JPH09294397A - 空気調和機用電動機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 順変換回路による入力力率の改善、電源電流
の高調波成分の抑制と電磁ノイズ及び電力損失の抑制と
を両立すること。 【解決手段】 圧縮機駆動電動機の負荷電流を検出する
負荷電流検出手段１５と、負荷電流検出手段１５により
検出される負荷電流が規定値より大きい場合には順変換
回路８をスイッチング動作させ、負荷電流が規定値より
小さい場合には順変換回路８のスイッチング動作を停止
させる順変換ブロック発停手段１６とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ方式の
空気調和機用電動機制御装置に関し、特に整流回路とし
て順変換回路を有する型式の空気調和機用電動機制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２はインバータ方式の空気調和機お
よびその制御装置の従来例を示している。空気調和機１
は、圧縮機２、凝縮器３、蒸発器４、絞り装置５および
これらを接続する冷媒配管６によって冷凍サイクルを構
成している。

【０００３】圧縮機２は駆動（交流）電動機２ａにより
駆動され、駆動電動機２ａの制御装置として、交流電源
７よりの交流電流を与えられるダイオード整流器６０
と、ダイオード整流器６０の出力に接続された平滑コン
デンサ１１と、平滑コンデンサ１１の出力に接続された
逆変換回路１２と、逆変換回路１２の駆動を制御する逆
変換回路制御手段１３によるインバータ方式の電動機制
御装置が用いられる。

【０００４】上述のような電動機制御装置においては、
平滑コンデンサ１１の充電時にのみしか入力電流が流れ
ないため、入力力率の低下があり、また電源電流が高調
波成分を含むことによって電源設備容量が有効に利用で
きず、電源トランス等の電源設備に損傷を与える可能性
がある。

【０００５】上述のような問題に対処すべく、図１３に
示されているように、整流回路として順変換回路８を使
用し、順変換回路８と逆変換回路１２の駆動を順変換・
逆変換回路制御手段７０によって制御するよう構成され
た電動機制御装置（特開平４−７１３９３号公報に示さ
れている空気調和機の制御装置）が提案されている。

【０００６】この電動機制御装置では、順変換・逆変換
回路制御手段７０によって、圧縮機の運転制御が行われ
ると共に、順変換回路８に設けられているスイッチング
素子のスイッチング動作が制御されることにより、入力
力率の改善と、電源電流における高調波の低減の効果が
得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、順変換
回路８は、スイッチング動作による入切時の過渡的な電
圧変動によって電磁ノイズを誘発し、また入切時の過渡
的な電圧、電流変動により電力損失を生じると云う欠点
を有している。また、このようなことは、順変換回路８
のドライブ回路である順変換・逆変換回路制御手段７０
でも発生する。このため、従来の電動機制御装置では、
電磁ノイズの発生と電力損失と云う別の問題が生じてい
る。

【０００８】また、従来の電動機制御装置では、順変換
回路８がスイッチング動作できない異常状態であって
も、逆変換回路１２はそのことに関係なく負荷に応じて
駆動されるため、高負荷時には負荷電流にほぼ比例した
大電流の高調波電流が流れ、電源トランス等の電源設備
に損傷を与える虞れがある。

【０００９】また、従来の電動機制御装置では、順変換
回路８及び逆変換回路１２の構成部品およびそれらの制
御手段が総て同一（単一）の制御ブロックとして構成さ
れているため、逆変換回路とダイオード整流器により構
成された改良前の空気調和機の電動機制御装置におい
て、入力力率の改善や電源電流の高調波成分の抑制を必
要とする場合に、その制御装置全体の再設計が必要にな
ると云う問題点がある。

【００１０】この発明は、上述のような問題点を解決す
るためになされたものであり、順変換回路による入力力
率の改善、電源電流の高調波成分の抑制と電磁ノイズ及
び電力損失の抑制とを両立でき、また順変換回路がスイ
ッチング動作できない異常状態時における逆変換回路の
駆動を適正化でき、しかも順変換回路を有していない既
存の電動機制御装置にも大幅な変更なしに入力力率の改
善や電源電流の高調波成分の抑制機能などを簡便に追加
することができる空気調和機用電動機制御装置を得るこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による空気調和機用電動機制御装置は、
交流電源を整流し、入力電流と入力電圧位相をほぼ一致
させ電源電流の高調波成分を低減する順変換回路と、前
記順変換回路の駆動を制御する順変換回路制御手段と、
前記順変換回路の出力に接続された平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサの出力に接続され、圧縮機駆動電動
機を変速制御する逆変換回路と、前記逆変換回路の駆動
を制御する逆変換回路制御手段とを有するインバータ方
式の空気調和機用電動機制御装置において、前記圧縮機
駆動電動機の負荷電流を検出する負荷電流検出手段を有
し、前記順変換回路制御手段は、前記負荷電流検出手段
により検出される負荷電流が規定値より大きい場合には
前記順変換回路をスイッチング動作させ、負荷電流が規
定値より小さい場合には前記順変換回路のスイッチング
動作を停止させる順変換回路発停手段を含んでいるもの
である。

