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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Erfindungsgebiet
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Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage
mit einem Kompressor vom leistungsvariablen Typ, dessen Leistung
unter Verwendung eines Inverters variabel ist, und insbesondere
eine Klimaanlage, die eine verbesserte Einstelltechnik zur Einstellung
der Ausgabe der Eingangsspannungsdetektorschaltung verwendet.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Seit kurzem sind Inverter-Luftklimageräte (im folgenden
als Inverter-Klimaanlage bezeichnet) als Klimaanlagen weit verbreitet,
die in der Lage sind, die Temperatur in einem Raum oder ähnlichem
auf einen feinen Pegel einzustellen. Die Inverter-Klimaanlage ist
so ausgestaltet, daß die
Drehfrequenz eines Motors eines Kompressors in Übereinstimmung mit einer Luftklimatisierungslast
geändert
wird, die beruhend auf der Basis der Temperatur detektiert wird, welche
von einem Temperatursensor detektiert wird, wodurch die Kompressionsleistung
des Kompressors geändert
wird. Durch diesen Klimatisierungsbetrieb wird ein Raum, wie etwa
ein Zimmer oder ähnliches, in
dem optimalen Luftklimatisierzustand gehalten.
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Allgemein nimmt eine Inverter-Klimaanlage vom
Pakettyp einen offenen Schleifensteuerbetrieb unter Verwendung einer
V/f-Steuerung an, bei der der Motor beruhend auf dem Verhältnis (V/f)
einer Ausgabespannung V des Inverters (Eingabespannung des Motors)
und einer Treiberfrequenz f des Motors gesteuert wird (siehe beispielsweise GB-A-2228637).
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Wenn sich bei der oben beschriebenen
Inverter-Klimaanlage vom V/f-Steuertyp die Eingangsspannung des
Inverters ändert
(fluktuiert), ändert sich
auch die Ausgangsspannung des Inverters im wesentlichen in dem gleichen
Pegel infolge der Änderung
der Eingangsspannung bei gleichbleibender Treiberfrequenz. Angesichts
der Änderung
der Eingangsspannung des Inverters wird ein erlaubter Spannungsbereich
DV mit einer Mittelspannung C in der Mitte des Spannungsbereichs
für die
Ausgangsspannung gesetzt, um Schwierigkeiten aufgrund der Änderung
der Eingangsspannung in einem gewissen Ausmaß zu vermeiden.
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Wenn jedoch die Eingangsspannung
jenseits eines oberen Änderungsgrenzwertes
UL oder eines unteren Änderungsgrenzwertes
LL ist, treten die folgenden Probleme auf.
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Wenn die Eingangsspannung sich bei
einer niedrigen Treiberfrequenz f1, die in 7 gezeigt ist, in großem Ausmaß ändert, übersteigt die Ausgangsspannung
den oberen Grenzwert UL und somit wird eine exzessive Spannung an
den Motor angelegt, so daß der
Motor in einen Übererregungszustand
eintritt. Wenn diese Übererregung
ausgeprägt
ist, wird die Temperatur der Antriebswicklung des Motors erhöht und die
Antriebswicklung kann durchbrennen.
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Wenn andererseits die Eingangsspannung sich
in großem
Ausmaß in
einem Treiberhochfrequenzbereich f2 bis f3, der durch b in 7 gezeigt ist, ändert, geht
die Ausgangsspannung des Inverters jenseits des unteren Grenzwertes
LL, wodurch ein zu geringes Drehmoment des Motors induziert wird,
so daß die
Treibereffizienz des Inverters vermindert ist.
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Für
Inverter-Klimaanlagen für Übersee,
das heißt
bei Invertern für
den Export, müssen
diese auf der Basis der Spannungsspezifikationen ausgestaltet sein,
die mit den jeweiligen Leistungsumständen der Importländer übereinstimmt,
wobei es jedoch bezüglich
der Kosten nicht praktizierbar ist, individuelle Typen von Inverter-Klimaanlagen
zu gestalten, um die Spannungsspezifikationen der Leistungsumstände der
jeweiligen Länder
zu erfüllen.
Deshalb ist es vorzuziehen, daß die
Inverter-Klimaanlagen als ein Typ mit einem breiten Spannungsbereich
ausgestaltet werden, so daß sie
in einem breiten Spannungsbereich verwendbar sind. Jedoch werden
verschiedene kommerzielle Spannungsquellen in den jeweiligen Ländern der
Welt verwendet, und somit ist es extrem schwierig, diese Länder mit
nur einer An von Inverter-Klimaanlage zu versorgen, auch wenn diese
angesichts des Auftretens der Spannungsänderung (Fluktuation) ausgestaltet
ist, wie es vorangehend beschrieben wurde. Insbesondere wird das
oben genannte Problem aufgrund der Spannungsänderung beim Typ mit großem Bereich
der Inverter-Klimaanlage
bemerkbar.
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Auch ist es nötig, um die Inverter-Klimaanlage
vom Typ mit großem
Bereich zu schaffen, automatisch die Eingangsspannung (Eingabespannung VIN)einer
Spannungsquelle zu detektieren, mit der die Inverter-Klimaanlage
verbunden ist, um die V/f-Steuerung in Übereinstimmung mit der detektierten
Spannung VD durchzuführen.
