JPH09310901A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機の負荷状態が変化しても圧縮機駆
動回路に流れる電流を安定させ、圧縮機駆動回路を保護
する空気調和機の制御装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 空気調和機の圧縮機モータ７の回転周波
数や圧縮機駆動回路８に流れる電流値などの条件によ
り、圧縮機モータ７に印加する電圧を変化させ、圧縮機
駆動回路８に流れる電流を制御した構成とすることによ
り、空気調和機の負荷状態が変化しても圧縮機駆動回路
に流れる電流を安定させ、圧縮機駆動回路を保護するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータによる
圧縮機モータ駆動制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和機はインバータによる圧
縮機駆動制御が主流になる一方で、圧縮機駆動回路は複
雑化を余儀なくされると同時に従来に比べ破壊しやすく
なり信頼性の要求が高まってきている。

【０００３】従来、この種の圧縮機駆動制御は、実開昭
６３−３３３９３号公報に示すような構成が一般的であ
った。以下、その構成について図７を参照しながら説明
する。

【０００４】図７において、横軸は圧縮機モータの運転
周波数、縦軸は指定周波数に対応した圧縮機モータ７へ
の印加電圧である。一般的に圧縮機回転周波数が上がる
につれこの圧縮機モータ７への印加電圧を大きくするこ
とにより、圧縮機モータ７のトルクの確保を行ってき
た。

【０００５】しかし、図６に示すように、圧縮機モータ
７の回転周波数が変化するときは、本来、理想とする電
流よりも過大な電流が流れてしまう。

【０００６】また、圧縮機モータ７に印加する電圧を常
に高く設定すれば、空気調和機に流れる電流が少なくな
るが、モータの磁束が飽和し、その結果、過熱により焼
損に至る可能性もあった。

【０００７】さらに、冷房運転時と暖房運転時では圧縮
機モータ７にかかる負荷が異なるにもかかわらず圧縮機
モータ７のＦ／Ｖパターンは冷房運転時と暖房運転時で
変化がなく共用していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の空気
調和機の制御装置では、圧縮機モータ７の回転周波数変
化時や電流制御や圧力制御などの保護制御により圧縮機
モータ７の回転周波数が最低周波数になっているとき、
本来、理想とする電流よりも過大な電流が流れるため、
圧縮機駆動回路に負担がかかり、圧縮機駆動回路に使用
している部品の寿命を短くしてしまうという課題があっ
た。

【０００９】また、過大な電流が流れることから、保護
制御がかかり、連続運転回数が減少し、快適な空調が損
なわれるという課題があった。

【００１０】さらに、冷房運転と暖房運転では圧縮機モ
ータ７にかかる負荷が異なるため、冷房運転時より暖房
運転時の方が保護制御がかかりやすくなり、その結果、
空調の快適性を損なうという課題があった。

【００１１】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、圧縮機モータ駆動回路の部品を保護するこ
とができ、また、保護制御で運転停止する回数を減少さ
せ、快適性を向上させることのできる空気調和機の制御
装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の空気調和機の制
御装置は上記目的を達成するために、圧縮機モータ回転
周波数が変化するときは圧縮機モータ回転周波数が安定
しているときよりも圧縮機モータに印加する電圧を増や
した構成とする。

【００１３】また、他の手段は冷房運転時と暖房運転時
にそれぞれ圧縮機モータのＦ／Ｖパターンを設定した構
成とする。

【００１４】また、他の手段は圧縮機モータの使用最低
周波数付近の圧縮機モータのＦ／Ｖパターンにおける印
加電圧を高くした構成とする。

【００１５】また、他の手段は直流電流センサで検知し
た直流電流の増加分および減少分により圧縮機モータに
印加する電圧を変えた構成とする。

【００１６】本発明によれば、圧縮機モータ駆動回路の
部品を保護することができ、また、保護制御で運転停止
する回数を減少させ、快適性を向上させることができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明は、インバータ駆動の圧縮
機モータの周波数安定時における運転周波数Ｆと印加電
圧Ｖの関係認識であるＦ／Ｖパターンと圧縮機モータの
周波数変化時のＦ／Ｖパターンを備え、圧縮機モータの
周波数が上昇および下降している時、圧縮機モータの周
波数が安定している時に比べ、圧縮機モータに印加する
電圧を大きくし、圧縮機駆動回路を保護したものであ
り、圧縮機モータ回転周波数が変化した時も圧縮機駆動
回路に過大な電流が流れなくなり圧縮機駆動回路を保護
することができるという作用を有する。

