック図である。
【図１７】実施の形態２における、Ｙ結線モードからΔ結線モードへの切替えの処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態２における、Ｙ結線モードからΔ結線モードへの切替えの処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１９】実施の形態２の電動機駆動装置において、切替えの途中で流れる電流の経路を示す図である。
【図２０】実施の形態２の電動機駆動装置において、切替えの途中で流れる電流の経路を示す図である。
【図２１】実施の形態２における、Δ結線モードからＹ結線モードへの切替えの処理の一例を示すフローチャートである。
【図２２】実施の形態２における、Δ結線モードからＹ結線モードへの切替えの処理の他の例を示すフローチャートである。
【図２３】中間状態における電圧ベクトルを示す図である。
【図２４】電動機を中間状態で動作させる場合の総合効率及びＹ結線で動作させる場合の総合効率を示す線図である。
【図２５】本発明の実施の形態３で用いられる制御部の機能ブロック図である。
【図２６】実施の形態３におけるモード選択の処理を示すフローチャートである。
【図２７】図２５に示されるスイッチング信号生成部の構成例を示す機能ブロック図である。
【図２８】空気調和機の冷凍サイクルの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態の電動機駆動装置について説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の電動機駆動装置２を電動機１とともに示す図である。
図示の電動機駆動装置２は、電動機１を駆動するためのものであり、第１のインバータ３と、第２のインバータ４と、短絡回路５と、コンデンサ６と、電圧検出部７と、電流検出素子８と、制御部１００とを有する。
【００１１】
電動機１は３相の交流電動機、例えば永久磁石同期電動機であり、３相の巻線１ｕ、１ｖ、１ｗを有する。
巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの各々は両端（引出線）が電動機１の外部に引き出されており、各々独立に外部との接続が可能である。
【００１２】
直流電源端子ＤＣａ、ＤＣｂには図示しない直流電源から直流電力が供給される。例えば、図示しない交流電源からの交流電圧を整流することで得られる直流電力が電源端子ＤＣａ、ＤＣｂに供給される。
【００１３】
コンデンサ６は、直流電源端子ＤＣａ、ＤＣｂに接続されており、直流電源端子ＤＣａ、ＤＣｂに供給される直流電圧を平滑化する。
【００１４】
直流電源端子ＤＣａ、ＤＣｂには直流母線ＢＬａ、ＢＬｂが接続されている。
電圧検出部７は、コンデンサ６の両端子間の電圧（母線電圧）Ｖｄｃを検出する。
電流検出素子８は、母線ＢＬｂに流れる電流（母線電流）Ｉｄｃを検出する。
【００１５】
第１及び第２のインバータ３、４の各々はその直流側端子（入力端子）が直流母線ＢＬａ、ＢＬｂに接続されている。
第１及び第２のインバータ３、４の各々は３相ブリッジ回路で構成され、３つの上側アームと、３つの下側アームとを有する。
【００１６】
具体的には、第１のインバータ３は、３つの上側アーム３１１〜３１３と、３つの下側アーム３１４〜３１６とを有する。
第２のインバータ４は、３つの上側アーム４１１〜４１３と、３つの下側アーム４１４〜４１６とを有する。
【００１７】
各アームは、図示のように、半導体スイッチ（３３１〜３３６、４３１〜４３６）と該半導体スイッチに逆並列に接続された還流用ダイオード（３５１〜３５６、４５１〜４５６）とを有する。
【００１８】
半導体スイッチとダイオードとが逆並列接続されているとは、当該半導体スイッチがオンであるときに当該半導体スイッチに流れる電流の向きと、当該ダイオードに流れる電流の向きとが逆となるように並列に接続されていることを意味する。
【００１９】
第１のインバータ３は、交流側端子（出力端子）が巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの第１の端部１ｕａ、１ｖａ、１ｗａに接続されている。
第２のインバータ４は、交流側端子（出力端子）が巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの第２の端部１ｕｂ、１ｖｂ、１ｗｂに接続されている。
【００２０】
第１及び第２のインバータ３、４の各々の各アームのスイッチをオン、オフすることを以下では単に当該アームをオン、オフすると言うことがある。
また、各インバータの全アームをオフすることを単に当該インバータをオフすると言うこともある。
【００２１】
短絡回路５は、３つの半導体スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗと、それぞれ半導体スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗに逆並列接続された還流用ダイオード５２ｕ、５２ｖ、５２ｗとを有する。
【００２２】
半導体スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗはそれぞれ巻線１ｕ、１ｖ、１ｗに対応して設けられたものであり、半導体スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗの一方の主端子は対応する巻線の第２の端子に接続されている。半導体スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗの他方の主端子は共通接続ノード５３に接続されている。
後述のように、各半導体スイッチがＭＯＳＦＥＴで構成される場合、上記の一方の主端子はドレインであり、上記の他方の主端子はソースである。
【００２３】
半導体スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗが全てオフの状態を、短絡回路５がオフの状態にあると言い、半導体スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗが全てオンの状態を、短絡回路５がオフの状態にあると言う。
【００２４】
半導体スイッチ３３１〜３３６、４３１〜４３６、５１ｕ、５１ｖ、５１ｗとしては例えばＭＯＳＦＥＴが用いられる。
ＭＯＳＦＥＴは、Ｓｉで構成されたものに限定されず、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３などのワイドギャップ半導体で構成されたものであっても良い。
半導体スイッチがＭＯＳＦＥＴで構成される場合、各半導体スイッチに逆並列接続される還流用ダイオードは当該半導体スイッチの寄生ダイオードであっても良い。
【００２５】
また、半導体スイッチ３３１〜３３６、４３１〜４３６、５１ｕ、５１ｖ、５１ｗはＩＧＢＴ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ｇａｔｅ  ｂｉｐｏｌａｒ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されていても良い。
以下では、半導体スイッチを単にスイッチと言う場合がある。
【００２６】
後に詳しく述べるように、図示の電動機駆動装置２は単独運転モード又は協調運転モードで電動機１を駆動する。
単独運転モードにおいては、電動機１は第１のインバータ３のみによって駆動される。協調運転モードにおいては、電動機１は第１のインバータ３及び第２のインバータ４の双方によって駆動される。
【００２７】
例えば、単独運転モードにおいて電動機１はスター結線（Ｙ結線）状態で駆動され、協調運転モードにおいて電動機１はデルタ結線（Δ結線）状態で駆動される。
Ｙ結線状態での駆動をＹ結線モードでの駆動と言い、Δ結線状態での駆動をΔ結線モードでの駆動と言う。
【００２８】
制御部１００は、電圧検出部７で検出された母線電圧Ｖｄｃと、電流検出素子８で検出された母線電流Ｉｄｃとを受け、第１のインバータ３、第２のインバータ４、及び短絡回路５の半導体スイッチのオン、オフを制御する。
【００２９】
制御部１００は、処理回路で実現可能である。処理回路は、専用のハードウェアで構成されていても良く、ソフトウェアで構成されていても良く、ハードウェアとソフトウェアの組合せで構成されていても良い。ソフトウェアで構成される場合、制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を備えたマイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等で構成される。
【００３０】
図２は制御部１００の構成例を示す機能ブロック図である。
図示の制御部１００は、運転指令部１０２と、ｄｑ軸電流算出部１０４と、速度推定部１０６と、積分部１０８と、電圧指令生成部１１０と、スイッチング信号生成部１１２と、短絡制御部１１４とを有する。
【００３１】
運転指令部１０２は、速度指令値ωｍ＊を出力する。
運転指令部１０２はまた、後述の推定された回転速度ωｍを受け、切替制御信号Ｓｗａ、Ｓｗｂを出力する。
【００３２】