【００１２】この発明による空気調和機用電動機制御装
置では、負荷電流検出手段によって負荷電流が検出さ
れ、順変換回路発停手段による発停動作により負荷電流
が規定値より大きい場合には順変換回路がスイッチング
動作するが、負荷電流が規定値より小さい場合には順変
換回路のスイッチング動作が停止する。負荷電流が小さ
い場合には、それに応じて電源への高調波電流が小さい
から、順変換回路のスイッチング動作が停止されても高
調波成分による問題が生じることがなく、このスイッチ
ング動作に起因する電磁ノイズ及び電力損失が生じな
い。

【００１３】また上述の目的を達成するために、つぎの
発明による空気調和機用電動機制御装置は、交流電源を
整流し、入力電流と入力電圧位相をほぼ一致させ電源電
流の高調波成分を低減する順変換回路と、前記順変換回
路の駆動を制御する順変換回路制御手段と、前記順変換
回路の出力に接続された平滑コンデンサと、前記平滑コ
ンデンサの出力に接続され、圧縮機駆動電動機を変速制
御する逆変換回路と、前記逆変換回路の駆動を制御する
逆変換回路制御手段とを有するインバータ方式の空気調
和機用電動機制御装置において、負荷電流の高調波成分
を検出する負荷電流高調波検出手段を備えているもので
ある。

【００１４】この発明による空気調和機用電動機制御装
置では、負荷電流高調波検出手段によって負荷電流の高
調波成分が検出され、この高調波成分の検出値に応じて
高調波成分を所定値以下に抑制するように順変換回路の
駆動を制御することが可能になる。

【００１５】つぎの発明による空気調和機用電動機制御
装置は、上述の空気調和機用電動機制御装置において、
前記順変換回路制御手段は、前記負荷電流高調波検出手
段により検出される電源電流の高調波成分の大きさに応
じて前記順変換回路の運転／停止を制御する順変換回路
発停手段を含んでいるものである。

【００１６】この発明による空気調和機用電動機制御装
置では、負荷電流高調波検出手段によって検出される高
調波成分の大きさに応じて順変換回路発停手段によって
順変換回路の運転／停止が制御される。これにより高調
波成分が所定値以下に抑制され、併せて順変換回路のス
イッチング動作に起因する電磁ノイズ及び電力損失が低
減する。

【００１７】つぎの発明による空気調和機用電動機制御
装置は、上述の空気調和機用電動機制御装置において、
前記順変換回路制御手段は、前記負荷電流高調波検出手
段により検出される高調波成分の大きさに応じて高調波
が小さくなるよう前記順変換回路のスイッチング周波数
を制御するスイッチング周波数制御手段を含んでいるも
のである。

【００１８】この発明による空気調和機用電動機制御装
置では、負荷電流高調波検出手段によって検出される高
調波成分の大きさに応じてスイッチング周波数制御手段
によって順変換回路のスイッチング周波数が制御され
る。これにより高調波成分が低レベルに抑えられ、併せ
て順変換回路のスイッチング動作に起因する電磁ノイズ
及び電力損失が低減する。

【００１９】また上述の目的を達成するために、つぎの
発明による空気調和機用電動機制御装置は、交流電源を
整流し、入力電流と入力電圧位相をほぼ一致させ電源電
流の高調波成分を低減する順変換回路と、前記順変換回
路の駆動を制御する順変換回路制御手段と、前記順変換
回路の出力に接続された平滑コンデンサと、前記平滑コ
ンデンサの出力に接続され、圧縮機駆動電動機を変速制
御する逆変換回路と、前記逆変換回路の駆動を制御する
逆変換回路制御手段とを有するインバータ方式の空気調
和機用電動機制御装置において、直流母線電圧を検出す
る母線電圧検出手段と、前記母線電圧検出手段によって
検出される直流母線電圧がスイッチング動作下の前記順
変換回路の出力電圧により決まる第１の規定電圧範囲内
でなくスイッチング動作が停止している状態下での前記
順変換回路の出力電圧により決まる第２の規定電圧範囲
内であるか否かにより前記順変換回路の異常停止状態を
検知する順変換回路異常検出手段とを備えているもので
ある。

【００２０】この発明による空気調和機用電動機制御装
置では、母線電圧検出手段によって直流母線電圧が検出
され、この直流母線電圧が第１の規定電圧範囲内でなく
第２の規定電圧範囲内であるか否かにより順変換回路異
常検出手段が順変換回路の異常停止状態を検知する。こ
の異常停止状態の検知により逆変換回路の動作を制限す
る適応制御が可能になる。

