JP2001304738A - 冷却システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石を有する電動機を用いた冷却システ
ムの圧縮機の高効率化を図る。 【解決手段】 巻線３１，３２，３３と永久磁石３４〜
４１を有する電動機４２に接続される電動機駆動装置５
０は、電動機４２の無負荷誘導起電力波形と略相似波形
の電流を電動機４２に供給する電力供給手段５１を有す
る。これにより、発生するトルクに対する電流の実効値
を最低として銅損を低減し、電動機４２の高効率運転を
実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、缶や紙パック，ペ
ットボトルなどの飲料自動販売機や冷凍／冷蔵ショーケ
ースなどに使用される電動機の回転運動を冷媒ガスの圧
縮仕事に変換する圧縮機を有する冷却システムに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術の特開昭６２−１４１９９８
号公報に示されている電動装置は、図１２の回路図、お
よび図１３の電動機の断面図に示されているように、３
相の電動機の回転子２には、永久磁石が設けられてお
り、固定子巻線１Ａ〜１Ｃには、回転子２が回転すると
誘起電圧ＥＡ〜ＥＣの正弦波状の電圧が誘起されるもの
となっている。

【０００３】そして、固定子側には固定子巻線１Ａ〜１
Ｃとは別に、検知用巻線３Ａ〜３Ｃが巻回されており、
この検知用巻線３Ａ〜３Ｃは、これに誘起される誘起電
圧が固定子巻線１Ａ〜１Ｃの相誘起電圧と同位相になる
ように配置されている。

【０００４】さらに始動回路１０，ＰＬＬ回路９，電流
検出器４Ａ〜４Ｃ，アンプ５Ａ〜５Ｃ，加算器６Ａ〜６
Ｃ，乗算器７Ａ〜７Ｃを有している。

【０００５】以上の構成において、始動回路１０の出力
により起動がなされた後、電動機の固定子の巻線電流の
波形と、検出用巻線の誘起電圧の波形とを相似となるよ
うに制御することを特徴とするものであった。

【０００６】そして、検知部の回路構成を簡単としなが
ら、電流波形を生成し、脈動トルクが小さく速度変動が
小さい駆動を行わせるものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の技
術においては、電動機内に検知用巻線を設ける必要があ
り、電動機の構成が複雑になるという第１の課題を有し
ていた。

【０００８】特に検知用巻線に得られる電圧波形を固定
子巻線に発生する誘導起電力波形と同じものを得るため
には、検知巻線を設ける鉄心の断面形状は固定子巻線が
設けられている鉄心とほぼ同形状とし、また検知用巻線
に作用する固定子側の永久磁石についても固定子巻線が
対向している部分と同等の特性を有するものが必要とな
ることから、検知用巻線の銅線の太さこそ極細いもので
済むものの、結果として回転の軸方向の長さが相当に大
となるとともに、重量・コストの面でも大となるもので
あった。特に冷却システムの圧縮機に用いられる電動機
に関しては圧縮要素と共に密閉容器の中に納められてお
り、従来の線に加えて新たな引出し線が必要になると圧
縮機が大型化するという課題も有していた。

【０００９】本発明は、この課題を解決するためのもの
であって、検知用巻線を設けない簡単な電動機の構成と
しながら、引出し線をなくし圧縮機が大型化することを
防止すると共に、トルク発生に関係がある電流のみを能
率良く供給し、電動機の効率が高い条件での運転を行わ
せることにより、冷却システムの省エネルギーおよび圧
縮機の発熱低減を実現するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、巻線と永久磁石を有する電動機に接続する
とともに、前記電動機の無負荷誘導起電力波形と略相似
波形の電流を前記電動機に供給する電力供給手段を有す
る冷却システムを構成したものである。

【００１１】これにより、電動機の効率向上を図り、冷
却システムの省エネルギーおよび圧縮機の発熱低減を実
現するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の目的を達成する各請求項
に記載した発明に、その作用と効果を併記し、更に実施
例を加えることにより、本発明の実施の形態を詳述する
こととする。

【００１３】本発明の請求項１に記載の発明は、巻線と
永久磁石を有する電動機と、電動機により圧縮動作を行
う圧縮要素と、前記電動機と前記圧縮要素からなり冷媒
ガスを圧縮する圧縮機と、前記電動機の無負荷誘導起電
力波形と略相似波形の電流を前記電動機に供給する電力
供給手段を有するものであり、発生するトルクに対する
電流の実効値を最低とし、銅損を低減することにより効
率向上を図るものである。

【００１４】また請求項２に記載の発明は、請求項１記
載の冷却システムを、通電区間の電気角が１２０度であ
る構成としたものであり、比較的簡単な構成でありなが
ら、発生するトルクに対する電流の実効値を最低とし、
銅損を低減することにより３相の電動機を高効率で運転
させることを可能とするものである。

【００１５】また請求項３に記載の発明は、請求項１記
載の冷却システムを、通電区間の電気角が１２０度より
大で１４５度以下としたものであり、発生するトルクに
対する電流の実効値を最低とし、銅損を低減することに
より３相の電動機を高効率で運転させることを可能とす
ると共に、電流切替によるトルク脈動を小さくし振動や
騒音の低減ができるものである。

【００１６】また請求項４に記載の発明は、請求項１〜
請求項３のいずれか１項記載の冷却システムを、巻線電
流波形の第５高調波率は無負荷誘導起電力の第５高調波
率の差の絶対値を、１０％以下とすることにより、発生
するトルクに対する電流の実効値をほぼ最低とし、銅損
を十分に低減し、電動機を高効率で運転させることを可
能とするものである。

【００１７】また請求項５に記載の発明は、請求項１〜
請求項３のいずれか１項記載の冷却システムを、巻線電
流波形の波形率と無負荷誘導起電力の波形率の差の絶対
値は、０．１以下である構成としたものであり、発生す
るトルクに対する電流の実効値をほぼ最低とし、銅損を
十分に低減し、電動機を高効率で運転させることを可能
とするものである。

【００１８】また請求項６に記載の発明は、請求項１〜
請求項５のいずれか１項記載の電動装置の巻線を、３相
のスター結線としたものであり、３相の電力を電動機に
供給することから、比較的簡単な構成で安定に動作する
電動機を搭載した冷却システムを実現しながら、発生す
るトルクに対する電流の実効値を最低とし、銅損を低減
し、電動機の高効率運転による電動機の発熱の低減と装
置の省エネルギー化を実現するものである。

