WO2024042598A1

WO2024042598A1 - モータ駆動装置および冷凍サイクル装置

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Publication number: WO2024042598A1
Application number: PCT/JP2022/031667
Authority: WO
Inventors: 嘉隆内山; 正樹金森
Original assignee: 東芝キヤリア株式会社
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2024-02-29

Abstract

モータ駆動装置は、第１インバータ、第２インバータ、複数の開閉接点、複数の半導体スイッチ素子、およびコントローラを備える。このコントローラは、前記各開閉接点の開閉に際し、予め、疑似中性点動作を実行するとともに前記各半導体スイッチ素子をオンする。前記各第１配線はそれぞれ第１インダクタンスを有し、前記各第２配線はそれぞれ第２インダクタンスを有し、前記各第３配線はそれぞれ第３インダクタンスを有する。この前記第３インダクタンスの値が、前記第１インダクタンスの値と前記第２インダクタンスの値の合計値より小さい。

Description

モータ駆動装置および冷凍サイクル装置

　本発明は、互いに非接続状態の複数の相巻線を有するモータのモータ駆動装置およびそのモータ駆動装置を搭載した冷凍サイクル装置に関する。

　空気調和機等の冷凍サイクル装置に搭載される圧縮機の駆動モータとして、複数の相巻線を有する永久磁石同期モータ、および互いに非接続状態の複数たとえば３つの相巻線を有するオープン巻線モータ（Open-Winding Motor）が知られている。

　オープン巻線モータ（モータと略称する）を駆動するモータ駆動装置は、モータの各相巻線の一端への通電を制御する第１インバータ、モータの各相巻線の他端への通電を制御する第２インバータ、各相巻線の他端を相互接続するための１つまたは複数の開閉器を備え、この開閉器の閉成により各相巻線の他端を相互接続いわゆるスター結線（星形結線ともいう）として第１インバータを単独でスイッチングしてモータを駆動するスター結線モード、および上記開閉器の開放により各相巻線の他端を互いに分離した非接続状態として第１および第２インバータを互いに連係してスイッチングしてモータを駆動するオープン巻線モードを、選択的に設定する。

　オープン巻線モードを設定することで各相巻線への印加電圧を高くして永久磁石同期モータに生じる逆起電力に打ち勝ってモータを高回転数で駆動することができ、低回転数域ではスター結線モードを設定することでモータを高効率で駆動することができる。つまり、高回転数から低回転数まで幅広い運転範囲にわたり、モータをできるだけ効率よく駆動することができる。よって、モータの運転範囲の拡大とモータ駆動装置の効率向上を両立させることができる。

　スター結線モードのモータ駆動では、第１インバータと各相巻線との間に流れる電流（モータ電流）が上記開閉器を通る。上記開閉器として、抵抗値の小さい機械式の開閉接点たとえばリレー接点を用いることで、開閉器での電力ロスを削減し、モータ効率を向上させることができる。

　ただし、モータ駆動中は上記開閉接点の両端間、すなわち各相巻線の他端の相互間に電位差が生じる。このような電位差が生じた状態で開閉接点が開閉すると、開閉接点の両端間にサージ電圧やアークが発生し、開閉接点の寿命に悪影響を与える。さらにこれらのサージ電圧やアークにより、各インバータのスイッチング素子が破壊に至る可能性もある。
　そこで、対策として、開閉接点の両端間に電位差を生じさせない疑似中性点動作を第２インバータのスイッチングにより実行し、その実行中にリレー接点を開閉する制御が行われる。

特許第4804381号特開2019-62726号公報

　しかしながら、様々な試験の結果、疑似中性点動作の実行中であっても、第２インバータのスイッチングのタイミングとリレー接点の作動タイミングとの関係によっては、開閉接点の両端間に電位差が生じてしまうことが分かった。

　そこで、本発明の実施形態の目的は、開閉接点の両端間の電位差をできるだけ小さく抑えることができる安全性および信頼性にすぐれたモータ駆動装置および冷凍サイクル装置を提供することである。

　実施形態のモータ駆動装置は、互いに非接続状態の複数の相巻線を有するモータのモータ駆動装置であって、上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の直列回路を複数含み、これら直列回路の両端が直流電源に接続され、その各直列回路の上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の相互接続点が前記各相巻線の一端に接続される第１インバータと；上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の直列回路を複数含み、これら直列回路の両端が前記直流電源に接続され、その各直列回路の上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の相互接続点が各第１配線により前記各相巻線の他端に接続される第２インバータと；前記各相巻線の他端の相互間に各第２配線により接続された複数の開閉接点と；前記各開閉接点に対し各第３配線により並列接続された複数の半導体スイッチ素子と；前記第１インバータの駆動、前記第２インバータの駆動、および前記各開閉接点の開閉を制御するコントローラと；を備える。前記コントローラは、前記各開閉接点の開閉に際し、予め、前記第２インバータにおける前記各上側スイッチ素子の全てと前記各下側スイッチ素子の全てとを交互にオン，オフする疑似中性点動作を実行するとともに前記各半導体スイッチ素子をオンする。前記各第１配線はそれぞれ第１インダクタンスを有し、前記各第２配線はそれぞれ第２インダクタンスを有し、前記各第３配線はそれぞれ第３インダクタンスを有する。この第３インダクタンスの値が、前記第１インダクタンスの値と前記第２インダクタンスの値の合計値より小さい。

　実施形態の冷凍サイクル装置は、上記モータ駆動装置によって駆動される圧縮機を備える。

図１は、第１実施形態の構成を示すブロック図。図２は、第１実施形態の制御を示すフローチャート。図３は、第１実施形態におけるオープン巻線モードからスター結線モードへの切換時に実行される疑似中性点動作および各開閉接点の閉成作動を示すタイムチャート。図４は、第１実施形態におけるスター結線モードからオープン巻線モードへの切換えに際し実行される疑似中性点動作および各開閉接点の開放作動を示すタイムチャート。図５は、図３および図４の疑似中性点動作における各スイッチ素子のオン，オフを時間的に拡大して示すタイムチャート。図６は、第１実施形態におけるデッドタイム中の電流の流れを示す図。図７は、図６の電流が流れた際の各部の電圧および電位差の変化を示す図。図８は、図６の電流が流れた際の各部の電圧および電位差の他の変化を示す図。図９は、第２実施形態の構成を示すブロック図。図１０は、第３実施形態の構成の要部を示すブロック図。図１１は、第４実施形態の構成の要部を示すブロック図。

［１］第１実施形態　
　第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
　図１に示すように、３相交流電源１にモータ駆動回路２が接続され、そのモータ駆動回路２の出力端にモータ３およびコントローラ４が接続されている。本実施形態において、モータ３は、冷凍サイクル装置である空気調和機の圧縮機を駆動する圧縮機駆動用モータである。

　モータ３は、互いに非接続状態の３つの相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有する圧縮機駆動用の３相永久磁石同期モータであり、具体的には相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれ一端となる３つの端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗおよび相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれ他端となる３つの端子３２ｕ，３２ｖ，３２ｗを備えるいわゆるオープン巻線モータ（Open-Winding Motor）である。

　モータ駆動回路２は、３相交流電源１に接続された直流電源たとえばコンバータ１０、このコンバータ１０の出力端に接続された正側電源ラインＣ１および負側電源ラインＣ２、この正側電源ラインＣ１および負側電源ラインＣ２の相互間に接続されたインバータ（第１インバータ）２０およびインバータ（第２インバータ）３０を含む。

