驱动装置、压缩机以及空调机的制作方法
本发明涉及驱动马达的驱动装置、具有马达及该驱动装置的压缩机以及具有压缩机的空调机。
背景技术：
以往，驱动具有具备稀土类磁体的转子的稀土类磁体马达(也称为“永磁体马达”或“马达”)的驱动装置具备：逆变器，对马达的定子绕组(也简称为“线圈”)供给马达驱动电流；以及控制装置，对逆变器进行pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)控制。另外还提出具有如下保护功能的驱动装置：在被供给至马达的马达驱动电流刚超过阈值(即设定值)之后减少(包括切断)马达驱动电流(例如参照专利文献1)。阈值为用于保护马达免于过电流的电流水平，即用于使得稀土类磁体免于因马达驱动电流而产生不可逆消磁的马达驱动电流的上限值，也称为“过电流保护水平”。在马达驱动电流的减少为马达驱动电流的切断的情况下，“过电流保护水平”也称为“过电流切断水平”。
然而，稀土类磁体具有温度越高则越容易消磁的性质。即，温度越高，则转子的稀土类磁体在越小的马达驱动电流下产生消磁。因此，在稀土类磁体马达的驱动装置中，以使得在能够使用马达的温度范围(即使用温度范围)内的最高温度下不产生不可逆消磁的方式设定过电流保护水平，在马达驱动电流刚超过过电流保护水平之后减少(一般而言为切断)马达驱动电流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-337072号公报(例如权利要求1，第0010段)
技术实现要素：
发明所要解决的技术课题
然而，以使得在使用温度范围内的最高温度下不产生不可逆消磁的方式设定的过电流保护水平在使用温度范围内的低温范围为过低的电流水平。因此，即使在马达的温度足够低的情况下，驱动装置也无法对马达供给大的马达驱动电流，无法充分活用马达具有的能力(输出转矩)。尤其是，嵌入于使用温度范围大的密闭型压缩机的马达在低温下无法充分发挥能力。
另外，在驱动装置具备根据马达的温度切换过电流保护水平的功能的情况下，预见如下状况频繁发生：在将过电流保护水平切换为低值的瞬间，马达驱动电流超过过电流保护水平而马达停止。因此，具备这样的驱动装置的产品的工作的可靠性下降。
本发明是为了解决上述技术课题而做出的，其目的在于提供在使用温度范围的整个范围能够使马达的能力充分发挥、能够确保马达的工作的高可靠性的驱动装置、具有驱动装置的压缩机以及具有压缩机的空调机。
用于解决技术课题的技术方案
本发明的一个方案的驱动装置为驱动具有转子的马达的装置，该转子具备以钕、铁及硼为主成分的钕稀土类磁体，该驱动装置具备：逆变器，通过弱磁控制对所述马达进行可变速驱动；第1检测部，输出与所述逆变器对所述马达供给的马达驱动电流对应的第1检测信号；保护水平设定部，设定过电流保护水平；第2检测部，输出与所述马达的驱动状态对应的第2检测信号；以及控制装置，其中，在与所述第1检测信号对应的所述马达驱动电流刚超过所述过电流保护水平之后，所述控制装置进行使所述马达驱动电流下降的第1控制，在所述保护水平设定部基于所述第2检测信号将所述过电流保护水平降低至新的电流水平时，所述控制装置进行使所述马达驱动电流下降至比所述新的电流水平低的水平的第2控制。
本发明的其它方案的压缩机具备上述驱动装置。
另外，本发明的其它方案的空调机具备上述压缩机。
发明效果
根据本发明的驱动装置，能够在马达的使用温度范围的整个范围使马达的能力充分发挥。另外，能够确保马达的工作的高可靠性。
根据本发明的压缩机，能够在马达的使用温度范围的整个范围使压缩机的能力充分发挥。另外，因为马达的工作的可靠性高，所以能够确保压缩机的工作的高可靠性。
根据本发明的空调机，能够在马达的使用温度范围的整个范围使空调能力充分发挥。另外，因为压缩机的工作的可靠性高，所以能够确保空调机的工作的高可靠性。
附图说明
图1为概略地示出马达的构造的截面图。
图2为概略地示出压缩机的构造的截面图。
图3为概略地示出空调机的结构的图。
图4为示出空调机的控制系统的基本结构的概念图。
图5为概略地示出空调机的控制系统的结构的框图。
图6为示出空调机的控制装置中的控制压缩机的马达的部分的框图。
图7为概略地示出将马达的定子的线圈的接线状态设为y接线的驱动装置的基本结构的图。
图8为概略地示出将马达的定子的线圈的接线状态设为三角形(δ)接线的驱动装置的基本结构的图。
图9的(a)为示出接线切换部为图7所示的状态时的线圈的接线状态的示意图，(b)为示出接线切换部为图8所示的状态时的线圈的接线状态的示意图。
图10为示出3相线圈各自的线圈部分的示意图。
图11为示出空调机的压缩机的马达的线间电压与转数的关系的曲线图。
图12为示出空调机的压缩机的马达(被弱磁控制时)的线间电压与转数的关系的曲线图。
图13为示出进行了图12所示的弱磁控制时的马达效率与转数的关系的曲线图。
图14为示出进行了图12所示的弱磁控制时的马达的最大输出转矩(即马达转矩)与转数的关系的曲线图。
图15为分别针对y接线和三角形接线示出线间电压与转数的关系的曲线图。
图16为示出进行了从y接线切换到三角形接线时的线间电压与转数的关系的曲线图。
图17为概略地示出本发明的实施方式的驱动装置的结构的图。
图18为示出使稀土类磁体产生不可逆消磁的马达驱动电流(虚线)、以往的过电流保护水平(单点划线)及本发明的实施方式的过电流保护水平(实线)的曲线图。
图19为示出马达的驱动时间与转子中具备的稀土类磁体的温度的变化的曲线图。
图20为示出在降低了马达的驱动装置中设定的过电流保护水平时产生的问题的图。
图21为示出压缩机中的马达的转数与转子中具备的稀土类磁体的温度的变化的曲线图。
图22为示出本发明的实施方式的驱动装置的控制、即在降低了马达的驱动装置中设定的过电流保护水平时，通过切换接线状态来降低马达驱动电流的控制的图。
图23为示出通过升高从转换器输出的母线电压从而马达驱动电流降低的图。
图24为示出本发明的实施方式的驱动装置的控制、即在降低了马达的驱动装置中设定的过电流保护水平时，通过升高从转换器输出的母线电压来降低马达驱动电流的控制的图。
图25为概略地示出本发明的实施方式的变形例的驱动装置的结构的图。
附图标记
1：马达；3、3u、3v、3w：线圈；5：空调机；8：压缩机；10：定子；20：转子；25：稀土类磁体(钕稀土类磁体)；41：压缩机；100a、100b：驱动装置；101：交流电源；102：转换器；103：逆变器；60：接线切换部；70：保护水平设定部；201：电流检测部(第1检测部)；202：传感器部(第2检测部)；202b：电流检测部(第2检测部)；500、500b：控制装置；501：过电流判定部；502：运算部；d1：检测信号(第1检测信号)；d2：状态探测信号(第2检测信号)。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式的驱动装置、压缩机以及空调机。实施方式的驱动装置为驱动马达的装置。实施方式的压缩机为具有马达及该驱动装置的装置。实施方式的空调机为具有压缩机的装置。以下的实施方式仅为例子，在本发明的范围内能够进行各种变更。
<马达1>
首先，说明由本发明的实施方式的驱动装置驱动的马达的一例。图1为概略地示出马达1的构造的截面图。图1示出了与转子20的旋转轴c1正交的截面。如图1所示，马达1为永磁体嵌入型马达。马达1例如被嵌入于压缩机。马达1具备定子10和以能够旋转的方式在定子10的内侧设置的转子20。在定子10与转子20之间形成有例如0.3mm～1mm的气隙。
