JPWO2019008756A1 - モータ駆動システム及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

誤結線状態を検知可能なモータ駆動システムを得ることを目的とし、固定子巻線（４１，４２，４３）を複数備えるモータ（４）を駆動するモータ駆動システム（１００）であって、直流電圧源（５）から供給される直流電圧を交流電圧に変換し、交流電圧をモータ（４）に印加するインバータ装置（１）と、インバータ装置（１）とモータ（４）との間に配されて固定子巻線（４１，４２，４３）の結線状態を切替可能な結線切替装置（２）と、固定子巻線（４１，４２，４３）の各々に流れる電流の電流値に基づいて、結線切替装置（２）の結線状態の異常判定を行う制御装置（３）とを備える。

Description

本発明は、固定子巻線の結線状態を切替可能な結線切替装置を備えるモータ駆動システム及び当該モータ駆動システムを備える空気調和機に関する。

従来、モータ駆動システムにより駆動されるモータをブラシレスＤＣ（Direct Current）モータとし、モータ駆動部をインバータ装置とする構成が知られている。摩耗する整流子を有する整流子電動機とは異なり、ブラシレスＤＣモータは摩耗する整流子を有さないため、製品の長寿命化が可能となる。また、ブラシレスＤＣモータは、固定子に電流を流す誘導電動機に比べて消費電力を抑えることができる。そのため、ブラシレスＤＣモータは、空気調和機及び洗濯機をはじめとした様々な製品に適用されている。

また、ブラシレスＤＣモータの固定子巻線の結線状態を切替可能な結線切替装置を備えるモータ駆動システムが知られている。結線切替装置により結線状態が変化すると、モータの誘起電圧定数が変化する。モータの回転時には、モータに「誘起電圧定数×回転数」以上の電圧が印加される。インバータ装置から出力可能な電圧に制約がある場合には、誘起電圧定数が低い結線状態の方がより高い回転数での動作が可能となる。一方で、モータを低回転数で駆動させるときには、誘起電圧定数が高い結線状態の方が、出力電圧が高いので電流が小さくなり、電流の自乗と電圧との積に比例する消費電力が抑えられる。なお、低回転数とは、「切替可能な結線状態のうちの誘起電圧定数の最大値×回転数」がインバータ装置から出力可能な最大の電圧値未満となる回転数のように、しきい値以下の回転数をいう。

特許文献１には、結線切替装置により結線状態を切替可能な電動機駆動装置が開示されている。

特開２００８−２２８５１３号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、誤結線状態を検知することができない。そのため、誤結線状態でモータを駆動してしまうおそれがある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、誤結線状態を検知可能なモータ駆動システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモータ駆動システムは、固定子巻線を複数備えるモータを駆動するモータ駆動システムである。本発明に係るモータ駆動システムは、直流電圧源から供給される直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧をモータに印加するインバータ装置と、インバータ装置とモータとの間に配されて固定子巻線の結線状態を切替可能な結線切替装置と、複数の固定子巻線の各々に流れる電流の電流値に基づいて、結線切替装置の結線状態の異常判定を行う制御装置とを備えることを特徴とする。

本発明に係るモータ駆動システムは、誤結線状態を検知することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係るモータ駆動システムの構成を示す図 実施の形態１に係るモータ駆動システムの制御装置の機能ブロック図 実施の形態１に係るモータ駆動システムの制御装置を実現可能なハードウエアの構成を示す図 実施の形態１において、制御装置の異常判定動作を示すフローチャート 実施の形態１において、電流値Ｉｕｖの取得時におけるインバータ装置のスイッチング素子のオンオフパターン及び電流値Ｉｕｖの時間変化を示す図 実施の形態１において、結線切替装置の結線状態がＹ結線であるときの電流経路を示す図 実施の形態１において、結線切替装置の結線状態がΔ結線であるときの電流経路を示す図 実施の形態１において、異常結線状態の第１の例を示す図 実施の形態１において、異常結線状態の第２の例を示す図 実施の形態１において、異常結線状態の第３の例を示す図 実施の形態１において、異常結線状態の第４の例を示す図 実施の形態１において、異常判定の詳細を示すフローチャート 実施の形態２において、異常判定の詳細を示すフローチャート 実施の形態３において、異常判定の詳細を示すフローチャート 実施の形態４において、異常判定の詳細を示すフローチャート 実施の形態５において、電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕの取得時におけるインバータ装置のスイッチング素子のオンオフパターン並びに電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕの時間変化を示す図 実施の形態５において、結線切替装置の結線状態がＹ結線であるときの電流経路を示す図 実施の形態５において、結線切替装置の結線状態がΔ結線であるときの電流経路を示す図 実施の形態７に係る空気調和機の構成を示す機能ブロック図

以下に、本発明の実施の形態に係るモータ駆動システム及び空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態の記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るモータ駆動システム１００の構成を示す図である。図１に示すモータ駆動システム１００は、インバータ装置１と、結線切替装置２と、制御装置３とを備え、三相モータであるモータ４を駆動する。

図１に示すインバータ装置１は、直流電圧源５に接続された三相電圧型インバータ装置である。インバータ装置１は、スイッチング素子１１と、スイッチング素子１２と、スイッチング素子１３と、スイッチング素子１４と、スイッチング素子１５と、スイッチング素子１６とを備える。スイッチング素子１１、スイッチング素子１３及びスイッチング素子１５は正側の母線であるＰ母線に接続され、スイッチング素子１２、スイッチング素子１４及びスイッチング素子１６は負側の母線であるＮ母線に接続されている。そして、スイッチング素子１１とスイッチング素子１２とは直列接続されてＵ相のレグを構成し、スイッチング素子１３とスイッチング素子１４とは直列接続されてＶ相のレグを構成し、スイッチング素子１５とスイッチング素子１６とは直列接続されてＷ相のレグを構成する。また、Ｕ相のレグ、Ｖ相のレグ及びＷ相のレグは、並列接続されている。スイッチング素子１１、スイッチング素子１２、スイッチング素子１３、スイッチング素子１４、スイッチング素子１５及びスイッチング素子１６のオンオフの制御により、インバータ装置１は、直流電圧源５からの直流電圧を交流電圧に変換して出力する。

なお、Ｕ相のレグであるスイッチング素子１１とスイッチング素子１２との間にはＵ相の出力線が接続されている。また、Ｖ相のレグであるスイッチング素子１３とスイッチング素子１４との間にはＶ相の出力線が接続されている。また、Ｗ相のレグであるスイッチング素子１５とスイッチング素子１６との間にはＷ相の出力線が接続されている。

なお、直流電圧源５は、直流電圧を出力可能であればよく、交流電圧源にコンバータが接続された構成であってもよい。

図１に示す結線切替装置２は、インバータ装置１とモータ４との間に配されている。結線切替装置２は、接点切替式メカニカルリレーであるリレー２１と、リレー２２と、リレー２３とを備える。結線切替装置２は、リレー２１、リレー２２及びリレー２３の接点により、Ｙ結線又はΔ結線に切り替えられる。Ｙ結線の誘起電圧定数は、Δ結線の誘起電圧定数よりも高い。

