JP2021192584A - 駆動装置、圧縮機、空気調和機および駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石の減磁を低減する電動機の駆動装置を提供する。【解決手段】３相巻線で構成されるコイル３Ｕ、３Ｖ、３Ｗを有するステータと、永久磁石を有するロータとを備えた電動機を駆動する駆動装置１００であって、インバータ１０３と、コイルの結線状態をＹ結線とデルタ結線とで切り替える結線切り替え部６０と、コイルの結線状態がＹ結線で且つインバータの電流値が第１の過電流閾値に達するか、または、コイルの結線状態がデルタ結線で且つ電流値が第２の過電流閾値に達した場合に、インバータの出力を停止する制御装置５０とを備える。第２の過電流閾値は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のインバータの出力電流のうちいずれか１相に欠相が生じた場合のコイルに流れる電流の増加分から、電流によって生じる磁束のうち永久磁石を通過しない漏れ磁束に相当する電流分を差し引いた値を考慮して、√３×Ａ×０．８５＜Ｂ＜√３×Ａ×０．９５に設定されている。【選択図】図６

Description

本発明は、電動機を駆動する駆動装置、電動機により駆動される圧縮機、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。

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。

また、電動機の永久磁石の減磁を抑制するため、インバータの出力電流が閾値（過電流保護レベル）に達すると、電動機を停止することも行われている。さらに、コイルに流れる電流は、デルタ結線ではＹ結線の√３倍になるため、結線状態に応じて過電流保護レベルを切り替えることも行われている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４７２２０６９号公報（段落００３１〜００３３、００４２参照）

しかしながら、電動機の運転中には、例えば３相のコイルのうちの２相のみに電流が流れる場合など、特殊な運転状態も発生し得る。このような特殊な運転状態においても、永久磁石の減磁を低減する（すなわち生じにくくする）ことが求められている。

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、特殊な運転状態でも永久磁石の減磁を低減することを目的とする。

本発明の駆動装置は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相巻線で構成されるコイルを有するステータと、永久磁石を有するロータとを備えた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するインバータと、コイルの結線状態をＹ結線とデルタ結線とで切り替える結線切り替え部と、コイルの結線状態がＹ結線で且つインバータの電流値が第１の過電流閾値Ａに達するか、または、コイルの結線状態がデルタ結線で且つ電流値が第２の過電流閾値Ｂに達した場合に、インバータの出力を停止する制御装置とを備える。第２の過電流閾値Ｂは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のインバータの出力電流のうちいずれか１相に欠相が生じた場合のコイルに流れる電流の増加分から、当該電流によって生じる磁束のうち永久磁石を通過しない漏れ磁束に相当する電流分を差し引いた値を考慮して、√３×Ａ×０．８５＜Ｂ＜√３×Ａ×０．９５に設定されている。

本発明の駆動方法は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相巻線で構成されるコイルを有するステータと、永久磁石を有するロータとを備え、コイルの結線状態がＹ結線とデルタ結線との間で切り替え可能な電動機を、インバータを用いて駆動する駆動方法であって、インバータの電流値を検出するステップと、コイルの結線状態がＹ結線で且つ電流値が第１の過電流閾値Ａに達するか、または、コイルの結線状態がデルタ結線で且つ電流値が第２の過電流閾値Ｂに達した場合に、インバータの出力を停止するステップとを有する。第２の過電流閾値Ｂは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のインバータの出力電流のうちいずれか１相に欠相が生じた場合のコイルに流れる電流の増加分から、当該電流によって生じる磁束のうち永久磁石を通過しない漏れ磁束に相当する電流分を差し引いた値を考慮して、√３×Ａ×０．８５＜Ｂ＜√３×Ａ×０．９５に設定されている。

本発明では、Ｙ結線の第１の過電流閾値Ａと、デルタ結線の第２の過電流閾値Ｂとを、√３×Ａ×０．８５＜Ｂ＜√３×Ａ×０．９５を満足するように設定したため、インバータの出力電流に欠相が生じた場合においても、永久磁石の減磁を低減することができる。

実施の形態１の電動機の構成を示す断面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 実施の形態１のコイルの結線状態を示す模式図である。 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。 Ｙ結線で２相のコイルにのみ電流が流れる運転状態（Ａ）と、そのときに永久磁石に作用する磁界（Ｂ）とを示す模式図である。 デルタ結線で２相のコイルにのみ電流が流れる運転状態（Ａ）と、そのときに永久磁石に作用する磁界（Ｂ）とを示す模式図である。 実施の形態１による減磁率の改善効果を示すグラフである。 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。 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。 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。 実施の形態１の過電流保護動作を示すフローチャートである。 実施の形態１の変形例の駆動装置の構成を示すブロック図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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を制御する制御部分を含む。出力回路５３は、例えば、インバータ１０３を制御する後述するインバータ駆動回路１１１（図６）を含む。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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および電動機１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、制御装置５０とを有する。電源１０１は、例えば２００Ｖ（実効電圧）の交流電源である。

制御装置５０は、インバータ１０３の入力側または出力側の電流を検出する電流検出回路１０８と、インバータ１０３を駆動するインバータ駆動回路１１１と、インバータ制御部としてのＣＰＵ１１０とを備える。

