JPH1114124A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JPH1114124A
JPH1114124A JP9164401A JP16440197A JPH1114124A JP H1114124 A JPH1114124 A JP H1114124A JP 9164401 A JP9164401 A JP 9164401A JP 16440197 A JP16440197 A JP 16440197A JP H1114124 A JPH1114124 A JP H1114124A
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power supply
microcomputer
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current
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知 藤本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流電源の電源電圧や電源周波数が異なる場
合でも安定した圧縮機の制御を行うことができる空気調
和機を提供する。 【解決手段】 空気調和機の圧縮機４を駆動するインバ
ータ３あるいは圧縮機制御部１７の入力電圧を検出する
電圧検出部５と、入力電流を検出する電流検出部１と、
交流電源７の周波数を検出する周波数検出部１３を設
け、マイクロコンピュータにより上記入力電圧あるい
は、上記交流電源７の周波数に基づき、上記電流検出部
１で検出した電流値の制御レベルを補正したり、上記イ
ンバータ３への入力電圧に基づき、マイクロコンピュー
タによりインバータ３の実効出力電圧を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用電源に応じ
て、運転制御を自動調整するようにした空気調和機に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、空気調和機では運転電流を検出
し、圧縮機の制御やファンモータの制御又は除霜運転の
切換のタイミング等の制御を行うものが開発されてい
る。図７は、特開平６−１０１８９６号公報に開示され
た空気調和機の制御方法である。入力電流検出器２０で
検出した入力電流が予め設定した最大値以下であるか否
かをマイクロコンピュータ２１で検出し、検出した電流
値が最大値以下であれば図８のフローチャートに示すよ
うにステップＳ３で、そのまま運転を続け、最大値以下
でなければ、マイクロコンピュータ２１でこれを検出し
て、コンプレッサモータ２２を駆動するインバータ２３
の周波数を減少させ（ステップＳ４）、コンプレッサモ
ータ２２の出力を低下させるようにしている。
【０００３】なお、図７においては外気温度によるファ
ンモータの制御も同時に示されており、外気温度検出器
２５で検出した外気温度が設定値以下であれば、マイク
ロコンピュータ２１がこれを検出して（ステップＳ
１）、ファンモータ２４を通常運転させ（ステップＳ
５）、設定値以下であれば、マイクロコンピュータ２１
は、ファン駆動部２６を制御してファンモータ２４の駆
動電流を最大にする（ステップＳ２）。図中、２は、交
流電源からの交流電圧を整流し平滑する整流平滑部であ
る。
【０００４】図９は、特開平５−４４９８０号公報に開
示された空気調和機の制御方法である。空気調和機の入
力部に消費電力を検出するセンサ２７を設け、このセン
サ２７による検出値と、インバータ出力電流検出センサ
２８で検出したインバータ２９からコンプレッサ３０に
供給されるインバータ出力電流値と、整流器３１の出力
を平滑したインバータ２９への入力直流電圧値を消費電
力演算部３２に供給し、この消費電力演算部３２で空気
調和機の消費電力を演算する。消費電力演算部３２で算
出した消費電力信号は空調用コントローラ３３に供給さ
れる。空調用コントローラ３３は、上記消費電力信号よ
り、容量制御可能なコンプレッサ３０の運転周波数を決
定し、これでインバータ２９を駆動して、空気調和機の
消費電力の上限値をある設定された値以下に制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来例は、空気
調和機の電流値または消費電力を一定値以上に上昇させ
ないように制御するものであるが、電流検出機能を用い
て、空気調和機の信頼性を確保するための制御や運転動
作切換のタイミングの制御を行なうこともできる。しか
し、欧州のように国によって電源電圧が異なる地域に対
し、同一の空気調和機を用いる場合は、電圧により電流
が変化するため、同一の検出電流値で適正な制御を行う