【００２１】つぎの発明による空気調和機用電動機制御
装置は、上述の空気調和機用電動機制御装置において、
前記逆変換回路制御手段は、前記順変換回路異常検出手
段によって順変換回路が異常停止状態であることが検知
された場合に前記逆変換回路を低出力運転とする異常時
制御手段を含んでいるものである。

【００２２】この発明による空気調和機用電動機制御装
置では、順変換回路異常検出手段によって順変換回路が
異常停止状態であることが検知されると、異常時制御手
段が逆変換回路を低出力運転とし、逆変換回路の動作を
制限する。これにより順変換回路の異常停止時に、逆変
換回路が高出力運転することがなく、電源へ大きい高調
波電流が流れることがない。

【００２３】また上述の目的を達成するために、つぎの
発明による空気調和機用電動機制御装置は、上述の空気
調和機用電動機制御装置において、前記順変換回路と前
記順変換回路制御手段とが順変換ブロックとして、前記
逆変換回路と前記逆変換回路制御手段とが逆変換ブロッ
クとして各々個別に独立構成されているものである。

【００２４】この発明による空気調和機用電動機制御装
置では、順変換回路と順変換回路制御手段とを含む順変
換ブロックと、逆変換回路と逆変換回路制御手段とを含
む逆変換ブロックとが各々個別に独立して構成され、順
変換ブロックの組み込みにより順変換回路を含んでいな
い既存の空気調和機の制御装置に対し、大幅な変更なし
に入力力率の改善や電源電流の高調波成分の抑制機能を
追加することができ、同時に負荷電流が小さい領域では
順変換ブロックのスイッチング動作を停止するなどして
不必要な動作による順変換ブロックにおけるノイズ及び
損失の抑制が可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に説明す
るこの発明の実施の形態において上述の従来例と同一の
部分は、上述の従来例に付した符号と同一の符号を付し
てその説明を省略する。

【００２６】（実施の形態１）図１はこの発明による空
気調和機用電動機制御装置の実施の形態１を示してい
る。この電動機制御装置は、順変換回路８の駆動を制御
する順変換回路制御手段９と、逆変換回路１２の駆動を
制御する逆変換回路制御手段１３とを個別に有し、順変
換回路８と順変換回路制御手段９とが一つの順変換ブロ
ック１０として、逆変換回路１２と逆変換回路制御手段
１３とが一つの逆変換ブロック１４として各々個別に独
立構成されている。この実施の形態では平滑コンデンサ
１１は逆変換ブロック１４に組み込まれている。

【００２７】順変換回路８は、交流電源７を整流し、入
力電流と入力電圧位相をほぼ一致させ電源電流の高調波
成分を低減するものであり、図示を省略しているが、周
知のように、各相毎にトランジスタ等によるスイッチン
グ素子を双方向に有し、その各相のスイッチング素子回
路と並列にダイオードを双方向に有し、スイッチング素
子によるスイッチング動作を順変換回路制御手段９によ
り制御される。

【００２８】順変換ブロック１０には、圧縮機２の駆動
電動機２ａの負荷電流を検出する負荷電流検出手段１５
が設けられている。

【００２９】順変換回路制御手段９には順変換ブロック
発停手段（順変換回路発停手段）１６が組み込まれてい
る。順変換ブロック発停手段１６は、負荷電流検出手段
１５により検出される負荷電流が規定値より大きい場合
には順変換回路８をスイッチング動作させ、負荷電流が
規定値より小さい場合には順変換回路８のスイッチング
動作を停止させる。

【００３０】つぎに、この空気調和機用電動機制御装置
の動作を図２のフローチャートを用いて説明する。

【００３１】まず順変換ブロック１０の運転状態を判断
し（ステップＳ１）、順変換ブロック１０が停止状態
（順変換回路８のスイッチング動作が停止された状態）
であれば、負荷電流検出手段１５により検出された負荷
電流ｉが予め設定されたオン側規定値ｉref1以上である
か否かを判別し（ステップＳ２）、これに対し順変換ブ
ロック１０が運転状態（順変換回路８がスイッチング動
作されている状態）であれば、負荷電流ｉが予め設定さ
れたオフ側規定値ｉref2以下であるか否かを判別する
（ステップＳ３）。

【００３２】順変換ブロック１０の停止状態で、ｉ≧ｉ
ref1でなければ（ステップＳ２否定）、順変換ブロック
１０の停止状態を維持し、これに対しｉ≧ｉref1の場合
には（ステップＳ２肯定）、順変換ブロック発停手段１
６により順変換ブロック１０の運転を開始する（ステッ
プＳ４）。