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Angesichts des oben ausgeführten wurde bei
dieser Art bekannter Inverter-Klimaanlagen die Eingangsspannung
VIN unter Verwendung einer Eingangsspannungsdetektionsschaltung
detektiert, die eine Stepdown-Transformator/Gleichrichter-Schaltung
und eine Glättungsschaltung
umfaßte, und
dann wurde ein Detektionssignal VD (Gleichspannung), das die eingegebene
Eingangsspannung VIN darstellte, von der Eingangsspannungsdetektionsschaltung
an einen A/D-Wandlereingangsanschluß eines Mikrocomputers geliefert,
der als Steuerung in der Inverter-Klimaanlage dient, um die V/f-Steuerung
in Übereinstimmung
mit der Eingangsspannung beruhend auf dem Treibersteuerprogramm durchzuführen, das
in dem Mikrocomputer gespeichert ist.
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Bei dieser Bauweise war die Eingangsspannungsdetektionsschaltung
so ausgestaltet, daß die entsprechende
Beziehung zwischen der Eingangsspannung VIN und dem Detektionssignal
VD so eingestellt wurde, daß es
mit der Umwandlungsrate des A/D-Wandlereingabeanschlusses übereinstimmte, der
mit dem Mikrocomputer verbunden ist. Beispielsweise für die Eingangsspannung
VIN mit einer Wechselspannung von 400 Volt war die Eingangsspannungsdetektionsschaltung
so ausgestaltet, daß die Detektionsspannung
VD (Signal) gleich 3,91 Volt war.
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Jedoch liefern einige tatsächlich hergestellte Eingangsspannungsdetektionsschaltungen
nicht die Detektionsschaltung VD, die bei dem Schaltungsdesign erwartet
wurde, aufgrund von Fluktuationen in den Charakteristika der Stepdown-Transformatoren, der
Dioden der Gleichrichterschaltungen oder anderer Widerstandselemente
usw.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es,
eine Klimaanlage zu schaffen, bei der die Ausgangsspannung (Detektionsspannung)
der Eingangsspannungsdetektionsschaltung leicht eingestellt werden kann
und der Antriebsbetrieb mit hoher Präzision auf der Basis der eingestellten
Detektionsspannung durchgeführt
werden kann.
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Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, hat gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Klimaanlage vom Invertertyp Quellenspannungsdetektionsmittel zum
Detektieren einer Spannung einer Spannungsquelle, die an die Klimaanlage
angeschlossen ist, und A/D-Konversionsmittel,
die an der detektierten Quellenspannung eine A/D-Konversion durchführen und
deren Konversionsrate zuvor eingestellt worden ist, wobei die Treibfrequenz
eines Kompressors auf der Basis A/D-konvertierten Detektionsspannung
variabel gesteuert wird, wobei die A/D-Konversionsmittel Spannungseinstellmittel
aufweisen, die zwischen einem Ausgangsteil der Quellenspannungsdetektionsmittel
und einem Eingangsteil der A/D-Konversionsmittel vorgesehen sind,
und die dazu dienen, den Spannungspegel der detektierten Spannung,
die von den Quellenspannungsdetektionsmitteln ausgegeben wird, auf
einen vorbestimmten Eingangsspannungspegel einzustellen, und Überwachungsanzeigemittel
zum Anzeigen eines Übereinstimmungsgrades
zwischen dem vorbestimmten Eingangsspannungspegel der A/D-Konversionsmittel
und dem Spannungspegel der detektierten Quellenspannung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann der Spannungspegel des Detektionsausgabesignals von den Eingabe-(Quellen)-Detektionsmitteln
durch die Spannungseinstellmittel eingestellt werden, und der Übereinstimmungsgrad
zwischen dem Spannungspegel des Detektionssignals zu diesem Zeitpunkt
und dem vorbestimmten Eingangsspannungspegel der A/D-Konversionsmittel
wird überwacht
und an den Überwachungsanzeigemitteln
angezeigt. Daher kann der Detektionssignalspannungspegel auf einen
exakten Wert eingestellt werden, während ein Anzeigezustand auf
der Anzeigeeinheit zu sehen ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Gesamtkonstruktion der Klimaanlage zeigt;
die nicht durch die anhängigen
Patentansprüche
abgedeckt ist, jedoch nicht zum Stand der Technik gehört;
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2 ist
ein Schaltdiagramm, das ein Beispiel der Spannungsdetektionsschaltung
zeigt;
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3 ist
ein Diagramm, das die entsprechende Beziehung zwischen einem Abschnittsbeispiel
der Eingangsspannung und der V/f-Steuerausgleichstabelle zeigt;
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4 ist
eine Tabelle, die den Inhalt der V/f-Steuerausgleichstabelle zeigt;
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5 ist
ein Flußdiagramm,
das den Treiberbetrieb der Klimaanlage zeigt;
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6 ist
eine Kurve, die die V/f-Steuercharakteristik zeigt;
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7 ist
eine Kurve, die eine V/f-Steuercharakteristik des Standes der Technik
zeigt;
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8 ist
ein Blockdiagramm, das die Gesamtkonstruktion einer Klimaanlage
zeigt;
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9 ist
ein Schaltdiagramm gemäß der Erfindung;
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10 ist
eine Tabelle, die die entsprechende Beziehung zwischen einem Anzeigeinhalt
der LED-Anzeigeeinheit und einem Anschaltzustand zeigt; und
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11 ist
ein Diagramm, das das Innere einer Außenraumeinheit zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine bevorzugte Ausführungsform
wird unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Inverter-Klimaanlage zeigt,
die nicht durch die anhängenden
Patentansprüche
abgedeckt ist, die jedoch nicht zum Stand der Technik gehört.
