DE4142534A1

DE4142534A1 - Rotationskompressor-steuersystem fuer ein elektrisches kuehlgeraet

Info

Publication number: DE4142534A1
Application number: DE4142534A
Authority: DE
Inventors: Takato Kawamoto; Makoto Gezima; Eiichi Furuse
Original assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1991-12-21
Publication date: 1992-07-09
Also published as: US5488279A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rotations kompressor-Steuersystem für ein elektrisches Kühlgerät mit einem Rotationskompressor, der zum Kühlen (auch Tiefkühlen) eines Innenraums des Kühlgeräts verwendet wird.

Herkömmliche elektrische Kühlgeräte, die beispiels weise von einer in einem Automobil oder Kraftfahrzeug eingebauten Batterie gespeist werden, verwenden zum Kühlen des Innenraums der Kühlgeräte typischerweise Hubkolbenkompressoren. In Fällen, bei denen Kühlgeräte von Automobilen oder Kraftfahrzeugen transportiert werden, oder bei Autokühlgeräten oder Kühlwagen, bei denen ein Container oder Behälter als Kühlgerät ausge bildet und verwendet wird, besteht ein dringendes Bedürfnis, die Größe und das Gewicht des Kühlaggregats oder der Kühleinheit zu vermindern. Es besteht daher eine zunehmende Nachfrage nach Kühlgeräten mit Rota tionskompressoren, weil sich ein Rotationskompressor zur Verminderung der Größe und des Gewichts der Kühl einheit anbietet.

Es besteht auch ein Bedürfnis nach Wechsel/Gleich strom- oder Allstromkühlgeräten, die während des Trans ports auf einem Automobil oder Kraftfahrzeug von einer Batterie gespeist werden und die, wenn das Automobil oder Kraftfahrzeug an seinem Bestimmungsort angekommen ist und dort hält, an das übliche Wechselstrom- oder Drehstromnetz angeschlossen werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Bezugnahme auf die obigen Bedürfnisse, für ein Kühlgerät ein Steuer system vorzusehen, das den Einsatz eines möglichst klei nen und leichten Kompressors ermöglicht.

Die Erfindung ermöglicht es, einen Kühlgerät kompressor mit einem Dreiphasen-Niederspannungs- Induktions- oder -Asynchronmotor anzutreiben, der mit einer niedrigen Spannung in der Größenordnung der Spannung einer Batterie betrieben werden kann, die in einem Automobil oder Kraftfahrzeug unterge bracht ist.

Weiterhin ermöglicht es die Erfindung, einen Kühlgerätkompressor mit einem Dreiphasen-Induktions- oder -Asynchronmotor dadurch anzutreiben, daß die Spannung einer Batterie, die in einem Automobil oder Kraftfahrzeug untergebracht ist, auf die Spannung der üblichen Wechsel- oder Drehstromnetzversorgung erhöht wird.

Nachstehend soll die Erfindung an Hand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen ersten Teil eines Rotations kompressor-Steuersystems, das ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung darstellt,

Fig. 2 einen zweiten Teil des Ausführungsbei spiels, der mit dem ersten Teil nach Fig. 1 zu kombinieren ist,

Fig. 3 einen dritten Teil des Ausführungsbei spiels, der mit den Teilen nach Fig. 1 und 2 zu kombinieren ist,

Fig. 4 ein Schaltbild zur Erläuterung der Umschaltung von Verbindungen in einem Dreiphasen-In duktionsmotor,

Fig. 5 ein Schaltbild, das die Anschlüsse des Dreiphasen-Induktionsmotors darstellt und zur Erläute rung der Umschaltung von Verbindungen unter Verwendung von Steckverbindern dient,

Fig. 6 ein Schaltbild, das eine Deltaverbin dung unter Verwendung von Steckverbindern darstellt,

Fig. 7 ein Schaltbild, das eine Y-Verbindung unter Verwendung von Steckverbindern darstellt,

Fig. 8 ein Schaltbild, das einen Teil des Aufbaus eines weiteren Ausführungsbeispiels eines nach der Erfindung ausgebildeten Rotationskompressor-Steu ersystems darstellt,

Fig. 9 einen Teil des weiteren Ausführungs beispiels, der mit dem Teil nach Fig. 8 zu kombinieren ist,

Fig. 10 einen Teil des weiteren Ausführungs beispiels, der mit dem Teil nach Fig. 8 zu kombinieren ist, und

Fig. 11 einen Teil des weiteren Ausführungs beispiels, der mit den Teilen nach Fig. 8 und 9 zu kombinieren ist.