　コンバータ１０は、例えば全波整流器やＰＷＭコンバータであり、３相交流電源１の交流電圧を直流電圧に変換する。インバータ２０は、オープン巻線モータ３の相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれ一端である上記端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｗへの通電を制御する。インバータ３０は、オープン巻線モータ３の相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれ他端である上記端子３２ｕ，３２ｖ，３２ｗへの通電を制御する。コンバータ１０がインバータ２０，３０にとっての共通の直流電源となるＤＣリンク共通方式の構成を採用している。

　インバータ２０は、上側スイッチ素子Ｔｕと下側スイッチ素子Ｔｘを直列接続して成るＵ相直列回路、上側スイッチ素子Ｔｖと下側スイッチ素子Ｔｙを直列接続して成るＶ相直列回路、上側スイッチ素子Ｔｗと下側スイッチ素子Ｔｚを直列接続して成るＷ相直列回路を含むいわゆる３相インバータである。Ｕ相直列回路，Ｖ相直列回路，Ｗ相直列回路のそれぞれ一端が正側電源ラインＣ１に接続され、Ｕ相直列回路，Ｖ相直列回路，Ｗ相直列回路のそれぞれ他端が負側電源ラインＣ２に接続されている。

　上側スイッチ素子Ｔｕと下側スイッチ素子Ｔｘの相互接続点Ａｕが、リード線や導電パターン等の配線５１ｕにより、相巻線Ｌｕの一端である端子３１ｕに接続される。上側スイッチ素子Ｔｖと下側スイッチ素子Ｔｙの相互接続点Ａｖが、リード線や導電パターン等の配線５１ｖにより、相巻線Ｌｖの一端である端子３１ｖに接続される。上側スイッチ素子Ｔｗと下側スイッチ素子Ｔｚの相互接続点Ａｚが、リード線や導電パターン等の配線５１ｗにより、相巻線Ｌｚの一端である端子３１ｗに接続される。

　インバータ３０は、インバータ２０と同一回路構成で、上側スイッチ素子Ｔｕと下側スイッチ素子Ｔｘを直列接続して成るＵ相直列回路、上側スイッチ素子Ｔｖと下側スイッチ素子Ｔｙを直列接続して成るＶ相直列回路、上側スイッチ素子Ｔｗと下側スイッチ素子Ｔｚを直列接続して成るＷ相直列回路を含むいわゆる３相インバータである。Ｕ相直列回路，Ｖ相直列回路，Ｗ相直列回路のそれぞれ一端が正側電源ラインＣ１に接続され、Ｕ相直列回路，Ｖ相直列回路，Ｗ相直列回路のそれぞれ他端が負側電源ラインＣ２に接続されている。

　上側スイッチ素子Ｔｕと下側スイッチ素子Ｔｘの相互接続点Ｂｕが、リード線や導電パターン等の配線（第１配線）５２ｕにより、相巻線Ｌｕの他端である端子３２ｕに接続される。上側スイッチ素子Ｔｖと下側スイッチ素子Ｔｙの相互接続点Ｂｖが、リード線や導電パターン等の配線（第１配線）５２ｖにより、相巻線Ｌｖの他端である端子３２ｖに接続される。上側スイッチ素子Ｔｗと下側スイッチ素子Ｔｚの相互接続点Ｂｗが、リード線や導電パターン等の配線（第１配線）５２ｗにより、相巻線Ｌｚの他端である端子３２ｗに接続される。

　インバータ２０，３０の全てのスイッチ素子Ｔｕ～Ｔｚは、還流ダイオード（フリー・ホイール・ダイオードともいう）Ｄをスイッチ素子本体に逆並列接続したＩＧＢＴである。ＩＧＢＴに限らず、ＭＯＳ－ＦＥＴ等を各スイッチ素子Ｔｕ～Ｔｚとして用いてもよい。

　インバータ２０は、実際には、Ｕ相直列回路，Ｖ相直列回路，Ｗ相直列回路をブリッジ接続して成る主回路と、この主回路の各スイッチ素子を駆動する駆動回路などの周辺回路とを、単一のパッケージに収納したモジュールいわゆるＩＰＭ（Intelligent Power Module）である。インバータ３０も同じくＩＰＭである。ＩＰＭに限らず、全てのスイッチ素子Ｔｕ～Ｔｚや駆動回路をディスクリート部品として構成したインバータ２０，３０を用いてもよい。３相インバータに限らず、６相分のスイッチングができればよいので、２つの３相インバータ２０，３０を３つの単相インバータで構成してもよい。

　モータ１Ｍの相巻線Ｌｕの他端（端子３２ｕ）および相巻線Ｌｖの他端（端子３２ｖ）の相互間に、リード線や導電パターン等の配線（第２配線）５３ｕ，５３ｖにより、機械式の開閉接点を有する開閉器、たとえばリレー１２の常開形の第１開閉接点（リレー接点という）１２ａが接続されている。モータ１Ｍの相巻線Ｌｖの他端（端子３２ｖ）および相巻線Ｌｗの他端（端子３２ｗ）の相互間に、リード線や導電パターン等の配線（第２配線）５３ｖ，５３ｗにより、機械式の開閉接点を有する開閉器、たとえばリレー１３の常開形の第２開閉接点（リレー接点という）１３ａが接続されている。リレー１２，１３については、励磁電流の供給によるオン（付勢）および励磁電流の遮断によるオフ（消勢）がコントローラ４により互いに同期して制御される。このため、２つのリレー１２，１３に代えて、２つのリレー接点を含む１つのリレーを用いる構成としてもよい。

　リレー１２，１３のオン（付勢）により、リレー接点１２ａ，１３ａが閉成し、相巻線Ｌｕの他端と相巻線Ｌｖの他端がリレー接点１２ａを介して相互接続されるとともに、相巻線Ｌｖの他端と相巻線Ｌｗの他端がリレー接点１３ａを介して相互接続される。つまり、相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗがスター結線状態（星形結線状態ともいう）となる。リレー１２,１３のオフ（消勢）により、リレー接点１２ａ，１３ａが開放し、相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗが互いに分離された非接続状態つまり電気的に分離されたオープン巻線状態となる。

　さらに、リレー接点１２ａに対し、リード線や導電パターン等の配線（第３配線）５４ｕ，５４ｖにより、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路が並列接続されている。リレー接点１３ａに対し、リード線や導電パターン等の配線（第３配線）５４ｖ，５４ｗにより、補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の直列回路が並列接続されている。

　具体的には、配線５３ｕとリレー接点１２ａの一端との接続点Ｎ１に、配線５４ｕを介して補助スイッチＳＷ１,ＳＷ２の直列回路の一端が接続されている。配線５３ｖとリレー接点１２ａの他端（およびリレー接点１２ｂの一端）との接続点Ｎ２に、配線５４ｖを介して補助スイッチＳＷ１,ＳＷ２の直列回路の他端が接続されているとともに、同じ配線５４ｖを介して補助スイッチＳＷ３,ＳＷ４の直列回路の一端が接続されている。配線５３ｗとリレー接点１２ｂの他端との接続点Ｎ３に、配線５４ｗを介して補助スイッチＳＷ３,ＳＷ４の直列回路の他端が接続されている。接続点Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は、配線５３ｕ，５３ｖ，５３ｗから配線５４ｕ，５４ｖ，５４ｗへの分岐点となる。以下、接続点Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３のことを分岐点Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３という。