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Bei der in 1 gezeigten Inverter-Klimaanlage ist
ein Konverter 1 mit einer Dreiphasen-Wechselstromquelle
(R, S, T) verbunden und wird mit dreiphasiger Wechselstromleistung
(Spannung) versorgt, um die dreiphasige Wechselstromleistung in Gleichstromleistung
umzuwandeln (gleichzurichten) und diese einem Inverter 2 zuzuführen. Der
Inverter 2 liefert dreiphasige Antriebsleistung mit einer
Frequenz entsprechend einer gegenwärtigen Luftklimatisierungslast
an einen Motor eines Kompressors 3 entsprechend einem Steuersignal
Vc mit variabler Treiberfrequenz, das von einer Steuerung 7 zugeführt wird.
Die Kompressionsleistung des Kompressors 3 wird in Überstimmung
mit der dreiphasigen Treiberleistung von dem Inverter 2 geändert, und
ein Luftklimatisierungsbetrieb vom Luftkonditionierungslastfolgertyp
wird durch Änderung
der Zirkulationsmenge des Kühlmittels
in der Klimatisiereinheit durchgeführt.
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Eine Eingangsspannungsdetektionsschaltung 6 zur
Detektion der Eingangsspannung VIN (eine Leitungsspannung zwischen
den S- und T-Phasen der dreiphasigen Wechselstromleistung (R, S und
T) bei dieser Ausführungsform)
ist mit der Eingangsseite des Konverters 1 verbunden.
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2 ist
ein Schaltdiagramm, das die Eingangsspannungsdetektionsschaltung
zeigt. Wie aus 2 zu
sehen ist, enthält
die Eingangsspannungsdetektionsschaltung 6 einen isolierenden Transformator
zur Verringerung der Eingangsspannung VIN auf eine für die darauffolgende
Signalverarbeitung geeignete Spannung, eine Brückengleichrichterschaltung 9 zum
Gleichrichten der Sekundärspannung
der verringerten Spannung und einen Kondensator und einen Widerstand,
die einen Wellenfilter zur Entfernung von Wellenkomponenten aus
der gleichgerichteten Ausgabe der Brückengleichrichterschaltung 9 bilden.
Die Eingangsspannungsdetektionsschaltung 6 gibt die Detektionsspannung
VD an den A/D-Wandlereingangsanschluß der Steuerung 7 aus.
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Die Schaltungsbauweise der Eingangsspannungsdetektionsschaltung 6 ist
nicht auf das in 2 gezeigte
Beispiel beschränkt
und, wenn nötig,
kann jede Modifikation bezüglich
der Schaltungskonstruktion vorgenommen werden. Die Steuerung 7 kann durch
einen Mikrocomputer (nicht gezeigt) gebildet sein. In diesem Fall
wird die Detektionsspannung VD dem A/D-Wandlereingabeanschluß des Mikrocomputers
zugeführt.
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Der Mikrocomputer enthält einen
ROM (Read Only Memory; Nur-Lese-Speicher), in dem das Steuerbetriebsprogramm
(nicht gezeigt) gespeichert ist, und einen weiteren ROM (Read Only
Memory; Nur-Lese-Speicher), der als Referenzmittel dient, indem
die V/f-Datenwerte, wie später
beschrieben, gespeichert sind, und zusammen steuern sie den Inverter 2 und
die Gesamtheit der Klimaanlage entsprechend einem gewünschten
Eingabesignal in geeigneter Weise (beispielsweise ein Temperaturdetektionssignal
von einem Temperatursensor zur Detektion einer Klimatisierlast oder ähnlichem).
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Die V/f-Datenwerte sind in dem ROM
in Form einer V/f-Steuerausgleichstabelle (im folgenden als "Tabelle" bezeichnet) gespeichert,
und ein Beispiel der Tabelle ist in den 3 und 4 gezeigt.
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Bei diesem Beispiel einer Klimaanlage
werden, um es der Inverter-Klimaanlage zu ermöglichen, in einem weiteren
Bereich von Eingangsspannungen VIN verwendet zu werden, drei Arten
von Tabellen TBL1, TBL2 und TBL3, wie es in 3 gezeigt ist, als die Tabelle in Übereinstimmung
mit den drei Spannungsabschnitten A, B und C für die Eingangsspannung VIN
vorgesehen. Das heißt,
der große
Eingangsspannungsbereich wird in drei Spannungsabschnitte A, B und
C unterteilt. Die Tabelle TBL1 enthält V/f-Werte für jede vorgegebene
Frequenz f in einem Spannungsbereich von 342 V bis 389 V mit einer
Steuerreferenzspannung V01 (beispielsweise 370 V) als Mitte des
Spannungsbereichs (siehe 4),
die Tabelle TBL2 hat V/f-Werte für
jede vorgegebene Frequenz f in einem Spannungsbereich von 390 V
bis 409 V mit einer Steuerreferenzspannung V02 (beispielsweise 400
V) in der Mitte des Spannungsbereichs, und die TBL3 hat V/f-Werte
für jede
vorgegebene Frequenz f in einem Spannungsbereich von 410 V bis 457
V mit einer Steuerreferenzspannung V03 (beispielsweise 430 V) in
der Mitte des Spannungsbereichs.
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Als nächstes wird der Treiberbetrieb
der Klimaanlage dieses Beispiels beschrieben.
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5 ist
ein Flußdiagramm,
das den Treiberbetrieb der Klimaanlage zeigt. Zunächst muß die von
dem Konverter 1 zugeführte
Eingangsspannung VIN ausgelesen werden, um die geeignete V/f-Steuerung
vorzunehmen. Der Auslesebetrieb der Eingangsspannung VIN wird durch
die Spannungsdetektionsschaltung 6 in einem Zustand durchgeführt, in
dem der Betrieb der Klimaanlageneinheit 4 gestoppt ist
(insbesondere während
der Betrieb der mit dem Fluß des
Kühlmittels
verbundener Teile, wie etwa dem Konverter 1, dem Inverter 2 und
dem Kompressor 3 usw. gestoppt ist) (siehe Schritte S1,
S2).