Fig. 1 bis 3 zeigen zusammen ein nach der Erfin dung ausgebildetes Rotationskompressor-Steuersystem für ein elektrisches Kühlgerät. Die Bezeichnung Kühl gerät gilt allgemein und soll beispielsweise auch ein Tiefkühlgerät umfassen. Die in den Fig. 1 bis 3 mit gleichen Buchstaben (A), (B), . . . (G) und (Y) darge stellten Anschlußstellen sind elektrisch miteinander verbunden.

Für das Kühlgerät wird als Kompressor ein Rotationskompressor 1 verwendet. Die Verwendung eines solchen Kompressors geschieht in der Erkenntnis, daß er die Größe und das Gewicht eines Autokühlgeräts vermindert.

Der Rotationskompressor 1 wird von einem Drei phasen-Niederspannungs-Induktionsmotor 2 angetrieben, der derart ausgelegt ist, daß er mit einer niedrigen dreiphasigen Wechselspannung von weniger als 100 V betrieben werden kann. Der Dreiphasen-Niederspannungs-In duktionsmotor 2 hat einen Wechselstrom/Gleichstrom-An trieb, der entweder eine 12 V- oder 24 V-Batterie, die in einem Automobil vorgesehen ist, oder eine Netz wechselstromversorgung als Energiequelle benutzen kann.

Zur Auswahl der jeweiligen Energiequelle ist eine Umschaltanordnung vorgesehen. Die Zufuhr der Wechsel spannung der Netzwechselstromversorgung erfolgt über einen in Fig. 2 dargestellten Anschluß 3. Die zuge führte Wechselspannung wird gleichgerichtet und in eine Gleichspannung überführt, deren Höhe gleich derjenigen der Batteriespannung ist.

Das elektrische Kühlgerät, das den oben beschrie benen Typ von Energiequelle hat, arbeitet mit der Gleichspannung einer Batterie 4, während es von einem Automobil transportiert wird, und arbeitet mit einer aus der üblichen Wechselstromnetzspannung erzeugten Gleichspannung, wenn das Automobil an einem Ort anhält, wo die übliche Netzstromversorgung zur Verfügung steht.

Die Wechsel/Gleichstrom- oder Allstromenergiequelle ist derart, daß die Gleichspannung, die man durch Gleich richten der kommerziellen oder üblichen Wechselstromnetz energie erhält, welche dem Anschluß 3 zugeführt wird, und die Gleichspannung von der Batterie mit Hilfe einer automatischen Umschaltvorrichtung 5 umgeschaltet werden kann, die in Fig. 1 dargestellt ist. Dies be deutet, daß diese Allstromenergiequelle eine solche Konstruktion hat, daß beim Anschluß des üblichen oder kommerziellen Wechselstromnetzes an den Anschluß 3 ein in Fig. 1 dargestelltes Relais 21 durch eine in Fig. 3 dargestellte automatische Umschaltschaltung 22 betätigt wird, um der Gleichspannung auf der Netzstrom seite den Vorzug gegenüber der Gleichspannung auf der Seite der Batterie 4 zu geben, um den Dreiphasen-Nie derspannungs-Induktionsmotor 2 anzutreiben.

Ein in Fig. 2 dargestelltes Energieschaltteil 6 hat ein Gleichrichterteil 22 und ein Inverter- oder Wandlerteil 23. Die kommerzielle oder übliche Netz wechselspannung, die mit dem Anschluß 3 verbunden wird, erfährt im Gleichrichterteil 22 eine Umrichtung in eine hohe Gleichspannung, die dann im Wandlerteil 23 in eine niedrige Gleichspannung umgewandelt wird. Durch Verbinden der Relaiskontakte 21-1 und 21-2 der auto matischen Umschaltvorrichtung 5 wird dann eine Gleich spannung zur Verfügung gestellt, die derjenigen der Batterie 4 entspricht. Das bedeutet, wenn die Spannung der im Automobil vorgesehenen Batterie 4 gleich 12 V beträgt, liefert das Wandlerteil 23 eine 12 V-Gleich spannung. Beträgt die Spannung der Batterie 4 gleich 24 V, dann liefert das Wandlerteil 23 ebenfalls eine Gleichspannung von 24 V. Somit werden einem Wechsel richterteil 7 im wesentlichen die gleiche Gleichspan nung zugeführt, wenn die automatische Umschaltvorrich tung 5 automatisch zwischen der Gleichspannung der Netzversorgungsseite und der Gleichspannung auf der Seite der Batterie 4 umschaltet.

