JPS63251777A - 冷蔵庫等の運転制御装置 - 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 本発明は、圧縮機を商用電源とインバータ装置とで切換
え制御し、能力可変する冷蔵庫等の運転制御装置に関す
る。

従来の技術 近年、冷蔵庫等の冷凍装置にあっては、例えば特開昭５
９−１７８９８９号公報および特開昭５９−１８１９２
６号公報に示されるごとく圧縮機・を商用電源で起動・
運転し、必要時にインバータ装置に切換えて駆動し、そ
の冷却能力を変化させ得るようにすることが考えられて
いる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記従来のような方式では、圧縮機の運転
をインバータ装置からもとの商用電源に切り換える時に
は、インバータ装置の出力周波数は商用電源と同一周波
数もしくは運転中の周波数（例えば５ｏＨｚなど）とし
ており、電源位相について考慮せず切換えるものであっ
た。

そのため前者の同一周波数で切シ換えるものでは、たま
たま位相が同期しても切り換え時に短時間は圧縮機モー
タに電源が印加されない為、圧縮機回転が低下し次に商
用電源が加えられた時には第６図６０Ｈｚ点に示すよう
に商用電源に第５図工点よシは若干大きな突入電流が流
れ、不要幅射障害を起こす可能性があり、またこの突入
電流に対応した切換手段の容量選定しておく必要があり
切換手段の容量が大きくなるものであった。さらに位相
が同期していない時は、第４図に示すごとく位相が１８
０°ずれているので圧縮機モータに過大電流が流れ、モ
ータを劣化させたり、電源配線や切換手段に過大電流が
流れて悪影響を及ぼすものであった。またその時には圧
縮機に与えられる振動も大きく、圧縮機の損傷だけでな
く冷却システム配管の折れやリークが生じる可能性もあ
った。

また運転中の周波数（９０Ｈｚなど）から商用電源に切
り換えるものでは、圧縮機が高速から急激に低速へブレ
ーキがかがりモータは回生モードとなシ、第５図９ｏＨ
ｚ点に示すように商用電源に大きな突入電流が流れ、切
換手段、配線系及び圧縮機等の機構系に前記と同様の問
題点が生じるものであった。

さらに、例えば圧縮機をインバータ運転から商用運転に
切換える時、いったん停止してから商用電源で起動する
ことが考えられるが、この場合冷却システムの安定を待
たず起動させると過電流が流れプロテクタが動作するこ
とになシ、再起動に時間がかかるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑み、圧縮機の運転をインバータ
装置から商用電源に切シ換える時の電流、振動共に小さ
く抑え、切換手段の小型化を図シ、一度停止しなくても
良い冷蔵庫等の運転制御装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の冷蔵庫等の運転制
御装置は、インバータ装置と商用電源とを切シ換える切
換手段と、前記商用電源の電圧又は電流がゼロになるポ
イントを検知するゼロクロス検知回路と、前記ゼロクロ
ス検知回路の信号によシ前記切換手段を制御する制御手
段とを有し、前記インバータ装置から前記商用電源に切
シ換える時前記インバータ装置の出力周波数を前記商用
電源の周波数よりも高くするようにしたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、インバータ装置から商
用電源に切シ換える時、インバータの出力周波数を商用
電源の周波数よシも高くシ、電源の位相を合わせて、ゼ
ロクロス点で切シ換えることにより、切シ換え時の電流
、振動の増加を抑゛え、停止せずに切シ換えることが出
来る。

実施例 以下本発明の一実施例の冷蔵庫等の運転制御装置につい
て図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の一実
施例における冷蔵庫等の運転制御装置の回路ブロック図
を示すものである。説明の簡略化のため冷凍サイクル部
分は省略した。第１図において１は商用電源である。２
は圧縮機であり、切換手段３を介して圧縮機２の起動時
及び通常運転時は商用電源１につながれている。４はイ
ンバータ装置で切換手段３のもう一方の端子につながれ
、ブリッジ接続されたダイオードＤ１〜Ｄ４゜平滑用コ
ンデンサＣ２及びブリッジ接続されたトランジスタ０１
〜Ｑ４から成る。６はインバータ装置４と商用電源１と
の間に配置されたスイッチ手段である。６は冷蔵庫等の
庫内温度を検出する温度検出器で、比較器７によシ設定
温度と比較し信号を送出する。８はスイッチで、冷蔵庫
等の庫内を急速に冷却したい時に動作させるものである
。

９はゼロクロス検知回路で、商用電源１の電圧がゼロボ
ルトになるポイントを検出し信号を送出する。１０は制
御回路で、庫内温度の比較器６と、急速冷却用スイッチ
７と、ゼロクロス検知回路８との出力を入力として取り
込み、インバータ装置４と切換手段３とに制御信号を出
力するようつながれている。