リレー２１は、ａ接点と、ｂ接点と、ｃ接点とを備える。リレー２１のａ接点は、Ｖ相の出力線に接続されている。リレー２１のｂ接点は、リレー２２のｂ接点及びリレー２３のｂ接点に接続されている。リレー２１のｃ接点は、Ｕ相の固定子巻線４１の一端に接続されている。なお、Ｕ相の固定子巻線４１の他端は、Ｕ相の出力線に接続されている。

リレー２２は、ａ接点と、ｂ接点と、ｃ接点とを備える。リレー２２のａ接点は、Ｗ相の出力線に接続されている。リレー２２のｂ接点は、リレー２１のｂ接点及びリレー２３のｂ接点に接続されている。リレー２２のｃ接点は、Ｖ相の固定子巻線４２の一端に接続されている。なお、Ｖ相の固定子巻線４２の他端は、Ｖ相の出力線に接続されている。

リレー２３は、ａ接点と、ｂ接点と、ｃ接点とを備える。リレー２３のａ接点は、Ｕ相の出力線に接続されている。リレー２３のｂ接点は、リレー２１のｂ接点及びリレー２２のｂ接点に接続されている。リレー２３のｃ接点は、Ｗ相の固定子巻線４３の一端に接続されている。なお、Ｗ相の固定子巻線４３の他端は、Ｗ相の出力線に接続されている。

図１に示す制御装置３は、電圧検出器６により取得された直流電圧源５の電圧値と、電流検出器７により取得されたインバータ装置１のＮ母線の電流値とを入力とし、インバータ装置１へのスイッチング素子駆動信号及び結線切替装置２へのリレー駆動信号を出力とする。

なお、電流検出器７は、三相モータであるモータ４の各相の電流を取得可能な構成であれば特定の構成に限定されるものではない。また、電流検出器７には、交流カレントトランス、直流カレントトランス及びシャント抵抗方式の電流回路を例示することができる。

図２は、制御装置３の機能ブロック図である。図２に示す制御装置３は、検出値入力部３１と、インバータ制御部３２と、リレー制御部３３と、異常判定部３４と、駆動信号出力部３５と、異常信号出力部３６とを備える。

検出値入力部３１は、直流電圧源５の電圧値及びインバータ装置１のＮ母線の電流値を取得する。

インバータ制御部３２は、インバータ装置１のスイッチング素子１１、スイッチング素子１２、スイッチング素子１３、スイッチング素子１４、スイッチング素子１５及びスイッチング素子１６のオンオフを制御すべくスイッチング素子駆動信号を生成するスイッチング素子駆動信号生成部である。

リレー制御部３３は、結線切替装置２のリレー２１、リレー２２及びリレー２３の接点の切替を制御すべくリレー駆動信号を生成するリレー駆動信号生成部である。

異常判定部３４は、後述するように、結線切替装置２のリレー２１、リレー２２及びリレー２３の開閉による固定子巻線４１、固定子巻線４２及び固定子巻線４３の結線状態の異常判定を行う。

駆動信号出力部３５は、インバータ制御部３２により生成されたインバータ装置１へのスイッチング素子駆動信号を出力し、リレー制御部３３により生成された結線切替装置２へのリレー駆動信号を出力する。

異常信号出力部３６は、異常判定部３４において結線切替装置２の結線状態が異常と判定された場合に、図示しない信号灯又は表示器等の視覚的な手段に異常信号を出力することで、ユーザーに異常を報知する。なお、異常の報知は、信号灯又は表示器等の視覚的な手段に限定されるものではなく、他の手段を用いてもよい。他の手段の一例は音声である。

図３は、制御装置３を実現可能なハードウエアの構成を示す図である。図３に示す制御装置３は、受信回路３０１と、プロセッサ３０２と、メモリ３０３と、送信回路３０４とを備える。

受信回路３０１は、検出値入力部３１を実現し、直流電圧源５の電圧値及びインバータ装置１のＮ母線の電流値を取得する。受信回路３０１に入力された電圧値及び電流値は、メモリ３０３に記憶される。

プロセッサ３０２は、メモリ３０３に記憶された制御プログラム及び判定プログラムを実行することにより、インバータ制御部３２と、リレー制御部３３と、異常判定部３４とを実現する。プロセッサ３０２は、メモリ３０３に記憶された制御プログラム及び判定プログラムと、入力された直流電圧源５の電圧値及びインバータ装置１のＮ母線の電流値とに基づいて演算を行い、インバータ装置１へのスイッチング素子駆動信号及び結線切替装置２へのリレー駆動信号を生成する。

メモリ３０３は、制御プログラム及び判定プログラムといった必要なプログラムを記憶する。また、メモリ３０３は、受信回路３０１に入力された電圧値及び電流値、並びにプロセッサ３０２の演算に必要な演算値といった制御装置３の動作に必要な記憶領域を提供する。

送信回路３０４は、プロセッサ３０２の演算に基づき、駆動信号出力部３５と、異常信号出力部３６とを実現する。送信回路３０４は、インバータ装置１へのスイッチング素子駆動信号と、結線切替装置２へのリレー駆動信号と、結線切替装置２の異常信号とを出力する。

なお、図３には、各部を１つのみ有する構成を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部を複数有していてもよい。

図４は、制御装置３の異常判定動作を示すフローチャートである。なお、図４に示す異常判定動作は、モータ４の停止中に行うものとする。

まず、処理が開始されると、リレー制御部３３は、結線選択を行う（Ｓ１）。具体的には、結線切替装置２をＹ結線又はΔ結線とする。ここで、結線切替装置２をＹ結線とするか、又はΔ結線とするかは、モータ４の次回起動時の結線状態に基づいて選択される。なお、モータ４の次回起動時の結線状態がモータ４の前回起動時の結線状態と同じであれば、結線切替装置２の結線の切替は不要である。

次に、検出値入力部３１は、電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕを取得する（Ｓ２）。ここでは、電流値Ｉｕｖの取得について詳細に説明するが、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕも同様に取得することが可能である。

なお、電流値Ｉｕｖは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）出力によりＵ相からＶ相へと流れる電流の値である。電流値Ｉｖｗは、ＰＷＭ出力によりＶ相からＷ相へと流れる電流の値である。電流値Ｉｗｕは、ＰＷＭ出力によりＷ相からＵ相へと流れる電流の値である。

図５は、電流値Ｉｕｖの取得時におけるインバータ装置１のスイッチング素子のオンオフパターン及び電流値Ｉｕｖの時間変化を示す図である。ここで、インバータ装置１のスイッチング素子は、スイッチング素子１１、スイッチング素子１２、スイッチング素子１３、スイッチング素子１４、スイッチング素子１５及びスイッチング素子１６である。なお、図５において、スイッチング素子１１はＳＷ１１と表記し、スイッチング素子１２はＳＷ１２と表記し、スイッチング素子１３はＳＷ１３と表記し、スイッチング素子１４はＳＷ１４と表記し、スイッチング素子１５はＳＷ１５と表記し、スイッチング素子１６はＳＷ１６と表記する。