【００１９】また請求項７に記載の発明は、請求項１〜
請求項５のいずれか記載の冷却システムを、集中巻の構
成としたものであり、特にモータのトルク発生には不要
であるコイルエンド部分を大幅に削減することにより、
巻線抵抗を抑え、一層銅損を低減し、電動機の高効率運
転による電動機の発熱の低減と装置の省エネルギー化を
より効果的に実現するものである。

【００２０】また請求項８に記載の発明は、請求項１０
記載の電動装置電動機を、極数とスロット数の比が２対
３の構成としたものであり、巻線抵抗を抑え、かつ無負
荷誘導起電力と電流の波形をより相似形に近づけること
を可能とすることにより、一層銅損を低減し、電動機の
高効率運転による電動機の発熱の低減と装置の省エネル
ギー化をより効果的に実現するものである。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。

【００２２】（実施例１）図１は本発明の一実施例にお
ける冷却システムの圧縮機駆動装置の回路図を示すもの
である。

【００２３】図１においては、Ｕ相の巻線３１，Ｖ相の
巻線３２，Ｗ相の巻線３３，永久磁石３４，３５，３
６，３７，３８，３９，４０，４１を有する３相の電動
機４２を設けている。

【００２４】この電動機４２はその回転子が圧縮要素
（図示せず）に接続されており、回転運動を圧縮仕事に
変換する。例えば回転子のシャフトに偏心部を設け往復
運動に変換し、シリンダ（図示せず）内をピストン（図
示せず）を往復運動するようにしている。この往復運動
によりシリンダ内に吸い込まれた冷媒ガスを圧縮して吐
出するようにしている。

【００２５】巻線３１，３２，３３は３相のスター結線
としており、その上本実施例においては、回転子の位置
検知のための位置検出手段４３を設けている。圧縮機は
冷媒ガスが外部に漏れないように密閉容器に納められて
おり、通常のホール素子などの位置検出手段の採用は困
難である。そのため、電動機４２の誘導起電力から位置
を推定する方法を用いている。

【００２６】電動機４２に接続された電動機駆動装置５
０は、電動機４２の無負荷誘導起電力波形と略相似波形
の電流を電動機４２に供給する電力供給手段５１を有し
ている。

【００２７】本実施例では、電力供給手段５１は、シリ
コン半導体を用いたＩＧＢＴおよび整流素子の並列接続
によって構成した開閉素子５２，５３，５４，５５，５
６，５７、およびこれらの開閉素子の導通と非導通を制
御する制御回路５８により構成されている。

【００２８】ただし、開閉素子の種類としては、ＩＧＢ
Ｔを用いたものであることがどうしても必要というもの
ではなく、例えばＭＯＳＦＥＴ，バイポーラ形，ＤＧＭ
ＯＳ，ＧＴＯなどのものでもよく、材質もシリコン以外
にもゲルマニウム，炭化シリコン（ＳｉＣ）などを使用
してもよい。

【００２９】交流電源６０は、実効値が１００ボルト
で、一定の周波数（６０ヘルツ）の商用電源であり、電
動機駆動装置５０は、交流電源６０を受け、チョークコ
イル６１，整流素子６２，６３，電解式のコンデンサ６
４，６５によって倍電圧（倍圧）整流され、電動機駆動
装置５０に対して無負荷時に２８０ボルトの直流電圧を
供給するものとなっている。

【００３０】なお、整流素子６６，６７は、コンデンサ
６４，６５に逆電圧が印加されるのを防止する作用を有
するものであるが、本実施例のように４本の整流素子を
接続する構成の場合には、一般によく用いられている例
えばシリコン半導体のブリッジの整流器を使用すること
ができ、少ない部品点数で構成することができるものと
なる。

【００３１】ただし、４本の整流素子はシリコン以外の
もの、例えばゲルマニウム，炭化シリコン（ＳｉＣ），
セレンなどを用いた整流素子としても構成することがで
きるものである。

【００３２】図２は、実施例１の電動機４２の詳細な構
成図である。

【００３３】電動機４２は、固定子７０と回転子７１か
らなり、固定子７０は、厚さ０．５ｍｍの珪素鋼板を４
０枚重ねて構成した鉄心７２と、コイル７３ａ，７３
ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅ，７３ｆ，７３ｇ，７３
ｈ，７３ｉ，７３ｊ，７３ｋ，７３ｌを有している。

【００３４】鉄心７２の形状は、１２個のスロット７４
ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｅ，７４ｆ，７４
ｇ，７４ｈ，７４ｉ，７４ｊ，７４ｋ，７４ｌと、１２
個のティース７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ，７５
ｅ，７５ｆ，７５ｇ，７５ｈ，７５ｉ，７５ｊ，７５
ｋ，７５ｌを有していて、各コイルは各ティースの部分
に巻かれている。

【００３５】一方、回転子７１は、鍛造した鉄で構成し
磁路としても機能する鉄心７６の表面に、８個の永久磁
石３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１を
接着し、軸７７を中心に回転しながらトルクを圧縮する
ための機械的負荷（図示せず）に伝え、動力を供給する
ものとなっている。

【００３６】ここで、永久磁石３４，３６，３８，４０
については外側すなわち固定子７０に対向する面にＮ極
とし、永久磁石３５，３７，３９，４１については外側
すなわち固定子７０に対向する面にＳ極が出る構成とし
ているため、極数８極の回転子７１を実現している。

【００３７】したがって、本実施例では極数とスロット
数の比は、８対１２、すなわち約分して２対３である。

【００３８】図３は、実施例１の電動機４２の巻線３
１，３２，３３の構成を示した結線図であり、いずれの
巻線も４個のコイルの直列回路により構成されている。

【００３９】すなわち、Ｕ相の巻線３１はコイル７３
ａ，７３ｄ，７３ｇ，７３ｊ、Ｖ相の巻線３２はコイル
７３ｂ，７３ｅ，７３ｈ，７３ｋ，Ｗ相の巻線３３はコ
イル７３ｃ，７３ｆ，７３ｉ，７３ｌの直列回路により
構成されたものとなっているものである。

【００４０】ここで、各コイルの片方につけられている
黒丸印は、極性を示すものであり、各コイルは黒丸印の
ある方から電流が流れた場合に、各ティースの内側、す
なわち回転子７１に対向する側にＮ極が発生するように
巻かれている。

【００４１】したがって、例えばＵ端子から電流を流し
込むと、巻線３１を構成する４個のコイルによる起磁力
は、図２上では９０度ずつずれた位置にあるコイルが同
極（Ｎ極）となり、８極機として動作する。

【００４２】このように１つの極が１つのコイルで構成
される巻き方は、一般に集中巻と呼ばれるが、本実施例
では各コイルの幅を電気角１２０度した集中巻としたこ
とにより、いわゆるコイルエンド部の銅線長が短くで
き、銅線の電気抵抗を低減でき、銅損を抑えるという効
果を得ることができるものとなり、同時に電動機の形状
と重量も小とすることができ、コストの低減が可能とな
るとともに、資源の有効利用にもつながり地球環境の保
護にも貢献できるものとなる。