　すなわち、配線５３ｕ，５３ｖ，５３ｗは、モータ巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端である端子３２ｕ，３２ｖ，３２ｗから始まり、分岐点Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３で終わる。１つ目および２つ目の配線５４ｕ，５４ｖは、分岐点Ｎ１，Ｎ２から始まり、補助スイッチＳｗ１，Ｓｗ２の直列回路の両端で終わる。２つ目および３つ目の配線５４ｖ，５４ｗは、分岐点Ｎ２，Ｎ３から始まり、補助スイッチＳｗ３，Ｓｗ４の直列回路の両端で終わる。

　補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４は、それぞれの素子本体に逆並列方向に還流ダイオードＤが接続された半導体スイッチ素子である。補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路は、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２が互いに逆向きとなる状態に接続されている。すなわち、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方の出力（電流流出側）同士がつながっている。同様に補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の直列回路も、補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４が互いに逆向きとなる状態に接続されている。このため、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路は、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン時にはその一方の補助スイッチの還流ダイオードＤを経由して双方向に電流を流し、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオフ時はどちらの方向にも電流を流さない。同様に補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の直列回路は、補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４のオン時にはその一方の補助スイッチの還流ダイオードＤを経由して双方向に電流を流し、補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４のオフ時はどちらの方向にも電流を流さない。

　インバータ３０の相互接続点Ｂｕと相巻線Ｌｕの他端（端子３２ｕ）との間の配線５２ｕは、第１インダクタンス（寄生インダクタンス）Lsu1を有している。相巻線Ｌｕの他端（端子３２ｕ）と分岐点Ｎ１との間の配線５３ｕは、第２インダクタンス（寄生インダクタンス）Lsu2を有している。インバータ３０の相互接続点Ｂｖと相巻線Ｌｖの他端（端子３２ｖ）との間の配線５２ｖは、第１インダクタンス（寄生インダクタンス）Lsv1を有している。相巻線Ｌｖの他端（端子３２ｖ）と分岐点Ｎ２との間の配線５３ｖは、第２インダクタンスLsv2を有している。インバータ３０の相互接続点Ｂｗと相巻線Ｌｗの他端（端子３２ｗ）との間の配線５２ｗは、第１インダクタンス（寄生インダクタンス）Lsw1を有している。相巻線Ｌｗの他端（端子３２ｗ）と分岐点Ｎ３との間の配線５２ｗは、第２インダクタンスLsw2を有している。第1インダクタンスLsu1，Lsv1，Lsw1は概ね互いに同じ値となるが、配線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの各々の引き回し状況によって若干大きさが異なってもよい。同様に第２インダクタンスLsu2，Lsv2，Lsw2は概ね互いに同じ値となるが、配線５３ｕ，５３ｖ，５３ｗの各々の引き回し状況によって若干大きさが異なってもよい。

　分岐点Ｎ１と補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路の一端との間の配線５４ｕは、第３インダクタンス（寄生インダクタンス）Lsu3を有している。配線５４ｖは、分岐点Ｎ２と補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の他端との間に第３インダクタンスLsv3を有するとともに、分岐点Ｎ２と補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の一端との間にも同じ第３インダクタンスLsv3を有している。なお、補助スイッチＳＷ２のコレクタと補助スイッチＳＷ３のコレクタとの接続部分の配線は極めて短くて済むため、配線５４ｖの第３インダクタンスLsv3は、概ね分岐点Ｎ２から補助スイッチＳＷ２と補助スイッチＳＷ３との接続点間の配線のインダクタンスが支配的である。分岐点Ｎ３と補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の直列回路の他端との間の配線５４ｗは、第３インダクタンスLsw3を有している。

　まとめると、分岐点Ｎ１，Ｎ２間にリレー接点１２ａが接続されているとともに、分岐点Ｎ１，Ｎ２間に補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路が接続されている。分岐点Ｎ２，Ｎ３間にリレー接点１３ａされているとともに、分岐点Ｎ２，Ｎ３間に補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の直列回路が接続されている。

　インバータ２０の相互接続点Ａｕ，Ａｖ，Ａｚと相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれ一端（端子３１ｕ，３１ｖ，３１ｚ）との間の配線５１，５１ｖ，５１ｚに電流センサ１１ｕ，１１ｖ，１１ｗが配置され、これら電流センサの出力信号がコントローラ４に送られる。電流センサ１１ｕ，１１ｖ，１１ｗは、相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗに流れる電流（モータ電流という）Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検知する。

　コントローラ４は、主制御部４０、電流検出部４１、リレー駆動部４２、補助ＳＷ駆動部４３を含み、モータ３の回転速度Ｎが上位の外部装置（例えば空気調和機の制御装置）から指令される目標回転速度Ｎｔとなるように、かつ高効率な運転がなされるように、リレー接点１２ａ，１３ａの開閉およびインバータ２０，３０の駆動（スイッチング）を制御する。

　電流検出部４１は、電流センサ１１ｕ，１１ｖ，１１ｗで検知されるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのそれぞれの瞬時値を検出する。リレー駆動部４２は、主制御部４０からの指令に応じてリレー１２，１３を駆動する。補助ＳＷ駆動部４３は、主制御部４０からの指令に応じて補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４を駆動する。

　主制御部４０は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路により構成され、リレー接点１２ａ，１３ａの閉成により相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端を相互接続してインバータ２０を単独で駆動するスター結線モード、およびリレー接点１２ａ，１３ａの開放により相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端を互いに非接続状態としてインバータ２０，３０を互いに連係して駆動するオープン巻線モードを、負荷の大きさに対応するモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの値などに応じて選択的に設定する。例えば、モータ回転数Ｎが低くてモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが所定値未満となる低負荷時はスター結線モードを設定し、モータ回転数Ｎが上昇してモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが所定値以上となる高負荷時はオープン巻線モードを設定する。これによりモータの運転範囲全域で高効率が得られる。なお、スター結線モードとオープン巻線モードの選択は、上記以外にモータ回転数と弱め界磁量の組み合わせなどモータに関する様々なパラメールを用いて判断することで切り替えることができる。なお、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが過電流状態になった場合等の異常状態下においては、スター結線モードとオープン巻線モードの間で優先的にいずれか一方のモードに切り替えることも考えられる。

　主制御部４０は、オープン巻線モードからスター結線モードへの切換えおよびスター結線モードからオープン巻線モードへの切換えに際し、リレー接点１２ａの両端間の電位差およびリレー接点１３ａの両端間の電位差が零となるよう、インバータ３０における全ての上側スイッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗと全ての下側スイッチ素子Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚとをオン，オフデューティ50％で交互にオン，オフする疑似中性点動作を実行する。

　とくに、オープン巻線モードからスター結線モードへ切換える際の疑似中性点動作の実行中、主制御部４０は、補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４をあらかじめオンした状態でリレー１２，１３をオンし、実際にリレー接点１２ａ，１３ａが閉成するまでに要する時間よりも長い一定時間ｔ１が経過した後、補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４をオフする。同様にスター結線モードからオープン巻線モードへ切換える際の疑似中性点動作の実行中、主制御部４０は、補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４をあらかじめオンした状態でリレー１２，１３をオフし、実際にリレー接点１２ａ，１３ａが開放するまでに要する時間よりも長い一定時間ｔ２が経過した後、補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４をオフする。