Das in Fig. 1 dargestellte Wechselrichterleistungs- oder Wechselrichterenergieteil 7 ist eine Steuerschal tung, die den Dreiphasen-Niederspannungs-Induktions motor 2 in Abhängigkeit von der Batteriespannung mit einer Dreiphasen-Niederwechselspannung von 12 V oder 24 V speist. Das Wechselrichterleistungsteil 7 besteht beispielsweise aus sechs Transistoren 24 und sechs Dioden 25 und bewirkt die Steuerung der Drehung des Asynchron- oder Induktionsmotors 2 dadurch, daß von einer Steuerschaltung 8, die später noch beschrieben wird, den Transistoren 24 geeignete Steuersignale zuge führt werden.

Die in Fig. 3 dargestellte Steuerschaltung 8 ent hält eine Versorgungsschaltung 26, einen Oszillator 27, eine Zentraleinheit (CPU) 28, einen Großschaltkreis (LSI) 29, eine Basisansteuerschaltung 30, eine Erfas sungsschaltung 31, eine automatische Umschaltschaltung 32 und eine Display- oder Anzeigeschaltung 33. Die Steuerschaltung 8 des beschriebenen Aufbaus erhält Energie von der Versorgungsschaltung 26. Mit dieser Energie können in Übereinstimmung mit Zeitgabe- oder Taktimpulsen, die vom Oszillator 27 erzeugt werden, alle Schaltungen und Einheiten der Steuerschaltung 8 betrieben werden. Die CPU 28 und der LSI 29 erzeugen in Kombination eine Pseudosinusschwingung und bewirken die Steuerung in einer solchen Weise, daß der Rota tionskompressor 1 durch V-F-Steuerung (Spannungs-Fre quenzsteuerung) auf der Grundlage der Spannung V und der Frequenz F und PWM-Steuerung (PWM = Pulsbreiten modulation) usw. effizient betrieben wird, und zwar in Übereinstimmung mit Schnellkühl- und anderen Steuer befehlssignalen, die von außen her der CPU 28 eingege ben werden, oder Erfassungssignalen, die von der Er fassungsschaltung 31 erfaßt werden.

Diese Steuersignale bewirken die Steuerung aller Transistoren 24 im Wechselrichterleistungsteil 7 über die Basisansteuerschaltung 30. Die Erfassungsschaltung 31 erhält Meß- oder Erfassungssignale von Sensoren, die in verschiedenartigen Schaltungsteilen vorgesehen sind, beispielsweise ein Druckerfassungssignal vom Rotations kompressor 1 und ein Temperaturerfassungssignal vom Dreiphasen-Niederspannungs-Induktionsmotor 2 oder vom Wechselrichterleistungsteil 7. Die Erfassungsschaltung 31 gibt an den LSI 29 die V-F- sowie PWM-Steuersignale aus, die zum Betreiben des Rotationskompressors 1 unter opti malen Bedingungen auf der Grundlage der oben erwähnten Erfassungssignale erforderlich sind. Die Erfassungs schaltung 31 gibt an den LSI 29 die Steuersignale zum Verhindern von Überspannung und Überstrom im Wechsel richterleistungsteil 7 aus, wenn die Erfassungsschaltung 31 ein Überspannungserfassungssignal erhält, das auf tritt, wenn versehentlich eine Verspannung an das Wechselrichterleistungsteil 7 gelegt wird, oder wenn die Erfassungsschaltung 31 ein Überstromerfassungs signal empfängt, das auftritt, wenn ein Überstrom im Wechselrichterleistungsteil 7 fließt, der von einem Widerstand 34 erfaßt wird. Weiterhin gibt die Erfassungs schaltung 31 an die automatische Umschaltschaltung 32 ein Signal zum Umschalten zu der Gleichspannung der Wechselstromnetzversorgungsseite aus, wenn die Er fassungsschaltung 31 ein Wechselstromerfassungssignal erhält, das das Anlegen der kommerziellen oder üblichen Wechselstromnetzversorgung an den Anschluß 3 anzeigt. Wenn die automatische Umschaltschaltung 32 von der Erfassungsschaltung 31 das Signal zum Umschalten zur Gleichspannung, die aus der Wechselstromnetzversorgung gewonnen wird, erhält, kommt es zu einer unmittelbaren Betätigung der automatischen Umschaltschaltung 32 derart, daß unter der Einwirkung des Relais 21 der gemeinsame Kontakt 21-2 vom Kontakt 21-3 auf den Kontakt 21-1 umschaltet.

Die Anzeigeschaltung 33 gibt ein Signal zur An zeige auf einem Display oder einer Anzeigeeinheit aus. Dieses Signal zeigt an, welche Art der Speiseenergie versorgung benutzt wird, ob in verschiedenartigen Schaltungsteilen anomale Betriebsbedingungen auftreten oder nicht, usw., und zwar auf der Grundlage von Er fassungssignalen an die Erfassungsschaltung 31.

