WO2023152891A1 - リラクタンスモータ駆動装置、リラクタンスモータユニット、圧縮機及び空気調和装置 - Google Patents

リラクタンスモータ駆動装置、リラクタンスモータユニット、圧縮機及び空気調和装置 Download PDF

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WO2023152891A1
WO2023152891A1 PCT/JP2022/005419 JP2022005419W WO2023152891A1 WO 2023152891 A1 WO2023152891 A1 WO 2023152891A1 JP 2022005419 W JP2022005419 W JP 2022005419W WO 2023152891 A1 WO2023152891 A1 WO 2023152891A1
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WO
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reluctance motor
connection
rotation speed
synchronous reluctance
torque
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Application number
PCT/JP2022/005419
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English (en)
French (fr)
Inventor
淳史 石川
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays

Definitions

  • the present disclosure relates to a reluctance motor drive device, a reluctance motor unit, a compressor, and an air conditioner.
  • a reluctance motor is known that is driven by reluctance torque due to the attractive force generated between the stator and rotor without using a permanent magnet. Due to the low efficiency and low output of reluctance motors, it has been difficult to employ reluctance motors as compressor motors.
  • connection state of the stator coil is switched between star connection and delta connection depending on the rotation speed. See, for example, US Pat.
  • the present disclosure aims to improve both efficiency and output in a reluctance motor while suppressing step-out when switching the connection state of the stator coil.
  • a reluctance motor drive device is a reluctance motor drive device that drives a reluctance motor having a stator coil, and includes a connection switching unit that switches the connection state of the stator coil between star connection and delta connection. and a first characteristic curve showing the relationship between the rotational speed and torque of the reluctance motor when the connection state is the star connection, and the reluctance motor when the connection state is the delta connection N1 is the rotation speed corresponding to the intersection point with the second characteristic curve showing the relationship between the rotation speed and the torque, and the connection switching unit switches the connection state between the star connection and the delta connection.
  • N2 ⁇ N1 When the number of revolutions of the reluctance motor is N2, N2 ⁇ N1.
  • a reluctance motor unit includes the above-described reluctance motor driving device and the above-described reluctance motor.
  • a compressor according to another aspect of the present disclosure includes the above-described motor drive device, a compression mechanism that compresses refrigerant, and the above-described reluctance motor that drives the compression mechanism.
  • An air conditioner according to another aspect of the present disclosure includes an outdoor unit having the compressor described above, and an indoor unit.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration (in the case of star connection) of a reluctance motor drive device according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration (in the case of delta connection) of a reluctance motor drive device according to Embodiment 1;
  • FIG. 4A is a diagram showing star connection in Embodiment 1.
  • FIG. (B) is a diagram showing a delta connection according to the first embodiment;
  • 1A is a partial cross-sectional view showing the configuration of a reluctance motor according to Embodiment 1.
  • FIG. 4B is a diagram showing a part of the configuration of the reluctance motor shown in FIG. 4A;
  • FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the rotor shown in FIG. 4(A); 4 is a plan view showing part of another example of the rotor according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the stator shown in FIG. 4; FIG.
  • 4 is a diagram showing an example of a process of inserting stator coils into the stator core according to Embodiment 1;
  • 5 is a graph showing the relationship between maximum torque and rotation speed in the reluctance motor according to Embodiment 1, and the relationship between maximum torque and rotation speed in the permanent magnet motor according to Comparative Example 1;
  • 4 is a graph showing a torque curve when the connection state of the reluctance motor according to Embodiment 1 is star connection and a torque curve when the connection state of the reluctance motor according to Embodiment 1 is delta connection;
  • 4 is a graph showing the relationship between the number of revolutions and the motor torque in the reluctance motor according to Embodiment 1.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the number of revolutions and the motor torque in the reluctance motor according to Comparative Example 2.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the number of revolutions and the motor torque in a reluctance motor according to Comparative Example 3.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the stator of the reluctance motor according to the modified example of the first embodiment; 8A is a diagram showing star connection in a modification of the first embodiment; FIG. (B) is a diagram showing a delta connection in a modification of the first embodiment;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of a compressor according to Embodiment 2;
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of an air conditioner according to Embodiment 3;
  • a reluctance motor drive device, a reluctance motor unit, a compressor, and an air conditioner according to embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
  • the following embodiments are merely examples, and various modifications are possible within the scope of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration (in the case of star connection) of a reluctance motor drive device 100 according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration (in the case of delta connection) of reluctance motor drive device 100 according to the first embodiment.
  • a reluctance motor driving device 100 is a device for driving a synchronous reluctance motor 1 as a reluctance motor.
  • a synchronous reluctance motor 1 has a multi-phase (for example, three-phase) stator coil.
  • the synchronous reluctance motor 1 has a U-phase coil 40U, a V-phase coil 40V, and a W-phase coil 40W.
  • a reluctance motor unit 150 is configured by the reluctance motor driving device 100 and the synchronous reluctance motor 1 .
  • a reluctance motor drive device 100 is connected to an AC power supply 130 and a converter 140 .
  • Converter 140 converts the AC voltage supplied from AC power supply 130 into a DC voltage.
  • 1 and 2 show a configuration in which converter 140 is not included in reluctance motor drive device 100 , reluctance motor drive device 100 may include converter 140 .
  • the reluctance motor driving device 100 has an inverter 101, a connection switching section 102, and a control device 103 as a control section.
  • the inverter 101 converts the DC voltage into an AC driving voltage to be supplied to the U-phase coil 40U, V-phase coil 40V, and W-phase coil 40W, which are stator coils.
  • the U-phase coil 40U, the V-phase coil 40V, and the W-phase coil 40W are collectively referred to as " It is called the stator coil 40.
  • the number of phases of the stator coil 40 of the synchronous reluctance motor 1 is not limited to three phases, and may be two phases or less or four phases or more.
  • the U-phase coil 40U has a winding terminal (first winding terminal) 41a connected to the U-phase output line 111 of the inverter 101 and a winding terminal (second winding terminal) connected to the connection switching section 102. terminal) 41b.
  • the V-phase coil 40V has a winding terminal (third winding terminal) 42a connected to the V-phase output line 112 of the inverter 101 and a winding terminal (fourth winding terminal) 42a connected to the connection switching section 102. terminal) 42b.
  • the W-phase coil 40W has a winding terminal (fifth winding terminal) 43a connected to the W-phase output line 113 of the inverter 101 and a winding terminal (sixth winding terminal) connected to the connection switching section 102. terminal) 43b.
  • FIG. 3(A) is a diagram showing star connection (Y connection), and FIG. 3(B) is a diagram showing delta connection ( ⁇ connection).
  • the U-phase coil 40U consists of three coils U1, U2, and U3 connected in series
  • the V-phase coil 40V consists of three coils connected in series. It consists of V1, V2 and V3.
  • the W-phase coil 40W is composed of three coils W1, W2, and W3 connected in series.
  • Star connection is a state in which the U-phase coil 40U, the V-phase coil 40V, and the W-phase coil 40W are connected to each other at the neutral point N.
  • connection switching unit 102 switches the connection state of the U-phase coil 40U, the V-phase coil 40V, and the W-phase coil 40W to either star connection or delta connection.
  • the connection switching unit 102 has three mechanical electromagnetic switches as a plurality of mechanical switches. Specifically, the connection switching unit 102 has a first switch 121, a second switch 122 and a third switch 123 as three mechanical electromagnetic switches. Note that the connection switching unit 102 is not limited to a mechanical switch, and may have a semiconductor switch.
  • the first switch 121 has a first terminal 121a, a second terminal 121b, and a third terminal 121c.
  • the first terminal 121 a is connected to the V-phase output line 112 of the inverter 101 .
  • the second terminal 121 b is connected to the fifth terminal 122 b of the second switch 122 and the eighth terminal 123 b of the third switch 123 .
  • the third terminal 121c is connected to the winding terminal 41b of the U-phase coil 40U and electrically connected to either the first terminal 121a or the second terminal 121b through the switch movable portion 121d.
  • the second switch 122 has a fourth terminal 122a, a fifth terminal 122b, and a sixth terminal 122c.
  • the fourth terminal 122 a is connected to the W-phase output line 113 of the inverter 101 .
  • the fifth terminal 122 b is connected to the second terminal 121 b of the first switch 121 and the seventh terminal 123 a of the third switch 123 .
  • the sixth terminal 122c is connected to the winding terminal 42b of the V-phase coil 40V and electrically connected to either the fourth terminal 122a or the fifth terminal 122b through the switch movable portion 122d.
  • the third switch 123 has a seventh terminal 123a, an eighth terminal 123b, and a ninth terminal 123c.
  • the seventh terminal 123 a is connected to the U-phase output line 111 of the inverter 101 .
  • the eighth terminal 123 b is connected to the second terminal 121 b of the first switch 121 and the fifth terminal 122 b of the second switch 122 .
  • the ninth terminal 123c is connected to the winding terminal 43b of the W-phase coil 40W and electrically connected to either the seventh terminal 123a or the eighth terminal 123b through the switch movable portion 123d.
  • the control device 103 controls the inverter 101 and the connection switching section 102 .
  • the controller 103 generates an inverter drive signal S 1 and supplies it to the inverter 101 .
  • the control device 103 also generates a connection switching signal S2 and supplies it to the connection switching unit 102 .
  • the connection switching unit 102 controls opening and closing of the mechanical electromagnetic switch based on the connection switching signal S2 output from the control device 103 .
  • connection switching unit 102 connects the second terminal 121b and the third terminal 121c in the first switch 121, and connects the fifth terminal 122b and the third terminal 122b in the second switch 122. 6, and by connecting the eighth terminal 123b and the ninth terminal 123c of the third switch 123, the connection state is switched to the star connection shown in FIG. .
  • connection switching unit 102 connects the first terminal 121a and the third terminal 121c in the first switch 121, and connects the fourth terminal 122a and the third terminal 122a in the second switch 122. 6, and by connecting the seventh terminal 123a and the ninth terminal 123c of the third switch 123, the connection state is switched to the delta connection shown in FIG. .
  • FIG. 4A is a partial cross-sectional view showing the configuration of the synchronous reluctance motor 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. A synchronous reluctance motor 1 has a rotor 2 and a stator 3 . Since the synchronous reluctance motor 1 does not have permanent magnets, it is driven by the reluctance torque Tr generated between the stator 3 and the rotor 2 .
  • the rotor 2 rotates around the axis A of the shaft 20 .
  • a stator 3 surrounds the rotor 2 .
  • the stator 3 is fixed to an inner peripheral surface 10 a of a cylindrical housing 10 .
  • FIG. 4(B) is a diagram showing part of the configuration of the synchronous reluctance motor 1 shown in FIG. 4(A).
  • an annular air gap G is formed between the outer peripheral surface 21c of the rotor 2 and the inner peripheral surface of the stator 3 (specifically, the inner peripheral surface 32c of the tooth 32). is provided.
  • the air gap G is, for example, within the range of 0.25 mm to 1.25 mm.
  • FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the rotor 2 shown in FIG. 4(A).
  • the rotor 2 has a shaft 20 , a rotor core 21 , a first slit 22 , a second slit 23 and a third slit 24 .
  • the rotor core 21 is cylindrical with the axis A as the center.
  • the rotor core 21 has a plurality of electromagnetic steel sheets (magnetic steel sheets 26 shown in FIG. 16 described later) laminated in the z-axis direction.
  • the thickness of one electromagnetic steel sheet 26 is, for example, within a range from 0.1 mm to 0.7 mm.
  • the plurality of electromagnetic steel sheets 26 are fastened by, for example, caulking and fastening members (for example, rivets 27 shown in FIG. 16, which will be described later).
  • the shaft 20 is fitted into a shaft insertion hole 21 a formed in the rotor core 21 .
  • the first slit 22 , the second slit 23 and the third slit 24 are provided in the rotor core 21 .
  • First slit 22 is formed along outer peripheral surface 21 c of rotor core 21 .
  • the second slit 23 is formed radially inside the first slit 22, and the third slit 24 is formed radially inside the second slit 23 and radially outside the shaft insertion hole 21a. formed.
  • the first slit 22, the second slit 23 and the third slit 24 are collectively referred to as "slits 25".
  • the slit 25 penetrates the rotor core 21 in the z-axis direction.
  • the shape of the slit 25 when viewed in the z-axis direction is a curved shape that is convex inward in the radial direction.
  • the rotor 2 has six poles, for example.
  • the magnetic poles of the rotor 2 are shown as magnetic poles P in FIG.
