CN103973200A - 逆变器装置及电动机驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供逆变器装置及电动机驱动系统，其容易降低由交流电动机的电特性的切换引起的影响。本发明的逆变器装置具有电力供给部和切换控制部。电力供给部将交流电供给到交流电动机，交流电动机能够将相对于转速的电特性切换为低速用特性与高速用特性。切换控制部切换交流电动机的电特性。另外，切换控制部基于交流电动机的转速，进行将交流电动机的电特性交替切换为低速用特性与高速用特性的开关控制。

Description

逆变器装置及电动机驱动系统

技术领域

本发明涉及逆变器装置及电动机驱动系统。

背景技术

以往，已知如下绕组切换方式：通过作为交流电动机的电特性的切换而切换交流电动机的电枢绕组，能够在从低速区域至高速区域的广泛范围内进行运转。

在现有的绕组切换方式中，为了降低由于绕组切换而发生的电击，例如，采用禁止在交流电动机的转速急剧变化的状况下进行绕组切换的对策（参照专利文献1）。

但是，若采用这种对策，则例如存在如下问题：在从低速至高速连续加速的情况下效率差，另外，还不能得到充分的转矩。于是，本申请申请人在专利文献2中提出了如下逆变器装置：即使在加速减速中也能够降低由于绕组切换引起的电击。

专利文献2所述的逆变器装置进行如下减弱励磁控制：若电压指令超过可向交流电动机输出的最大电压值，则运算d轴电流指令的修正值即d轴电流指令修正值，并使用所运算的d轴电流指令修正值修正d轴电流指令。在这样的减弱励磁控制中，在专利文献2所述的逆变器装置中，在进行绕组切换之前预先算出d轴电流指令修正值，以绕组切换的定时，使用预先算出的d轴电流指令修正值修正d轴电流指令。

由此，能够消除由于绕组切换引起的电击的发生原因之一、即d轴电流指令修正值的运算延迟，即使在加速减速中也能够顺利地进行绕组切换。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06－225588号公报

专利文献2：日本特开2010－22165号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献2所述的逆变器装置中，由于在绕组切换之前预先算出d轴电流指令修正值，并且以绕组切换的定时，使用该d轴电流指令修正值修正d轴电流指令，因此处理变得复杂。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供如下逆变器装置及电动机驱动系统：能够容易降低由交流电动机的电特性的切换引起的影响。

用于解决问题的手段

本发明的一个实施方式的逆变器装置具有电力供给部和切换控制部。所述电力供给部将交流电供给到交流电动机，所述交流电动机能够将相对于转速的电特性切换为低速用特性或高速用特性。所述切换控制部切换所述交流电动机的电特性。另外，所述切换控制部基于所述交流电动机的转速，进行将所述交流电动机的电特性交替切换为所述低速用特性与所述高速用特性的开关控制。

发明效果

根据本发明的一个实施方式，能够提供能够容易降低由交流电动机的电特性的切换引起的影响的逆变器装置及电动机驱动系统。

附图说明

图1是表示第一实施方式的电动机驱动系统的图。

图2是表示在中速运转中从逆变器装置向交流电动机输出的电压波形的一例的图。

图3是表示图1所示的电力变换部及绕组切换器的结构的电路图。

图4是表示图1所示的逆变器装置的控制部的具体结构的图。

图5是表示电流控制器的具体结构的一例的图。

图6是表示恒功率控制器的具体结构的一例的图。

图7是表示交流电动机的转速、感应电压值、及绕组状态之间的关系的图。

图8是表示在交流电动机的绕组状态为低速用绕组与高速用绕组的开关状态的情况下的逆变器装置的输出电压波形的一例的图。

图9是表示转速与绕组切换信号的接通比率的关系的图。

图10是表示绕组切换信号的波形的一例的图。

图11是表示在使交流电动机加速的情况下的开关元件的接通比率、低速用绕组及高速用绕组的时间比率的关系的图。

图12是表示在电动机驱动系统中的交流电动机的转速与感应电压值的关系的图。

图13是表示第一实施方式的电动机驱动系统的其他结构的图。

图14是表示第二实施方式的逆变器装置的控制部的结构的图。

图15是表示在使交流电动机从低速区域加速至高速区域的情况下的开关元件的状态及绕组切换信号的状态的图。

图16是表示第三实施方式的驱动系统的结构的图。

图17是表示构成图16所示的第一切换器及第二切换器的各开关的一例的图。

图18是表示第四实施方式的驱动系统的结构的图。

图19是表示第五实施方式的驱动系统的结构的图。

图20是表示交流电动机的转速、感应电压值及绕组状态之间的关系的图。

图21是表示第六实施方式的驱动系统的结构的图。

附图标记说明

1－转矩指令发生器，2－电流指令运算器，3－电流控制器，4－PWM信号生成器，5－电流检测器，6－A/D转换器，7－电压检测器，8－恒功率控制器，9－速度运算器，10、10A、63－绕组切换信号发生器，11、11A－常数切换器，20、20D、20E－逆变器装置，21、21E、51、52－电力变换部，22、22A、22D、22E－控制部，30－直流电压源，40、40B～40E－交流电动机，41－位置检测器，60、60A～60D－绕组切换器，61、61B～61D－第一切换器，62、62B～62D－第二切换器，63－第三切换器，100、100A～100E－驱动系统。

具体实施方式

以下，参照附图，对本申请公开的逆变器装置及电动机驱动系统（以下，简称为“驱动系统”）的实施方式进行详细说明。此外，作为切换相对于转速的交流电动机的电特性的例子，在第一～第五实施方式中，说明切换交流电动机的绕组状态的例子，在第六实施方式中，说明切换交流电动机的极数的例子，但这些实施方式并不限定本发明。

第一实施方式

首先，对第一实施方式的驱动系统进行说明。图1是表示第一实施方式的驱动系统的图。

如图1所示，第一实施方式的驱动系统100具有交流电动机40、逆变器装置20、直流电压源30、位置检测器41、以及绕组切换器60。

逆变器装置20为具有电力变换部21（电力供给部的一例）和控制部22的电力变换装置。电力变换部21由控制部22控制。逆变器装置20具有输入端子Tp、Tn及输出端子Tu、Tv、Tw，利用电力变换部21，将直流电压源30经由输入端子Tp、Tn供给的直流电转换为三相交流电后从输出端子Tu、Tv、Tw输出。