【００４３】また、本実施例のような集中巻とした場合
の製造上のメリットとして、分割コアなどと呼ばれるよ
うな鉄心７２を１２個に分割して製造し、コイル７３ａ
〜７３ｌを巻いた後に溶接などにより１つの固定子７０
となるようにする製造方法を採ることも可能となり、そ
れによればスロット７４ａ〜７４ｌの面積に対する正味
の銅線の断面積、いわゆる銅の占積率が著しく向上させ
ることができ、よって銅損の低減など性能向上に寄与で
きるものとする効果も有している。

【００４４】なお、請求項８に述べた極数とスロット数
の比が２対３となる電動機の構成としては、本実施例の
８極１２スロット以外にも、６極９スロットや４極６ス
ロットなどでも良く、２極３スロットでも振動が問題と
ならない装置の場合などには有利な構成となる場合もあ
る。

【００４５】図４は、実施例１の制御回路５８の動作波
形図を示しているものであり、図４（ア）は、位置検出
手段４３からの入力信号Ｓ１の波形図、図４（イ）は、
位置検出手段４３からの入力信号Ｓ２の波形図、図４
（ウ）は、位置検出手段４３からの入力信号Ｓ３の波形
図を示しているもので横軸は時間を電気角に変換したも
のをとっている。

【００４６】なお、電気角は、一般に極数の１／２に機
械角を乗じたものとなり、本実施例は電動機４２が８極
である故、機械角９０度が電気角３６０度に相当するも
のとなる。

【００４７】本実施例では、図２の矢印に示した回転方
向、すなわち時計方向に回転が行われており、位置検出
手段４３からは、Ｓ３，Ｓ２，Ｓ１の相順で信号が出力
される。

【００４８】位置検出手段４３は、いずれも対向する永
久磁石の極がＮ極である場合にはハイ信号、Ｓ極である
場合にはロー信号を、位置検知信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と
して出力するものである。

【００４９】Ｓ２はＳ１に対して電気角１２０度進んだ
波形、Ｓ３はＳ２に対して電気角１２０度進んだ波形と
なっている。

【００５０】そして、電気角６０度毎にＳ１，Ｓ２，Ｓ
３の内のいずれか一つの信号の論理が変化していること
から、位置検出手段４３の出力論理は、電気角６０度毎
に順次変化するものとなっている。

【００５１】図４（エ）は開閉素子５２のゲート信号Ｕ
Ｐの波形、図４（オ）は開閉素子５３のゲート信号ＶＰ
の波形、図４（カ）は開閉素子５４のゲート信号ＷＰの
波形、図４（キ）は開閉素子５５のゲート信号Ｕｎの波
形、図４（ク）は開閉素子５６のゲート信号Ｖｎの波
形、図４（ケ）は開閉素子５７のゲート信号Ｗｎの波形
である。

【００５２】いずれの開閉素子のゲート信号についても
前半の電気角６０度の区間には、１５．６２５ｋＨｚを
キャリア周波数としたパルス幅変調がかかり、後半の電
気角６０度の区間はオンの信号を続けて出力しており、
前半と後半の合計である電気角１２０度が通電区間と定
義するものである。

【００５３】また、本実施例では、電気角６０度毎に発
生する位置検出手段４３の出力論理の組み合わせが変化
するタイミングｔ１，ｔ２，ｔ３．．．．に対して、電
気角１０度に相当する期間進めたオンオフ制御としてい
る。

【００５４】図５は、図４の各開閉素子への信号Ｕｐ，
Ｖｐ，Ｗｐ，Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎの前半の電気角６０度区
間でのパルス幅変調のオン時間比率、すなわちデューテ
ィの変化を示している。

【００５５】本実施例においては、パルス幅変調がなさ
れる電気角６０度の区間の開始時点においては、４８％
のデューティとしており、その後制御回路５８の内部の
タイマーにより時間とともに直線的にデューティ値を減
ずる演算をおこない、直線的にデューティが低減するも
のとなっている。

【００５６】そして、開始から電気角１１度の時点でデ
ューティの値が３３％となった後については、３３％の
一定値を保ち、電気角６０度まで続けるものとなってい
る。

【００５７】このように、時間に対して直線的にデュー
ティ値が低下する制御を行わせる場合には、制御回路５
８の負担は小さく、デューティの変化を時間関数として
記憶しておくような手段、もしくはＰＬＬなどの構成
で、位置検出手段４３からの信号をより高い分解能に変
換して、電気角を推定した上で、ＲＯＭテーブルなどに
その電気角の関数として記憶したデューティの値を順次
読み出して制御を行うという構成としてももちろん実現
できるものであるが、必ずしもそのような構成を取らな
くとも十分実現できるものである。

【００５８】図６（ア）の実線は電動機４２のＵ相の巻
線３１に供給される電流Ｉｕの電流波形、図６（イ）は
巻線３１の両端の無負荷誘導起電力Ｅｕの波形図であ
り、無負荷誘導起電力Ｅｕは電動機４２を例えば別の電
動機などで外部から回転させた状態で、図３のＵ端子と
Ｎ端子の間にオシロスコープのプローブを接続して観測
したもので、Ｕ端子側をプラスとして示しているもので
ある。

【００５９】このような無負荷誘導起電力の波形は、電
動機４２の巻線３１，３２，３３の仕様や、永久磁石３
４〜４１の着磁分布等によって変化するものである。

【００６０】３相は平等であるため、Ｖ相，Ｗ相につい
ては位相が１２０度ずつずれるものの、各波形について
はＵ相と全く同等である。

【００６１】なお、Ｎ端子はオシロスコープでの観測の
ために仮に設けるものであり、本実施例では実動時には
どこにも接続する必要はない。

【００６２】ちなみにＮ端子を用いず、Ｕ端子とＶ端子
の間の、線間の無負荷誘導起電力を観測した場合には、
図６（イ）の波形を電気角６０度ずらして足し合わせ
た、段を持った波形となり、図６（イ）とはかなり異な
った波形となる。

【００６３】なお、図６（ア）の破線はデューティを３
５％の一定とし、かつ電気角１０度の進角も設けず（進
角＝０）で運転した場合の電流波形であり、実線で示す
波形とはトルクおよび速度はいずれも同条件であるが、
図６（ア）の実線波形の方と破線波形を比較すると、実
線波形の方が図６（イ）の波形により近いもの、すなわ
ちほぼ相似形と言えるものとなる。