  • the rotor core 21 is formed with, for example, three (three layers) of slits 25 per magnetic pole. Therefore, in the example shown in FIG. 5, the number of slits 25 is eighteen. Note that the number of poles of the rotor 2 is not limited to six, and may be two or more. Also, the number of slits 25 per magnetic pole is not limited to three.
  • FIG. 6 is a plan view showing part of another example of the rotor 2 according to Embodiment 1.
  • the rotor core 21 of the rotor 2 has ribs 28 extending radially so as to divide the first slits 22, the second slits 23 and the third slits 24 in the circumferential direction.
  • the first slit 22 includes multiple split slits 22a and 22b
  • the second slit 23 includes multiple split slits 23a and 23b
  • the third slit 24 includes a plurality of split slits 24a and 24b.
  • the d-axis and q-axis of the rotor 2 of the synchronous reluctance motor 1 will be explained.
  • the axis extending in the direction in which the magnetic flux is most likely to pass is defined as the "d-axis”
  • the axis extending in the direction in which the magnetic flux is least likely to pass is defined as the "q-axis”.
  • the d-axis is parallel to the direction in which a straight line connecting the axis A and the interpolar portion M between the slits 25 adjacent in the circumferential direction extends.
  • the q-axis is a coordinate axis parallel to the direction in which a straight line connecting the axis A and the center of the slit 25 in the circumferential direction extends.
  • the electrical angle formed by the d-axis and the q-axis is 90°.
  • the "d-axis" is the axis that extends in the direction in which magnet magnetic flux, which is the magnetic flux of the permanent magnet, is least likely to flow.
  • magnet magnetic flux which is the magnetic flux of the permanent magnet
  • the rotor 2 has saliency due to the difference between the d-axis inductance and the q-axis inductance.
  • an attractive force is generated between the stator 3 and the rotor 2 when a current flows through the stator coil 40 (see FIG. 7 described later) of the stator 3 .
  • the attraction force is the reluctance torque Tr.
  • the number of pole pairs is Pn
  • the d-axis inductance [unit: H] is Ld
  • the q-axis inductance [unit: H] is Lq
  • id be the d-axis current [unit: A]
  • iq be the q-axis current [unit: A]
  • Ia be the magnitude of the current vector
  • ⁇ be the leading phase angle of the current vector from the q-axis.
  • the reluctance torque Tr is represented by the following formula (1).
  • the larger the difference L d ⁇ L q between the d-axis inductance L d and the q-axis inductance L q the larger the reluctance torque Tr.
  • the reluctance torque Tr is proportional to the square of the magnitude Ia of the current vector.
  • the synchronous reluctance motor 1 since the synchronous reluctance motor 1 does not have a permanent magnet, it tends to have a lower power factor than a permanent magnet motor.
  • the power factor is low, the value of motor current required to obtain a desired torque (hereinafter also referred to as "motor torque") increases.
  • the current limit of inverter 101 (see FIGS. 1 and 2) may be exceeded. Therefore, it is necessary to increase the power factor of the synchronous reluctance motor 1 .
  • the power factor of the synchronous reluctance motor 1 depends on the ratio Ld / Lq of the d-axis inductance Ld to the q-axis inductance Lq . Further, as shown in the above-described formula (1), the reluctance torque Tr is dependent (proportional) to the difference L d ⁇ L q between the d-axis inductance L d and the q-axis inductance L q . Therefore, in designing the synchronous reluctance motor 1 to increase the power factor, it is important to increase the ratio L d /L q and the difference L d ⁇ L q .
  • FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the stator 3 shown in FIG. 4.
  • the stator 3 has a stator core 30 and a plurality of stator coils 40 . Note that the illustration of the stator coil 40 is omitted in FIG. 4 .
  • the stator core 30 has a plurality of electromagnetic steel sheets (for example, electromagnetic steel sheets 35 shown in FIG. 16 described later) laminated in the z-axis direction.
  • the thickness of one electromagnetic steel sheet 35 is, for example, the same as the thickness of the electromagnetic steel sheet 26 forming the rotor core 21 .
  • the plurality of electromagnetic steel sheets 35 are fixed to each other by caulking, for example.
  • the stator core 30 has a core back 31 and a plurality of (e.g., 18) teeth 32 .
  • the outer peripheral surface 31a of the core back 31 is provided with a plurality of (for example, four) D-cut surfaces 31b, which extend in the z-axis direction. Note that the number of D-cut surfaces 31b provided in the stator core 30 is not limited to plural, and may be one.
  • a plurality of teeth 32 extend radially inward from the inner periphery of the core back 31 .
  • the plurality of teeth 32 are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction.
  • a slot 33 is formed between two teeth 32 adjacent in the circumferential direction among the plurality of teeth 32 .
  • the number of slots 33 (hereinafter also referred to as “the number of slots”) is the same as the number of teeth 32 .
  • the number of slots is 18. Therefore, the combination of the number of poles and the number of slots in the synchronous reluctance motor 1 is 6 poles and 18 slots.
  • a stator coil 40 wound around the teeth 32 is accommodated in the slots 33 . Note that the number of teeth 32 is not limited to 18, and may be two or more.
  • the stator coil 40 has a conductor such as copper or aluminum and an insulating coating covering the conductor.
  • the stator coil 40 is wound around the multiple teeth 32 of the stator core 30 .
  • the stator coil 40 is wound across multiple teeth 32 .
  • the stator coil 40 is wound around the plurality of teeth 32 by distributed winding.
  • the stator 3 has a 3-phase stator coil 40, which is half the number of poles of the rotor 2, and has 18 slots, thereby forming a 6-pole synchronous reluctance motor 1.
  • the number of slots 33 per pole is one.
  • a three-phase stator coil 40 is housed in three slots 33 for one pole. Therefore, the stator coil 40 of each phase is housed in one slot 33 for each pole.
  • the stator coils 40 are each wound at intervals of 3 slots.
  • the number of slots is 18, so the pitch of the slots 33 is a mechanical angle of 60° (that is, 360° ⁇ 3/18).
  • the pitch of the magnetic poles of the rotor 2 is 60 degrees in mechanical angle.
  • the pitch of the slots 33 and the pitch of the magnetic poles are the same, so the winding coefficient is 1.
  • the magnetic flux from the stator 3 uniformly passes through the rotor 2, so the magnetic flux of the stator 3 can be effectively used.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the process of inserting the stator coil 40 into the stator core 30 according to the first embodiment.
  • the stator coil 40 is attached to the stator core 30 by an inserter 9 as an insertion tool.
  • the inserter 9 is slid in the axial direction so that the stator coil 40 is is attached to the stator core 30 .
  • stator coil 40 is slid so that the stator coil 40 is inserted into the slots 33. 33.
  • the maximum torque of the synchronous reluctance motor 1 is the torque generated when the maximum current is applied to the synchronous reluctance motor 1 .
  • the maximum current is determined by the specifications of equipment (for example, the compressor 200 shown in FIG. 16 described later) on which the inverter 101 and the synchronous reluctance motor 1 are mounted.
  • motors having rare earth sintered magnets or ferrite sintered magnets have become widespread in order to increase efficiency and output.
  • the direct material cost of permanent magnets is expensive.
  • the permanent magnet motor production process requires a magnetization process, which deteriorates productivity.
  • the prices of materials for rare earth sintered magnets for example, heavy rare earth magnets such as dysprosium and terbium
  • the synchronous reluctance motor 1 does not have permanent magnets, it is not affected by the price of permanent magnets, but its maximum torque is lower than that of a permanent magnet motor.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the maximum torque and rotation speed in the synchronous reluctance motor 1 according to Embodiment 1 and the relationship between the maximum torque and rotation speed in the permanent magnet motor according to Comparative Example 1.
  • the horizontal axis is the number of rotations (unit: rps (revolution per second)), and the vertical axis is the maximum torque (unit: N ⁇ m).
  • a graph G1 indicated by a solid line is a graph showing the relationship between the maximum torque and the number of revolutions in the synchronous reluctance motor 1
  • a graph G2 indicated by a broken line is a graph showing the relationship between the maximum torque and the number of revolutions in the permanent magnet motor according to Comparative Example 1. It is a graph which shows the relationship between a maximum torque and rotation speed.
  • Graphs G1 and G2 are derived by magnetic field analysis of the relationship between the maximum torque and the number of revolutions when the maximum current is applied to each of the synchronous reluctance motor 1 and the permanent magnet motor.
  • Graph G2 shows the analysis result when the maximum current flowing through the permanent magnet motor is a current with a margin for the demagnetizing current (specifically, a current with a current value of 37.8 Arms).
  • a graph G1 shows the analysis results when the synchronous reluctance motor 1 is mounted on the compressor. Specifically, the maximum current flowing through the synchronous reluctance motor 1 is the allowable current (specifically, the current with a current value of 51 Arms) of the lead wire of the compressor (for example, the lead wire 205 shown in FIG. 16 described later). The analysis result in the case of is shown.
  • the permanent magnet motor In the permanent magnet motor according to Comparative Example 1, the induced voltage reaches the maximum voltage of the inverter when the rotation speed is around 80 rps. Therefore, the permanent magnet motor performs field-weakening operation at a rotational speed of 80 rps or more. In the field-weakening operation, the d-axis current flows so as to cancel out the magnetic flux of the magnet. Therefore, as the rotation speed increases, the d-axis current must be increased in order to obtain the desired torque. As a result, the value of the maximum current that can flow through the permanent magnet motor is reduced. Therefore, in the permanent magnet motor, the maximum torque decreases as the rotational speed increases from around 80 rps.
  • Vc the terminal voltage (unit: V) of the permanent magnet motor according to Comparative Example 1
  • vd be the d-axis voltage (unit: V)
  • vq be the q-axis voltage (unit: V).
  • ⁇ is the electrical angular velocity (unit: rad/s)
  • L d is the d-axis inductance (unit: H)
  • L q is the q-axis inductance (unit: H)
  • id is the d-axis current (unit: A)
  • the terminal voltage Vc of the permanent magnet motor is expressed by the following equation (2).
  • the maximum torque of the synchronous reluctance motor 1 decreases when the number of revolutions reaches 60 rps or more. This is because the synchronous reluctance motor 1 does not perform field-weakening operation like a permanent magnet motor.
  • the terminal voltage (unit: V) of the synchronous reluctance motor 1 is Va
  • the terminal voltage Va is represented by the following equation (4). Note that in equation (4), as in equation (2), terms including phase resistance are omitted.
  • Equation (4) does not include the flux linkage ⁇ a due to the permanent magnets. Therefore, in the synchronous reluctance motor 1, even if the d-axis current id flows in the negative direction, the terminal voltage Va cannot be reduced. In other words, the terminal voltage Va of the synchronous reluctance motor 1 tends to be closer to the upper limit than the terminal voltage Vc of the permanent magnet motor. Therefore, a large motor current cannot flow through the synchronous reluctance motor 1 .
  • a motor current of 51 Arms which is the maximum current for the lead wire 205 shown in FIG.
  • the rotational speed exceeds 60 rps, the synchronous reluctance motor 1 cannot be supplied with a motor current having a current value of 51 Arms. Therefore, in the synchronous reluctance motor 1, the maximum current decreases as the rotation speed becomes higher than 60 rps. Therefore, in the synchronous reluctance motor 1, the reason why the maximum torque decreases after voltage saturation is that the maximum current that can be applied to the synchronous reluctance motor 1 decreases.
  • the impedance Z is expressed by the following equation using the resistance R, the inductance L, the complex number j, and the electrical angular velocity ⁇ (5).
  • Z R+j ⁇ L (5)
  • the impedance Z increases as the electrical angular velocity ⁇ increases or as the inductance L increases.
  • the maximum voltage of the synchronous reluctance motor 1 is determined by the limiting voltage of the inverter 101 (see FIGS. 1 and 2). Therefore, regardless of the specifications of the synchronous reluctance motor 1, the value of the maximum voltage is predetermined. Since the impedance Z represents the electrical resistance in an AC circuit, under a predetermined voltage (that is, a constant voltage), the larger the impedance Z, the smaller the current. Therefore, in the synchronous reluctance motor 1, when the inductance L is large due to the large number of turns of the stator coil 40, the impedance Z is large, and the maximum current is small.
  • the maximum torque decreases significantly when the synchronous reluctance motor 1 rotates at high speed.
  • compressors often require a maximum rotational speed of 120 rps or higher, so the synchronous reluctance motor 1 must also increase the maximum torque when the rotational speed is 120 rps or higher.
  • the number of turns of the stator coil 40 is small.
  • the motor current required to obtain a desired torque increases, so conduction loss of inverter 101 increases and efficiency decreases.