【００３３】また、順変換ブロック１０の運転状態で、
ｉ≦ｉref2でなければ（ステップＳ３否定）、順変換ブ
ロック１０の運転を継続し、これに対しｉ≦ｉref2の場
合には（ステップＳ３肯定）、順変換ブロック発停手段
１６により順変換ブロック１０の運転を停止する（ステ
ップＳ５）。なお、ｉref1＞ｉref2であり、この順変換
ブロック１０の運転／停止に所定のヒステリシスが設定
されている。

【００３４】これにより、負荷電流が小さい領域では順
変換回路８のスイッチング動作が停止される。負荷電流
が小さい領域では、それに応じて電源への高調波電流が
小さいので、順変換回路１０のスイッチング動作が停止
されても高調波成分による問題が生じることがないか
ら、順変換ブロック１０の不必要な動作が回避され、こ
の時のスイッチング動作に起因する電磁ノイズ及び電力
損失の発生が回避される。

【００３５】また上述のように、順変換ブロック１０と
逆変換ブロック１４とが個別にブロック構成されている
ことにより、順変換回路などを含まず、逆変換回路構成
部品と逆変換回路制御手段からなる既存の空気調和機の
電動機制御装置に対し、大幅な変更なしに入力力率の改
善や電源電流の高調波成分の抑制機能を追加することが
できると共に、負荷電流が小さい領域では順変換ブロッ
ク１０の運転を停止状態とすることにより、不必要な動
作による順変換ブロック１０におけるノイズ及び損失の
抑制が可能となる。

【００３６】（実施の形態２）図３はこの発明による空
気調和機用電動機制御装置の実施の形態２を示してい
る。この電動機制御装置も、実施の形態１と同等に、順
変換回路８の駆動を制御する順変換回路制御手段９と、
逆変換回路１２の駆動を制御する逆変換回路制御手段１
３とを個別に有し、順変換回路８と順変換回路制御手段
９とが一つの順変換ブロック１０として、逆変換回路１
２と逆変換回路制御手段１３とが一つの逆変換ブロック
１４として各々個別に独立構成されている。

【００３７】順変換ブロック１０には、圧縮機２の駆動
電動機２ａの負荷電流を検出する負荷電流検出手段１５
が設けられている。

【００３８】順変換回路制御手段９には、負荷電流検出
手段１５によって検出した負荷電流の波形から、その負
荷電流における高調波成分を検出する負荷電流高調波検
出手段２１が組み込まれている。

【００３９】この電動機制御装置では、順変換部と逆変
換部を有する空気調和機の電動機制御装置において、負
荷電流高調波検出手段２１によって負荷電流の高調波成
分が検出され、この高調波成分の検出値に応じて高調波
成分を所定値以下に抑制するように順変換回路８の駆動
を制御することができるようになる。これにより、特に
問題となる負荷電流の高調波に対し、電源の状態に関係
なく高調波を抑制し、かつ空気調和機１を適切に制御す
る各種制御手段を用いることが可能となる。

【００４０】（実施の形態３）図４はこの発明による空
気調和機用電動機制御装置の実施の形態３を示してい
る。尚、図４に於いて、図３に対応する部分は図３に付
した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。

【００４１】この実施の形態では、順変換回路制御手段
９に、負荷電流高調波検出手段２１により検出される電
源電流の高調波成分の大きさに応じて順変換回路８の運
転／停止を制御する順変換ブロック発停手段３１が組み
込まれている。順変換ブロック発停手段３１は高調波成
分が大きい場合に順変換回路８のスイッチング動作を停
止させるものである。

【００４２】つぎに、この空気調和機用電動機制御装置
の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。

【００４３】まず順変換ブロック１０の運転状態を判断
し（ステップＳ１１）、順変換ブロック１０が停止状態
であれば、負荷電流高調波検出手段２１により検出され
た負荷電流の高調波検出値ｉｎが予め設定されたオン側
規定値ｉｎref1以上であるか否かを判別し（ステップＳ
１２）、これに対し順変換ブロック１０が運転状態であ
れば、負荷電流の高調波検出値ｉｎが予め設定されたオ
フ側規定値ｉｎref2以下であるか否かを判別する（ステ
ップＳ１３）。

【００４４】順変換ブロック１０の停止状態で、ｉｎ≧
ｉｎref1でなければ（ステップＳ１２否定）、順変換ブ
ロック１０の停止状態を維持し、これに対しｉｎ≧ｉｎ
ref1の場合には（ステップＳ１２肯定）、順変換ブロッ
ク発停手段３１により順変換ブロック１０の運転を開始
する（ステップＳ１４）。

