JP6710325B2 - 空気調和機および空気調和機の運転制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機およびその運転制御方法に関する。

空気調和機では、圧縮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、圧縮機モータのコイルの結線状態をＹ結線（スター結線）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。

コイルの結線状態の切り替えは、機器の信頼性等を考慮し、圧縮機モータを停止した状態で行われる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２１６３２４号公報（段落００２７〜００３９）

しかしながら、コイルの結線状態を切り替える際に圧縮機モータが停止するため、空気調和機の運転が一時的に停止し、その結果、ユーザの快適性が低下する可能性がある。

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、快適性の低下を抑制することができる空気調和機およびその運転制御方法を提供することを目的とする。

本発明の空気調和機は、コイルを備えた圧縮機モータを有する圧縮機と、送風ファンモータを有する室内送風ファンと、コイルの結線状態を、第１の結線状態と、第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、圧縮機モータ、送風ファンモータおよび結線切り替え部を制御する制御装置であって、結線切り替え部によってコイルの結線状態を切り替える前に、圧縮機モータの回転を停止する停止期間を設け、停止期間の少なくとも１期間に送風ファンモータを回転させる制御装置とを備える。制御装置は、結線切り替え部によってコイルの結線状態を第１の結線状態から第２の結線状態に切り替える場合に、圧縮機モータの回転を停止する前に、圧縮機モータの回転数を増加させる。

本発明によれば、圧縮機モータの駆動を停止する停止期間の少なくとも１期間に送風ファンモータが回転するため、送風機の送風によって、快適性の低下を抑制することができる。

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装置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モータ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の圧縮機を示す断面図である。 実施の形態１の圧縮機モータを示す断面図である。 実施の形態１の圧縮機モータを駆動する駆動装置を示すブロック図である。 実施の形態１の圧縮機モータを駆動する駆動装置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）、（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。 実施の形態１の空気調和機の運転制御方法を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の空気調和機の運転制御方法を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の駆動装置の他の構成例を示すブロック図である。 実施の形態２の空気調和機の運転制御方法を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３の空気調和機の運転制御方法を説明するためのフローチャートである。 実施の形態４の空気調和機の運転制御方法を説明するためのフローチャートである。 実施の形態５の空気調和機の結線切り替え動作を示す模式図（Ａ）、（Ｂ）である。 実施の形態５の空気調和機の結線切り替え動作の他の例を示す模式図（Ａ）、（Ｂ）である。

実施の形態１．
＜空気調和機の構成＞
まず、本発明の実施の形態１の空気調和機５について説明する。図１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、室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８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８は、例えば図４に示すロータリー圧縮機で構成される。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８、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、上記の接続配管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、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する。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、例えば、上記の接続配管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６が配置される。室外送風ファン６は、羽根車６２と、羽根車６２を回転させる室外送風ファンモータ６１とを有する。羽根車６２は、例えばプロペラファンで構成される。室外送風ファン６の送風により、室外熱交換器４３を通過する空気流を生成する。

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１に実線で示す位置にあるときには、圧縮機８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１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８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７が配置される。室内送風ファン７は、羽根車７２と、羽根車７２を回転させる室内送風ファンモータ７１（送風ファンモータ）とを有する。羽根車７２は、例えばクロスフローファンで構成される。室内送風ファン７の送風により、室内熱交換器４５を通過する空気流を生成し、室内熱交換器４５で熱交換された空気（調和空気）を室内に供給する。

室内機５Ａには、室内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装置としてのリモコン５５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）、運転モード（冷房、暖房等）および運転内容（設定温度、風速等）の指示を行うものである。リモコン５５は、室内温度Ｔａ（設定温度）を設定する温度設定部に相当する。但し、室内温度Ｔａは、リモコン５５に限らず、室内制御装置５０ａが運転モード、運転内容等に基づいて設定してもよい。

圧縮機８は、圧縮機モータ１（図５）を有し、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８の回転数の増加に伴って、冷媒回路の冷媒循環量が増加する。圧縮機８の回転数は、室内温度センサ５４により検出される室内温度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８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７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７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７の回転数が切り替えられる。

室外送風ファン６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６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６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７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８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６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７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８で再び高温高圧な冷媒に圧縮される。

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８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７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６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８で再び高温高圧な冷媒に圧縮される。

図２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。上記の室内制御装置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３（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が検出した室内温度Ｔａ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、圧縮機モータ１、結線切り替え部１５、コンバータ１０２、インバータ１０３、四方弁４２、膨張弁４４、室外送風ファンモータ６１、室内送風ファンモータ７１、左右風向板４８および上下風向板４９に、制御信号を出力する。

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２）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３（Ｂ）は、制御装置５０において、室内温度Ｔａに基づいて圧縮機モータ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、これにより圧縮機モータ１の回転数（すなわち圧縮機８の回転数）を制御する。

＜圧縮機の構成＞
次に、圧縮機８の構成について説明する。図４は、圧縮機８の構成を示す断面図である。圧縮機８は、例えばロータリー圧縮機で構成され、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を駆動する圧縮機モータ１とを備える。圧縮機８は、さらに、圧縮機モータ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）を有する。シャフト９０は、圧縮機モータ１のロータ２０のシャフト孔２７（図５）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、圧縮機モータ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とを有する。上部シェル８０ａには、圧縮機８の外部から圧縮機モータ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、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、圧縮機モータ１のコイル３（図５）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、圧縮機モータ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を有する。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。