コンバータ１０２は、電源１０１からリアクトル１０９を介して交流電圧を受け、整流および平滑化を行って、直流電圧を母線Ｌ１，Ｌ２から出力する整流回路である。コンバータ１０２は、交流電圧を整流するブリッジダイオード１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄと、出力電圧を平滑化する平滑コンデンサ１０２ｅとを有する。コンバータ１０２から出力される電圧を、母線電圧と称する。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。

インバータ１０３は、入力端子がコンバータ１０２の母線Ｌ１，Ｌ２に接続されている。また、インバータ１０３の出力端子は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の配線（出力線）１０４，１０５，１０６を介して、電動機１の３相のコイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗに接続されている。

インバータ１０３は、第１のＵ相スイッチング素子１Ｕａ、第２のＵ相スイッチング素子１Ｕｂ、第１のＶ相スイッチング素子１Ｖａ、第２のＶ相スイッチング素子１Ｖｂ、第１のＷ相スイッチング素子１Ｗａおよび第２のＷ相スイッチング素子１Ｗｂを有する。

第１のＵ相スイッチング素子１Ｕａは、Ｕ相上アームに相当し、第２のＵ相スイッチング素子１Ｕｂは、Ｕ相下アームに相当する。第１のＵ相スイッチング素子１Ｕａおよび第２のＵ相スイッチング素子１Ｕｂは、Ｕ相の配線１０４に接続されている。また、第１のＵ相スイッチング素子１Ｕａには、第１のＵ相ダイオード２Ｕａが並列に接続され、第２のＵ相スイッチング素子１Ｕｂには、第２のＵ相ダイオード２Ｕｂが並列に接続されている。

第１のＶ相スイッチング素子１Ｖａは、Ｖ相上アームに相当し、第２のＶ相スイッチング素子１Ｖｂは、Ｖ相下アームに相当する。第１のＶ相スイッチング素子１Ｖａおよび第２のＶ相スイッチング素子１Ｖｂは、Ｖ相の配線１０５に接続されている。また、第１のＶ相スイッチング素子１Ｖａには、第１のＶ相ダイオード２Ｖａが並列に接続され、第２のＶ相スイッチング素子１Ｖｂには、第２のＶ相ダイオード２Ｖｂが並列に接続されている。

第１のＷ相スイッチング素子１Ｗａは、Ｗ相上アームに相当し、第２のＷ相スイッチング素子１Ｗｂは、Ｗ相下アームに相当する。第１のＷ相スイッチング素子１Ｗａおよび第２のＷ相スイッチング素子１Ｗｂは、Ｗ相の配線１０６に接続されている。また、第１のＷ相スイッチング素子１Ｗａには、第１のＷ相ダイオード２Ｗａが並列に接続され、第２のＷ相スイッチング素子１Ｗｂには、第２のＷ相ダイオード２Ｗｂが並列に接続されている。

各スイッチング素子１Ｕａ〜１Ｗｂは、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート形トランジスタ）等のトランジスタにより構成することができる。また、各スイッチング素子１Ｕａ〜１Ｗｂのオンオフは、インバータ駆動回路１１１からの駆動信号によって制御される。

インバータ駆動回路１１１は、ＣＰＵ１１０から入力されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号に基づき、インバータ１０３の各スイッチング素子１Ｕａ〜１Ｗｂをオンオフさせるための駆動信号を生成し、インバータ１０３に出力する。このインバータ駆動回路１１１は、上述した出力回路５３（図５（Ａ））の一部である。

インバータ１０３の入力側（例えばコンバータ１０２からの母線Ｌ２）には、抵抗１０７が接続されており、この抵抗１０７には電流検出回路１０８が接続されている。電流検出回路１０８は、インバータ１０３の入力側の電流（すなわちコンバータ１０２の母線電流）の電流値を検出する電流検出部であり、ここではシャント抵抗を用いている。なお、電流検出回路１０８は、このような例に限らず、インバータ１０３の出力側の電流（相電流）の電流値を検出するようにしてもよい。また、シャント抵抗に限らず、ホール素子、トランス（電磁誘導を利用するもの）を用いてもよい。

インバータ制御部としてのＣＰＵ１１０は、インバータ１０３および結線切り替え部６０を制御するものである。ＣＰＵ１１０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、電流検出回路１０８からの電流値とが入力される。

ＣＰＵ１１０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（ＰＷＭ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し、コンバータ１０２に電圧切り替え信号を出力する。なお、ＣＰＵ１１０は、図５（Ａ）に示したＣＰＵ５７に対応している。

次に、コイル３およびその結線切り替えについて説明する。図７は、駆動装置１００の構成を示す図であり、コンバータ１０２、インバータ１０３および制御装置５０をそれぞれ１ブロックとして示している。結線切り替え部６０は、コイル３の結線状態を、Ｙ結線とデルタ結線とで切り換える。

電動機１の３相のコイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗのうち、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。

結線切り替え部６０は、いずれもリレー接点で構成されたスイッチ６１，６２，６３を有する。スイッチ６１は、コイル３Ｕの端子３２Ｕを、配線１０５および中性点（共通接点）３３の何れかに接続する。スイッチ６２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６３は、コイル３Ｖの端子３２Ｗを、配線１０４および中性点３３の何れかに接続する。なお、結線切り替え部６０のスイッチ６１，６２，６３は、半導体スイッチで構成してもよいが、これについては変形例（図１９）で説明する。

図７に示した状態では、スイッチ６１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６２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６３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。