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Die Bestimmung der Eingangsspannung
VIN wird vorzugsweise auf der Basis des Mittelwerts der Spannungswerte
vorgenommen, die über
eine vorgegebene Zeitspanne ausgelesen werden. Die Detektionsspannung
Vd der Spannungsdetektionsschaltung 6 wird der Steuerung 7 eingegeben.
Die Steuerung 7 führt
die folgende Betriebssteuerung entsprechend dem in 5 gezeigten Algorithmus durch.
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Das heißt, eine der drei Tabellen,
in denen die optimalen V/f-Werte (f01 bis f03) entsprechend der
Detektionsspannung VD gespeichert sind, wird ausgewählt (Schritt
S3). Wenn die Eingangsspannung in diesem Zustand sich nicht ändert, das
heißt, wenn
die Änderungsrate
DV innerhalb eines vorgegebenen Referenzwertes Vref ist, wird der
Kompressor 3 unter Verwendung des V/f-Wertes zu diesem Zeitpunkt
entsprechend einem Treibersteuerfluß (nicht gezeigt) getrieben,
und die Schritte S3 und S4 werden wiederholt. Wenn andererseits
die Änderungsrate
DV der Eingangsspannung VIN den Referenzwert Vref übersteigt
(Schritt S4: ja), geht der Prozeß zu dem Schritt S5, um die
Eingangsspannung VIN erneut auszulesen. Zu diesem Zeitpunkt wird, um
den sicheren Betrieb beizubehalten, die Eingangsspannung VIN erneut
ausgelesen, während der
Betrieb der Klimaanlageeinheit 4 vorübergehend gestoppt wird. Es
ist jedoch nicht nötig,
den Betrieb der Klimaanlageneinheit 4 zu stoppen, wenn
die Änderung
des V/f-Wertes, die aufgrund der Änderung der Tabelle benötigt wird,
sanft durchgeführt
werden kann. In diesem Fall kann ein Programm zur moderaten Änderungen
des V/f-Wertes oder ähnliches
im Schritt S3 vorgesehen sein.
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Wie oben beschrieben wurde, wird,
wenn sich die Eingangsspannung VIN ändert, der optimal V/f-Wert
entsprechend der Eingangsspannung VIN nach der Änderung erneut ausgewählt und
dann der Luftklimatisierungsbetrieb beruhend auf dem ausgewählten optimalen
V/f-Wert durchgeführt.
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Dementsprechend wird entsprechend
der Inverter-Klimaanlage dieses Beispiels, auch wenn die Inverter-Klimaanlage
in Ländern
oder Gebieten angebracht und verwendet wird, in denen verschiedene Spannungsabschnitte,
die in 3 gezeigt sind,
jeweils angewendet werden, die geeignete und optimale Tabelle automatisch
aus den V/f-Steuerausgleichstabellen TBL1, TBL2 und TBL3 ausgewählt, um
den Spannungsbedingungen jedes Landes oder jedes Gebietes insoweit
Rechnung zu tragen, als eine der drei V/f-Steuerausgleichstabellen
für diese
Länder oder
Gebiete anwendbar ist. Deshalb kann ein weiter Betriebsbereich der
Klimaanlage durchgeführt
werden. Zusätzlich
wird sich im Gegensatz zum Stand der Technik (siehe 7) die Ausgabespannung VOUT des Inverters 2 nicht
groß ändern, und
das Fluktuationsausmaß (Änderungen)
von der Mittelspannung C in der Hoch-/Runterrichtung ist weiter verringert,
wie es in 6 gezeigt
ist, so daß keine Übererregung
und keine Beeinträchtigung
des Drehmoments des Motors des Kompressors 3 auftritt.
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Ausführungsform
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Als nächstes wird eine erfindungsgemäße Ausführungsform
der Inverter-Klimaanlage beschrieben. Die Ausführungsform ist im wesentlichen
identisch mit dem Beispiel einer Inverter-Klimaanlage mit der Ausnahme,
daß des
weiteren eine Anzeigeeinheit für
eine Selbstdiagnoseanzeige und eine Spannungseinstellung vorgesehen
sind.
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8 ist
ein Blockdiagramm, das die Gesamtkonstruktion der Ausführungsform
zeigt. Bei der folgenden Beschreibung werden die gleichen Elemente
des Beispiels einer Inverter-Klimaanlage durch die gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
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Bei der in 8 gezeigten Inverter-Klimaanlage ist
der Konverter 1 mit der dreiphasigen Wechselstromquelle
(R, S, T) verbunden und wird mit der dreiphasigen Wechselstromleistung
versorgt, um die dreiphasige Wechselstromleistung in eine Gleichstromleistung
umzuwandeln (gleichzurichten) und diese dem Inverter 2 zuzuführen. Der
Inverter 2 liefert die dreiphasige Treiberleistung mit
der Frequenz entsprechend der Luftklimatisierungslast an den Motor des
Kompressors 3 entsprechend einem Steuersignal Vc mit variabler
Treiberfrequenz, das von einer Steuerung 7 zugeführt wird.