ｄｑ軸電流算出部１０４は、電流検出素子８で検出された母線電流Ｉｄｃに基づいてｄｑ軸電流ｉｄｍ、ｉｑｍを算出する。
ｄｑ軸電流算出部１０４は、例えば、電流検出素子８で検出された母線電流Ｉｄｃから３相電流ｉｕｍ、ｉｖｍ、ｉｗｍを算出し、算出された３相電流ｉｕｍ、ｉｖｍ、ｉｗｍを位相角θｍを用いてｄｑ軸電流ｉｄｍ、ｉｑｍに変換する。
【００３３】
母線電流Ｉｄｃから３相電流ｉｕｍ、ｉｖｍ、ｉｗｍを算出するに当たっては、電流検出素子８で検出される母線電流Ｉｄｃを、スイッチング信号生成部１１２から出力される、後述のＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６に対応する交流電圧に同期したタイミングでサンプリングし、サンプル値に基づいて３相電流ｉｕｍ、ｉｖｍ、ｉｗｍを算出する。
【００３４】
なお、上記の例では、インバータ３の入力側の母線電流Ｉｄｃから３相電流ｉｕｍ、ｉｖｍ、ｉｗｍを算出する構成としているが、インバータ３の出力側で３相電流ｉｕｍ、ｉｖｍ、ｉｗｍを検出する構成としても良い。その場合には、検出した３相電流ｉｕｍ、ｉｖｍ、ｉｗｍから、ｄｑ軸電流ｉｄｍ、ｉｑｍを算出することとすれば良い。
【００３５】
速度推定部１０６は、ｄｑ軸電流算出部１０４で求められたｄｑ軸電流ｉｄｍ、ｉｑｍから電動機１の回転速度ωｍを推定する。
【００３６】
積分部１０８は、速度推定部１０６で推定された回転速度ωｍを積分することで、電動機１の位相角θｍを算出する。
【００３７】
電圧指令生成部１１０は、ｄｑ軸電流算出部１０４で算出されたｄｑ軸電流ｉｄｍ、ｉｑｍと、速度推定部１０６で推定された回転速度ωｍと、運転指令部１０２から出力された速度指令値ωｍ＊とに基づいて、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を生成する。
【００３８】
スイッチング信号生成部１１２は、電圧指令生成部１１０で生成されたｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊と、積分部１０８から出力された位相角θｍと、電圧検出部７で検出された母線電圧Ｖｄｃと、運転指令部１０２から出力された切替制御信号Ｓｗａとに基づいて第１組のＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６及び第２組のＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６を生成する。
【００３９】
ＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６は第１組のスイッチング信号として第１のインバータ３の６つのアームのオン、オフの制御に用いられる。
ＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６は第２組のスイッチング信号として第２のインバータ４の６つのアームのオン、オフの制御に用いられる。
【００４０】
インバータ３には、ＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６に基づいて、それぞれ対応するアームのスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成する、図示しない駆動回路が設けられている。同様に、インバータ４には、ＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６に基づいて、それぞれ対応するアームのスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成する、図示しない駆動回路が設けられている。
【００４１】
スイッチング信号生成部１１２は、例えば図３に示すように、指令値変換部２０１と、座標変換部２０３、２０４と、ＰＷＭ信号生成部２０５、２０６とを有する。
【００４２】
指令値変換部２０１は、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊と、切替制御信号Ｓｗａとに基づいて第１組のｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ１＊、Ｖｑ１＊及び第２組のｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ２＊、Ｖｑ２＊を生成する。
ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊に基づくｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ１＊、Ｖｑ１＊、Ｖｄ２＊、Ｖｑ２＊の生成は例えば以下の式（１ａ）〜（１ｄ）に従って行われる。
【００４３】
Ｖｄ１＊＝ｋ１×Ｖｄ＊    （１ａ）
Ｖｑ１＊＝ｋ１×Ｖｑ＊    （１ｂ）
Ｖｄ２＊＝ｋ２×Ｖｄ＊    （１ｃ）
Ｖｑ２＊＝ｋ２×Ｖｑ＊    （１ｄ）
【００４４】
式（１ａ）〜（１ｄ）において、ｋ１、ｋ２は変換係数であり、Ｙ結線モードとΔ結線モードとで異なる値が選択される。変換係数の値の選択は、切替制御信号Ｓｗａに基づいて行われる。
【００４５】
例えば、切替制御信号ＳＷａがＹ結線モードを指定しているときは、ｋ１の値として１が選択され、ｋ２の値として０が選択される。即ち、
ｋ１＝１
ｋ２＝０
とされる。
【００４６】
切替制御信号ＳＷａがΔ結線モードを指定しているときは、ｋ１、ｋ２の値として１／√３が選択される。即ち、
ｋ１＝１／√３
ｋ２＝１／√３
とされる。
その理由については後述する。
【００４７】
Ｙ結線モードでは、ｋ２＝０とされるので、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ２＊、Ｖｑ２＊はゼロとなる。
【００４８】
座標変換部２０３は、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ１＊、Ｖｑ１＊と位相角θｍとから第１組の３相電圧指令値Ｖｕ１＊、Ｖｖ１＊、Ｖｗ１＊を生成する。
座標変換においては、位相角θｍから、座標変換部２０３内に記憶されている遅れ角β１を減算した値（θｍ−β１）を用いる。
遅れ角β１としては、Ｙ結線モードでは０度を用い、Δ結線モードでは３０度を用いる。遅れ角β１の選択は、切替制御信号Ｓｗａに基づいて行われる。
【００４９】
座標変換部２０４は、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ２＊、Ｖｑ２＊と、位相角θｍとに基づいて第２組の３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊を生成する。
座標変換においては、位相角θｍから、座標変換部２０４内に記録されている遅れ角β２を減算した値（θｍ−β２）を用いる。
遅れ角β２としては、１５０度が用いられる。
【００５０】
Δ結線モードにおいては、座標変換部２０４から出力される３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊はゼロ以外の値となる。
Ｙ結線モードにおいては、上記のように、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ２＊、Ｖｑ２＊がゼロとなるので、座標変換部２０４から出力される３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊もゼロとなる。
【００５１】
ＰＷＭ信号生成部２０５は、３相電圧指令値Ｖｕ１＊、Ｖｖ１＊、Ｖｗ１＊＊と、電圧検出部７で検出された母線電圧Ｖｄｃとから、ＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６を生成する。ＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６は、インバータ３の出力電圧が３相電圧指令値Ｖｕ１＊、Ｖｖ１＊、Ｖｗ１＊に一致するように、インバータ３の各アームのスイッチ３３１〜３３６のオンオフのタイミングを制御する信号である。
【００５２】
ＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６は上記のように、第１組のスイッチング信号として第１のインバータ３の６つのアームのオン、オフの制御に用いられる。
インバータ３が３相電圧指令値Ｖｕ１＊、Ｖｖ１＊、Ｖｗ１＊に応じたＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６によって制御されるとき、３相電圧指令値Ｖｕ１＊、Ｖｖ１＊、Ｖｗ１＊がゼロでなければ、インバータ３は、交流電圧を出力するための動作（交流電圧出力動作）を行う。
【００５３】