図８は、駆動装置１００において、結線切り替え部６０のスイッチ６１，６２，６３が切り替えられた状態を示すブロック図である。図８に示した状態では、スイッチ６１は、コイル３Ｕの端子３２Ｕを配線１０５に接続しており、スイッチ６２は、コイル３Ｖの端子３２Ｖを配線１０６に接続しており、スイッチ６３は、コイル３Ｗの端子３２Ｗを配線１０４に接続している。

図９（Ａ）は、スイッチ６１，６２，６３が図７に示した状態にあるときのコイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態を示す模式図である。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。

図９（Ｂ）は、スイッチ６１，６２，６３が図８に示した状態にあるときのコイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態を示す模式図である。コイル３Ｕの端子３２Ｕは、配線１０５（図８）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８）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８）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。

このように、結線切り替え部６０は、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。

図１０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。

実施の形態１の電動機１では、極数とスロット数との比が２：３であり、コイル３は集中巻で巻かれている。この構成では、各ティース１２には、同じ巻き数且つ同じ巻き方向でコイル３が巻かれ、周方向にコイル部分Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ，Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃの順に並ぶ（図１参照）。

＜過電流保護のための構成＞
次に、実施の形態１の駆動装置１００における過電流保護のための構成について説明する。過電流保護とは、永久磁石２５の減磁の低減を目的として、インバータ１０３の電流値が過電流閾値（過電流保護レベルとも称する）を超えないように制御することを言う。

図１１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。

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。

３相交流同期状態では、デルタ結線時のインバータ出力電流は、Ｙ結線時のインバータ出力電流を√３倍して、位相をπ／６遅らせることで等価（すなわち、電動機１の磁束分布が同じになり、発生トルクも同じになる状態）となる。

例えば、図９（Ａ）に示したＹ結線において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のインバータ出力電流をＩｕ，Ｉｖ，Ｉｗとし、Ｕ相のコイル３Ｕに流れる電流の電流値をＩｏとする。この場合、各相のインバータ出力電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、ωを角振動数、ｔを時間として、以下のように表される。
Ｉｕ＝Ｉｏ×ｓｉｎ（ωｔ）
Ｉｖ＝Ｉｏ×ｓｉｎ（ωｔ−２π／３）
Ｉｗ＝Ｉｏ×ｓｉｎ（ωｔ−４π／３）。

一方、図９（Ｂ）に示したデルタ結線において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のインバータ出力電流をＩｕ’，Ｉｖ’，Ｉｗ’とする。この場合、各相のＩｕ’，Ｉｖ’，Ｉｗ’は、上記のＩｏを用いて、以下のように表される。
Ｉｕ’＝√３×Ｉｏ×ｓｉｎ（ωｔ）
Ｉｖ’＝√３×Ｉｏ×ｓｉｎ（ωｔ−２π／３）
Ｉｗ’＝√３×Ｉｏ×ｓｉｎ（ωｔ−４π／３）。

つまり、デルタ結線時のインバータ出力電流は、Ｙ結線時のインバータ出力電流の√３倍になるため、デルタ結線時の過電流閾値（過電流保護レベル）を、Ｙ結線時の過電流閾値の√３倍に設定すればよい。

しかしながら、電動機１の運転中には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のインバータ出力電流のうち、いずれか１相の電流が流れないような特殊な運転状態が生じ得る。例えば、いずれか１相のインバータ出力電流が０になった時点で停電があった場合などである。このような特殊な運転状態では、通常の運転状態とはコイルへの電流の流れ方が異なるため、減磁の発生状況も異なる。

図１２（Ａ）は、コイル３の結線状態がＹ結線で、インバータ出力電流の１相が欠相している状態を示す模式図である。ここでは、Ｗ相のインバータ出力電流Ｉｗが流れていないものとする。電動機１の極数は６、スロット数は９とし、コイル３の巻き方は集中巻とする。

図１２（Ａ）において、Ｕ相のコイル３Ｕに流れる電流の電流値をＩｏとすると、Ｖ相のコイル３Ｖに流れる電流の電流値も、Ｉｏとなる。コイル３Ｕに流れる電流の向き（より具体的には、巻線方向に対する電流の向き）と、コイル３Ｖに流れる電流の向きとは、互いに逆向きである。このとき、コイル３Ｕ，３Ｖに互いに逆向きの起磁力が発生するため、隣接するティース間を短絡するように磁束の流れが生じる。

図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示したようにＷ相のインバータ出力電流が流れていない状態で、永久磁石２５の減磁が最も発生しやすいステータ１０とロータ２０との位置関係を示す模式図である。図１２（Ｂ）に示すように、ロータ２０の極間（符号２０１で示す）が、コイル３Ｕが巻かれたティース１２とコイル３Ｖが巻かれたティース１２との間に対向している場合、永久磁石２５の減磁が最も発生しやすい。

すなわち、コイル３Ｕの電流により、コイル３Ｕが巻かれたティース１２内に径方向内側に向かう起磁力Ｍ１が生じ、コイル３Ｖの電流により、コイル３Ｖが巻かれたティース１２内に径方向外側に向かう起磁力Ｍ２が生じる。そのため、コイル３Ｕが巻かれたティース１２の先端から、コイル３Ｖが巻かれたティース１２の先端に向かって、永久磁石２５を横切る磁束の流れＦ１が生じる。