　なお、主制御部４０は、疑似中性点動作中におけるインバータ２０，３０の各上側スイッチ素子および各下側スイッチ素子のオン，オフ駆動に際し、各直列回路において上側スイッチ素子がターンオンするときに下側スイッチ素子がターンオフし、各直列回路において下側スイッチ素子がターンオンするときに上側スイッチ素子がターンオフする相補的動作を行う。この相補的動作において、主制御部４０は、直列回路ごとの上側スイッチ素子と下側スイッチ素子が同時にオン状態となって短絡回路が形成されないよう、そのオン，オフ駆動において上側スイッチ素子と下側スイッチ素子が共にオフ状態となるデッドタイムｔｄを確保する。なお、デッドタイムｔｄは、疑似中性点動作中に限らず、通常の運転中のＰＷＭ制御時においても、上下スイッチ素子の短絡防止のために必ず設けられる。

　つぎに、コントローラ４の主制御部４０が実行する主要な制御を図２のフローチャートを参照しながら説明する。フローチャート中のステップS1，S2…については単にS1，S2…と略称する。
　オープン巻線モードによるモータ駆動時（S1のYES）、主制御部４０は、負荷の減少に応じたスター結線モードへの切換えが必要か否かを監視する（S2）。スター結線モードへの切換えが不要な場合（S2のNO）、主制御部４０は、上記S1の判定を繰り返す。

　スター結線モードへの切換えが必要な場合（S2のYES）、主制御部４０は、リレー接点１２ａ，１３ａのそれぞれ両端間の電位差が零となるよう、インバータ３０における全ての上側スイッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗと全ての下側スイッチ素子Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚとを図３に示すようにオン，オフデューティ50％で交互にオン，オフする疑似中性点動作を実行する（S3）。

　この疑似中性点動作における上側スイッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗのオン，オフと下側スイッチ素子Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚのオン，オフの関係を理解しやすいように時間的に拡大して示したのが図５である。主制御部４０は、上側スイッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗのターンオンおよび下側スイッチ素子Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚのターンオフに際し、コンバータ１０の出力端に対する短絡回路の形成を防ぐため、上側スイッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗおよび下側スイッチ素子Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚが共にオフ状態となるデッドタイムｔｄを確保する。同様に、主制御部４０は、下側スイッチ素子Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚのターンオンおよび上側スイッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗのターンオフに際し、コンバータ１０の出力端に対する短絡回路の形成を防ぐため、下側スイッチ素子Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚおよび上側スイッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗが共にオフ状態となるデッドタイムｔｄを確保する。

　デッドタイムｔｄの生成には種々の方式があるが、一般的には、オフすべき側のスイッチ素子をオフした後、デッドタイムｔｄ経過後にオンすべき側のスイッチ素子をオンする方式が一般的である。デットタイムｔｄは、効率面や波形成型の面からはできるだけ短くすることが望ましく、実際にはスイッチ素子のオン，オフ過渡特性に基づく最小限の時間が割当てられる。

　ただし、後述するように、このデッドタイムｔｄが存在するために疑似中性点動作を実行しても、インバータ３０のスイッチングのタイミングとリレー接点１２ａ，１３ａの作動タイミングがデッドタイムｔｄと重なった場合には、リレー接点１２ａ，１３ａのそれぞれ両端間に電位差が生じることがある。

　主制御部４０は、疑似中性点動作の実行中、先ず補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４をオンし（S4）、これによりリレー接点１２ａ，１３ａのそれぞれ両端間を短絡し、その短絡後にリレー１２，１３をオンする（S5）。続いて、主制御部４０は、リレー接点１２ａ，１３ａが実際に閉成するまでに要する時間よりも長い一定時間ｔ１が経過した後（S6のYES）、補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４をオフする（S7）。この後、主制御部４０は、疑似中性点動作を終了してスター結線モードのモータ駆動に移行する（S8）。

　この移行後、主制御部４０は、上記S1の判定に戻る。ステップS4における補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４のオン、ステップS7における補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４のオフは、すべての補助スイッチを同期させてオン、オフ駆動することが回路の簡素化等の観点から望ましいが、完全に同期してオン／オフする必要はない。要はリレー接点１２ａ，１３ａが実際に閉成する前にすべての補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４がオンし、リレー接点１２ａ，１３ａが実際に閉成した後にすべての補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４をオフできればよい。

　以上の処理によって、図３に示す動作が実行される。この動作によって、スター結線モードの安定運転時には、補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４がオフとなるため、補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４のオン時の電力消費がなくなり、省エネルギーになるとともに、補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４の発熱もなくなり、これらの半導体スイッチの温度上昇への対策が不要となる。

　スター結線モードによるモータ駆動時（S1のNO）、主制御部４０は、負荷の増加に応じたオープン巻線モードへの切換えが必要か否かを監視する（S9）。オープン巻線モードへの切換えが不要な場合（S9のNO）、主制御部４０は、上記S1の判定に戻る。

　オープン巻線モードへの切換えが必要な場合（S9のYES）、主制御部４０は、リレー接点１２ａ，１３ａのそれぞれ両端間の電位差が零となるよう、インバータ３０における上側スイッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗと下側スイッチ素子Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚとを図４に示すようにオン，オフデューティ50％で交互にオン，オフする疑似中性点動作を実行する（S10）。この疑似中性点動作は、オープン巻線モードからスター結線モードへの切換え時の疑似中性点動作と同じである。なお、この状態においては、スター結線モードで運転がなされているため、リレー接点１２ａ，１３ａはオンとなっている。

　この疑似中性点動作の実行中、主制御部４０は、先ず補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４をオンし（S11）、これによりリレー接点１２ａ，１３ａのそれぞれ両端間を短絡し、その短絡後にリレー１２，１３をオフする（S12）。続いて、主制御部４０は、リレー接点１２ａ，１３ａが実際に開放するまでに要する時間よりも長い一定時間ｔ２が経過した後（S13のYES）、補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４をオフする（S14）。この後、主制御部４０は、疑似中性点動作を終了してオープン巻線モードに移行する（S15）。

　この移行後、主制御部４０は、上記S1の判定に戻る。ステップS11における補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４のオン、ステップS14における補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４のオフは、すべての補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４を同期させてオン、オフ駆動することが望ましいが、完全に同期してオン／オフする必要はない。リレー接点１２ａ，１３ａが実際に開放する前にすべての補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４がオンし、リレー接点１２ａ，１３ａが実際に開放した後にすべての補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４をオフできればよい。以上の処理によって、図４に示す動作が実行される。

　一定時間ｔ１，ｔ２は、互いに同じ時間でよく、効率面からはできるだけ短い時間にすることが望ましい。機械式のリレー１２，１３では、励磁電流によるオン（付勢）とオフ（消勢）から実際にリレー接点１２ａ，１３ａが開閉作動するまでに10～30msecの遅延がある、この遅延を考慮し、リレー接点１２ａ，１３ａが開閉作動する遅延時間に余裕分を加算した50msec～100msec程度を一定時間ｔ１，ｔ２に設定することが望ましい。

　以上のように、リレー接点１２ａ，１３ａの開閉に際し、リレー接点１２ａ，１３ａのそれぞれ両端間の電位差が零となるよう、予め疑似中性点動作が実行されるとともに補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４がオンされる。

　ところが、疑似中性点動作を実行しても、インバータ３０の上側スイッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗおよび下側スイッチ素子Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚが共にオフするデッドタイムｔｄに限り、上側スイッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗおよび下側スイッチ素子Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚのいずれかの還流ダイオードＤを通る経路で電流が流れる。例えば、図６に実線矢印で示すように、相巻線Ｌｖ，Ｌｗからインバータ３０の相互接続点Ｂｖ，Ｂｗおよび上側スイッチ素子Ｔｖ，Ｔｗのそれぞれ還流ダイオードＤを通る経路でモータ電流Ｉｖ，Ｉｗが流れ、下側スイッチ素子Ｔｘの還流ダイオードＤから相互接続点Ｂｕを通って相巻線Ｌｕに向かう経路でモータ電流Ｉｕが流れる。