Fig. 2 kann man entnehmen, daß in der Wechsel stromleitung, die vom Versorgungsnetz kommt, ein Rauschfilter 9 liegt und daß in der Gleichstromleitung ein Rauschfilter 10 vorgesehen ist.

Ein elektrisches Kühlgerät mit einem Rotations kompressor-Steuersystem des beschriebenen Aufbaus erhält Energie von der Batterie 4, die in einem Automobil untergebracht ist, wenn das Kühlgerät vom Automobil transportiert wird. In diesem Betriebszustand steht der gemeinsame Kontakt 21-2 der automatischen Umschalt vorrichtung 5 mit dem Relaiskontakt 21-3 in Verbindung, um von der Batterie 4 eine Gleichspannung in Höhe von 12 oder 24 V über einen Schalter 11 dem Wechselrichter leistungsteil 7 zuzuführen.

Wenn Steuersignale der Basisansteuerschaltung 30 den Basen der Transistoren 24 zugeführt werden, wird das Wechselrichterleistungsteil 7 so gesteuert, daß der Rotationskompressor 1 unter optimalen Bedingungen betrieben wird. Beträgt die Spannung der Batterie 4 gleich 12 V, liefert das Wechselrichterleistungs teil 7 eine niedrige dreiphasige Wechselspannung in Höhe von 12 V, und wenn die Spannung der Batterie 4 gleich 24 V beträgt, liefert das Wechselrichterlei stungsteil 7 eine niedrige dreiphasige Wechselspan nung in Höhe von 24 V. Diese Wechselspannung dient zum Antrieb des Dreiphasen-Niederspannungs-Induktions motors 2. Der Asynchron- oder Induktionsmotor 2 ist so ausgelegt, daß er entweder mit einer Dreiphasen spannung von 12 V oder mit einer Dreiphasenspannung von 24 V betrieben werden kann.

Erreicht das Automobil, das das elektrische Kühl gerät trägt, einen Ort, wo kommerzielle oder übliche Netzversorgungsenergie zur Verfügung steht, wird der Anschluß 3 an dieses Wechselstromversorgungsnetz an geschlossen. Die Erfassungsschaltung 31 erfaßt die Verbindung des Anschlusses 3 mit der üblichen Netz wechselstromleitung und bewirkt eine Energieversor gungsumschaltung dadurch, daß der gemeinsame Kontakt 21-2 der automatischen Umschaltvorrichtung 5 mit dem Relaiskontakt 21-1 verbunden wird, und zwar unter der Einwirkung der automatischen Umschaltschaltung 32.

Das Ergebnis davon ist, daß eine Gleichspannung mit derselben Spannung wir diejenige der Batterie 4 von der Netzstromversorgungsseite aus dem Wechselrich terleistungsteil 7 zugeführt wird, und zwar anstelle der Gleichspannung von der Seite der Batterie 4. Gleichzeitig zeigt ein Signal, das von der Anzeige schaltung 33 zu der Anzeigeeinheit übermittelt wird, das Vorhandensein der üblichen Netzversorgung an.

Die Arbeitsweise der Steuerschaltung 8 ist die gleiche wie im Falle der Energieversorgung durch die Batterie 4. Das bedeutet, daß die Basisansteuerschal tung 30 an das Wechselrichterleistungsteil 7 Steuer signale zum Betrieb des Rotationskompressors 1 unter optimalen Bedingungen abgibt.

Die Erfassungsschaltung 31 erfaßt eine Anomalität, beispielsweise eine dem Wechselrichterleistungsteil 7 zugeführte Verspannung oder einen im Wechselrichter leistungsteil 7 auftretenden Überstrom, wobei die Zufuhr der Steuersignale von der Steuerschaltung 8 zum Wechselrichterleistungsteil 7 aus Gründen des Systemschutzes unterbunden wird.

Wenn der Rotationskompressor 1 gestartet werden soll, wird ein Steuersignal zum weichen Anlaufen des Dreiphasen-Niederspannungs-Induktionsmotors 2 durch PWM-Steuerung (Pulsbreitenmodulationssteuerung) von der Steuerschaltung 8 dem Wechselrichterleistungsteil 7 zugeführt. Dadurch wird erreicht, daß der Rotations kompressor 1 weich und ruhig anläuft, und zwar durch Zufuhr eines kleinen Anlaufstroms. Dadurch wird auch die Batterie 4 geschützt, wenn der Rotationskompressor 1 mit Energie von der Batterie 4 versorgt wird.

