JPH01227695A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はインバータを備えた空気調和機の制御装置に
関するものである。

一］− ［従来の技術］ 従来のこの種の空気調和機の制御装置として、第４図に
示す特開昭５７−４０３６９号公報に示された技術を挙
げることができる。

第４図は上記公報に掲載された空気調和機の制御装置の
全体構成図である。

図において、（１）は商用交流電源、（２）は整流器か
らなるダイオードスタック、（３）は平滑用の電解コン
デ゛ン１ノー、（４）はパワートランジスタモジュール
である。（５）はインバータで、前記ダイオードスタッ
ク（２）及び電解コンデンサ（３）及びパワートランジ
スタモジュール（４）等から構成されている。（６）は
コンプレッサモータ、（７）はベースドライブ回路で、
前記インバータ（５）を構成するパワートランジスタモ
ジュール（４）のパワートランジスタを駆動する。

（８）はインバータ（５）の出力電圧及び出力周波数を
制御する制御回路である。

次に、この第４図に示した従来の空気調和機の制御装置
の動作について説明する。

インバータ（５）は商用電源（１）からの交流をダイ４
−トスタック（２）で直流に変換し、更に、この直流を
電解コンデンサ（３）によって平滑する。そして、イン
バータ（５）の出力電圧及び出力周波数を制御する制御
回路（８）からの出力が、ベースドライブ回路（７）を
介してインバータ（５）のパワートランジスタモジュー
ル（４）のベースに入力される。それによって、制御回
路（８）で設定された所定の周波数の信号が、インバー
タ（５）で所定の周波数の出力となり、それをコンプレ
ッサモータ（６）に与え、コンプレッサモータ（６）を
駆動する。

第５図は上記インバータ（５）の出力電圧及び出力周波
数特性図（以下、前記出力電圧及び出力周波数特性を、
単に、ｌｒＶ／ｆパターン」と記す）のデータを示すも
のである。なお、このＶ／ｆパターンは制御回路（８）
で設定されるものであり、その条件でベースドライブ回
路（７）を介してインバータ（５）が駆動される。例え
ば、起動時にはへ点の如く出力電圧［Ｖｍｉｎ　］及び
出力周波数［Ｆｍ１ｎ］は共に最低となり、定格出力の
最大時には１．Ｂ点の如く出力電圧［Ｖｍａｘ］及び出
力周波数［Ｆｍａｘ］は共に最大となる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の空気調和機の制御装置は□上記のように構成さ、
れているため、負荷であるコンプレッサモータ（６）の
負荷変動によって起動時の低周波数の運転領域において
、例えば、過負荷状態になるとトルク不足で起動不能と
なり過大電流がインバータに流れたり、軽負荷状態であ
ると不必要な電流が流れるために、このとき使用するコ
ンプレッサ、モータ（６）の負荷変動を制限せねばなら
ないという課題があった。

そこで、この発明は上記課題を解決するためになされた
もので、低周波数の運転領域においてトルク不足に陥る
ことなく、また、過大電流が流れることなく運転可能な
空気調和機の制御装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる空気調和機の制！ＩＩ装置は、コンプ
レッサモータの負荷状態を検出する検出手段を設け、そ
の負荷状態に応じて制御回路の出力電圧及び出力周波数
パターンを設定し、インバータを介して前記設定した出
力電圧及び出力周波数パターンでコンプレッサモータを
駆動する。

［作用コ この発明にかかる空気調和機の制御装置において、コン
プレッサモータの負荷状態を検出する検出手段で、その
負荷状態に応じて制御回路の出力電圧及び出力周波数パ
ターンを設定し、インバータを介して前記設定した出力
電圧及び出力周波数パターンでコンプレッサモータを駆
動するものであるから、インバータは通常の負荷状態、
過負荷状態或いは軽負荷状態により、それぞれ対応した
特性の出力電圧及び出力周波数の出力電圧及び出力周波
数パターンで駆動される。したがって、起動時に過負荷
状態を検出すると、出力電圧及び出力周波数パターンで
コンプレッサモータを駆動して、低周波数領域において
不足電圧に陥ることを防止し、また過大負荷電流が流れ
るのを防止する。