Die Steuerung 7 erzeugt eine Steuerspannung Vc auf der
Basis einer Detektionsspannung VD der Spannungsdetektionsschaltung 6,
die zwischen der S-Phase und der T-Phase auf der Eingangsseite des
Konverters 1 geschaltet ist, und liefert die Steuerspannung
Vc an den Inverter 2. Die Kompressionsleistung des Kompressors 3 wird
in Übereinstimmung
mit der dreiphasigen Treiberleistung von dem Inverter 3 geändert, und
ein Klimatisierungsbetrieb vom Luftklimatisierungslastfolgertyp
wird durch Änderung
einer Zirkulationsmenge des Kühlmittels
in der Klimatisierungseinheit durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform
ist des weiteren eine Anzeigeeinheit 10 mit der Steuerung 7 verbunden,
und die Betriebszustände
(die einen anomalen Zustand enthalten) der jeweiligen Teile der
Inverter-Klimaanlage und die verschiedenen Einstellzustände werden
an der LED-Anzeigeeinheit 10 angezeigt.
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9 zeigt
eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
der Spannungsdetektionsschaltung 6, der Steuerung 7 und
der LED-Anzeigeeinheit 10. Wie aus 9 ersichtlich ist, enthält die Spannungsdetektionsschaltung 6 den
isolierenden Transformator 8 zur Vergrößerung der Eingangsspannung
VIN auf einen Spannungswert, der für die darauffolgende Signalverarbeitung
geeignet ist, eine Brückengleichrichterschaltung 9 zur
Gleichrichtung der Sekundärspannung
und einen Kondensator C und Widerstand R1, die als Wellenfilter
zur Entfernung einer Wellenkomponente der gleichgerichteten Ausgabe
der Brückengleichrichterschaltung 9 gebildet
sind. Des weiteren ist ein Spannungsteiler mit einem Widerstand R2
und einem variablen Widerstand 13 mit dem Ausgabeabschnitt
der Spannungsdetektionsschaltung 6 verbunden, das heißt mit der
Ausgangsstufe des Wellenfilters. Der Spannungstreiber dient als
Mittel zur Einstellung des Spannungspegels der Ausgangsspannung
der Spannungsdetektionsschaltung 6, das heißt der Detektionsspannung
VD. Eine Anschlußspannung
des Widerstands R2 und des variablen Widerstands 13 wird
dem A/D-Wandlereingangsanschluß der
Steuerung 7 eingegeben.
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Die Steuerung 7 kann ein
Mikrocomputer (nicht gezeigt) sein, und die Detektionsspannung VD wird
dem A/D-Wandlereingangsanschluß 12 des
Mikrocomputers eingegeben. Ähnlich
dem Beispiel einer Inverter-Klimaanlage enthält die Steuerung 7 einen
ROM (Read Only Memory; Nur-Lese-Speicher), in dem ein Steuerbetriebsprogramm
(nicht gezeigt) gespeichert ist, und einen weiteren ROM (Read Only Memory;
Nur-Lese-Speicher), der als Referenzmittel dient und in dem V/f-Datenwerte
gespeichert sind, wie es später
beschrieben wird, und diese zusammen und in geeigneter Weise steuern
den Inverter 2 und die Klimaanlage entsprechend einem gewünschten
Eingabesignal (Temperaturdetektionssignal von einem Temperatursensor
zur Detektion der Klimatisierungslast beispielsweise).
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Die LED-Anzeigeeinheit 10 enthält mehrere individuell
unabhängige
LED-Lampen L1 bis Ln (bei dieser Ausführungsform acht Lampen), die
linear angeordnet sind, wobei jene Lampen, die von einem Anzeigesignal
von einem Anzeigeausgangsanschluß der Steuerung 7 angezeigt
werden, angeschaltet bzw. ausgeschaltet werden.
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10 zeigt
die entsprechende Beziehung zwischen dem Anzeigeinhalt der LED-Anzeigeeinheit 10 und
den Anschaltzustand der Lampen. Wie es aus 10 zu ersehen ist, ist der Anzeigenmodus
der LED-Anzeigeeinheit 10 im wesentlichen in einen Selbstdia gnose-Anzeigemodus
M1 und einen Spannungseinstellmodus M2 unterteilt.
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Wenn viele Ventile in einer Außenraumeinheit
ausgebildet sind, wird der Fluß des
Kühlmittels unterschiedlich
und der Steuerbetrieb der Ventile kompliziert. Angesichts dieses
Falles wird der Selbstdiagnose-Anzeigemodus M1 verwendet, um einem Serviceangestellten
bei Diagnoseschwierigkeiten der Klimaanlage zu helfen.
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Die Funktion des Selbstdiagnose-Anzeigemodus
M1 wird im Anschluß unter
Bezug auf 11 beschrieben,
die die Konstruktion des Inneren der Außenseiteneinheit zeigt.
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In 11 ist
die Außenseiteneinheit
mit einem Gitter (nicht gezeigt) an der rückwärtigen Oberfläche abgedeckt
(auf der Rückseite
in 11). Außenluft
wird in die Außenseiteneinheit
durch das Gitter aufgenommen, um bei einem Außenseitenwärmetauscher (nicht gezeigt)
wärmegetauscht
zu werden, und wird dann über
ein Ablaßgitter 45 abgeblasen.
Ein länglicher
Kasten 46 für
die elektronische Ausrüstungen
ist in der Mitte der Außenseiteneinheit vorgesehen.
Der elektrische Ausrüstungskasten 46 wird
an seiner Vorderseite geöffnet
und ein Deckel des elektrischen Ausrüstungskastens (nicht gezeigt) ist
mit dem zu öffnenden
Abschnitt 47 verbunden. An der unteren Seite und auf der
Rückseite
des elektrischen Ausrüstungskastens 46 sind
verschiedene Arten von Ausrüstungen
angebracht, die eine Kühlerschaltung
bilden, wie etwa Kompressoren 10 und 11, Ventile 16 bis 26, 28, 31 bis 33 zur
Steuerung des Flusses des Kühlmittels,
das von Kompressoren entladen wird, usw.