转子20的轴向(与旋转轴c1平行的方向)也称为“轴向”。另外，沿着定子10及转子20的外周(圆周)的方向r1也称为“周向”。定子10及转子20的半径方向也称为“径向”。
定子10具备定子铁芯11和缠绕于定子铁芯11的线圈3。定子铁芯11为将厚度0.1mm～0.7mm(在此为0.35mm)的多个电磁钢板在轴向上层叠并通过铆接紧固而形成。
定子铁芯11具有环状的磁轭部13和从磁轭部13向径向内侧突出的多个(在此为9个)齿部12。在相邻的齿部12之间形成有槽。各齿部12在径向内侧的顶端具有宽度(定子铁芯11的周向的尺寸)大的齿顶部。
作为定子绕组的线圈3(即线圈3u、3v、3w)隔着绝缘体(insulator，绝缘子)14缠绕于各齿部12。线圈3为例如将线径(直径)为0.8mm的磁导线以集中卷绕方式在各齿部12缠绕110匝(110圈)而成。根据马达1要求的特性(转数、输出转矩等)、供给电压或槽的截面积来决定线圈3的匝数及线径。
线圈3包括u相、v相及w相这3相绕组(线圈3u、3v、3w)。各相的线圈3的两个端子为开路。即，线圈3具有合计6个端子。如将在后说明的那样，线圈3的接线状态构成为能够在y接线与三角形接线之间切换。绝缘体14由例如由pet(聚对苯二甲酸乙二酯)形成的膜构成。绝缘体14的厚度为例如0.1mm～0.2mm。
定子铁芯11具有经由薄型部连结多个(在此为9个)块而成的结构。定子铁芯11通过如下方式形成：在将定子铁芯11展开为带状的状态下，将磁导线缠绕于各齿部12，之后将定子铁芯11弯曲为环状并将两端部焊接。
像这样由薄膜构成绝缘体14，再以容易绕线的方式使定子铁芯11为分割构造，这对增加槽内的线圈3的匝数是有效的。此外，定子铁芯11不限于具有如上述那样多个块(分割铁芯)连结而成的结构。
转子20具有转子铁芯21和作为安装于转子铁芯21的永磁体的稀土类磁体25。转子铁芯21为将厚度0.1mm～0.7mm(在此为0.35mm)的多个电磁钢板在轴向上层叠并通过铆接紧固而形成。
转子铁芯21具有圆筒形状，在其径向中心形成有轴孔27(中心孔)。转子20的轴(将在后说明的图2所示的轴90)通过冷缩配合(shrinkfitting)或压入配合(pressfitting)等而被固定于轴孔27。
沿着转子铁芯21的外周面形成有插入了稀土类磁体25的多个(在此为6个)磁体插入孔22。磁体插入孔22为空隙，1个磁体插入孔22对应于1个磁极。由于在此设置有6个磁体插入孔22，因此在转子20整体磁极的数量为6极。
在此，磁体插入孔22具有周向的中央部向径向内侧突出的v字形状。此外，磁体插入孔22不限于v字形状，也可以为直的形状等其它形状。
在1个磁体插入孔22内配置两个稀土类磁体25。即，针对1个磁极配置两个稀土类磁体25。在此，由于如上所述转子20整体的磁极数量为6极，因此在转子20合计配置有12个稀土类磁体25。
稀土类磁体25为在转子铁芯21的轴向上长的平板状的部件，在转子铁芯21的周向具有宽度，在径向具有厚度。稀土类磁体25例如由以钕(nd)、铁(fe)及硼(b)为主成分的稀土类磁体25构成。
稀土类磁体25在厚度方向被磁化。另外，配置于1个磁体插入孔22内的两个稀土类磁体25以彼此相同的磁极向着径向同侧的方式被磁化。
在磁体插入孔22的周向的两侧分别形成有磁通屏障26。磁通屏障26为与磁体插入孔22连续地形成的空隙。磁通屏障26用于抑制相邻的磁极间的漏磁通(即通过极间而流过的磁通)。
在转子铁芯21中，在各磁体插入孔22的周向的中央部形成有作为突起的第1磁体保持部23。另外，在转子铁芯21中，在磁体插入孔22的周向的两端部分别形成有作为突起的第2磁体保持部24。第1磁体保持部23及第2磁体保持部24为在各磁体插入孔22内将稀土类磁体25定位并保持的部件。
如上所述，定子10的槽数(即齿部12的数量)为9，转子20的极数为6。即，在马达1中，转子20的极数与定子10的槽数之比为2：3。
在马达1中，线圈3的接线状态在y接线与三角形接线之间切换，而在使用三角形接线的情况下，有可能流过循环电流而马达1的性能下降。循环电流是由各相绕组中的感应电压中产生的3次谐波引起的。已知在极数与槽数之比为2：3的集中卷绕的情况下，如果没有磁饱和等影响，则感应电压中不产生3次谐波，因此不产生由循环电流导致的性能下降。
<压缩机8>
接下来，说明具有马达1和本发明的实施方式的驱动装置的压缩机的一例。图2为概略地示出作为旋转式压缩机的压缩机8的构造的截面图。在图2中没有示出驱动装置。如图2所示，压缩机8具备壳80、配设于壳80内的压缩机构9和驱动压缩机构9的马达1。压缩机8还具有以能够传递动力的方式连结马达1和压缩机构9的轴90(曲轴)。轴90嵌合于马达1的转子20的轴孔27(如图1所示)。
壳80为例如由钢板形成的密闭容器，覆盖马达1及压缩机构9。壳80具有上部壳80a和下部壳80b。在上部壳80a安装有作为用于将电力从压缩机8的外部供给至马达1的端子部的玻璃端子81和用于将在压缩机8内被压缩的制冷剂排放到外部的排放管85。在此，从玻璃端子81引出合计6根引出线，其中每两根与马达1的线圈3的u相、v相及w相的各相对应。在下部壳80b容纳有马达1及压缩机构9。
压缩机构9沿着轴90具有圆环状的第1汽缸91及圆环状的第2汽缸92。第1汽缸91及第2汽缸92被固定于壳80(下部壳80b)的内周部。在第1汽缸91的内周侧配置有圆环状的第1活塞93，在第2汽缸92的内周侧配置有圆环状的第2活塞94。第1活塞93及第2活塞94为与轴90一起旋转的旋转式活塞。
在第1汽缸91与第2汽缸92之间设置有隔板97。隔板97为在中央具有通孔的圆板状的部件。在第1汽缸91及第2汽缸92的汽缸室设置有将汽缸室分为吸入侧和压缩侧的隔片(未图示)。第1汽缸91、第2汽缸92及隔板97通过螺栓98而固定为一体。
在第1汽缸91的上侧，以阻塞第1汽缸91的汽缸室的上侧的方式配置有上部框架95。在第2汽缸92的下侧，以阻塞第2汽缸92的汽缸室的下侧的方式配置有下部框架96。上部框架95及下部框架96以能够旋转的方式支承轴90。
在壳80的下部壳80b的底部贮存有对压缩机构9的各滑动部进行润滑的冷冻机油(未图示)。冷冻机油在沿轴向形成于轴90的内部的孔90a内上升，从形成于轴90的多个部位的供油孔90b被供给至各滑动部。
马达1的定子10通过冷缩配合被安装于壳80的内侧。电力从安装于上部壳80a的玻璃端子81被供给至定子10的线圈3。轴90被固定于转子20的轴孔27(如图1所示)。
在壳80安装有储藏制冷剂气体的蓄能器(accumulator)87。蓄能器87由例如在下部壳80b的外侧设置的保持部80c保持。在壳80安装有一对吸入管88、89。制冷剂气体经由吸入管88、89从蓄能器87被供给至汽缸91、92。
作为制冷剂，可以使用例如r410a、r407c或r22等。但是，从防止全球变暖的观点而言，作为制冷剂，优选使用低gwp(全球变暖系数)的制冷剂。作为低gwp的制冷剂，例如能够使用以下的制冷剂(1)～(3)。
制冷剂(1)为组成中具有碳双键的卤代烃，例如为hfo(hydro-fluoro-orefin，氢氟烯烃)-1234yf(cf3cf＝ch2)。hfo-1234yf的gwp为4。
制冷剂(2)为组成中具有碳双键的烃，例如为r1270(propylene，丙烯)。r1270的gwp为3，低于hfo-1234yf，但可燃性优于hfo-1234yf。
制冷剂(3)为包含组成中具有碳双键的卤代烃或组成中具有碳双键的烃中的至少任意成分的混合物，例如hfo-1234yf与r32的混合物。上述的hfo-1234yf为低压制冷剂，因此压力损耗倾向于变大，有可能导致制冷环路(尤其是蒸发器)的性能下降。因此实用上优选使用与作为比hfo-1234yf高压的制冷剂的r32或r41的混合物。