【００１８】また、冷房運転時の圧縮機モータのＦ／Ｖ
パターンと暖房運転時の圧縮機モータのＦ／Ｖパターン
を備え、暖房運転時は冷房運転時に比べ、圧縮機モータ
に印加する電圧を変え、圧縮機駆動回路を保護したもの
であり、冷房運転時でも暖房運転時でも圧縮機駆動回路
にかかる負荷を同等にし、圧縮機駆動回路を保護するこ
とができるという作用を有する。

【００１９】また、圧縮機モータの使用最低周波数にお
ける安定時の圧縮機駆動回路保護用Ｆ／Ｖパターンを室
外機に備え、圧縮機モータ周波数が使用最低周波数付近
になったとき、圧縮機モータに印加する電圧を高くし、
圧縮機駆動回路を保護したものであり、電流制御などで
圧縮機回転周波数が使用最低周波数になっても圧縮機駆
動回路に流れる電流を増大させることがなく、圧縮機駆
動回路を保護することができるという作用を有する。

【００２０】また、空気調和機の負荷状態によって圧縮
機モータに印加する電圧Ｖを変える圧縮機モータのＩ／
Ｖパターンを備え、圧縮機駆動回路に流れる電流を安定
させることができるという作用を有する。

【００２１】以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）図１は、圧縮機モータ７の回転周波数変化
時の圧縮機モータ７の印加電圧をグラフに表したもので
ある。

【００２３】図５は、空気調和機のパワー部を示したも
のであり、ダイオードブリッジ１とリアクタ２と平滑コ
ンデンサ３とパワートランジスタ４と直流電流センサ５
と制御回路６と圧縮機モータ７から構成され、さらに圧
縮機駆動回路８はパワートランジスタ４と制御回路６の
一部から構成されている。

【００２４】図７については、従来例と同様なＦ／Ｖパ
ターンを示したものである。次に動作について説明す
る。

【００２５】圧縮機モータ７の回転周波数が安定してい
るときは、図７から求められる電圧を圧縮機モータ７に
印加する。しかし、圧縮機回転周波数が変化する場合、
現在の圧縮機モータ７の回転周波数がＦ１の時、図１に
示すように圧縮機モータ７の回転変化周波数Ｆ２と圧縮
機回転周波数速度より印加電圧追加成分Ｖ２を制御回路
６で決定し、Ｖ１にＶ２を加えた電圧を圧縮機モータ７
に印加する。この動作を圧縮機モータ７の回転周波数が
変化する時は常に行い、変化しない場合は図７から求め
られる電圧を圧縮機モータ７に印加する。

【００２６】このように本発明の実施例１の空気調和機
の制御装置によれば、圧縮機モータ７の回転周波数がど
のように変化しても圧縮機駆動回路８に過大な電流が流
れなくなり圧縮機駆動回路８を保護することができる。

【００２７】（実施例２）図２において、縦軸は圧縮機
モータ７に印加する電圧、横軸は圧縮機モータ７の回転
周波数、１０は冷房運転時のＦ／Ｖパターン、１１は暖
房運転時のＦ／Ｖパターン、Ｆｓは圧縮機使用最低周波
数、Ｆｍｉｎはそのときの条件での圧縮機モータ７の最
低周波数を示したものである。

【００２８】図２に示すように、暖房運転時と冷房運転
時では圧縮機モータ７にかかる負荷が異なるため、暖房
運転時に圧縮機モータに印加する電圧よりも冷房運転時
に圧縮機モータに印加する電圧の方を高く設定し、冷房
運転時でも暖房運転時でも圧縮機駆動回路８にかかる負
荷を同等にしている。

【００２９】なお、空気調和機の種類により、冷房運転
時より暖房運転時の方が圧縮機モータ７にかかる負荷が
大きかったり、冷房運転時の方が負荷が大きかったりす
るため、冷房運転時のＦ／Ｖパターン１０が暖房運転時
のＦ／Ｖパターン１１になるときもある。

【００３０】このように本発明の実施例２の空気調和機
の制御装置によれば、冷房運転時でも暖房運転時でも圧
縮機駆動回路８にかかる負荷を同等にし、圧縮機駆動回
路８を保護することができる。

【００３１】（実施例３）電流制御などで圧縮機モータ
７の回転周波数が下がっていき、仕様上圧縮機モータ７
の回転周波数が最低周波数Ｆｍｉｎまでしか下がりきら
ない場合、空気調和機の負荷の状態により、本来理想と
している圧縮機駆動回路８に流れる電流よりも大きくな
ってしまう。そのため、図３に示すようにＦｍｉｎ付近
の圧縮機モータ７印加電圧を増やし、圧縮機駆動回路８
に流れる電流を減少させるのである。