Das Wesentliche der Verwendung des Dreiphasen- Niederspannungs-Induktionsmotors 2, der mit einer Batteriespannung von 12 V oder 24 V betreibbar ist, liegt darin, daß die Höhe des Anlaufstroms, der bei einem Asynchron- oder Induktionsmotor unerwünscht hoch sein kann, durch Steuerung des Wechselrichterleistungs teils 7 unter Ausführung von PWM-Steuerung oder V-F-Steuerung vermindert werden kann, oder daß durch Kombination des Asynchron- oder Induktionsmotors 2 mit einem Wechselrichter, wie dem Wechselrichterlei stungsteil 7, die Möglichkeit geschaffen wird, eine spannungsmäßig niedrige Dreiphasenwechselspannung zu erzeugen. Damit ist es auch möglich, die Leistungs fähigkeit der Transistoren 24, die das Wechselrichter leistungsteil 7 bilden, in einem annehmbaren Rahmen zu halten. Da weiterhin die Spannung der Batterie 4 unmittelbar ohne Spannungserhöhung in einem Transfor mator oder dergleichen dem Wechselrichterleistungs teil 7 zum Antrieb des Dreiphasen-Niederspannungs-In duktionsmotors 2 durch PWM-Steuerung oder V-F-Steuerung zugeführt wird, kommt es zu einer Reihe von Vorteilen, wie eine optimale Steuerung des Rotations kompressors 1 in Abhängigkeit vom Lastzustand und einem Betrieb des Rotationskompressors 1 mit hoher Effizienz.

Sieht man zusätzlich eine Umschaltfunktion für den Dreiphasen-Niederspannungs-Induktionsmotor 2 von einer Deltaverbindung in eine Stern- oder Y-Verbindung und umgekehrt vor, kann der Rotationskompressor 1 von der Batterie 4 mit Energie von 12 V oder 24 V betrieben werden.

Fig. 4 veranschaulicht die Umschaltung der Motor verbindungen. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Schalt zustand befinden sich Umschalter 44 bis 46 in einer solchen Stellung, daß die Motorwicklungen 41 bis 43 eine Stern- oder Y-Schaltung bilden. Die in Y-Schaltung dargestellten Motorwicklungen können gleichzeitig mit Hilfe der Umschalter 44 bis 46 aufgrund eines Schalt signals in die Delta-Schaltung umgeschaltet werden. Liefert das Wechselrichterleistungsteil 7 eine Drei phasenwechselspannung von 12 V, was bei einer Spannung der Batterie 4 von 12 V der Fall ist, wird der Induk tionsmotor 2 in der Delta-Schaltung betrieben, wohin gegen der Induktionsmotor 2 in der Y-Schaltung betrie ben wird, wenn das Wechselrichterleistungsteil 7 eine Dreiphasenwechselspannung von 24 V liefert, wobei dann auch die Batterie 4 eine Spannung von 24 V hat.

Durch Umschalten der Wicklungsverbindungen des Dreiphasen-Niederspannungs-Induktionsmotors 2 in der beschriebenen Weise kann der Rotationskompressor 1 mit unterschiedlichen Spannungen der Batterie 4 ge speist werden. Eine optimale Steuerung des Drei phasen-Niederspannungs-Induktionsmotors 2 in entweder der Y-Schaltung oder in der Delta-Schaltung kann er reicht werden durch ein Steuersignal auf der Grundlage eines PWM- oder V-F-Steuerausgangs der Steuerschal tung 8.

Die Umschalter 44 bis 46 können durch Relais oder andere Schaltglieder, wie FET-Transistoren oder Thyri storen, verwirklicht werden, um eine automatische Um schaltung vorzusehen. Die Schaltungsverbindung des Dreiphasen-Niederspannungs-Induktionsmotors 2 kann auch durch Stecker auf der Seite des Motors 2 bewirkt werden.

Fig. 5 zeigt ein Schaubild mit den Anschlüssen des Dreiphasen-Niederspannungs-Induktionsmotors, dessen Schaltungsverbindung mit Steckern verändert werden soll. Wird der Dreiphasen-Niederspannungs-Induktionsmotor 2 von einer Batterie 4 mit 24 V gespeist, werden die Anschlüsse 50 bis 52 so miteinander verbunden, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, um eine Stern- oder Y-Schal tung zu bilden. Wird hingegen der Induktionsmotor 2 von einer Batterie 4 mit 12 V gespeist, werden die Anschlüsse 47 und 51, die Anschlüsse 48 und 52 sowie die Anschlüsse 49 und 50 jeweils miteinander verbunden, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, um eine Delta-Schaltung zu bilden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 8 bis 11 veranschaulicht.