ＰＷＭ信号生成部２０６は、３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊と、電圧検出部７で検出された母線電圧Ｖｄｃとから、ＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６を生成する。ＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６は、インバータ４の出力電圧が３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊に一致するように、インバータ４の各アームのスイッチ４３１〜４３６のオンオフのタイミングを制御する信号である。
【００５４】
ＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６は上記のように、第２組のスイッチング信号として第２のインバータ４の６つのアームのオン、オフの制御に用いられる。
インバータ４が３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊に応じたＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６によって制御されるとき、３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊がゼロでなければ、インバータ４は、交流電圧を出力するための動作（交流電圧出力動作）を行う。
【００５５】
Ｙ結線モードにおいては、上記のように、３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊がゼロとなるので、ＰＷＭ信号生成部２０６からは、インバータ４をオフに維持する信号が出力される。インバータ４をオフに維持する信号は、例えば、オフに対応する値、例えばＬｏｗを維持する信号である。このような信号を出力する動作は、ＰＷＭ信号を出力しない動作であると表現されることもある。
【００５６】
なお、３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊をゼロとすることで、インバータ４をオフに維持する信号を出力させる代わりに、切替制御信号ＳｗａをＰＷＭ信号生成部２０６に供給し、切替制御信号ＳｗａでＰＷＭ信号生成部２０６を制御することで、ＰＷＭ信号生成部２０６にインバータ４をオフに維持する信号を出力させることとしても良い。
【００５７】
図２に戻り、短絡制御部１１４は、運転指令部１０２からの切替制御信号Ｓｗｂに応じて短絡回路５のオン、オフを制御する。
短絡回路５のオン、オフの制御はスイッチング信号Ｓｃｕ、Ｓｃｖ、Ｓｃｗにより行われる。スイッチング信号Ｓｃｕ、Ｓｃｖ、Ｓｃｗはそれぞれ半導体スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗのオン、オフの制御に用いられる。例えば、スイッチング信号Ｓｃｕ、Ｓｃｖ、Ｓｃｗを第１の値（例えばＬｏｗ）にすれば、半導体スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗはオフとなり、スイッチング信号Ｓｃｕ、Ｓｃｖ、Ｓｃｗを第２の値（例えばＨｉｇｈ）にすれば、半導体スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗはオンとなる。
【００５８】
切替制御信号Ｓｗｂによる短絡制御部１１４の制御は、切替制御信号Ｓｗｂの値を変えることにより行われる。例えば、切替制御信号Ｓｗｂが第１の値をとるとき、短絡制御部１１４は短絡回路５をオンさせ、切替制御信号Ｓｗｂが第２の値をとるとき、短絡制御部１１４は短絡回路５をオフさせる。
【００５９】
短絡回路５がオンであり、第２のインバータ４がオフであるときは、巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの第２の端部１ｕｂ、１ｖｂ、１ｗｂが互いに接続され、従って、電動機１はＹ結線された状態となる。
この状態で、第１のインバータ３に交流電圧を出力させることで、電動機１をＹ結線状態で駆動することができる。
【００６０】
Ｙ結線状態では、例えば、図４に示すように第１のインバータ３のスイッチ３３１、３３２、３３６がオンである期間には、電流は図４に矢印付き点線で示すように流れる。
【００６１】
短絡回路５がオフであるときは、巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの第２の端部１ｕｂ、１ｖｂ、１ｗｂは開放されており（短絡回路５による相互短絡がされておらず）、第２のインバータ４の交流側からの電力供給を受けることができる。その状態では、電動機１は、巻線の第２の端部が短絡されず、開放されているので、電動機１が「開放巻線状態」にあると表現される。
【００６２】
開放巻線状態では、第１及び第２のインバータ３、４の双方から交流電圧を出力させることができる。
この場合、第１及び第２のインバータ３、４から出力される電圧の電圧値（振幅或いは実効値）が同じで、位相が１２０度異なるものとすることで、電動機をΔ結線状態で駆動することができる。
【００６３】
Δ結線状態では、例えば、図５に示すように第１のインバータ３のスイッチ３３１、３３２、３３６及び第２のインバータ４のスイッチ４３３、４３４、４３５がオンである期間には、電流は図５に矢印付き点線で示すように流れる。
【００６４】
以下、インバータ３、４の出力電圧と電動機１の各巻線に印加される電圧とについてベクトル図を用いて説明する。
【００６５】
図６（ａ）はＹ結線状態における電圧ベクトルを示す。Ｙ結線状態では、インバータ３の出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａは、それぞれ対応する巻線１ｕ、１ｖ、１ｗのベクトル軸Ｂｕ、Ｂｖ、Ｂｗの方向に一致する。電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａは、回転速度とともに大きくされる。図６（ａ）における点線の円ＭＹは、インバータ３における変調率が１であるときの電圧の大きさを示す。このような電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの第１の端部１ｕａ、１ｖａ、１ｗａに印加される。
【００６６】
インバータ４の出力電圧ベクトルＶｕｂ、Ｖｖｂ、Ｖｗｂは大きさがゼロであり、かつ短絡回路５がオンであるため、巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの第２の端部１ｕｂ、１ｖｂ、１ｗｂの電位ベクトルはすべてゼロになる。
【００６７】
巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの各々の第２の端部に対する第１の端部の電位差ベクトルＶｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｕはそれぞれ電圧ベクトルＶｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａに等しいものとなる。
電位差ベクトルＶｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｕの方向は、巻線１ｕ、１ｖ、１ｗのベクトル軸Ｂｕ、Ｂｖ、Ｂｗの方向に一致する。
【００６８】
図６（ｂ）は、Δ結線状態における電圧ベクトルを示す。インバータ３の出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａは、回転速度とともに大きくされる。図６（ａ）における点線の円ＭΔは、インバータ３、４における変調率が１であるときの電圧の大きさを示す。このような電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの第１の端部１ｕａ、１ｖａ、１ｗａに印加される。
【００６９】
Ｙ結線状態（図６（ａ））における第１のインバータの出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａに比べて、Δ結線状態（図６（ｂ））における第１のインバータ３の出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａは、角度β１だけ位相が遅れたものとされる。この角度（遅れ角）β１は３０度である。
【００７０】
また、短絡回路５はオフであり、第２のインバータ４の出力電圧ベクトルＶｕｂ、Ｖｖｂ、Ｖｗｂは、第１のインバータ３の出力電圧ベクトルＶｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａに対して１２０度位相が遅れており、Ｙ結線状態（図６（ａ））における第１のインバータ３の出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａの方向、即ち巻線のベクトル軸Ｂｕ、Ｂｖ、Ｂｗの方向に対し、角度β２だけ位相が遅れている。この角度（遅れ角）β２は１５０度である。
【００７１】
従って、
Ｖｕｂ＝Ｖｖａ      （２ａ）
Ｖｖｂ＝Ｖｗａ      （２ｂ）
Ｖｗｂ＝Ｖｕａ      （２ｃ）
の関係がある。
【００７２】
巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの各々の第２の端部に対する第１の端部の電位差ベクトルＶｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｖは
Ｖｕｖ＝Ｖｕａ−Ｖｕｂ＝Ｖｕａ−Ｖｖａ      （３ａ）
Ｖｖｗ＝Ｖｖａ−Ｖｖｂ＝Ｖｖａ−Ｖｗａ      （３ｂ）
Ｖｗｕ＝Ｖｗａ−Ｖｗｂ＝Ｖｗａ−Ｖｕａ      （３ｃ）
の関係を有し、それらのベクトルＶｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｖの向きは、巻線１ｕ、１ｖ、１ｗのベクトル軸Ｂｕ、Ｂｖ、Ｂｗの方向に一致する。
【００７３】
Ｙ結線の場合、Δ結線と比較して電動機の誘起電圧が高いため電流が少なくて済み、従って低回転側で効率が良くなる。
【００７４】
図７は、電動機の回転速度と、電動機及びインバータの総合効率の関係を示した図である。図７に示されるように、Ｙ結線では、総合効率がある回転速度（第１の値）ωｍａまでは電動機の回転速度とともに高くなり、上記第１の値ωｍａで最大値η１に達し、第１の値ωｍａを超えると、回転速度とともに低くなる。同様にΔ結線では、総合効率がある回転速度（第２の値）ωｍｂまでは電動機の回転速度とともに高くなり、上記第２の値ωｍｂを超えると、回転速度とともに低くなる。
【００７５】
ここで、第１の値ωｍａはＹ結線の場合にインバータ３の変調率がほぼ１となる回転速度、第２の値ωｍｂはΔ結線の場合にインバータ３、４の変調率がほぼ１となる回転速度であり、第１の値ωｍａ及び第２の値ωｍｂは、インバータ３、４の入力電圧、すなわちコンデンサ６の両端の電圧に依存する。
【００７６】
Ｙ結線状態とΔ結線状態では、ある回転速度（第３の値）ωｍｃを境に効率の大小関係が逆になる。
【００７７】
以上のことを考慮し、本実施の形態では、上記第３の値ωｍｃを閾値として用い、電動機１の回転速度ωｍが閾値ωｍｃ以下のときはＹ結線モードで駆動し、電動機１の回転速度ωｍが閾値ωｍｂよりも高いときはΔ結線モードで駆動する。即ち、そのような駆動が行われるようにインバータ３、４及び短絡回路５を制御する。
【００７８】
以下、このようなモード選択の処理を図８を参照して説明する。
制御部１００は、電動機１の回転速度ωｍが閾値ωｍｃより大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１）。
【００７９】
制御部１００は、回転速度ωｍが閾値ωｍｃより大きい場合（ステップＳＴ１でＹｅｓ）、Δ結線モードで電動機１を駆動する（ステップＳＴ２）。
制御部１００は、回転速度ωｍが閾値ωｍｃ以下の場合（ステップＳＴ１でＮｏ）、Ｙ結線モードで電動機１を駆動する（ステップＳＴ３）。
【００８０】
以下、上記のモード選択の処理を行う際の制御部１００内の動作をより詳しく説明する。
運転指令部１０２は、速度推定部１０６で推定された回転速度ωｍを受け、回転速度ωｍが閾値ωｍｃ以下かどうかの判断をし、判断結果に応じた切替制御信号Ｓｗａ、Ｓｗｂを出力し、切替制御信号Ｓｗａ、Ｓｗｂにより、スイッチング信号生成部１１２及び短絡制御部１１４を制御する。
【００８１】
回転速度ωｍが閾値ωｍｃ以下であれば、Ｙ結線モードでの駆動のため、切替制御信号Ｓｗｂにより短絡制御部１１４を制御して、短絡回路５をオンさせるための信号Ｓｃｕ、Ｓｃｖ、Ｓｃｗを出力させ、切替制御信号Ｓｗａでスイッチング信号生成部１１２を制御して、第１のインバータ３に交流電圧を出力させるためのスイッチング信号を出力させるとともに、第２のインバータ４をオフに維持するための信号を出力させる。
【００８２】
回転速度ωｍが閾値ωｍｃよりも高くなったら、運転指令部１０２は、切替制御信号Ｓｗｂにより短絡制御部１１４を制御して、短絡回路５をオフさせるための信号Ｓｃｕ、Ｓｃｖ、Ｓｃｗを出力させるとともに、切替制御信号Ｓｗａでスイッチング信号生成部１１２を制御して、第２のインバータ４に交流電圧を出力させるためのスイッチング信号の出力を開始させ、第１のインバータ３に交流電圧を出力させるためのスイッチング信号の出力を続行させる。但し、第１のインバータ３に供給されるスイッチング信号の生成に用いられる変換係数ｋ１の値及び遅れ角β１の値は、Δ結線モードへの移行に伴って変更される。これはΔ結線モードへの移行に伴い、第１のインバータ３から出力される交流電圧の位相及び大きさを変更する必要があるためである。
【００８３】
例えば、Ｙ結線状態で、図６（ａ）で示すように、第１のインバータ３から出力される電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａの大きさをＡで表し、電圧Ｖｕａの位相角を０すると、Δ結線状態では、図６（ｂ）に示すように、第１のインバータ３からは大きさがＡ／√３で、Ｙ結線時の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａに対して角度β１＝３０度だけ位相が遅れた電圧Ｖｕａ’、Ｖｖａ’、Ｖｗａ’を出力させ、第２のインバータ４からは大きさがＡ／√３で、電圧Ｖｕａ’、Ｖｖａ’、Ｖｗａ’に対して１２０度位相が遅れ、従って、Ｙ結線時の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａに対して角度β２＝１５０度だけ位相が遅れた電圧Ｖｕｂ’、Ｖｖｂ’、Ｖｗｂ’を出力させる。
【００８４】
そのようにする結果、巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの線間電圧Ｖｕｖ’、Ｖｖｗ’、Ｖｗｕ’の大きさは図６（ｂ）に示すように、Ａとなり、Ｙ結線モードでの線間電圧の１／√３となる。
【００８５】
このようにすることで、Ｙ結線モードとΔ結線モードとで同じトルクを発生することができる。同じトルクを発生するには、Ｙ結線の場合に比べΔ結線の場合には線間電圧が１／√３で良いためである。
【００８６】
上記のようにΔ結線モードにおいて、指令値変換部２０１で用いられる変換係数ｋ１、ｋ２を１／√３とするのは以上の理由による。
【００８７】
なお、Δ結線モードへの切替えの後、第１及び第２のインバータの出力電圧は、回転速度の上昇とともに次第に大きくされる。
【００８８】
以上のように、本実施の形態では、電動機の回転速度ωｍに応じて、Ｙ結線モードとΔ結線モードとの間で切替えを行うことで、広い回転速度範囲にわたり、電動機を高効率で駆動することができる。
【００８９】
また、本実施の形態では、短絡回路におけるスイッチング損失或いは導通損失を比較的小さくすることができる。以下その理由を説明する。
短絡回路５をオンして、巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの第２の端部１ｕｂ、１ｖｂ、１ｗｂを互いに短絡させ、第１のインバータ３のみに交流電圧を出力させ電動機１をＹ結線状態で駆動させる場合、短絡回路５を流れる電流は２つの半導体素子しか経由しない。例えば、コンデンサ６の正側端子からスイッチ３３１、Ｕ相巻線１ｕ、短絡回路５、Ｗ相巻線１ｗ、スイッチ３３６、電流検出素子８、コンデンサ６の負側に流れる電流を考えると、短絡回路５内ではスイッチ５１ｕとダイオード５２ｗの２つの素子しか経由しない。そのため、損失が比較的小さい。
【００９０】
また、スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗとしてＭＯＳＦＥＴを使用すると同期整流（逆導通）動作により、上記の例では短絡回路５のスイッチ５１ｕと、ダイオード５２ｗよりも導通損失が小さいスイッチ５１ｗを経由させることができるため、更に損失低減が見込める。
【００９１】
さらに、スイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗにＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３などのワイドギャップ半導体を使用すると一層の損失低減が見込める。
【００９２】
次に、Ｙ結線モードとΔ結線モードの一方から他方への切替えの手順につき説明する。
まず、Ｙ結線モードからΔ結線モードへ切替える際の手順を説明する。
【００９３】
上記のようにＹ結線状態で、第１のインバータ３のスイッチ３３１、３３２、３３６がオンしているときの電流の流れは、例えば図４に示す如くである。
【００９４】
この状態から、Δ結線モード（例えば図５に示す状態）に切替える際、短絡回路５のスイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗをすべてオフする必要がある。その際、短絡回路５がオフする前に第２のインバータ４のスイッチ４３３、４３５がオンしてしまうと、図９の矢印付き実線のように、コンデンサ６の正側端子からスイッチ４３３、５１ｗ、ダイオード５２ｖ（もしくはスイッチ５１ｖ）、スイッチ４３５を介して、コンデンサ６の負側端子に至る経路で短絡電流Ｉｓｃが流れる。短絡電流が流れると、電動機制御が不安定になったり、第２のインバータ４及び短絡回路５の素子（スイッチ及びダイオード）が破壊されるおそれがある。
【００９５】
従って、Ｙ結線モードからΔ結線モードへの切替えに際しては、短絡回路５をオンからオフに切替えた後に、第２のインバータ４に交流電圧出力動作を開始させる必要がある。そこで、切替えを例えば図１０に示される手順で行う。