压缩机8的基本工作如下所述。从蓄能器87供给的制冷剂气体通过吸入管88、89而被供给至第1汽缸91及第2汽缸92的各汽缸室。当马达1被驱动而转子20旋转时，轴90与转子20一起旋转。然后，嵌合于轴90的第1活塞93及第2活塞94在各汽缸室内进行偏心旋转，在各汽缸室内压缩制冷剂。压缩的制冷剂通过在马达1的转子20设置的洞(未图示)而在壳80内上升，从排放管85被排放至外部。
<空调机5>
接下来对具有压缩机的空调机5进行说明。图3为概略地示出空调机5的结构的图。空调机5具备在作为空气调节对象的空间的室内设置的室内机5a和设置于屋外的室外机5b。室内机5a和室外机5b被制冷剂流过的连接配管40a、40b连接。通过了冷凝器的液态制冷剂在连接配管40a流动。通过了蒸发器的气体制冷剂在连接配管40b流动。
在室外机5b配设有压缩并排放制冷剂的压缩机41、切换制冷剂的流动方向的四通阀(制冷剂流路切换阀)42、进行外部空气与制冷剂的热交换的室外热交换器43和将高压制冷剂减压至低压的膨胀阀(减压装置)44。压缩机41包括上述的压缩机8(如图2所示)。在室内机5a配置有进行室内空气与制冷剂的热交换的室内热交换器45。
这些压缩机41、四通阀42、室外热交换器43、膨胀阀44及室内热交换器45被包括上述连接配管40a、40b的配管40连接，构成制冷剂回路。由这些构成要素构成了利用压缩机41使制冷剂循环的压缩式制冷环路(即压缩式热泵环路)。
为了控制空调机5的运行，在室内机5a配置有室内控制装置50a，在室外机5b配置有室外控制装置50b。室内控制装置50a及室外控制装置50b分别具有控制基板，在该控制基板形成有用于控制空调机5的各种电路。室内控制装置50a和室外控制装置50b通过通信线缆50c(如将在后说明的图4所示)而相互连接。通信线缆50c与上述连接配管40a、40b捆扎在一起。
在室外机5b以与室外热交换器43对置的方式配置有作为送风机的室外送风风扇46。室外送风风扇46旋转从而产生通过室外热交换器43的空气流。室外送风风扇46包括例如螺旋桨式风扇。
四通阀42由室外控制装置50b控制，切换制冷剂的流动方向。在四通阀42处于图3中以实线示出的位置时，将从压缩机41排放出的气体制冷剂送至室外热交换器43(冷凝器)。另一方面，在四通阀42处于图3中以虚线示出的位置时，将从室外热交换器43(蒸发器)流入的气体制冷剂送至压缩机41。膨胀阀44由室外控制装置50b控制，通过变更开度来将高压制冷剂减压至低压。
在室内机5a以与室内热交换器45对置的方式配置有作为送风机的室内送风风扇47。室内送风风扇47旋转从而产生通过室内热交换器45的空气流。室内送风风扇47包括例如横流风扇。
在室内机5a设置有作为温度传感器的室内温度传感器54，该温度传感器测定作为空气调节对象的空间的室内的空气温度即室内温度ta并将测定出的温度信息(即信息信号)发到室内控制装置50a。室内温度传感器54可以由一般的空调机中使用的温度传感器构成，也可以是检测室内的墙壁或地板等的表面温度的辐射温度传感器。
在室内机5a还设置有信号接收部56，该信号接收部56接收从用户操作的远程操作装置即遥控器55发送出的指示信号(即运行指示信号)。遥控器55为用户对空调机5进行运行输入(例如运行开始及停止)或运行内容(例如设定温度、风速等)的指示的设备。
压缩机41构成为在正常运行时能够在20[rps]～130[rps]范围内变更运行转数。随着压缩机41的转数增加，制冷剂回路的制冷剂循环量也增加。控制装置50(更具体而言为室外控制装置50b)根据由室内温度传感器54得到的当前的室内温度ta与用户用遥控器55设定的设定温度ts的温差δt来控制压缩机41的转数。温差δt越大则压缩机41以越高的转数旋转，使制冷剂的循环量增加。
室内送风风扇47的旋转由室内控制装置50a控制。室内送风风扇47的转数能够切换为多个等级。在此，能够将转速切换为例如强风、中风及弱风这3个等级的转数。另外，在风速设定被用遥控器55设定为自动模式的情况下，根据测定出的室内温度ta与设定温度ts的温差δt来切换室内送风风扇47的转数。
室外送风风扇46的旋转由室外控制装置50b控制。室外送风风扇46的转数能够切换为多个等级。在此，根据测定出的室内温度ta与设定温度ts的温差δt来切换室外送风风扇46的转数。
室内机5a还具备左右风向板48和上下风向板49。左右风向板48及上下风向板49用于变更用室内热交换器45进行过热交换的调节空气被室内送风风扇47吹出至室内时的吹出方向。左右风向板48左右地变更吹出方向，上下风向板49上下地变更吹出方向。室内控制装置50a基于遥控器55的设定来控制左右风向板48及上下风向板49各自的角度、即吹出气流的风向。
空调机5的基本工作如下所述。在制冷运行时，四通阀42被切换至以实线示出的位置，从压缩机41排放出的高温高压的气体制冷剂流入至室外热交换器43。此时，室外热交换器43作为冷凝器而工作。当室外送风风扇46旋转从而空气通过室外热交换器43时，利用热交换带走制冷剂的冷凝热。制冷剂冷凝而成为高压低温的液态制冷剂，通过膨胀阀44绝热膨胀而成为低压低温的二相制冷剂。
通过了膨胀阀44的制冷剂流入至室内机5a的室内热交换器45。室内热交换器45作为蒸发器而工作。当室内送风风扇47旋转从而空气通过室内热交换器45时，利用热交换被制冷剂带走蒸发热，据此冷却后的空气被供给至室内。制冷剂蒸发而成为低温低压的气体制冷剂，通过压缩机41再次被压缩为高温高压制冷剂。
在制热运行时，四通阀42被切换至以点线示出的位置，从压缩机41排放出的高温高压的气体制冷剂流入至室内热交换器45。此时，室内热交换器45作为冷凝器而工作。当室内送风风扇47旋转从而空气通过室内热交换器45时，利用热交换从制冷剂带走冷凝热，据此加热过的空气被供给至室内。另外，制冷剂冷凝而成为高压低温的液态制冷剂，通过膨胀阀44绝热膨胀而成为低压低温的二相制冷剂。
通过了膨胀阀44的制冷剂流入至室外机5b的室外热交换器43。室外热交换器43作为蒸发器而工作。当室外送风风扇46旋转从而空气通过室外热交换器43时，利用热交换被制冷剂带走蒸发热。制冷剂蒸发而成为低温低压的气体制冷剂，通过压缩机41再次被压缩为高温高压制冷剂。
图4为示出空调机5的控制系统的基本结构的概念图。上述室内控制装置50a和室外控制装置50b经由通信线缆50c相互交换信息来控制空调机5。在此，将室内控制装置50a和室外控制装置50b合称为控制装置50。
图5为概略地示出空调机5的控制系统的结构的框图。控制装置50例如由微型计算机构成。在控制装置50嵌入有输入电路51、运算电路52及输出电路53。
信号接收部56从遥控器55接收到的指示信号被输入至输入电路51。指示信号包含例如对运行输入、运行模式、设定温度、风量或风向进行设定的信号。另外，表示室内温度传感器54检测出的室内的温度的温度信息被输入至输入电路51。输入电路51将输入的这些信息输出至运算电路52。
运算电路52具有cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)57和存储器58。cpu57为进行运算处理及判断处理的处理器。存储器58为存储用于空调机5的控制的各种设定值及程序的存储部。运算电路52基于从输入电路51输入的信息来进行运算及判断，将其结果输出至输出电路53。