【００６４】周知のように、永久磁石と巻線を有する電
動機の場合、いわゆるフレミングの左手の法則により発
生するトルクと速度の積（機械出力パワー）の瞬時値
は、無負荷誘導起電力と電流値の積に等しいものとなる
が、発明者らによる検討によれば、電流波形が無負荷誘
導起電力波形とまったく相似であり、位相も同相である
条件においては、一定の機械出力パワーを得る際に必要
となる電流の実効値が最低で済むものとなる。

【００６５】よって、本実施例のように無負荷誘導起電
力波形に近い波形の電流を電動機に供給できる電動機駆
動装置により、一定の機械出力パワー、すなわち一定の
速度で一定のトルクを得るために、必要な電流の実効値
を最低値に近づけることができる。

【００６６】実施例１では、電気角１０度の進角と図５
に示したデューティの変化により、巻線の電流の第５高
調波率を４％としている。

【００６７】ここで、第５高調波率とは、第５高調波の
振幅を、基本波の振幅で除した値をパーセントで表した
値と定義するものである。

【００６８】一方無負荷誘導起電力については、第５高
調波率は１２％で有り、前述の電流の第５高調波率の４
％との差の絶対値は８％となり、１０％以下となってい
る。

【００６９】なお、本実施例では第３高調波について
は、電流波形と無負荷誘導起電力波形ともほぼゼロであ
り、また無負荷誘導起電力波形の第７高調波率について
も３％以下であったことから、波形の特徴は、ほぼ第５
高調波率で定まるものとなり、事実上第５高調波率での
論議が極めて有効なものとなる。

【００７０】また、実施例１では、巻線の電流の波形率
は０．１０となる。

【００７１】波形率は、波形のゼロ点からゼロ点までの
半周期間について、実効値を平均値で除した値であり、
無負荷誘導起電力の波形率は０．１７となっている。

【００７２】したがって、両者の波形率の差の絶対値は
０．０７となり０．１以下となっている。

【００７３】なお、実施例１では巻線の電流の基本波と
無負荷誘導起電力の基本波との位相差は、電気角６度と
なる。

【００７４】発明者らの実験によれば、巻線電流波形の
第５高調波率と無負荷誘導起電力波形の第５高調波率と
の差の絶対値が、１０％以下である請求項６の条件を満
たす場合に電動機４２の高効率化が実現するものであっ
た。

【００７５】また、巻線電流波形の波形率と無負荷誘導
起電力波形の波形率との差の絶対値が０．１以下である
請求項７の条件を満たす場合に、電動機４２の高効率化
が実現するものであった。

【００７６】無負荷誘導起電力の値は回転の速度に比例
して変化し、１周期に当たる期間は速度に反比例するも
のとなるが、いずれの速度でも波形の形としては図６
（イ）の波形とほぼ等しいものとなる。

【００７７】電動機４２の速度制御を一定とする速度制
御などを行うために、デューティを微調整する場合に
は、図５に示したデューティの特性を平行移動させる
か、あるいはデューティの平坦部分（３３％）の値の変
化などを行うことにより、電動機４２のトルクと速度の
特性カーブが移動するので、負荷の変動に対しての速度
の維持を行わせることもできるものとなる。

【００７８】巻線３１，３２，３３の損失（銅損）は、
電気抵抗の値に、電流の実効値の自乗を乗じた値である
ことが知られているが、前記の電流の実効値の低減によ
り、銅損の低減が図られ、高効率での電動機４２の運転
が可能となるものとなる。

【００７９】特に、冷却システムは十分に冷却しており
安定している条件、すなわち往復動式の圧縮機を速度約
１６２０ｒ／ｍｉｎ、トルク２００ｍＮｍで駆動する条
件では、動作点が低速低トルクであるため、機械出力の
割に電動機の銅損が大きい条件となるが、このような動
作条件で本実施例を使用した場合には、図６（ア）の破
線で示すような、進角を行わず、デューティの変化も行
わない通電区間１２０度の運転方法に比較して、電動機
の効率向上の効果が高く、電動装置の消費電力を５％以
上低減させることができるものとなる。

【００８０】加えて、上記動作点での巻線の電流の最大
値（ピーク値）の値も、図６（ア）の実線に示す本実施
例の制御方法の方が１８％程度小さくなり、よって各開
閉素子の電流定格値の低減もしくは開閉素子の損失低減
による電動機駆動装置５０の効率向上も実現できる上、
永久磁石３４〜４１の減磁を防ぐ効果もある。

【００８１】一般に永久磁石を用いた電動機は、巻線の
電流のピーク値が限度値を越えると、不可逆的な減磁が
起こり、その後の装置の性能低下が発生するものである
が、本実施例のように同一のトルクにおける電流のピー
ク値が小さくて済むと、そのような問題を起こすことが
防げるものとなる。

【００８２】電動機駆動装置５０内に、別途巻線のピー
ク電流値を検知して、それが所定値に達した場合に、電
流の制限もしくは遮断を行う手段を設け、上記減磁の問
題を防ぐ構成とする場合においても、本発明の方法を用
いることにより、その所定値を低く抑え、電動機４２内
の永久磁石３４〜４１の材質も低コストのもの、あるい
は厚さの薄いもので済ませることもでき、装置の低コス
ト化の効果を得ることもできる。

【００８３】逆にピーク電流値が不変とした場合には、
トルクをより大とした条件での運転も可能となり、例え
ば圧縮機を使用する上記の冷却システムにおいては、よ
り短時間で庫内を急速に冷却することができるというよ
うな効果が得られる。

【００８４】発明者らによる実験によれば、本実施例に
使用した電動機４２に対し、巻線３１，３２，３３の電
流を正弦波とした場合には、同一トルクでの巻線電流の
ピーク値は、やはり図６（ア）の実線よりも高くなるも
のであり、また高速域でも巻線の電流波形を正弦波とす
る場合には、巻線の巻数を減らすというような電動機の
仕様変更も加わり、それを行った場合には、低速時の巻
線の電流値は更に大となって、開閉素子のピーク電流値
が増大することがわかっている。

【００８５】加えて、電動機４２のティース７５ａ〜Ｌ
の部分の磁束密度についても、巻線３１，３２，３３の
電流のピーク値が大きいと飽和してくるという性質があ
り、ピーク電流が抑えられれば飽和に対する余裕度を大
きくとり：騒音の低減になるほか、ティース７５ａ〜Ｌ
の幅を小とするというような電動機４２の仕様の変更も
可能となり、これによる鉄量の減少、銅線長の低減など
の効果も上げることができるものである。