まず、制御装置３は、スイッチング素子１２、スイッチング素子１３、スイッチング素子１５及びスイッチング素子１６をオフに固定し、スイッチング素子１４をオンに固定し、スイッチング素子１１を第１の時間ｔ１だけオンにする。すると、Ｕ相とＶ相との間には直流電圧源５の電圧が印加される。第１の時間ｔ１における動作を第１の動作と記載する。

次に、制御装置３は、スイッチング素子１２、スイッチング素子１３、スイッチング素子１４、スイッチング素子１５及びスイッチング素子１６のオンオフを固定した状態で、スイッチング素子１１を第２の時間ｔ２だけオフにする。すると、直流電圧源５の電圧の印加が解除される。第２の時間ｔ２における動作を第２の動作と記載する。第１の動作と第２の動作とが第３の時間だけ交互に繰り返されることでＰＷＭ制御の駆動信号が生成される。このとき、検出値入力部３１は、ＰＷＭ制御における駆動信号により駆動されている間の電流値Ｉｕｖを取得する。

ここで、電流値Ｉｕｖは、図５に示すように徐々に増加した後に一定値に飽和するので、第３の時間は、電流値Ｉｕｖの飽和に要する時間よりも長くすることを要する。また、電流値Ｉｕｖの飽和値は、後述のように、直流電圧源５の電圧値と、第１の時間ｔ１及び第２の時間ｔ２とにより決定される。そのため、飽和値が、電流検出器７にて検出可能な範囲となるように第１の時間ｔ１及び第２の時間ｔ２を設定することを要する。

次に、検出値入力部３１は、電流値Ｉｖｗを取得する。電流値Ｉｖｗの取得時には、制御装置３は、スイッチング素子１１、スイッチング素子１２、スイッチング素子１４及びスイッチング素子１５をオフに固定し、スイッチング素子１６をオンに固定し、スイッチング素子１３を第１の時間ｔ１だけオンにして第１の動作を行わせ、スイッチング素子１１、スイッチング素子１２、スイッチング素子１４、スイッチング素子１５及びスイッチング素子１６のオンオフを固定した状態で、スイッチング素子１３を第２の時間ｔ２だけオフにして第２の動作を行わせる。第１の動作と第２の動作とが第３の時間だけ交互に繰り返されることでＰＷＭ制御の駆動信号が生成される。このとき、検出値入力部３１は、ＰＷＭ制御における駆動信号により駆動されている間の電流値Ｉｖｗを取得する。

次に、検出値入力部３１は、電流値Ｉｗｕを取得する。電流値Ｉｗｕの取得時には、制御装置３は、スイッチング素子１１、スイッチング素子１３、スイッチング素子１４及びスイッチング素子１６をオフに固定し、スイッチング素子１２をオンに固定し、スイッチング素子１５を第１の時間ｔ１だけオンにして第１の動作を行わせ、スイッチング素子１１、スイッチング素子１２、スイッチング素子１３、スイッチング素子１４及びスイッチング素子１６のオンオフを固定した状態で、スイッチング素子１５を第２の時間ｔ２だけオフにして第２の動作を行わせる。第１の動作と第２の動作とが第３の時間だけ交互に繰り返されることでＰＷＭ制御の駆動信号が生成される。このとき、検出値入力部３１は、ＰＷＭ制御における駆動信号により駆動されている間の電流値Ｉｗｕを取得する。

上述のように、制御装置３は、電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕを取得する。

ここで、結線切替装置２の結線状態に対応した電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕについて説明する。まず、インバータ装置１の出力電圧を算出する。上述のように、電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕの取得時には、インバータ装置１の二相間に、（ｔ１＋ｔ２）時間中のｔ１時間だけ直流電圧源５の電圧を印加する動作が繰り返されている。そこで、インバータ装置１の出力電圧Ｖｏｕｔは、直流電圧源５の電圧値Ｖｄｃを用いると、Ｖｏｕｔ＝Ｖｄｃ×ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）である。

図６は、結線切替装置２の結線状態がＹ結線であるときの電流経路を示す図である。図６には直流電圧源５及び固定子巻線４１，４２，４３を示し、他の構成は省略している。なお、図６において、各相の出力線に接続される出力線側端子は黒丸で示し、リレーのｃ端子に接続されるリレー側端子は白丸で示している。図６には、固定子巻線４１のリレー側端子と、固定子巻線４２のリレー側端子と、固定子巻線４３のリレー側端子とが接続された状態が示されている。図６は、結線切替装置２において、リレー２１のｃ端子がｂ端子に接続され、リレー２２のｃ端子がｂ端子に接続されることで実現される。

図６において、固定子巻線４１、固定子巻線４２及び固定子巻線４３の各インピーダンス値である各抵抗値をＲとすると、固定子巻線４１と固定子巻線４２とが直列接続されているため、合成抵抗は２Ｒである。従って、流れる電流の電流値ＩＹは、ＩＹ＝Ｖｄｃ×｛ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）｝×（１／２Ｒ）である。

図７は、結線切替装置２の結線状態がΔ結線であるときの電流経路を示す図である。図７には直流電圧源５及び固定子巻線４１，４２，４３を示し、他の構成は省略している。なお、図７において、各相の出力線に接続される出力線側端子は黒丸で示し、リレーのｃ端子に接続されるリレー側端子は白丸で示している。図７には、固定子巻線４１のリレー側端子と固定子巻線４２の出力線側端子とが接続され、固定子巻線４２のリレー側端子と固定子巻線４３の出力線側端子とが接続され、固定子巻線４３のリレー側端子と固定子巻線４１の出力線側端子とが接続された状態が示されている。図７は、結線切替装置２において、リレー２１のｃ端子がａ端子に接続され、リレー２２のｃ端子がａ端子に接続され、リレー２３のｃ端子がａ端子に接続されることで実現される。

図７において、図６と同様に固定子巻線４１、固定子巻線４２及び固定子巻線４３の各インピーダンス値である各抵抗値をＲとすると、固定子巻線４２及び固定子巻線４３が直列接続され、直列接続された固定子巻線４２及び固定子巻線４３に対して固定子巻線４１は並列接続されているため、合成抵抗は２Ｒ／３である。従って、流れる電流の電流値ＩΔは、ＩΔ＝Ｖｄｃ×｛ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）｝×（３／２Ｒ）である。

次に、誤結線状態、すなわち結線状態が異常である例を図８から図１１を参照して説明する。図６又は図７には、結線切替装置２の結線状態が正常なＹ結線又はΔ結線である状態を示しているが、結線切替装置２の異常結線時には合成抵抗は図６又は図７とは異なる値となり、電流値も図６又は図７とは異なる値となる。

なお、図８から図１１は、モータ４の固定子巻線４１、固定子巻線４２及び固定子巻線４３の結線状態を示している。また、図８から図１１において、出力線側端子は黒丸で示し、リレー側端子は白丸で示している。