圧縮機モータ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５）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（ＣＦ_３ＣＦ＝ＣＨ_２）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。上記の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。

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。圧縮機モータ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、圧縮機モータ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。

＜圧縮機モータの構成＞
次に、圧縮機モータ１の構成について説明する。図５は、実施の形態１の圧縮機モータ１の構成を示す断面図である。この圧縮機モータ１は、永久磁石埋込型モータである。圧縮機モータ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５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の軸方向（回転軸の方向）を、単に「軸方向」と称する。また、ステータ１０およびロータ２０の外周（円周）に沿った方向を、単に「周方向」と称する。ステータ１０およびロータ２０の半径方向を、単に「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とを備えている。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回転軸方向に積層し、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（ここでは９つ）のティース部１２とを有する。隣り合うティース部１２の間には、スロットが形成される。各ティース部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）の広い歯先部を有する。

各ティース部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、各ティース部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、圧縮機モータ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つの端子を有する。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である。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（ここでは９つ）のブロックが薄肉部を介して連結された構成を有する。ステータコア１１を帯状に展開した状態で、各ティース部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。なお、ステータコア１１は、上記のように複数のブロック（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、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（すなわち、図４に示した圧縮機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。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字形状を有する。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、径方向に厚さを有する。永久磁石２５は、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびボロン（Ｂ）を含む希土類磁石で構成される。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（すなわちティース部１２の数）は９であり、ロータ２０の極数は６である。すなわち、圧縮機モータ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。

圧縮機モータ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、循環電流が流れて圧縮機モータ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。

＜駆動装置の構成＞
次に、圧縮機モータ１を駆動する駆動装置１００について説明する。図６は、駆動装置１００の構成を示すブロック図である。駆動装置１００は、電源１０１の出力を整流するコンバータ１０２と、圧縮機モータ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１５と、制御装置５０とを備えて構成される。コンバータ１０２には、交流（ＡＣ）電源である電源１０１から電力が供給される。

電源１０１は、例えば２００Ｖ（実効電圧）の交流電源である。コンバータ１０２は、整流回路であり、例えば２８０Ｖの直流（ＤＣ）電圧を出力する。コンバータ１０２から出力される電圧を、母線電圧と称する。インバータ１０３は、コンバータ１０２から母線電圧を供給され、圧縮機モータ１のコイル３に線間電圧（モータ電圧とも称する）を出力する。インバータ１０３には、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗにそれぞれ接続された配線１０４，１０５，１０６が接続されている。

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１５は、スイッチ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを有する。スイッチ１５ａは、コイル３Ｕの端子３２Ｕを、配線１０５および中性点３３の何れかに接続する。スイッチ１５ｂ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１５ｃ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。結線切り替え部１５のスイッチ１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、ここでは機械式スイッチ（すなわちリレー接点）で構成されている。

制御装置５０は、コンバータ１０２、インバータ１０３および結線切り替え部１５を制御する。制御装置５０の構成は、図３を参照して説明した通りである。制御装置５０には、信号受信部５６が受信したリモコン５５からの運転指示信号と、室内温度センサ５４が検出した室内温度とが入力される。制御装置５０は、これらの入力情報に基づき、コンバータ１０２に電圧切り替え信号を出力し、インバータ１０３にインバータ駆動信号を出力し、結線切り替え部１５に結線切り替え信号を出力する。

図６に示した状態では、スイッチ１５ａ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１５ｂ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１５ｃ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７は、駆動装置１００において、結線切り替え部１５のスイッチ１５ａ，１５ｂ，１５ｃが切り替えられた状態を示すブロック図である。図７に示した状態では、スイッチ１５ａは、コイル３Ｕの端子３２Ｕを配線１０５に接続しており、スイッチ１５ｂは、コイル３Ｖの端子３２Ｖを配線１０６に接続しており、スイッチ１５ｃは、コイル３Ｗの端子３２Ｗを配線１０４に接続している。

図８（Ａ）は、スイッチ１５ａ，１５ｂ，１５ｃが図６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８（Ｂ）は、スイッチ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ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の端子３２Ｕは、配線１０５（図７）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７）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７）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１５は、スイッチ１５ａ，１５ｂ，１５ｃの切り替えにより、圧縮機モータ１のコイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの結線状態を、Ｙ結線（第１の結線状態）とデルタ結線（第２の結線状態）との間で切り替えることができる。

図９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、圧縮機モータ１は、９つのティース部１２（図１）を有し、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗはそれぞれ３つのティース部１２に巻かれている。すなわち、コイル３Ｕは、３つのティース部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つのティース部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つのティース部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。

＜空気調和機の運転制御方法＞
図１０および図１１は、空気調和機５の運転制御方法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。

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、室外送風ファンモータ６１の回転を開始する。

次に、制御装置５０は、圧縮機モータ１の回転を開始する（ステップＳ１０３）。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、圧縮機モータ１は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、圧縮機モータ１の回転数を制御する。

圧縮機モータ１の回転数制御についての詳細説明は省略するが、例えば、室内温度センサ５４で検出した室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴに応じて、圧縮機モータ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。圧縮機モータ１の回転速度の許容最大回転数は、例えば１３０ｒｐｓである。これにより、圧縮機８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に応じて圧縮機モータ１の回転数を減少させる。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、圧縮機モータ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）防止のために圧縮機モータ１の回転を停止する。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は圧縮機モータ１の回転を再開する。なお、制御装置５０は、圧縮機モータ１の回転と停止を短時間で繰り返さないように、圧縮機モータ１の短時間での回転再開を規制する。また、圧縮機モータ１の回転数が予め設定した回転数に達すると、インバータ１０３が弱め界磁制御を開始する。