直流电压源30具有交流电源和整流电路，将直流电供给到逆变器装置20。直流电压源30还可以是例如像电池等不具有整流电路的直流电源。

交流电动机40为包括U相、V相及W相这三相的电枢绕组的三相交流电动机，利用从逆变器装置20的输出端子Tu、Tv、Tw输出的电压（以下，称为输出端子电压）驱动。在这种交流电动机40上设置有引出各相电枢绕组两端的连接端子A1～A6，和引出各相电枢绕组中间点的连接端子B1～B3。

连接端子A1～A3分别设置于各相电枢绕组的一端，并与逆变器装置20的输出端子Tu、Tv、Tw连接。另外，在设置于各相电枢绕组末端上的连接端子A4～A6以及设置于各相电枢绕组中间点的连接端子B1～B3，连接绕组切换器60。

位置检测器41与交流电动机40的输出轴连接，检测交流电动机40的转子的相位θ（以下，称为转子相位θ）。位置检测器41例如为编码器或分解器等。

绕组切换器60能够切换各相中电枢绕组的接线。绕组切换器60具有与交流电动机40的连接端子A4～A6连接的第一切换器61、和与交流电动机40的连接端子B1～B3连接的第二切换器62。绕组切换器60利用逆变器装置20的控制部22控制。绕组切换器60及控制部22为绕组控制部的一例。

控制部22通过控制第一切换器61动作，使交流电动机40的电枢绕组的末端短路，从而切换交流电动机40的绕组状态。由此，交流电动机40切换为阻抗最大的状态。将该绕组状态称作低速用绕组（低速用特性的一例）。此外，由于随着转速升为高速，交流电动机40的感应电压变大，输出端子电压容易饱和，因此以比较低的速度开始进行减弱励磁的控制。此外，输出端子电压是包括交流电动机40的感应电压和由交流电动机40的一次侧阻抗引起的电压下降部分的电压。

另一方面，控制部22通过控制第二切换器62动作，使交流电动机40的电枢绕组的中间点短路，从而切换交流电动机40的绕组状态。由此，交流电动机40的阻抗减少。将该绕组状态称作高速用绕组（高速用特性的一例）。在交流电动机40的绕组状态为高速用绕组的情况下，通过减少阻抗，减少了感应电压。

控制部22通过在低速运转时使第一切换器61动作，并且在高速运转时使第二切换器62动作，从而切换交流电动机40的绕组状态。

并且，控制部22利用低速用绕组的低速运转与利用高速用绕组的高速运转之间，进行将交流电动机40的绕组状态交替切换成低速用绕组与高速用绕组的开关控制。

图2是表示在利用低速用绕组与高速用绕组的运转（以下，称为中速运转）中，从逆变器装置20向交流电动机40输出的一例电压波形图。如图2所示，在中速运转中，以比逆变器装置20的输出频率高的频率进行开关控制。

控制部22在开关控制中根据交流电动机40的速度，调整使绕组状态成为低速用绕组的时间与成为高速用绕组的时间的比率。由此，能够得到低速用绕组情况的电压与高速用绕组情况的电压之间的中间电压。从而，与如以往那样切换利用低速用绕组的低速运转与利用高速用绕组的高速运转的情况相比，即使处于加速减速中也能够抑制急剧的绕组特性的变化，并能够抑制由绕组切换引起的影响。

而且，由此，不进行减弱励磁控制就能够抑制感应电压的增加，因此能够扩大高效率的速度区域。

以下，对第一实施方式的逆变器装置20及绕组切换器60的具体结构进行说明。首先，说明绕组切换器60的具体结构，然后说明逆变器装置20的具体结构。

绕组切换器60的结构例

图3是表示电力变换部21及绕组切换器60的结构的电路图。如上所述，绕组切换器60具有：与交流电动机40的连接端子A4～A6连接的第一切换器61；与交流电动机40的连接端子B1～B3连接的第二切换器62；以及非门（NOT）电路Inv1。绕组切换器60通过使用这些第一切换器61及第二切换器62使交流电动机40的电枢绕组的末端及中间点短路，从而切换交流电动机40的绕组特性。

如图3所示，第一切换器61具有三相二极管电桥DB1、开关元件SW11、电阻元件R1、电容器元件C1、及二极管D11、D12。三相二极管电桥DB1的交流输入端子Tu1、Tv1、Tw1与交流电动机40的连接端子A4～A6连接。

开关元件SW11与三相二极管电桥DB1的直流输出侧连接，进行三相二极管电桥DB1的直流输出之间的连接或断开。这种开关元件SW11例如是像双极晶体管或IGBT之类的自消弧形的半导体开关元件。

电阻元件R1及电容器元件C1经由二极管D11、D12与三相二极管电桥DB1的直流输出侧连接。利用这些电阻元件R1及电容器元件C1有效地吸收由绕组切换时放出的能量所产生的电涌电压。

第二切换器62是与第一切换器61相同的电路，并且具有三相二极管电桥DB2、开关元件SW12、电阻元件R2、电容器元件C2、以及二极管D13、D14。三相二极管电桥DB2的交流输入端子Tu2、Tv2、Tw2与交流电动机40的连接端子B1～B3连接。此外，电阻元件R2及电容器元件C2能够与第一切换器61的电阻元件R1及电容器元件C1共用。

第一切换器61及第二切换器62利用从控制部22输出的后述的绕组切换信号Sa控制。若从控制部22输出低电平的绕组切换信号Sa，则利用非门电路Invl向开关元件SW11输入高电平的信号，开关元件SW11成为接通状态。另外，开关元件SW12通过低电平的绕组切换信号Sa而成为断开状态。由此，交流电动机40的连接端子B1～B3被短路，交流电动机40的绕组状态成为低速用绕组。

另一方面，若从控制部22输入高电平的绕组切换信号Sa，则利用非门电路Invl向开关元件SW11输入低电平的信号，开关元件SW11成为断开状态。另外，开关元件SW12通过高电平的绕组切换信号Sa而成为接通状态。由此，交流电动机40的连接端子A4～A6被短路，交流电动机40的绕组状态成为高速用绕组。

此外，只要交流电动机40的绕组状态利用第一切换器61成为低速用绕组，并且交流电动机40的绕组状态利用第二切换器62成为高速用绕组即可，第一切换器61及第二切换器62的结构不限于图3所示的结构。