　図６の電流経路における下側スイッチ素子Ｔｘのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖcex、下側スイッチ素子Ｔｙのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖcey、相互接続点Ｂｕ，Ｂｖの電位差Ｖuv1、リレー接点１２ａの両端間の電位差Ｖuv2、補助スイッチＳｗ１，Ｓｗ２の直列回路の両端間の電位差Ｖuv3の関係を図７に示している。すなわち、下側スイッチ素子Ｔｘのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖcexが零の状態で下側スイッチ素子Ｔｙのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖceyが立ち上がり、これに伴い相互接続点Ｂｕ，Ｂｖの電位差Ｖuv1が零でなくなる。電位差Ｖuv1が発生すると、図６に破線矢印で示すように、相互接続点Ｂｖから補助スイッチＳｗ２および補助スイッチＳｗ１を通って相互接続点Ｂｕに向かう電流が流れ、第１インダクタンスLsu1，Lsv1および第２インダクタンスLsu2，Lsv2に電圧が発生して、リレー接点１２ａの両端間の電位差Ｖuv2が零でなくなる。この後、下側スイッチ素子Ｔｘのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖcexと下側スイッチ素子Ｔｙのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖceyとが同じ値となり、これに伴い相互接続点Ｂｕ，Ｂｖの電位差Ｖuv1が零となる。同様の現象は、リレー接点１３ａにおいても生じる。

　機械式の開閉接点であるリレー接点１２ａでは、上述のように厳密な開閉時期が制御できないため、リレー接点１２ａの両端間の電位差Ｖuv2が零でないタイミングでリレー接点１２ａが開閉する場合がある。もし、リレー接点１２ａの両端間の電位差Ｖuv2、が零でない状態でリレー接点１２ａが開閉するとサージ電圧やアークがリレー接点１２ａの両端間に発生する可能性がある。デッドタイムｔｄは、インバータ３０の正規のオン，オフ期間と比べて極めて短い時間であることから、実際にリレー接点１２ａの両端間の電位差が零でない状態でリレー接点１２ａが開閉する可能性は極めて低い。しかしながら、その発生確率は0ではないため、何らかの対処が必要である。

　ここで、リレー接点１２ａの両端間の電位差Ｖuv2は、相互接続点Ｂｕから分岐点Ｎ１に至るまでの配線５２ｕが有する第１インダクタンスLsu1の値と配線５３ｕが有する第２インダクタンスLsu2の値の合計値“Lsu1＋Lsu2”、相互接続点Ｂｖから分岐点Ｎ２に至るまでの配線５２ｖが有する第１インダクタンスLsv1の値と配線５３ｖが有する第２インダクタンスLsv2の値の合計値“＝Lsv1＋Lsv2”、分岐点Ｎ１と補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路の一端との間の配線５４ｕが有する第３インダクタンスLsu3の値、および分岐点Ｎ２と補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路の他端との間の配線５４ｖが有する第３インダクタンスLsv3の値の関係により変化する。

　例えば、第１インダクタンスLsu1の値と第２インダクタンスLsu2の値の合計値“Lsu1＋Lsu2”が第３インダクタンスLsu3の値より小さく（“Lsu1＋Lsu2”＜Lsu3）、かつ第１インダクタンスLsv1の値と第２インダクタンスLsv2の値の合計値“Lsv1＋Lsv2”が第３インダクタンスLsv3の値より小さい場合（“Lsv1＋Lsv2”＜Lsv3）、図７に示す大きさの電位差Ｖuv2が生じる。これに対し、第３インダクタンスLsu3の値が上記“合計値“Lsu1＋Lsu2”より小さく（Lsu3＜“Lsu1＋Lsu2”）、かつ第３インダクタンスLsv3の値が上記合計値“Lsv1＋Lsv2”より小さい場合（Lsv3＜“Lsv1＋Lsv2”）は、図８に示すように電位差Ｖuv2を図７の場合よりも小さく抑えることができる。

　同様に、リレー接点１３ａの両端間の電位差Ｖvw2も、相互接続点Ｂｖから分岐点Ｎ２に至るまでの配線５２ｖが有する第１インダクタンスLsv1の値と配線５３ｖが有する第２インダクタンスLsv2の値の合計値“Lsv1＋Lsv2”、相互接続点Ｂｗから分岐点Ｎ３に至るまでの配線５２ｗが有する第１インダクタンスLsw1の値と配線５３ｗが有する第２インダクタンスLsw2の値の合計値“＝Lsw1＋Lsw2”、分岐点Ｎ２と補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の直列回路の一端との間の配線５４ｖが有する第３インダクタンスLsv3の値、および分岐点Ｎ３と補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の直列回路の他端との間の配線５４ｗが有する第３インダクタンスLsw3の値の関係により変化する。

　つまり、第３インダクタンスLsv3の値が上記“合計値“Lsv1＋Lsv2”より小さく（Lsv3＜“Lsv1＋Lsv2”）、かつ第３インダクタンスLsw3の値が上記合計値“Lsw1＋Lsw2”より小さい場合（Lsw3＜“Lsw1＋Lsw2”）、リレー接点１３ａの両端間の電位差Ｖvw2を小さく抑えることができる。このようなインダクタンス値の設定を行うことで、リレーの接点１２ａ，１３ａに及ぼす悪影響を、問題ないレベルに低減可能である。

　これらの点に着目し、本実施形態では、第３インダクタンスLsu2の値が第１インダクタンスLsu1の値と第２インダクタンスLsu2の値の合計値“Lsu1＋Lsu2”より小さく（Lsu1＜“Lsu1＋Lsu2”）、第３インダクタンスLsv2の値が第１インダクタンスLsv1の値と第２インダクタンスLsv2の値の合計値“Lsv1＋Lsv2”より小さく（Lsv1＜“Lsv1＋Lsv2”）、かつ第３インダクタンスLsw2の値が第１インダクタンスLsw1の値と第２インダクタンスLsw2の値の合計値“Lsw1＋Lsw2”より小さくなるよう（Lsw1＜“Lsw1＋Lsw2”）、ひいては電位差Ｖuv2，Ｖvw2が小さくなるよう、各配線（第３配線）５４ｕ，５４ｖ，５４ｗの長さを、各配線（第１配線）５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの長さおよび各配線（第２配線）５３ｕ，５３ｖ，５３ｗの長さの合計値より、できるだけ短く設定している。例えば、リレー接点１２ａ，１３ａの配置位置と補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４の配置位置とをできるだけ近づけることにより、配線５４ｕ，５４ｖ，５４ｗの長さを短くすることができる。

　第１インダクタンスLsu1，Lsv1，Lsw1、第２インダクタンスLsu2，Lsv2，Lsw2、第３インダクタンスLsu3，Lsv3，Lsw3のような配線に生じる寄生インダクタンスの値は、概ねその配線長に比例する。配線５４ｕ，５４ｖ，５４ｗの長さを短くするほど、第３インダクタンスLsu3，Lsv3，Lsw3の値を小さくすることができる。そこで、本実施形態では、“配線５４ｕの長さ＋配線５２ｕの長さ”＞“配線５３ｕの長さ”、“配線５４ｖの長さ＋配線５２ｖの長さ”＞“配線５３ｖの長さ”、且つ“配線５４ｗの長さ＋配線５２ｗの長さ”＞“配線５３ｗの長さ”としている。