输出电路53基于从运算电路52输入的信息，将控制信号输出至压缩机41、接线切换部60、转换器102、逆变器103、压缩机41、四通阀42、膨胀阀44、室外送风风扇46、室内送风风扇47、左右风向板48及上下风向板49。
如上所述，由于室内控制装置50a及室外控制装置50b(图4)经由通信线缆50c相互交换信息来控制室内机5a及室外机5b的各种设备。实际上，室内控制装置50a及室外控制装置50b各自包括微型计算机，该微型计算机具有保存程序的存储器和作为执行该程序的处理器的cpu。此外，也可以将控制装置仅搭载于室内机5a及室外机5b中的任意一方，由该控制装置控制室内机5a及室外机5b的各种设备。
图6为示出控制装置50中基于室内温度ta控制压缩机41的马达1的部分的框图。控制装置50的运算电路52具备接收内容分析部52a、室内温度获取部52b、温差计算部52c和压缩机控制部52d。这些单元被包含于例如运算电路52的cpu57。
接收内容分析部52a分析从遥控器55经过信号接收部56及输入电路51输入的指示信号。接收内容分析部52a基于分析结果将例如运行模式及设定温度ts输出至温差计算部52c。室内温度获取部52b获取从室内温度传感器54经过输入电路51输入的室内温度ta，并输出至温差计算部52c。
温差计算部52c计算从室内温度获取部52b输入的室内温度ta与从接收内容分析部52a输入的设定温度ts的温差δt。在从接收内容分析部52a输入的运行模式为制热运行的情况下，温差δt通过ts－ta来计算。在运行模式为制冷运行的情况下，温差δt通过ta－ts来计算。温差计算部52c将计算出的温差δt输出至压缩机控制部52d。
压缩机控制部52d基于从温差计算部52c输入的温差δt来控制驱动装置100，据此控制马达1的转数(即压缩机41的转数)。
<驱动装置100的基本结构>
接下来，对马达1的驱动装置进行说明。图7为概略地示出一般的驱动装置100的基本结构的图。驱动装置100构成为具备：转换器102，对交流电源101的输出进行整流；逆变器103，将交流电压输出至马达1的线圈3；接线切换部60，切换线圈3的接线状态；以及控制装置50。对转换器102从作为交流(ac)电源的交流电源101供给电力。
交流电源101例如为200v(有效电压)的交流电源。转换器102为整流电路，例如输出280v的直流(dc)电压。将从转换器102输出的电压称为母线电压。母线电压被从转换器102供给至逆变器103，逆变器103将线间电压(也称为马达电压)输出至马达1的线圈3。据此，马达驱动电流io(换言之，驱动电力)被供给至马达1的定子绕组即线圈3。对逆变器103连接有分别连接于线圈3u、3v、3w的布线104、105、106。
线圈3u具有端子31u、32u。线圈3v具有端子31v、32v。线圈3w具有端子31w、32w。布线104连接于线圈3u的端子31u。布线105连接于线圈3v的端子31v。布线106连接于线圈3w的端子31w。
接线切换部60具有开关61、62、63。开关61将线圈3u的端子32u连接于布线105及中性点33中的任意方。开关62将线圈3v的端子32v连接于布线106及中性点33的任意方。开关63将线圈3v的端子32w连接于布线104及中性点33的任意方。接线切换部60的开关61、62、63由继电器触点构成。但是开关61、62、63也可以由半导体开关构成。
控制装置50控制转换器102、逆变器103及接线切换部60。控制装置50的结构为参照图5说明的那样。信号接收部56接收到的来自遥控器55的运行指示信号和室内温度传感器54检测出的室内温度被输入至控制装置50。控制装置50基于这些输入信息，将电压切换信号输出至转换器102，将逆变器驱动信号输出至逆变器103，将接线切换信号输出至接线切换部60。
在图7所示的状态下，开关61将线圈3u的端子32u连接于中性点33，开关62将线圈3v的端子32v连接于中性点33，开关63将线圈3w的端子32w连接于中性点33。即，线圈3u、3v、3w的端子31u、31v、31w连接于逆变器103，端子32u、32v、32w连接于中性点33。
图8为示出在一般的驱动装置100中接线切换部60的开关61、62、63被切换后的状态的图。在图8所示的状态中，开关61将线圈3u的端子32u连接于布线105，开关62将线圈3v的端子32v连接于布线106，开关63将线圈3w的端子32w连接于布线104。
图9的(a)为示出开关61、62、63处于图7所示的状态时的线圈3u、3v、3w的接线状态的示意图。线圈3u、3v、3w分别在端子32u、32v、32w连接于中性点33。因此线圈3u、3v、3w的接线状态为y接线(星形接线)。
图9的(b)为示出开关61、62、63处于图8所示的状态时的线圈3u、3v、3w的接线状态的示意图。线圈3u的端子32u经由布线105(图8)连接于线圈3v的端子31v。线圈3v的端子32v经由布线106(图8)连接于线圈3w的端子31w。线圈3w的端子32w经由布线104(图8)连接于线圈3u的端子31u。因此线圈3u、3v、3w的接线状态为三角形接线(三角接线)。
像这样，接线切换部60能够通过切换开关61、62、63来将马达1的线圈3u、3v、3w的接线状态在y接线(第1接线状态)及三角形接线(第2接线状态)之间切换。
图10为示出线圈3u、3v、3w各自的线圈部分的示意图。如上所述，马达1具有9个齿部12(图1)，线圈3u、3v、3w分别卷绕于3个齿部12。即，线圈3u为将卷绕于3个齿部12的u相的线圈部分ua、ub、uc串联连接而成。同样地，线圈3v为将卷绕于3个齿部12的v相的线圈部分va、vb、vc串联连接而成。另外，线圈3w为将卷绕于3个齿部12的w相的线圈部分wa、wb、wc串联连接而成。
<y-三角形接线的切换>
在具有具备稀土类磁体25的转子20的马达1中，当转子20旋转时，稀土类磁体25的磁通与定子10的线圈3交链。其结果是，在线圈3产生感应电压。感应电压与转子20的每单位时间的转数(即转速)成比例，另外也与线圈3的匝数成比例。马达1的转数越大，线圈3的匝数越多，则感应电压越大。
从逆变器103输出的线间电压(马达电压)等于上述感应电压与由线圈3的电阻及电感产生的电压之和。由于线圈3的电阻及电感与感应电压相比小到可以忽略的程度，因此实际上线间电压由感应电压支配。另外，马达1的磁体转矩与感应电压和流过线圈3的电流之积成比例。
越增多线圈3的匝数则感应电压越高。因此越增多线圈3的匝数，则用于产生需要的磁体转矩的电流、即马达驱动电流io越小。其结果是，减少由于逆变器103的通电导致的损耗，能够提高马达1的运行效率。另一方面，由于感应电压上升，感应电压所支配的线间电压在更低的转数达到逆变器最大输出电压(即从转换器102被供给至逆变器103的母线电压)，无法将转速提高至更快。
另外，当减少线圈3的匝数时，感应电压下降，因此感应电压所支配的线间电压即使在更高的转速下也不会达到逆变器最大输出电压，能够进行高速旋转。然而，由于感应电压下降而用于产生需要的磁体转矩的电流增加，因此由逆变器103的通电所导致的损耗增加，马达1的运行效率下降。
另外，从逆变器103的开关频率的观点而言，在线间电压接近逆变器最大输出电压的情况下，由于由逆变器103的开关的on(接通)/off(断开)占空比所引起的谐波分量减少，因此能够减少由电流的谐波分量引起的铁损。
图11和图12是示出空调机的压缩机的马达1的线间电压与转数的关系的曲线图。线圈3的接线状态为y接线。线间电压与励磁磁场和转数之积成比例。如果励磁磁场恒定，则如图11所示，线间电压与转数成比例。在图11中，转速n1对应于制热中间条件，转数n2对应于制热额定条件。