逆变器装置20的结构

下面，利用图3及图4对第一实施方式的逆变器装置20的结构进行说明。图4是表示第一实施方式的逆变器装置20的控制部22的具体结构的图。

如图4所示，逆变器装置20的控制部22具有转矩指令发生器1、电流指令运算器2、电流控制器3、PWM信号生成器4、电流检测器5、以及A/D转换器6。并且，控制部22具有电压检测器7、恒功率控制器8、速度运算器9、绕组切换信号发生器10、以及常数切换器11。此外，绕组切换信号发生器10、常数切换器11及绕组切换器60为绕组切换控制部的一例。

转矩指令发生器1生成交流电动机40所产生的转矩量的目标值即转矩指令T_ref，将该转矩指令T_ref向电流指令运算器2及恒功率控制器8输出。此外，转矩指令T_ref还可以从未图示的逆变器装置20的外部控制器输入。

电流指令运算器2基于来自转矩指令发生器1的转矩指令T_ref及来自常数切换器11的电动机常数和控制参数，生成d轴电流指令Id_ref及q轴电流指令Iq_ref。

电流指令运算器2例如基于转矩－电流换算系数K、与d轴方向正交的方向矢量即以q轴方向为基准的电流相位β，计算d轴电流指令Id_ref1。电流指令运算器2在该d轴电流指令Id_ref1上累加来自恒功率控制器8的恒功率量Id_refc，并作为d轴电流指令Id_ref向电流控制器3输出。

另外，电流指令运算器2例如基于电枢绕组的d轴电感值Ld、电枢绕组的q轴电感值Lq，计算q轴电流指令Iq_ref，并向电流控制器3输出所计算的q轴电流指令Iq_ref。

电流控制器3以根据来自电流指令运算器2的d轴电流指令Id_ref及q轴电流指令Iq_ref的电流流到交流电动机40的方式进行控制，并生成电压指令Vd_ref、Vq_ref，将该电压指令Vd_ref、Vq_ref转换成各相的电压指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref。而且，电流控制器3向恒功率控制器8输出电压指令Vd_ref、Vq_ref，并向PWM信号生成器4输出电压指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref。

图5是表示电流控制器3的具体结构的一例的图。如图5所示，电流控制器3具有坐标转换器70、77、减法器71、72、d轴电流控制器73、以及q轴电流控制器74。

坐标转换器70基于转子相位θ，将来自A/D转换器6的检测电流值Iu_fb、Iv_fb向电流反馈值Id_fb、Iq_fb进行坐标转换。减法器71从d轴电流指令Id_ref减去d轴电流反馈值Id_fb，并向d轴电流控制器73输出减法结果。另外，减法器72从q轴电流指令Iq_ref减去q轴电流反馈值Iq_fb，并向q轴电流控制器74输出减法结果。

d轴电流控制器73以利用减法器71的减法结果成为0的方式进行控制，q轴电流控制器74以利用减法器72的减法结果成为0的方式进行控制。d轴电流控制器73及q轴电流控制器74例如进行PI（比例积分）控制，并分别输出电压指令Vd_ref、Vq_ref。

坐标转换器77基于转子相位θ将电压指令Vd_ref、Vq_ref向U相、V相、W相的电压指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref转换，并将该电压指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref向PWM信号生成器4输出。

返回到图4继续说明控制部22。PWM信号生成器4基于在内部生成的载波信号Vt与来自电流控制器3的电压指令Vu_ref、Vv_ref、Vw_ref的比较结果生成PWM信号S1～S6，并向电力变换部21输出。电力变换部21例如图3所示，具有三相桥接的开关元件Sw1～Sw6、以及分别与这些开关元件Sw1～Sw6反向并联的二极管D1～D6。

控制部22利用PWM信号S1～S6对开关元件Sw1～Sw6进行接通/断开控制，使预期的频率及电压值的电压从电力变换部21输出到交流电动机40。

图4所示的电流检测器5检测流过电流电动机40的绕组的电流。利用该电流检测器5检测的电流值Iu_fb、Iv_fb向A/D转换器6输出。

A/D转换器6将电流检测器5的检测电流值Iu_fb、Iv_fb转换成数字信号。利用该A/D转换器6转换成数字信号的检测电流值Iu_fb、Iv_fb向电流控制器3输出。

电压检测器7检测直流电压源30的电压值，具体而言检测连接有直流电压源30的逆变器装置20的输入端子Tp、Tn之间的直流电压值Vbat，并向恒功率控制器8输出所检测的直流电压值Vbat。

恒功率控制器8在根据电压指令Vd_ref、Vq_ref求出的电压指令的振幅值Vfb（以下，称为电压振幅值Vfb）达到基于电压检测器7的直流电压值Vbat的能够输出的最大电压值Vmax的情况下，基于这些电压指令Vd_ref、Vq_ref及最大电压值Vmax计算恒功率量Id_refe。计算的恒功率量Id_refe用于励磁减弱控制。如此，基于电压振幅值Vfb与最大电压值Vmax的值进行恒功率控制。

图6是表示恒功率控制器8的具体结构的一例的图。如图6所示，恒功率控制器8具有振幅运算器81、减法器82、PI控制器83、限幅器84、以及滤波器85。

振幅运算器81根据电压指令Vd_ref、Vq_ref计算电压振幅值Vfb，并将所计算的电压振幅值Vfb作为电压反馈值Vfb向减法器82输出。

减法器82从最大电压值Vmax减去电压反馈值Vfb，并向PI控制器83输出减法结果。最大电压值Vmax根据来自电压检测器7的直流电压值Vbat确定，或者在直流电压值Vbat乘以未图示的系数等而确定。

PI控制器83对减法器82的减法结果进行PI（比例积分）控制，并且以电压反馈值Vfb不超过最大电压值Vmax的方式进行动作。为了达到该目的，限幅器84在PI控制器83的输入为正值的情况下控制为0，在为负值的情况下控制为预定值，并向滤波器85输出。限幅器84的输出值经由滤波器85作为恒功率量Id_refc而输出。此外，滤波器85根据需要而设置即可。

返回到图4继续说明控制部22。速度运算器9基于来自位置检测器41的转子相位θ运算交流电动机40的转速ω。所计算的转速ω被输出到绕组切换信号发生器10。

绕组切换信号发生器10通过对绕组切换器60输出绕组切换信号Sa，从而使其进行绕组切换。具体而言，绕组切换信号发生器10生成根据来自速度运算器9的转速ω的绕组切换信号Sa，并向绕组切换器60及常数切换器11输出该绕组切换信号Sa。