圧縮機モータ１の起動後、制御装置５０は、室内送風ファンモータ７１の回転を開始する（ステップＳ１０４）。室内送風ファンモータ７１は、例えばリモコン５５による設定に応じた回転数で回転する。定格空調能力帯である４ｋＷの空気調和機５では、室内送風ファンモータ７１の回転数は、０〜１７００ｒｐｍの範囲である。

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。

ステップＳ１０６では、制御装置５０は、室内温度センサ５４で検出した室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴを取得し、この温度差ΔＴに基づき、コイル３のデルタ結線からＹ結線への切り替えの要否を判断する。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での判断の結果、コイル３の結線状態がデルタ結線で、且つ、温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒ以下であれば、インバータ１０３に停止信号を出力し、圧縮機モータ１の回転を停止する（ステップＳ１０８）。圧縮機モータ１の回転を停止したのち、制御装置５０は、図１１のステップＳ１２１に進む。

図１１のステップＳ１２１では、制御装置５０は、室内送風ファンモータ７１の回転数を、予め設定した回転数Ｎ２に変更して、室内送風ファンモータ７１の回転を継続する。次に、制御装置５０は、結線切り替え部１５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）。

コイル３の結線状態をＹ結線に切り替えた後、制御装置５０は、圧縮機モータ１の再起動（すなわち回転再開）が可能か否かを判断する（ステップＳ１２３）。具体的には、例えば、ステップＳ１０８で圧縮機モータ１を停止するのと同時にタイマをスタートさせ、待機時間ｔ１が経過したか否かを判断する。待機時間ｔ１は、冷凍サイクルにおける冷媒圧力が概ね均等になるまでに必要な時間であり、例えば６０〜３００秒である。

なお、圧縮機モータ１の再起動が可能か否かは、他の方法で判断することもできる。例えば、圧縮機８の差圧を測定し、差圧が閾値を下回った時点で、圧縮機モータ１の再起動が可能と判断してもよい。

制御装置５０は、圧縮機モータ１の再起動が可能と判断した場合には（ステップＳ１２３でＹＥＳ）、図１０のステップＳ１１８に進み、圧縮機モータ１を再起動する。これにより、コイル３の結線状態がＹ結線に切り替えられた状態で、圧縮機モータ１の回転が再開される。

一方、上記ステップＳ１０７での比較の結果、コイル３の結線状態がデルタ結線でない場合（Ｙ結線である場合）、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Ｓ１１２に進む。

ステップＳ１１２では、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えの要否を判断する。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Ｓ１１２での判断の結果、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より大きい場合には（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、制御装置５０は、圧縮機モータ１の回転数を予め設定した回転数Ｎｍａｘまで増加させ、予め設定した時間だけ回転を続ける（ステップＳ１１３）。これは、圧縮機モータ１の回転を停止する前に冷媒の循環量を増加させるためである。このときの回転数Ｎｍａｘは、圧縮機モータ１の通常運転時の回転数範囲の最大値であることが望ましい。但し、最大値に限定されるものではなく、圧縮機モータ１の回転数を増加させればよい。

その後、制御装置５０は、インバータ１０３に停止信号を出力し、圧縮機モータ１の回転を停止する（ステップＳ１１４）。圧縮機モータ１の回転を停止した後、制御装置５０は、室内送風ファンモータ７１の回転数を、予め設定した回転数Ｎ１に変更して、室内送風ファンモータ７１の回転を継続する（ステップＳ１１５）。続いて、制御装置５０は、結線切り替え部１５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Ｓ１１６）。

コイル３の結線状態をＹ結線に切り替えた後、制御装置５０は、圧縮機モータ１の再起動が可能か否かを判断する（ステップＳ１１７）。圧縮機モータ１の再起動が可能か否かの判断は、ステップＳ１２３について説明したとおりである。そして、圧縮機モータ１の再起動が可能と判断した場合には（ステップＳ１１７でＹＥＳ）、圧縮機モータ１を再起動する（ステップＳ１１８）。これにより、コイル３の結線状態がデルタ結線に切り替えられた状態で、圧縮機モータ１の回転が再開される。

デルタ結線では、Ｙ結線と比べて、圧縮機モータ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、上記のステップＳ１０５に戻る。

また、上記ステップＳ１１２での比較の結果、コイル３の結線状態がＹ結線でない場合（デルタ結線である場合）、あるいは、温度差ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｒ以下である場合（すなわちデルタ結線に切り替える必要がない場合）には、ステップＳ１０５に戻る。

一方、上記のステップＳ１０５で運転停止信号を受信した場合には、圧縮機モータ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１０では省略するが、ステップＳ１０６〜Ｓ１１７の間において運転停止信号を受信した場合にも、ステップＳ１０９に進んで圧縮機モータ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、室内送風ファンモータ７１および室外送風ファンモータ６１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の絶対値が比較的小さい場合（すなわち閾値ΔＴｒ以下である場合）には、高効率なＹ結線で圧縮機モータ１を運転する。そして、より大きい負荷への対応が必要な場合、すなわち温度差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圧縮機モータ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。

＜空気調和機の作用＞
上記の空気調和機５の動作では、圧縮機モータ１の制御の安定性を高めるため、コイル３の結線状態を切り替える前に、圧縮機モータ１の回転を停止する（図１０のステップＳ１０８，Ｓ１１４）。