【００４５】また、順変換ブロック１０の運転状態で、
ｉｎ≦ｉｎref2でなければ（ステップＳ１３否定）、順
変換ブロック１０の運転を継続し、これに対しｉｎ≦ｉ
ｎref2の場合には（ステップＳ１３肯定）、順変換ブロ
ック発停手段３１により順変換ブロック１０の運転を停
止する（ステップＳ１５）。なお、ｉｎref1＞ｉｎref2
であり、この順変換ブロック１０の運転／停止に所定の
ヒステリシスが設定されている。

【００４６】このように、負荷電流の高調波が小さい領
域では順変換ブロック１０の運転が停止されることによ
り、不必要な動作による順変換ブロック１０におけるノ
イズ及び損失の抑制が可能となり、高調波成分を所定値
以下に抑えて順変換回路８のスイッチング動作に起因す
る電磁ノイズ及び電力損失を低減できる。また負荷電流
の高調波を検出することで、電源の状態に関係なく高調
波電流の影響を考慮して運転／停止を精度よく制御する
ことが可能となる。

【００４７】またこの実施の形態でも、順変換ブロック
１０と逆変換ブロック１４とが個別にブロック構成され
ていることにより、順変換回路などを含まず、逆変換回
路構成部品と逆変換回路制御手段からなる既存の空気調
和機の電動機制御装置に対し、大幅な変更なしに入力力
率の改善や電源電流の高調波成分の抑制機能を追加する
ことができると共に、高調波成分が所定値以下領域では
順変換ブロック１０の運転を停止状態とすることによ
り、不必要な動作による順変換ブロック１０におけるノ
イズ及び損失の抑制が可能となる。

【００４８】（実施の形態４）図６はこの発明による空
気調和機用電動機制御装置の実施の形態４を示してい
る。尚、図６に於いても、図３に対応する部分は図３に
付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。

【００４９】この実施の形態では、順変換回路制御手段
９にスイッチング周波数制御手段４１が組み込まれてい
る。スイッチング周波数制御手段４１は、負荷電流高調
波検出手段２１により検出される高調波成分の大きさに
応じて高調波が小さくなるよう順変換回路８のスイッチ
ング周波数を制御する。このスイッチング周波数制御手
段４１は、負荷電流高調波検出手段２１による高調波検
出値が大きいと、スイッチング周波数を上げ、高調波検
出値が小さいと、スイッチング周波数を下げる。これ
は、順変換回路８のスイッチング周波数が高いと、高調
波は低減するが、順変換回路８のスイッチング動作によ
る電磁ノイズ及び電力損失が増加し、スイッチング周波
数が低いと、順変換回路８のスイッチング動作による電
磁ノイズ及び電力損失が低下するが、高調波が増加する
傾向にあるからである。

【００５０】つぎに、この空気調和機用電動機制御装置
の動作を図７のフローチャートを用いて説明する。

【００５１】まず順変換ブロック１０の運転状態を判断
する（ステップＳ２１）。順変換ブロック１０が運転状
態であれば、負荷電流高調波検出手段２１により検出さ
れた負荷電流の高調波検出値ｉｎが予め設定された周波
数増加側規定値ｉｎref3以上であるか否かを判別する
（ステップＳ２２）。

【００５２】ｉｎ≧ｉｎref3の場合には（ステップＳ２
２肯定）、スイッチング周波数制御手段４１により順変
換回路８のスイッチング周波数を所定量増加（周波数を
高く）する（ステップＳ２３）。

【００５３】これに対し、ｉｎ≧ｉｎref3でなければ
（ステップＳ２２否定）、負荷電流高調波検出手段２１
により検出された負荷電流の高調波検出値ｉｎが予め設
定された周波数増加側規定値ｉｎref4以下であるか否か
を判別する（ステップＳ２４）。

【００５４】ｉｎ≧ｉｎref4でない場合（ステップＳ２
４否定）には、現在のスイッチング周波数を維持すべく
ルーチンを終了する。

【００５５】ｉｎ≧ｉｎref4の場合には（ステップＳ２
４肯定）、スイッチング周波数制御手段４１により順変
換回路８のスイッチング周波数を所定量低減（周波数を
低く）する（ステップＳ２５）。なお、ｉｎref3＞ｉｎ
ref4であり、このスイッチング周波数制御に所定のヒス
テリシスが設定されている。

【００５６】このように高調波検出値に応じて順変換回
路８のスイッチング周波数が適切に制御されることによ
り、高調波成分を所定値以下に抑えて不必要な動作によ
る順変換ブロック１０におけるノイズ及び損失の抑制が
可能となる。

【００５７】またこの実施の形態でも、順変換ブロック
１０と逆変換ブロック１４とが個別にブロック構成され
ていることにより、順変換回路などを含まず、逆変換回
路構成部品と逆変換回路制御手段からなる既存の空気調
和機の電動機制御装置に対し、大幅な変更なしに入力力
率の改善や電源電流の高調波成分の抑制機能を追加する
ことができると共に、高調波検出値に応じた順変換回路
８のスイッチング周波数の制御によって高調波成分を所
定値以下に抑えて順変換ブロック１０におけるノイズ及
び損失が抑制される。