　なお、リレー接点１２ａ，１３ａのそれぞれ両端間の電位差Ｖuv2，Ｖvw2の大きさは、上記合計値“Lsu1＋Lsu2”，“Lsv1＋Lsv2”，“Lsw1＋Lsw2”と第３インダクタンスLsu3，Lsv3，Lsw3の値との相対関係で決まるため、合計値“Lsu1＋Lsu2”，“Lsv1＋Lsv2”，“Lsw1＋Lsw2”を第３インダクタンスLsu3，Lsv3，Lsw3の値より大きくしても、電位差Ｖuv2，Ｖvw2を小さく抑えることが可能である。合計値“Lsu1＋Lsu2”，“Lsv1＋Lsv2”，“Lsw1＋Lsw2”を第３インダクタンスLsu3，Lsv3，Lsw3の値より大きくするためには、配線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗの長さと配線５３ｕ，５３ｖ，５３ｗの長さの合計値を長くすればよい。また、合計値“Lsu1＋Lsu2”，“Lsv1＋Lsv2”，“Lsw1＋Lsw2”を第３インダクタンスLsu3，Lsv3，Lsw3の値より大きくするために、配線５２ｕ，５２ｖ，５２ｗまたは配線５３ｕ、５３ｖ，５３ｗの中途部に、小さなコイルなどのインダクタンス素子をそれぞれ挿入してもよい。ただし、これらの対処法では、配線長の延長やコイルの追加に伴い、その分の抵抗値が増加して電力ロスを生じるため、前述のように配線５４ｕ，５４ｖ，５４ｗの長さをできるだけ短くする処置の方が好ましい。

　こうして、リレー接点１２ａ，１３ａのそれぞれ両端間に生じる電位差Ｖuv2，Ｖvw2を小さく抑えることにより、電位差Ｖuv2，Ｖvw2が生じた状態でリレー接点１２ａ，１３ａが開閉しても、リレー接点１２ａ，１３ａの両端間に問題となるような大きさのサージ電圧やアークが発生する不具合を解消することができる。ひいては、リレー１２，１３の寿命への悪影響を回避できるとともに、サージ電圧やアークによるインバータ２０，３０の各スイッチ素子の破壊を防ぐことができる。

［２］第２実施形態　
　第２実施形態の構成を図９に示す。
　モータ１Ｍの相巻線Ｌｕ，Ｌｖの他端（端子３２ｕ，３２ｖ）に接続された配線（第２配線）５３ｕ，５３ｖの先端の分岐点Ｎ１，Ｎ２の相互間に、配線（第３配線）５４ｕ，５４ｖ１を介して補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路が接続されている。モータ１Ｍの相巻線Ｌｖ，Ｌｗの他端（端子３２ｖ，３２ｗ）に接続された配線（第２配線）５３ｖ，５３ｗの先端の分岐点Ｎ２，Ｎ３の相互間に、配線（第３配線）５４ｖ２，５４ｗを介して補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の直列回路が接続されている。

　そして、分岐点Ｎ１，Ｎ２の相互間に、配線（第４配線）５５ｕ，５５ｖを介して、リレー接点１２ａが接続されている。分岐点Ｎ２，Ｎ３の相互間に、配線（第４配線）５５ｖ，５５ｗを介して、リレー接点１３ａが接続されている。

　すなわち、配線５３ｕの先端が分岐点Ｎ１で配線５４ｕと配線５５ｕに分岐し、配線５３ｖの先端が分岐点Ｎ２で配線５４ｖ1，５４ｖ2と配線５５ｖの３つに分岐している。同様に配線５３ｗの先端が分岐点Ｎ３で配線５４ｗと配線５５ｗに分岐している。配線５４ｕは補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路における補助スイッチＳＷ１側に接続され、配線５４ｖ１は補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路における補助スイッチＳＷ２側に接続されている。配線５４ｖ２は補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の直列回路における補助スイッチＳＷ３側に接続され、配線５４ｗは補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の直列回路における補助スイッチＳＷ４側に接続されている。補助スイッチＳＷ２，ＳＷ３は分岐点Ｎ２および配線５４ｖ1，５４ｖ2を介して互いに直列接続された状態にある。

　配線５４ｕ，５４ｖ1は、分岐点Ｎ１，Ｎ２から始まり、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路の両端で終わっている。配線５４ｖ2，５４ｗは、分岐点Ｎ２，Ｎ３から始まり、補助スイッチＳＷ２，ＳＷ３の直列回路の両端で終わっている。

　リレー接点１２ａは、配線５５ｕ，５５ｖにより、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路に対して並列接続された状態にある。リレー接点１３ａは、配線５５ｖ，５５ｗにより、補助スイッチＳＷ３，ＳＷ４の直列回路に対して並列接続された状態にある。配線５５ｕは分岐点Ｎ１を介して配線５３ｕと導通し、配線５５ｖは分岐点Ｎ２を介して配線５３ｖと導通し、配線５５ｗは分岐点Ｎ２を介して配線５３ｗと導通している。リレー接点１２ａの他端およびリレー接点１３ａの一端は、配線５５ｖにつながる共通接続点Ｐ１を介して導通している。配線５５ｕ，５５ｖは、分岐点Ｎ１，Ｎ２から始まり、リレー接点１２ａの両端で終わっている。配線５５ｖ，５５ｗは、分岐点Ｎ２，Ｎ３から始まり、リレー接点１２ａの両端で終わっている。

　この第２実施形態でも、第１実施形態と同じく、第１インダクタンスLsu1，Lsv1，Lsw1の値、第２インダクタンスLsu2，Lsv2，Lsw2の値、および第３インダクタンスLsu3，Lsv3，Lsw3の値の関係が、上記（Lsu1＜“Lsu1＋Lsu2”），（Lsv1＜“Lsv1＋Lsv2”），（Lsw1＜“Lsw1＋Lsw2”）の条件を満たす必要がある。そこで、この第２実施形態の回路構成を用いれば、回路構成上、配線５４ｕ～５４ｗの長さを極めて短くすることができるので、面倒な配線の引き回し設計を行うことなく、上記条件を満たすことができる。
　その他の構成は第１実施形態と同じである。

［３］第３実施形態　
　第３実施形態の構成の要部を図１０に示す。
　モータ１Ｍの相巻線Ｌｕ，Ｌｖの他端（端子３２ｕ，３２ｖ）に接続された配線５３ｕ，５３ｖの先端の分岐点Ｎ１，Ｎ２の相互間に、リレー接点１２ａが接続されている。モータ１Ｍの相巻線Ｌｖ，Ｌｗの他端（端子３２ｖ，３２ｗ）に接続された配線５３ｖ，５３ｗの先端の分岐点Ｎ２，Ｎ３の相互間に、リレー接点１３ａが接続されている。

　そして、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路が、分岐点Ｎ１，Ｎ２に接続された配線５４ｕ，５４ｖにより、リレー接点１２ａに対して並列接続されている。補助スイッチＳＷ２，ＳＷ３の直列回路が、分岐点Ｎ２，Ｎ３に接続された配線５４ｖ，５４ｗにより、リレー接点１３ａに対して並列接続されている。補助スイッチＳＷ１～ＳＷ３は、それぞれの素子本体に逆並列方向に還流ダイオードＤが接続された半導体スイッチ素子、例えばＩＧＢＴやＭＯＳ-ＦＥＴ、である。３つの補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３の各々のエミッタは、図中の共通接続点（仮想中性点）Ｐ２で共通接続されている。