Fig. 8 bis 11 bilden zusammen eine Figur, die das weitere Ausführungsbeispiel eines Rotationskompressor-Steu ersystems nach der Erfindung zeigt. Teile, die mit Teilen des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 bis 3 übereinstimmen oder mit diesen Teilen ähnlich sind, sind bei beiden Ausführungsbeispielen mit denselben Bezugs zeichen gekennzeichnet. Fig. 8 bis 11 gehören wie folgt zusammen: Fig. 9 und 10 schließen sich an die linke Seite von Fig. 8 an, wobei Fig. 9 oberhalb von Fig. 10 anzuordnen wäre. Die mit (A), (B), . . . (G), (X) und (Y) in Fig. 9 und 10 dargestellten Verbindungen sind mit den in Fig. 11 gezeigten Verbindungen (A), (B), . . . (G) , (X) und (Y) elektrisch zu verbinden. Ein als Massen erzeugnis hergestellter preiswerter Allzweckmotor hoher Spannung (100 V bzw. 200 V), beispielsweise ein drei phasiger Wechselinduktionsmotor, wird als Motor 2 zum Antrieb des Rotationskompressors 1 verwendet.

Aufgrund des Umstandes, daß die Verwendung eines Motors 2, der für hohe Spannungen ausgelegt ist, wirt schaftlich günstig ist, weil ein preiswerter Allzweck motor als Motor 2 verwendet werden kann, macht das in Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel von einem sol chen Motor mit hohen Spannungen Gebrauch.

Eine Gleichrichterschaltung 12 setzt die dem Anschluß 3 zugeführte kommerzielle oder übliche Wechsel stromnetzenergie in eine Gleichspannung um, die dann dem Relaiskontakt 21-3 der automatischen Umschaltvorrich tung 5 zugeführt wird.

Ein Erhöhungsschaltteil 13 unterzieht die Gleich spannung der Batterie 4 einer Schwingung hoher Frequenz mit Hilfe einer integrierten Schwingungsschaltung und hebt die so erzeugte Schwingungsspannung mit Hilfe eines Erhöhungstransformators 36 hoher Frequenz an, um eine hohe Spannung hoher Frequenz zu erzeugen.

Ein Gleichrichterteil 14 richtet die im Erhöhungs schaltteil 13 erzeugte hohe Spannung hoher Frequenz gleich in eine Gleichspannung, die dem Relaiskontakt 21-1 der automatischen Umschaltvorrichtung 5 zugeführt wird. Die dem Relaiskontakt 21-1 zugeführte Gleichspannung wird im Erhöhungsschaltteil 13 so eingestellt, daß sie gleich der Gleichspannung ist, die auf der kommerziellen oder üblichen Netzversorgungswechselspannung abgeleitet und dem Relaiskontakt 21-3 zugeführt wird. Die Folge davon ist, daß das Wechselrichterleistungsteil 7 stets eine nahezu konstante Spannung erhält, selbst unter der Bedingung, wenn die Gleichspannung von der Netzversor gungsseite, die dem Anschluß 3 zugeführt wird, zur Gleichspannung der Batterie 4 mit Hilfe der automati schen Umschaltvorrichtung 5 umgeschaltet wird.

Eine Schutzschaltung 15 schützt das Erhöhungs schaltteil 13 dadurch, daß es einen anomalen Zustand erfaßt, beispielsweise eine Überspannung oder einen Überstrom, die oder der im Erhöhungsschaltteil 13 ver sehentlich auftreten, und dann die Schwingung der integrierten Schwingungsschaltung über einen Photo transistor anhält.

Da die Arbeitsweise des in Fig. 8 bis 11 darge stellten Ausführungsbeispiels mit dem obigen Aufbau im wesentlichen die gleiche wie diejenige des Ausfüh rungsbeispiels nach Fig. 1 bis 3 ist, allerdings mit der Ausnahme, daß die dem Wechselrichter, d. h. dem Wechselrichterleistungsteil 7, zugeführte Gleichspannung höher als diejenige des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 bis 3 ist, um mit dem Induktionsmotor 2 ein gutes Drehmomentverhalten zu erzielen, wird auf eine ausführliche Erläuterung der Arbeitsweise des Ausfüh rungsbeispiels nach Fig. 8 bis 11 verzichtet.