【００８６】なお、本実施例においては各開閉素子の前
半の電気角６０度をパルス幅変調し、後半の電気角６０
度をオン状態に保つ制御をしていることから、電気角６
０度毎に発生する開閉素子の切り換え直後の各巻線の両
端電圧の跳ね上がりと巻線電流の急激な変化による騒音
が低く抑えられるという効果を得ることができるものと
なっているが、必ずしもこのような制御を行うことが必
要であるというものではなく、例えば高電位側の開閉素
子５２，５３，５４を前半の電気角６０度と後半の電気
角６０度の両方について、図５のデューティ変化となる
制御とし、低電位側の開閉素子５５，５６，５７は、電
気角１２０度区間に渡ってオン状態を続ける制御として
もよい。

【００８７】いずれの場合にも、通電区間を１２０度と
することは、本実施例のように位置検出手段４３を用い
て位置検知を行う場合には、位置検出手段４３の出力信
号の立ち上がりまたは立ち下がりのエッジの間隔である
電気角６０度に対して通電区間がちょうど２倍であるこ
とから、比較的簡単な論理で各開閉素子のオンオフの制
御ができ、また冷却システムなど大きな起動トルクが必
要な装置に使用することも可能であり、３相の電動機の
駆動が安定に行うことができるものである。

【００８８】本実施例で用いた電動機４２は、巻線３
１，３２，３３をすべて集中巻で構成し、かつ極数とス
ロット数の比が２対３としていることから、コイル７３
ａ〜７３ｌは幅が電気角電流で１２０度となり、各永久
磁石３４〜４２を均一に着磁した場合には、巻線３１，
３２，３３の無負荷誘導起電力はいずれも発生する区間
が電気角１２０度となる。

【００８９】よって、通電区間を１２０度とした場合
に、残りの６０度の区間は無負荷誘導起電力も低く、よ
ってその区間に巻線の電流を通じてもトルクの発生は少
ないものであり、高効率の電動機動作を行わせる目的に
対する障害となることはほとんどないものである。

【００９０】ただし電動機を３相としない構成であって
も、請求項１に述べられている無負荷誘導起電力波形と
略相似形の電流が電動機に供給されるものであれば、そ
の電動機として同一トルクを得るのに必要な電流の実効
値がほぼ最低の値とすることができるという効果は上げ
ることができるものとなり、電動機の高効率化による省
エネルギー、および電動機の発熱の低減が実現できるも
のとなる。

【００９１】また、本実施例の電動機４２を３相の巻線
３１，３２，３３をスター結線としていることから、各
巻線に流れる電流は、高電位側の開閉素子または低電位
側の開閉素子のいずれかから供給されるものとなり、巻
線の電流の制御はこれらの開閉素子のオンオフ動作によ
り、ほぼ直接的に制御することが可能となり：例えば同
じ３相であってもデルタ結線とした電動機構成と比較す
ると、環状に接続された３つの巻線を循環して流れる電
流成分（３ｎ次の高調波成分、ただしｎは整数）の制御
が困難であること、また１つの開閉素子から複数の巻線
電流が流れるため各巻線の電流の波形の制御が困難とな
ることを考慮すると、スター結線が巻線の電流波形制御
を行うのに極めて有効であるものとなる。

【００９２】実施例１は、上記の電動機構成により、デ
ューティの変化波形を細かく記憶する記憶手段などを用
いなくても進角と図５に示すような直線的なデューティ
の変化だけで、無負荷誘導起電力波形に十分近い巻線電
流波形を実現し、高効率の電動機４２の駆動を実現でき
るものとなる。

【００９３】なお、進角を実現するための手段として
は、制御回路内で電気的に行う構成以外に、例えば位置
検出手段４３の回路定数を調整することで実現すること
もでき、例えば圧縮機を駆動するための電動機などのよ
うに一方のみの回転運転をおこなうものであれば有効で
ある場合がある。

【００９４】ただし、トルクと速度によって決まる電動
機４２の動作条件が異なると、デューティの変化波形や
進角の量も異なったものとした方が、より無負荷誘導起
電力波形に近い巻線の電流波形とすることができるもの
であることから、複数の負荷条件で、いずれも高効率の
効果を確保するには、速度あるいは電流の値に応じて、
それらを変化させるなどの構成を追加すれば実現でき
る。

【００９５】（実施例２）図７は本発明の他の実施例に
おける冷却システムの圧縮機駆動装置の動作波形図を示
すものである。

【００９６】実施例２においても、電動機駆動装置およ
び電動機については、実施例１を示す図１と全く同等の
回路図で実現され、制御回路５８の動作のみが異なる。

【００９７】実施例２においては、開閉素子５２，５
３，５４，５５，５６，５７のオン期間、すなわちパル
ス幅変調がかけられている期間とオン状態を続ける期間
の和が、電気角で１４０度となっており、この区間が巻
線への電流供給が行われる通電区間と定義されるため、
請求項３に述べられている、通電区間の電気角が１２０
度より大で１４５度以下であるものとなっている。

【００９８】なお、本実施例では各開閉素子は、いずれ
も電気角６０度の区間にはオン状態を続けるという制御
を行うことにより、３相の巻線３１，３２，３３のＵ，
Ｖ，Ｗ端子の内１つは常にコンデンサ６４の高電位側ま
たはコンデンサ６５の低電位側の端子の電位に固定され
るものとなっている。

【００９９】しかし、請求項５の構成として１つの端子
の電位の固定を行うことはどうしても必要なものではな
く、通電区間が電気角１２０度より大で１４５度より小
であればよい。

【０１００】図８（ア）は、電動機４２のＵ相の巻線３
１に供給される電流Ｉｕの電流波形、図６（イ）は巻線
３１の両端の無負荷誘導起電力Ｅｕの波形図を示してい
る。

【０１０１】実施例２では通電区間が電気角１４０度で
あり、実施例１よりも、もう２０度大であることから、
進角やデューティの変化などにより、巻線３１の電流波
形を、より図８（イ）に示す無負荷誘導起電力波形に近
づけることができるものとなり、それによって電動機４
２の効率向上の効果は実施例１よりも大となる。

【０１０２】ただし、制御回路５８がなすべき仕事が実
施例１よりも若干増えるものとなり、例えばマイクロコ
ンピュータなどを若干能力のあるものとする必要があ
る。

【０１０３】また、巻線電流波形を滑らかなもの、すな
わち電流の時間的変化を過大とすることも防止すること
ができることから、騒音の低減も可能となる。

【０１０４】なお、本実施例では図７の例えば（ア）と
（エ）を見比べると、高電位側と低電位側の開閉素子が
いずれもオフとなる期間が、通電区間の前または後に電
気角４０度ずつ存在し、この期間には位置検知の方法と
して、電動機４２の端子電圧からの検知が可能となる。