ことが困難であった。また、日本国内の如く、地域によ
って電源周波数が異なる場合に対しても、周波数により
電流値が大きく変化する電動機等を有する空気調和機で
は同一の電流値でもって広範囲の安定した制御を行うこ
とができなかった。
【０００６】
【課題が解決しようとするための手段】本発明は上記の
問題を解決するため、圧縮機と、該圧縮機の駆動を制御
する駆動制御手段と、交流電源からの入力電流を検出す
る電流検出手段と、該電流検出手段で検出した電流値の
レベルにより上記駆動制御手段、室内外ファンモータお
よび冷媒制御弁の制御を行うマイクロコンピュータを設
けた空気調和機において、上記駆動制御手段への入力電
圧を検出する電圧検出手段を設け、上記マイクロコンピ
ュータにより、上記電圧検出手段で検出した電圧に基づ
き、上記電流検出手段で検出した電流値の制御レベルを
補正するようにしたことを特徴とする。
【０００７】また、圧縮機と、該圧縮機の駆動を制御す
る駆動制御手段と、交流電源からの入力電流を検出する
電流検出手段と、該電流検出手段で検出した電流値のレ
ベルにより上記駆動制御手段、室内外ファンモータおよ
び冷媒制御弁の制御を行うマイクロコンピュータを設け
た空気調和機において、上記交流電源の電源周波数を検
出する電源周波数検出手段を設け、上記マイクロコンピ
ュータにより、上記電源周波数検出手段で検出した周波
数情報に基づき、上記電流検出手段で検出した電流値の
制御レベルを補正するようにしたことを特徴とする。
【０００８】また、交流電源からの交流電力を整流平滑
して直流電圧を導出する整流平滑手段と、圧縮機と、上
記直流電圧に基づき、マイクロコンピュータの制御で上
記圧縮機に所望の周波数の電圧を供給するインバータ
と、上記マイクロコンピュータで制御される冷媒制御弁
および室内外ファンモータを備えたインバータ方式の空
気調和機において、上記インバータの入力電圧を検出す
る入力電圧検出手段を設け、上記マイクロコンピュータ
により、上記電圧検出手段で検出した電圧情報に基づ
き、上記インバータの実効出力電圧を補正するようにし
たことを特徴とする。
【０００９】また、上記の空気調和機において、上記マ
イクロコンピュータによる制御の開始点を解除点より高
い値に設定して、マイクロコンピュータ制御にヒステリ
シス特性を持たせたことを特徴とする。
【００１０】本発明は、上記のように、空気調和機に電
流検出手段、電源電圧検出手段及び電源周波数検出手段
を設け、制御を行うべき電流値のレベルを上記各検出手
段で検出した電圧や周波数により補正を行うよう、マイ
クロコンピュータに制御シーケンスをプログラムした
り、インバータの実効出力電圧を上記電圧検出手段で検
出した電源電圧の検出値で補正を行うよう、マイクロコ
ンピュータに制御シーケンスをプログラムしており、ま
た、上記のマイクロコンピュータ制御にヒステリシス特
性を持たせるようにしている。
【００１１】従って、検出した電圧や周波数の情報によ
り制御すべき電流値のレベルを補正し、適正な電流値の
レベルで圧縮機の運転や、弁の開閉度又はファンモータ
の運転等を制御することができる。また、電源電圧や電
源周波数が異なる場合も信頼性に富む運転制御が行われ
る空気調和機を提供することができる。また、電源電圧
にかかわらず適正なインバータ実効電圧を圧縮機に供給
でき、効率が良く信頼性に富むＦ−Ｖ値（圧縮機運転周
波数と実効電圧の関係）で圧縮機の駆動を行わせること
ができる。また、上記の各制御には、ヒステリシス特性
を持たせているので安定した信頼性の高い制御を行わせ
ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）図１は、本発明の実施形態１の構成を示
すブロック図である。図１において、１は交流電源７よ
り供給される入力電流を検出する電流検出部であり、２
は上記交流電源７より供給される交流電流を整流し平滑
する整流平滑部であって、該整流平滑部２より導出され
る直流電圧は、インバータ３に供給される。５は上記イ
ンバータ３の入力電圧を検出する電圧検出部であり、該
電圧検出部５で検出した上記インバータ４の入力電圧と
なる電源電圧に係る情報は、上記電流検出部１で検出し
た入力電流に係る情報と共に室外マイクロコンピュータ
６に供給される。
【００１３】上記インバータ３は上記室外マイクロコン
ピュータ６からのインバータ制御信号により、直流の上
記インバータ入力電流から所定の周波数の交流を導出
し、この交流を冷凍サイクルの冷媒を圧縮する圧縮機４
のモータに供給し、該モータを所定の回転数で回転させ
る。
【００１４】８は空気調和機における冷凍サイクルの冷
媒流量のコントロールを行う膨張弁であり、９は上記室
外マイクロコンピュータ６からの制御信号に基づき、上