虽然随着转速的增加，线间电压也增加，但是如图12所示，当线间电压达到逆变器最大输出电压时，由于无法将线间电压升高至更高，因此开始由逆变器103进行的弱磁控制。图12中示出在转数n1与n2之间的转数开始弱磁控制的例子。
在弱磁控制中，通过使d轴相位的电流(即、使得产生抵消稀土类磁体25的磁通的方向的磁通的电流)流过线圈3，从而减弱感应电压。将该电流称为弱化电流。由于除了用于产生通常的马达转矩的电流之外，还需要流过弱化电流，因此由线圈3的电阻所引起的铜损增加，逆变器103的通电损耗也增加。
图13为示出进行了图12所示的弱磁控制时的马达效率与转数的关系的曲线图。如图13所示，马达效率随着转数增加而增加，在刚开始弱磁控制之后，如箭头p所示马达效率达到峰值。
当转数进一步增加时，流过线圈3的弱化电流也增加，所以由此导致的铜损增加，马达效率下降。此外，关于作为马达效率与逆变器效率之积的综合效率，也可见与图13所示的曲线同样的曲线所表示的变化。
图14为示出进行了图12所示的弱磁控制时的马达1的最大输出转矩与转数的关系的曲线图。在开始弱磁控制之前，马达1的最大输出转矩恒定(例如由于电流阈值的限制)。当开始弱磁控制时，随着转数的增加，马达1的最大输出转矩下降。马达1的最大输出转矩被设定为大于在产品使用时马达1实际产生的负载(所需的负载)。以下为了便于说明，马达1的最大输出转矩也称为“马达转矩”。
图15为针对y接线和三角形接线分别示出线间电压与转数的关系的曲线图。当将匝数设为相同数量时，线圈3的接线状态为三角形接线时的线圈3的相阻抗为线圈3的接线状态为y接线时的
即，在线圈3的接线状态为三角形接线的情况下，如果将匝数设为y接线时的
在到齿部的线圈3的匝数为数十匝以上的马达1中，由于下列理由，相比三角形接线，采用y接线的情形更多。第1理由是，由于三角形接线与y接线相比线圈3的匝数多，因此在制造工序中线圈3的绕线所需的时间变长。第2理由是，在三角形接线的情况下有可能产生循环电流。
一般而言，在采用y接线的马达1中，以使在转数n2(即作为性能提高的对象的转数中的高速侧的转数)线间电压(马达电压)达到逆变器最大输出电压的方式来调节线圈3的匝数。然而在该情况下，在转数n1(即作为性能提高的对象的转数中的低速侧的转数)，变成在线间电压低于逆变器最大输出电压的状态下运行马达1的情况，难以得到高的马达效率。
于是进行如下控制：将线圈3的接线状态设为y接线，以使在略低于转数n1的转数线间电压达到逆变器最大输出电压的方式调节匝数，在达到转数n2之前的期间，将线圈3的接线状态切换为三角形接线。
图16为示出进行了从y接线切换到三角形接线时的线间电压与转数的关系的曲线图。在图16所示的例子中，当达到略低于转数n1(制热中间条件)的转数(设为转数n11)时，开始上述弱磁控制。当转数n进一步增加而达到转数n0时，接线状态从y接线被切换到三角形接线。转数n11例如为比转数n1低5％的转数(即n11＝n1×0.95)。
通过从y接线切换到三角形接线，线间电压下降为y接线的
<以往的驱动装置的说明>
温度越高，则以钕、铁及硼为主成分的钕稀土类磁体的矫顽力越低，越容易消磁。因此在驱动具有具备作为钕稀土类磁体的稀土类磁体25的转子20的马达1的驱动装置中，需要将过电流保护水平设定得低，该过电流保护水平是用于使稀土类磁体25不会由于马达驱动电流io而产生不可逆消磁的马达驱动电流io的上限值。以下详细说明过电流保护水平。
在对稀土类磁体25施加了退磁场的情况下，当退磁场超过一定大小时，磁特性下降而产生不再恢复到原本磁特性的现象、即不可逆消磁。将表示难以产生不可逆消磁的程度的数值称为矫顽力。当转子20的稀土类磁体25产生不可逆消磁时，马达1的特性下降。因此重要的是，进行使得避免因基于电枢反作用的退磁场而在转子20的稀土类磁体25产生不可逆消磁的负载设计，以及选定使得避免产生不可逆消磁的保持力的稀土类磁体25。
已知当温度上升时，以钕、铁及硼为主成分的钕稀土类磁体的矫顽力下降。如压缩机那样，当在100℃以上的高温气氛中使用将钕稀土类磁体用作转子20的永磁体的马达1的情况下，当温度上升时，磁体的矫顽力以约－0.5[％/δk]至－0.6[％/δk]的范围的温度系数下降。因此优选对以钕、铁及硼为主成分的钕稀土类磁体添加镝(dy)或铽(tb)来实现矫顽力的提高。
在一般的压缩机中，马达1的气氛温度的上限为大约140℃。在一般的压缩机中，马达1在从常温20℃至相对于常温20℃升温大约120℃的上限温度(即大约140℃)的范围内被使用。因此例如，在－0.5[％/δk]的温度系数(即温度每上升1℃，保持力下降0.5％的温度系数)下，稀土类磁体25的矫顽力下降约60％。
为了避免在压缩机的最大负载下消磁，需要大约600[ka/m]～1000[ka/m]的矫顽力，为了在140℃的气氛温度中保证所述矫顽力(大约600[ka/m]～1000[ka/m])，需要将常温矫顽力设计为大约1500[ka/m]～2500[ka/m]。
另外，关于表示作为永磁体的稀土类磁体25的磁力大小的指标即剩余磁通密度br，在钕稀土类磁体的情况下，在压缩机用途中多使用常温(20℃)下的剩余磁通密度br为1.3t以上、温度系数大约－0.12[％/δk]的磁体。与矫顽力同样地，剩余磁通密度也显示出温度依赖特性，当温度上升100℃时，意味着剩余磁通密度下降12％。
温度越升高，稀土类磁体25在越小的电流下消磁。为了在驱动马达1的过程中避免稀土类磁体25消磁，过电流保护水平被设定为比稀土类磁体25消磁的电流低的值。
以往的过电流保护水平是固定的。由于不知道马达1的驱动状态，因此在稀土类磁体25最易消磁的最大温度(在该情况下为140℃)下决定过电流保护水平。因此尽管在稀土类磁体25的温度低的区域中即使增大逆变器103的电流也不消磁，但输出受低的过电流保护水平所限制。于是在本申请中提出如以下说明的新颖的驱动装置。
<本发明的实施方式的驱动装置100a>
图17为概略地示出本发明的实施方式的驱动装置100a的结构的图。在图17中，对与图7及图8所示的构成要素相同或对应的构成要素附加与图7及图8所示的附图标记相同的附图标记。在具备传感器部202和保护水平设定部70的方面以及控制装置500进行的控制内容的方面，驱动装置100a与图7及图8所示的控制装置50不同。
如图17所示，驱动装置100a具备对交流电源101的输出进行整流的转换器102、逆变器103、接线切换部60、保护水平设定部70、控制装置500、作为第1检测部的电流检测部201和作为第2检测部的传感器部202。
驱动装置100a驱动马达1。马达1使压缩机8(41)的压缩要素工作。马达1具有具备稀土类磁体25(图1)的转子20(图1)。稀土类磁体25例如为钕稀土类磁体。钕稀土类磁体为以钕、铁及硼为主成分的永磁体。
逆变器103将马达驱动电流io供给至马达1的定子10(图1)的线圈3。马达驱动电流也称为“马达电流”。控制装置500将控制信号e2输出至逆变器103，以使得通过弱磁控制对马达1进行可变速驱动。
电流检测部201输出与由逆变器103供给至马达1的马达驱动电流io对应的检测信号(第1检测信号)d1。在图17中，电流检测部201检测流过连接转换器102与逆变器103之间的母线的电流。但是也可以在逆变器103与马达1之间、逆变器103与接线切换部60之间等其它位置检测电流检测部201检测的电流。