また、起動時に軽負荷状態を検出すると、軽負荷用の出
力電圧及び出力周波数パターンでコンプレッサモータを
駆動し、低周波数領域において過大負荷電流が流れるの
を防止する。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例の空気調和機の制御装置を
示す回路構成図である。

図において、（１）は商用交流電源、（２）はダイオー
ドスタック、（３）は電解コンデンサ、（４）はパワー
トランジスタモシール、（５）は上記の構成要素からな
るインバータ、（６）はコンプレッサモータ、（７）は
ベースドライブ回路、（８）は制御回路で、これらは従
来の空気調和機の制御装置と同一の構成部分である。

また、（９）は制御回路（８）の中に設けられたマイク
ロコンピュータ、（１０）はサーミスタ、（１１）は分
圧抵抗、（１２）は室外温度検出回路で、室外に配設さ
れたサーミスタ（１０）及び分圧抵抗（１１）から構成
されており、コンプレッサモータ（６）の負荷状態を室
外温度検出によって等価的に検出する回路でおる。

第２図はマイクロコンピュータ（９）で設定され上記制
御回路（８）で出力された３つのＶ／ｆパターンを示す
電圧−周波数特性図である。

即ち、通常の負荷時は従来と同様の■／ｆパターン（ア
〉で制御回路（８）を介してインバータ（５）が駆動さ
れ、過負荷時はＶ／ｆパターン（イ）で制御回路（８）
を介してインバータ（５〉が駆動され、また、軽負荷時
はＶ／ｆパターン（つ）で制御回路（８）を介してイン
バータ（５〉が駆動される。

なお、第２図に示すように、起動時の最低周波数［Ｆｍ
１ｎ］とインバータの出力電圧［Ｖ］との間には、 Ｖ　ｍ１ｎ２＞　Ｖ　ｍ１ｎｉ　＞　Ｖ　ｍ１ｎ３但し
、［Ｖｍｉｎ２］は過負荷時電圧、［Ｖｍｉｎｌ］は通
常負荷特電圧、［Ｖｍｉｎ３］軽負荷時電圧、の関係に
ある。

次に、この実施例の空気調和機の制御装置の制御動作に
ついて、第３図の概略的に示したメイ゛ンプログラムの
フローチャートを用いて説明する。

室外温度検出回路（１２）はコンプレッサモータ（６）
の負荷状態を等価的に検出する回路であり、室外温度は
サーミスタ（１０）と分圧抵抗（１１）により検出電圧
［Ｖｘ　］に変換され、これがマイクロコンピュータに
入力される。室外温度の検出電圧［ＶＸ’］がステップ
Ｓ１で軽負荷閾値電圧［■ｔｈｌ　］より低いと判定す
ると軽負荷状態と判断し、ステップＳ２でマイクロコン
ピュータ（９）は制御回路（８〉にＶ／ｆパターン（つ
）を選定し、前）本の第２図に示したＶ／ｆパターン（
つ）の条件でインバータ（５）の、出力を制御する。こ
のため、負荷であるコンプレッサモータ（６）の起動時
においては、インバータ（５）の出力電圧が低くなり、
過負荷電流が流れることがない。即ち、インバータ（５
）の低周波領域においても過大電流が流れることがなく
なり、コンプレッサ（６）を安定して駆動′することが
できる。

ステップＳ３で室外温度の検出電圧［ＶＸ　］が過負荷
閾値電圧［Ｖｔｈ２　］　　（Ｖｔｈ２　＞Ｖ’を旧）
より高いと判定すると、過負荷状態と判断してステップ
Ｓ４で制御回路にＶ／ｆパターン（イ）を選定し４、前
述の第２図に示すＶ／ｆｚ＜ターン（イ）の条件でイン
バータ（５）′の出力を制御する。このため、負荷であ
るコンプレッサモニタ（６）の起動時においては′、イ
ンバータ（５）の出力電圧が高くなり、トルク不足で起
動不能”となり過大角゛荷電流がインバータに流れるこ
とが６い。即ち、インバータ（５）の低周波領域におい
ても過大負荷電流が流れることがなくなり、門ンプレ［
ツザモ□−タ（６）を安定して駆動することができる。