绕组切换信号Sa是与来自PWM信号生成器4的载波信号Vt同步的信号，例如，基于对载波信号Vt进行分频的信号而做成。载波信号Vt的频率例如为10k（Hz），对载波信号Vt进行分频的信号的频率例如为1k（Hz）。此外，对于利用控制部22的绕组切换处理，用图7～图13在后面进行说明。

常数切换器11存储有低速用及高速用的电动机常数和控制参数用数据（以下，称为设定数据），将根据来自绕组切换信号发生器10的绕组切换信号Sa而选择的设定数据向电流指令运算器2输出，并切换为与交流电动机40的绕组状态一致的电动机常数和控制参数。

作为常数切换器11所存储的设定数据，例如有转矩电流换算系数K、电流相位β、电枢绕组电感值Ld、Lq、电枢交链磁通Φ、以及电枢绕组电阻值R。

该常数切换器11具有切换器23、低速用设定数据24、中速用设定数据表格25及高速用设定数据26。在中速用设定数据表格25上设定与绕组切换信号Sa的时间比率相对应的设定数据。

常数切换器11根据绕组切换信号Sa切换切换器23，从低速用设定数据24、中速用设定数据表格25及高速用设定数据26之中取得与绕组切换信号Sa相应的设定数据并将其输出。此外，也可以代替中速用设定数据表格25，利用对与绕组切换信号Sa相应的设定数据进行运算的计算式来输出与绕组切换信号Sa相应的设定数据。

利用控制部22的绕组切换处理

下面，对利用控制部22的绕组切换处理进行具体说明。控制部22按照来自速度运算器9的转速ω，将交流电动机40的绕组状态设定为低速用绕组、低速用绕组与高速用绕组的开关状态、以及高速用绕组中的任何一种。

图7是表示交流电动机40的转速ω、感应电压值、及绕组状态之间的关系的图。如图7所示，在转速ω为第一基准转速ω_BL以下的低速区域的情况下，绕组切换信号发生器10向绕组切换器60输出低电平的绕组切换信号Sa。由此，交流电动机40的绕组状态成为低速用绕组。此外，第一基准转速ω_BL例如是绕组状态处于低速用绕组的交流电动机40的感应电压值成为最大电压值Vmax的转速ω。

另外，在转速ω为第二基准转速ω_BH以上的高速区域的情况下，绕组切换信号发生器10向绕组切换器60输出高电平的绕组切换信号Sa。由此，交流电动机40的绕组状态成为高速用绕组的状态。此外，第二基准转速ω_BH例如是绕组状态处于高速用绕组的交流电动机40的感应电压值成为最大电压值Vmax的转速ω。

另一方面，在转速ω大于第一基准转速ω_BL且小于第二基准转速ω_BH的中速区域的情况下，绕组切换信号发生器10以与转速ω相应的时间比率，向绕组切换器60输出高电平的预定频率（例如、1kHz）的绕组切换信号Sa。由此，交流电动机40的绕组状态交替切换成低速用绕组与高速用绕组。

在转速ω大于第一基准转速ω_BL且小于第二基准转速ω_BH的情况下，若交流电动机40的绕组状态为低速用绕组的状态，则交流电动机40的感应电压值达到最大电压值Vmax，因此通过励磁减弱控制，交流电动机40的感应电压值维持最大电压值Vmax。另一方面，若交流电动机40的绕组状态为高速用绕组，则交流电动机40的感应电压值不能达到最大电压值Vmax。

于是，在转速ω大于第一基准转速ω_BL且小于第二基准转速ω_BH的情况下，将交流电动机40的绕组状态交替切换成低速用绕组与高速用绕组，不进行励磁减弱控制，就能够使交流电动机40的感应电压值维持最大电压值Vmax以下。

由此，如图8所示，能够做出利用低速用绕组的电压（以下，称为低速绕组电压）与利用高速用绕组的电压（以下，称为高速绕组电压）之间的电压（以下，称为中速绕组电压）。图8是表示在交流电动机40的绕组状态为低速用绕组与高速用绕组的开关状态的情况下的逆变器装置20的输出电压波形的一例的图。

中速运转中的中速绕组电压如图8所示，由利用低速用绕组的电压与利用高速用绕组的电压生成。由此，在中速运转中通过调整交流电动机40的绕组状态为低速用绕组的时间（以下，称为低速绕组时间）与为高速用绕组的时间（以下，称为高速绕组时间），能够在低速绕组电压与高速绕组电压之间任意调整中速绕组电压。由此，在对交流电动机40的轴输出进行恒功率控制的区域，交替切换利用低速用绕组的恒转矩控制与利用高速用绕组的恒转矩控制，能够扩大高效率区域。

图9是表示转速ω与绕组切换信号Sa的接通比率Tr的关系的图。接通比率Tr为低电平与高电平之比，在低速绕组时间为100%的情况下，接通比率Tr为100%，在高速绕组时间为100%的情况下，接通比率Tr为0%。如图9所示，在转速ω为第一基准转速ω_BL以下的情况下，接通比率Tr为100%，在转速ω为第二基准转速ω_BH以上的情况下，接通比率Tr为0%。

在转速ω大于第一基准转速ω_BL且小于第二基准转速ω_BH的情况下，以转速ω越大接通比率Tr越接近0%的方式设定接通比率Tr。图10是表示绕组切换信号Sa的波形的一例的图。如图10所示，绕组切换信号Sa针对每个周期Tc设定低电平的接通期间T_L与高电平的断开期间T_H。绕组切换信号Sa的接通比率Tr用T_L/T_C表示。

绕组切换信号Sa如上所述被输入到常数切换器11。由此，从常数切换器11输出与绕组切换信号Sa相应的设定数据。具体而言，在绕组切换信号Sa的接通比率Tr为0%的情况下，常数切换器11将切换器23切换为低速用设定数据24，并从低速用设定数据24取得设定数据并将其输出。另一方面，在绕组切换信号Sa的接通比率Tr为100%的情况下，常数切换器11将切换器23切换为高速用设定数据26，并从高速用设定数据26取得设定数据并将其输出。