また、圧縮機モータ１の再起動時の負荷を低減するため、圧縮機モータ１の再起動の前に、例えば６０〜３００秒の停止期間（すなわち、圧縮機モータ１の回転を停止する期間）を設けている。この停止期間は、圧縮機８の吐出側と吸入側との圧力差（差圧）が十分に小さくなるまでに必要な時間であり、また、冷凍サイクルにおける冷媒圧力が概ね均等になるまでに必要な時間でもある。

一方、空気調和機５の運転が停止すると、ユーザの快適性が低下する。特に、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えは、窓の開閉によって室内に外気が流入した場合等、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴが大きい状態で行われるため、この状態で空気調和機５の運転が停止すると、ユーザの快適性の低下が大きい。

そこで、この実施の形態１では、圧縮機モータ１の停止期間に、室内送風ファンモータ７１の回転を継続する。圧縮機モータ１の回転が停止しても、圧縮機８の差圧によって冷媒の流れは継続しており、冷媒と室内空気との温度差は残っている。

そのため、室内送風ファンモータ７１を回転させて室内送風ファン７による送風を行うことで、室内熱交換器４５内の冷媒と熱交換した空気を室内に供給することができる。すなわち、冷房運転時であれば、室内熱交換器４５内の冷媒との熱交換によって冷却された空気を室内に供給することができ、暖房運転時であれば、室内熱交換器４５内の冷媒との熱交換によって加熱された空気を室内に供給することができる。これにより、圧縮機モータ１の停止期間における室内の快適性の低下を抑制することができる。

また、室内送風ファンモータ７１は、圧縮機モータ１の停止期間の開始前（より具体的には、図１０のステップＳ１０４）から回転しており、圧縮機モータ１の停止期間に入っても回転を継続する。そのため、室内送風ファンモータ７１の停止および再起動の回数が少なくて済む。モータは一般に起動時のエネルギー効率が低いため、停止および再起動の回数を少なくすることで、消費電力を低減することができる。また、制御装置５０が停止信号あるいは再起動信号を出力する回数も少なくて済むため、室内送風ファンモータ７１の制御も簡単にすることができる。

デルタ結線からＹ結線への切り替えは、室内温度が設定温度に接近し、空調負荷が低減した状況で行われる。そのため、圧縮機モータ１の停止期間における室内送風ファンモータ７１の回転数Ｎ２を比較的低く設定して、消費電力を低減することが望ましい。また、室内温度が設定温度に十分近ければ、室内送風ファンモータ７１の回転を停止してもよい（後述する図１３参照）。

これに対し、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えは、室内温度が設定温度に接近したのち、窓の開閉によって室内に外気が流入した場合のように、空調負荷が増大した状況で行われる。そのため、圧縮機モータ１の停止期間における室内送風ファンモータ７１の回転数Ｎ１を高くして、空調能力を補う必要がある。

そのため、Ｙ結線からデルタ結線への切り替え時の室内送風ファンモータ７１の回転数Ｎ１は、デルタ線からＹ結線への切り替え時の室内送風ファンモータ７１の回転数Ｎ２よりも高く設定される（Ｎ１＞Ｎ２）。定格空調能力帯である４ｋＷの空気調和機５では、回転数Ｎ１は、例えば１７００ｒｐｍであり、回転数Ｎ２は、例えば１１００ｒｐｍである。

また、この実施の形態１では、Ｙ結線からデルタ結線に切り替える際には、圧縮機モータ１の回転数を、Ｙ結線において設定された回転数範囲（以下、設定範囲）の最大回転数（Ｎｍａｘ）で回転させた後に、圧縮機モータ１の回転を停止する（上記のステップＳ１１３）。上記のように、圧縮機モータ１の停止期間に室内送風ファンモータ７１を回転させることで加熱または冷却能力（空調能力）を発揮することができるが、冷媒と室内空気との温度差が減少するにつれて、空調能力は低下する。

そこで、圧縮機モータ１の回転を停止する前に、圧縮機モータ１を設定範囲における最大回転数（Ｎｍａｘ）で規定時間だけ回転させることにより、冷媒の循環量を増加させ、冷媒と室内空気との温度差を予め拡大しておく。これにより、圧縮機モータ１の停止期間中の室内送風ファンモータ７１による空調能力を高めることができる。

ここでは、圧縮機モータ１を設定範囲の最大回転数で回転させているが、最大回転数に限定されるものではなく、例えばステップＳ１１２の判断を行っている時点での圧縮機モータ１の回転数よりも高い回転数であればよい。

また、ここでは室内送風ファンモータ７１の回転数をＮ１，Ｎ２としたが（ステップＳ１１５，Ｓ１２１）、冷媒温度と空気温度との差の減少に応じて、室内送風ファンモータ７１の回転数を増加させてもよい。また、ここでは、圧縮機モータ１の停止期間中は常に室内送風ファンモータ７１を回転させているが、圧縮機モータ１の停止期間中の一期間だけ（例えば、実施の形態２等で説明するように一定条件を満足した場合だけ）室内送風ファンモータ７１を回転させるようにしてもよい。

なお、上記の空気調和機５の動作では、デルタ結線からＹ結線への切り替え要否の判断（ステップＳ１０７）と、Ｙ結線からデルタ結線への切り替え要否の判断（ステップＳ１１２）とを続けて行っているが、デルタ結線からＹ結線への切り替えが行われるのは、空調負荷が低下している（室内温度が設定温度に接近している）場合であり、その後に空調負荷が急に増加する可能性は低いため、結線の切り替えが頻繁に行われるという事態は生じくい。