【０１０５】発明者らによる実験によれば、高電位側と
低電位側の開閉素子が共にオフとなる期間が電気角３５
度以上であれば、上記のようなホールＩＣを用いない位
置検知方法が実現できることが確認された。

【０１０６】よって通電区間は最大１４５度とすること
ができるものである。

【０１０７】また、通電区間の開始のタイミングの決定
には、アナログ式の積分回路や、マイクロコンピュータ
内のタイマー等が使用され、それらの時定数、タイマー
の設定時間の調整により、進角の調整も可能であり、巻
線の電流波形を無負荷誘導起電力波形と相似形に近づけ
ることができる。

【０１０８】起動時においては誘導起電力が無いことか
ら、上記位置検知方法は使用せず、強制的に周波数を上
昇させ、同期機として起動させ、しかる後に位置検知に
よる運転に切り換えるものとなる。

【０１０９】なお、本実施例では図７に見られるよう
に、１４０度通電区間は、高電位側または低電位側のい
ずれか一方はオフ状態を保っているが、特にそのような
制御に限られるものではなく、高電位側の開閉素子と低
電位側の開閉素子とをパルス幅変調のキャリア周期内で
所定のデッドタイムを挟んで交互にオンさせるものなど
でもよい。

【０１１０】（実施例３）図９は、本発明の実施例３の
電動機駆動装置の動作波形図を示している。

【０１１１】実施例３においても、電動機駆動装置およ
び電動機については、実施例１を示す図１と全く同等の
回路図で実現され、制御回路５８の動作のみが異なる。

【０１１２】図９においては、ほぼ絶え間なく各開閉素
子のパルス幅変調を行い通電を行っている。

【０１１３】したがって、電流の波形がほぼ全周期にわ
たって変化させることが可能となり、実施例２よりもさ
らに電流波形を無負荷誘導起電力波形に近づけることが
できるものとなる。

【０１１４】ただし、高電位側と低電位側の開閉素子が
共にオフを保つ期間が無いことから、電動機の端子電圧
からの位置検知は困難となり、例えば３相の内の２相の
電流を直接検知する電流検知手段を別に設けて、その電
流の位相などから位置検知を行う方法などを使用するこ
とは可能であり、かつ前記電流検知手段からの電流波形
が、無負荷誘導起電力波形と等しくなるようにデューテ
ィ変化を行わせれば、電動機駆動装置の構成は若干複雑
にはなるが、ほぼ無負荷誘導起電力の波形と相似形の電
流波形を実現することができ、やはり電動機の高効率化
が行えるものとなる。

【０１１５】このような電流検知手段を設ける場合に
は、３相のすべてに設けても良いが、３相３線の場合で
あれば、３相の内の２相の電流のみを検知するようにし
た上で、残りの１相に関しては３相の電流の瞬時値の和
が常にゼロとなることを利用して、演算により求めるこ
ともできる。

【０１１６】また、１相のみの電流を検知し、それを電
気的に１２０度ずつずらして他の２相の電流とする構成
であっても、十分な性能が発揮できる場合もある。

【０１１７】なお、本実施例では図９に示すように、す
べての開閉素子がいつもパルス幅変調を行っているが、
このような制御以外にも例えば常に３相の内の１相につ
いては高電位側または低電位側の開閉素子をオン状態に
固定する方法や、３相のパルス幅変調のデューティの変
化の波形に３ｎ次の高調波を重畳させるものなどであっ
てもよい。

【０１１８】（実施例４）図１０は、実施例４の電動装
置の回路図を示している。

【０１１９】実施例４においても、電動機４２および電
動機駆動装置５０については、実施例１を示す図１と同
等の構成であり、電動機駆動装置５０が、ニッケル水素
式の蓄電池を６本直列にして構成した直流電源７８を受
け、直流から交流の変換を行って電動機４２に対して、
電動機４２の無負荷誘導起電力波形と略相似形の電流を
巻線３１，３２，３３に供給するという点が異なるもの
である。

【０１２０】実施例４においても、制御回路５８によ
り、実施例１〜３に示したような開閉素子５２，５３，
５４，５５，５６，５７の制御を行うことにより、電動
機４２を高効率で駆動することができるものとなる。

【０１２１】特に蓄電池７８を使用していることから、
燃料電池や太陽電池などのクリーンなエネルギーを利用
して発生させた電力を予め蓄電池に蓄えておくことがで
き、必要に応じてこの蓄電池のエネルギーを使用して冷
却システムを冷却することができる。また、車載用の冷
却システムなどに利用できるものとなる。

【０１２２】実施例では、実施例１のような倍電圧整流
を用いるものと比較して、直流電源７８の電圧にリプル
分を含まないものであることから、巻線３１，３２，３
３の電流波形は、より安定となり、無負荷誘導起電力波
形に近づけやすいという効果もある。また、圧縮機を高
効率で駆動することができるので蓄電池７８に蓄えられ
たエネルギーを有効に使用することができる。

【０１２３】（実施例５）図１１（ア）は、本発明の実
施例５の電動装置７９の回路図である。

【０１２４】図１１（ア）において電動装置７９は、実
施例１と同等の構成の電動機４２、電動機駆動装置８０
により構成されており、１００ボルト６０ヘルツの交流
電源６０を受けている。

【０１２５】電動機駆動装置８０は、６個の開閉回路８
１，８２，８３，８４，８５，８６とこれらの開閉回路
のオンオフを制御する制御回路８７によって構成された
電力供給手段８８と、チョークコイル８９，コンデンサ
９０により構成されている。

【０１２６】図１１（イ）は、開閉回路８１の詳細回路
図であり、シリコンのブリッジ形の整流器９１とＭＯＳ
ＦＥＴ９２により構成された双方向のオンオフができる
ものとなっている。

【０１２７】本実施例では、開閉回路８２〜８６につい
ても開閉回路８１と全く同等の構成のものを使用してい
るが、必ずしもこのような構成である必要はなく、シリ
コンあるいはセレンなどのブリッジ式の回路を使用した
のは一例であり、要は双方向のオンオフができるもので
有ればよい。

【０１２８】以上の構成における動作は、制御回路８７
は、実施例１と同様に電動機４２からの位置検知信号Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３を受けるが、同時に交流電源６０の電圧
ＶＡＣの瞬時値を検知し、その値に応じて、開閉回路８
１，８２，８３，８４，８５，８６のオンオフを制御
し、電動機４２の巻線３１，３２，３３の電流波形を、
電動機４２の無負荷誘導起電力とほぼ相似形となるよう
な制御を行わせるものである。