另外，在绕组切换信号Sa的时间比率大于0%且小于100%的情况下，常数切换器11将切换器23切换为中速用设定数据表格25。在中速用设定数据表格25上设有与绕组切换信号Sa的接通比率Tr相应的设定数据，常数切换器11从中速用设定数据表格25中取得与绕组切换信号Sa的接通比率Tr相应的设定数据并将其输出。由此，能够连续地切换设定数据。

此外，在图4所示的例子中，将与绕组切换信号Sa的接通比率Tr相应的设定数据设定为表格，但也可以代替运算表格，利用对与绕组切换信号Sa的接通比率Tr相应的设定数据进行运算的计算式，输出与绕组切换信号Sa的接通比率Tr相应的设定数据。

如此，常数切换器11输出与绕组切换信号Sa相应的设定数据，该设定数据被输入到电流指令运算器2。由此，在电流指令运算器2中能够切换为与交流电动机40的绕组状态一致的电动机常数和控制参数。

图11是表示在使交流电动机40加速的情况下的开关元件Sw11、Sw12的接通比率、低速用绕组及高速用绕组的时间比率的关系的图。如图11所示，在使交流电动机40加速减速的情况下，低速用绕组的时间比率及高速用绕组的时间比率在0%与100%之间连续变化，另外，从常数切换器11输出的设定数据也同样连续变化。

从而，在本实施方式的驱动系统100中，如图12所示能够与虚拟运转特性发生变化的交流电动机的情况同等地运转交流电动机40。图12是表示驱动系统100中的交流电动机40的转速ω与感应电压值的关系的图。

如此，本实施方式的驱动系统100，通过以与转速ω相应的时间比率交替切换低速用绕组与高速用绕组，能够进一步扩大高效率区域，另外，与突然切换交流电动机40的绕组状态的情况相比，能够减少由于绕组切换引起的影响。

另外，如上所述，绕组切换信号发生器10将绕组切换信号Sa设为与来自PWM信号生成器4的载波信号Vt同步的信号，由此，能够进一步抑制由于绕组切换引起的开关噪声的影响。

此外，如图13所示，绕组切换信号Sa也可以是不与来自PWM信号生成器4的载波信号Vt同步的信号。图13是表示第一实施方式的驱动系统的其他结构的图。在图13所示的驱动系统100A中，与逆变器装置20的绕组切换信号发生器10分开，在绕组切换器60A上设置绕组切换信号发生器64。由此，在逆变器装置20与绕组切换器60A处于分离的场所的情况下，能够减轻电缆的绕回处理，能够进行独立的控制。

另外，在将绕组切换信号Sa作为与载波信号Vt同步的信号进行绕组切换的情况下，有时利用电流检测器5的检测电流值Iu_fb、Iv_fb的检测定时与交流电动机40的绕组切换定时一致。在交流电动机40的绕组切换刚结束后，若交流电动机40的绕组状态发生变化，则检测电流值Iu_fb、Iv_fb的精度变差。

于是，控制部22不使用电流检测器5以交流电动机40的绕组切换定时检测的检测电流值Iu_fb、Iv_fb，例如使用在前一个定时检测的检测电流值Iu_fb、Iv_fb生成电压指令Vd_ref、Vq_ref。由此，能够抑制来自电力变换部21的电压输出的精度劣化。

第二实施方式

下面，对第二实施方式的驱动系统进行说明。在第一实施方式的驱动系统100中，通过低速用绕组与高速用绕组的开关控制，中速运转交流电动机40，但在第二实施方式的驱动系统中，代替中速运转以转移动作来运转交流电动机40。此外，在以下说明中，以与第一实施方式的驱动系统100不同的点为中心进行说明，对具有与第一实施方式同样的功能的结构要素标注相同的附图标记并省略说明。

图14是表示第二实施方式的逆变器装置20的控制部22A的结构的图。在该图14中，只表示绕组切换信号发生器10A及常数切换器11A，省略了其他结构。

绕组切换信号发生器10A在转速ω为基准转速ω_BR以下的情况下，向绕组切换器60输出低电平的绕组切换信号Sa1，在转速ω为基准转速ω_BR以上的情况下，向绕组切换器60输出高电平的绕组切换信号Sa1。

另一方面，在通过加速而变成大于基准转速ω_BR的情况下，并且，在通过减速而变成小于基准转速ω_BR的情况下，绕组切换信号发生器10A向绕组切换器60输出时间比率随着时间在0%与100%之间连续变化的绕组切换信号Sa1。由此，交流电动机40的绕组状态交替切换为低速用绕组与高速用绕组，同时进行从低速动作向高速动作的转移、以及从高速动作向低速动作的转移。绕组切换信号Sa1与第一实施方式的绕组切换信号Sa同样地是预定频率（例如、1kHz）的脉冲信号。

图15是表示在使交流电动机40从低速区域加速至高速区域的情况下的开关元件Sw11、Sw12的状态及绕组切换信号Sa1的状态的图。如图15所示，在使交流电动机40从低速区域加速至高速区域的情况下，在低速区域，绕组切换信号Sa1为低电平，开关元件Sw11接通，开关元件Sw12断开，交流电动机40的绕组状态成为低速用绕组。

之后，若转速ω超过基准转速ω_BR成为高速区域，则在预定时间Ta期间，绕组切换信号Sa1的时间比率随着时间而从0%连续变化至100%，开关元件Sw11、Sw12按照绕组切换信号Sa1的时间比率而被接通/断开。然后，若经过预定时间Ta，则绕组切换信号Sa1成为高电平（时间比率为100%），开关元件Sw11断开，开关元件Sw12接通，交流电动机40的绕组状态成为高速用绕组。

如此，绕组切换信号发生器10A在从低速用绕组及高速用绕组之中一个绕组与电力变换部21连接的状态，向另一个绕组与电力变换部21连接的状态转移的情况下，在缩短一个绕组与电力变换部21的连接时间的同时，进行交替切换低速用绕组与高速用绕组的开关控制。

常数切换器11A具有切换器23A、低速用设定数据24、高速用设定数据26以及转移用设定数据表格27。该常数切换器11A在绕组切换信号Sa1为低电平的情况下，从切换器23A输出低速用设定数据24，在绕组切换信号Sa1为高电平的情况下，从切换器23A输出高速用设定数据26。