また、空気調和機５の運転終了時には、コイル３の結線状態をデルタ結線に切り替えるため（ステップＳ１１０）、空気調和機５の運転開始時には、デルタ結線で圧縮機モータ１が起動される（ステップＳ１０３）。空気調和機５の運転開始時には、一般に室内温度と設定温度との差が大きい（すなわち空調負荷が大きい）ため、コイル３の結線状態をデルタ結線で圧縮機モータ１を起動することで、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差ΔＴをより短時間で収束させることができる。

＜実施の形態１の効果＞
以上説明したように、実施の形態１の空気調和機５は、結線切り替え部１５によってコイル３の結線状態を切り替える前に、圧縮機モータ１の回転を停止する停止期間を設け、停止期間の少なくとも１期間に室内送風ファンモータ７１を回転させる。そのため、室内送風ファン７の送風によって空調能力を補い、ユーザの快適性の低下を抑制することができる。

また、結線切り替え部１５によってコイル３の結線状態をＹ結線（第１の結線状態）からデルタ結線（第２の結線状態）に切り替える場合に、圧縮機モータ１の停止期間の開始前に、圧縮機モータ１を回転数を増加させて駆動することにより、冷媒の循環量を一時的に増加させ、冷媒と室内空気との温度差を大きくすることができる。これにより、停止期間中の室内送風ファン７の送風による空調能力を高めることができる。

また、圧縮機モータ１の停止期間の開始前から室内送風ファンモータ７１を回転させ、停止期間に室内送風ファンモータ７１の回転を継続するため、室内送風ファンモータ７１の停止および起動の回数を少なくすることができ、消費電力を低減することができる。

また、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場合には、圧縮機モータ１の停止期間における室内送風ファンモータ７１の回転数をＮ１とし、デルタ結線からＹ結線に切り替える場合には、圧縮機モータ１の停止期間における室内送風ファンモータ７１の回転数をＮ２とし、Ｎ１＞Ｎ２が成り立つようにしたため、空調負荷の大きさに応じて、室内送風ファン７による送風動作を行うことができる。

また、室内温度センサ５４により検出された室内温度に基づいて、コイル３の結線状態を切り替えるようにしたため、急激な空調負荷の変動に対して圧縮機８の運転状態を迅速に対応させることができ、快適性を向上することができる。

また、コイル３の結線状態を、Ｙ結線（第１の結線状態）と、Ｙ結線よりも線間電圧が低いデルタ結線（第２の結線状態）とで切り替えるため、圧縮機モータ１の回転数に合った結線状態を選択することができる。

変形例．
図１２は、実施の形態１の駆動装置１００の他の構成例を示すブロック図である。上述した駆動装置１００の結線切り替え部１５（図６）は、機械式のスイッチ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを有していたが、図１２に示す構成例では、結線切り替え部１６が半導体スイッチ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを有する。

半導体スイッチ１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、例えばＭＯＳトランジスタ等で構成されている。半導体スイッチ１６ａは、コイル３Ｕの端子３２Ｕを、配線１０５および中性点３３の何れかに接続する。半導体スイッチ１６ｂ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。半導体スイッチ１６ｃ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。

この構成例では、結線切り替え部１６が半導体スイッチ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを備えて構成されているため、コイル３の結線状態を高速で切り替えることができ、また、消費電力を低減することができる。他の構成は、図６を参照して説明した通りである。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図１３は、実施の形態２の動作を示すフローチャートである。図１３に示す処理は、図１１に示した処理と同様、図１０のステップＳ１０８に続いて実行されるものである。

上記の実施の形態１では、制御装置５０は、デルタ結線からＹ結線への切り替えに際し、圧縮機モータ１の回転を停止し（図１０のステップＳ１０８）、室内送風ファンモータ７１を回転数Ｎ２で回転させた（図１１のステップＳ１２１）。

これに対し、この実施の形態２では、制御装置５０は、デルタ結線からＹ結線への切り替えに際し、圧縮機モータ１の回転を停止したのち、室内温度センサ５４が検出した室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴ（すなわち図１０のステップＳ１０６で取得した温度差ΔＴ）の絶対値と閾値Ｔｂとを比較し（ステップＳ１３１）、温度差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｂ以下である場合には、室内送風ファンモータ７１の回転を停止する（ステップＳ１３５）。

一方、温度差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｂよりも大きい場合には、実施の形態１と同様、室内送風ファンモータ７１を回転数Ｎ２で回転させる（ステップＳ１３２）。なお、閾値Ｔｂは、上記の閾値Ｔｒよりも小さい値であり、圧縮機モータ１の停止期間中に室内送風ファンモータ７１を回転させる必要がない程度に小さい温度差である。

その後、制御装置５０は、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（ステップＳ１３３）、圧縮機モータ１が再起動可能な状態になるのを待って（ステップＳ１３４）、圧縮機モータ１を再起動する（図１０のステップＳ１１８）。なお、ステップＳ１３３とステップＳ１３４の順序は、逆でもよい。Ｙ結線からデルタ結線への切り替えは、実施の形態１と同様である。

デルタ結線からＹ結線に切り替えるのは、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに近づき、空調負荷が小さくなっている状態である。そのため、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに十分に近い場合には、室内送風ファン７の送風を行わなくても、室内の快適性の低下が少ない。この実施の形態２では、室内温度Ｔａと閾値Ｔｂとの温度差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｂ以下である場合（すなわち室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに十分に近い場合）には、圧縮機モータ１の停止期間に室内送風ファンモータ７１の回転も停止させることで、消費電力を低減している。