保护水平设定部70设定过电流保护水平。控制装置500具有：过电流判定部501，判定基于状态探测信号d2得到的马达驱动电流io是否超过过电流保护水平i(n)；以及运算部502，将控制信号e1、e2、e3输出至转换器102、逆变器103及接线切换部60并控制这些单元。另外，在被判定为基于检测信号d1的马达驱动电流io超过了过电流保护水平i(n)时，控制装置500的运算部502进行减少从逆变器103供给的马达驱动电流io的控制(即第1控制)。减少马达驱动电流io一般而言为切断马达驱动电流io。另外，减少马达驱动电流io也可以为瞬间将马达驱动电流io减少至预先确定的电流水平以下的控制。
保护水平设定部70基于由传感器部202输出的状态探测信号(第2检测信号)d2来变更过电流保护水平i(n)。在保护水平设定部70降低过电流保护水平i(n)时，控制装置500进行使马达驱动电流io减少的控制(即第2控制)。在此，“保护水平设定部70降低过电流保护水平时”包括与保护水平设定部70降低过电流保护水平的时间点的同时和保护水平设定部70即将降低过电流保护水平时之前。
接线切换部60基于控制信号e3切换马达1的接线状态。接线切换部60将马达1的接线状态在y接线与三角形接线之间切换。控制装置500能够通过使接线切换部60将接线状态从y接线切换为三角形接线来进行第2控制。通过从y接线切换到三角形接线，线间电压下降为y接线时的线间电压的
另外，控制装置500能够通过控制转换器102来变更施加至逆变器103的母线电压。控制装置500能够通过使从转换器102输出的母线电压上升来使从逆变器103供给至马达1的马达驱动电流io下降。在控制转换器102的情况下，驱动装置100a也可以不具备接线切换部60。
<驱动装置100a的过电流保护水平的变更方法1>
图18为示出使作为钕稀土类磁体的稀土类磁体25产生不可逆消磁的马达驱动电流(虚线的曲线)、以往的过电流保护水平(单点划线的直线)以及实施方式的过电流保护水平(粗实线的折线)的曲线图。在图18中，横轴表示稀土类磁体25的温度[℃]，纵轴表示供给至马达1的线圈3的马达驱动电流[a]。
在图18中，以虚线表示的曲线示出使稀土类磁体25产生不可逆消磁的马达驱动电流随着稀土类磁体25的温度上升而下降。
在图18中，以单点划线表示的直线示出了以往的马达的过电流保护水平。以往的马达的过电流保护水平被设定为在马达的使用温度范围(例如为0℃～140℃)内的最高温度(例如为140℃)附近不会使马达的转子的稀土类磁体25产生不可逆消磁的值，被设定为例如6[a]。
在图18中，以粗实线表示的台阶状的折线示出了本实施方式的驱动装置100a的过电流保护水平i(n)。在图18中，n＝1、2、3。在马达的使用温度范围(例如为0℃～140℃)中，温度(即基于作为第2检测信号的状态探测信号d2的温度)越高，则本实施方式的驱动装置100a的过电流保护水平被设定为越低的值。在图18中，当马达1的温度(也是稀土类磁体25的温度)为小于60℃的范围内时，过电流保护水平被设定例如为i(1)＝22.0[a]。当马达1的温度处于60℃以上且小于100℃的范围内时，过电流保护水平被设定为例如i(2)＝13.3[a]。当温度处于100℃以上且小于140℃的范围内时，过电流保护水平被设定为例如i(3)＝6.0[a]。
像这样，保护水平设定部70基于从传感器部202输出的稀土类磁体25的温度来变更过电流保护水平。例如，保护水平设定部70存储满足如下条件的多个电流水平(即过电流保护水平i(1)～i(n))：i(n)>i(n+1)，n＝1、2、……、n，n为预先确定的正整数。保护水平设定部70将从多个电流水平中选择出的电流水平选择并设定为过电流保护水平，将该过电流保护水平输出到过电流判定部501。
本实施方式的驱动装置100a在驱动稀土类磁体马达的情况下，稀土类磁体25的温度越高，则设定选择越低的值作为过电流保护水平。在该情况下，稀土类磁体25的温度越高，则选择越大的值作为n。
例如，在保护水平设定部70中，针对多个温度带测定预先在实际设备测定出的稀土类磁体25的关于温度的消磁电流特性，通过对在各温度带测定出的消磁电流特性设置似然比来决定电流上限值，将该电流上限值作为过电流保护水平预先保存于数据库。
另外，不仅是稀土类磁体25的温度，也可以将关于流过逆变器103的电流的d轴电流分量的消磁电流特性分割为多个d轴电流的范围，对各d轴电流范围的消磁电流设置似然比来决定电流上限值，将该电流上限值作为过电流保护水平预先保存于数据库。
过电流判定部501判定与从设置于转换器102与逆变器103之间的电流检测部201输出的检测信号d1对应的电流值的马达驱动电流io是否超过由保护水平设定部70选择出的过电流保护水平i(n)。在与从电流检测部201输出的检测信号d1对应的电流值的马达驱动电流io超过由保护水平设定部70设定的过电流保护水平i(n)的情况下，运算部502使来自逆变器103的马达驱动电流io的输出停止，使马达1停止。
过电流判定部501能够包括多级连接的多个比较器。在该情况下，过电流判定部501能够将与从电流检测部201输出的检测信号d1对应的电流值的马达驱动电流io和与多级连接的比较器的数量对应的数量的过电流保护水平进行比较。通过像这样构成，过电流判定部501能够在更短的时间内瞬间判定来自逆变器103的马达驱动电流io是否超过过电流保护水平i(n)。
另外，保护水平设定部70及控制装置500可以通过执行微机(微型计算机)或dsp(digitalsignalprocessor，数字信号处理器)等的软件即程序来执行处理。另外，保护水平设定部70可以为控制装置500的一部分。
如以上那样，在本实施方式的驱动装置100a中，检测稀土类磁体25的温度，根据稀土类磁体25的温度选定过电流保护水平，因此在马达1的转子20具备稀土类磁体25的情况下，能够防止由于稀土类磁体25的温度上升而稀土类磁体25产生不可逆消磁。尤其是，在将马达1用于温度变化大的压缩机(例如图2中的压缩机8)的情况下，即使在由于压缩机的异常运行而压缩机内温度好像过度上升的情况下，也能够使逆变器103的工作可靠地停止，能够避免产生稀土类磁体25的不可逆消磁。
另外，如图18所示，本实施方式的驱动装置100a根据稀土类磁体25的温度选定过电流保护水平，因此与过电流保护水平固定的以往的情况(图18中的单点划线的直线的情况)相比，能够驱动马达1的马达驱动电流io的范围扩大，能够实现高输出转矩的马达驱动。
另外，由于能够扩大驱动马达1的马达驱动电流io的范围，因此即使是使用矫顽力小的稀土类磁体25的马达，也能够使输出转矩提高。因此即使减少为了使矫顽力提高而添加于稀土类磁体25的镝或铽的量，也能够确保与以往等同的马达1的输出转矩。
而且，通过减少镝或铽从而稀土类磁体25的剩余磁通密度提高，能够减少驱动马达1的马达驱动电流io。在该情况下，能够构成减少了铜损的高效率的马达1。
在图18中，例如保护水平设定部70将小于60℃的过电流保护水平i(1)、60℃以上且小于100℃的过电流保护水平i(2)、100℃以上的过电流保护水平i(3)这3个等级的数据保存为过电流保护水平的候选。在此，i(1)>i(2)>i(3)。
保护水平设定部70基于从传感器部202输出的状态探测信号d2来设定(在此为选择)过电流保护水平，将过电流保护水平输出到过电流判定部501。
图19为示出马达1的驱动时间和在转子20设置的稀土类磁体25的温度的变化的曲线图。在图19中，横轴表示驱动时间即从驱动开始的经过时间，纵轴表示稀土类磁体25的温度[℃]。图20为示出在降低了马达1的驱动装置中设定的过电流保护水平时所产生的问题的图。在图20中，横轴表示驱动时间即从驱动开始的经过时间，纵轴表示过电流保护水平[a]。