以上のように構成された冷蔵庫等の運転制御装置につい
て以下第１図から第３図を用いて動作を説明する。

第２図は第１図の構成における商用電源１からインバー
タ装置４出力に切シ換わる時のタイミング図を示してい
る。第３図は第１図の構成における圧縮機２に入力され
る周波数の経時変化を示すタイミング図を示す。第１図
において、冷蔵庫等の圧縮機２の起動時及び通常運転時
は、制御回路９から切換手段３に信号を送出し商用電源
１側に接続して圧縮機２を商用電源１で運転する。庫内
が冷却され設定温度以下になれば比較器７から信号が制
御回路１０に送出され、制御回路１ｏは切換手段３をイ
ンバータ装置４側に切υ換えることにより圧縮機２を停
止させる。次に庫内温度が上昇すると前述の通常運転に
もどり、通常はこのように商用電源１で切換手段３にて
圧縮機２が０Ｎ１０ＦＦ運転され庫内を一定温度に保つ
。またこの通常運転時スイッチ手段５はＯＦＦ　してお
りインバータ装置４には通電されていない。

次に庫内温度が異常に温度上昇した場合は、比較器７で
所定の上限温度設定値を越えると異常温度上昇信号が制
御回路１０ｖＣ送出される。制御回路１ｏはこの温度上
昇信号を受け、まずゼロクロス検知回路９の出力により
スイッチ手段６に信号を送出しオンさせ、その後のゼロ
クロスポイントで切換手段３に信号を送出し切換手段３
をインバータ装置４側に切ル換えた後インバータ装置４
Ｋ。

所定周波数のトランジスタＱ１〜Ｑ４駆動信号を送出す
ることにより、圧縮機２はインバータ装置４［て運転さ
れる。インバータ装置４に切シ換わったあとは、インバ
ータ装置４の運転を高周波にすることにより圧縮機２を
高速で運転し、庫内を急速に冷却する。

次に庫内が冷却され設定温度に達したら、比較器７の出
力変化を制御回路１ｏが受け、インバータ装置４を停止
して、更にスイッチ手段５をＯＦＦにすることによシ、
圧縮機２を停止させる。

次に通常運転中に急速冷却用のスイッチ８が入った場合
は、商用電源１からインバータ装置４による駆動に切シ
換わる千頴は前述の庫内温度上昇時と同じである。圧縮
機２が停止中にこのスイッチ８が入った場合は、制御回
路１０により切換手段３を商用電源１側に切り換えて起
動した後に、前述の手順と同じようにスイッチ手段６を
オンし、商用電源１からインバータ装置４による駆動へ
切り換え、その後圧縮機２を高速で運転し庫内を急速に
冷却することとなる。所定時間が経過すれば、制御回路
９の信号でインバータ装置４を停止し、圧縮機２を停止
させ、庫内の急速冷却運転が完了する。

次に、通常運転中に急速冷却用のスイッチ８を入れてす
ぐにこの急速冷却を解除（もう一度スイッチ８を入れる
）した場合の動作について説明する。

第３図に示すように圧縮機２は時間ｔ、迄はインバータ
装置４により周波数ｆ３で駆動されている。時間ｔ、に
おいて前記急速冷却スイッチ８が押されると、制御回路
１０からインバータ装置４へのトランジスタＱ１〜Ｑ４
駆動周波数信号が徐々に下降され、商用電源１の周波数
ｆ１（例えば６０　Ｈｚ　）よりも高い周波数ｆ２（例
えば６１　Ｈｚ　）に到達するとイ点となシ、第２図に
示すイ点で制御回路１ｏは所定周波数ｆ２に到達する。

制御回路１０はイ点以降のゼロクロス検知回路９の出力
の立上シを検知し、インバータ装置４のトランジスタＱ
１〜Ｑ４を駆動する信号の所定範囲（立上りゼロクロス
となる位相範囲）内に上記立上り信号が入れば−ＷＥ　
２　［ｉＳ！１口占ｆ云すｒらｄ初栖壬砕３π屑号を出
すと共にインバータ装置４の前記駆動信号を停止する。

さらに切換手段３自身の遅延動作があり時間ＴＡ遅れて
ハ点で切換手段３の切り換えが完了し商用電源１側につ
ながる。従って切換手段３はインバータ装置４の電圧ゼ
ロクロス点（四点）で切シ換わり始め、ＴＡ待時間後位
相同期された商用電源１ｖｃ切シ換わりが完了する（ハ
点）こととなシ、特に圧縮機２モータＬ負荷をオフする
時すなわち切り換わシ始める時は電圧ゼロクロスとなっ
ておシ、切換手段３に発生する接点のスパークは極めて
少ない。そこで第３図ｔ２（ハ点）以降商用電源１で運
転される。