このとき、コイル３Ｕが巻かれたティース１２に対向する永久磁石２５の着磁方向（矢印Ｎ１）が径方向外側に向かう方向であり、コイル３Ｖが巻かれたティース１２に対向する永久磁石２５の着磁方向（矢印Ｎ２）が径方向内側に向かう方向である場合には、各永久磁石２５に着磁方向と逆向きに磁束が流れる。その結果、永久磁石２５の減磁が生じる可能性がある。

そのため、Ｙ結線の場合には、ステータ１０とロータ２０とが図１２（Ｂ）に示した位置関係にあるときに、永久磁石２５の減磁が生じないように過電流閾値を決定する必要がある。

図１３（Ａ）は、コイル３の結線状態がデルタ結線で、インバータ出力電流の１相が欠相している状態を示す模式図である。ここでは、Ｗ相のインバータ出力電流Ｉｗが流れていないものとする。

図１３（Ａ）において、Ｕ相のコイル３Ｕに流れている電流の電流値は、（２×√３／３）×Ｉｏ（＝１．１５×Ｉｏ）となる。Ｖ相のコイル３Ｖに流れる電流の電流値およびＷ相のコイル３Ｗに流れる電流の電流値は、いずれも（√３／３）×Ｉｏ（＝０．５８×Ｉｏ）となる。この場合、Ｕ相のコイル３Ｕから、隣接するＶ相およびＷ相のコイル３Ｖ，３Ｗに向かうように分岐した磁束の流れが生じる。

図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示したようにＷ相のインバータ出力電流が流れていない状態で、永久磁石２５の減磁が最も発生しやすいステータ１０とロータ２０との位置関係を示す模式図である。図１３（Ｂ）に示すように、ロータ２０の磁極（符号２００で示す）が、コイル３Ｕが巻かれたティース１２に対向している場合、永久磁石２５の減磁が最も発生しやすい。

すなわち、コイル３Ｕの電流により、コイル３Ｕが巻かれたティース１２内に径方向内側に向かう起磁力Ｍ３が生じる。また、コイル３Ｖ，３Ｗの電流により、コイル３Ｖ，３Ｗがそれぞれ巻かれたティース１２内に径方向外側に向かう起磁力Ｍ４が生じる。そのため、コイル３Ｕが巻かれたティース１２の先端から、コイル３Ｖ，３Ｗがそれぞれ巻かれたティース１２の各先端に向かって、永久磁石２５を横切る磁束の流れＦ２が生じる。

このとき、コイル３Ｕが巻かれたティース１２に対向する永久磁石２５の着磁方向（矢印Ｎ１）が径方向外側に向かう方向である場合には、この永久磁石２５に着磁方向と逆向きに磁束が流れる。その結果、永久磁石２５の減磁が生じる可能性がある。

そのため、デルタ結線の場合には、ステータ１０とロータ２０とが図１３（Ｂ）に示した位置関係にあるときに、永久磁石２５の減磁が生じないように過電流閾値を決定する必要がある。

上記のように、コイル３の結線状態がデルタ結線の場合、コイル３Ｕに１．１５×Ｉｏの電流が流れるため、コイル３Ｕの電流によって生じる起磁力Ｍ３は、Ｙ結線の場合の起磁力Ｍ１（図１２（Ｂ））の１．１５倍、すなわち１５％増となる。

但し、ロータ２０とステータ１０とが図１３（Ｂ）に示す位置関係（すなわち最も減磁が生じやすい位置関係）にあるときには、コイル３Ｕが巻かれたティース１２に対向する永久磁石２５の径方向外側に、ロータコア２１の一部（ロータコア外周部２８と称する）が存在する。

そのため、コイル３Ｕが巻かれたティース１２の先端から、コイル３Ｖが巻かれたティース１２の先端に向かう磁束の一部は、永久磁石２５を通過するのではなく、矢印Ｆ３で示すようにロータコア外周部２８を通過する。同様に、コイル３Ｕが巻かれたティース１２の先端から、コイル３Ｗが巻かれたティース１２の先端に向かう磁束の一部も、永久磁石２５を通過するのではなく、矢印Ｆ３で示すようにロータコア外周部２８を通過する。

すなわち、コイル３Ｕの電流による起磁力Ｍ３によって生じる磁束のうち、０〜１０％に相当する部分は、永久磁石２５を通過しない漏れ磁束となる。そのため、デルタ結線の場合には、Ｙ結線の場合と比較して、起磁力の増加分である１５％から、漏れ磁束の０〜１０％を差し引いた、５〜１５％だけ減磁が生じやすくなるということができる。

言い換えると、Ｙ結線とデルタ結線とで永久磁石２５の減磁を抑制するためには、デルタ結線の場合の過電流閾値は、Ｙ結線の場合の過電流閾値の√３倍よりも５〜１５％低い値に設定する必要がある。

例えば、永久磁石埋込型の電動機では、永久磁石の減磁率の合否基準は−３％である。そのため、減磁率が−３％を下回らないように、過電流閾値（過電流保護レベル）を設定する。Ｙ結線の場合の過電流閾値をＡとすると、デルタ結線の場合の過電流閾値Ｂを（√３×Ａ）と同じに設定したのでは、インバータ出力電流が欠相している場合に減磁が生じる可能性がある。