例如如图19所示，在稀土类磁体25的温度随着时间的经过而变化的情况下，如图20所示，保护水平设定部70基于稀土类磁体25的温度变化，使过电流保护水平按照i(1)、i(2)、i(3)的顺序变化。
在此，例如在将过电流保护水平从i(2)变更为i(3)时，与在变更前从电流检测部201输出的检测信号d1对应的马达驱动电流io有时会为i(2)>io>i(3)。但是，如图20所示，在不变更马达驱动电流io而将过电流保护水平从i(2)变更为i(3)的情况下，马达驱动电流io超过过电流保护水平i(3)，因此正当在将过电流保护水平从i(2)变更为i(3)时，逆变器103的开关工作停止，马达1停止。
即，有时由于驱动装置100a降低过电流保护水平，马达驱动电流io变得大于变更后的过电流保护水平。在该情况下，存在在过电流保护水平变更时马达1停止或马达1的输出下降这样的技术课题。
<弱磁控制>
图21为示出压缩机的马达1的转数和稀土类磁体25的温度的变化的例子的曲线图。在图21中，横轴表示马达1的转数[rps]，纵轴表示稀土类磁体25的温度[℃]。图21示出在压缩机中，一般而言转数越高，则马达1的输出转矩越高，压缩机的内部的气氛越成为高温、高压状态，马达1的稀土类磁体25的温度越高。
另外，在像压缩机那样在10[rps]～130[rps]这样大的转数范围进行可变速驱动的马达1中，为了使实际使用频度高的低转数区域的马达1的效率提高，在高转数的区域，通过弱磁控制驱动马达1。对弱磁控制简单进行说明。
在将稀土类磁体25搭载于转子20的马达1中，当转子20旋转时，稀土类磁体25的磁通与定子10的线圈3交链，在线圈3产生感应电压。感应电压与转子20的转数(转速)成比例，另外也与线圈3的匝数成比例。因此马达1的转数越大，线圈3的匝数越多，则感应电压越大。
从逆变器103输出的线间电压(也称为“马达电压”)等于上述感应电压与由线圈3的电阻及电感所产生的电压之和。由线圈3的电阻及电感所产生的电压与感应电压相比小到可以忽略的程度。因此实际上，线间电压由感应电压所支配。
马达1的磁体转矩与从稀土类磁体25的能量变换出的感应电压和流过线圈3的电流之积成比例。
越增多线圈3的匝数，则感应电压越高。因此越增多线圈3的匝数，则用于产生需要的磁体转矩的电流越小。其结果是，减少由逆变器103的通电所导致的损耗，能够提高马达1的运行效率。另一方面，由于感应电压的上升，由感应电压所支配的线间电压在更低的转数达到逆变器最大输出电压，无法将转速提高至更快。逆变器最大输出电压等于从转换器102供给至逆变器103的母线电压。
在弱磁控制中，使线圈3产生与稀土类磁体25的磁通相反方向的磁通，弱化稀土类磁体25的磁通，从而抑制感应电压，能够驱动至高转数。
但是，由于需要流过弱化电流，因此马达驱动电流io变大而铜损增加，该弱化电流为使得产生抵消稀土类磁体25的磁通的方向的磁通的电流。另外，马达驱动电流io的增加成为使稀土类磁体25容易消磁的因素。
<驱动装置100a的过电流保护水平的变更方法2>
温度越高，则马达1的转子20的稀土类磁体25越容易消磁。因此马达1的温度越高，则驱动装置100a需要将过电流保护水平设定为越低的值。另外，转数越高，则马达1被要求越高的输出转矩，但在马达1的温度高的情况下，需要将过电流保护水平设定为低的值。
当通过驱动装置100a使马达1的转数持续上升时，弱化电流增加。因此在驱动装置100a从预先准备的多个电流水平中选定过电流保护水平的情况下，随着马达1的转数持续上升，稀土类磁体25的温度逐渐变高，因此需要使过电流保护水平逐级地(或一点点重复地)下降。
在本实施方式的驱动装置100a中，保护水平设定部70基于从传感器部202输出的状态探测信号d2来变更过电流保护水平，此时，控制装置500变更马达驱动电流io。
具体而言，在保护水平设定部70降低过电流保护水平时，控制装置500使马达驱动电流io减少，进行使得在过电流保护水平变更时避免马达1停止的控制(第2控制)。
例如，如图17所示，当本实施方式的驱动装置100a基于从传感器部202输出的状态探测信号d2变更马达驱动电流时，为了降低马达驱动电流io，使用切换马达1的接线状态的接线切换部60。具体而言，例如将马达1的接线状态从y接线切换为三角形接线。
也就是说，本实施方式的驱动装置100a基于从传感器部202输出的状态探测信号d2来降低过电流保护水平，并且将马达1的接线状态从y接线切换为三角形接线。或者，驱动装置100a在即将基于从传感器部202输出的状态探测信号d2而降低过电流保护水平之前，将马达1的接线状态从y接线切换为三角形接线。
例如，驱动装置100a控制接线切换部60，将马达1的接线状态从y接线切换为三角形接线，从而使线间电压下降为y接线时的线间电压的
据此，能够避免在过电流保护水平变更时产生马达1停止的状况。另外，在马达1的稀土类磁体25的温度低的情况下，提高过电流保护水平，流过大的马达驱动电流io，能够提高马达1的输出转矩。
在此，对将接线状态从y接线切换为三角形接线的例子进行了说明，但只要是使电流值下降的切换，也可以从串联接线切换为并联接线。通过将线圈3的接线状态在第1接线状态与线间电压低于所述第1接线状态的第2接线状态之间切换，能够得到同样的效果。
例如，在图18中，作为根据基于从传感器部202输出的状态探测信号d2的温度来变更过电流保护水平的设定值，在小于温度60℃的范围，将过电流保护水平设定为i(1)＝22.0[a](在60℃下稀土类磁体25不产生不可逆消磁的水平)，在温度60℃以上且小于100℃的范围，将过电流保护水平设定为i(2)＝13.3[a](在100℃下稀土类磁体25不产生不可逆消磁的水平)，在温度100℃以上且小于140℃的范围，将过电流保护水平设定为i(3)＝6.0[a](在140℃下稀土类磁体25不产生不可逆消磁的水平)。这是因为稀土类磁体25的矫顽力根据温度而变化。
在此，温度60℃下的稀土类磁体25的矫顽力为1250[ka/m]，温度100℃下的稀土类磁体25的矫顽力为900[ka/m]，温度140℃下的矫顽力为稀土类磁体25的600[ka/m]。像这样，随着温度上升，稀土类磁体25的矫顽力大幅度下降。
以往，小于100℃的过电流保护水平为6[a](图18所示的单点划线的直线)，但在本实施方式的驱动装置100a中，小于100℃的过电流保护水平为13.3[a]。像这样，根据本实施方式的驱动装置100a，与以往的驱动装置相比，能够流过更大的电流，能够提高马达1的输出转矩。
例如考虑如下情况：根据从传感器部202输出的状态探测信号d2换算出的温度处于上升中，温度为98℃，过电流保护水平为i(2)＝13.3[a]，在y接线下马达驱动电流io＝8[a]，以转数80[rps]进行驱动。
此时，当温度持续上升时，温度超过100℃。因此驱动装置100a想要将过电流保护水平变更为温度范围100℃以上且小于140℃的范围的水平即i(3)＝6.0[a]。但当驱动装置100a将过电流保护水平从i(2)＝13.3[a]变更为i(3)＝6.0[a]时，如图20所示，在切换过电流保护水平的瞬间，马达驱动电流io超过过电流保护水平i(3)，控制装置500控制逆变器103，切断马达驱动电流io，使马达1停止。
于是，在本实施方式的驱动装置100a中，在变更过电流保护水平之前(优选为即将变更之前)，将马达1的接线状态从y接线切换为三角形接线。图22为示出马达1的驱动时间与过电流保护水平的变更的例子的曲线图。在图22中，横轴表示驱动时间即从驱动开始的经过时间，纵轴表示过电流保护水平[a]。在过电流保护水平变更之前，当将马达1的接线状态从y接线切换为三角形接线时，马达1的线间电压下降，弱化电流下降。因此将马达驱动电流io减少至比变更后的过电流保护水平i(3)＝6.0[a]低的值(例如io＝4.5[a])。之后，即使将过电流保护水平切换为i(3)＝6.0[a]，切换后的过电流保护水平i(3)也大于马达驱动电流io。因此能够不使马达1停止而继续对马达1的驱动。