【０１２９】また、チョークコイル８９とコンデンサ９
０は、電力供給手段８８に入力される交流電圧の安定化
を図るものであり、また同時に交流電源６０から入力さ
れる電流の高周波成分を除去するという作用を行うもの
である。

【０１３０】実施例１が、交流電源６０からの交流を一
旦直流に整流してから、さらに交流に変換して電動機４
２に供給しているのに対し、実施例２の電動駆動装置８
０は、交流電源６０から直接交流の電流を電動機４２に
供給する構成で請求項３を実現するものであるから、特
に双方向の開閉回路８１〜８６の構成をモジュール化な
どにより簡略化すれば、電動機駆動装置８０の構成が非
常に簡単なものとすることができるという効果がある。

【０１３１】以上述べてきたように、実施例１〜実施例
５の冷却システムは、いずれも電動機４２の巻線３１，
３２，３３に供給する電流の実効値が小さくともトルク
が得られるものとなるため、電動機４２の銅損が低減
し、高効率の運転が可能となるものである。

【０１３２】なお、各実施例では、電動機４２の３相の
巻線３１，３２，３３をスター結線としているため、電
動機駆動装置５０に３線で接続した場合、Ｕ，Ｖ，Ｗの
３相の電流の瞬時値の和が常にゼロであるという制限が
加わるものとなる。

【０１３３】しかしながら、各実施例の電動機４２は、
集中巻でかつ極数とスロット数の比を２対３としている
ことから、やはり３相の巻線３１，３２，３３の無負荷
誘導起電力についても瞬時値の和は常にほぼゼロとなる
特性を有するものとなり、前述した３相の電流の瞬時値
の和がゼロとなるという制限の下でも、巻線電流波形を
無負荷誘導起電力波形に十分近いものとすることができ
るものとなる。

【０１３４】なお、３相の無負荷誘導起電力の瞬時値の
和が常にゼロとなることは、下記の様に説明される。図
２に示したスロット７４ａ〜７４ｌ内の磁束が、ティー
ス７５ａ〜７５ｌ内を通る磁束に対して無視できるほど
小さいものとすると、隣あった２つのコイルの同一スロ
ットにある部分については等しい値の誘導起電力を発生
するものとなり、これが１２個のコイル７３ａ〜７３ｌ
のずべてにおいて起こることから、３相の巻線３１，３
２，３３の無負荷誘導起電力の和は、すなわち１２個の
コイル７３ａ〜７３ｌをすべて直列に接続した状態にお
ける両端の電圧となり、極性を考慮すると同一スロット
内の等しい起電力はキャンセルされ、結果として無負荷
誘導起電力の瞬時値は常にゼロとなる。

【０１３５】ちなみに周波数面で表現した場合には、無
負荷誘導起電力と巻線の電流は、いずれも３ｎ次の高調
波がほぼゼロとなる。

【０１３６】ただし、集中巻でなく分布巻とした場合で
も、例えば同一スロットに隣のコイルを同一巻数ずつ配
置するなどすれば、やはり３相の巻線の無負荷誘導起電
力の瞬時値の和はゼロとすることができるので、そのよ
うな構成をとれば集中巻でなくとも請求項９は非常に有
効となる。

【０１３７】電動機４２を分布巻として、３相の各巻線
の無負荷誘導起電力波形の３ｎ次高調波成分が発生する
場合には、３相のスター結線においては、どうしても電
流波形が無負荷誘導起電力との相似形からずれたものと
なるが、その場合にも他の次数の高調波により、かなり
相似形に近づける請求項１を使用できる場合は多く、そ
の場合には電動機４２の高効率化が実現できる。

【０１３８】なお、３相であっても３線とせずに、スタ
ー結線の中点、すなわち図３のＮで示す点を引き出して
合計４本の線で電動機駆動装置５０の例えば図１のコン
デンサ６４，６５の接続点に接続した場合には、３ｎ次
高調波成分の電流が巻線３１，３２，３３に供給するこ
とができるようになり、いかなる次数の高調波でも電動
機４２に供給することができる極めて自由度の高い制御
が可能となり、電動機の無負荷誘導起電力波形に係わら
ず、請求項１の構成を実現することができるものとな
る。

【０１３９】また、電動機４２と電動機駆動装置５０を
含む電動装置とした場合には、使用される電動機４２の
無負荷誘導起電力波形は固定され、それに相似の電流波
形を供給する電動機駆動装置５０の使用を実現すること
ができ、銅損の低減を十分発揮させることができるもの
となるが、例えば産業用などで、電動機４２が別売であ
り、電動機駆動装置５０のみが単独で取引されるものに
ついても、セットで使用される電動機４２の無負荷誘導
起電力波形にほぼ相似波形となる電流波形を供給するも
のとしておくことにより、やはり同等の効果が得られる
ものとなる。

【０１４０】また、電動機４２を構成要素としている電
動装置のサービス部品として供給される電動駆動装置５
０についても同様であり、いずれも請求項１〜請求項７
の範疇となるものである。

【０１４１】接続される電動機４２が１種類ではなく、
複数の種類のものであるならば、複数の形の電流波形を
供給できるような設定を設けておいて、実際に使用され
る電動機の種類に応じて使用者が選択する構成や、読み
書きが可能な記憶手段を設けて、何らかの方法で電動機
を無負荷回転させた時の電動機端子電圧から無負荷誘導
起電力波形を読みとって前記記憶手段に登録し、その後
の運転時には記憶された波形を読み出して、電流波形と
するような制御を行うなどしてもよい。

【０１４２】また、各実施例で述べた電動機４２は、図
２に示しているように永久磁石３４〜４１を鉄心７６の
表面に接着して回転子７１を構成するＳＰＭ構成として
いることから、回転子７１が回転しても巻線３１，３
２，３３の自己インダクタンスおよび相互インダクタン
スの値はほぼ一定であり、そのため発生するトルクはフ
レミングの左手の法則によるもののみとなるが、例えば
永久磁石３４〜４１を鉄心７６の内部に埋め込んで設け
るＩＰＭ構成とすることもでき、その場合には、発生ト
ルクは上記のフレミングの左手の法則によるトルク以外
に、リラクタンストルクと呼ばれるトルクが重畳される
ものとなる。

【０１４３】リラクタンストルクの値は、大別して自己
インダクタンスの変化によって発生する第１のリラクタ
ンストルクと、相互インダクタンスの変化によって発生
する第２のリラクタンストルクがあり、第１のリラクタ
ンストルクの値は巻線毎に流れる電流の瞬時値の自乗に
インダクタンスを機械角で微分した値を乗じた値の半分
の和、第２のリラクタンストルクの値は２つの巻線の電
流の積にその２つの巻線間の相互インダクタンスを機械
角で微分した値を乗じた値の和となる。