Wesentlich ist allerdings, daß bei dem Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 8 bis 11 die kommerzielle oder übliche Wechselstromnetzspannung nur durch Gleichrich ten in der Gleichrichterschaltung 12 in eine gleich gerichtete Gleichspannung überführt wird und anderer seits die Batteriespannung in eine Schwingung hoher Frequenz überführt wird und die resultierende Schwin gung hoher Frequenz vor der Gleichrichtung erhöht wird. Dies gestattet den Einsatz eines Transformators kleiner Größe, was mit einer Verminderung der Abmessungen des gesamten Systems einhergeht. Die Erzeugung einer Drei phasenwechselspannung für den Induktionsmotor 2 in der Höhe von 100 V oder 200 V gestattet den Einsatz handelsüblicher dreiphasiger Allzweckmotoren.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung, die sich auf einen Rotationskompressor für ein Kühlgerät beziehen, ermöglichen die Verminderung der Größe und des Gewichts des Kühlaggregats oder der Kühleinheit und die Speisung des Kühlgeräts entweder mit einer Wechselspannung oder einer Gleich spannung unter Verwendung eines automatischen Um schalters.

Weiterhin gestattet es die Erfindung, daß das Kühlgerät an Orten, wo eine kommerzielle oder übliche Netzstromversorgung zur Verfügung steht, mit der üblichen Netzwechselspannung betrieben werden kann, um die Batterie zu schonen oder eine unerwünschte Entladung zu vermeiden.

Durch Verwendung einer Steuerschaltung mit PWM-Steuerung kann ein weiches Anlaufen des Kühlgeräts sichergestellt werden.

Claims

1. Rotationskompressor-Steuersystem für ein elek trisches Kühlgerät mit einem Rotationskompressor zum Kühlen eines Innenraums des Kühlgeräts, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationskompressor-Steuersystem enthält:
eine Batterie (4) zur Lieferung von Gleichstrom energie,
einen Wechselrichter (7), dem die Gleichstrom energie der Batterie zugeführt wird und der die Gleichspannung der zugeführten Gleichstromenergie in eine Dreiphasen-Niederwechselspannung umrichtet,
einen Dreiphasen-Niederspannungs-Induktionsmotor (2) zum Antreiben des Rotationskompressors (1) mit der Dreiphasen-Niederwechselspannung vom Wechselrich ter, und
eine Steuerschaltung zum Steuern des Wechselrich ters (7) auf der Grundlage eines von außen her zuge führten Steuerbefehlssignals, wobei der Rotations kompressor von dem Dreiphasen-Niederspannungs-Induk tionsmotor angetrieben wird, der mit einer Nieder wechselspannung in der Größenordnung der Batterie spannung betrieben wird.

2. Rotationskompressor-Steuersystem für ein elek trisches Kühlgerät mit einem Rotationskompressor zum Kühlen eines Innenraums des Kühlgeräts, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationskompressor-Steuersystem enthält:
eine Batterie (4) zur Lieferung einer Gleich spannung,
einen Energieschalter (6) mit einem Gleichrichter (22) und einem Wandler (23) zum Gleichrichten einer üblichen Netzwechselspannung im Gleichrichter und zum Vermindern der Spannung der Netzwechselstromenergie auf die Spannung der Batterie in dem Wandler,
einen automatischen Umschalter (5) zum Umschalten von der Gleichspannung der Batterie (4) auf die Gleich spannung vom Energieschalter (6) und umgekehrt,
einen Wechselrichter (7), der die Gleichstrom energie von der Batterie (4) oder von dem Energieschal ter (6) über den automatischen Umschalter (5) erhält und diese Gleichstromenergie in eine Dreiphasen-Nieder wechselspannung umrichtet,
einen Dreiphasen-Niederspannungs-Induktionsmotor (2) zum Antreiben des Rotationskompressors (1) mit der vom Wechselrichter erzeugten Dreiphasen-Niederwechsel spannung, und
eine Sternerschaltung (8) zum bevorzugten Umschalten des automatischen Umschalters (5) auf die Seite des Energieumschalters (6), wenn übliche Netzwechselstrom energie zur Verfügung steht, und zum Erzeugen eines Steuersignals an den Wechselrichter auf der Grundlage eines von außen her zugeführten Steuerbefehlssignals, wobei der Rotationskompressor (1) von dem Dreiphasen-Nie derspannungs-Induktionsmotor angetrieben wird, der mit einer Batteriespannung betreibbar ist.

3. Rotationskompressor-Steuersystem für ein elek trisches Kühlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Delta/Y-Verbindungsumschalteinrichtung (44, 45, 46) zum Umschalten der Verbindung des Dreiphasen-Nie derspannungs-Induktionsmotors von einer Delta-Schaltung zu einer Y-Schaltung und umgekehrt vorgesehen ist, so daß der Dreiphasen-Niederspannungs-Induktionsmotor bei einer Batteriespannung von 12 V in der Delta-Schaltung und bei einer Batteriespannung von 24 V in der Y-Schal tung betrieben werden kann.