そこで、この実施の形態１では、デルタ結線の場合の過電流閾値Ｂを、欠相が生じた場合の起磁力の増加分１５％と、当該起磁力により生じる磁束のうちの漏れ磁束相当分とを加味して、（√３×Ａ）未満に設定している（すなわちＢ＜√３×Ａ）。なお、過電流閾値Ａは、第１の閾値Ａ（または第１の過電流閾値Ａ）とも称する。また、過電流閾値Ｂは、第２の閾値Ｂ（または第２の過電流閾値Ｂ）とも称する。

永久磁石２５の減磁の抑制という観点では、過電流閾値Ｂは（√３×Ａ）よりもできるだけ小さいことが望ましいが、過電流閾値Ｂがあまり小さいと、電動機１の最大駆動出力が制限される。そのため、過電流閾値Ｂは、永久磁石２５の減磁を抑制しつつ、できるだけ大きい値に設定することが望ましい。

Ｕ相のコイル３Ｕの電流によって生じる起磁力は、上記の通り、デルタ結線ではＹ結線よりも最大で１５％大きくなる。そのため、デルタ結線の場合の過電流閾値Ｂを、（√３×Ａ×０．８５）よりも大きく、（√３×Ａ）未満に設定することが望ましい。言い換えると、（√３×Ａ×０．８５）＜Ｂ＜（√３×Ａ）を満足することが望ましい。

さらに、デルタ結線で、ステータ１０とロータ２０とが最も減磁が生じやすい位置関係にあるとき（図１３（Ｂ））、コイル３を流れる電流による起磁力Ｍ３によって生じる磁束のうちの０〜１０％は、ロータコア外周部２８を通過する漏れ磁束となる。そのため、デルタ結線での過電流閾値Ｂは、Ｙ結線での過電流閾値Ａに対して、起磁力の増加分である１５％から、漏れ磁束に相当する０〜１０％を差し引いた、５〜１５％高いことが望ましい。言い換えると、（√３×Ａ×０．８５）＜Ｂ＜（√３×Ａ×０．９５）を満足することが望ましい。

図１４は、実施の形態１の電動機１の減磁特性を示すグラフである。減磁特性とは、電流値に対する減磁率の変化を言う。横軸は、インバータ１０３の出力電流（Ａ）であり、縦軸は、減磁率（％）である。減磁率（％）は、｛（電流印加後の誘起電圧／電流印加前の誘起電圧）−１｝×１００で求められる。また、誘起電圧は、コイル３に鎖交する磁束量に対応する。ここでは、インバータ１０３の出力電流を０Ａ〜３０Ａと変化させ、永久磁石２５の減磁率を測定した。

図１４において、実線は、Ｙ結線での減磁特性を示し、破線は、デルタ結線での減磁特性を示す。点線は、Ｙ結線での減磁特性における電流値を√３倍した点をつないだものである。

過電流閾値Ａは、Ｙ結線で減磁率が−３％となるときの電流値である。過電流閾値Ｂは、デルタ結線で減磁率が−３％となるときの電流値である。過電流閾値Ｂは、過電流閾値Ａに√３倍した値（すなわち√３Ａ）に対して５〜１５％低い電流値である。

すなわち、過電流閾値Ｂを、過電流閾値Ａを√３倍した値（すなわち√３Ａ）と同じに設定したのでは、例えばインバータ出力電流の１相が流れていない状態で減磁が生じ得る。過電流閾値Ｂを、√３Ａよりも５〜１５％低い値とすることにより、減磁の抑制効果を高めることができる。

以上のように、Ｙ結線とデルタ結線との切り替えを行うと共に、結線状態に応じて過電流閾値Ａ，Ｂを設定し、過電流閾値Ｂを、Ｂ＜（√３×Ａ）、より望ましくは（√３×Ａ×０．８５）＜Ｂ＜（√３×Ａ）、さらに望ましくは（√３×Ａ×０．８５）＜Ｂ＜（√３×Ａ×０．９５）を満足するように設定することで、電動機１の駆動効率を高め、さらに永久磁石の減磁を低減して電動機１の信頼性を向上することができる。

なお、ロータリー圧縮機８等では、電動機１が１００℃以上の雰囲気で使用されるが、永久磁石２５を構成する希土類磁石は、高温で減磁し易くなる特性を有する。そのため、一般に、希土類磁石には、減磁を抑制するためのディスプロシウム（Ｄｙ）という高価な希土類元素を添加する必要がある。

この実施の形態１では、永久磁石２５の減磁を抑制することができるため、ロータリー圧縮機８等に使用する電動機１においても、永久磁石２５を、ディスプロシウムを含有しない希土類磁石で構成することができる。その結果、電動機１の製造コストを低減することができる。

＜空気調和機の動作＞
図１５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。

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。

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第２の母線電圧（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。

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。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。より具体的には、図６に示したＣＰＵ１１０が、インバータ駆動回路１１１を介して、インバータ１０３の出力電圧を制御する。

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。

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。

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。

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による弱め界磁制御が開始される。

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。

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を取得し（ステップＳ１０６）、この温度差ΔＴに基づき、コイル３のデルタ結線から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、上記の温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒ以下か否かを判断する（ステップＳ１０７）。閾値ΔＴｒ（設定温度差）は、Ｙ結線に切り替え可能な程度に小さい空調負荷（単に「負荷」とも称する）に相当する温度差である。