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Bei dem elektrischen Ausrüstungskasten 46 sind
eine Anschlußplatte 50,
ein Transformator 51 usw. auf der rechten Seite angeordnet,
und eine bedruckte Tafel 34, ein Leistungs-IC 52 usw.
sind auf der linken Seite angeordnet. Das Bezugszeichen 53 repräsentiert
ein Kühlgebläse, das
auf der rückwärtigen Seite
der bedruckten Tafel 34 vorgesehen ist und dessen elektrische
Ausrüstung
kühlt.
Das Bezugszeichen 60 stellt eine Trennplatte dar, die auf
der unteren rechten Seite des elektrischen Ausrüstungskastens vorgesehen ist
und zur Abdeckung der Ausrüstungen,
die auf der rechten Seite der Außenseiteneinheit vorgesehen
sind, dient. Das Bezugszeichen 54 steht für einen
Montageständer
eines Ventils, der sich horizontal von einer Säule 55 zur rechten
Seite erstreckt, und verschiedene Arten von Ventilen 16 bis 26, 28 und 31 bis 33 sind
linear auf dem Ventilmontageständer
angeordnet.
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Wenn die Überprüfung bei der Wartung an der
Außenseiteneinheit
durchgeführt
wird, werden verschiedene Außenseiteneinheiten
und Innenraumeinheiten über
Zwischeneinheitsröhren
oder Signalleitungen miteinander verbunden und dann eine Fronttafel
und eine elektrische Ausrüstungstafel
der Außenseiteneinheit
herausgenommen, um die Außenseiteneinheit
in dem in 11 gezeigten
Zustand zu halten. Anschließend
wird ein Wartungstreiberbetrieb mit einer Fernsteuerung (nicht gezeigt)
oder ähnlichem
durchgeführt.
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Die LED-Lampen L1 bis Ln sind auf
der bedruckten Tafel 34 vorgesehen und werden ursprünglich verwendet,
um die "Selbstdiagnosefunktion" anzuzeigen, die
die Art der Anomalität
anzeigt, wenn irgendeine Anomalität in der Klimaanlage auftritt,
die die Außenseiteneinheit
enthält.
Beispielsweise zeigt, wie in 10 dargestellt
ist, wenn die erste und sechste LED-Lampe angeschaltet sind, dies
den "000Empfangsfehler" an, und wenn die
zweite und sechste Lampe angeschaltet sind, zeigt dies "DDDÜbertragungsfehler" an. Hier wird durch
Kurzschließen eines
Einstellungswechselschalters 11 (siehe 9), die auf der bedruckten Tafel 34 vorgesehen
ist, der Anzeigemodus der LED-Lampen
L1 bis Ln8 auf den Spannungseinstellanzeigemodus M2 umgeschaltet.
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Der Spannungseinstellanzeigemodus
M2 wird verwendet, um ein Übereinstimmungsausmaß anzuzeigen,
inwieweit eine Standarddetektionsspannung (beispielsweise 3,91 V)
von der Spannungsdetektionsschaltung 6 ausgegeben wird,
wenn eine Standardeinstellungsspannung (beispielsweise 400 V) als
Eingangsspannung im Inverter eingegeben wird, als Detektionsspannung
VD dem A/D-Wandlereingangsanschluß 12 der Steuerung 7 zugeführt wird,
das heißt
ob die Detektionsspannung VD, wenn die Standardeinstellspannung
dem Inverter eingegeben wird, mit der Standarddetektionsspannung übereinstimmt.
Der Grund für
die Verwendung des Spannungseinstellanzeigemodus M2 ist der folgende.
Die A/D-Wandlerrate an dem A/D-Wandlereingangsanschluß 12 der
Steuerung 7 wird im voraus eingestellt, und das V/f-Steuerausmaß, das von
der Steuerung 7 einzustellen ist, wird beruhend auf dem
A/D-gewandelten Wert der Detektionsspannung VD bestimmt, um an den
A/D-Wandlereingangsanschluß 12 angelegt
zu werden, so daß ein
Fehler des Eingangsspannungspegels an dem A/D-Wandlereingangsanschluß 12 (nämlich der
Detektionsspannung VD) einen Steuerfehler induziert. Dementsprechend
werden, um die V/f-Steuerung in Übereinstimmung
mit der zugeführten
Eingangsspannung VIN mit hoher Präzision durch die Steuerung 7 durchzuführen, die
Spannungspegel der Eingangsspannung VIN und der Detektionsspannung VD
gezwungenermaßen
genau miteinander übereinstimmen.
Deshalb kann die Detektionsspannung VD durch den veränderbaren
Widerstand 13 abgestimmt werden, um die oben genannte Forderung
zu erfüllen.
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In diesem Fall muß das Einstellungsausmaß des Widerstands 13 durch
eine Überprüfungsvorrichtung
eingestellt werden, und die Überprüfungsarbeit muß leicht
und genau durchführbar
sein. Angesichts dem oben gesagten, wird die Überprüfungsarbeit zur Überprüfung, ob
die geeignete Spannungseinstellung vorgenommen wurde, leicht durchgeführt, indem
der Anschaltzustand der LED-Anzeigeeinheit 10 in dem Spannungseinstellungsanzeigemodus
M2 betrachtet wird.