并且，切换器23A在绕组切换信号Sa1在低电平与高电平之间变化的情况下，在使设定于转移用设定数据表格27上的设定数据发生变化的同时将该设定数据从切换器23A输出预定期间。在转移用设定数据表格27上设定与绕组切换信号Sa1的接通比率相应的设定数据，由此，常数切换器11A能够在使设定数据发生变化的同时将该设定数据输出预定期间。

如此，在第二实施方式的驱动系统中，在从低速区域向高速区域转移的情况下，或者，从高速区域向低速区域转移的情况下，交流电动机40的绕组状态交替切换成低速用绕组与高速用绕组，同时进行低速动作与高速动作之间的转移。由此，与突然切换交流电动机40的绕组状态的情况相比，能够降低由于绕组切换引起的影响。

此外，绕组切换信号Sa1与第一实施方式的情况同样地，还可以是不与来自PWM信号生成器4的载波信号Vt同步的信号，也可以与逆变器装置20的绕组切换信号发生器10A分开，在绕组切换器60上设置绕组切换信号发生器64。另外，控制部22A也可以不使用电流检测器5以交流电动机40的绕组切换定时检测的检测电流值Iu_fb、Iv_fb，例如使用在前一个定时检测的检测电流值Iu_fb、Iv_fb生成电压指令Vd_ref、Vq_ref。

第三实施方式

在第一实施方式的驱动系统100中，通过变更星形（Y形）接线的绕组数量而进行电枢绕组的接线状态的变更，但在第三实施方式的驱动系统中，通过切换星形接线与三角形（Δ）接线，而进行电枢绕组的接线状态的变更。此外，在以下说明中，以与第一实施方式的驱动系统100不同的点为中心进行说明，对具有与第一实施方式同样的功能的结构要素标注相同附图标记并省略说明。

图16是表示第三实施方式的驱动系统100B的结构的图。如图16所示，在交流电动机40B上设有对各相引出电枢绕组的两端的连接端子A1～A6，在这些连接端子A1～A6上连接绕组切换器60B。

绕组切换器60B具有：与交流电动机40B的连接端子A1～A6连接的第一切换器61B；与交流电动机40B的连接端子A1～A3连接的第二切换器62B；以及非门电路Inv1。构成第一切换器61B及第二切换器62B的各开关例如由半导体元件构成。

图17是表示构成第一切换器61B及第二切换器62B的各开关的一例的图。在图17所示的例子中，各开关通过对二极管与开关元件的串联电路进行反向并联而成，但若为使用能够以高速进行相对于交流电压电源的连接/断开的半导体元件的结构，则还可以为不同的结构。

逆变器装置20的控制部22通过使第一切换器61B动作，使交流电动机40B的电枢绕组的末端短路而将交流电动机40B的绕组状态切换为低速用绕组即星形接线。另一方面，逆变器装置20的控制部22通过使第二切换器62B动作，以不同的相彼此连接交流电动机40B的电枢绕组的一端与另一端，从而将交流电动机40B的绕组状态切换为高速用绕组即三角形接线。

控制部22通过在低速运转时使第一切换器61B动作，并且在高速运转时使第二切换器62B动作，从而切换绕组状态。并且，控制部22与第一及第二实施方式的情况同样地，在利用低速用绕组的低速运转与利用高速用绕组的高速运转之间的速度区域，以与交流电动机40B的速度相应的时间比率，进行交替切换低速用绕组与高速用绕组的开关控制。

如此，由于第三实施方式的驱动系统100B以与交流电动机40B的速度相应的时间比率交替切换星形接线与三角形接线，因此与第一实施方式的驱动系统100同样地能够扩大高效率区域。

此外，也可以代替切换星形接线与三角形接线，变更三角形（Δ）接线的绕组数量，从而切换电枢绕组的绕组状态。另外，与第二实施方式的情况同样地，还可以代替控制部22设置控制部22A。在该情况下，控制部22A也可以在从低速区域向高速区域转移的情况下，或者，从高速区域向低速区域转移的情况下，作为交流电动机40B的绕组状态而交替切换星形接线与三角形接线，同时进行低速动作与高速动作之间的转移。

第四实施方式

在第一实施方式的驱动系统100中，通过变更电枢绕组的中性点的位置，切换电枢绕组的绕组状态，但在第四实施方式的驱动系统中，不变更中性点的位置就切换电枢绕组的绕组状态。此外，在以下说明中，以与第一实施方式的驱动系统100不同的点作为中心进行说明，对具有与第一实施方式同样的功能的结构要素标注相同附图标记并省略说明。

图18是表示第四实施方式的驱动系统100C的结构的图。如图18所示，在交流电动机40C上设有对各相引出电枢绕组的一端的连接端子A1～A3及引出中间点的连接端子B1～B3，在这些连接端子A1～A3、B1～B3连接绕组切换器60C。

绕组切换器60C具有：与交流电动机40C的连接端子A1～A3连接的第一切换器61C；与交流电动机40C的连接端子B1～B3连接的第二切换器62C；以及非门电路Inv1。构成第一切换器61C及第二切换器62C的各开关由半导体元件构成，以便能够以高速进行相对于交流电压电流的连接/断开（例如，参照图17）。

逆变器装置20的控制部22通过使第一切换器61C动作，使交流电动机40C的连接端子A1～A3与电力变换部21连接而切换交流电动机40C的绕组状态。由此，成为交流电动机40C的阻抗最大的状态。将该绕组状态称为低速用绕组。

另一方面，逆变器装置20的控制部22通过使第二切换器62C动作，使交流电动机40C的连接端子B1～B3与电力变换部21连接而切换交流电动机40C的绕组状态。由此，交流电动机40C的阻抗减少。将该绕组状态称为高速用绕组。

控制部22通过在低速运转时使第一切换器61C动作，并在高速运转时使第二切换器62C动作，从而切换绕组状态。并且，控制部22在利用低速用绕组的低速运转与利用高速用绕组的高速运转之间的速度区域，以与交流电动机40C的速度相应的时间比率，进行交替切换低速用绕组与高速用绕组的开关控制。

如此，由于第四实施方式的驱动系统100C与第一实施方式的驱动系统100同样地，将星形接线的绕组状态交替切换成低速用绕组与高速用绕组，因此与第一实施方式的驱动系统100同样地，能够扩大高效率区域。

此外，与第二实施方式的情况同样地，还可以代替控制部22设置控制部22A。在该情况下，控制部22A也可以在从低速区域向高速区域转移的情况下，或者从高速区域向低速区域转移的情况下，交替切换交流电动机40C的低速用绕组与高速用绕组，同时进行低速动作与高速动作之间的转移。

