JP2000130824A

JP2000130824A - 空気調和機の制御装置

Info

Publication number: JP2000130824A
Application number: JP10301168A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Takada; 茂生高田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】並列接続された圧縮機のうち、商用電源で駆
動される同期型モータの起動、停止を簡易に行うこと。【解決手段】商用電源ＡＣと、商用電源ＡＣの出力を
もとに所望のインバータ出力を生成するインバータ回路
ＩＮＶと、圧縮機１Ａ，１Ｂが用いる各同期型モータに
対する電源としての商用電源とインバータ出力とを切り
替えるスイッチ５Ａ〜５Ｃと、商用電源ＡＣの位相を検
出する電源位相検出部１８と、インバータ出力の位相を
電源位相検出部１８が検出した位相に調整するインバー
タ出力位相調整部１９と、同期型モータに対する電源を
商用電源出力によって駆動する場合、当該同期型モータ
の起動および停止をインバータ出力によって行い、イン
バータ出力位相調整部１９によって調整されたインバー
タ出力が少なくとも商用電源出力の位相に一致した後に
スイッチ５Ａ〜５Ｃの切替を行う電源切替制御部２４と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の制御
装置に関し、特に同期型モータを用いて圧縮機を運転す
る空気調和機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、特にビル用途等での複数室内
機対応の空気調和機では、圧縮機を複数台並列接続した
構成としている。このような圧縮機を複数台並列接続し
た空気調和機では、例えば、図１０に示すように、圧縮
機１Ａ，１Ｂのうち、圧縮機１Ａは誘導型モータを用い
て駆動し、圧縮機１Ｂは誘導型モータまたは同期型モー
タを用いて駆動される。

【０００３】図１０において、並列接続された圧縮機１
Ａ，１Ｂによって圧縮された冷媒２６は冷媒配管２７を
介して凝縮器２に送られ、凝縮器２によって凝縮された
冷媒２６は、並列接続された蒸発器４Ａ，４Ｂにそれぞ
れ対応して直前に直列接続された絞り弁３Ａ，３Ｂに連
通し、その後冷媒は、この絞り弁３Ａ，３Ｂを介して蒸
発器４Ａ，４Ｂに送り込まれ、蒸発され、再び並列接続
された圧縮機１Ａ，１Ｂに循環する。

【０００４】圧縮機１Ａは上述したように誘導型モータ
によって駆動され、その電源は商用電源ＡＣがスイッチ
５Ａを介してそのまま用いられる。一方、圧縮機１Ｂ
は、インバータ回路ＩＮＶを介して出力されるインバー
タ出力によって制御される誘導型モータまたは同期型モ
ータによって駆動され、可変速制御がなされる。すなわ
ち、インバータ回路ＩＮＶは、整流器６を介して商用電
源ＡＣを整流し、直流リアクトル７および直流平滑コン
デンサ８からなる平滑回路によって整流された電気エネ
ルギーを平滑する。この平滑された直流出力は、トラン
ジスタあるいはＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトラ
ンジスタ）等のパワー半導体デバイス等によって実現さ
れる逆変換器９によって所望のインバータ出力を生成す
る。

【０００５】この生成されたインバータ出力は、圧縮機
１Ｂの誘導型モータまたは同期型モータに加えられ、イ
ンバータ出力に対応した可変速制御がなされる。このイ
ンバータ出力は、図示しない制御部からの制御指示によ
って出力電圧設定部２０に対する出力電圧値および出力
周波数設定部２１に対する出力周波数値が設定され、Ｐ
ＷＭ演算部２２は、これらの出力電圧値および出力周波
数値に従ってＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成する。
ＰＷＭ信号のパルス幅は出力電圧値に応じて変化し、繰
り返し周波数は出力周波数値に応じて変化し、誘導型モ
ータまたは同期型モータの速度が制御される。逆変換器
演算部２３は、ＰＷＭ演算部２２から出力されたＰＷＭ
信号に従い、逆変換器９に対応したゲート信号を逆変換
器９に印加し、所望のインバータ出力が得られる。