【００９６】
Ｙ結線モードでは、短絡回路５はオンであり、第２のインバータ４はオフであり、第１のインバータ３がＰＷＭ制御されて交流電圧を出力している。
【００９７】
Δ結線モードへの切替え（ＳＴ１０）が必要になると、運転指令部１０２は、切替制御信号Ｓｗｂにより短絡制御部１１４を制御して、短絡回路５をオフさせる（ＳＴ１１）。
【００９８】
その後、切替制御信号Ｓｗａでスイッチング信号生成部１１２を制御することで、第２のインバータ４に交流電圧出力動作を開始させ、これとともに、第１のインバータ３のためのＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６を、Ｙ結線モードに適したものからΔ結線モードに適したものに変更させることで、第１のインバータ３から出力される交流電圧を、Ｙ結線モードに適したものからΔ結線モードに適したものに変更させる（ＳＴ１２）。
【００９９】
上記のステップＳＴ１１で、短絡回路５をオフにさせる（短絡制御部１１４から出力されるスイッチング信号Ｓｃｕ、Ｓｃｖ、Ｓｃｗをオフさせるための値にする）に先立ち、インバータ４の全アームオフの状態であることを確認することとしても良い。
【０１００】
インバータ４の全アームがオフの状態であることの確認は、インバータ４の各アームのスイッチに流れる電流に基づいて行っても良く、インバータ４に供給される信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６に基づいて行っても良い。
【０１０１】
上記の確認を行う場合の処理の手順を、図１１を参照して説明する。図１１は図１０と概して同じであるが、ステップＳＴ１１の前にステップＳＴ１３が挿入されている。
【０１０２】
ステップＳＴ１３では、インバータ４の全アームがオフの状態であるか否かの判定を繰り返し、全アームがオフの状態であると判定されたら（ＳＴ１３でＹｅｓ）、ステップＳＴ１１に進む。
【０１０３】
図１０又は図１１のステップＳＴ１２における第２のインバータ４の交流電圧出力動作の開始を指示する処理（そのための切替制御信号Ｓｗａの値の変更）に先立ち、短絡回路５がオンからオフに切替わったことを確認することとしても良い。短絡回路５がオンからオフに切替わったことの確認は、短絡回路５のスイッチに流れる電流に基づいて行っても良く、短絡回路５に供給される信号Ｓｃｕ、Ｓｃｖ、Ｓｃｗに基づいて行っても良い。
【０１０４】
図１２は、図４のＹ結線状態から、図１０又は図１１の手順で切替えを行う際、短絡回路５をオフした直後の電流の経路の例を示す。第２のインバータ４の全アームがオフであり、第１のインバータ３は、スイッチ３３１、３３２、３３６がオンである場合を想定している。
【０１０５】
短絡回路５がオフになると、それまで巻線１ｕ、１ｖ、１ｗを流れていた電流が（これらの巻線のインダクタンスの電流を維持しようとする作用により）、図１２に矢印付き点線で示すようにダイオード４５１、４５２、４５６を通る経路で流れるようになる。
【０１０６】
図１２の状態では、図９のような短絡電流Ｉｓｃの経路が形成されていない。
この状態からインバータ４が交流電圧出力動作を開始することで、例えば図５に示される状態となる。
【０１０７】
次にΔ結線モードからＹ結線モードに切替える際の手順を説明する。
Δ結線モードにおいて、短絡回路５のスイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗがすべてオフのときに流れる電流の経路は、例えば図５に示す如くである。
【０１０８】
この状態から、Ｙ結線モード（例えば図４に示す状態）に切替える際、短絡回路５のスイッチ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗをすべてオンにする必要がある。その際、第２のインバータ４のスイッチがオフする前に短絡回路５がオンすると、図９の矢印付き実線のように、短絡電流Ｉｓｃが流れる。短絡電流が流れると、電動機制御が不安定になったり、第２のインバータ４及び短絡回路５の素子（スイッチ及びダイオード）が破壊されるおそれがある。
【０１０９】
従って、Δ結線モードからＹ結線モードへの切替えに際しては、第２のインバータ４の交流電圧出力動作が終了してから短絡回路５をオフからオンに切替える必要がある。そこで、切替えを例えば図１３に示される手順で行う。
【０１１０】
Δ結線モードでは、短絡回路５はオフであり、第１及び第２のインバータ３、４がともにＰＷＭ制御されて交流電圧を出力している。
【０１１１】
Ｙ結線モードへの切替え（ＳＴ２０）が必要になると、運転指令部１０２は、切替制御信号Ｓｗａでスイッチング信号生成部１１２を制御することで、第２のインバータ４の交流電圧出力動作を停止させる（ＳＴ２１）。
【０１１２】
その後、切替制御信号Ｓｗｂにより短絡制御部１１４を制御して、短絡回路５をオンさせる（ＳＴ２２）。
【０１１３】
その後、切替制御信号Ｓｗａでスイッチング信号生成部１１２を制御して、第１のインバータ３のためのＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６を、Δ結線モードに適したものからＹ結線モードに適したものに変更させる。これにより、第１のインバータ３から出力される交流電圧を、Ｙ結線モードに適したものからΔ結線モードに適したものに変更させる（ＳＴ２３）。
【０１１４】
上記のステップＳＴ２２で、短絡回路５をオンさせる（短絡制御部１１４から出力されるスイッチング信号Ｓｃｕ、Ｓｃｖ、Ｓｃｗをオンさせるための値にする）に先立ち、インバータ４の全アームがオフの状態であることを確認することとしても良い。
【０１１５】
インバータ４の全アームがオフの状態であることの確認は、インバータ４の各アームのスイッチに流れる電流に基づいて行っても良く、インバータ４に供給される信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６に基づいて行っても良い。
【０１１６】
上記の確認を行う場合の処理の手順を、図１４を参照して説明する。図１４は図１３と概して同じであるが、ステップＳＴ２２の前にステップＳＴ２４が挿入されている。
【０１１７】
ステップＳＴ２４では、インバータ４の全アームがオフの状態になったか否かの判定を繰り返し、全アームがオフの状態になったと判定されたら（ＳＴ２４でＹｅｓ）、ステップＳＴ２２に進む。
【０１１８】
図５のΔ結線モードから、図１３又は図１４の手順で切替えを行う場合、第２のインバータ４をオフとした直後の電流の経路は、図１２に示す如くである。第１のインバータ３は、スイッチ３３１、３３２、３３６がオンである場合を想定している。
【０１１９】
第２のインバータ４がオフになると、第２のインバータ４から巻線１ｕ、１ｖ、１ｗへの電力供給はなくなり、それまで巻線１ｕ、１ｖ、１ｗを流れていた電流が、図１２に矢印付き点線で示すように、第２のインバータ４のダイオード４５１、４５２、４５６を流れるようになる。
【０１２０】
図１２の状態では、図９のような短絡電流Ｉｓｃの経路が形成されていない。
この状態から短絡回路５がオンとなることで、例えば、図４に示される状態となる。
【０１２１】
以上のように、図１０、図１１、図１３、又は図１４に示される手順で切替えを行うことで、切替えの際に短絡電流の経路が形成されない。
【０１２２】
実施の形態２．
上記の実施の形態１では、Ｙ結線モードからΔ結線モードへの切替えの際に、短絡回路５をオンからオフに切替えた後に第２のインバータ４に交流電圧出力動作を開始させ、Δ結線モードからＹ結線モードへの切替えの際に、第２のインバータ４の交流電圧出力動作の停止の後に短絡回路５のオフからオンへの切替えを行っている。
【０１２３】
実施の形態２は、このようなＹ結線モードとΔ結線モードの一方から他方への切替えの手順に対し変形を加えたものである。
【０１２４】
具体的には、Ｙ結線モードからΔ結線モードへの切替えの際に、第２のインバータ４を一旦「３相オン」の状態にし、その状態で短絡回路５をオンからオフに切替え、その後第２のインバータ４に交流電圧出力動作を開始させる。
Δ結線モードからＹ結線モードへの切替えの際には、第２のインバータ４を交流電圧を出力する状態から、「３相オン」の状態に切替え、その状態で短絡回路５をオフからオンに切替え、その後第２のインバータ４を「３相オン」の状態から、全アームオフの状態に切替える。
【０１２５】
「３相オンの状態」とは、第２のインバータ４において、上アームのスイッチが全てオンで且つ下アームのスイッチが全てオフの状態、又は下アームのスイッチが全てオンで且つ上アームのスイッチが全てオフの状態を言う。
【０１２６】
図１５は、実施の形態２で用いられる制御部１００ｂの機能ブロック図である。
図１５に示される制御部１００ｂは、図２の制御部１００と概して同じであるが、図２の運転指令部１０２及びスイッチング信号生成部１１２の代わりに運転指令部１０２ｂ及びスイッチング信号生成部１１２ｂを備えている。
運転指令部１０２ｂは、切替制御信号Ｓｗａ、Ｓｗｂに加えて切替制御信号Ｓｗｃを出力する。