以上説明したように、この実施の形態２では、室内温度センサ５４が検出した室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとが異なる場合には、圧縮機モータ１の停止期間に室内送風ファンモータ７１を回転させる。より具体的には、室内温度センサ５４が検出した室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｂより大きい場合には、圧縮機モータ１の停止期間に室内送風ファンモータ７１を回転させ、当該差ΔＴが閾値Ｔｂ以下の場合には、圧縮機モータ１の停止期間に室内送風ファンモータ７１の回転を停止する。そのため、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに十分に近い場合には、圧縮機モータ１の停止期間に室内送風ファンモータ７１の回転も停止することで、消費電力を低減することができる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図１４は、実施の形態３の動作を示すフローチャートである。図１４に示す処理は、図１１および図１３に示した処理と同様、図１０のステップＳ１０８に続いて実行されるものである。

上記の実施の形態２では、デルタ結線からＹ結線への切り替えに際し、室内温度センサ５４が検出した室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴの絶対値と閾値Ｔｂとを比較し、温度差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｂ以下である場合に、室内送風ファンモータ７１の回転を停止した（図１３のステップＳ１３１，Ｓ１３５）。温度差ΔＴとしては、図１０のステップＳ１０６で取得した温度差ΔＴを用いた。

これに対し、この実施の形態３では、制御装置５０は、圧縮機モータ１の停止期間中、継続的に室内温度センサ５４による室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴを取得する（ステップＳ１４５）。そして、温度差ΔＴと閾値Ｔｂとを比較し（ステップＳ１４１）、温度差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｂ以下である場合には、室内送風ファンモータ７１の回転を停止し（ステップＳ１４４）、温度差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｂより大きい場合には、室内送風ファンモータ７１を回転数Ｎ２で回転させる（ステップＳ１４２）。

その後、制御装置５０は、圧縮機モータ１が再起動可能な状態になるのを待って（ステップＳ１４３）、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（ステップＳ１４６）、圧縮機モータ１を再起動する（図１０のステップＳ１１８）。

圧縮機モータ１の停止期間は例えば６０〜３００秒間続くため、この停止期間中、室内送風ファン７の送風によって室内温度が変化する可能性がある。この実施の形態３では、停止期間中も継続的に室内温度センサ５４により室内温度Ｔａを検出し、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに十分に近ければ室内送風ファンモータ７１の回転を停止し、そうでなければ室内送風ファンモータ７１を回転させる。そのため、圧縮機モータ１の停止期間中の室内温度の変化に応じて、室内送風ファン７の送風動作を行うことができ、快適性を向上することができる。

以上説明したように、この実施の形態３では、圧縮機モータ１の停止期間中、継続的に室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴを取得し、温度差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｂ以下の場合には室内送風ファンモータ７１の回転を停止し、閾値Ｔｂより大きい場合には室内送風ファンモータ７１を回転させる。そのため、圧縮機モータ１の停止期間中の室内温度の変化に応じて、室内送風ファン７の送風動作を行い、快適性を向上することができる。

実施の形態４
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図１５は、実施の形態４の空気調和機の運転制御方法を示すフローチャートである。図１５のフローチャートは、図１０のフローチャートのステップＳ１１５とステップＳ１１６との間に、ステップＳ１５１およびステップＳ１５２を加えたものである。

Ｙ結線からデルタ結線への切り替えは、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに接近したのち、窓の開閉によって室内に外気が流入した場合のように、空調負荷が増加した状況で行われる。しかしながら、圧縮機モータ１の停止期間に室内送風ファン７が送風を行うことで、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓに接近して空調負荷が減少し、その結果、デルタ結線への切り替えが不要になる場合がある。

そこで、この実施の形態４では、圧縮機モータ１の停止期間に室内送風ファンモータ７１を回転させると共に、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差の絶対値の変化率（時間に対する変化率）である温度差変化率Ｔｖを求め、温度差変化率Ｔｖが規定値（閾値）Ｔｃよりも小さい場合には、デルタ結線への切り替えを行わないようにしている。温度差変化率Ｔｖは、以下の式（１）で定義される。また、規定値Ｔｃは、負の値である。

具体的には、制御装置５０は、Ｙ結線からデルタ結線への切り替え時に、圧縮機モータ１の回転を停止し（ステップＳ１１４）、室内送風ファンモータ７１を回転数Ｎ１で回転させたのち（ステップＳ１１５）、室内温度センサ５４の検出した室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差の絶対値の変化率である温度差変化率Ｔｖ（上記の式（１））を取得する（ステップＳ１５１）。

次に、制御装置５０は、ステップＳ１５１で取得した温度差変化率Ｔｖを、予め設定された規定値Ｔｃと比較する（ステップＳ１５２）。規定値Ｔｃ（＜０）は、デルタ結線への切り替えが必要ない程度のペースで温度差（絶対値）が減少している場合の変化率であり、実験等によって求められ、予め設定されている。なお、規定値Ｔｃは、暖房運転時と冷房運転時とで異なる値に設定してもよい。

ステップＳ１５２において温度差変化率Ｔｖが規定値Ｔｃ以上である場合には、デルタ結線への切り替え（ステップＳ１１６）を行い、圧縮機モータ１が再起動可能な状態になるのを待って（ステップＳ１１７）、圧縮機モータ１を再起動する（ステップＳ１１８）。