第五实施方式

在上述实施方式的驱动系统100、100A～100C中，进行两个绕组状态的切换处理，但在第五实施方式的驱动系统中，进行三个绕组状态的切换处理。在以下说明中，作为一例，对于将星形接线的绕组数量切换为三个等级的例子进行说明，但能够切换三个以上的绕组状态即可，例如，还可以将三角形接线的绕组数量切换为三个等级以上。另外，在以下说明中，以与第一实施方式的驱动系统100不同的点作为中心进行说明，对具有与第一实施方式同样的功能的结构要素标注相同附图标记并省略说明。

图19是表示第五实施方式的驱动系统100D的结构的图。如图19所示，在交流电动机40D上，在对各相引出电枢绕组的两端的连接端子A1～A6及设置于中途部的连接端子B1～B6连接绕组切换器60D。

绕组切换器60D具有：与交流电动机40D的连接端子A1～A6连接的第一切换器61D；与交流电动机40D的连接端子B4～B6连接的第二切换器62D；以及与交流电动机40D的连接端子B1～B3连接的第三切换器63D。第一～第三切换器61D、62D、63D为与第一切换器61及第二切换器62（参照图3）同样的结构。另外，构成第一～第三切换器61D、62D、63D的各开关由半导体元件构成，以便以高速进行相对于交流电压电流的连接/断开（例如，参照图17）。

图20是表示交流电动机40D的转速ω与绕组状态的关系的图。如图20所示，逆变器装置20D的控制部22D按照转速ω分成低速区域、第一中速区域、第二中速区域、高速区域并切换绕组状态。该切换处理利用绕组切换信号Sa1～Sa3进行。

具体而言，在转速ω为第一基准转速ω_BL以下的低速区域的情况下，控制部22D输出高电平的绕组切换信号Sa1与低电平的绕组切换信号Sa2、Sa3。由此，交流电动机40D的连接端子A1～A6相互连接而成为中性点，交流电动机40D的阻抗成为最大。

在转速ω为第三基准转速ω_B2H以上的高速区域的情况下，控制部22D输出高电平的绕组切换信号Sa3与低电平的绕组切换信号Sa1、Sa2。由此，交流电动机40D的连接端子B1～B3相互连接而成为中性点，交流电动机40D的阻抗成为最小。

另一方面，在转速ω大于第一基准转速ω_BL且小于第二基准转速ω_B1H的第一中速区域的情况下，控制部22D输出低电平的绕组切换信号Sa3、交替成为高电平的绕组切换信号Sa1、Sa2。由此，以与交流电动机40D的速度相应的时间比率，进行交替切换低速用绕组与第一高速用绕组的开关控制。此外，第一高速用绕组是：在利用第二切换器62D相互连接交流电动机40D的连接端子B4～B6而使其成为中性点的情况下的交流电动机40D的绕组状态。

另外，在转速ω为第二基准转速ω_B1H以上且小于第三基准转速ω_B2H的第二中速区域的情况下，控制部22D输出低电平的绕组切换信号Sa1、交替成为高电平的绕组切换信号Sa2、Sa3。由此，以与交流电动机40D的速度相应的时间比率，进行交替切换第一高速用绕组与第二高速用绕组的开关控制。此外，第二高速用绕组是：在利用第三切换器63D相互连接交流电动机40D的连接端子B1～B3而使其成为中性点的情况下的交流电动机40D的绕组状态。

如此，第五实施方式的驱动系统100D能够将交流电动机40D的绕组状态切换为如下四个状态：只有低速用绕组的状态；低速用绕组与第一高速用绕组的开关切换状态；第一高速用绕组与第二高速用绕组的开关切换状态；以及只有高速用绕组的状态。由此，与上述实施方式的驱动系统100、100A等相比，能够进一步扩大高效率区域。

此外，与第二实施方式的驱动系统100A的情况同样地，还可以在低速用绕组与第一高速用绕组之间转移交流电动机40B的绕组状态的情况下，并且在第一高速用绕组与第二高速用绕组之间转移交流电动机40B的绕组状态的情况下，在通过开关控制而交替切换的同时，进行交流电动机40B的绕组状态的转移处理。

第六实施方式

在上述实施方式的驱动系统100、100A～100D中，通过切换交流电动机的绕组状态，切换交流电动机的电特性，但在第六实施方式的驱动系统中，通过切换交流电动机的极数，切换交流电动机的电特性。另外，在以下说明中，以与第一实施方式的驱动系统100不同的点为中心进行说明，对具有与第一实施方式同样的功能的结构要素标注相同附图标记并省略说明。

图21是表示第六实施方式的驱动系统100E的结构的图。如图21所示，驱动系统100E具有逆变器装置20E与交流电动机40E。逆变器装置20E具有电力变换部21E与控制部22E，电力变换部21E具有两个电力变换部51、52。这些电力变换部51、52为与电力变换部21（参照图3）同样的结构，并且利用从控制部22E输出的PWM信号S1～S6、S1’～S6’进行控制。

交流电动机40E为具有两个三相电枢绕组42、43的两绕组方式的交流电动机。两个三相电枢绕组42、43为相互不同规格的绕组。在该交流电动机40E中，在设置于一个三相电枢绕组42的一端的连接端子A11～A13上连接电力变换部51，在设置于另一个三相电枢绕组43的一端的连接端子A21～A23上连接电力变换部52。

逆变器装置20E的控制部22E，通过从两个电力变换部51、52向两个三相电枢绕组42、43供给彼此相同极性的电流，从而能够使交流电动机40E作为2n极（例如、4极）的电动机而进行动作。另外，控制部22E通过从两个电力变换部51、52向两个三相电枢绕组42、43供给彼此相反极性的电流，从而能够使交流电动机40E作为n极（例如、2极）的电动机而进行动作。

如此，第六实施方式的驱动系统100E，用两个电力变换部51、52驱动设置于一个交流电动机40E之中的两组不同规格的三相电枢绕组42、43，切换各个电流矢量的组合而切换电动机的极性数。此外，由于如此切换电动机的极数的技术本身为已知技术，例如记载在IEEE Transactions on Industry Applications、Vol.32d No.4、July/August、1996、pp.938-944等中，因此在此省略说明。