  • the synchronous reluctance motor 1 is provided in a compressor, high efficiency is required when the rotational speed is around 60 rps. Therefore, in order to reduce the conduction loss of inverter 101 when the rotation speed is around 60 rps, it is necessary to increase the number of turns of stator coil 40 to reduce the motor current.
  • FIG. 10 shows a torque curve Ts when the connection state of the stator coil 40 shown in FIG. 7 is the star connection, and a torque curve Td when the connection state of the stator coil 40 shown in FIG. 7 is the delta connection.
  • the horizontal axis indicates the number of rotations (unit: rps), and the vertical axis indicates the motor torque (unit: N ⁇ m).
  • a torque curve Ts is a first characteristic curve showing the relationship between the rotational speed of the synchronous reluctance motor 1 and the motor torque when the connection state is the star connection.
  • a torque curve Td is a second characteristic curve showing the relationship between the rotational speed of the synchronous reluctance motor 1 and the motor torque when the connection state is delta connection.
  • connection state is star connection
  • the motor torque decreases when the rotation speed exceeds approximately 60 rps.
  • connection state is delta connection
  • the motor torque is generally constant regardless of the magnitude of the rotation speed.
  • the line-to-line voltage in the delta connection is Vd
  • the line-to-line voltage in the star connection is Vs
  • the number of turns in the delta connection is Wd
  • the number of turns in the star connection is Ws.
  • Vd is approximately 0.58 times the line voltage Vs.
  • the line voltage is generally proportional to the number of turns
  • the number of turns Wd and the number of turns Ws must satisfy the following equation (7). That is, the number of turns Wd for delta connection needs to be approximately 1.73 times the number of turns Ws for star connection.
  • connection state is star connection
  • workability of wire connection is deteriorated such that the stator coil 40 becomes difficult to bend, resulting in deterioration of productivity. Therefore, it is desirable to reduce the number of turns Ws without increasing the wire diameter of the stator coil 40 as much as possible.
  • connection state is the delta connection
  • the wire diameter of the stator coil 40 can be reduced by making the number of turns Wd larger than the number of turns Ws as shown in equation (7).
  • a deterioration in productivity can be prevented. Therefore, in the case of delta connection, compared to star connection with the same number of turns Wd as the number of turns Wd of the delta connection, it is possible to improve the maximum torque while preventing deterioration in productivity.
  • connection switching unit 102 changes the connection state to star connection (that is, a state in which the number of turns is large) when the rotation speed is around 60 rps.
  • connection switching unit 102 sets the connection state to delta connection (that is, a state with a small number of turns) when the number of revolutions is around 120 rps, specifically, within a range from 120 rps to 160 rps.
  • the switching rotation speed N2 which is the rotation speed at which the connection state in the first embodiment is switched from the star connection to the delta connection, will be described in comparison with Comparative Example 2.
  • the switching rotation speed N2 is the rotation speed at the time when the control device 103 (see FIGS. 1 and 2) outputs the connection switching signal S2 to the connection switching unit 102.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the rotational speed and motor torque of the synchronous reluctance motor 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between the number of revolutions and the motor torque in the synchronous reluctance motor according to Comparative Example 2.
  • the horizontal axis indicates the number of rotations (unit: rps), and the vertical axis indicates the motor torque (unit: N ⁇ m).
  • the solid line graph indicates the torque curve T1 of the synchronous reluctance motor 1 according to the first embodiment.
  • the solid line graph indicates the torque curve T2 of the synchronous reluctance motor according to the second comparative example.
  • the torque curve Ts when the connection state is the star connection and the torque curve Td when the connection state is the delta connection correspond to the intersection point C where the torque curve Td intersects.
  • the star connection is switched to the delta connection.
  • the switching rotation speed for switching the connection state from the star connection to the delta connection is the same as the reference rotation speed N1.
  • the reference rotation speed N1 is 90 rps, so the switching rotation speed in Comparative Example 2 is also 90 rps.
  • the rotation speed N2 is lower than the reference rotation speed N1.
  • the switching rotation speed N2 and the reference rotation speed N1 satisfy the following equation (9).
  • N2 ⁇ N1 (9) As described above, in the first embodiment, the switching rotation speed N2 has a margin with respect to the reference rotation speed N1, thereby preventing the synchronous reluctance motor 1 from stepping out and changing the connection state from the star connection to the delta connection. You can switch. In other words, in the synchronous reluctance motor 1, the connection state can be stably switched.
  • the switching rotation speed N2 when the connection switching unit 102 switches the connection state between the star connection and the delta connection is greater than 60 rps and less than 90 rps.
  • the synchronous reluctance motor 1 can be driven with high efficiency by the star connection, and step-out can be prevented.
  • the switching rotation speed N2 when switching the connection state from the delta connection to the star connection in the first embodiment will be described in comparison with Comparative Example 3.
  • FIG. 1 the switching rotation speed N2 when switching the connection state from the delta connection to the star connection is also lower than the reference rotation speed N1 corresponding to the intersection point C shown in FIG.
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between the rotational speed and motor torque of the synchronous reluctance motor according to Comparative Example 3.
  • the solid line graph indicates the torque curve T3 of the synchronous reluctance motor according to the third comparative example.
  • the switching rotation speed N3 is 100 rps in the example shown in FIG.
  • the switching rotation speed N3 when the switching rotation speed N3 is higher than the reference rotation speed N1, the motor torque becomes insufficient when the connection state is switched from delta connection to star connection.
  • the synchronous reluctance motor 1 may step out and stop. Therefore, in the first embodiment, the switching rotation speed N2 when switching the connection state from the delta connection to the star connection is also lower than the reference rotation speed N1. As a result, step-out can be prevented while suppressing a decrease in motor torque in a high-speed region.
  • the connection switching unit 102 changes the connection state to the star connection in the low speed region, and changes the connection state to the delta connection in the high speed region.
  • the efficiency of the synchronous reluctance motor 1 can be improved by using the star connection.
  • the connection state is the delta connection
  • the maximum torque of the synchronous reluctance motor 1 can be improved compared to the star connection. Therefore, efficiency and output can be improved during the operating period of the synchronous reluctance motor 1 .
  • the switching rotation speed N2 when the connection switching unit 102 switches the connection state has a torque curve Ts when the connection state is the star connection and a torque curve Td when the connection state is the delta connection. Lower than the reference rotation speed N1 corresponding to the crossing point C. As a result, the connection state can be switched while preventing the synchronous reluctance motor 1 from stepping out. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to prevent the synchronous reluctance motor 1 from stepping out and improve the efficiency and the output.
  • the switching rotation speed N2 when the connection switching unit 102 switches the connection state between the star connection and the delta connection is greater than 60 rps and less than 90 rps.
  • connection switching unit 102 changes the connection state to star connection when the rotation speed of the synchronous reluctance motor 1 is less than 90 rps. Therefore, when the rotational speed is around 60 rps, the synchronous reluctance motor 1 can be driven with high efficiency by the star connection.
  • the connection switching unit 102 switches the connection state to the delta connection when the rotation speed of the synchronous reluctance motor 1 is 90 rps or more and 160 rps or less. Therefore, the delta connection can improve the maximum torque of the synchronous reluctance motor 1 at the maximum rotational speed.
  • FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of the stator 3A of the synchronous reluctance motor according to the modified example of the first embodiment. 14, the same or corresponding components as those shown in FIG. 7 are given the same reference numerals as those shown in FIG.
  • the synchronous reluctance motor according to the modification of the first embodiment differs from the synchronous reluctance motor 1 according to the first embodiment in that a so-called "dividing coil" is employed in the stator 3A. Except for this point, the synchronous reluctance motor according to the modification of the first embodiment is the same as the synchronous reluctance motor 1 according to the first embodiment. Therefore, FIG. 4 will be referred to in the following description.
  • the stator 3A includes an outer phase (that is, U phase) coil 40U, a middle phase (that is, V phase) coil 40V, and an inner phase (that is, W phase) coil 40W. have.
  • FIG. 15(A) is a diagram showing star connection in a modification of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 15B is a diagram showing delta connection in a modification of the first embodiment.
  • the outer phase coil 40U consists of six coils U1 to U6 connected in series
  • the middle phase coil 40V consists of six coils V1 connected in series.
  • the inner phase coil 40W is composed of six coils W1 to W6 connected in series.
  • one phase is composed of six coils, the number of which is the same as the number of poles of the rotor 2 (see FIG. 4).
  • the outer phase coil 40U, the middle phase coil 40V, and the inner phase coil 40W are each wound at intervals of 3 slots.
  • both the pitch of the slots 33 and the pitch of the magnetic poles are mechanical angles of 60°, similar to FIG.
  • the external phase coil 40U, the middle phase coil 40V, and the internal phase coil 40W are used. They are collectively referred to as "stator coil 40A".
  • a coil of the same phase for example, a coil 40U of an external phase
  • a coil 40U of an external phase is accommodated in the same slot 33 as another coil 40U of an external phase adjacent in the circumferential direction.
  • One of the coil ends of the two external-phase coils 40U accommodated in one slot 33 extends in one circumferential direction (specifically, clockwise direction), and the other coil end extends in the other circumferential direction (specifically, direction).
  • Embodiment 1 described above as shown in FIG. 7, three-phase stator coils 40 are used.
  • the pitch of the slots 33 is the same, and one phase is composed of six stator coils 40A.
  • Coil 40A can be reduced. Therefore, since the circumference of the stator coil 40A is shortened, the resistance of the stator coil 40A can be reduced, and the amount of electric wire used can be reduced. Moreover, since the loss in the stator coil 40A is reduced by reducing the resistance of the stator coil 40A, the efficiency of the synchronous reluctance motor according to the modification of the first embodiment can be improved.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the configuration of compressor 200 according to Embodiment 2.
  • Compressor 200 is not limited to a scroll compressor, and may be another type of compressor.
  • the compressor 200 has a synchronous reluctance motor 1, a compression mechanism section 210, a subframe 201, and a housing 10 as a sealed container.
  • the compression mechanism section 210 compresses the refrigerant.
  • Compression mechanism 210 is driven by synchronous reluctance motor 1 .
  • Compression mechanism 210 is connected to synchronous reluctance motor 1 via shaft 20 .
  • the compression mechanism section 210 has a fixed scroll 211 , an orbiting scroll 212 , a compliant frame 213 and a guide frame 214 .
  • the fixed scroll 211 and the orbiting scroll 212 each have plate-like spiral teeth and are combined to form a compression chamber 215 .
  • the fixed scroll 211 has a discharge port 211 a for discharging the refrigerant compressed in the compression chamber 215 .
  • a suction pipe 202 passing through the housing 10 is press-fitted into the fixed scroll 211 .
  • the housing 10 is provided with a discharge pipe 203 that discharges the high-pressure refrigerant gas discharged from the discharge port 211a to the outside.
  • a stator 3 of the synchronous reluctance motor 1 is fixed inside the housing 10 by shrink fitting.
  • a glass terminal 204 for electrically connecting the stator 3 and a drive circuit (not shown) is fixed to the housing 10 by welding. Glass terminal 204 is connected to stator coil 40 via lead wire 205 .
  • the bottom of the housing 10 is an oil reservoir in which refrigerating machine oil (not shown) is stored.
  • the operation of the compressor 200 will be explained.
  • the shaft 20 rotates.
  • the rotation of the shaft 20 causes the swing scroll 212 to swing with respect to the fixed scroll 211 .
  • the volume of the compression chamber 215 formed by the fixed scroll 211 and the orbiting scroll 212 changes, and the refrigerant sucked into the compression chamber 215 from the suction pipe 202 is compressed to form high-pressure refrigerant gas.
  • the high-pressure refrigerant gas is discharged from the discharge port 211 a of the fixed scroll 211 into the housing 10 and discharged from the compressor 200 through the discharge pipe 203 . Also, part of the refrigerant gas discharged from the compression chamber 215 into the housing 10 passes through a hole (not shown) provided in the rotor 2 , thereby cooling the synchronous reluctance motor 1 .
  • compressor 200 has synchronous reluctance motor 1 according to Embodiment 1 and compression mechanism section 210 driven by synchronous reluctance motor 1 .
  • the efficiency of the synchronous reluctance motor 1 can be improved in the low speed region, and the output of the synchronous reluctance motor can be improved in the high speed region. Therefore, by providing the synchronous reluctance motor 1 in the compressor 200, the efficiency of the compressor 200 in the low speed region can be improved, and the output of the compressor 200 in the high speed region can be improved.