反之，在根据从传感器部202输出的状态探测信号d2换算出的温度处于下降中时，优选在使马达驱动电流io在过电流保护水平内增加之后将接线状态从三角形接线切换为y接线。
<在过电流保护水平变更时变更母线电压的例子>
图23为示出通过升高从转换器102输出的母线电压从而马达驱动电流(有效值)[arms]降低的图。图24为示出本实施方式的驱动装置100a的其它控制、即通过在降低了马达的驱动装置102a中设定的过电流保护水平时升高从转换器102输出的母线电压来降低马达驱动电流io的控制的图。
本实施方式的驱动装置100a也可以进行如下控制(第2控制)：基于从传感器部202输出的状态探测信号d2来降低过电流保护水平，并且控制转换器102，升高母线电压，从而使从逆变器103输出的马达驱动电流io减少。
一般而言，转换器102具有：整流电路，具有电抗器和开关元件(半导体元件)；以及电容器，通过斩波器方式来使电源电压升降压。驱动装置100a的控制装置500基于从传感器部202输出的第2检测信号即状态探测信号d2来控制转换器102。开关元件例如为si-mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。开关元件可以为作为宽带隙半导体的sic-mosfet。在该情况下，能够减少开关损耗，能够构成升降压时的转换器损耗小的高效率的驱动装置100a。另外，关于高频的开关特性，gan是优异的。因此开关元件可以为作为宽带隙半导体的gan-mosfet。另外，开关元件也可以为由氮化镓(gan)、金刚石等构成的其它宽带隙半导体。尤其是，与si-mosfet相比，sic-mosfet在耐热温度高、介电击穿强度高、热导率大的方面是优异的。
驱动装置100a可以通过控制转换器102来升高母线电压，由此减少马达驱动电流io。在该情况下，能够使在高转数的范围通过弱磁控制驱动马达1时的弱磁电流变小。
本实施方式的驱动装置100a变更输入至逆变器103的最大母线电压vd(n)，以使得比基于从传感器部202输出的状态探测信号d2而选定的过电流保护水平i(n)低的马达驱动电流io从逆变器103供给至马达1。驱动装置100a控制转换器102，以使得设定i(n)为过电流保护水平时的最大母线电压vd(n)和设定i(n+1)(<i(n))为过电流保护水平时的最大母线电压vd(n+1)满足vd(n)≤vd(n+1)。像这样，即使过电流保护水平变小，驱动装置100a也能够通过使弱磁电流变小来避免马达1停止，并且能够不使马达1的输出转矩下降而使马达1的驱动继续。
以往，稀土类磁体25的温度小于100℃的过电流保护水平为6[a](图18所示的单点划线的直线)，但在本实施方式的驱动装置100a中，小于100℃的过电流保护水平为13.3[a]。像这样，与以往的驱动装置相比，本实施方式的驱动装置100a能够流过更大的马达驱动电流io，能够提高马达1的输出转矩。
例如考虑如下情况：根据从传感器部202输出的状态探测信号d2换算出的温度处于上升中，温度为98℃，过电流保护水平为i(2)＝13.3[a]，在y接线下马达驱动电流io＝8[a]，以转数80[rps]进行驱动。
此时，当温度持续上升时，温度超过100℃。因此驱动装置100a想要将过电流保护水平变更为温度范围100℃以上且小于140℃的范围的电流水平即i(3)＝6.0[a]。但当驱动装置100a将过电流保护水平从i(2)＝13.3[a]变更为i(3)＝6.0[a]时，如图20所示，在切换过电流保护水平的瞬间，马达驱动电流io变得超过过电流保护水平i(3)，从而控制装置500控制逆变器103，切断马达驱动电流io，使马达1停止。
于是，在本实施方式的驱动装置100a中，在使过电流保护水平下降之前(优选为即将下降之前)，将从转换器102输出的母线电压从300[vdc]切换为400[vdc]。像这样，弱化电流下降，因此能够将马达驱动电流减少至比变更后的过电流保护水平低的水平(例如，io＝4.5[a])。于是，在将过电流保护水平切换为i(3)＝6.0[a]时，马达驱动电流io不会超过i(3)＝6.0[a]。因此能够不使马达1停止而继续对马达1的驱动。
反之，在根据从传感器部202输出的状态探测信号d2换算出的温度处于下降中时，驱动装置100a可以在使马达驱动电流io在过电流保护水平内增加之后降低母线电压。
<传感器部的具体例>
在图17中，探测马达1的驱动状态的传感器部202例如为作为检测马达1的温度的温度传感器的热敏电阻。温度传感器也可以检测构成密闭型压缩机的外壳的密闭容器的外表面的温度。另外，温度传感器也可以检测流过连结于压缩机的制冷剂通道的制冷剂的温度(排放温度)。也就是说，传感器部202只要为能够检测与马达1的转子20的稀土类磁体25的温度对应的物理量的单元，就可以配置于任何位置。
在将温度传感器配置于压缩机的外部的情况下，能够不变更包括压缩机的制冷回路本身而容易地安装温度传感器。另外，也可以用检测空调机的室外机的热交换器的排放温度的现有的温度传感器代替温度传感器。在该情况下，能够由部件数量的削减带来成本的削减。
传感器部202可以为根据从电流检测部201输出的检测信号d1计算马达1的转子20的稀土类磁体25的温度的单元。也就是说，控制装置500能够根据由电流检测部201检测出的电流值计算稀土类磁体25的温度。
<变形例>
图25为概略地示出本发明的实施方式的变形例的驱动装置100b的结构的图。在图25中，对与图17所示的构成要素相同或对应的构成要素附加与图17所示的附图标记相同的附图标记。
在图25中，控制装置500b根据由电流检测部202b检测出的电流值，计算感应电压常数e1。进而，控制装置500b基于计算出的感应电压常数e1，计算稀土类磁体25的温度t1。能够利用预先确定的基准温度t0下的感应电压常数e0、根据检测出的电流值得到的感应电压常数e1和稀土类磁体25的剩余磁通密度的温度系数k，通过以下式子来计算稀土类磁体25的温度t1。
t1＝t0+(((e1/e0)－1)×100)/k
驱动装置100b能够基于计算的稀土类磁体25的温度来进行过电流保护水平的选定以及过电流保护水平的切换时的马达驱动电流的变更。
像这样，根据通过运算感应电压常数来计算稀土类磁体25的温度的结构，不再需要在压缩机8的外廓设置温度传感器，因此能够削减为了搭载温度传感器所需的成本。
<实施方式的效果>
根据本实施方式的驱动装置100a、100b，能够在马达1的使用温度范围的整个范围使马达1的能力充分发挥。另外，能够避免过电流保护水平的变更时的马达1停止，因此能够确保马达1的工作的高可靠性。
另外，根据本实施方式的压缩机8(41)，能够在驱动压缩要素的马达1的使用温度范围的整个范围使压缩机8(41)的能力充分发挥。另外，在驱动装置100a、100b变更过电流保护水平时，能够避免马达1停止，因此能够确保压缩机8(41)的工作的高可靠性。
另外，根据本实施方式的空调机5，能够在空调机5的压缩机8(41)的使用温度范围的整个范围充分发挥空调能力。另外，在驱动装置100a、100b变更过电流保护水平时，能够避免马达1停止，因此能够确保空调工作的高可靠性。
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