図８は、異常結線状態の第１の例を示す図である。図８には直流電圧源５及び固定子巻線４１，４２，４３を示し、他の構成は省略している。図８では、固定子巻線４１のリレー側端子が非接続であり、固定子巻線４２のリレー側端子と固定子巻線４３のリレー側端子とが接続された状態である。図８の状態は、結線切替装置２において、リレー２１のｃ端子が非接続であり、リレー２２のｃ端子がｂ端子に接続され、リレー２３のｃ端子がｂ端子に接続されることで実現される。当該構成では、Ｕ相とＶ相との間のインピーダンス及びＷ相とＵ相との間のインピーダンスは無限大となり、Ｖ相とＷ相との間のインピーダンスは各固定子巻線のインピーダンスＺの２倍となる。

図９は、異常結線状態の第２の例を示す図である。図９には直流電圧源５及び固定子巻線４１，４２，４３を示し、他の構成は省略している。図９では、固定子巻線４１のリレー側端子が非接続であり、固定子巻線４２のリレー側端子と固定子巻線４３の出力側端子とが接続され、固定子巻線４３のリレー側端子と固定子巻線４１の出力側端子とが接続された状態である。図９の状態は、結線切替装置２において、リレー２１のｃ端子が非接続であり、リレー２２のｃ端子がａ端子に接続され、リレー２３のｃ端子がａ端子に接続されることで実現される。当該構成では、Ｕ相とＶ相との間のインピーダンスは各固定子巻線のインピーダンスＺの２倍となり、Ｖ相とＷ相との間のインピーダンスは各固定子巻線のインピーダンスＺに等しくなり、Ｗ相とＵ相との間のインピーダンスも各固定子巻線のインピーダンスＺに等しくなる。

図１０は、異常結線状態の第３の例を示す図である。図１０には直流電圧源５及び固定子巻線４１，４２，４３を示し、他の構成は省略している。図１０では、固定子巻線４１のリレー側端子と固定子巻線４２の出力線側端子とが接続され、固定子巻線４２のリレー側端子と固定子巻線４３のリレー側端子とが接続された状態である。図１０の状態は、結線切替装置２において、リレー２１のｃ端子がａ端子に接続され、リレー２２のｃ端子がｂ端子に接続され、リレー２３のｃ端子がｂ端子に接続されることで実現される。当該構成では、Ｕ相とＶ相との間のインピーダンスは各固定子巻線のインピーダンスＺに等しくなり、Ｖ相とＷ相との間のインピーダンスは各固定子巻線のインピーダンスＺの２倍となり、Ｗ相とＵ相との間のインピーダンスも各固定子巻線のインピーダンスＺの３倍となる。

図１１は、異常結線状態の第４の例を示す図である。図１１には直流電圧源５及び固定子巻線４１，４２，４３を示し、他の構成は省略している。図１１では、固定子巻線４１のリレー側端子が非接続であり、固定子巻線４２のリレー側端子と固定子巻線４３の出力線側端子とが接続され、固定子巻線４３のリレー側端子は非接続である。図１１の状態は、結線切替装置２において、リレー２１のｃ端子が非接続であり、リレー２２のｃ端子がａ端子に接続され、リレー２３のｃ端子が非接続となることで実現される。当該構成では、Ｕ相とＶ相との間のインピーダンス及びＷ相とＵ相との間のインピーダンスは無限大となり、Ｖ相とＷ相との間のインピーダンスは各固定子巻線のインピーダンスＺに等しくなる。

図８から図１１に示す結線状態では、図６及び図７とはインピーダンスが異なるため、電流値Ｉｕ、電流値Ｉｖ及び電流値Ｉｗが、図６及び図７とは異なる値となることがわかる。なお、図８から図１１に示す結線状態は異常結線状態の例示であり、本発明における異常結線状態は図８から図１１に示す結線状態に限定されるものではない。

ここで、図４のフローチャートに戻って説明を行う。次に、異常判定部３４は、電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕを用いて結線状態の異常判定を行う（Ｓ３）。

図１２は、図４のＳ３における異常判定の詳細を示すフローチャートである。ここで、図６に示す正常なＹ結線時の電流値の下限をＩｙ（ｍｉｎ）とし、上限をＩｙ（Ｍａｘ）とする。また、図７に示す正常なΔ結線時の電流値の下限をＩΔ（ｍｉｎ）とし、上限をＩΔ（Ｍａｘ）とする。

まず、処理が開始されると、異常判定部３４は、リレー制御部３３による結線切替装置２の結線状態がＹ結線であるか又はΔ結線であるかを判定する（Ｓ１１）。結線切替装置２の結線状態がＹ結線である場合（Ｓ１１：Ｙ結線）には、異常判定部３４は、Ｉｙ（ｍｉｎ）≦Ｉｕｖ≦Ｉｙ（Ｍａｘ）であるか否かを判定する（Ｓ１２）。Ｉｙ（ｍｉｎ）≦Ｉｕｖ≦Ｉｙ（Ｍａｘ）である場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、Ｉｙ（ｍｉｎ）≦Ｉｖｗ≦Ｉｙ（Ｍａｘ）であるか否かを判定する（Ｓ１３）。Ｉｙ（ｍｉｎ）≦Ｉｖｗ≦Ｉｙ（Ｍａｘ）である場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、Ｉｙ（ｍｉｎ）≦Ｉｗｕ≦Ｉｙ（Ｍａｘ）であるか否かを判定する（Ｓ１４）。Ｉｙ（ｍｉｎ）≦Ｉｗｕ≦Ｉｙ（Ｍａｘ）である場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、結線正常であるとし（Ｓ１５）、処理を終了する。

結線切替装置２の結線状態がΔ結線である場合（Ｓ１１：Δ結線）には、異常判定部３４は、ＩΔ（ｍｉｎ）≦Ｉｕｖ≦ＩΔ（Ｍａｘ）であるか否かを判定する（Ｓ１６）。ＩΔ（ｍｉｎ）≦Ｉｕｖ≦ＩΔ（Ｍａｘ）である場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、ＩΔ（ｍｉｎ）≦Ｉｖｗ≦ＩΔ（Ｍａｘ）であるか否かを判定する（Ｓ１７）。ＩΔ（ｍｉｎ）≦Ｉｖｗ≦ＩΔ（Ｍａｘ）である場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、ＩΔ（ｍｉｎ）≦Ｉｗｕ≦ＩΔ（Ｍａｘ）であるか否かを判定する（Ｓ１８）。ＩΔ（ｍｉｎ）≦Ｉｗｕ≦ＩΔ（Ｍａｘ）である場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、結線正常であるとし（Ｓ１５）、処理を終了する。

なお、上記のＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８のいずれかの判定でＮｏである場合には、異常判定部３４は、結線異常であるとし（Ｓ１９）、処理を終了することで、図４のＳ３における結線状態の異常判定が終了する。

なお、ここで、結線状態が正常であると判定するときの電流値については、最大値及び最小値の双方を設定して範囲を設定しているが、これはマージンを考慮したものとしている。このマージンは、モータ４の巻線抵抗又は直流電圧が、動作時の温度又は製造ばらつきにより変化するために設定したものである。

なお、図１２においては、電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕの判定をこの順に行ったが、この判定順序は入れ替えてもよい。