  • FIG. 17 is a diagram showing the configuration of an air conditioner 300 according to Embodiment 3. As shown in FIG.
  • the air conditioner 300 has an outdoor unit 301 and an indoor unit 302.
  • the outdoor unit 301 and the indoor unit 302 are connected by a gas pipe 303 and a liquid pipe 304, which are refrigerant pipes.
  • the outdoor unit 301, the indoor unit 302, the gas pipe 303, and the liquid pipe 304 constitute a refrigerant circuit to circulate the refrigerant.
  • a gas refrigerant which is a gaseous refrigerant, flows through the gas pipe 303 .
  • a liquid refrigerant or a gas-liquid two-phase refrigerant flows through the liquid pipe 304 .
  • the outdoor unit 301 has the compressor 200 according to Embodiment 2, an outdoor heat exchanger 311, an outdoor blower 312, and an expansion valve 313 as a decompression device.
  • the compressor 200 can finely change the capacity of the compressor 200 (specifically, the amount of refrigerant delivered per unit time) by, for example, including an inverter device that arbitrarily changes the operating frequency.
  • the outdoor heat exchanger 311 exchanges heat between the refrigerant and the outdoor air supplied from the outdoor blower 312 .
  • the outdoor heat exchanger 311 functions as a condenser.
  • the outdoor heat exchanger 311 performs heat exchange between the refrigerant compressed by the compressor 200 and flowing in through a four-way valve (not shown) and the outdoor air, and condenses and liquefies the refrigerant.
  • the outdoor heat exchanger 311 functions as an evaporator.
  • the outdoor heat exchanger 311 exchanges heat between the low-temperature, low-pressure refrigerant flowing from the liquid pipe 304 through the expansion valve 313 and the outdoor air, and evaporates the refrigerant.
  • the expansion valve 313 is a decompression device that decompresses the refrigerant condensed by the condenser. Specifically, the expansion valve 313 expands the liquid refrigerant sent out from the condenser and sends it out as a low-temperature, low-pressure liquid refrigerant. For example, during cooling operation, the expansion valve 313 reduces the pressure of the refrigerant condensed by the outdoor heat exchanger 311 .
  • the indoor unit 302 has an indoor heat exchanger 321 and an indoor fan 322 .
  • the indoor heat exchanger 321 exchanges heat between the refrigerant and indoor air supplied from the indoor blower 322 .
  • the indoor heat exchanger 321 functions as an evaporator.
  • the indoor-side heat exchanger 321 sends out the evaporated refrigerant to the gas pipe 303 by exchanging heat between the low-temperature, low-pressure refrigerant and the indoor air.
  • the indoor heat exchanger 321 functions as a condenser.
  • the indoor heat exchanger 321 performs heat exchange between the refrigerant flowing from the gas pipe 303 and the air, thereby condensing and liquefying the refrigerant (or gas-liquid two-phase conversion), Send to 304 .
  • air conditioner 300 has outdoor unit 301 having compressor 200 according to Embodiment 2, and indoor unit 302 .
  • the efficiency and output of compressor 200 can be improved. Therefore, by providing the compressor 200 in the outdoor unit 301 of the air conditioner 300, the efficiency and output of the air conditioner 300 can be improved.

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Abstract

リラクタンスモータ駆動装置（１００）は、ステータコイル（４０）を有するリラクタンスモータ（１）を駆動させる。リラクタンスモータ駆動装置（１００）は、ステータコイル（４０）の結線状態をスター結線及びデルタ結線のいずれかに切り替える結線切替部（１０２）を有する。結線状態がスター結線である場合におけるリラクタンスモータ（１）の回転数とトルクとの関係を示す第１の特性曲線（Ｔｓ）と、結線状態がデルタ結線である場合におけるリラクタンスモータ（１）の回転数とトルクとの関係を示す第２の特性曲線（Ｔｄ）とが交わる交点に対応する回転数をＮ１、結線切替部（１０２）が結線状態を前記スター結線及び前記デルタ結線のいずれかに切り替えるときのリラクタンスモータ（１）の回転数をＮ２としたとき、Ｎ２＜Ｎ１に設定されている。

Description

リラクタンスモータ駆動装置、リラクタンスモータユニット、圧縮機及び空気調和装置
　本開示は、リラクタンスモータ駆動装置、リラクタンスモータユニット、圧縮機及び空気調和装置に関する。
　永久磁石を使用せずに、ステータとロータとの間に発生する吸引力によるリラクタンストルクによって駆動するリラクタンスモータが知られている。リラクタンスモータは低効率及び低出力であるため、リラクタンスモータを圧縮機用のモータとして採用することは困難であった。
　効率を向上させるためには、インバータにおける導通損失を低減することが有効である。ステータコイルの巻数を増やすことで、リラクタンスモータに流れる電流（以下、「モータ電流」とも呼ぶ。）を低減すれば、インバータにおける導通損失を低減することができる。しかしながら、ステータコイルの巻数を増やした場合、リラクタンスモータのインピーダンスが増加する。そのため、リラクタンスモータの最大電流が低下することで最大トルクが低下するため、リラクタンスモータの出力が低下する。このように、リラクタンスモータにおいて、ステータコイルの巻数を増やした場合、リラクタンスモータの効率は向上するが出力は低下する。一方、ステータコイルの巻数を減らした場合、リラクタンスモータの出力は向上するが効率は低下する。
　ここで、リラクタンスモータの出力を向上させるために、ステータコイルの結線状態を、回転数に応じてスター結線及びデルタ結線のいずれかに切り替える構成が知られている。例えば、特許文献１から３を参照。
特開平１０－２０１１４８号公報 特開２００３－０５２１８６号公報 特開２０２０－７２６３２号公報
　しかしながら、特許文献１から３の構成では、リラクタンスモータにおいて、ステータコイルの結線状態を切り替えるときの回転数について考慮されていない。例えば、特許文献１から３の構成では、高速回転域において、ステータコイルの結線状態がデルタ結線からスター結線に切り替えられた場合、所望のトルクが得られず、リラクタンスモータが脱調によって停止する可能性がある。
　本開示は、ステータコイルの結線状態の切り替え時の脱調を抑制しつつ、リラクタンスモータにおける効率向上と出力向上の両立を図ることを目的としている。
　本開示の一態様に係るリラクタンスモータ駆動装置は、ステータコイルを有するリラクタンスモータを駆動させるリラクタンスモータ駆動装置であって、前記ステータコイルの結線状態をスター結線及びデルタ結線のいずれかに切り替える結線切替部を有し、前記結線状態が前記スター結線である場合における前記リラクタンスモータの回転数とトルクとの関係を示す第１の特性曲線と、前記結線状態が前記デルタ結線である場合における前記リラクタンスモータの回転数とトルクとの関係を示す第２の特性曲線とが交わる交点に対応する回転数をＮ１、前記結線切替部が前記結線状態を前記スター結線及び前記デルタ結線のいずれかに切り替えるときの前記リラクタンスモータの回転数をＮ２としたとき、Ｎ２＜Ｎ１に設定されている。
　本開示の他の態様に係るリラクタンスモータユニットは、上述したリラクタンスモータ駆動装置と、上述したリラクタンスモータとを有する。
　本開示の他の態様に係る圧縮機は、上述したモータ駆動装置と、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する上述したリラクタンスモータとを有する。
　本開示の他の態様に係る空気調和装置は、上述した圧縮機を有する室外機と、室内機とを有する。
　本開示によれば、ステータコイルの結線状態の切り替え時の脱調を抑制しつつ、リラクタンスモータにおける効率向上と出力向上の両立を図ることができる。
実施の形態１に係るリラクタンスモータ駆動装置の構成（スター結線の場合）を概略的に示す図である。 実施の形態１に係るリラクタンスモータ駆動装置の構成（デルタ結線の場合）を概略的に示す図である。 （Ａ）は、実施の形態１におけるスター結線を示す図である。（Ｂ）は、実施の形態１におけるデルタ結線を示す図である。 （Ａ）は、実施の形態１に係るリラクタンスモータの構成を示す部分断面図である。（Ｂ）は、図４（Ａ）に示されるリラクタンスモータの構成の一部を示す図である。 図４（Ａ）に示されるロータの構成を示す平面図である。 実施の形態１に係るロータの他の例の一部を示す平面図である。 図４に示されるステータの構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係るステータコアにステータコイルを挿入する工程の一例を示す図である。 実施の形態１に係るリラクタンスモータにおける最大トルクと回転数との関係、及び比較例１に係る永久磁石モータにおける最大トルクと回転数の関係を示すグラフである。 実施の形態１に係るリラクタンスモータの結線状態がスター結線であるときのトルク曲線と、実施の形態１に係るリラクタンスモータの結線状態がデルタ結線であるときのトルク曲線とを示すグラフである。 実施の形態１に係るリラクタンスモータにおける回転数とモータトルクとの関係を示すグラフである。 比較例２に係るリラクタンスモータにおける回転数とモータトルクとの関係を示すグラフである。 比較例３に係るリラクタンスモータにおける回転数とモータトルクとの関係を示すグラフである。 実施の形態１の変形例に係るリラクタンスモータのステータの構成を示す斜視図である。 （Ａ）は、実施の形態１の変形例におけるスター結線を示す図である。（Ｂ）は、実施の形態１の変形例におけるデルタ結線を示す図である。 実施の形態２に係る圧縮機の構成を示す断面図である。 実施の形態３に係る空気調和装置の構成を示す図である。