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In dem Spannungseinstellanzeigemodus werden
die LED-Lampen L1 bis L3 und die Lampen L1 bis L8 als ein Anzeigezustands-Anzeigegebiet DSP1
verwendet, und das Übereinstimmungsausmaß der Detektionsspannung
VD mit der Eingangseinstellspannung des A/D-Wandlereingangsanschlusses 12 wird
unter Verwendung der drei LED-Lampen
L1 bis L3 angezeigt. Um das Übereinstimmungsausmaß zu detektieren,
wird die Standardeinstellspannung (beispielsweise VIN = 400 V) eingestellt
und die Spannungsdetektionsschaltung 6 im voraus ausgestaltet,
um die Spannungsdetektionsspannung VD (beispielsweise 3,91 V) in
diesem Moment zu liefern. Die tatsächliche Detektionsspannung VD
der Spannungsdetektionsschaltung 6 und die Standarddetektionsspannung
VD, die vorangehend beschrieben wurden, werden miteinander unter
Verwendung eines Vergleichsprogramms verglichen, das in der Steuerung 7 vorgesehen
ist, und das Vergleichsergebnis (Differenzwert) wird an einen Anzeigeausgabeanschluß 14 ausgegeben.
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Der Anschaltzustand der Lampen L1
bis L3 wird im voraus bestimmt, wie es in 10 gezeigt. Das heißt, wenn die Detektionsspannung
VD (Standarddetektionsspannung) entsprechend der Standardeingangsspannung
dem A/D-Wandlereingabeanschluß 12 zugeführt wird,
wird nur die LED-Lampe L2 angeschaltet. Wenn die Detektionsspannung
VD leicht kleiner als die Standarddetektionsspannung VD ist, werden
die LED-Lampen L1
und L2 angeschaltet. Wenn die Detektionsspannung VD immer noch kleiner
als die Standarddetektionsspannung VD ist, wird die LED-Lampe L2,
benachbart der LED-Lampe L1 angeschaltet. Wenn andererseits die Detektionsspannung
VD leicht höher
als die Standarddetektionsspannung VD ist, werden die LED-Lampen
L2 und L3 angeschaltet und, wenn die Detektionsspannung VD wesentlich
höher als
die Standard detektionsspannung VD ist, wird die LED-Lampe L3 angeschaltet.
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Des weiteren, indem vier LED-Lampen
L5 bis L8 der LED-Lampen L1 bis L8 in einem Spannungsabschnittanzeigegebiet
DSP2 angeordnet sind, kann ein Spannungsabschnitt, in dem die gegenwärtige Eingangsspannung
VIN angeordnet ist, angezeigt werden. Die Anzeige des Spannungsabschnittsanzeigegebiets
DSP2 kann auf der Basis der Detektionsspannung identifiziert werden,
die von dem A/D-Wandlereingabeanschluß zugeführt wird, wobei ein Programm
in der Steuerung 7 verwendet wird.
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Der Selbstdiagnose-Anzeigemodus M1
und der Spannungseinstellungsanzeigemodus M2 können ineinander durch eine
An-/Aus-Betätigung
des Einstellungswechselschalters 11 in Übereinstimmung mit einem Schaltbefehlsignal
von außerhalb umgeschaltet
werden. Wenn der Einstellungswechselschalter 11 kurzgeschlossen
ist, wird ein Signal mit dem Logikpegel "L" an
die Steuerung 7 angelegt, um das entsprechende Steuerprogramm
auszuführen.
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Ähnlich
dem Beispiel einer Inverter-Klimaanlage sind die V/f-Datenwerte
zur Durchführung
der V/f-Steuerung der Inverter-Klimaanlage in dem ROM in Form von
der V/f-Steuerausgleichstabelle
(im folgenden als "Tabelle" bezeichnet) gespeichert
und ein Beispiel der V/f-Steuerausgleichstabelle ist in den 12 und 13 gezeigt.
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Ähnlich
dem Beispiel einer Inverter-Klimaanlage sind, um der Inverter-Klimaanlage
die Verwendung eines großen
Bereiches von Eingangsspannungen VIN zu erlauben, drei Arten von
Tabellen TBL1, TBL2 und TBL3 als Tabelle in Übereinstimmung mit drei Spannungsabschnitten
A, B und C für
die Eingangsspannung VIN vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform
wird angenommen, daß die
gleichen Spannungsabschnitte und Tabellen wie bei dem Beispiel einer
Inverter-Klimaanlage vorgesehen sind, und somit wird die Beschreibung
der Abschnitte und der Tabellen unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben.
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Die Tabelle TBL1 hat V/f-Werte für jede vorgegebene
Frequenz f in einem Spannungsbereich von 342 V bis 389 V mit einer
Steuerreferenzspannung V01 (beispielsweise 370 V) in der Mitte des Spannungsbereichs
(siehe 4), die Tabelle
TBL2 hat V/f-Werte
für jede
vorgegebene Frequenz f in einem Spannungsbereich von 390 V bis 409
V mit einer Steuerreferenzspannung V02 (beispielsweise 400 V) in
der Mitte des Span nungsbereichs und die TBL3 hat V/f-Werte für jede vorgegebene
Frequenz f in einem Spannungsbereich von 410 V bis 457 V mit einer
Steuerreferenzspannung V03 (beispielsweise 430 V) in der Mitte des
Spannungsbereichs.