なお、電流の経路については、インバータ装置１の端子間電流を３種類取得できればよく、上述の電流経路に限定されるものではない。

なお、ＰＷＭ出力のパターンは、出力電圧を制御可能であれば、上述したパターンに限定されるものではない。

なお、上述の異常判定に用いる判定値であるＩｙ（ｍｉｎ）、Ｉｙ（Ｍａｘ）、ＩΔ（ｍｉｎ）及びＩΔ（Ｍａｘ）は、動作条件により設定変更を可能にしてもよい。例えば、モータ４の巻線抵抗Ｒは温度変化するため、モータ４の内部又はモータ４周囲の予め決められた部分の温度を測定し、測定した温度に基づいて判定値であるＩｙ（ｍｉｎ）、Ｉｙ（Ｍａｘ）、ＩΔ（ｍｉｎ）及びＩΔ（Ｍａｘ）を変更してもよい。

本実施の形態にて説明したように、結線切替装置２の結線状態の異常判定を行うことができる。

従来の結線切替装置を備えるモータ駆動システムでは、結線切替装置の結線状態が異常であることを検知することができず、結線切替装置の結線状態が異常な状態、すなわち誤結線状態でモータを駆動させることが可能であるが、誤結線状態でモータを駆動させると、過電流によりインバータ装置又はモータが故障してしまうおそれがある。そこで、本実施の形態にて説明したように、制御装置３が指令した結線状態と実際の結線状態とが異なる場合に結線状態が異常であると判定することで、誤結線状態を検知することが可能となり、誤結線状態に起因するインバータ装置１又はモータ４の二次故障を防止することができる。

実施の形態２．
実施の形態１においては、結線切替装置２の結線状態が正常であるか異常であるかを、Ｙ結線時の電流値の上限値及び下限値、又はΔ結線時の電流値の上限値及び下限値により判定する形態について説明した。しかしながら、モータ４の固定子巻線４１，４２，４３の温度特性及び製造ばらつきによっては、Ｙ結線時の電流値の上限値と、Δ結線時の電流値の下限値とが重複することもあり、異常判定が困難となるおそれがある。そこで、本実施の形態においては、結線切替装置２の結線状態が異常である場合に、電流値Ｉｕｖと、電流値Ｉｖｗと、電流値Ｉｗｕとが均等でないことを利用して結線状態の異常を検出する。なお、ここで均等は、完全に等しい場合のみならず、概ね等しい場合を含み、値が設定した均等の範囲内に含まれる場合には均等であるものとする。

なお、本実施の形態において、図４のＳ３における異常判定の詳細以外は実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同じ点については実施の形態１の説明を援用するものとする。すなわち、本実施の形態におけるモータ駆動システム１００の構成は図１に示す構成であり、制御装置３の異常判定動作は図４のフローチャートに示す動作である。

図１３は、本実施の形態において、図４のＳ３における異常判定の詳細を示すフローチャートである。

まず、処理が開始されると、異常判定部３４は、電流値比Ｉｕｖ／Ｉｖｗを算出し（Ｓ２１）、電流値比Ｉｖｗ／Ｉｗｕを算出し（Ｓ２２）、電流値比Ｉｗｕ／Ｉｕｖを算出する（Ｓ２３）。

次に、異常判定部３４は、ｚ１≦Ｉｕｖ／Ｉｖｗ≦ｚ２であるか否かを判定する（Ｓ２４）。ｚ１≦Ｉｕｖ／Ｉｖｗ≦ｚ２である場合（Ｓ２４：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、ｚ１≦Ｉｖｗ／Ｉｗｕ≦ｚ２であるか否かを判定する（Ｓ２５）。ｚ１≦Ｉｖｗ／Ｉｗｕ≦ｚ２である場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、ｚ１≦Ｉｗｕ／Ｉｕｖ≦ｚ２であるか否かを判定する（Ｓ２６）。ｚ１≦Ｉｗｕ／Ｉｕｖ≦ｚ２である場合（Ｓ２６：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、結線正常であるとし（Ｓ２７）、処理を終了する。

ここで、ｚ１及びｚ２は、固定子巻線４１，４２，４３の温度特性及び製造ばらつきを考慮して設定した判定値であり、いずれも１に近く、ｚ１＜１＜ｚ２となる値に設定する。

なお、上記のＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２６のいずれかの判定でＮｏである場合には、異常判定部３４は、結線異常であるとし（Ｓ２８）、処理を終了する。

これは、結線切替装置２の結線状態が正常である場合には、電流値Ｉｕｖと、電流値Ｉｖｗと、電流値Ｉｗｕとが均等であり、結線切替装置２の結線状態が異常である場合には、電流値Ｉｕｖと、電流値Ｉｖｗと、電流値Ｉｗｕとが均等ではないからである。

なお、２つの判定値ｚ１，ｚ２を用いているのは、実施の形態１と同様にマージンを設定するためである。

本実施の形態によれば、結線切替装置２の結線状態がＹ結線であるのか又はΔ結線であるのかの情報を取得することなく、結線切替装置２の結線状態の異常判定を行うことができる。

なお、本実施の形態においては、電流値比Ｉｕｖ／Ｉｖｗと、電流値比Ｉｖｗ／Ｉｗｕと、電流値比Ｉｗｕ／Ｉｕｖとを算出しているが、電流値比の組み合わせはこれらに限定されるものではない。電流値比には、電流値比Ｉｕｖ／Ｉｗｕ、電流値比Ｉｖｗ／Ｉｕｖ又は電流値比Ｉｗｕ／Ｉｖｗを用いてもよい。又は、これらの分母と分子を逆にした電流値比Ｉｖｗ／Ｉｕｖ，Ｉｗｕ／Ｉｖｗ，Ｉｕｖ／Ｉｗｕ，Ｉｗｕ／Ｉｕｖ，Ｉｕｖ／Ｉｖｗ，Ｉｖｗ／Ｉｗｕを用いてもよい。

実施の形態３．
実施の形態１においては、結線切替装置２の結線状態が正常であるか異常であるかを、Ｙ結線時の電流値の上限値及び下限値、又はΔ結線時の電流値の上限値及び下限値により判定する形態について説明した。また、実施の形態２においては、結線切替装置２の結線状態が正常であるか異常であるかを、Ｙ結線であるかΔ結線であるかに関わらず、電流値Ｉｕｖと、電流値Ｉｖｗと、電流値Ｉｗｕとが均等であるか否かにより判定する形態について説明した。本実施の形態では、実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせた形態について説明する。

なお、本実施の形態において、図４のＳ３における異常判定の詳細以外は実施の形態１，２と同様であり、実施の形態１，２と同じ点については実施の形態１，２の説明を援用するものとする。すなわち、本実施の形態におけるモータ駆動システム１００の構成は図１に示す構成であり、制御装置３の異常判定動作は図４のフローチャートに示す動作である。