　以下に、本開示の実施の形態に係るリラクタンスモータ駆動装置、リラクタンスモータユニット、圧縮機及び空気調和装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本開示の範囲内で種々の変更が可能である。
《実施の形態１》
〈リラクタンスモータ駆動装置１００の構成〉
　図１は、実施の形態１に係るリラクタンスモータ駆動装置１００の構成（スター結線の場合）を概略的に示す図である。図２は、実施の形態１に係るリラクタンスモータ駆動装置１００の構成（デルタ結線の場合）を概略的に示す図である。リラクタンスモータ駆動装置１００は、リラクタンスモータとしての同期リラクタンスモータ１を駆動させる装置である。同期リラクタンスモータ１は、複数相（例えば、３相）のステータコイルを有する。具体的には、同期リラクタンスモータ１は、Ｕ相コイル４０Ｕと、Ｖ相コイル４０Ｖと、Ｗ相コイル４０Ｗとを有する。リラクタンスモータ駆動装置１００及び同期リラクタンスモータ１によって、リラクタンスモータユニット１５０が構成される。
　リラクタンスモータ駆動装置１００は、交流電源１３０及びコンバータ１４０に接続されている。コンバータ１４０は、交流電源１３０から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。なお、図１及び２に示す例では、リラクタンスモータ駆動装置１００にコンバータ１４０が含まれていない構成が示されているが、リラクタンスモータ駆動装置１００はコンバータ１４０を含んでいてもよい。
　リラクタンスモータ駆動装置１００は、インバータ１０１と、結線切替部１０２と、制御部としての制御装置１０３とを有する。
　インバータ１０１は、直流電圧を、ステータコイルであるＵ相コイル４０Ｕ、Ｖ相コイル４０Ｖ、及びＷ相コイル４０Ｗに供給するための交流駆動電圧に変換する。なお、以下の説明において、Ｕ相コイル４０Ｕ、Ｖ相コイル４０Ｖ及びＷ相コイル４０Ｗを区別する必要がない場合には、Ｕ相コイル４０Ｕ、Ｖ相コイル４０Ｖ及びＷ相コイル４０Ｗをまとめて、「ステータコイル４０」と呼ぶ。また、同期リラクタンスモータ１のステータコイル４０の相の数は、３相に限定されず、２相以下又は４相以上であってもよい。
　Ｕ相コイル４０Ｕは、インバータ１０１のＵ相の出力線１１１に接続された巻線端子（第１の巻線端子）４１ａと、結線切替部１０２に接続された巻線端子（第２の巻線端子）４１ｂとを有する。Ｖ相コイル４０Ｖは、インバータ１０１のＶ相の出力線１１２に接続された巻線端子（第３の巻線端子）４２ａと、結線切替部１０２に接続された巻線端子（第４の巻線端子）４２ｂとを有する。Ｗ相コイル４０Ｗは、インバータ１０１のＷ相の出力線１１３に接続された巻線端子（第５の巻線端子）４３ａと、結線切替部１０２に接続された巻線端子（第６の巻線端子）４３ｂとを有する。
　図３（Ａ）は、スター結線（Ｙ結線）を示す図であり、図３（Ｂ）はデルタ結線（Δ結線）を示す図である。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す例では、Ｕ相コイル４０Ｕは、直列に接続された３つのコイルＵ１、Ｕ２、Ｕ３からなり、Ｖ相コイル４０Ｖは、直列に接続された３つのコイルＶ１、Ｖ２、Ｖ３からなる。また、Ｗ相コイル４０Ｗは、直列に接続された３つのコイルＷ１、Ｗ２、Ｗ３からなる。スター結線は、Ｕ相コイル４０Ｕ、Ｖ相コイル４０Ｖ及びＷ相コイル４０Ｗを中性点Ｎで互いに接続した状態である。
　図１及び２に戻って、結線切替部１０２の構成について説明する。結線切替部１０２は、Ｕ相コイル４０Ｕ、Ｖ相コイル４０Ｖ、及びＷ相コイル４０Ｗの結線状態をスター結線及びデルタ結線のいずれかに切り替える。結線切替部１０２は、複数の機械式スイッチとしての３つの機械式電磁スイッチを有する。具体的には、結線切替部１０２は、３つの機械式電磁スイッチとしての第１のスイッチ１２１、第２のスイッチ１２２及び第３のスイッチ１２３を有する。なお、結線切替部１０２は、機械式スイッチに限らず、半導体スイッチを有してもよい。
　第１のスイッチ１２１は、第１の端子１２１ａと、第２の端子１２１ｂと、第３の端子１２１ｃとを有する。第１の端子１２１ａは、インバータ１０１のＶ相の出力線１１２に接続されている。第２の端子１２１ｂは、第２のスイッチ１２２の第５の端子１２２ｂ及び第３のスイッチ１２３の第８の端子１２３ｂに接続されている。第３の端子１２１ｃは、Ｕ相コイル４０Ｕの巻線端子４１ｂに接続され、スイッチ可動部１２１ｄを通して第１の端子１２１ａ及び第２の端子１２１ｂのいずれかに電気的に接続される。
　第２のスイッチ１２２は、第４の端子１２２ａと、第５の端子１２２ｂと、第６の端子１２２ｃとを有する。第４の端子１２２ａは、インバータ１０１のＷ相の出力線１１３に接続されている。第５の端子１２２ｂは、第１のスイッチ１２１の第２の端子１２１ｂ及び第３のスイッチ１２３の第７の端子１２３ａに接続されている。第６の端子１２２ｃは、Ｖ相コイル４０Ｖの巻線端子４２ｂに接続され、スイッチ可動部１２２ｄを通して第４の端子１２２ａ及び第５の端子１２２ｂのいずれかに電気的に接続される。
　第３のスイッチ１２３は、第７の端子１２３ａと、第８の端子１２３ｂと、第９の端子１２３ｃとを有する。第７の端子１２３ａは、インバータ１０１のＵ相の出力線１１１に接続されている。第８の端子１２３ｂは、第１のスイッチ１２１の第２の端子１２１ｂ及び第２のスイッチ１２２の第５の端子１２２ｂに接続されている。第９の端子１２３ｃは、Ｗ相コイル４０Ｗの巻線端子４３ｂに接続され、スイッチ可動部１２３ｄを通して第７の端子１２３ａ及び第８の端子１２３ｂのいずれかに電気的に接続される。
　制御装置１０３は、インバータ１０１及び結線切替部１０２を制御する。制御装置１０３は、インバータ駆動信号Ｓ１を生成して、インバータ１０１に供給する。また、制御装置１０３は、結線切替信号Ｓ２を生成して、結線切替部１０２に供給する。結線切替部１０２は、制御装置１０３から出力された結線切替信号Ｓ２に基づいて機械式電磁スイッチの開閉を制御する。
　図１に示されるように、結線切替部１０２は、第１のスイッチ１２１において第２の端子１２１ｂと第３の端子１２１ｃとを接続し、且つ第２のスイッチ１２２において第５の端子１２２ｂと第６の端子１２２ｃとを接続し、且つ第３のスイッチ１２３において第８の端子１２３ｂと第９の端子１２３ｃとを接続することで、結線状態を、図３（Ａ）に示されるスター結線に切り替える。
　図２に示されるように、結線切替部１０２は、第１のスイッチ１２１において第１の端子１２１ａと第３の端子１２１ｃとを接続し、且つ第２のスイッチ１２２において第４の端子１２２ａと第６の端子１２２ｃとを接続し、且つ第３のスイッチ１２３において第７の端子１２３ａと第９の端子１２３ｃとを接続することで、結線状態を、図３（Ｂ）に示されるデルタ結線に切り替える。
〈同期リラクタンスモータ１の構成〉
　図４（Ａ）は、実施の形態１に係る同期リラクタンスモータ１の構成を示す部分断面図である。同期リラクタンスモータ１は、ロータ２と、ステータ３とを有する。同期リラクタンスモータ１は永久磁石を有しないため、ステータ３とロータ２との間に発生するリラクタンストルクＴｒによって駆動する。ロータ２は、シャフト２０の軸線Ａを中心に回転する。ステータ３は、ロータ２を囲んでいる。ステータ３は、円筒状の筐体１０の内周面１０ａに固定されている。
　図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示される同期リラクタンスモータ１の構成の一部を示す図である。図４（Ｂ）に示されるように、ロータ２の外周面２１ｃとステータ３の内周面（具体的には、ティース３２の内周面３２ｃ）との間には、環状のエアギャップＧが設けられている。エアギャップＧは、例えば、０．２５ｍｍから１．２５ｍｍまでの範囲内の大きさである。
〈ロータ２の構成〉
　図５は、図４（Ａ）に示されるロータ２の構成を示す平面図である。ロータ２は、シャフト２０と、ロータコア２１と、第１のスリット２２と、第２のスリット２３と、第３のスリット２４とを有する。ロータコア２１は、軸線Ａを中心とする円筒状である。ロータコア２１は、ｚ軸方向に積層された複数の電磁鋼板（後述する図１６に示される電磁鋼板２６）を有する。１枚の電磁鋼板２６の板厚は、例えば、０．１ｍｍから０．７ｍｍまでの範囲内の厚さである。複数の電磁鋼板２６は、例えば、カシメ及び締結部材（例えば、後述する図１６に示されるリベット２７）によって締結されている。シャフト２０は、ロータコア２１に形成されたシャフト挿入孔２１ａに嵌合している。
　第１のスリット２２、第２のスリット２３及び第３のスリット２４は、ロータコア２１に設けられている。第１のスリット２２は、ロータコア２１の外周面２１ｃに沿って形成されている。第２のスリット２３は、第１のスリット２２より径方向の内側に形成され、第３のスリット２４は第２のスリット２３より径方向の内側であってシャフト挿入孔２１ａより径方向の外側に形成されている。なお、以下の説明において、第１のスリット２２、第２のスリット２３及び第３のスリット２４を区別する必要が無い場合には、第１のスリット２２、第２のスリット２３及び第３のスリット２４をまとめて、「スリット２５」と呼ぶ。
　スリット２５は、ロータコア２１をｚ軸方向に貫通している。図５に示す例では、ｚ軸方向に見たときのスリット２５の形状は、径方向の内側に凸を向けた湾曲形状である。ここで、ロータ２の極数は、例えば、６極である。図５では、ロータ２の磁極は、磁極Ｐとして示されている。ロータコア２１には、例えば、１磁極当たり３個（３層）のスリット２５が形成されている。そのため、図５に示す例では、スリット２５の数は、１８個である。なお、ロータ２の極数は６極に限られず、２極以上であればよい。また、１磁極当たりのスリット２５の個数は３個に限られない。
　図６は、実施の形態１に係るロータ２の他の例の一部を示す平面図である。図６に示されるように、ロータ２のロータコア２１は、第１のスリット２２、第２のスリット２３及び第３のスリット２４を、それぞれ周方向に分断するように径方向に延びるリブ２８を有していてもよい。この場合、第１のスリット２２は、複数の分割スリット２２ａ、２２ｂを含み、第２のスリット２３は、複数の分割スリット２３ａ、２３ｂを含む。また、第３のスリット２４は、複数の分割スリット２４ａ、２４ｂを含む。
　次に、同期リラクタンスモータ１のロータ２におけるｄ軸とｑ軸について説明する。ロータ２において、磁束が最も通り易い方向に延びる軸を「ｄ軸」、磁束が最も通り難い方向に延びる軸を「ｑ軸」とする。言い換えれば、ｄ軸は、軸線Ａと、周方向に隣り合うスリット２５の間である極間部Ｍとを結ぶ直線が延びる方向に平行な軸である。また、ｑ軸は、軸線Ａと、スリット２５の周方向の中心とを結ぶ直線が延びる方向に平行な座標軸である。ｄ軸とｑ軸とがなす電気角は、９０°である。永久磁石モータ（例えば、磁石埋込型のモータ）の場合、永久磁石の磁束である磁石磁束が最も流れ難い方向に延びる軸が「ｄ軸」となる。このように、同期リラクタンスモータ１及び永久磁石モータでは、「ｄ軸」と「ｑ軸」の定義が逆である。
　次に、リラクタンストルクＴｒの発生原理について説明する。同期リラクタンスモータ１において、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスとの間に差が生じていることによって、ロータ２は突極性を有する。これにより、ステータ３のステータコイル４０（後述する図７参照）に電流が流れたときに、ステータ３とロータ２との間に吸引力が発生する。当該吸引力が、リラクタンストルクＴｒである。
　ここで、極対数をＰｎ、ｄ軸インダクタンス［単位：Ｈ］をＬｄ、ｑ軸インダクタンス［単位：Ｈ］をＬｑとする。また、ｄ軸電流［単位：Ａ］をｉｄ、ｑ軸電流［単位：Ａ］をｉｑ、電流ベクトルの大きさをＩａ、電流ベクトルのｑ軸からの進み位相角をαとする。このとき、リラクタンストルクＴｒは、以下の式（１）によって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　式（１）に示されるように、ｄ軸インダクタンスＬｄとｑ軸インダクタンスＬｑとの差Ｌｄ－Ｌｑが大きいほど、リラクタンストルクＴｒが大きくなる。また、リラクタンストルクＴｒは、電流ベクトルの大きさＩａの２乗に比例する。
　ここで、同期リラクタンスモータ１は永久磁石を有しないため、永久磁石モータと比較して、力率が低くなる傾向にある。力率が低い場合、所望のトルク（以下、「モータトルク」とも呼ぶ。）を得るために必要なモータ電流の値が大きくなる。この場合、インバータ１０１（図１及び２参照）の電流制限値を超えるおそれがある。よって、同期リラクタンスモータ１の力率を高める必要がある。