　１つ目の配線５４ｕおよび２つ目の配線５４ｖは、分岐点Ｎ１，Ｎ２から始まり、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路の両端で終わっている。上記２つ目の配線５４ｖおよび３つ目の配線５４ｗは、分岐点Ｎ２，Ｎ３から始まり、補助スイッチＳＷ２，ＳＷ３の直列回路の両端で終わっている。
　他の構成は、第１インダクタンスLsu1，Lsv1，Lsw1の値、第２インダクタンスLsu2，Lsv2，Lsw2の値、および第３インダクタンスLsu3，Lsv3，Lsw3の値の関係を含めて、第１実施形態と同じである。３つの補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、第１実施形態の４つの補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４と同じように同時にオン，オフ制御される。

　リレー接点１２ａ，１３ａが開放している状態で補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３がオフすることにより、モータ１Ｍの相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗが互いに分離されたオープン巻線状態となる。リレー接点１２ａ，１３ａが開放している状態で補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３がオンすることにより、モータ１Ｍの相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端が補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３および共通接続点Ｐ２を通して短絡され、スター結線モードとなる。補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３がオフしている状態でリレー接点１２ａ，１３ａが閉成することにより、モータ１Ｍの相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端がリレー接点１２ａ，１３ａおよび分岐点Ｎ２を通して短絡され、スター結線モードとなる。
　本実施形態の構成によれば、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３の個数、すなわち半導体スイッチ素子の個数が３つで済み、第１，第２実施形態よりも半導体スイッチ素子の個数が少なくなって回路の簡素化が図れる。

［４］第４実施形態　
　第４実施形態の構成の要部を図１１に示す。
　モータ１Ｍの相巻線Ｌｕ，Ｌｖの他端（端子３２ｕ，３２ｖ）に接続された配線（第２配線）５３ｕ，５３ｖの先端の分岐点Ｎ１，Ｎ２の相互間に、配線（第３配線）５４ｕ，５４ｖにより、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路が接続されている。モータ１Ｍの相巻線Ｌｖ，Ｌｗの他端（端子３２ｖ，３２ｗ）に接続された配線（第２配線）５３ｖ，５３ｗの先端の分岐点Ｎ２，Ｎ３の相互間に、配線（第３配線）５４ｖ，５４ｗにより、補助スイッチＳＷ２，ＳＷ３の直列回路が接続されている。

　そして、リレー接点１２ａが、分岐点Ｎ１，Ｎ２に接続された配線（第４配線）５５ｕ，５５ｖにより、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路に対して並列接続されている。リレー接点１３ａが、分岐点Ｎ２，Ｎ３に接続された配線（第４配線）５５ｖ，５５ｗにより、補助スイッチＳＷ２，ＳＷ３の直列回路に対して並列接続されている。配線５５ｖにつながるリレー１２ａの他端と配線５５ｖにつながるリレー１３ａの一端が、共通接続点Ｐ１でつながっている。

　１つ目の配線５４ｕおよび２つ目の配線５４ｖは、分岐点Ｎ１，Ｎ２から始まり、補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路の両端で終わっている。上記２つ目の配線５４ｖおよび３つ目の配線５４ｗは、分岐点Ｎ２，Ｎ３から始まり、補助スイッチＳＷ２，ＳＷ３の直列回路の両端で終わっている。

　１つ目の配線５５ｕおよび２つ目の配線５５ｖは、分岐点Ｎ１，Ｎ２から始まり、リレー接点１２ａの両端で終わっている。上記２つ目の配線５５ｖおよび３つ目の配線５５ｗは、分岐点Ｎ２，Ｎ３から始まり、リレー接点１３ａの両端で終わっている。
　他の構成は、第１インダクタンスLsu1，Lsv1，Lsw1の値、第２インダクタンスLsu2，Lsv2，Lsw2の値、および第３インダクタンスLsu3，Lsv3，Lsw3の値の関係を含めて、第１実施形態と同じである。３つの補助スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、第１実施形態の４つの補助スイッチＳＷ１～ＳＷ４と同じように同時にオン，オフ制御される。

［５］変形例　
　上記各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

　２…駆動回路、３…オープン巻線モータ、Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ…相巻線、４…コントローラ、１２，１３…リレー（開閉器）、１２ａ，１３ａ…開閉接点（リレー接点）、ＳＷ１～ＳＷ４…半導体スイッチ素子、Lsu1，Lsv1，Lsw1…第１インダクタンス、Lsu2，Lsv2，Lsw2…第２インダクタンス、２０…インバータ（第１インバータ）、３０…インバータ（第２インバータ）、４０…主制御部