記膨張弁８の絞り量の調整を行う弁制御部である。１１
は上記冷凍サイクルにおける室外熱交換器の放熱を行う
室外ファンモータであり、該室外ファンモータ１１は、
上記室外マイクロコンピュータ６からの制御信号に基づ
き、ファン駆動部１０より導出されるファン駆動信号
で、所定の回転数に回転速度切換制御が行われる。
【００１５】一方、交流電源７の周波数を周波数検出部
１３で検出し、検出した交流電源７の周波数に係る情報
を室内マイクロコンピュータ１２に供給する。室内マイ
クロコンピュータ１２は、室内ファンモータ１５の回転
数を変化させる制御信号をファン駆動部１４に供給し、
該ファン駆動部１４により上記室内ファンモータ１５を
所定の回転数に変化させるように制御する。
【００１６】ここで、上記室内マイクロコンピュータ１
２は室外マイクロコンピュータ６と情報交換を行ってお
り、周波数検出部１３より得た周波数データを上記室外
マイクロコンピュータ１２に伝達するとともに、室外マ
イクロコンピュータ６より伝達された室内ファンモータ
１５の制御情報を得てファン駆動部１４に制御をかける
ことができるようになっている。
【００１７】（実施形態２）図２は、本発明の実施形態
２の構成を示すブロック図であり、図１に対応する部分
は同一符号を付し、説明を省略する。本実施形態２はイ
ンバータ駆動でない圧縮機４を搭載した空気調和機であ
り、圧縮機４をＯＮ・ＯＦＦ制御する圧縮機制御部１７
と、冷凍サイクルの冷媒の循環回路の切換えを行い、冷
房運転と暖房運転を切り換えたり、暖房運転と除霜運転
の切換えを行う四方弁１９の四方弁制御部１８を設け
る。また、室内マイクロコンピュータ２０には室内外の
各部の動作を制御する機能を持たせ、室外マイクロコン
ピュータを省略する。
【００１８】次に、上記両実施形態１、２の動作を説明
する。図３は図１に示すインバータ駆動圧縮機を有する
空気調和機において、圧縮機４の運転周波数が同一のと
きの電源電圧と電流との関係を示す図であり、電圧が高
くなれば電流は減少する。インバータ駆動圧縮機では電
源周波数が５０Ｈｚの場合と６０Ｈｚの場合で、圧縮機
４の電流に差は無いが、室外ファンモータ１１や室内フ
ァンモータ１５の回転速度が周波数によって異なる場合
は、ファンの送風量が変り、その結果、運転電流にも差
が生じ、５０Ｈｚの場合はイ、６０Ｈｚの場合はロに示
すようになる。
【００１９】また、図２に示すインバータ駆動を行わな
い圧縮機を用いた空気調和機の場合は、図４に示す如く
の電圧が高くなれば電流が増加する関係となり、しかも
入力電流の主体を占める圧縮機入力電流が周波数によっ
て異なる為、６０Ｈｚの場合はハ、５０Ｈｚの場合はニ
に示すように差が生じる。
【００２０】従って、図１及び図２に示す空気調和機に
おいて、電流検知部１により得られた電流値情報は、室
外マイクロコンピュータ６、室内マイクロコンピュータ
１２あるいはマイクロコンピュータ２０に供給され、イ
ンバータ制御部３、弁制御部９、ファン駆動部１０及び
１４等に制御信号を送り、圧縮機４の運転周波数を変化
させたり、膨張弁８の絞り度や、室内及び室外ファンモ
ータ１５、１１の回転数を変化させる等の制御を行う。
この場合、空気調和機の信頼性を確保するため、電流値
情報の各レベルと、制御開始レベル及び制御解除レベル
との間にはヒステリシス特性を持たせ、図５に示すよう
な特性にする。
【００２１】即ち、例えばレベルＡは空気調和機の運転
の停止を制御するレベルであり、レベルＢは圧縮機４の
運転周波数を下げる制御を行うレベルであり、レベルＣ
は膨張弁８及び四方弁１９の開成を制御するレベルであ
り、レベルＤは室外ファンモータ１１の回転速度の上昇
を制御するレベルであり、レベルＥは室内ファンモータ
１５の回転数の下降を制御するレベルであり、レベルＦ
は除霜運転の終了を制御するレベルであり、これらの各
レベルは制御開始点の値が制御解除点の値より高くなる
ように設定されている。
【００２２】そして、上記の各レベルの設定値は、空気
調和機の冷凍サイクルの特性や、構成している部品仕様
によって定め、その制御レベルは、予め室外マイクロコ
ンピュータ６、室内マイクロコンピュータ１２及びマイ
クロコンピュータ２０に制御のためのフローチャートと
共にインプットされる。
【００２３】また、上記の各設定レベルＡ〜Ｆは電圧検
出部５や周波数検出部１３で検出した電圧検出情報や周
波数検出情報により補正を加え、電源の電圧や周波数が
異なった場合でも、同一の冷凍サイクル状態や、同一の
ファン制御状態等の同一状態にする制御が行えるように
上記室内外マイクロコンピュータ１２、６及びマイクロ
コンピュータ２０に上記各レベルを補正するための情報
とフローチャートを予めインプットしておき、信頼性を
確保した制御を行えるようにする。