　同期リラクタンスモータ１の力率は、ｑ軸インダクタンスＬｑに対するｄ軸インダクタンスＬｄの比Ｌｄ／Ｌｑに依存する。また、上述した式（１）に示されるように、リラクタンストルクＴｒは、ｄ軸インダクタンスＬｄとｑ軸インダクタンスＬｑとの差Ｌｄ－Ｌｑに依存（比例）する。したがって、比Ｌｄ／Ｌｑと差Ｌｄ－Ｌｑを大きくすることが、同期リラクタンスモータ１の力率を高める設計において、重要となる。
　差Ｌｄ－Ｌｑを大きくするために、ステータ３とロータ２との間のエアギャップＧを縮小（以下、「ギャップ縮小」と呼ぶ場合がある。）する構成が考えられる。これにより、ロータ２の突極性が改善する。よって、トルク特性に優れた同期リラクタンスモータ１を実現することができる。そのため、同期リラクタンスモータ１では、ギャップ縮小を実現するために、ステータ３に対するロータ２の位置の精度を高めることが重要である。
〈ステータ３の構成〉
　次に、図４及び７を用いて、ステータ３の構成について説明する。図７は、図４に示されるステータ３の構成を示す斜視図である。ステータ３は、ステータコア３０と、複数のステータコイル４０とを有する。なお、図４では、ステータコイル４０の図示が省略されている。
　ステータコア３０は、ｚ軸方向に積層された複数の電磁鋼板（例えば、後述する図１６に示される電磁鋼板３５）を有する。１枚の電磁鋼板３５の板厚は、例えば、ロータコア２１を構成する電磁鋼板２６の板厚と同じである。複数の電磁鋼板３５は、例えば、カシメによって互いに固定されている。
　ステータコア３０は、コアバック３１と、複数（例えば、１８個）のティース３２とを有する。コアバック３１の外周面３１ａには、複数個（例えば、４個）のＤカット面３１ｂが備えられており、当該Ｄカット面３１ｂは、ｚ軸方向に延びている。なお、ステータコア３０に備えられるＤカット面３１ｂの個数は複数に限られず、１つであってもよい。
　複数のティース３２は、コアバック３１の内周から径方向の内側に延びている。複数のティース３２は、周方向に等角度の間隔で配置されている。複数のティース３２のうち周方向に隣り合う２つのティース３２の間には、スロット３３が形成されている。スロット３３の個数（以下、「スロット数」とも呼ぶ。）は、ティース３２の個数と同じである。具体的には、スロット数は１８である。そのため、同期リラクタンスモータ１における極数とスロット数との組み合わせは、６極１８スロットである。スロット３３には、ティース３２に巻き付けられたステータコイル４０が収容されている。なお、ティース３２の個数は１８個に限られず、２個以上であればよい。
　ステータコイル４０は、銅又はアルミニウム等の導体と、当該導体を覆う絶縁被膜とを有する。ステータコイル４０は、ステータコア３０の複数のティース３２に巻き付けられている。図７に示す例では、ステータコイル４０は、複数のティース３２に跨って巻き付けられている。言い換えれば、ステータコイル４０は、分布巻で複数のティース３２に巻き付けられている。
　ステータ３が、ロータ２の極数の半分である３相のステータコイル４０を有し、且つスロット数が１８であることによって、６極の同期リラクタンスモータ１が構成されている。実施の形態１では、１極１相当たりのスロット３３の数は、１つである。言い換えれば、１極に対して、３相のステータコイル４０が３つのスロット３３に収容されている。そのため、１極毎に、各相のステータコイル４０が１つのスロット３３に収容されている。
　ステータコイル４０はそれぞれ、３スロット間隔で巻き付けられている。実施の形態１では、スロット数は１８であるため、スロット３３のピッチは、機械角６０°（すなわち、３６０°・３／１８）である。また、ロータ２の磁極のピッチは、機械角６０°である。このように、実施の形態１では、スロット３３のピッチと磁極のピッチが一致するため、巻線係数は１である。これにより、ステータ３からの磁束がロータ２を均一に通るため、ステータ３の磁束を有効に利用することができる。
　図８は、実施の形態１に係るステータコア３０にステータコイル４０を挿入する工程の一例を示す図である。図８に示されるように、ステータコイル４０は、挿入器具としてのインサータ９によって、ステータコア３０に取り付けられる。具体的には、インサータ９に備えられた複数のブレード９１のうちの隣り合うブレード９１の間にステータコイル４０が配置された状態で、インサータ９を軸方向にスライド移動させることで、ステータコイル４０がステータコア３０に取り付けられる。具体的には、ブレード９１がティース３２より径方向の内側に挿入されて且つステータコイル４０の一部がスロット３３に挿入された後に、ステータコイル４０をスライド移動させることで、ステータコイル４０がスロット３３内に配置される。
〈同期リラクタンスモータ１の最大トルク〉
　次に、同期リラクタンスモータ１の最大トルクについて説明する。ここで、最大トルクとは、同期リラクタンスモータ１に最大電流を流したときに発生するトルクである。最大電流は、インバータ１０１及び同期リラクタンスモータ１が搭載される機器（例えば、後述する図１６に示される圧縮機２００）の仕様によって決まる。
　ここで、高効率化及び高出力化のために、希土類焼結磁石又はフェライト焼結磁石を有するモータ（以下、「永久磁石モータ」とも呼ぶ。）が普及している。しかしながら、永久磁石の直接材料費は高価である。また、永久磁石モータの生産工程では、着磁工程が必要であるため、生産性が悪化する。特に、近年では、希土類焼結磁石の素材（例えば、ジスプロシウム及びテレビウムなどの重希土類磁石）の価格が高騰している。一方、同期リラクタンスモータ１は永久磁石を有していないことにより、永久磁石の価格の影響を受けないが、永久磁石モータと比較して最大トルクが低下する。
　図９は、実施の形態１に係る同期リラクタンスモータ１における最大トルクと回転数との関係、及び比較例１に係る永久磁石モータにおける最大トルクと回転数との関係を示すグラフである。図９において、横軸は回転数（単位：ｒｐｓ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｐｅｒ　ｓｅｃｏｎｄ））であり、縦軸は、最大トルク（単位：Ｎ・ｍ）である。また、図９において、実線で示されるグラフＧ１は、同期リラクタンスモータ１における最大トルクと回転数との関係を示すグラフであり、破線で示されるグラフＧ２は、比較例１に係る永久磁石モータにおける最大トルクと回転数との関係を示すグラフである。
　グラフＧ１、Ｇ２は、同期リラクタンスモータ１及び永久磁石モータのそれぞれに最大電流を流した場合における最大トルクと回転数との関係性を、磁界解析によって導出したものである。なお、グラフＧ２は、永久磁石モータに流れる最大電流が、減磁電流に対して裕度を設けた電流（具体的には、電流値が３７．８Ａｒｍｓの電流）である場合の解析結果を示す。また、グラフＧ１は、同期リラクタンスモータ１が圧縮機に搭載された場合の解析結果を示す。具体的には、同期リラクタンスモータ１に流れる最大電流が、圧縮機のリード線（例えば、後述する図１６に示されるリード線２０５）の許容電流（具体的には、電流値が５１Ａｒｍｓの電流）である場合の解析結果を示す。
　比較例１に係る永久磁石モータでは、回転数が８０ｒｐｓ付近において、誘起電圧がインバータの最大電圧に到達する。そのため、永久磁石モータは、回転数が８０ｒｐｓ以上で弱め界磁運転を行う。弱め界磁運転では、磁石磁束を打ち消すようにｄ軸電流が流れることから、回転数が上がるにつれて、所望のトルクを得るためには、ｄ軸電流を増加させる必要がある。そのため、永久磁石モータに流すことができる最大電流の値が低下する。よって、永久磁石モータでは、回転数が８０ｒｐｓ付近から大きくなるにつれて、最大トルクが低下する。
　ここで、比較例１に係る永久磁石モータの端子電圧（単位：Ｖ）をＶｃ、ｄ軸電圧（単位：Ｖ）をｖｄ、ｑ軸電圧（単位：Ｖ）をｖｑとする。また、電気角速度（単位：ｒａｄ／ｓ）をω、ｄ軸インダクタンス（単位：Ｈ）をＬｄ、ｑ軸インダクタンス（単位：Ｈ）をＬｑ、ｄ軸電流（単位：Ａ）をｉｄ、ｑ軸電流（単位：Ａ）をｉｑ及び永久磁石による鎖交磁束（単位：Ｗｂ）をφａとしたとき、永久磁石モータの端子電圧Ｖｃは、以下の式（２）によって表される。なお、端子電圧Ｖｃの導出にあたって、相抵抗による電圧降下の影響は小さいため、式（２）では、相抵抗を含む項の記載が省略されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　また、母線電圧（単位：Ｖ）をＶｄｃとしたとき、端子電圧Ｖｃは、以下の式（３）によって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　式（２）に示されるように、ｄ軸電流ｉｄが負の方向に流れることによって、すなわち、ｄ軸電流ｉｄの値がマイナスになるにつれて、式（２）におけるＬｄｉｄ＋φａの項をゼロに近づけることができる。これにより、端子電圧Ｖｃが小さくなるため、電圧の制限値に到達することを抑制し、大きな電流を流すことができる。
　一方、図９に示されるように、同期リラクタンスモータ１については、回転数が６０ｒｐｓ以上になったときに、最大トルクが低下する。これは、同期リラクタンスモータ１が、永久磁石モータのように弱め界磁運転を行わないためである。
　ここで、同期リラクタンスモータ１の端子電圧（単位：Ｖ）をＶａとしたとき、端子電圧Ｖａは、以下の式（４）によって表される。なお、式（４）では、式（２）と同様に、相抵抗を含む項の記載が省略されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　同期リラクタンスモータ１は永久磁石を有しないため、式（４）には、永久磁石による鎖交磁束φａは含まれていない。そのため、同期リラクタンスモータ１において、ｄ軸電流ｉｄが負の方向に流れた場合であっても、端子電圧Ｖａを小さくすることができない。言い換えれば、同期リラクタンスモータ１の端子電圧Ｖａの値は、永久磁石モータの端子電圧Ｖｃよりも上限値に近い値になり易くなる。そのため、同期リラクタンスモータ１には、大きなモータ電流を流すことはできない。
　具体的には、回転数が６０ｒｐｓ以下では、同期リラクタンスモータ１に、図１６に示されるリード線２０５に対する最大電流である電流値５１Ａｒｍｓのモータ電流を流すことができる。しかしながら、回転数が６０ｒｐｓを超えると、同期リラクタンスモータ１に、電流値５１Ａｒｍｓのモータ電流を流すことはできない。そのため、同期リラクタンスモータ１では、回転数が６０ｒｐｓより高くなるにつれて、最大電流が低下する。よって、同期リラクタンスモータ１において、電圧飽和後に最大トルクが低下する原因は、同期リラクタンスモータ１に流すことの可能な最大電流が小さくなるためである。
〈最大トルクを向上させるための方法〉
　同期リラクタンスモータ１の最大トルクを向上させるためには、ステータコイル４０（図７参照）の巻数を少なくして、同期リラクタンスモータ１のインダクタンスを低減させることが有効である。
　ここで、同期リラクタンスモータ１のインピーダンスをＺ、同期リラクタンスモータ１の抵抗をＲ、インダクタンスをＬとしたとき、インピーダンスＺは、抵抗Ｒ及びインダクタンスＬ、複素数ｊ及び電気角速度ωを用いた以下の式（５）によって表される。
　Ｚ＝Ｒ＋ｊωＬ　　　　　（５）
　式（５）に示されるように、電気角速度ωが大きい又はインダクタンスＬが大きいほど、インピーダンスＺが大きくなる。ここで、同期リラクタンスモータ１の最大電圧は、インバータ１０１（図１及び２参照）の制限電圧によって決まる。そのため、同期リラクタンスモータ１の仕様に関わらず、最大電圧の値は予め決められている。インピーダンスＺは、交流回路における電気抵抗を表すため、予め決められた電圧（すなわち、一定の電圧）の下では、インピーダンスＺが大きいほど、電流は小さくなる。よって、同期リラクタンスモータ１において、ステータコイル４０の巻数が多いことでインダクタンスＬが大きいとき、インピーダンスＺが大きくなるため、最大電流が小さくなる。そのため、同期リラクタンスモータ１の高速回転時における最大トルクの低下が顕著になる。特に、圧縮機では、要求される最大回転数が１２０ｒｐｓ以上である場合が多いため、同期リラクタンスモータ１では、回転数が１２０ｒｐｓ以上であるときに、最大トルクも向上させる必要がある。
　そのため、同期リラクタンスモータ１の最大トルクを向上させるためには、ステータコイル４０の巻数が少ないことが望ましい。しかしながら、ステータコイル４０の巻数が少ない場合、所望のトルクを得るために必要なモータ電流が増加するため、インバータ１０１の導通損失が増加して、効率が低下する。特に、同期リラクタンスモータ１が圧縮機に備えられる場合、回転数が６０ｒｐｓ付近であるときに高効率が求められる。よって、回転数が６０ｒｐｓ付近において、インバータ１０１の導通損失を低減するためには、ステータコイル４０の巻数を増やしてモータ電流を低減させる必要がある。
　しかしながら、ステータコイル４０の巻数を増やすと、回転数が６０ｒｐｓ付近であるときに効率を高められるが、最大回転数における最大トルクが低下する。よって、従来の同期リラクタンスモータでは、効率向上と出力向上とがトレードオフの関係にあるため、効率向上と出力向上の両立は困難であった。実施の形態１に係る同期リラクタンスモータ１では、ステータコイル４０の結線状態をスター結線（図３（Ａ）参照）及びデルタ結線（図３（Ｂ）参照）に切り替えることによって、効率向上と出力向上の両立を実現することができる。