【００３２】このように本発明の実施例３の空気調和機
の制御装置によれば、電流制御などで圧縮機モータ７の
回転周波数が最低周波数Ｆｍｉｎになっても圧縮機駆動
回路８に流れる電流を増大させることがなく、圧縮機駆
動回路８を保護することができる。

【００３３】（実施例４）図５に示すように、直流電流
センサ５により圧縮機駆動回路８に流れる電流を検知す
る構成として、直流電流センサ５により検知した直流電
流が増加すると、図４に示すように、圧縮機モータ７の
印加電圧を増やし、圧縮機駆動回路８に流れる電流を減
少させる。

【００３４】このように本発明の実施例４の空気調和機
の制御装置によれば、圧縮機モータ７がどのような負荷
状態であっても圧縮機駆動回路８に流れる電流を安定さ
せることができ、圧縮機駆動回路８を保護することがで
きる。

【００３５】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、圧縮機モータ回転変化周波数と圧縮機回転
周波数速度より圧縮機モータ印加電圧を決定しているの
で、圧縮機モータ回転周波数変化時でも、圧縮機駆動回
路に流れる電流を安定させることができる空気調和機の
制御装置を提供できる。

【００３６】また、冷房運転時のＦ／Ｖパターンと暖房
運転時のＦ／Ｖパターンとをそれぞれに設定しているた
め、運転モードが冷房であろうと暖房であろうと圧縮機
駆動回路にかかる負荷を同等にすることができる。

【００３７】また、最低周波数付近の圧縮機モータ印加
電圧を増やしてあるので、Ｆｍｉｎになっても圧縮機駆
動回路に流れる電流を増大させず、圧縮機駆動回路を保
護することができる。

【００３８】また、圧縮機駆動回路に流れる電流によ
り、圧縮機モータに印加する電圧を変化させているので
圧縮機モータがどのような負荷状態であっても圧縮機駆
動回路に流れる電流を安定させることができ、圧縮機駆
動回路を保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の空気調和機の圧縮機のＦ／
Ｖパターンを示す図

【図２】本発明の実施例２の空気調和機の圧縮機のＦ／
Ｖパターンを示す図

【図３】本発明の実施例３空気調和機の圧縮機のＦ／Ｖ
パターンを示す図

【図４】本発明の実施例４の空気調和機の圧縮機のＩ／
Ｖパターンを示す図

【図５】本発明の実施例１および実施例４の空気調和機
の室外機のパワー回路図

【図６】従来の空気調和機の圧縮機モータ周波数変化時
の出力電流データを示す図

【図７】同空気調和機の圧縮機のＦ／Ｖパターンを示す
図

【符号の説明】

７ 圧縮機モータ ８ 圧縮機駆動回路 １０ 冷房運転時のＦ／Ｖパターン １１ 暖房運転時のＦ／Ｖパターン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インバータ駆動の圧縮機モータの周波数
   安定時における運転周波数Ｆと印加電圧Ｖの関係認識で
   あるＦ／Ｖパターン（以下、単にＦ／Ｖパターンと称す
   る）と圧縮機モータの周波数変化時のＦ／Ｖパターンを
   備え、圧縮機モータの周波数が上昇および下降している
   時、圧縮機モータの周波数が安定している時に比べ、圧
   縮機モータに印加する電圧を大きくし、圧縮機駆動回路
   を保護した空気調和機の制御装置。
2. 【請求項２】 冷房運転時の圧縮機モータのＦ／Ｖパタ
   ーンと暖房運転時の圧縮機モータのＦ／Ｖパターンを備
   え、暖房運転時は冷房運転時に比べ、圧縮機モータに印
   加する電圧を変え、圧縮機駆動回路を保護した空気調和
   機の制御装置。
3. 【請求項３】 圧縮機モータの使用最低周波数における
   安定時の圧縮機駆動回路保護用Ｆ／Ｖパターンを室外機
   に備え、圧縮機モータ周波数が使用最低周波数付近にな
   ったとき、圧縮機モータに印加する電圧を高くし、圧縮
   機駆動回路を保護した空気調和機の制御装置。
4. 【請求項４】 空気調和機の負荷状態によって圧縮機モ
   ータに印加する電圧Ｖを変える圧縮機モータのＩ／Ｖパ
   ターンを備え、圧縮機駆動回路を保護した空気調和機の
   制御装置。