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Als nächstes wird der Treiberbetrieb
der Inverter-Klimaanlage dieser Ausführungsform beschrieben. Bei
dieser Ausführungsform
ist der Treiberbetrieb wie bei dem Beispiel einer Inverter-Klimaanlage
und somit wird die Beschreibung des Treiberbetriebs dieser Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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Zunächst wird, um die geeignete
V/f-Steuerung durchzuführen,
die Eingangsspannung VIN, die dem Konverter 1 zuzuführen ist,
ausgelesen. Das Auslesen der Eingangsspannung VIN wird durch die Spannungsdetektionsschaltung 6 durchgeführt, während die
Klimaanlageeinheit 4 gestoppt ist (insbesondere während die
mit dem Fluß des
Kühlmittels
verbundenen Teile, wie etwa der Konverter 1, der Inverter 2,
der Kompressor 3 usw. gestoppt sind) (Schritte S11, S12).
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Die Bestimmung der Eingangsspannung
VIN wird vorzugsweise unter Verwendung des Mittelwertes der Spannungswerte
durchgeführt,
die über
eine vorgegebene Zeitspanne ausgelesen (gemessen) werden. Die Detektionsspannung
VD der Spannungsdetektionsschaltung 6 wird der Steuerung 7 eingegeben.
Die Steuerung 7 führt
die folgende Betriebssteuerung entsprechend dem Algorithmus durch,
der in 5 gezeigt ist.
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Das heißt, die Tabelle, in der die
optimalen V/f-Werte (f01 bis f03) entsprechend der Detektionsspannung
VD gespeichert sind, wird aus den drei Tabellen TBL1, TBL2 und TBL3
ausgewählt
(Schritt S13). Wenn die Eingangsspannung sich in diesem Zustand
nicht ändert,
das heißt,
wenn die Änderungsrate
DV innerhalb eines vorgegebenen Referenzwertes Vref ist, wird der
Kompressor 3 unter Verwendung des V/f-Wertes entsprechend
dem Treibersteuerfluß (nicht
gezeigt) zu diesem Zeitpunkt betrieben und die Schritte S13 und
S14 wiederholt. Wenn andererseits die Änderungsrate DV der Eingangsspannung
VIN den Referenzwert Vref übersteigt (Schritt
S14: ja), geht der Prozeß zum
Schritt S15, um die Eingangsspannung VIN erneut auszulesen. Zu diesem
Zeitpunkt wird, um den sicheren Betrieb zu gewährleisten, die Eingangsspannung
VIN erneut ausgelesen, während
der Betrieb der Klimaanlageeinheit 4 vorübergehend
gestoppt wird. Jedoch ist es nicht nötig, den Betrieb der Klimaanlageeinheit 4 zu stoppen,
wenn die Änderung
von dem V/f-Wert, die aufgrund der Änderung der Tabelle benötigt wird, sanft
durchgeführt
werden kann. In diesem Fall kann ein Programm zum moderaten Ändern des
V/f-Wertes oder ähnliches
in dem Schritt S13 vorgesehen sein.
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Wie vorangehend beschrieben wurde,
wird, wenn die Eingangsspannung VIN sich ändert, der optimale V/f-Wert
entsprechend der Eingangsspannung VIN nach der Änderung erneut ausgewählt und
dann wird der Klimatisierbetrieb auf der Basis des ausgewählten optimalen
V/f-Wertes durchgeführt.
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Dementsprechend wird, entsprechend
der Inverter-Klimaanlage dieser Ausführungsform, auch wenn die Inverter-Klimaanlage
in Ländern
oder Gebieten angeordnet und betrieben wird, in denen jeweils die
verschiedenen in 3 gezeigten
Spannungsabschnitte verwendet werden, die geeignete und optimale
Tabelle automatisch unter den V/f-Steuerausgleichstabellen TBL1,
TBL2 und TBL3 ausgewählt,
um mit den Spannungsumständen
des jeweiligen Landes oder Gebietes übereinzustimmen, insoweit als
eine der drei V/f-Steuerausgleichstabellen für diese Länder oder Gebiete anwendbar
ist. Deshalb wird ein großer
Betriebsbereich für
die Klimaanlage durchführbar.
Zusätzlich ändert sich
im Gegensatz zum Stand der Technik (siehe 7) die Ausgangsspannung VOUT des Inverters 2 nicht
groß,
und das Fluktuationsausmaß (Änderung)
von der Mittelspannung C in der Hoch-/Runterrichtung ist weiter
verringert, wie es in 6 gezeigt
ist, so daß keine Überanregung
und kein Mangel an Drehmoment bei dem Motor des Kompressors 3 auftritt.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform
werden die LED-Lampen für
die Anzeigeeinheit verwendet. Die Anzeigeeinheit dieser Erfindung
ist jedoch nicht auf LED-Lampen
beschränkt
und jede Modifikation bezüglich
der Anzeigeeinheit kann vorgenommen werden. Beispielsweise kann
eine Flüssigkristallanzeige
als Anzeigeeinheit verwendet werden.
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Wie vorangehend beschrieben wurde,
enthält
die Steuerung die Referenzmittel, in denen die V/f-Datenwerte entsprechend
der Eingangsspannungen gespeichert sind und steuert den Treiberbetrieb auf
der Basis der optimalen V/f-Datenwerte in Übereinstimmung mit der Änderung
der Eingangsspannung, so daß die
optimale V/f-Steuerung zu jedem Zeitpunkt durchgeführt werden
kann, unabhängig von
einem großen
Bereich der Spannungsänderung. Zusätzlich kann
erfindungsgemäß die Detektionsspannung
der Eingangsspannungsdetektionsschaltung leicht eingestellt werden,
so daß ein
hochpräziser V/f-Treiberbetrieb
auf der Basis der Einstellungsdetektionsspannung in Übereinstimmung
mit verschiedenen Eingangsspannungen durchgeführt werden kann.