スイッチング信号生成部１１２ｂは、第２組のスイッチング信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６の代わりに、第２組のスイッチング信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６を出力する。
【０１２７】
図１６は、実施の形態２で用いられるスイッチング信号生成部１１２ｂの構成例を示す。
図１６のスイッチング信号生成部１１２ｂは、図３のスイッチング信号生成部１１２と概して同じであるが、３相オン制御部２０７と選択部２０８とが付加されている。
【０１２８】
３相オン制御部２０７は、第２のインバータを３相オンの状態にするための制御信号（３相オン制御信号）Ｓｄ１〜Ｓｄ６を生成する。
【０１２９】
選択部２０８は、ＰＷＭ信号生成部２０６から出力されたＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６又は３相オン制御部２０７から出力された３相オン制御信号Ｓｄ１〜Ｓｄ６を選択して、第２組のスイッチング信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６として出力する。第２組のスイッチング信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６は第２のインバータ４の６つのアームのオン、オフの制御に用いられる。
【０１３０】
選択部２０８による選択は、運転指令部１０２ｂからの切替制御信号Ｓｗｃに基づいて行われる。
【０１３１】
選択部２０８でＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓａ６が選択されて、スイッチング信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６として出力され、第２のインバータ４の制御に用いられるときは（ＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓａ６に対応する電圧指令値がゼロでなければ）、第２のインバータ４は交流電圧を出力する。
【０１３２】
選択部２０８で、３相オン制御信号Ｓｄ１〜Ｓｄ６が選択されて、スイッチング信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６として出力され、第２のインバータ４の制御に用いられるときは、第２のインバータ４は３相オンの状態になる。
【０１３３】
以下、Ｙ結線モードとΔ結線モードの一方から他方への切替えについて詳しく説明する。
まず、Ｙ結線モードからΔ結線モードへの切替えについて図１７を参照して説明する。
【０１３４】
Ｙ結線状態では、短絡回路５はオンであり、第２のインバータ４はオフであり、第１のインバータ３が交流電圧を出力している。
【０１３５】
Δ結線モードへの切替え（ＳＴ３０）が必要になると、運転指令部１０２ｂは、切替制御信号Ｓｗｃによりスイッチング信号生成部１１２ｂを制御して、３相オン制御信号Ｓｄ１〜Ｓｄ６をスイッチング信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６として出力させる（ＳＴ３１）。
【０１３６】
その後、切替制御信号Ｓｗｂにより短絡制御部１１４を制御して、短絡回路５をオフさせる（ＳＴ１１）。
【０１３７】
その後、切替制御信号Ｓｗｃによりスイッチング信号生成部１１２ｂを制御して、３相オン制御信号Ｓｄ１〜Ｓｄ６の代わりにＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６をスイッチング信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６として出力させ、これにより第２のインバータ４に交流電圧出力動作を開始させ、これとともに、ＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６を、Ｙ結線モードに適したものからΔ結線モードに適したものに変更させ、これにより、第１のインバータ３から出力される交流電圧を、Ｙ結線モードに適したものからΔ結線モードに適したものに変更させる（ＳＴ１２）。
【０１３８】
上記のステップＳＴ１１で、短絡回路５をオフさせるに先立ち、インバータ４が３相オンの状態であることを確認することとしても良い。
【０１３９】
インバータ４が３相オンの状態であることの確認は、インバータ４の各アームのスイッチに流れる電流に基づいて行っても良く、インバータ４に供給される信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６に基づいて行っても良い。
【０１４０】
上記の確認を行う場合の処理の手順を、図１８を参照して説明する。図１８は図１７と概して同じであるが、ステップＳＴ１１の前にステップＳＴ３２が挿入されている。
【０１４１】
ステップＳＴ３２では、インバータ４が３相オンの状態になったか否かの判定を繰り返し、３相オンの状態になったと判定されたら（ＳＴ３２でＹｅｓ）、ステップＳＴ１１に進む。
【０１４２】
図１７又は図１８のステップＳＴ１２における第２のインバータ４の交流電圧出力動作の開始を指示する処理（そのための切替制御信号Ｓｗａの値の変更）に先立ち、短絡回路５がオンからオフに切替わったことを確認することとしても良い。短絡回路５がオンからオフに切替わったことの確認は、短絡回路５のスイッチに流れる電流に基づいて行っても良く、短絡回路５に供給される信号Ｓｃｕ、Ｓｃｖ、Ｓｃｗの値に基づいて行っても良い。
【０１４３】
図１９及び図２０は、図１７又は図１８の手順で切替えを行う際、短絡回路５をオフにした直後の電流の経路の異なる例を示す。
図１９に示される例では、第２のインバータ４は上アームが全てオンで且つ下アームが全てオフである状態にあり、第１のインバータ３のスイッチ３３１、３３２、３５６がオンである期間に短絡回路５がオフになると、それまで巻線１ｕ、１ｖ、１ｗに流れていた電流が、図１９に示すように、ダイオード４５１、４５２、スイッチ４３３を通る経路で流れるようになる。
【０１４４】
図２０に示される例では、第２のインバータ４は下アームが全てオンで且つ上アームが全てオフである状態にあり、図１９と同様に、第１のインバータ３のスイッチ３３１、３３２、３５６がオンである期間に短絡回路５がオフになると、それまで巻線１ｕ、１ｖ、１ｗに流れていた電流が、図２０に示すように、スイッチ４３４、４３５、ダイオード４５６を通る経路で流れるようになる。
【０１４５】
図１９又は図２０に示される状態になった後、第２のインバータ４の交流電圧出力動作が開始され、第１のインバータ３から出力される交流電圧がΔ結線モードに適したものに変更される。
【０１４６】
以上のように、第２のインバータ４が３相オンの状態から、交流電圧を出力する状態に移行させると、交流電圧の出力の開始の際にはすでに、第２のインバータ４内のスイッチを介して電流が流れる状態となっており、従って交流電圧の出力の開始がより円滑に行われる。
【０１４７】
次に、Δ結線モードからＹ結線モードへの切替えについて図２１を参照して説明する。
Δ結線モードでは、短絡回路５はオフであり、第１及び第２のインバータ３、４がともに交流電圧を出力している。
【０１４８】
Ｙ結線への切替え（ＳＴ４０）が必要になると、運転指令部１０２ｂは、切替制御信号Ｓｗｃによりスイッチング信号生成部１１２ｂを制御して、ＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６の代わりに、３相オン制御信号Ｓｄ１〜Ｓｄ６を選択してスイッチング信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６として出力させる（ＳＴ４１）。
【０１４９】
その後、切替制御信号Ｓｗｂにより短絡制御部１１４を制御して、短絡回路５をオンさせる（ＳＴ２２）。
【０１５０】
その後、切替制御信号Ｓｗｃによりスイッチング信号生成部１１２ｂを制御して、３相オン制御信号Ｓｄ１〜Ｓｄ６の代わりに、ＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６を選択する状態に移行する（３相オンの状態を終了させる）とともに、切替制御信号Ｓｗａでスイッチング信号生成部１１２ｂを制御して、ＰＷＭ信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６として、インバータ４をオフに維持する信号が出力させる。この結果、スイッチング信号生成部１１２ｂから出力されるスイッチング信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６は、インバータ４をオフに維持するものとなる。また、上記のように、切替制御信号Ｓｗａでスイッチング信号生成部１１２ｂを制御することで、ＰＷＭ信号Ｓａ１〜Ｓａ６を、Δ結線モードに適したものから、Ｙ結線モードに適したものに変更させ、これにより、第１のインバータ３から出力される交流電圧を、Ｙ結線モードに適したものからΔ結線モードに適したものに変更させる（ＳＴ４２）。
【０１５１】
上記のステップＳＴ２２で、短絡回路５をオンさせるに先立ち、インバータ４が３相オンの状態であることを確認することとしても良い。
【０１５２】