図１４は、本実施の形態において、図４のＳ３における異常判定の詳細を示すフローチャートである。

まず、処理が開始されると、異常判定部３４は、実施の形態１と同様に、結線切替装置２の結線状態がＹ結線であるか又はΔ結線であるかを判定し、電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕが、各結線状態における許容範囲内であるか否かを判定する。電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕのすべてが許容範囲内である場合には、異常判定部３４は、実施の形態２と同様に、電流値比Ｉｕｖ／Ｉｖｗ、電流値比Ｉｖｗ／Ｉｗｕ及び電流値比Ｉｗｕ／Ｉｕｖを算出し、電流値比Ｉｕｖ／Ｉｖｗ、電流値比Ｉｖｗ／Ｉｗｕ及び電流値比Ｉｗｕ／Ｉｕｖのすべてが判定値ｚ１以上且つ判定値ｚ２以下であるか否かを判定する。電流値比Ｉｕｖ／Ｉｖｗ、電流値比Ｉｖｗ／Ｉｗｕ及び電流値比Ｉｗｕ／Ｉｕｖのすべてが判定値ｚ１以上且つｚ２以下である場合には、異常判定部３４は、結線正常であるとし（Ｓ３１）、処理を終了する。

なお、図１４において、Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６のいずれかの判定でＮｏである場合には、異常判定部３４は、結線異常であるとし（Ｓ３２）、処理を終了する。

本実施の形態によれば、結線状態が異常であるにも関わらず、モータ４の固定子巻線４１，４２，４３の温度特性又は製造ばらつきによって、各電流値が各結線状態における許容範囲内に収まってしまった場合であっても、異常結線時には電流値Ｉｕｖと、電流値Ｉｖｗと、電流値Ｉｗｕとが均等でないことを利用して結線状態の異常を高い精度で検出することが可能である。

実施の形態４．
実施の形態２においては、結線切替装置２の結線状態が正常であるか異常であるかを、Ｙ結線であるかΔ結線であるかに関わらず、電流値Ｉｕｖと、電流値Ｉｖｗと、電流値Ｉｗｕとが均等であるか否かにより判定する形態について説明した。本実施の形態では、Ｙ結線時及びΔ結線時の双方における電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕが均等であるか否かを判定し、均等である場合には更に、Ｙ結線時の電流値の合計値と、Δ結線時の電流値の合計値との比を算出し、電流値の合計値の比が、電流値の合計値の比について設定した判定値ｚ３以上且つ判定値ｚ４以下である場合には、結線状態が正常であるとする。

なお、本実施の形態において、図４のＳ３における異常判定の詳細以外は実施の形態１から３と同様であり、実施の形態１から３と同じ点については実施の形態１から３の説明を援用するものとする。すなわち、本実施の形態におけるモータ駆動システム１００の構成は図１に示す構成であり、制御装置３の異常判定動作は図４のフローチャートに示す動作である。

図１５は、本実施の形態において、図４のＳ３における異常判定の詳細を示すフローチャートである。

まず、処理が開始されると、リレー制御部３３は、Ｙ結線を選択する（Ｓ４１）。異常判定部３４は、Ｙ結線時の電流値Ｉｕｖである電流値Ｉｕｖｙと、Ｙ結線時の電流値Ｉｖｗである電流値Ｉｖｗｙと、Ｙ結線時の電流値Ｉｗｕである電流値Ｉｗｕｙとを取得する（Ｓ４２）。次に、リレー制御部３３は、Δ結線を選択する（Ｓ４３）。異常判定部３４は、Δ結線時の電流値Ｉｕｖである電流値ＩｕｖΔと、Δ結線時の電流値Ｉｖｗである電流値ＩｖｗΔと、Δ結線時の電流値Ｉｗｕである電流値ＩｗｕΔとを取得する（Ｓ４４）。

次に、異常判定部３４は、電流値比Ｉｕｖｙ／Ｉｖｗｙを算出し（Ｓ４５）、電流値比Ｉｖｗｙ／Ｉｗｕｙを算出し（Ｓ４６）、電流値比Ｉｗｕｙ／Ｉｕｖｙを算出し（Ｓ４７）、電流値比ＩｕｖΔ／ＩｖｗΔを算出し（Ｓ４８）、電流値比ＩｖｗΔ／ＩｗｕΔを算出し（Ｓ４９）、電流値比ＩｗｕΔ／ＩｕｖΔを算出する（Ｓ５０）。

次に、異常判定部３４は、ｚ１≦Ｉｕｖｙ／Ｉｖｗｙ≦ｚ２であるか否かを判定する（Ｓ５１）。ｚ１≦Ｉｕｖｙ／Ｉｖｗｙ≦ｚ２である場合（Ｓ５１：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、ｚ１≦Ｉｖｗｙ／Ｉｗｕｙ≦ｚ２であるか否かを判定する（Ｓ５２）。ｚ１≦Ｉｖｗｙ／Ｉｗｕｙ≦ｚ２である場合（Ｓ５２：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、ｚ１≦Ｉｗｕｙ／Ｉｕｖｙ≦ｚ２であるか否かを判定する（Ｓ５３）。ｚ１≦Ｉｗｕｙ／Ｉｕｖｙ≦ｚ２である場合（Ｓ５３：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、ｚ１≦ＩｕｖΔ／ＩｖｗΔ≦ｚ２であるか否かを判定する（Ｓ５４）。ｚ１≦ＩｕｖΔ／ＩｖｗΔ≦ｚ２である場合（Ｓ５４：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、ｚ１≦ＩｖｗΔ／ＩｗｕΔ≦ｚ２であるか否かを判定する（Ｓ５５）。ｚ１≦ＩｖｗΔ／ＩｗｕΔ≦ｚ２である場合（Ｓ５５：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、ｚ１≦ＩｗｕΔ／ＩｕｖΔ≦ｚ２であるか否かを判定する（Ｓ５６）。

ｚ１≦ＩｗｕΔ／ＩｕｖΔ≦ｚ２である場合（Ｓ５６：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、（Ｉｕｖｙ＋Ｉｖｗｙ＋Ｉｗｕｙ）／（ＩｕｖΔ＋ＩｖｗΔ＋ＩｗｕΔ）を算出する（Ｓ５７）。すなわち、Ｙ結線時の電流値の合計値と、Δ結線時の電流値の合計値との比を算出する。そして、異常判定部３４は、電流値の合計値の比（Ｉｕｖｙ＋Ｉｖｗｙ＋Ｉｗｕｙ）／（ＩｕｖΔ＋ＩｖｗΔ＋ＩｗｕΔ）が判定値ｚ３以上且つ判定値ｚ４以下であるか否かを判定する（Ｓ５８）。ｚ３≦（Ｉｕｖｙ＋Ｉｖｗｙ＋Ｉｗｕｙ）／（ＩｕｖΔ＋ＩｖｗΔ＋ＩｗｕΔ）≦ｚ４である場合（Ｓ５８：Ｙｅｓ）には、異常判定部３４は、結線正常であるとし（Ｓ５９）、処理を終了する。