【００５８】（実施の形態５）図８はこの発明による空
気調和機用電動機制御装置の実施の形態５を示してい
る。尚、図６に於いて、図１に対応する部分は図１に付
した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。

【００５９】この実施の形態では、逆変換ブロック１４
に直流母線電圧を検出する母線電圧検出手段５１が設け
られている。逆変換回路制御手段１３には順変換ブロッ
ク異常検出手段５２が組み込まれている。順変換ブロッ
ク異常検出手段５２は、母線電圧検出手段５１によって
検出される直流母線電圧がスイッチング動作下の順変換
回路８の出力電圧により決まる第１の規定電圧範囲内で
なくスイッチング動作が停止している状態下での順変換
回路８の出力電圧により決まる第２の規定電圧範囲内で
あるか否かにより、順変換回路８の異常停止状態を検知
する。

【００６０】スイッチング動作下の順変換回路８の出力
電圧は順変換回路８の制御具合により決まり、一般に、
スイッチング動作下の順変換回路８の出力電圧の目標値
は電源電圧の波高値より高い値に設定される。スイッチ
ング動作が停止している状態下での順変換回路８の出力
電圧は順変換回路８の整流素子により出力される直流電
流により決まり、これは、一般に、電源電圧の波高値程
度になる。

【００６１】つぎに、この空気調和機用電動機制御装置
の動作を図９のフローチャートを用いて説明する。

【００６２】まず母線電圧検出手段５１によって直流母
線電圧を検出し、この母線電圧が第１の規定電圧範囲内
であるか否かを判別する（ステップＳ３１）。母線電圧
が第１の規定電圧範囲内であれば（ステップＳ３１肯
定）、順変換ブロック１０が正常に動作しているとして
このルーチンを終了する。

【００６３】これに対し母線電圧が第１の規定電圧範囲
外であれば（ステップＳ３１否定）、次に母線電圧が第
２の規定電圧範囲内であるか否かを判別する（ステップ
Ｓ３２）。母線電圧が第２の規定電圧範囲内であれば
（ステップＳ３２肯定）、順変換ブロック１０が異常停
止状態（ただし、整流素子は整流動作している状態）で
あると判定する（ステップＳ３３）。この場合には、逆
変換ブロック１４の運転を停止する（ステップＳ３
４）。

【００６４】これにより、逆変換ブロック１４におい
て、順変換ブロック１０が異常停止状態にあり、順変換
回路８の整流素子による整流動作は正常であることが検
知され、異常状態に適した各種対応を取ることが可能に
なる。

【００６５】（実施の形態６）図１０はこの発明による
空気調和機用電動機制御装置の実施の形態６を示してい
る。尚、図１０に於いて、図８に対応する部分は図８に
付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。

【００６６】この実施の形態では、実施の形態５のもの
に加えて、逆変換回路制御手段１３に、順変換ブロック
異常検出手段５２によって順変換回路８が異常停止状態
であることが検知された場合に逆変換回路１２を低出力
運転とする異常時制御手段５３が組み込まれている。

【００６７】つぎに、この空気調和機用電動機制御装置
の動作を図９のフローチャートを用いて説明する。

【００６８】まず母線電圧検出手段５１によって直流母
線電圧を検出し、この母線電圧が第１の規定電圧範囲内
であるか否かを判別する（ステップＳ４１）。母線電圧
が第１の規定電圧範囲内であれば（ステップＳ４１肯
定）、順変換ブロック１０が正常に動作しているとし
て、異常時制御手段５３による逆変換ブロック１４の低
負荷運転（低出力制限運転）を解除する（ステップＳ４
３）。

【００６９】これに対し母線電圧が第１の規定電圧範囲
外であれば（ステップＳ４１否定）、次に母線電圧が第
２の規定電圧範囲内であるか否かを判別する（ステップ
Ｓ４２）。母線電圧が第２の規定電圧範囲内であれば
（ステップＳ４２肯定）、順変換ブロック１０が異常停
止状態（ただし、整流素子は整流動作している状態）で
あると判定する（ステップＳ４４）。この場合には、異
常時制御手段５３によって逆変換ブロック１４の低負荷
運転（低出力制限運転）を開始する（ステップＳ４
６）。なお、母線電圧が第２の規定電圧範囲内でなけれ
ば（ステップＳ４２否定）、逆変換ブロック１４の運転
を停止する。

【００７０】これにより、順変換ブロック１０が異常停
止状態（ただし、整流素子は整流動作している状態）に
は、逆変換ブロック１０の運転状態が低出力運転状態に
制限され、空気調和機の不必要な運転停止が抑制され、
また電源に対し負荷電流の高調波による影響を低減する
ことが可能となる。