インバータ４が３相オンの状態であることの確認は、インバータ４の各アームのスイッチに流れる電流に基づいて行っても良く、インバータ４に供給される信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６に基づいて行っても良い。
【０１５３】
上記の確認を行う場合の処理の手順を、図２２を参照して説明する。図２２は図２１と概して同じであるが、ステップＳＴ２２の前にステップＳＴ４３が挿入されている。
【０１５４】
ステップＳＴ４３では、インバータ４が３相オンの状態になったか否かの判定を繰り返し、３相オンの状態になったと判定されたら（ＳＴ４３でＹｅｓ）、ステップＳＴ２２に進む。
【０１５５】
ステップＳＴ４１で、第２のインバータ４が３相オンの状態となったときに流れる電流の経路の例は、図１９及び図２０に示す如くである。
図１９又は図２０に例示される状態になった後、短絡回路５がオンとなり、第２のインバータ４がオフとなり、Ｙ結線モードに移行する。
【０１５６】
上記の実施の形態では、３相オン信号Ｓｄ１〜Ｓｄ６を生成する３相オン制御部２０７を設け、３相オン制御部２０７の出力Ｓｄ１〜Ｓｄ６とＰＷＭ信号生成部２０６の出力Ｓｂ１〜Ｓｂ６のいずれかを選択部２０８で選択してスイッチング信号Ｓｅ１〜Ｓｅ６として出力している。
代わりに、３相オン信号をＰＷＭ信号生成部２０６に生成させるようにしても良い。即ち、ＰＷＭ信号生成部２０６として、３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊に応じたＰＷＭ信号又は３相オン信号を選択的に出力し得るものを用い、切替制御信号Ｓｗｃにより３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊に応じたＰＷＭ信号又は３相オン信号をスイッチング信号として出力させるようにしても良い。
【０１５７】
以上のように、第２のインバータ４による交流電圧出力の終了の直後に３相オンの状態にすると、第２のインバータ４内のスイッチに電流が流れる状態が続く。従って、交流電圧出力の停止がより円滑に行われる。
【０１５８】
実施の形態３．
実施の形態１では、協調運転モードでの駆動の例としてΔ結線での駆動を説明したが、協調運転での駆動は、Δ結線での駆動に限定されない。例えば、協調運転での駆動として、電動機をＹ結線状態とΔ結線状態の中間の状態（以下単に「中間状態」と言う）で駆動することも可能である。
【０１５９】
このような中間状態に関しては、例えば特許第４８０４３８１明細書に記載されている。以下では中間状態に関して簡単に説明する。
図２３は、中間状態における電圧ベクトルを示す。
【０１６０】
Ｙ結線状態（図６（ａ））における第１のインバータ３の出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａに比べて、中間状態（図２３）における第１のインバータ３の出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａは、角度β１だけ位相が遅れたものとされる。この角度（遅れ角）β１は、０度より大きく３０度よりも小さい。
【０１６１】
また、短絡回路５はオフであり、第２のインバータ４の出力電圧ベクトルＶｕｂ、Ｖｖｂ、Ｖｗｂは、Ｙ結線状態（図６（ａ））における第１のインバータ３の出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａの方向、即ち巻線１ｕ、１ｖ、１ｗのベクトル軸Ｂｕ、Ｂｖ、Ｂｗの方向に対し、角度β２だけ位相が遅れている。この角度（遅れ角）β２は１５０度である。
【０１６２】
第１のインバータ３の出力電圧ベクトルＶｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａの大きさ及び上記の遅れ角β１と、第２のインバータ４の出力電圧ベクトルＶｕｂ、Ｖｖｂ、Ｖｗｂの大きさとは、巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの線間電圧、即ち巻線１ｕ、１ｖ、１ｗの各々の第２の端部（１ｕｂ、１ｖｂ、１ｗｂ）に対する、当該巻線の第１の端部（１ｕａ、１ｖａ、１ｗａ）の電位差ベクトルＶｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｕが所望のトルクを発生するのに必要な大きさとなり、かつその方向が巻線１ｕ、１ｖ、１ｗのベクトル軸Ｂｕ、Ｂｖ、Ｂｗの方向に一致するように定められる。
【０１６３】
例えば、電圧ベクトルＶｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａの大きさ及び遅れ角β１と、電圧ベクトルＶｕｂ、Ｖｖｂ、Ｖｗｂの大きさとは、推定された回転速度ωｍとともに増加するように定められる。
そのようにすることで、回転速度の上昇とともに、電動機１をＹ結線に近い状態からΔ結線に近い状態に次第に変化させることができる。
【０１６４】
図２４は、電動機を中間状態で動作させる場合の電動機とインバータの総合効率の一例を、Ｙ結線の場合の総合効率とともに示す。
Ｙ結線の場合の総合効率は、図７で示したのと同じである。
【０１６５】
中間状態で動作させる場合には、電動機１の回転速度が０近辺から高くなるにつれて総合効率が高くなり、回転速度がある値（第１の値）ωｍａから別の値（第２の値）ωｍｂまでは最大又は最大に近い値を維持し、第２の値ωｍｂを超えると、総合効率が次第に低くなる。
図２４の値ωｍａは、図７の値ωｍａと同じ値或いは値ωｍａに近い値である。
図２４の値ωｍｂは、図７の値ωｍｂと同じ値或いは値ωｍｂに近い値である。
【０１６６】
総合効率が値ωｍａから値ωｍｂまで最大又は最大値に近い値に維持できるのは、速度の上昇とともに、電動機１の巻線をＹ結線に近い状態からΔ結線に近い状態に次第に変化させるためである。
【０１６７】
なお、図２４における総合効率には、インバータ３、４におけるスイッチング損失を考慮に入れていない。図２４では、値ωｍａ以下の範囲では、Ｙ結線の総合効率と中間状態の総合効率との差が小さいが、インバータにおけるスイッチング損失は、中間状態での駆動を行う場合よりもＹ結線での駆動を行う方が少ない。中間状態での駆動の際には、２台のインバータが交流電圧出力動作を行うのに対し、Ｙ結線での駆動の際には、１台のインバータのみが交流電圧出力動作を行うからである。
【０１６８】
そこで、この点を考慮し、低速範囲では、Ｙ結線状態で駆動し、高速範囲では中間状態で駆動するのが望ましい。中間状態での駆動を中間モードでの駆動と言う。
【０１６９】
具体的には、値ωｍａを閾値として用い、電動機１の回転速度ωｍが閾値ωｍａ以下のときはＹ結線モードで駆動し、電動機１の回転速度ωｍが閾値ωｍａよりも高いときは中間モードで駆動する。即ち、そのような駆動が行われるように短絡回路５及びインバータ３、４を制御する。
【０１７０】
図２５は、実施の形態３で用いられる制御部１００ｃの機能ブロック図である。
図２５に示される制御部１００ｃは、図２の制御部１００と概して同じであるが、図２の運転指令部１０２及びスイッチング信号生成部１１２の代わりに運転指令部１０２ｃ及びスイッチング信号生成部１１２ｃを備えている。
【０１７１】
制御部１００ｃは、速度推定部１０６で推定された回転速度ωｍが閾値ωｍａ以下かどうかの判断をし、閾値ωｍａ以下であれば、Ｙ結線モードを選択し、閾値ωｍａよりも大きければ中間モードを選択する。
【０１７２】
Ｙ結線モードを選択したら、制御部１００ｃは、電動機１をＹ結線モードで駆動する。
中間モードを選択したら、制御部１００ｃは、電動機１を中間モードで駆動する。
【０１７３】
以下、このようなモード選択の処理を図２６を参照して説明する。
制御部１００ｃは、電動機１の回転速度ωｍが閾値ωｍａより大きいか否かを判定する（ステップＳＴ４）。
【０１７４】
制御部１００ｃは、回転速度ωｍが閾値ωｍａより大きい場合（ステップＳＴ４でＹｅｓ）、電動機１を中間モードで駆動する（ステップＳＴ５）。
制御部１００ｃは、回転速度ωｍが閾値ωｍａ以下の場合（ステップＳＴ４でＮｏ）、電動機１をＹ結線モードで駆動する（ステップＳＴ６）。
【０１７５】
具体的には、運転指令部１０２ｃが、速度推定部１０６で推定された回転速度ωｍを受け、回転速度ωｍが閾値ωｍａ以下かどうかの判断をし、閾値ωｍａ以下であれば、Ｙ結線モードを選択し、閾値ωｍａよりも大きければ中間モードを選択する。
運転指令部１０２ｃは、選択したモードに応じた切替制御信号Ｓｗａ、Ｓｗｂを出力し、切替制御信号Ｓｗａ、Ｓｗｂにより、スイッチング信号生成部１１２ｃ及び短絡制御部１１４を制御する。
【０１７６】
スイッチング信号生成部１１２ｃは、スイッチング信号Ｓａ１〜Ｓａ６、Ｓｂ１〜Ｓｂ６の生成に当たり、回転速度ωｍをも参照する。
【０１７７】
図２７は、実施の形態３で用いられるスイッチング信号生成部１１２ｃの構成例を示す。
図２７のスイッチング信号生成部１１２ｃは、図３のスイッチング信号生成部１１２と概して同じであるが、図３の指令値変換部２０１、座標変換部２０３、２０４の代わりに、指令値変換部２０１ｃ、座標変換部２０３ｃ、２０４ｃを備える。
【０１７８】