以上のように本実施例によれば、圧縮機２を商用電源１
とインバータ装置４とのうちいずれかによシ駆動される
よう切り換える切換手段３と、商用電源１の電圧又は電
流がゼロになるポイントを検知するゼロクロス検知回路
９と、ゼロクロス検知回路９の信号により前記切換手段
３を制御する制御手段１０とを設け、圧縮機２の運転を
インバータ装置４から商用電源１ｖｃ切り換える時イン
パ−タ装置４の出力周波数を商用電源１の周波数よりも
高くするようにしたので、切り換え時に圧縮機モータに
短時間電源が印加されず圧縮機２の回転が低下してもも
ともとのインバータ装置４運転の回転数が高くしである
ので、商用電源１への切り換え時に同回転となシ、突入
電流を軽減することができ、切換手段３の容量を最小限
におさえることができ、さらに不要な電波の輻射を防ぐ
ことができる。

またインバータ装置４での運転中の周波数（９０Ｈｚな
ど）から急激に商用電源１に切り換えないため、急激に
圧縮機２を低速にすることはなく、電源配線や切換手段
３及び圧縮機２の機構系にそれぞれ突入電流や衝撃が加
わらず、最小の容量で信頼性を向上させることができる
。

さらに位相を同期させかつゼロクロス点で切り換えるよ
うにしたため、切換手段３に接点スハークが生じたり突
入電流が流れたりしないため、切換手段３を小型の容量
のものとし信頼性を向上させることができる。また圧縮
機２モータや電源配線の信頼性を向上させることができ
る。

また、ひんばんに急速冷凍スーｒツチ８を入／切させら
れた場合でも、圧縮機２を停止させることなくインバー
タ装置４から商用電源１へ切り換えができるので、ひん
ばんに再起動待ちをしなくて良く、上記いたずら操作に
対しても庫内温度が上昇することはなく、冷蔵庫として
の品質確保ができる。

なお上記実施例に限らず、ゼロクロス検知回路９は商用
電源１の一線の電流を検知するものとしその値がゼロに
なるポイントを検出し信号を送出し、上記実施例と同様
の手順で制御しても良い。

また上記実施例では圧縮機２を高回転で運転する場合に
ついて述べたが、低外気温時等冷却能力があまシ必要で
ない場合には圧縮機２を低回転で運転し低消費電力を図
ってもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、圧縮機を商用電源とインバータ
装置とのうちいずれかにより駆動されるよう切り換える
切換手段と、商用電源の電圧又は電流がゼロになるポイ
ントを検知するゼロクロス検知回路と、ゼロクロス検知
回路の信号によシ切換手段を制御する制御手段とを設け
、インバータ装置から商用電源に切り換える時インバー
タ装置の出力周波数を商用電源の周波数よりも高くする
ようにしたので、切り換え時に圧縮機モータに短時間電
源が印加されず圧縮機の回転が低下してもともとのイン
バータ装置運転の回転数が高くしであるので、商用電源
への切シ換え時に同回転となり、突入電流を軽減するこ
とができ、切換手段の容量を最小限におさえることがで
き、さらに不要な電波の輻射を防ぐことができる。

さらに位相を同期させかつゼロクロス点で切り換えるよ
うにしたため、切換手段に接点スパークが生じたシ突入
電流が流れたりしないため、切換手段を小型の容量のも
のとし信頼性を向上させることができる。また圧縮機モ
ータや電源配線の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における冷蔵庫等の運転制御
装置の回路ブロック図、第２図は第１図の構成における
タイミング図、第３図は圧縮機の入力周波数の経時変化
を示したタイミング図、第４図は切り換え時の電圧と電
流の特性図、第５図は切換周波数と電流との特性図であ
る。 １・・・・・・商用電源、２・・・・・・圧縮機、３・
・・・・・切換手段、４・・・・・・インバータ装置、
９・・・・・・ゼロクロス検知回路、１ｏ・・・・・・
制御手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 イ　　　　　　　　　ロバ 第３図 ｔ＋　　ｔ２ 湾畳ミｙ！芭 第　４　図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 商用電源の周波数を変換するインバータ装置と、圧縮機
   を前記インバータ装置及び前記商用電源のうちいずれか
   により駆動されるよう切り換える切換手段と、前記商用
   電源の電圧又は電流がゼロになるポイントを検知するゼ
   ロクロス検知回路と、前記ゼロクロス検知回路の信号に
   より前記切換手段を制御する制御手段とを有し、前記イ
   ンバータ装置から前記商用電源に切り換える時前記イン
   バータ装置の出力周波数を前記商用電源の周波数よりも
   高くすることを特徴とした冷蔵庫等の運転制御装置。