Claims

　互いに非接続状態の複数の相巻線を有するモータのモータ駆動装置であって、
　上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の直列回路を複数含み、これら直列回路の両端が直流電源に接続され、その各直列回路の上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の相互接続点が前記各相巻線の一端に接続される第１インバータと、
　上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の直列回路を複数含み、これら直列回路の両端が前記直流電源に接続され、その各直列回路の上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の相互接続点が各第１配線により前記各相巻線の他端に接続される第２インバータと、
　前記各相巻線の他端の相互間に各第２配線により接続された複数の開閉接点と、
　前記各開閉接点に対し各第３配線により並列接続された複数の半導体スイッチ素子と、
　前記第１インバータの駆動、前記第２インバータの駆動、および前記各開閉接点の開閉を制御するコントローラと、
　を備え、
　前記コントローラは、前記各開閉接点の開閉に際し、予め、前記第２インバータにおける前記各上側スイッチ素子の全てと前記各下側スイッチ素子の全てとを交互にオン，オフする疑似中性点動作を実行するとともに前記各半導体スイッチ素子をオンし、
　前記各第１配線は、それぞれ第１インダクタンスを有し、
　前記各第２配線は、それぞれ第２インダクタンスを有し、
　前記各第３配線は、それぞれ第３インダクタンスを有し、
　前記第３インダクタンスの値が、前記第１インダクタンスの値と前記第２インダクタンスの値の合計値より小さい、
　モータ駆動装置。
　前記コントローラは、前記各開閉接点の閉成により前記各相巻線の他端を相互接続しかつ前記第１インバータの前記各スイッチ素子をオン，オフ駆動するスター結線モード、および前記各開閉接点の開放により前記各相巻線の他端を非接続状態としかつ前記第１インバータの前記各スイッチ素子および前記第２インバータの前記各スイッチ素子を互いに連係してオン，オフ駆動するオープン巻線モードを、選択的に設定する、
　請求項１に記載のモータ駆動装置。
　前記コントローラは、前記第１インバータにおける前記上側スイッチ素子および前記下側スイッチ素子のオン，オフ駆動に際し、その第１インバータにおける前記直列回路ごとの前記上側スイッチ素子と前記下側スイッチ素子が共にオフするデッドタイムを確保するとともに、前記第２インバータにおける前記上側スイッチ素子および前記下側スイッチ素子のオン，オフに際し、その第２インバータにおける前記直列回路ごとの前記上側スイッチ素子と前記下側スイッチ素子が共にオフするデッドタイムを確保する、
　請求項１に記載のモータ駆動装置。
　互いに非接続状態の複数の相巻線を有するモータのモータ駆動装置であって、
　上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の直列回路を複数含み、これら直列回路の両端が直流電源に接続され、その各直列回路の上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の相互接続点が前記各相巻線の一端に接続される第１インバータと、
　上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の直列回路を複数含み、これら直列回路の両端が前記直流電源に接続され、その各直列回路の上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の相互接続点が各第１配線により前記各相巻線の他端に接続される第２インバータと、
　前記各相巻線の他端の相互間に各第２配線および各第３配線により接続された複数の半導体スイッチ素子と、
　前記各半導体スイッチ素子に対し各第４配線により並列接続された複数の開閉接点と、
　前記第１インバータの駆動、前記第２インバータの駆動、および前記各開閉接点の開閉を制御するコントローラと、
　を備え、
　前記コントローラは、前記各開閉接点の開閉に際し、予め、前記第２インバータにおける前記各上側スイッチ素子の全てと前記各下側スイッチ素子の全てとを交互にオン，オフする疑似中性点動作を実行するとともに前記各半導体スイッチ素子をオンし、
　前記各第１配線は、それぞれ第１インダクタンスを有し、
　前記各第２配線は、それぞれ第２インダクタンスを有し、
　前記各第３配線は、それぞれ第３インダクタンスを有し、
　前記第３インダクタンスの値が、前記第１インダクタンスの値と前記第２インダクタンスの値の合計値より小さい、
　モータ駆動装置。
　前記コントローラは、前記各開閉接点の閉成により前記各相巻線の他端を相互接続しかつ前記第１インバータの前記各スイッチ素子をオン，オフ駆動するスター結線モード、および前記各開閉接点の開放により前記各相巻線の他端を非接続状態としかつ前記第１インバータの前記各スイッチ素子および前記第２インバータの前記各スイッチ素子を互いに連係してオン，オフ駆動するオープン巻線モードを、選択的に設定する、
　請求項４に記載のモータ駆動装置。
　前記コントローラは、前記第１インバータにおける前記上側スイッチ素子および前記下側スイッチ素子のオン，オフ駆動に際し、その第１インバータにおける前記直列回路ごとの前記上側スイッチ素子と前記下側スイッチ素子が共にオフするデッドタイムを確保するとともに、前記第２インバータにおける前記上側スイッチ素子および前記下側スイッチ素子のオン，オフに際し、その第２インバータにおける前記直列回路ごとの前記上側スイッチ素子と前記下側スイッチ素子が共にオフするデッドタイムを確保する、
　請求項４に記載のモータ駆動装置。
　互いに非接続状態の複数の相巻線を有するモータのモータ駆動装置であって、
　上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の直列回路を複数含み、これら直列回路の両端が直流電源に接続され、その各直列回路の上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の相互接続点が前記各相巻線の一端に接続される第１インバータと、
　上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の直列回路を複数含み、これら直列回路の両端が前記直流電源に接続され、その各直列回路の上側スイッチ素子と下側スイッチ素子の相互接続点が各第１配線により前記各相巻線の他端に接続される第２インバータと、
　前記各相巻線の他端の相互間に各第２配線により接続された複数の開閉接点と、
　前記各開閉接点に対し各第３配線により並列接続された複数の半導体スイッチ素子と、
　前記第１インバータの駆動、前記第２インバータの駆動、および前記各開閉接点の開閉を制御するコントローラと、
　を備え、
　前記コントローラは、前記各開閉接点の開閉に際し、予め、前記第２インバータにおける前記各上側スイッチ素子の全てと前記各下側スイッチ素子の全てとを交互にオン，オフする疑似中性点動作を実行するとともに前記各半導体スイッチ素子をオンし、
　前記各第１配線は、それぞれ長さを有し、
　前記各第２配線は、それぞれ長さを有し、
　前記各第３配線は、それぞれ長さを有し、
　前記各第３配線のすべてにおいて、当該第３配線の長さが、その第３配線につながる前記第１配線の長さと前記第２配線の長さの合計値より短い、
　モータ駆動装置。
　前記各相巻線は、３つの相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗであり、
　前記各第１配線は、前記Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端につながる３つの第１配線であり、
　前記各第２配線は、前記Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端から始まり３つの分岐点Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３で終わる３つの第２配線であり、
　前記各開閉接点は、前記分岐点Ｎ１，Ｎ２の相互間に接続された第１開閉接点、および前記分岐点Ｎ２，Ｎ３の相互間に接続された第２開閉接点であり、
　前記各半導体スイッチ素子は、３つの半導体スイッチ素子Ｓｗ１，Ｓｗ２，Ｓｗ３であり、
　前記各第３配線は、１つ目の第３配線および２つ目の第３配線がそれぞれ前記分岐点Ｎ１，Ｎ２から始まって前記半導体スイッチ素子Ｓｗ１，Ｓｗ２の直列回路の両端で終わり、前記２つ目の第３配線および３つ目の第３配線がそれぞれ前記分岐点Ｎ２，Ｎ３から始まって前記半導体スイッチ素子Ｓｗ２，Ｓｗ３の直列回路の両端で終わる３つの第３配線である、
　請求項１または請求項７に記載のモータ駆動装置。
　前記各相巻線は、３つの相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗであり、
　前記各第１配線は、前記Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端につながる３つの第１配線であり、
　前記各第２配線は、前記Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端から始まり３つの分岐点Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３で終わる３つの第２配線であり、
　前記各開閉接点は、前記分岐点Ｎ１，Ｎ２の相互間に接続された第１開閉接点、および前記分岐点Ｎ２，Ｎ３の相互間に接続された第２開閉接点であり、
　前記各半導体スイッチ素子は、３つの半導体スイッチ素子Ｓｗ１，Ｓｗ２，Ｓｗ３であり、
　前記３つの半導体スイッチ素子Ｓｗ１，Ｓｗ２，Ｓｗ３は、その一端が共通接続され、
　前記各第３配線は、１つ目の第３配線が前記分岐点Ｎ１から始まって前記半導体スイッチ素子Ｓｗ１の他端で終わり、２つ目の第３配線が前記分岐点Ｎ２から始まって前記半導体スイッチ素子Ｓｗ２の他端で終わり、３つ目の第３配線が前記分岐点Ｎ３から始まって前記半導体スイッチ素子Ｓｗ２の他端で終わる、
　請求項１または請求項７に記載のモータ駆動装置。
　前記各相巻線は、３つの相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗであり、
　前記各第１配線は、前記Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端につながる３つの第１配線であり、
　前記各第２配線は、前記Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端から始まり３つの分岐点Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３で終わる３つの第２配線であり、
　前記各半導体スイッチ素子は、３つの半導体スイッチ素子Ｓｗ１，Ｓｗ２，Ｓｗ３であり、
　前記各第３配線は、１つ目の第３配線および２つ目の第３配線がそれぞれ前記分岐点Ｎ１，Ｎ２から始まって前記半導体スイッチ素子Ｓｗ１，Ｓｗ２の直列回路の両端で終わり、前記２つ目の第３配線および３つ目の第３配線がそれぞれ前記分岐点Ｎ２，Ｎ３から始まって前記半導体スイッチ素子Ｓｗ２，Ｓｗ３の直列回路の両端で終わる３つの第３配線であり、
　前記各第４配線は、１つ目の第４配線および２つ目の第４配線が前記分岐点Ｎ１，Ｎ２から始まり前記第１開閉接点の両端で終わり、前記２つ目の第４配線および３つ目の第４配線が前記第２開閉接点の両端で終わる３つの第４配線である、
　請求項４または請求項７に記載のモータ駆動装置。
　前記各半導体スイッチ素子は、それぞれの素子本体に逆並列方向に還流ダイオードが接続されている
　請求項１、請求項４、請求項７のいずれかに記載のモータ駆動装置。
　請求項１、請求項４、請求項７のいずれかに記載の前記モータ駆動装置によって駆動される圧縮機を備えた冷凍サイクル装置。