【０１４４】例えば、各実施例の電力供給手段５１の外
に、第１と第２のリラクタンストルクの片方もしくは両
方の値を、無負荷誘導起電力波形に加算する補正手段を
追加してリラクタンストルクに対応する巻線電流波形も
供給する構成とすれば、リラクタンストルクも有効に利
用した高効率の電動機の運転ができるものとなる。

【０１４５】なお、その場合にも開閉素子５２〜５７な
どは電力供給手段５０の構成要素となっているものがそ
のまま使用でき、各開閉素子のオンオフ制御のパターン
が若干変化するだけで実現できるものであることから、
さほどのコストアップにはならない。

【０１４６】

【発明の効果】以上のように請求項１は、巻線と永久磁
石を有する電動機と、電動機により圧縮動作を行う圧縮
要素と、前記電動機と前記圧縮要素からなり冷媒ガスを
圧縮する圧縮機と、前記電動機の無負荷誘導起電力波形
と略相似波形の電流を前記電動機に供給する電力供給手
段を設けることにより、銅損を低減することにより効率
向上が図れるものである。

【０１４７】また請求項２に記載の発明は、特に請求項
１記載の冷却システムを、通電区間の電気角が略１２０
度である構成としたものであり、比較的簡単な構成であ
りながら、銅損を低減することにより３相の電動機を高
効率で運転させることを可能としたものである。

【０１４８】また請求項３に記載の発明は、特に請求項
１記載の冷却システムを、通電区間の電気角が１２０度
より大で１４５度以下としたことにより、銅損を低減す
ることにより３相の電動機を高効率で運転させることを
可能とすると共に、低騒音，低振動を実現したものであ
る。

【０１４９】また請求項４に記載の発明は、特に請求項
１〜請求項３のいずれか１項記載の冷却システムを、巻
線電流波形の第５高調波率と無負荷誘導起電力の第５高
調波率の差の絶対値を、１０％以下としたことにより、
銅損を十分に低減し、電動機を高効率で運転させること
を可能としたものである。

【０１５０】また請求項５に記載の発明は、特に請求項
１〜請求項３のいずれか１項記載の冷却システムを、巻
線電流波形の波形率と無負荷誘導起電力の波形率の差の
絶対値は、０．１以下である構成としたことにより、銅
損を十分に低減し、電動機を高効率で運転させることを
可能としたものである。

【０１５１】また請求項６に記載の発明は、特に請求項
１〜請求項５のいずれか１項記載の電動装置の巻線を、
３相のスター結線としたものであり、３相の電力を電動
機に供給することから、簡単な構成でありながら、銅損
を低減し、電動機の高効率運転による電動機の発熱の低
減と装置の省エネルギー化を実現したものである。

【０１５２】また請求項７に記載の発明は、特に請求項
１〜請求項５のいずれか１項記載の電動装置電動機を、
集中巻の構成としたことにより、特に巻線抵抗を抑えて
銅損をさらに低減し、電動機の高効率運転による電動機
の発熱の低減と装置の省エネルギー化をより効果的に実
現したものである。

【０１５３】また請求項８に記載の発明は、特に請求項
１〜請求項５のいずれか１項記載の電動装置電動機を、
極数とスロット数の比が２対３の構成としたことによ
り、一層銅損を低減し、電動機の高効率運転による電動
機の発熱の低減と装置の省エネルギー化をより効果的に
実現したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における冷却システムの圧縮
機駆動装置の回路図

【図２】本発明の実施例１における圧縮機の電動機４２
の構成図

【図３】本発明の実施例１における電動機４２の巻線の
結線図

【図４】本発明の実施例１における圧縮機駆動装置の各
部動作波形図

【図５】本発明の実施例１における制御回路のデューテ
ィ変化の波形図

【図６】（ア）本発明の実施例１における電動機の巻線
の電流波形図 （イ）本発明の実施例１における電動機の無負荷誘導起
電力波形図

【図７】本発明の実施例２における冷却システムの圧縮
機駆動装置の各部動作波形図

【図８】（ア）本発明の実施例２における電動機の巻線
の電流波形図 （イ）本発明の実施例２における電動機の無負荷誘導起
電力波形図

【図９】本発明の実施例３における冷却システムの圧縮
機駆動装置の各部動作波形図

【図１０】本発明の実施例４における冷却システムの圧
縮機制御装置の回路図

【図１１】本発明の実施例５における冷却システムの圧
縮機駆動装置の回路図

【図１２】従来の技術における電動装置の回路図

【図１３】同、電動装置の電動機の断面図

【符号の説明】

３１，３２，３３ 巻線 ３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１ 永
久磁石 ４２ 電動機 ５０，８０ 電動機駆動装置 ５１，８８ 電力供給手段 ６０ 交流電源 ７８ 直流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H045 AA02 AA09 AA12 AA27 BA03 BA15 BA33 BA40 CA22 CA30 DA04 DA08 EA26 EA38 3L045 AA02 BA01 CA02 DA02 PA01 PA06 5H560 AA02 BB04 BB07 BB12 DA13 EB01 EC04 RR10 SS02 SS07 TT15 UA05 UA06 XA12 5H603 BB01 BB09 BB12 CA01 CA05 CB04 CC11 CD05 CD21

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線と永久磁石を有する電動機と、電動
   機により圧縮動作を行う圧縮要素と、前記電動機と前記
   圧縮要素からなり冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、前記電
   動機の無負荷誘導起電力波形と略相似波形の電流を前記
   電動機に供給する電力供給手段を有する冷却システム。
2. 【請求項２】 通電区間の電気角が略１２０度である請
   求項１記載の冷却システム。
3. 【請求項３】 通電区間の電気角が１２０度より大で１
   ４５度以下である請求項１記載の冷却システム。
4. 【請求項４】 巻線電流波形の第５高調波率と無負荷誘
   導起電力の第５高調波率の差の絶対値は、１０％以下で
   ある請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の冷却シス
   テム。
5. 【請求項５】 巻線電流波形の波形率と無負荷誘導起電
   力の波形率の差の絶対値は、０．１以下である請求項１
   〜請求項３のいずれか１項記載の冷却システム。
6. 【請求項６】 巻線は３相のスター結線とした請求項１
   〜請求項５のいずれか１項記載の冷却システム。
7. 【請求項７】 巻線は、集中巻とした請求項１〜請求項
   ５のいずれか１項記載の冷却システム。
8. 【請求項８】 電動機は、極数とスロット数の比を２対
   ３とした請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の冷却
   システム。