指令値変換部２０１ｃは、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊及び切替制御信号Ｓｗａのみならず、推定された回転速度ωｍをも入力とする。
指令値変換部２０１ｃは、上記の式（１ａ）〜（１ｄ）に従って、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ１＊、Ｖｑ１＊、Ｖｄ２＊、Ｖｑ２＊を算出するに当たり、変換係数ｋ１、ｋ２の値を、Ｙ結線モードと中間モードとで異なる方法で決定する。変換係数の値の決定は、切替制御信号Ｓｗａ及び回転速度ωｍに基づいて行われる。
【０１７９】
例えば、
Ｙ結線モードでは、
ｋ１＝１、ｋ２＝０とし、
中間モードでは、
回転速度ωｍの上昇とともに、係数ｋ１を次第に小さくし、係数ｋ２を次第に大きくする。
【０１８０】
Ｙ結線モードでは、ｋ２＝０とされるので、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ２＊、Ｖｑ２＊はゼロとなる。
【０１８１】
座標変換部２０３ｃは、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ１＊、Ｖｑ１＊及び位相角θｍのほか、回転速度ωｍをも入力とする。
座標変換部２０３ｃは、Ｙ結線モードにおいては座標変換部２０３と同様に座標変換を行う。
【０１８２】
中間モードにおける座標変換部２０３ｃの動作は、Δ結線モードにおける座標変換部２０３の動作に類似しているが、中間モードにおける遅れ角β１として、回転速度ωｍの上昇とともに値が増加するものが用いられる。
例えば座標変換部２０３ｃは、回転速度ωｍを変数とする予め定められた関数によって遅れ角β１を求める。
Ｙ結線モードでの動作と中間モードでの動作との切替えは切替制御信号Ｓｗａに基づいて行われる。
【０１８３】
座標変換部２０４ｃは、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ２＊、Ｖｑ２＊と、位相角θｍと、座標変換部２０４ｃ内に記憶されている遅れ角β２とに基づいて３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊を生成する。
遅れ角β２は、上記のように回転速度ωｍに関係なく１５０度に固定されている。
【０１８４】
中間モードにおいては、座標変換部２０４ｃから出力される３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊はゼロ以外の値となる。
Ｙ結線モードにおいては、上記のように、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ２＊、Ｖｑ２＊がゼロとなるので、座標変換部２０４ｃから出力される３相電圧指令値Ｖｕ２＊、Ｖｖ２＊、Ｖｗ２＊もゼロとなる。
【０１８５】
Ｙ結線モードと中間モードの一方から他方への切替えは、実施の形態１で図１０、図１１、図１３、図１４を参照して説明した手順、又は実施の形態２で図１７、図１８、図２１、図２２を参照して説明した手順で行い得る。
但し、実施の形態１、２の説明中の「Δ結線モード」を「中間モード」と読み替える必要がある。
【０１８６】
実施の形態２の特徴と実施の形態３の特徴とを組み合わせることも可能である。即ち実施の形態３において、Ｙ結線モードと中間モードの一方から他方への切替えの際に、実施の形態２で説明したように、一旦３相オンの状態にした後に、短絡回路の切替えを行っても良い。
【０１８７】
即ち、Ｙ結線モードから中間モードへの切替えの際に、第２のインバータ４を一旦３相オンの状態にし、その状態で短絡回路５をオンからオフに切替え、その後第２のインバータ４による交流電圧の出力を開始し、中間モードからＹ結線モードへの切替えの際に、第２のインバータ４を交流電圧を出力する状態から、３相オンの状態に切替え、その状態で短絡回路５をオフからオンに切替え、その後第２のインバータ４を３相オンの状態から、全アームオフの状態に切替えることとしても良い。
【０１８８】
実施の形態１〜３では、Ｙ結線モード及び協調結線モードの一方から他方への切替えを電動機の推定された回転速度ωｍに基づいて行っているが、推定された回転速度の代わりに、速度検出器（図示しない）で実測された速度を用いても良く、電動機１に対する速度指令値ωｍ＊を用いても良い。要するに、電動機の速度に基づいて切替えを行えば良い。さらに電動機の負荷或いはインバータ３、４の変調率に基づいて切替えを行っても良い。
【０１８９】
実施の形態３では、中間モードでの制御に当たり、推定された回転速度の増加とともに、Ｙ結線からΔ結線状態に次第に近づくように制御したが、推定された回転速度の代わりに、実測された回転速度、速度指令値を用いても良く、電動機の負荷或いはインバータ３、４の変調率に応じて制御を行っても良い。
【０１９０】
以上の実施の形態で説明した電動機駆動装置を用いることで、電動機をその運転状態に応じて最も適したモードで駆動することができる。
ここでいう運転状態は、例えば電動機の回転速度又は電動機の負荷の大きさである。例えば電動機の回転速度が低い時、或いは電動機の負荷が小さい時はＹ結線状態で電動機を駆動し、電動機の回転速度が高い時、或いは電動機の負荷が大きいときは協調運転モード（Δ結線モード又は中間モード）で電動機を駆動することができる。そのようにすることで、運転状態の如何を問わず、電動機を高効率で駆動することができる。
【０１９１】
実施の形態４．
上記の電動機駆動装置２は、例えば、空気調和機における電動機の駆動に用いることができる。
【０１９２】
以下、空気調和機の一例における冷凍サイクルを、図２８を参照して説明する。
図２８の冷凍サイクル９００は四方弁９０２の切替動作により暖房運転又は冷房運転をすることができる。
【０１９３】
暖房運転時には、実線矢印で示すように、冷媒が圧縮機９０４で加圧されて送り出され、四方弁９０２、室内熱交換器９０６、膨張弁９０８、室外熱交換器９１０及び四方弁９０２を通って圧縮機９０４に戻る。
【０１９４】
冷房運転時には、破線矢印で示すように、冷媒が圧縮機９０４で加圧されて送り出され、四方弁９０２、室外熱交換器９１０、膨張弁９０８、室内熱交換器９０６及び四方弁９０２を通って圧縮機９０４に戻る。
【０１９５】
暖房運転時には、室内熱交換器９０６が凝縮器として作用して熱放出を行い、室外熱交換器９１０が蒸発器として作用して熱吸収を行う。冷房運転時には、室外熱交換器９１０が凝縮器として作用して熱放出を行い、室内熱交換器９０６が蒸発器として作用し、熱吸収を行う。膨張弁９０８は、冷媒を減圧して膨張させる。
圧縮機９０４は可変速制御される電動機１によって駆動される。
【０１９６】
以上の実施の形態に示した電動機駆動装置を空気調和機の圧縮機に搭載することで、空調機の運転状態に応じて電動機を異なるモードで駆動することができる。ここでいう運転状態は、例えば空調機の負荷の大きさである。例えば空調機の負荷が小さい時はＹ結線状態で電動機を駆動し、空調機の負荷が大きいときは協調運転モード（Δ結線モード又は中間モード）で電動機を駆動することができる。
そのようにすることで、負荷の大きさの如何を問わず、空調機を高効率で運転することができる。
【０１９７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１９８】
１  電動機、  １ｕ  Ｕ相巻線、  １ｖ  Ｖ相巻線、  １ｗ  Ｗ相巻線、  ３  第１のインバータ、  ４  第２のインバータ、  ５  短絡回路、  ６  コンデンサ、  ７  電圧検出部、  ８  電流検出素子、  ５１ｕ、５１ｖ、５１ｗ  半導体スイッチ、  ５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ  ダイオード、  ３３１〜３３６、４３１〜４３６  半導体スイッチ、  ３５１〜３５６、４５１〜４５６  ダイオード、  １００、１００ｂ、１００ｃ  制御部、  １０２、１０２ｂ、１０２ｃ  運転指令部、  １０４  ｄｑ軸電流算出部、  １０６  速度推定部、  １０８  積分部、  １１０  電圧指令生成部、  １１２、１１２ｂ、１１２ｃ  スイッチング信号生成部、  １１４  短絡制御部、  ２０１、２０１ｃ  指令値変換部、  ２０３、２０３ｃ、２０４、２０４ｃ  座標変換部、  ２０５、２０６  ＰＷＭ信号生成部、  ２０７  ３相オン制御部、  ２０８  選択部。
【図１】
2020035926.tif 000003
【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】
2020035926.tif 000023
【図２２】
2020035926.tif 000024
【図２３】
2020035926.tif 000025
【図２４】
2020035926.tif 000026
【図２５】
2020035926.tif 000027
【図２６】
2020035926.tif 000028
【図２７】
2020035926.tif 000029
【図２８】
2020035926.tif 000030
【国際調査報告】
2020035926.tif 000031
2020035926.tif 000032