　図１０は、図７に示されるステータコイル４０の結線状態がスター結線であるときのトルク曲線Ｔｓと、図７に示されるステータコイル４０の結線状態がデルタ結線であるときのトルク曲線Ｔｄとを示すグラフである。図１０において、横軸は回転数（単位：ｒｐｓ）、縦軸はモータトルク（単位：Ｎ・ｍ）を示す。トルク曲線Ｔｓは、結線状態がスター結線であるときの同期リラクタンスモータ１の回転数とモータトルクとの関係を示す第１の特性曲線である。トルク曲線Ｔｄは、結線状態がデルタ結線であるときの同期リラクタンスモータ１の回転数とモータトルクとの関係を示す第２の特性曲線である。
　図１０に示されるように、結線状態がスター結線である場合、回転数がおよそ６０ｒｐｓを超えたときに、モータトルクが低下する。一方、結線状態がデルタ結線である場合、回転数の大きさに関わらず、モータトルクは概ね一定である。
　ここで、デルタ結線における線間電圧をＶｄ、スター結線における線間電圧をＶｓ、デルタ結線における巻数をＷｄ及びスター結線における巻数をＷｓとする。一般的に、デルタ結線のときの巻数Ｗｄとスター結線のときの巻数Ｗｓとが同じである場合、線間電圧Ｖｄ及び線間電圧Ｖｓは、以下の式（６）を満たすため、線間電圧Ｖｄは、線間電圧Ｖｓの約０．５８倍となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　一般的に線間電圧は巻数に比例するため、線間電圧Ｖｄ及び線間電圧Ｖｓを同じ値にする場合、巻数Ｗｄ及び巻数Ｗｓは、以下の式（７）を満たす必要がある。すなわち、デルタ結線の巻数Ｗｄは、スター結線の巻数Ｗｓの約１．７３倍である必要がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　結線状態がスター結線である場合、巻数Ｗｓを減らして最大トルクを向上させようとすると、ステータコイル４０の線径を大きくする必要がある。この場合、ステータコイル４０が曲げ難くなる等の結線の作業性の悪化を招くため、生産性が悪化する。よって、ステータコイル４０の線径をなるべく大きくせずに、巻数Ｗｓを低減することが望ましい。
　一方、結線状態がデルタ結線である場合、式（７）に示されるように、巻数Ｗｄを巻数Ｗｓより多くすることで、ステータコイル４０の線径を小さくすることができ、同期リラクタンスモータ１の生産性の悪化を防止することができる。よって、デルタ結線の場合、当該デルタ結線の巻数Ｗｄと同じ巻数Ｗｓのスター結線と比較して、生産性の悪化を防ぎつつ、最大トルクを向上させることができる。
　また、巻数を変えずに結線状態がスター結線からデルタ結線に切り替えられた場合、結線状態がスター結線であるときに巻数を低減することと同義であるため、同期リラクタンスモータ１の最大トルクは増加するが、最大電流の増加によって、効率は低下する傾向にある。上述した通り、圧縮機では、同期リラクタンスモータ１の回転数が６０ｒｐｓ付近である場合に、高効率であることが望まれる。結線状態がスター結線であるとき、低速領域ではモータトルクが大きいため、同期リラクタンスモータ１の効率は高くなる。そのため、実施の形態１では、結線切替部１０２は、回転数が６０ｒｐｓ付近であるときに、結線状態をスター結線(すなわち、巻数が多い状態)にさせる。
　また、図１０に示されるトルク曲線Ｔｄからも分かるように、結線状態がデルタ結線である場合、低速領域におけるトルク特性はスター結線より悪化し、高速領域におけるトルク特性はスター結線より改善する。同期リラクタンスモータ１が、最大回転数が１２０ｒｐｓから１６０ｒｐｓまでの範囲内である圧縮機に備えられる場合、当該最大回転数において、同期リラクタンスモータ１に要求される最大トルクを満たす必要がある。実施の形態１では、結線切替部１０２は、回転数が１２０ｒｐｓ付近であるとき、具体的には、１２０ｒｐｓから１６０ｒｐｓまでの範囲内であるとき、結線状態をデルタ結線(すなわち、巻数が少ない状態)にする。
〈スター結線からデルタ結線への切替回転数について〉
　次に、比較例２と対比しながら、実施の形態１における結線状態をスター結線からデルタ結線に切り替えるときの回転数である切替回転数Ｎ２について説明する。ここで、切替回転数Ｎ２は、制御装置１０３（図１及び２参照）が結線切替部１０２に結線切替信号Ｓ２を出力する時点における回転数である。
　図１１は、実施の形態１に係る同期リラクタンスモータ１の回転数とモータトルクとの関係を示すグラフである。図１２は、比較例２に係る同期リラクタンスモータにおける回転数とモータトルクとの関係を示すグラフである。図１１及び１２において、横軸は回転数（単位：ｒｐｓ）、縦軸はモータトルク（単位：Ｎ・ｍ）を示す。図１１において、実線で示されるグラフが、実施の形態１に係る同期リラクタンスモータ１のトルク曲線Ｔ１を示す。また、図１２において、実線で示されるグラフが、比較例２に係る同期リラクタンスモータのトルク曲線Ｔ２を示す。
　図１２に示されるように、比較例２に係る同期リラクタンスモータでは、結線状態がスター結線のときのトルク曲線Ｔｓと、結線状態がデルタ結線のときのトルク曲線Ｔｄとが交わる交点Ｃに対応する回転数（以下、「基準回転数Ｎ１」とも呼ぶ。）において、スター結線からデルタ結線に切り替えられている。言い換えれば、比較例２では、結線状態をスター結線からデルタ結線に切り替えるときの切替回転数は、基準回転数Ｎ１と同じである。図１２に示す例では、基準回転数Ｎ１は９０ｒｐｓであるため、比較例２の切替回転数も９０ｒｐｓである。
　しかしながら、比較例２に係る同期リラクタンスモータが加速運転していて、回転数が上昇しているときに、スター結線からデルタ結線に切り替えるための結線切替信号が出力された場合、９０ｒｐｓよりやや高い回転数でスター結線の状態が維持される。上述した通り、結線状態がスター結線であるとき、高速領域では、モータトルクが低下する。本来、結線状態をデルタ結線とすべき高速領域において、スター結線の状態が維持された場合、結線状態の切り替え時に、比較例２に係る同期リラクタンスモータが脱調して停止する可能性がある。この問題点を解消するために、実施の形態１では、図１１に示されるように、切替回転数Ｎ２が、基準回転数Ｎ１より低い。すなわち、切替回転数Ｎ２及び基準回転数Ｎ１は、以下の式（９）を満たす。
　Ｎ２＜Ｎ１　　　　　（９）
　このように、実施の形態１では、切替回転数Ｎ２を基準回転数Ｎ１に対して裕度を持たせることで、同期リラクタンスモータ１の脱調を防ぎつつ、結線状態をスター結線からデルタ結線に切り替えることができる。言い換えれば、同期リラクタンスモータ１において、結線状態の切り替えを安定して行うことができる。
　上述した通り、同期リラクタンスモータ１が圧縮機に備えられる場合、回転数６０ｒｐｓ周辺において高効率が求められる。実施の形態１によれば、結線切替部１０２が結線状態をスター結線及びデルタ結線に切り替えるときの切替回転数Ｎ２は、６０ｒｐｓより大きく且つ９０ｒｐｓ未満である。これにより、回転数が６０ｒｐｓ周辺であるときに、スター結線により同期リラクタンスモータ１を高効率に駆動させつつ、脱調を防ぐことができる。
〈デルタ結線からスター結線への切替回転数について〉
　次に、比較例３と対比しながら、実施の形態１における結線状態のデルタ結線からスター結線に切り替えるときの切替回転数Ｎ２について説明する。実施の形態１では、結線状態をデルタ結線からスター結線に切り替えるときの切替回転数Ｎ２も、図１１に示される交点Ｃに対応する基準回転数Ｎ１より低い。
　図１３は、比較例３に係る同期リラクタンスモータの回転数とモータトルクとの関係を示すグラフである。図１３において、実線で示されるグラフが、比較例３に係る同期リラクタンスモータのトルク曲線Ｔ３を示す。また、比較例３に係る同期リラクタンスモータにおいて、デルタ結線からスター結線に切り替えるときの切替回転数をＮ３としたとき、図１３に示す例では、切替回転数Ｎ３は、１００ｒｐｓである。
　図１３に示されるように、切替回転数Ｎ３が基準回転数Ｎ１より高い場合、結線状態をデルタ結線からスター結線に切り替えたときに、モータトルクが不足する。この場合にも同期リラクタンスモータ１が脱調して停止するおそれがある。そのため、実施の形態１では、結線状態をデルタ結線からスター結線に切り替えるときの切替回転数Ｎ２も基準回転数Ｎ１より低い。これにより、高速領域においてモータトルクの低下を抑制しつつ、脱調を防ぐことができる。
〈実施の形態１の効果〉
　以上に説明した実施の形態１によれば、結線切替部１０２は、低速領域では結線状態をスター結線にして、高速領域では結線状態をデルタ結線にする。低速領域において、結線状態がスター結線であることにより、同期リラクタンスモータ１の効率を向上させることができる。また、高速領域において、結線状態がデルタ結線である場合、スター結線に比べて、同期リラクタンスモータ１の最大トルクを向上させることができる。よって、同期リラクタンスモータ１の運転期間において、効率及び出力を向上させることができる。
　また、実施の形態１によれば、結線切替部１０２が結線状態を切り替えるときの切替回転数Ｎ２は、結線状態がスター結線の場合のトルク曲線Ｔｓと結線状態がデルタ結線のトルク曲線Ｔｄとが交わる交点Ｃに対応する基準回転数Ｎ１より低い。これにより、同期リラクタンスモータ１の脱調を防ぎつつ、結線状態を切り替えることができる。よって、実施の形態１によれば、同期リラクタンスモータ１の脱調を防ぎつつ、効率及び出力を向上させることができる。
　同期リラクタンスモータ１が圧縮機に備えられる場合、回転数６０ｒｐｓ周辺において高効率が求められる。また、切替回転数Ｎ２が９０ｒｐｓ以上であるとき、脱調によって、同期リラクタンスモータ１が停止する可能性がある。実施の形態１によれば、結線切替部１０２が結線状態をスター結線及びデルタ結線に切り替えるときの切替回転数Ｎ２は、６０ｒｐｓより大きく且つ９０ｒｐｓ未満である。これにより、効率が重視される動作点（すなわち、回転数が６０ｒｐｓ周辺であるとき）において、スター結線により同期リラクタンスモータ１を高効率に駆動させつつ、脱調を防ぐことができる。
　また、実施の形態１によれば、結線切替部１０２は、同期リラクタンスモータ１の回転数が９０ｒｐｓ未満であるとき、結線状態をスター結線にさせる。よって、回転数が６０ｒｐｓ周辺であるときに、スター結線により同期リラクタンスモータ１を高効率に駆動させることができる。
　また、同期リラクタンスモータ１が、最大回転数が１２０ｒｐｓ～１６０ｒｐｓの範囲内である圧縮機に備えられる場合、当該最大回転数において、同期リラクタンスモータ１に要求される最大トルクが大きい。実施の形態１によれば、結線切替部１０２は、同期リラクタンスモータ１の回転数が９０ｒｐｓ以上で且つ１６０ｒｐｓ以下であるとき、結線状態をデルタ結線にさせる。よって、デルタ結線により当該最大回転数における同期リラクタンスモータ１の最大トルクを向上させることができる。
《実施の形態１の変形例》
　図１４は、実施の形態１の変形例に係る同期リラクタンスモータのステータ３Ａの構成を示す斜視図である。図１４において、図７に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図７に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態１の変形例に係る同期リラクタンスモータは、ステータ３Ａにおいて、いわゆる「振り分けコイル」が採用されている点で、実施の形態１に係る同期リラクタンスモータ１と相違する。これ以外の点については、実施の形態１の変形例に係る同期リラクタンスモータは、実施の形態１に係る同期リラクタンスモータ１と同じである。そのため、以下の説明では、図４を参照する。
　図１４に示されるように、ステータ３Ａは、外相（すなわち、Ｕ相）のコイル４０Ｕと、中相（すなわち、Ｖ相）のコイル４０Ｖと、内相（すなわち、Ｗ相）のコイル４０Ｗとを有する。
　図１５（Ａ）は、実施の形態１の変形例におけるスター結線を示す図である。図１５（Ｂ）は、実施の形態１の変形例におけるデルタ結線を示す図である。図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示す例では、外相のコイル４０Ｕは、直列に接続された６つのコイルＵ１～Ｕ６からなり、中相のコイル４０Ｖは、直列に接続された６つのコイルＶ１～Ｖ６からなる。また、内相のコイル４０Ｗは、直列に接続された６つのコイルＷ１～Ｗ６からなる。このように、実施の形態１の変形例では、ロータ２（図４参照）の極数と同じ数の６つのコイルによって、１つの相が構成されている。
　図１４に示されるように、外相のコイル４０Ｕ、中相のコイル４０Ｖ及び内相のコイル４０Ｗはそれぞれ、３スロット間隔で巻き付けられている。図１４に示す例では、スロット３３のピッチ及び磁極のピッチはいずれも、図７と同様に、機械角６０°であるため、巻線係数は１である。なお、以下の説明において、外相のコイル４０Ｕ、中相のコイル４０Ｖ及び内相のコイル４０Ｗを区別する必要が無い場合には、外相のコイル４０Ｕ、中相のコイル４０Ｖ及び内相のコイル４０Ｗをまとめて、「ステータコイル４０Ａ」と呼ぶ。