また、ステップＳ１で室外温度検出回路（１２）の検出
電圧［ＶＸ　］が軽負荷閾値電圧［Ｖ’ｔｈｌ　］以上
で、ステップＳ３で検出電圧［ＶＸ　］が過負荷閾値電
圧［Ｖｔｈ２］以下と判定すると、通常の負荷状態と判
断してステップＳ５で制御回路（８〉にＶ／ｆパターン
（ア）を選定し、前述の第２図に示す通常のＶ／ｆパタ
ーンくア）の条件でインバータ（５）の出力を制御する
。

上記のように、こ議実施例の空気調和機の制御装置は、
コンプレッサモータ（６）にインバータ（５）から可変
電圧及び可変周波数の出力を与え、前記コンプレッサモ
ータ（６）を回転制御する制御回路（８）を具備し、コ
ンプレッサモータ（６）の負荷状態を検出する検出手段
である室外温度検出回路１２を設け、その負荷状態に応
じて上記制御回路（８）の出力電圧及び出力周波数パタ
ーンを設定し、インバータ（５）を介して前記設定した
出力電圧及び出力周波数パターンでコンプレッサモータ
（６）を駆動するものである。

したがって、通常の負荷状態を検出したときには、通常
のＶ／ｆパターン（ア）でコンプレッサモータ（６）を
駆動し、また、過負荷状態を検出すると、過負荷用のＶ
／ｆパターン（イ）で駆動し、低周波数領域においてト
ルク不足のため過大電流が流れるのを防止し、更に、不
足電圧に陥るのを防止する。そして、軽負荷状態を検出
すると、軽負荷用のＶ／ｆパターン（つ）で駆動し、低
周波数領域において過大負荷電流が流れるのを防止でき
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の空気調和機の制御装置
は、コンプレッサモータにインバータから可変電圧及び
可変周波数の出力を与え、前記コンプレッサモータを回
転制御する制御回路を置端し、コンプレッサモータの負
荷状態を検出する検出手段を設け、その負荷状態に応じ
て上記制御回路の出力電圧及び出力周波数パターンを設
定し、インバータを介して前記設定した出力電圧及び出
力周波数パターンで］ンプレッサモータを駆動する。し
たがって、過負荷状態を検出づ−ると、過負荷用の可変
電圧及び可変周波数パターンで駆動され低周波数領域に
おいてもトルク不足となり、過大負荷電流が流れるのを
防止し、更に不足電圧に陥ることを防止する。また、軽
負荷状態を検出すると、軽負荷用の可変電圧及び可変周
波数パターンで駆動され、低周波数領域において過大電
流が流れるのを防止てぎる。故に、低周波数の運転領域
においてトルク不足に陥ることなく、また、過大電流が
流れることなく、広い運転可能な周波数領域か得られる
という効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の空気調和機の制御装置を
示す回路構成図、第２図はマイクロコンピュータで設定
され上記制御回路で出力された３つのＶ／ｆパターンを
示す電圧−周波数特性図、第３図は概略的に示したメイ
ンプログラムのフローチャート、第４図は従来の空気調
和機の制御装置の全体構成図、第５図は従来の空気調和
機の制御装置の電圧−周波数特性図である。 図において ５：インバータ、 ６：コンプレッサモータ、 ８：制御回路、 ９：マイクロコンピュータ、 １２：全外温度検出回路、 で市る。 なあ、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。 代理人　弁理士　大官　増雄　外２名 ９：マイクロコンピュータ １２：室外温度検出回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コンプレッサモータにインバータから可変電圧及び可変
   周波数の出力を与え、前記コンプレッサモータを回転制
   御する制御回路を具備する空気調和機の制御装置におい
   て、 コンプレッサモータの負荷状態を検出する検出手段を設
   け、その負荷状態に応じて上記制御回路の出力電圧及び
   出力周波数パターンを設定し、インバータを介して前記
   設定した出力電圧及び出力周波数パターンでコンプレッ
   サモータを駆動することを特徴とする空気調和機の制御
   装置。