ここで、ｚ３及びｚ４は、電流値の合計値の比について設定した判定値である。また、Δ結線時の抵抗値はＹ結線時の抵抗値の１／３であるので、Δ結線時の電流値はＹ結線時の電流値の３倍である。そのため、結線状態が正常であれば、（Ｉｕｖｙ＋Ｉｖｗｙ＋Ｉｗｕｙ）／（ＩｕｖΔ＋ＩｖｗΔ＋ＩｗｕΔ）は３に近い値となる。従って、ｚ３及びｚ４は、いずれも３に近く、ｚ３＜３＜ｚ４となる値に設定する。

なお、上記のＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５３，Ｓ５４，Ｓ５５，Ｓ５６，Ｓ５８のいずれかの判定でＮｏである場合には、異常判定部３４は、結線異常であるとし（Ｓ６０）、処理を終了する。

本実施の形態においては、Ｙ結線とΔ結線との切替の前後で結線状態を確認し、更に切替前後の電流値の変化を比較する。そのため、結線が正常であるか異常であるかの判定を実施の形態１から３よりも更に正確に行うことができ、誤結線状態を高精度に検出することができる。

なお、図１５においては、Ｙ結線の電流値を測定後にΔ結線に切り替えて、Δ結線の電流値を測定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、Δ結線の電流値を測定後にＹ結線に切り替えて、Ｙ結線の電流値を測定してもよい。

実施の形態５．
実施の形態１から４では、２端子間に電流を流して電流値を取得したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施の形態においては、３端子間に電流を流して電流値を取得する。

なお、本実施の形態において、電流を流す端子が３端子であること以外は実施の形態１から４と同様であり、実施の形態１から４と同じ点については実施の形態１から４の説明を援用するものとする。すなわち、本実施の形態におけるモータ駆動システム１００の構成は図１に示す構成であり、制御装置３の異常判定動作は図４のフローチャートに示す動作である。

図１６は、本実施の形態において、電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕの取得時におけるインバータ装置１のスイッチング素子のオンオフパターン並びに電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕの時間変化を示す図である。なお、図１６においても、図５と同様に、スイッチング素子１１はＳＷ１１と表記し、スイッチング素子１２はＳＷ１２と表記し、スイッチング素子１３はＳＷ１３と表記し、スイッチング素子１４はＳＷ１４と表記し、スイッチング素子１５はＳＷ１５と表記し、スイッチング素子１６はＳＷ１６と表記する。

まず、制御装置３は、スイッチング素子１２、スイッチング素子１３及びスイッチング素子１５をオフに固定し、スイッチング素子１４及びスイッチング素子１６をオンに固定し、スイッチング素子１１を第１の時間ｔ１だけオンにする。すると、Ｕ相とＶ相との間と、Ｕ相とＷ相との間とに直流電圧源５の電圧が印加される。第１の時間ｔ１における動作を第１の動作と記載する。

次に、制御装置３は、スイッチング素子１２、スイッチング素子１３、スイッチング素子１４、スイッチング素子１５及びスイッチング素子１６のオンオフを固定した状態で、スイッチング素子１１を第２の時間ｔ２だけオフにする。すると、直流電圧源５の電圧の印加が解除される。第２の時間ｔ２における動作を第２の動作と記載する。第１の動作と第２の動作とが第３の時間だけ交互に繰り返されることでＰＷＭ制御の駆動信号が生成される。このとき、検出値入力部３１は、ＰＷＭ制御における駆動信号により駆動されている間の電流値Ｉｕｖ及び電流値Ｉｗｕを取得する。

ここで、電流値Ｉｕｖ、電流値Ｉｖｗ及び電流値Ｉｗｕは、図１６に示すように徐々に変化した後に一定値に飽和するので、第３の時間は、各電流値の飽和に要する時間よりも長くすることを要する。また、各電流値の飽和値は、後述のように、直流電圧源５の電圧値と、第１の時間ｔ１及び第２の時間ｔ２とにより決定される。そのため、飽和値が、電流検出器７にて検出可能な範囲となるように第１の時間ｔ１及び第２の時間ｔ２を設定することを要する。

図１７は、本実施の形態において、結線切替装置２の結線状態がＹ結線であるときの電流経路を示す図である。図１７において、固定子巻線４１、固定子巻線４２及び固定子巻線４３の各抵抗値をＲとすると、合成抵抗は３Ｒ／２である。

図１８は、本実施の形態において、結線切替装置２の結線状態がΔ結線であるときの電流経路を示す図である。図１８において、固定子巻線４１、固定子巻線４２及び固定子巻線４３の各抵抗値をＲとすると、合成抵抗はＲ／２である。

本実施の形態にて説明したように、ＰＷＭ出力により３端子間に電圧を印加した場合であっても、結線状態から電流値の推測が可能であり、推測した電流値と検出した電流値とを比較することで結線状態が異常であるか否かを判定することができ、異常判定の工程数を減らすことができる。

なお、３端子間に電流を流して電流値を取得可能であれば、スイッチング素子１１、スイッチング素子１２、スイッチング素子１３、スイッチング素子１４、スイッチング素子１５及びスイッチング素子１６のオンオフパターンは、図１６に示すパターンに限定されるものではない。なお、本実施の形態においては３端子間に電流を流して電流値を取得したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３以上の端子に電流を流して電流値を取得してもよい。

実施の形態６．
実施の形態１から５では、インバータ装置１にＰＷＭ出力させることで通電する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施の形態では、インバータ装置１のスイッチング素子を一定時間だけ単にオンすることで通電する形態について説明する。

なお、本実施の形態において、通電方法以外は実施の形態１から５と同様であり、実施の形態１から５と同じ点については実施の形態１から５の説明を援用するものとする。すなわち、本実施の形態におけるモータ駆動システム１００の構成は図１に示す構成であり、制御装置３の異常判定動作は図４のフローチャートに示す動作である。

本実施の形態において、Ｕ相からＶ相に通電させる場合には、制御装置３は、スイッチング素子１１及びスイッチング素子１４の双方をオンし、スイッチング素子１２，１３，１５，１６は、すべてオフするようスイッチング素子駆動信号を出力する。ここで流れる電流は、モータ４の固定子巻線４１，４２，４３のインピーダンス値及びインダクタンスにより決定されるので、電流値の推測が可能である。

本実施の形態によれば、実施の形態１から５よりも異常判定時の制御装置３の制御を簡素化することができる。

なお、上述した実施の形態１から５及び本実施の形態において、モータ４の起動前、すなわち固定子巻線４１，４２，４３に電流が流れる前に、結線切替装置２の結線状態の異常判定を行うと、誤結線状態でモータ４を起動してしまうことを防止することができる。また、結線切替装置２の結線状態が異常であると判定された場合に、制御装置３が、モータ４をロックして誤結線状態で起動されることを防止する構成にしてもよい。これにより、モータ４の誤動作を自動で防止することができる。

なお、上述した実施の形態１から５及び本実施の形態において、結線切替装置２をＹ結線とすると結線状態が異常と判定され、且つΔ結線では結線状態が正常と判定される場合には、Ｙ結線による起動をさせずΔ結線による起動のみを可能とし、結線切替装置２をΔ結線とすると結線状態が異常と判定され、且つＹ結線では結線状態が正常と判定される場合には、Δ結線による起動をさせずＹ結線による起動のみを可能にしてもよい。このように、結線切替装置２の一部の故障により特定の結線状態を実現することが困難になった場合には、実現可能な結線状態により動作を継続させることも可能である。これにより、結線切替装置２の交換を遅らせることができる。