　同じ相のコイル、例えば、外相のコイル４０Ｕは、周方向に隣り合う他の外相のコイル４０Ｕと同一のスロット３３に収容されている。１つのスロット３３に収容される２つの外相のコイル４０Ｕの一方のコイルエンドは周方向の一方（具体的には、時計回りの方向）に、他方のコイルエンドは周方向の他方（具体的には、時計回りと反対の方向）に分かれている。
　上述した実施の形態１では、図７に示されるように、３相のステータコイル４０が用いられているため、１つのステータコイル４０が大きく、当該ステータコイル４０の平均周長が長くなる。一方で、実施の形態１の変形例では、スロット３３のピッチが同じで、且つ１つの相が６つのステータコイル４０Ａによって構成されているため、巻線係数の値を１に維持したまま、ステータコイル４０Ａを縮小することができる。よって、ステータコイル４０Ａの周長が短くなるため、ステータコイル４０Ａの抵抗を小さくすることができ、且つ電線の使用量を削減することができる。また、ステータコイル４０Ａの抵抗が小さくなることによって、当該ステータコイル４０Ａにおける損失が低減されるため、実施の形態１の変形例に係る同期リラクタンスモータの効率を向上させることができる。
〈実施の形態１の変形例の効果〉
　以上に説明した実施の形態１の変形例によれば、ステータ３Ａにおいて、ロータ２の極数と同じ数のステータコイル４０Ａによって、１つの相が構成されている。これにより、巻線係数の値を１に維持したまま、ステータコイル４０Ａを縮小することができる。よって、ステータコイル４０Ａの周長が短くなるため、ステータコイル４０Ａの抵抗を小さくすることができ、且つ電線の使用量を削減することができる。また、ステータコイル４０Ａの抵抗が小さくなることによって、当該ステータコイル４０Ａにおける損失が低減されるため、実施の形態１の変形例に係る同期リラクタンスモータの効率を向上させることができる。
《実施の形態２》
　次に、実施の形態２に係る圧縮機２００について説明する。図１６は、実施の形態２に係る圧縮機２００の構成を示す断面図である。以下では、圧縮機２００がスクロール圧縮機である場合を例にして説明する。なお、圧縮機２００は、スクロール圧縮機に限らず、他の種類の圧縮機であってもよい。
　圧縮機２００は、同期リラクタンスモータ１と、圧縮機構部２１０と、サブフレーム２０１と、密閉容器としての筐体１０とを有する。
　圧縮機構部２１０は、冷媒を圧縮する。圧縮機構部２１０は、同期リラクタンスモータ１によって駆動される。圧縮機構部２１０は、シャフト２０を介して同期リラクタンスモータ１に連結されている。圧縮機構部２１０は、固定スクロール２１１と、揺動スクロール２１２と、コンプライアントフレーム２１３と、ガイドフレーム２１４とを有する。固定スクロール２１１及び揺動スクロール２１２はそれぞれ、板状の渦巻歯を有し、圧縮室２１５を形成するように組み合わせられている。
　固定スクロール２１１は、圧縮室２１５において圧縮された冷媒を吐出する吐出ポート２１１ａを有する。また、固定スクロール２１１には、筐体１０を貫通する吸入管２０２が圧入されている。
　筐体１０には、吐出ポート２１１ａから吐出された高圧の冷媒ガスを外部に吐出する吐出管２０３が備えられている。また、筐体１０の内側には、同期リラクタンスモータ１のステータ３が焼き嵌めによって固定されている。また、筐体１０には、ステータ３と駆動回路（図示せず）とを電気的に接続するためのガラス端子２０４が溶接により固定されている。ガラス端子２０４は、ステータコイル４０とリード線２０５を介して接続されている。筐体１０の底部は、冷凍機油（図示せず）が貯留されている油溜まり部である。
　次に、圧縮機２００の動作について説明する。同期リラクタンスモータ１が回転すると、シャフト２０が回転する。シャフト２０の回転によって、固定スクロール２１１に対して揺動スクロール２１２が揺動する。これにより、固定スクロール２１１と揺動スクロール２１２とによって形成された圧縮室２１５の容積が変化し、吸入管２０２から圧縮室２１５に吸入された冷媒が圧縮され、高圧の冷媒ガスが形成される。
　高圧の冷媒ガスは、固定スクロール２１１の吐出ポート２１１ａから筐体１０の内部に排出され、吐出管２０３から圧縮機２００の外部に排出される。また、圧縮室２１５から筐体１０の内部に排出された冷媒ガスの一部は、ロータ２に設けられた穴部（図示せず）を通過することで、同期リラクタンスモータ１が冷却される。
〈実施の形態２の効果〉
　以上に説明した実施の形態２によれば、圧縮機２００は、実施の形態１に係る同期リラクタンスモータ１と、同期リラクタンスモータ１によって駆動される圧縮機構部２１０とを有する。上述した通り、実施の形態１によれば、低速領域において同期リラクタンスモータ１の効率を向上させることができ、且つ高速領域において同期リラクタンスモータの出力を向上させることができる。よって、当該同期リラクタンスモータ１が圧縮機２００に備えられていることにより、低速領域における圧縮機２００の効率を向上させることができ、且つ高速領域における圧縮機２００の出力を向上させることができる。
《実施の形態３》
〈空気調和装置３００の構成〉
　次に、実施の形態３に係る空気調和装置３００の構成について説明する。図１７は、実施の形態３に係る空気調和装置３００の構成を示す図である。
　空気調和装置３００は、室外機３０１と、室内機３０２とを有する。室外機３０１及び室内機３０２は、冷媒配管であるガス配管３０３及び液配管３０４によって連結されている。室外機３０１、室内機３０２、ガス配管３０３及び液配管３０４は、冷媒回路を構成し、冷媒を循環させる。ガス配管３０３には、気体の冷媒であるガス冷媒が流れる。液配管３０４には、液体の冷媒である液冷媒又は気液二相冷媒が流れる。
　室外機３０１は、実施の形態２に係る圧縮機２００と、室外側熱交換器３１１と、室外側送風機３１２と、減圧装置としての膨張弁３１３とを有する。
　圧縮機２００は、例えば、運転周波数を任意に変化させるインバータ装置を備えることにより、圧縮機２００の容量（具体的には、単位時間当たりの冷媒の送り出し量）を細かく変化させることができる。
　室外側熱交換器３１１は、冷媒と、室外側送風機３１２から供給された室外の空気との熱交換を行う。例えば、冷房運転時には、室外側熱交換器３１１は凝縮器として機能する。具体的には、室外側熱交換器３１１は、圧縮機２００で圧縮されて且つ四方弁（図示せず）を経て流入した冷媒と室外の空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させる。また、暖房運転時には、室外側熱交換器３１１は蒸発器として機能する。具体的には、室外側熱交換器３１１は、液配管３０４から膨張弁３１３を経て流入した低温低圧の冷媒と室外の空気との熱交換を行い、当該冷媒を蒸発させる。
　膨張弁３１３は、凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧する減圧装置である。具体的には、膨張弁３１３は、凝縮器から送り出された液冷媒を膨張させて、低温低圧の液冷媒として送り出す。例えば、冷房運転時には、膨張弁３１３は、室外側熱交換器３１１によって凝縮された冷媒を減圧する。
　室内機３０２は、室内側熱交換器３２１と、室内側送風機３２２とを有する。室内側熱交換器３２１は、冷媒と、室内側送風機３２２から供給された室内の空気との熱交換を行う。冷房運転時には、室内側熱交換器３２１は蒸発器として機能する。具体的には、室内側熱交換器３２１は、低温低圧の冷媒と室内の空気との熱交換を行うことによって蒸発した冷媒をガス配管３０３に送り出す。また、暖房運転時には、室内側熱交換器３２１は凝縮器として機能する。具体的には、室内側熱交換器３２１は、ガス配管３０３から流入した冷媒と空気との熱交換を行うことによって、当該冷媒を凝縮させて液化（又は気液二相化）させ、液配管３０４に送り出す。
〈実施の形態３の効果〉
　以上に説明した実施の形態３によれば、空気調和装置３００は、実施の形態２に係る圧縮機２００を有する室外機３０１と、室内機３０２とを有する。上述した通り、実施の形態２によれば、圧縮機２００の効率及び出力を向上させることができる。よって、当該圧縮機２００が空気調和装置３００の室外機３０１に備えられていることにより、空気調和装置３００の効率及び出力を向上させることができる。
　１　同期リラクタンスモータ、　４０、４０Ａ　ステータコイル、　４０Ｕ　Ｕ相コイル、　４０Ｖ　Ｖ相コイル、　４０Ｗ　Ｗ相コイル、　１００　リラクタンスモータ駆動装置、　１０２　結線切替部、　１０３　制御装置、　１２１　第１のスイッチ、　１２２　第２のスイッチ、　１２３　第３のスイッチ、　１５０　リラクタンスモータユニット、　２００　圧縮機、　２１０　圧縮機構部、　３００　空気調和装置、　３０１　室外機、　３０２　室内機、　Ｎ１　基準回転数、　Ｎ２　切替回転数、　Ｓ２　結線切替信号、　Ｔｄ、Ｔｓ　トルク曲線。

Claims (9)

  1. 　ステータコイルを有するリラクタンスモータを駆動させるリラクタンスモータ駆動装置であって、
    　前記ステータコイルの結線状態をスター結線及びデルタ結線のいずれかに切り替える結線切替部を有し、
    　前記結線状態が前記スター結線である場合における前記リラクタンスモータの回転数とトルクとの関係を示す第１の特性曲線と、前記結線状態が前記デルタ結線である場合における前記リラクタンスモータの回転数とトルクとの関係を示す第２の特性曲線とが交わる交点に対応する回転数をＮ１、
    　前記結線切替部が前記結線状態を前記スター結線及び前記デルタ結線のいずれかに切り替えるときの前記リラクタンスモータの回転数である切替回転数をＮ２としたとき、
    　Ｎ２＜Ｎ１
    　に設定されている、
    　リラクタンスモータ駆動装置。
  2. 　前記結線切替部を制御する制御部を更に有し、
    　前記切替回転数は、前記制御部が前記結線切替部に結線切替信号を出力する時点における回転数である、
    　請求項１に記載のリラクタンスモータ駆動装置。
  3. 　前記切替回転数は、６０ｒｐｓより大きく且つ９０ｒｐｓ未満である、
    　請求項１又は２に記載のリラクタンスモータ駆動装置。
  4. 　前記結線切替部は、前記リラクタンスモータの回転数が９０ｒｐｓ未満であるとき、前記結線状態を前記スター結線にさせる、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載のリラクタンスモータ駆動装置。
  5. 　前記結線切替部は、前記リラクタンスモータの回転数が９０ｒｐｓ以上で且つ１６０ｒｐｓ以下であるとき、前記結線状態を前記デルタ結線にさせる、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載のリラクタンスモータ駆動装置。
  6. 　前記結線切替部は、機械式スイッチを有する
    　請求項１から５のいずれか１項に記載のリラクタンスモータ駆動装置。
  7. 　請求項１から６のいずれか１項に記載のリラクタンスモータ駆動装置と、
    　前記リラクタンスモータと
    　を有する
    　リラクタンスモータユニット。
  8. 　請求項１から６のいずれか１項に記載のリラクタンスモータ駆動装置と、
    　冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
    　前記圧縮機構部を駆動する前記リラクタンスモータと
    　を有する
    　圧縮機。
  9. 　請求項８に記載の圧縮機を有する室外機と、
    　室内機と
    　を有する
    　空気調和装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10201148A (ja) * 1997-01-06 1998-07-31 Okuma Mach Works Ltd 同期電動機
WO2018220806A1 (ja) * 2017-06-02 2018-12-06 三菱電機株式会社 リラクタンスモータ、圧縮機および空気調和装置
US20200307392A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-01 Ford Global Technologies, Llc Wye-delta all-wheel electric drive system for electrified vehicles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10201148A (ja) * 1997-01-06 1998-07-31 Okuma Mach Works Ltd 同期電動機
WO2018220806A1 (ja) * 2017-06-02 2018-12-06 三菱電機株式会社 リラクタンスモータ、圧縮機および空気調和装置
US20200307392A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-01 Ford Global Technologies, Llc Wye-delta all-wheel electric drive system for electrified vehicles

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