【００２４】ここで上記圧縮機４の誘導モータの磁束φ
はφ＝Ｋ・Ｖ／Ｆ（但しＫは定数）となり、最適磁束と
なる圧縮機運転周波数Ｆと実効電圧Ｖの関係が決定され
ているので、ＰＷＭ変調させた場合の圧縮機モータへの
出力の実効電圧Ｖは運転周波数Ｆに応じて変化させるこ
とが望ましい。そこで、ＰＷＭ変調させる前の電源電圧
が変化してもＶ／Ｆが一定となるように電圧検出部１０
の情報により圧縮機運転周波数Ｆを補正して、ＰＷＭ変
調に補正を加えるようにする。図６は圧縮機運転周波数
Ｆと実効電圧Ｖの関係を示す図で、ホはＶ／Ｆが最適の
磁束となるよう電源電圧による補正を行った場合のもの
であり、ヘは電源電圧が低下したときに、電源電圧によ
る補正を行わない場合のものである。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は電源の周
波数と電圧の検出情報に基づき、電流情報の制御レベル
を補正し空気調和機の各種の制御を行い、またインバー
タ駆動圧縮機に対しては電圧情報に基づき実効電圧出力
の補正を行い、最適Ｖ／Ｆとなる制御を行うようにして
いるので、電源電圧や周波数が変わっても適正な制御を
行わせることができ、信頼性の高い空気調和機を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１の構成を示すブロック図
である。
【図２】 本発明の実施形態２の構成を示すブロック図
である。
【図３】 本発明の実施形態１の動作説明図である。
【図４】 本発明の実施形態２の動作説明図である。
【図５】 本発明の動作説明図である。
【図６】 本発明の動作説明図である。
【図７】 従来例のブロック図である。
【図８】 従来例のフローチャートである。
【図９】 他の従来例のブロック図である。
【符号の説明】
１ 電流検出部 ２ 整流平滑部 ３ インバータ ４ 圧縮機 ５ 電圧検出部 ６ 室外マイクロコンピュータ ７ 交流電源 ８ 膨張弁 ９ 弁制御部 １０、１４ ファン駆動部 １１ 室外ファンモータ １２、２０ 室内マイクロコンピュータ １３ 周波数検出部 １５ 室内ファンモータ １７ 圧縮機制御部 １８ 四方弁制御部 １９ 四方弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮機と、該圧縮機の駆動を制御する駆
    動制御手段と、交流電源からの入力電流を検出する電流
    検出手段と、該電流検出手段で検出した電流値のレベル
    により上記駆動制御手段、室内外ファンモータおよび冷
    媒制御弁の制御を行うマイクロコンピュータを設けた空
    気調和機において、上記駆動制御手段への入力電圧を検
    出する電圧検出手段を設け、上記マイクロコンピュータ
    により、上記電圧検出手段で検出した電圧に基づき、上
    記電流検出手段で検出した電流値の制御レベルを補正す
    るようにしたことを特徴とする空気調和機。
  2. 【請求項２】 圧縮機と、該圧縮機の駆動を制御する駆
    動制御手段と、交流電源からの入力電流を検出する電流
    検出手段と、該電流検出手段で検出した電流値のレベル
    により上記駆動制御手段、室内外ファンモータおよび冷
    媒制御弁の制御を行うマイクロコンピュータを設けた空
    気調和機において、上記交流電源の電源周波数を検出す
    る電源周波数検出手段を設け、上記マイクロコンピュー
    タにより、上記電源周波数検出手段で検出した周波数情
    報に基づき、上記電流検出手段で検出した電流値の制御
    レベルを補正するようにしたことを特徴とする空気調和
    機。
  3. 【請求項３】 交流電源からの交流電力を整流平滑して
    直流電圧を導出する整流平滑手段と、圧縮機と、上記直
    流電圧に基づき、マイクロコンピュータの制御で上記圧
    縮機に所望の周波数の電圧を供給するインバータと、上
    記マイクロコンピュータで制御される冷媒制御弁および
    室内外ファンモータを備えたインバータ方式の空気調和
    機において、上記インバータの入力電圧を検出する入力
    電圧検出手段を設け、上記マイクロコンピュータによ
    り、上記電圧検出手段で検出した電圧情報に基づき上記
    インバータの実効出力電圧を補正するようにしたことを
    特徴とする空気調和機。
  4. 【請求項４】 上記マイクロコンピュータによる制御の
    開始点を解除点より高い値に設定してマイクロコンピュ
    ータ制御にヒステリシス特性を持たせたことを特徴とす
    る請求項１乃至３のいずれかに記載の空気調和機。
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