【００７１】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による空気調和機用電動機制御装置によれば、負荷電
流が規定値より小さい場合には順変換回路のスイッチン
グ動作が停止するから、高調波成分による問題を生じる
ことなく、不必要な動作による順変換ブロックにおける
電磁ノイズ及び電力損失を抑制することができ、順変換
回路による入力力率の改善、電源電流の高調波成分の抑
制と電磁ノイズ及び電力損失の抑制とが両立する。

【００７２】つぎの発明による空気調和機用電動機制御
装置においては、負荷電流高調波検出手段によって負荷
電流の高調波成分が検出され、この高調波成分の検出値
に応じて高調波成分を所定値以下に抑制するように順変
換回路の駆動を制御することが可能になる。

【００７３】つぎの発明による空気調和機用電動機制御
装置においては、負荷電流高調波検出手段によって検出
される高調波成分の大きさに応じて順変換回路発停手段
によって順変換回路の運転／停止が制御されるから、高
調波成分を所定値以下に抑制して順変換回路のスイッチ
ング動作に起因する電磁ノイズ及び電力損失を低減する
ことができ、順変換回路による入力力率の改善、電源電
流の高調波成分の抑制と電磁ノイズ及び電力損失の抑制
とが両立する。

【００７４】つぎの発明による空気調和機用電動機制御
装置においては、負荷電流高調波検出手段によって検出
される高調波成分の大きさに応じてスイッチング周波数
制御手段によって順変換回路のスイッチング周波数が制
御されるから、高調波成分を低レベルに抑えて順変換回
路のスイッチング動作に起因する電磁ノイズ及び電力損
失を低減でき、順変換回路による入力力率の改善、電源
電流の高調波成分の抑制と電磁ノイズ及び電力損失の抑
制とが両立する。

【００７５】つぎの発明による空気調和機用電動機制御
装置においては、母線電圧検出手段によって直流母線電
圧が検出され、この直流母線電圧が第１の規定範囲内で
なく第２の規定範囲内であるか否かにより順変換回路異
常検出手段が順変換回路の異常停止状態を検知するか
ら、この異常停止状態の検知により逆変換回路の動作を
制限する適応制御が可能になる。

【００７６】つぎの発明による空気調和機用電動機制御
装置においては、順変換回路異常検出手段によって順変
換回路が異常停止状態であることが検知されると、異常
時制御手段が逆変換回路を低出力運転とし、逆変換回路
の動作を制限するから、順変換回路の異常停止時に逆変
換回路が高出力運転することがなく、電源へ大きい高調
波電流が流れることが回避され、電源トランス等の電源
設備に損傷を与えることがなくなる。

【００７７】つぎの発明による空気調和機用電動機制御
装置においては、順変換回路と順変換回路制御手段とを
含む順変換ブロックと、逆変換回路と逆変換回路制御手
段とを含む逆変換ブロックとが各々個別に独立して構成
されているから、順変換ブロックの組み込みにより順変
換回路を含んでいない既存の空気調和機の制御装置に対
し、大幅な変更なしに入力力率の改善や電源電流の高調
波成分の抑制機能を追加することができ、同時に負荷電
流が小さい領域では順変換ブロックのスイッチング動作
を停止するなどして不必要な動作による順変換ブロック
におけるノイズ及び損失の抑制が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による空気調和機用電動機制御装置
の実施の形態１を示すブロック線図である。