例如，在转速ω为第一基准转速ω_BL1以下的低速运转时，控制部22E从两个电力变换部51、52向两个三相电枢绕组42、43供给彼此相同极性的电流。在该情况下，由于交流电动机40E作为2n极（低速用极数的一例）的电动机而进行动作，因此能够将交流电动机40E的电特性设为极数多的低速用特性。

另外，例如在转速ω为第二基准转速ω_BH1（＞ω_BL1）以上的高速运转时，控制部22E从两个电力变换部51、52向两个三相电枢绕组42、43供给彼此相反极性的电流。在该情况下，交流电动机40E作为n极（高速用极数的一例）的电动机而进行动作，因此能够将交流电动机40E的电特性设为极数少的高速用特性。

另一方面，例如在转速ω大于第一基准转速ω_BL1且小于第二基准转速ω_BH1的中速运转时，控制部22E以与交流电动机40E的速度相应的时间比率，交替切换向三相电枢绕组42、43供给彼此相同极性的电流的状态、与向三相电枢绕组42、43供给彼此相反极性的电流的状态。

由此，第六实施方式的驱动系统100E，对交流电动机40E的极数以与交流电动机40E的速度相应的时间比率，进行将交流电动机40E的极数交替切换为2n极与n极的开关控制。由此，即使在加速减速中也能抑制交流电动机40E的电特性的变化，而能够抑制由于交流电动机40E的电特性的切换引起的影响，并且，能够扩大高效率区域。

此外，与第二实施方式同样地，还可以在从低速区域向高速区域转移的情况下，或者从高速区域向低速区域转移的情况下，在交替切换交流电动机40E的低速用极数与高速用极数的同时，进行低速动作与高速动作之间的转移。

如上所述，在上述实施方式的驱动系统100、100A～100E中，通过以与交流电动机40、40B～40E的速度相应的时间比率，进行交替切换交流电动机40、40B～40E的电特性的开关控制，能够抑制由于交流电动机40E的电特性的切换引起的影响，并且能够扩大高效率区域。

此外，例如，在上述实施方式的驱动系统100、100A中，交流电动机40还可以是将低速用绕组与高速用绕组分别做成单独的绕组的两绕组方式的交流电动机。

另外，在上述实施方式中，将逆变器装置20作为电压型逆变器而进行了说明，但逆变器装置20还可以为电流型逆变器。

另外，在上述实施方式中，说明了检测交流电动机40的转速，并按照该检测结果进行交替切换交流电动机40、40B～40E的电特性的开关控制，但只要最终按照交流电动机40的转速ω进行开关控制即可。从而，检测逆变器装置20的输出电压或输出电流并进行开关控制的情况、和以朝向交流电动机40的指令频率进行开关控制的V/f恒定控制的情况，当然也包括在按照速度的控制。

更进一步的效果和变形例能够由本领域技术人员容易导出。由此，本发明的更宽的方式不限于如上表示且说明的特定的详细内容及代表性的实施方式。从而，不脱离由所附的权利要求书及其等同物定义的概括性的发明的概念的精神或范围，就能够进行各种变更。

Claims (10)

1.一种逆变器装置，其特征在于，

具有电力供给部和切换控制部，

所述电力供给部将交流电供给到交流电动机，所述交流电动机能够将相对于转速的电特性切换为低速用特性或高速用特性，

所述切换控制部切换所述交流电动机的电特性，

所述切换控制部基于所述交流电动机的转速，进行将所述交流电动机的所述电特性交替切换为所述低速用特性与所述高速用特性的开关控制。

2.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

在所述交流电动机的速度处于预定范围内的情况下，所述切换控制部以与该交流电动机的速度相应的时间比率进行所述开关控制。

3.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

所述切换控制部在将所述交流电动机的所述电特性从所述低速用特性及所述高速用特性之中的某一个特性状态转移到另一个特性状态时，在缩短所述某一个特性状态的时间的同时，进行交替切换所述某一个特性状态与所述另一个特性状态的开关控制。

4.如权利要求1～3中任何一项所述的逆变器装置，其特征在于，

所述交流电动机通过将绕组状态切换为低速用绕组或高速用绕组，能够切换所述电特性，

所述切换控制部基于所述交流电动机的转速，进行将所述交流电动机的绕组状态交替切换为所述低速用绕组与所述高速用绕组的开关控制。

5.如权利要求1～3中任何一项所述的逆变器装置，其特征在于，

所述交流电动机通过切换极数，能够切换所述电特性，

所述切换控制部基于所述交流电动机的转速，进行将所述交流电动机的极数交替切换为低速用极数与高速用极数的开关控制。

6.如权利要求1～3中任何一项所述的逆变器装置，其特征在于，

所述电力供给部具有电力变换部和PWM信号生成器，

所述电力变换部具有开关元件，

所述PWM信号生成器基于电压指令与载波的比较，输出PWM信号来控制所述开关元件，

所述切换控制部以与所述载波同步的方式进行所述开关控制。

7.如权利要求1～3中任何一项所述的逆变器装置，其特征在于，

所述电力供给部具有电力变换部和PWM信号生成器，

所述电力变换部具有开关元件，

所述PWM信号生成器基于电压指令与载波的比较，输出PWM信号来控制所述开关元件，

所述切换控制部以与所述载波不同步的方式进行所述开关控制。

8.如权利要求6所述的逆变器装置，其特征在于，

所述逆变器装置具有指令生成部，

所述指令生成部基于包括电动机常数及控制参数的设定数据，根据转矩指令生成所述电压指令，

所述切换控制部使用表格或计算式来取得与所述开关控制相应的所述设定数据，并将该设定数据输出到所述指令生成部。

9.如权利要求7所述的逆变器装置，其特征在于，

所述逆变器装置具有指令生成部，

所述指令生成部基于包括电动机常数及控制参数的设定数据，根据转矩指令生成所述电压指令，

所述切换控制部使用表格或计算式来取得与所述开关控制相应的所述设定数据，并将该设定数据输出到所述指令生成部。

10.一种电动机驱动系统，其特征在于，具有：

交流电动机，能够将相对于转速的电特性切换为低速用特性或高速用特性；

电力供给部，将交流电供给到所述交流电动机；以及

切换控制部，切换所述交流电动机的所述电特性，

所述切换控制部基于所述交流电动机的转速，进行将所述交流电动机的所述电特性交替切换为所述低速用特性与所述高速用特性的开关控制。