一方、ステップＳ１５２において温度差変化率Ｔｖが規定値Ｔｃよりも小さい場合には、デルタ結線への切り替え（ステップＳ１１６）を行わずに、ステップＳ１１７に進み、圧縮機モータ１が再起動可能な状態になるのを待って、圧縮機モータ１を再起動する（ステップＳ１１８）。

これにより、圧縮機モータ１の停止期間中に、室内送風ファン７の送風によって室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差の絶対値が規定値Ｔｃ（＜０）よりも小さくなった場合（すなわち、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が急速に減少している場合）には、Ｙ結線からデルタ結線への切り替えを行わないようにすることができる。すなわち、コイル３の結線状態の頻繁な切り替えを抑制し、消費電力を低減することができる。なお、ステップＳ１５１，Ｓ１５２以外のステップは、実施の形態１の運転制御方法（図１０〜図１１）と同様である。

以上説明したように、この実施の形態４では、圧縮機モータ１の停止期間中に温度差変化率Ｔｖを取得し、取得した温度差変化率Ｔｖに基づいて結線切り替えを行うか否かを決定する。そのため、コイル３の結線状態の頻繁な切り替えを抑制し、消費電力を抑制することができる。

なお、この実施の形態４に、実施の形態２（図１３）または実施の形態３（図１４）を組み合わせてもよい。

実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について説明する。上記の実施の形態１では、コイル３の結線状態をＹ結線とデルタ結線とで切り替えた。しかしながら、コイル３の結線状態を直列接続と並列接続とで切り替えてもよい。

図１６（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態５のコイル３の結線状態の切り替えを説明するための模式図である。図１６（Ａ）では、３相のコイル３Ｕ，３Ｖ，３ＷはＹ結線により結線されている。また、コイル３Ｕのコイル部分Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃは直列に接続され、コイル３Ｖのコイル部分Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは直列に接続され、コイル３Ｗのコイル部分Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃは直列に接続されている。すなわち、コイル３の各相のコイル部分は直列に接続されている。

一方、図１６（Ｂ）では、３相のコイル３Ｕ，３Ｖ，３ＷはＹ結線により結線されているが、コイル３Ｕのコイル部分Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃは並列に接続され、コイル３Ｖのコイル部分Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは並列に接続され、コイル３Ｗのコイル部分Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃは並列に接続されている。すなわち、コイル３の各相のコイル部分は並列に接続されている。図１６（Ａ）および（Ｂ）に示したコイル３の結線状態の切り替えは、例えば、コイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗの各コイル部分に切り替えスイッチを設けることによって、実現することができる。

各相において並列接続されたコイル部分の数（すなわち列数）をｎとすると、直列接続（図１６（Ａ））から並列接続（図１６（Ｂ））に切り替えることにより、線間電圧は１／ｎ倍に低下する。すなわち、コイル３の結線状態を、線間電圧の異なる２つの結線状態の間で切り替えることにより、モータ効率を向上することができる。

図１７（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態５の別の構成例を説明するための模式図である。図１７（Ａ）では、３相のコイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗはデルタ結線により結線されている。また、コイル３Ｕのコイル部分Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃは直列に接続され、コイル３Ｖのコイル部分Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは直列に接続され、コイル３Ｗのコイル部分Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃは直列に接続されている。すなわち、コイル３の各相のコイル部分は直列に接続されている。

一方、図１７（Ｂ）では、３相のコイル３Ｕ，３Ｖ，３Ｗはデルタ結線により結線されているが、コイル３Ｕのコイル部分Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃは並列に接続され、コイル３Ｖのコイル部分Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは並列に接続され、コイル３Ｗのコイル部分Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃは並列に接続されている。すなわち、コイル３の各相のコイル部分は並列に接続されている。この場合も、コイル３の結線状態を、線間電圧の異なる２つの結線状態の間で切り替えることにより、モータ効率を向上することができる。

以上説明したように、実施の形態５では、コイル３の結線状態を直列接続と並列接続とで切り替えることにより、モータ効率を向上することができる。

なお、この実施の形態５に、実施の形態２（図１３）、実施の形態３（図１４）および実施の形態４（図１５）のうちの少なくとも一つを組み合わせてもよい。

また、上述した実施の形態１〜５では、室内温度センサ５４で検出した室内温度Ｔａと閾値Ｔｒとの温度差ΔＴに基づいてコイル３の結線状態を切り替えたが、例えば、圧縮機モータ１の回転数に基づいてコイル３の結線状態を切り替えてもよい。圧縮機モータ１の回転数は、圧縮機モータ１に取り付けた電流センサ等を用いて検出することができる。但し、圧縮機モータ１の回転数は変動する可能性があるため、圧縮機モータ１の回転数と基準値とを比較し、回転数が基準値を上回る状態が一定時間に亘って継続するか否かを判断する。

また、上述した実施の形態１〜５では、圧縮機８の一例としてロータリー圧縮機について説明したが、各実施の形態のモータは、ロータリー圧縮機以外の圧縮機に適用してもよい。