上記の通り、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の絶対値と閾値ΔＴｒとを比較してＹ結線への切り替えの要否を判断している。

ステップＳ１０７において、コイル３の結線状態がデルタ結線で、且つ、温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒ以下であれば、ステップＳ１２１（図１６）に進む。

図１６に示すように、ステップＳ１２１では、制御装置５０は、インバータ１０３に停止信号を出力し、電動機１の回転を停止する（すなわち、インバータ１０３の出力を停止する）。その後、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結線に対応した第１の電圧（２８０Ｖ）に降圧し（ステップＳ１２３）、電動機１の回転を再開する（ステップＳ１２４）。その後、上述したステップＳ１０５（図１５）に戻る。

上記ステップＳ１０７において、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の絶対値が閾値ΔＴｒより大きい場合（すなわちＹ結線に切り替える必要がない場合）には、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、Ｙ結線からデルタ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Ｙ結線であって、なお且つ、上記の温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒより大きいか否かを判断する。

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、温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒより大きければ、ステップＳ１３１（図１７）に進む。

図１７に示すように、ステップＳ１３１では、制御装置５０は、電動機１の回転を停止する。その後、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Ｓ１３２）。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第２の母線電圧（３９０Ｖ）に昇圧し（ステップＳ１３３）、電動機１の回転を再開する（ステップＳ１３４）。

デルタ結線の場合、Ｙ結線と比べて、電動機１をより高い回転数まで駆動できるため、より大きい負荷に対応することができる。そのため、室内温度と設定温度との温度差ΔＴを短時間で収束させることができる。その後、上述したステップＳ１０５（図１５）に戻る。

また、コイル３の結線状態がデルタ結線で且つ温度差ΔＴの絶対値が閾値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の絶対値が閾値ΔＴｒ以下である場合には、ステップＳ１０７，Ｓ１０８での判断結果がいずれもＮＯとなるため、ステップＳ１０５に戻る。

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の回転を停止する（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１５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の回転を停止する。

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。

以上のように、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒ以下である場合には、高効率なＹ結線で電動機１を運転し、温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒより大きい場合には、より大きい負荷への対応が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。

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。

また、この実施の形態１では、コイル３の結線状態がＹ結線の場合には、コンバータ１０２の母線電圧を２８０Ｖとし（ステップＳ１２３）、コイル３の結線状態がデルタ結線の場合には、コンバータ１０２の母線電圧を３９０Ｖとしている（ステップＳ１３３）。言い換えると、電動機１の高回転数域での母線電圧を、低回転数域での母線電圧よりも高くしている。そのため、高い電動機効率を得ることができる。

また、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１５のステップＳ１１０）。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、起動時の結線状態をデルタ結線とすることにより、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。

なお、図１５のステップＳ１０６〜Ｓ１０８では、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っているが、他の方法で結線切り替えを行ってもよい。例えば、電動機１の回転数を検出し、電動機１の回転数が設定回転数（閾値）以下である場合にはデルタ結線からＹ結線への切り替えを行い、電動機１の回転数が設定回転数より大きい場合にはデルタ結線からＹ結線への切り替えを行うようにしてもよい。

電動機１の回転数は、例えば電流検出回路１０８で検出される電流値に基づいて検出することができる。また、設定回転数（閾値）は、暖房中間条件（冷房中間条件）に相当する３５ｒｐｓと、暖房定格条件（冷房定格条件）に相当する８５ｒｐｓとの中間値である６０ｒｐｓとすることが望ましい。

＜過電流保護動作＞
図１８は、実施の形態１の過電流保護動作を示すフローチャートである。この過電流保護動作は、電動機１の回転中、すなわち図１５に示したステップＳ１０４〜Ｓ１０８の間に実行される。

制御装置５０のＣＰＵ１１０（図６）は、まず、電流検出回路１０８によりインバータ１０３の電流を検出する（ステップＳ２００）。次に、ＣＰＵ１１０は、コイル３の結線状態がＹ結線かデルタ結線かを判断する（ステップＳ２０１）。

コイル３の結線状態がＹ結線であった場合には、電流検出回路１０８で検出された電流値が過電流閾値Ａより低いか否かを判断する（ステップＳ２０２）。電流値が過電流閾値Ａより低い場合には、ステップＳ２００に戻る。一方、電流値が過電流閾値Ａ以上であった場合には、インバータ１０３に停止信号を出力し、インバータ１０３の出力を停止する、言い換えると電動機１の回転を停止する（ステップＳ２０４）。

また、上記のステップＳ２０１において、コイル３の結線状態がデルタ結線であった場合には、電流検出回路１０８で検出された電流値が過電流閾値Ｂより低いか否かを判断する（ステップＳ２０３）。電流値が過電流閾値Ｂより低い場合には、ステップＳ２００に戻る。一方、電流値が過電流閾値Ｂ以上であった場合には、インバータ１０３に停止信号を出力し、インバータ１０３の出力を停止する、言い換えると電動機１の回転を停止する（ステップＳ２０４）。

過電流閾値Ａ，Ｂは、Ｂ＜√３×Ａを満足し、望ましくは√３×Ａ×０．８５＜Ｂ＜√３×Ａを満足し、さらに望ましくは√３×Ａ×０．８５＜Ｂ＜√３×Ａ×０．９５を満足する。そのため、デルタ結線でコイル３の１相に電流が流れない運転状態での起磁力の増加があっても、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。