4. Rotationskompressor-Steuersystem für ein elek trisches Kühlgerät mit einem motorgetriebenen Rota tionskompressor zum Kühlen eines Innenraums des Kühlgeräts, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationskompressor-Steuersystem enthält:
eine Batterie (4) zur Lieferung von Gleichstrom energie,
einen Energieschalter (6) mit einem Gleichrichter (22) und einem Wandler (23) zum Gleichrichten der üb lichen Netzwechselstromenergie im Gleichrichter und zum Absenken dieser Energie auf die Batteriespannung im Wandler,
einen Wechselrichter (7), der Gleichstromenergie von der Batterie (4) oder dem Energieschalter (6) über einen automatischen Umschalter (5) erhält und die Gleichspannung der jeweils erhaltenen Gleichstromenergie in eine Dreiphasen-Wechselspannung umrichtet, die einem Motor (2) zum Antreiben des Rotationskompressors (1) zugeführt wird, und
eine Steuerschaltung (8) zum Umschalten des automa tischen Umschalters (5) bevorzugt auf die Seite des Energieschalters (6), wenn die übliche Netzwechselstrom energie zur Verfügung steht, ferner zum Erzeugen eines dem Wechselrichter (7) zugeführten optimalen Steuer signals auf der Grundlage eines Steuerbefehlssignals, das von außen her zugeführt wird, und eines Erfassungs signals, das den Zustand des Rotationskompressors (1) erfaßt, sowie zum Erzeugen eines Alarmsignals, wenn ein Erfassungssignal erfaßt wird, das einen anomalen Zustand des Motors oder eines Schaltungsteils des Steuersystems anzeigt.

5. Rotationskompressor-Steuersystem für ein elek trisches Kühlgerät mit einem motorgetriebenen Rota tionskompressor, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationskompressor-Steuersystem enthält:
eine Gleichrichterschaltung (12) zum Gleichrichten der üblichen Netzwechselspannung,
eine Batterie (4) zur Lieferung von Gleichstrom energie,
eine Erhöhungsschaltvorrichtung (13) mit einem Oszillator hoher Frequenz und einem die Oszillatorspan nung hoher Frequenz erhöhenden Wandler zum Umrichten der Gleichspannung der Batterie in eine Spannung hoher Frequenz,
einen Gleichrichter (14) zum Umrichten der Ausgangs spannung hoher Frequenz der Erhöhungsschaltvorrichtung in eine Gleichspannung, die den gleichen Spannungswert wie die aus der üblichen Netzwechselspannung in der Gleich richterschaltung gewonnene Gleichspannung hat,
einen automatischen Umschalter (5) zum Umschalten zwischen der aus der Batteriespannung gewonnenen und am Ausgang des Gleichrichters auftretenden Gleichspannung und der aus der üblichen Netzwechselspannung gewonnenen und am Ausgang der Gleichrichterschaltung auftretenden Gleichspannung, und
einen Wechselrichter (7), der die von der Gleich richterschaltung (12) oder die von dem Gleichrichter (14) erzeugte Gleichstromenergie über den automatischen Umschalter (5) erhält und die Gleichspannung dieser Gleichstromenergie in eine Dreiphasen-Wechselspannung umrichtet, die einem den Rotationskompressor (1) an treibenden Motor (2) zugeführt wird, und
eine Steuerschaltung (8) zum Umschalten des auto matischen Umschalters (5) bevorzugt auf die Seite der von der üblichen Netzwechselspannung gespeisten Gleich richterschaltung, wenn die übliche Netzwechselstrom versorgung zur Verfügung steht, ferner zum Erzeugen eines dem Wechselrichter zugeführten optimalen Steuer signals auf der Grundlage eines Steuerbefehlssignals, das von außen her zugeführt wird, und eines Erfassungs signals, das den Zustand des Rotationskompressors an gibt, sowie zum Erzeugen eines Alarmsignals, wenn ein Erfassungssignal erfaßt wird, das einen anomalen Zustand des Motors oder eines Schaltungsteils des Steuersystems anzeigt.

6. Rotationskompressor-Steuersystem für ein elek trisches Kühlgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Delta/Y-Verbindungsumschaltvorrichtung (44, 45, 46) zum Umschalten der Verbindungen eines als Motor verwendeten Dreiphasen-Induktionsmotors von einer Delta-Schaltung in eine Y-Schaltung und umgekehrt vorgesehen ist, so daß der Dreiphasen-Induktionsmotor in der Delta-Schaltung betrieben wird, wenn die Batteriespan nung 12 V beträgt, und in der Y-Schaltung betrieben wird, wenn die Batteriespannung 24 V beträgt.

7. Rotationskompressor-Steuersystem nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Dreiphasen-Niederspannungs-Induk tionsmotor ist.