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 圧縮機モータ、 ３，３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ コイル、 ５ 空気調和機、 ５Ａ 室内機、 ５Ｂ 室外機、 ６ 室外送風ファン、 ６１ 室外送風ファンモータ、 ６２ 羽根車、 ７ 室内送風ファン、 ７１ 室内送風ファンモータ（送風ファンモータ）、 ７２ 羽根車、 ８ 圧縮機、 ９ 圧縮機構、 １０ ステータ、 １１ ステータコア、 １２ ティース部、 １３ ヨーク部、 １４ 絶縁体、 １５ 結線切り替え部、 １５ａ，１５ｂ，１５ｃ スイッチ、 １６ 結線切り替え部、 １６ａ，１６ｂ，１６ｃ 半導体スイッチ、 ２０ ロータ、 ２１ ロータコア、 ２２ 磁石挿入孔、 ２５ 永久磁石、 ２６ フラックスバリア、 ２７ シャフト孔、 ３１Ｕ、３１Ｖ，３１Ｗ，３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗ 端子、 ３３ 中性点、 ４０ 配管、 ４０ａ，４０ｂ 接続配管、 ４２ 四方弁、 ４３ 室外熱交換器、 ４４ 膨張弁、 ４５ 室内熱交換器、 ４８ 左右風向板、 ４９ 上下風向板、 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、 ５３ 出力回路、 ５４ 室内温度センサ（温度センサ）、 ５５ リモコン（操作装置）、 ５６ 信号受信部、 ５７ ＣＰＵ、 ８０ シェル、 ９０ シャフト、 １００ 駆動装置、 １０１ 電源、 １０２ コンバータ、 １０３ インバータ、 １０４，１０５，１０６ 配線。

Claims (13)

1. コイルを備えた圧縮機モータを有する圧縮機と、
   送風ファンモータを有する室内送風ファンと、
   前記コイルの結線状態を、第１の結線状態と、前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替え部と、
   前記圧縮機モータ、前記送風ファンモータおよび前記結線切り替え部を制御する制御装置であって、前記結線切り替え部によって前記コイルの前記結線状態を切り替える前に、前記圧縮機モータの回転を停止する停止期間を設け、前記停止期間の少なくとも１期間に前記送風ファンモータを回転させる制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、前記結線切り替え部によって前記コイルの前記結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える場合に、前記圧縮機モータの回転を停止する前に、前記圧縮機モータの回転数を増加させる
   空気調和機。
2. 前記制御装置は、前記停止期間の開始前から前記送風ファンモータを回転させ、前記停止期間に前記送風ファンモータの回転を継続する
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記結線切り替え部が前記コイルの前記結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える場合に、前記停止期間における前記送風ファンモータの回転数をＮ１とし、
   前記結線切り替え部が前記コイルの前記結線状態を前記第２の結線状態から前記第１の結線状態に切り替える場合に、前記停止期間における前記送風ファンモータの回転数をＮ２とすると、
   Ｎ１＞Ｎ２が成り立つ
   請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 室内温度を検出する温度センサと、
   設定温度を設定する温度設定部とを備える
   請求項１から３までの何れか１項に記載の空気調和機。
5. 前記制御装置は、前記室内温度と前記設定温度とが異なる場合には、前記停止期間に前記送風ファンモータを回転させる
   請求項４に記載の空気調和機。
6. 前記制御装置は、前記室内温度と前記設定温度との差の絶対値が閾値よりも大きい場合には、前記停止期間に前記送風ファンモータを回転させる
   請求項４または５に記載の空気調和機。
7. 前記制御装置は、
   前記室内温度と前記設定温度との差の絶対値が閾値以下である場合には、前記停止期間に前記送風ファンモータの回転を停止し、
   前記室内温度と前記設定温度との差の絶対値が前記閾値より大きい場合には、前記停止期間に前記送風ファンモータを回転させる
   請求項４に記載の空気調和機。
8. 前記制御装置は、前記室内温度と前記設定温度との差の絶対値の変化率が規定値よりも小さい場合には、前記停止期間に前記第１の結線状態から前記第２の結線状態への切り替えを行わない
   請求項４から７までの何れか１項に記載の空気調和機。
9. 前記制御装置は、前記室内温度に基づいて、前記コイルの結線状態を切り替える
   請求項４から８までの何れか１項に記載の空気調和機。
10. 前記コイルは、３相コイルであり、
    前記第１の結線状態は、前記３相コイルがＹ結線によって結線された状態であり、前記第２の結線状態は、前記３相コイルがデルタ結線によって結線された状態である
    請求項１から９までの何れか１項に記載の空気調和機。
11. 前記コイルは、Ｙ結線またはデルタ結線によって結線された３相コイルであり、
    前記第１の結線状態は、前記３相コイルが相毎に直列に結線された状態であり、
    前記第２の結線状態は、前記３相コイルが相毎に並列に結線された状態である
    請求項１から１０までの何れか１項に記載の空気調和機。
12. 前記結線切り替え部は、機械式スイッチまたは半導体スイッチを有する
    請求項１から１１までの何れか１項に記載の空気調和機。
13. コイルを備えた圧縮機モータを有する圧縮機と、
    送風ファンモータを有する室内送風ファンと
    を備えた空気調和機の運転制御方法であって、
    前記コイルの結線状態を、第１の結線状態と、前記第１の結線状態よりも線間電圧が低い第２の結線状態とで切り替える結線切り替えステップを有し、
    前記結線切り替えステップの前に、前記圧縮機モータの回転を停止する停止期間を設け、前記停止期間の少なくとも１期間に前記送風ファンモータを回転させ、
    前記結線切り替えステップで前記コイルの前記結線状態を前記第１の結線状態から前記第２の結線状態に切り替える場合には、前記圧縮機モータの回転を停止する前に、前記圧縮機モータの回転数を増加させる
    空気調和機の運転制御方法。

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