なお、デルタ結線の場合の過電流閾値Ｂを（√３×Ａ）未満に設定すると、過電流閾値Ｂを（√３×Ａ）に設定した場合よりも出力が低くなる。また、圧縮機および自動車等では、電動機１の回転数の範囲が広いが、高回転数域（例えばＹ結線でインバータ１０３の出力がインバータ最大出力電圧に達した状態）では、弱め界磁制御が開始される。弱め界磁制御では弱め電流の分だけインバータ出力電流が大きくなるため、過電流閾値Ｂに到達しやすくなる。

この実施の形態１では、上記のようにＹ結線からデルタ結線への切り替えを行うため、高回転数域において弱め界磁制御が開始されにくい。そのため、デルタ結線の場合の過電流閾値Ｂを（√３×Ａ）未満に設定しても、Ｙ結線の場合以上のトルクを発生することができ、高出力を得ることができる。

＜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の駆動装置１００では、コイル３の結線状態がＹ結線でインバータ１０３の電流値が第１の閾値Ａ（すなわち過電流閾値Ａ）に達した場合、およびコイル３の結線状態がデルタ結線でインバータ１０３の電流値が第２の閾値Ｂ（すなわち過電流閾値Ｂ）に達した場合に、インバータの出力を停止する。第１の閾値Ａと第２の閾値Ｂとは、Ｂ＜√３×Ａを満足する。そのため、例えばコイル３の１相に電流が流れていない運転状態においても、永久磁石２５の減磁を低減する（生じにくくする）ことができる。

また、過電流閾値Ａ，Ｂが√３×Ａ×０．８５＜Ｂ＜√３×Ａを満足することにより、デルタ結線でコイル３の１相に電流が流れない運転状態において起磁力が増加しても、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。

また、過電流閾値Ａ，Ｂが√３×Ａ×０．８５）＜Ｂ＜（√３×Ａ×０．９５）を満足するため、ロータコア外周部２８での漏れ磁束を考慮して、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。

また、制御装置５０は、インバータ１０３の電流を検出する電流検出回路１０８と、電流検出回路１０８により検出された電流とコイル３の結線状態とに基づいて、インバータ１０３にＰＷＭ信号を出力するＣＰＵ（インバータ制御部）１１０とをさらに備えるため、電動機１に供給される電流とコイル３の結線状態とに応じて、電動機１の回転を制御することができる。

また、結線切り替え部６０は、電動機１の第１の回転数域（例えば室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴが閾値ΔＴｒ以下の場合）ではコイル３の結線状態をＹ結線とし、第１の回転数域よりも高速の第２の回転数域（例えば温度差ΔＴが閾値ΔＴｒより大きい場合）ではコイル３の結線状態をデルタ結線とするため、空調負荷に応じた結線状態で電動機１を回転させることができ、Ｙ結線とデルタ結線のいずれにおいても電動機効率を向上することができる。

また、インバータ１０３が電動機１の回転数に応じて弱め界磁制御を行うため、インバータ１０３の出力が最大出力電圧に達した後も、電動機１の回転数を増加させることができる。

また、電動機１は、集中巻で巻かれたコイル３を有し、ロータ２０の磁極数とスロット数（すなわちティース１２の数）との比が２：３であるため、誘起電圧の３次高調波の発生を抑制することができ、従って循環電流による電動機１の性能低下を抑制することができる。

また、永久磁石２５の減磁は高温ほど発生しやすいため、電動機１が１００℃以上の温度で使用される場合には、この実施の形態１による減磁抑制効果が特に顕著に得られる。

また、結線切り替え部６０は、リレー接点で構成されたスイッチ６１，６２，６３を有するため、比較的安価な構成で、コイル３の結線状態を切り替えることができる。

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。

変形例．
次に、実施の形態１の変形例について説明する。上述した実施の形態１では、リレー接点（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、この変形例では、半導体スイッチ７１，７２，７３を有する結線切り替え部７０を用いる。

図１９は、変形例の駆動装置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。

結線切り替え部７０は、半導体スイッチ（半導体素子）７１，７２，７３を有する。半導体スイッチ７１，７２，７３は、いずれも、例えばＭＯＳトランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｏｒ）を含む回路により構成されている。

半導体スイッチ７１は、配線１０５（Ｖ相）に接続された第１の端子７１ａと、中性点３３に接続された第２の端子７１ｂと、コイル３Ｕの端子３２Ｕに接続されて第１の端子７１ａおよび第２の端子７１ｂのいずれかに接続される第３の端子７１ｃとを有する。

半導体スイッチ７２は、配線１０６（Ｗ相）に接続された第１の端子７２ａと、中性点３３に接続された第２の端子７２ｂと、コイル３Ｖの端子３２Ｖに接続されて第１の端子７２ａおよび第２の端子７２ｂのいずれかに接続される第３の端子７２ｃとを有する。

半導体スイッチ７３は、配線１０４（Ｕ相）に接続された第１の端子７３ａと、中性点３３に接続された第２の端子７３ｂと、コイル３Ｗの端子３２Ｗに接続されて第１の端子７３ａおよび第２の端子７３ｂのいずれかに接続される第３の端子７３ｃとを有する。