なお、上述した実施の形態１から５及び本実施の形態において、インバータ装置１が備えるスイッチング素子１１，１２，１３，１４，１５，１６は、ワイドバンドギャップ半導体により形成されることが好ましい。これにより、モータ駆動システムが低損失となるため、電力効率を高くすることができる。ここで、ワイドバンドギャップ半導体の材料には、広く用いられているシリコンカーバイド（ＳｉＣ）及びガリウムナイトライド（ＧａＮ）を例示することができる。

なお、上述した実施の形態１から５及び本実施の形態における結線切替装置２の結線状態の切り替えは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のすべてを一括して行ってもよいし、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相について個別に行ってもよい。

なお、上述した実施の形態１から５及び本実施の形態に係るモータ駆動システムでは、モータ４には三相モータを例示し、インバータ装置１には三相電圧型インバータ装置を例示し、結線切替装置２には接点切替式メカニカルリレーを備えるものを例示している。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、上述した構成及び動作を実現可能であればよい。

なお、上述した実施の形態１から５及び本実施の形態において、判定処理における判定値と判定される値との比較では、判定される値が判定値以上であるか、又は判定される値が判定値以下であるかを判定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、判定される値が判定値より大きいか、又は判定される値が判定値未満であるかを判定してもよい。

なお、上述した実施の形態１から５及び本実施の形態において、結線切替装置２の結線状態にＹ結線及びΔ結線以外の結線状態も追加してもよい。結線状態を追加した場合には、追加した結線状態に対応した判定値を追加する。なお、Ｙ結線及びΔ結線以外の結線状態には、Ｖ結線を例示することができる。

実施の形態７．
上述した実施の形態１から６に係るモータ駆動システムは、空気調和機の圧縮機又はファンを動作させるモータに適用することが可能である。本実施の形態では、実施の形態１から６にて説明したモータ駆動システムを適用した空気調和機について説明する。

図１９は、本実施の形態に係る空気調和機の構成を示す機能ブロック図である。図１９に示す空気調和機２００は、モータ駆動システム１００ａ，１００ｂと、モータ駆動システム１００ａに駆動されるモータ４ａと、モータ４ａによって動作するファン２０１と、モータ駆動システム１００ｂに駆動されるモータ４ｂと、モータ４ｂによって動作する圧縮機２０２とを備える。なお、モータ駆動システム１００ａ，１００ｂは、実施の形態１から６におけるモータ駆動システム１００と同様であり、モータ４ａ，４ｂは、実施の形態１から６におけるモータ４と同様である。

ファン２０１は、モータ４ａによって動作することで、空気調和機２００の被空調空間に対して送風を行う。圧縮機２０２は、図示しない冷媒回路の冷媒を循環させる。

なお、図１９には、モータ駆動システム１００ａ及びモータ駆動システム１００ｂを備える空気調和機２００を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、空気調和機２００はモータ駆動システム１００ａ及びモータ駆動システム１００ｂのいずれか一方のみを備える構成であってもよい。

なお、本実施の形態において、空気調和機２００の図示しない制御部が、モータ駆動システム１００ａ及びモータ駆動システム１００ｂの制御装置を兼ねていてもよい。

本実施の形態に係る空気調和機では、モータ４ａ又はモータ４ｂの起動時のみならず、動作中に圧縮機又はファンを一旦停止させる際に、結線切替装置の結線状態の異常判定を行ってもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ インバータ装置、２ 結線切替装置、３ 制御装置、４，４ａ，４ｂ モータ、５ 直流電圧源、６ 電圧検出器、７ 電流検出器、１１，１２，１３，１４，１５，１６ スイッチング素子、２１，２２，２３ リレー、３１ 検出値入力部、３２ インバータ制御部、３３ リレー制御部、３４ 異常判定部、３５ 駆動信号出力部、３６ 異常信号出力部、３０１ 受信回路、３０２ プロセッサ、３０３ メモリ、３０４ 送信回路、４１，４２，４３ 固定子巻線、１００，１００ａ，１００ｂ モータ駆動システム、２００ 空気調和機、２０１ ファン、２０２ 圧縮機。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモータ駆動システムは、固定子巻線を複数備えるモータを駆動するモータ駆動システムである。本発明に係るモータ駆動システムは、直流電圧源から供給される直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧をモータに印加するインバータ装置と、インバータ装置とモータとの間に配されて固定子巻線の結線状態をＹ結線とΔ結線との間で切替可能な結線切替装置と、複数の固定子巻線の各々に流れる電流の電流値に基づいて、結線切替装置の結線状態の異常判定を行う制御装置とを備えることを特徴とする。

Claims (10)

1. 固定子巻線を複数備えるモータを駆動するモータ駆動システムであって、
   直流電圧源から供給される直流電圧を交流電圧に変換し、前記交流電圧を前記モータに印加するインバータ装置と、
   前記インバータ装置と前記モータとの間に配されて前記固定子巻線の結線状態を切替可能な結線切替装置と、
   複数の前記固定子巻線の各々に流れる電流の電流値に基づいて、前記結線切替装置の結線状態の異常判定を行う制御装置とを備えることを特徴とするモータ駆動システム。
2. 前記制御装置は、前記モータの複数の前記固定子巻線の各々の端子間に電圧が印加されたときの各相の電流値のいずれかが、設定した各相の電流値の許容範囲内でない場合には異常であると判定することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動システム。
3. 前記許容範囲が、前記結線切替装置の結線状態ごとに設定されていることを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動システム。
4. 前記制御装置は、前記モータの複数の前記固定子巻線の各々の端子間に電圧を印加して流れた各相の電流値が設定した均等の範囲内でない場合には異常であると判定することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動システム。
5. 前記制御装置は、前記モータの複数の前記固定子巻線の各々の端子間に電圧を印加して流れた各相の電流値のいずれかが、設定した各相の電流値の許容範囲内でない場合、又は、前記モータの複数の前記固定子巻線の各々の端子間に電圧を印加して流れた各相の電流値が設定した均等の範囲内でない場合には異常であると判定することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動システム。
6. 前記制御装置は、前記モータの複数の前記固定子巻線の各々の端子間に電圧を印加して流れた各相の電流値が設定した均等の範囲内でない場合、又は、前記結線切替装置における結線の切替前における各相の前記電流値の総和と結線の切替後における各相の前記電流値の総和とを比較し、前記切替を反映したものでない場合には異常であると判定することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動システム。
7. 前記モータの前記固定子巻線の端子間に電圧を印加する際に、３以上の端子に電圧を印加することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
8. 前記インバータ装置のスイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体により形成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
9. 前記ワイドバンドギャップ半導体の材料がシリコンカーバイド又はガリウムナイトライドであることを特徴とする請求項８に記載のモータ駆動システム。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のモータ駆動システムによって前記モータが圧縮機又はファンを駆動することを特徴とする空気調和機。

Images