【図２】 実施の形態１による空気調和機用電動機制御
装置の動作を示す制御フローチャートである。

【図３】 この発明による空気調和機用電動機制御装置
の実施の形態２を示すブロック線図である。

【図４】 この発明による空気調和機用電動機制御装置
の実施の形態３を示すブロック線図である。

【図５】 実施の形態３による空気調和機用電動機制御
装置の動作を示す制御フローチャートである。

【図６】 この発明による空気調和機用電動機制御装置
の実施の形態４を示すブロック線図である。

【図７】 実施の形態４による空気調和機用電動機制御
装置の動作を示す制御フローチャートである。

【図８】 この発明による空気調和機用電動機制御装置
の実施の形態５を示すブロック線図である。

【図９】 実施の形態５による空気調和機用電動機制御
装置の動作を示す制御フローチャートである。

【図１０】 この発明による空気調和機用電動機制御装
置の実施の形態６を示すブロック線図である。

【図１１】 実施の形態６による空気調和機用電動機制
御装置の動作を示す制御フローチャートである。

【図１２】一般的な空気調和機用電動機制御装置の構成
を示すブロック線図である。

【図１３】従来における空気調和機用電動機制御装置の
構成を示すブロック線図である。

【符号の説明】

１ 空気調和機，２ 圧縮機，２ａ 駆動電動機，３
凝縮器，４ 蒸発器，５ 絞り装置，６ 冷媒配管，７
交流電源，８ 順変換回路，９ 順変換回路制御手
段，１０ 順変換ブロック，１１ 平滑コンデンサ，１
２ 逆変換回路，１３ 逆変換回路制御手段，１４ 逆
変換ブロック，１５ 負荷電流検出手段，１６ 順変換
ブロック発停手段，２１ 負荷電流高調波検出手段，３
１ 順変換ブロック発停手段，４１ スイッチング周波
数制御手段，５１ 母線電圧検出手段，５２ 順変換ブ
ロック異常検出手段，５３ 異常時制御手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を整流し、入力電流と入力電圧
   位相をほぼ一致させ電源電流の高調波成分を低減する順
   変換回路と、前記順変換回路の駆動を制御する順変換回
   路制御手段と、前記順変換回路の出力に接続された平滑
   コンデンサと、前記平滑コンデンサの出力に接続され、
   圧縮機駆動電動機を変速制御する逆変換回路と、前記逆
   変換回路の駆動を制御する逆変換回路制御手段とを有す
   るインバータ方式の空気調和機用電動機制御装置におい
   て、 前記圧縮機駆動電動機の負荷電流を検出する負荷電流検
   出手段を有し、前記順変換回路制御手段は、前記負荷電
   流検出手段により検出される負荷電流が規定値より大き
   い場合には前記順変換回路をスイッチング動作させ、負
   荷電流が規定値より小さい場合には前記順変換回路のス
   イッチング動作を停止させる順変換回路発停手段を含ん
   でいることを特徴とする空気調和機用電動機制御装置。
2. 【請求項２】 交流電源を整流し、入力電流と入力電圧
   位相をほぼ一致させ電源電流の高調波成分を低減する順
   変換回路と、前記順変換回路の駆動を制御する順変換回
   路制御手段と、前記順変換回路の出力に接続された平滑
   コンデンサと、前記平滑コンデンサの出力に接続され、
   圧縮機駆動電動機を変速制御する逆変換回路と、前記逆
   変換回路の駆動を制御する逆変換回路制御手段とを有す
   るインバータ方式の空気調和機用電動機制御装置におい
   て、 負荷電流の高調波成分を検出する負荷電流高調波検出手
   段を備えていることを特徴とする空気調和機用電動機制
   御装置。
3. 【請求項３】 前記順変換回路制御手段は、前記負荷電
   流高調波検出手段により検出される負荷電流の高調波成
   分の大きさに応じて前記順変換回路の運転／停止を制御
   する順変換回路発停手段を含んでいることを特徴とする
   請求項２に記載の空気調和機用電動機制御装置。
4. 【請求項４】 前記順変換回路制御手段は、前記負荷電
   流高調波検出手段により検出される負荷電流の高調波成
   分の大きさに応じて動作して高調波が小さくなるよう前
   記順変換回路のスイッチング周波数を制御するスイッチ
   ング周波数制御手段を含んでいることを特徴とする請求
   項２に記載の空気調和機用電動機制御装置。
5. 【請求項５】 交流電源を整流し、入力電流と入力電圧
   位相をほぼ一致させ電源電流の高調波成分を低減する順
   変換回路と、前記順変換回路の駆動を制御する順変換回
   路制御手段と、前記順変換回路の出力に接続された平滑
   コンデンサと、前記平滑コンデンサの出力に接続され、
   圧縮機駆動電動機を変速制御する逆変換回路と、前記逆
   変換回路の駆動を制御する逆変換回路制御手段とを有す
   るインバータ方式の空気調和機用電動機制御装置におい
   て、 直流母線電圧を検出する母線電圧検出手段と、 前記母線電圧検出手段によって検出される直流母線電圧
   がスイッチング動作下の前記順変換回路の出力電圧によ
   り決まる第１の規定電圧範囲内でなくスイッチング動作
   が停止している状態下での前記順変換回路の出力電圧に
   より決まる第２の規定電圧範囲内であるか否かにより前
   記順変換回路の異常停止状態を検知する順変換回路異常
   検出手段とを備えていることを特徴とする空気調和機用
   電動機制御装置。
6. 【請求項６】 前記逆変換回路制御手段は、前記順変換
   回路異常検出手段によって順変換回路が異常停止状態で
   あることが検知された場合に前記逆変換回路を低出力運
   転とする異常時制御手段を含んでいることを特徴とする
   請求項５に記載の空気調和機用電動機制御装置。
7. 【請求項７】 前記順変換回路と前記順変換回路制御手
   段とが順変換ブロックとして、前記逆変換回路と前記逆
   変換回路制御手段とが逆変換ブロックとして各々個別に
   独立構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何
   れかに記載の空気調和機用電動機制御装置。