半導体スイッチ７１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７２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７３がコイル３Ｗの端子３２Ｗを中性点３３に接続しているこの場合、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態は、図９（Ａ）に示したＹ結線となる。

また、半導体スイッチ７１がコイル３Ｕの端子３２Ｕを配線１０５に接続し、半導体スイッチ７２がコイル３Ｖの端子３２Ｖを配線１０６に接続し、半導体スイッチ７３がコイル３Ｗの端子３２Ｗを配線１０４に接続しているときには、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態は、図９（Ｂ）に示したデルタ結線（三角結線）となる。

このように、結線切り替え部７０は、半導体スイッチ７１，７２，７３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。

この変形例では、結線切り替え部７０が半導体スイッチ７１，７２，７３を有するため、結線切り替え時の動作の信頼性を向上することができる。

また、リレー接点（スイッチ６１，６２，６３）を有する結線切り替え部６０（図７）を用いる場合には、結線切り替え時に電動機１の回転数を停止することが望ましいが、半導体スイッチ７１，７２，７３を有する結線切り替え部７０を用いる場合には、結線切り替え時に電動機１の回転数を低下させる（減速）するだけでよいという利点がある。

なお、実施の形態１および変形例では、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、実施の形態および変形例の電動機は、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。

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。

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、 ２８ ロータコア外周部、 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（リレー接点）、 ７１，７２，７３ 半導体スイッチ（半導体素子）、 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、 １０４，１０５，１０６ 配線（出力線）、 １０８ 電流検出回路、 １１０ ＣＰＵ、 １１１ インバータ駆動回路、 ２００ 磁極、 ２０１ 極間。

Claims (12)

1. Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相巻線で構成されるコイルを有するステータと、永久磁石を有するロータとを備えた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するインバータと、
   前記コイルの結線状態をＹ結線とデルタ結線とで切り替える結線切り替え部と、
   前記コイルの結線状態がＹ結線で且つ前記インバータの電流値が第１の過電流閾値Ａに達するか、または、前記コイルの結線状態がデルタ結線で且つ前記電流値が第２の過電流閾値Ｂに達した場合に、前記インバータの出力を停止する制御装置と
   を備え、
   前記第２の過電流閾値Ｂは、前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の前記インバータの出力電流のうちいずれか１相に欠相が生じた場合の前記コイルに流れる電流の増加分から、当該電流によって生じる磁束のうち前記永久磁石を通過しない漏れ磁束に相当する電流分を差し引いた値を考慮して、√３×Ａ×０．８５＜Ｂ＜√３×Ａ×０．９５に設定されている
   駆動装置。
2. 前記制御装置は、
   前記インバータの電流値を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部により検出された電流値と、前記コイルの結線状態とに基づいて、前記インバータをＰＷＭ制御するインバータ制御部と
   をさらに備える
   請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記制御装置は、前記インバータ制御部から出力されるＰＷＭ信号に基づき、前記インバータに駆動信号を出力するインバータ駆動回路を有する
   請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記電動機は、第１の回転数域と、前記第１の回転数域よりも高回転数である第２の回転数域で運転可能であり、
   前記結線切り替え部は、前記電動機が前記第１の回転数域にあるときに前記コイルの結線状態をＹ結線とし、前記電動機が前記第２の回転数域にあるとき前記コイルの結線状態をデルタ結線とする
   請求項１から３までの何れか１項に記載の駆動装置。
5. 前記インバータは、前記電動機の回転数に応じて弱め界磁制御を行う
   請求項１から４までの何れか１項に記載の駆動装置。
6. 前記ステータは、前記ロータの回転軸を中心とする周方向に複数のティースを有するステータコアを有し、各ティースには前記コイルが集中巻で巻かれ、
   前記ロータの磁極数と、前記ティースの数との比は、２：３である
   請求項１から５までの何れか１項に記載の駆動装置。
7. 前記電動機は、１００℃以上の温度で使用される
   請求項１から６までの何れか１項に記載の駆動装置。
8. 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７までの何れか１項に記載の駆動装置。
9. 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８までの何れか１項に記載の駆動装置。
10. 請求項１から９までの何れか１項に記載の駆動装置によって駆動される電動機と、
    前記電動機によって駆動される圧縮機構と
    を備えた圧縮機。
11. 請求項１から９までの何れか１項に記載の駆動装置によって駆動される電動機と、
    前記電動機によって駆動される圧縮機と、
    を備えた空気調和機。
12. Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相巻線で構成されるコイルを有するステータと、永久磁石を有するロータとを備え、前記コイルの結線状態がＹ結線とデルタ結線との間で切り替え可能な電動機を、インバータを用いて駆動する駆動方法であって、
    前記インバータの電流値を検出するステップと、
    前記コイルの結線状態がＹ結線で且つ前記電流値が第１の過電流閾値Ａに達するか、または、前記コイルの結線状態がデルタ結線で且つ前記電流値が第２の過電流閾値Ｂに達した場合に、前記インバータの出力を停止するステップと
    を有し、
    前記第２の過電流閾値Ｂは、前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の前記インバータの出力電流のうちいずれか１相に欠相が生じた場合の前記コイルに流れる電流の増加分から、当該電流によって生じる磁束のうち前記永久磁石を通過しない漏れ磁束に相当する電流分を差し引いた値を考慮して、√３×Ａ×０．８５＜Ｂ＜√３×Ａ×０．９５に設定されている
    駆動方法。

Images