【０００６】この図１０に示す従来の空気調和機では、
図１１に示すように、誘導型モータによって駆動される
圧縮機１Ａの固定圧縮能力ＬＡと、インバータ出力で制
御される誘導型モータまたは同期型モータによって駆動
される圧縮機１Ｂの可変圧縮能力ＬＢとを組み合わせる
ことによって、無段階の大容量の空気調和機の制御を可
能としている。すなわち、必要空調能力が比較的小さな
範囲では、圧縮機１Ａを停止し、圧縮機１Ｂのみを用い
て誘導型モータまたは同期型モータを可変速（周波数）
制御することによって空調能力を調整し、必要空調能力
が比較的大きな範囲では、圧縮機１Ａを駆動させるとと
もに圧縮機１Ｂをも駆動させて、必要空調能力（曲線Ｌ
Ｌ）を達成している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、同期型モー
タを用いると誘導型モータを用いる場合に比して高効率
で周波数制御によって当該同期型モータを可変速制御す
ることができ、この結果同期型モータを用いた圧縮機の
圧縮能力をも周波数によって可変制御することができる
ことから、必要空調能力に対応した必要最小限の圧縮を
行えば良く、非常に効率的な空気調和機の制御を達成で
きることになる。

【０００８】このため、近年、家庭用の小型空気調和機
等のように圧縮機が１台構成の小容量の場合には、同期
型モータを用いた圧縮機が盛んに用いられ、この同期型
モータをインバータ制御するものが増大している。

【０００９】しかし、大容量の空気調和機を、この同期
型モータを用いてインバータ制御する場合で圧縮機を１
台構成によって実現しようとすると、永久磁石型および
リアクタンストルク使用型の高効率の同期型モータの制
作が困難であるという問題点があった。

【００１０】一方、大容量の空気調和機を、図１０に示
すように複数の圧縮機を並列接続し、これらの圧縮機を
全て同期型モータで駆動しようとしても、商用電源ＡＣ
を用いて同期型モータを起動させることは困難である。
なお、同期型モータの起動方法としては、一般に誘導巻
線を付加して誘導機として起動させる等の方法が知られ
ているが、この方法では、同期型モータの大型化、複雑
化を免れない。

【００１１】また、この場合、圧縮機を並列接続させる
場合で、図１０に示すように一部の圧縮機のみを誘導型
モータで駆動させる場合も考えられるが、誘導モータを
用いる以上、効率化の向上には限界がある。

【００１２】さらに、並列接続された全ての圧縮機に対
して同期型モータを用いてインバータ制御する場合に
は、各同期型モータに対して各別にインバータ制御装置
を設ける必要があり、制御装置の大型化、複雑化を招く
という問題点があった。

【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、商用電源で駆動される同期型モータの起動、停止
を簡易に行うことができ、特に同期型モータを用いて駆
動される並列接続された複数の圧縮機が使用される空気
調和機における当該商用電源で駆動される同期型モータ
の起動、停止を簡易に行うことができる空気調和機の制
御装置を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、同期型モータで駆動される１以上の圧
縮機とこれらの圧縮機による圧縮によって冷媒を凝縮す
る凝縮器と冷媒の流通を制限する絞り弁と前記凝縮器に
よって凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器とが冷媒配管
によって連通される空気調和機の制御装置において、商
用電源と、前記商用電源の出力をもとに所望のインバー
タ出力を生成するインバータ制御手段と、前記１以上の
圧縮機が用いる各同期型モータに対する電源としての前
記商用電源による商用電源出力と前記インバータ制御手
段によるインバータ出力とを切り替える切替手段と、前
記商用電源の位相を検出する位相検出手段と、前記イン
バータ制御手段が生成するインバータ出力の位相を前記
位相検出手段が検出した位相に調整する位相調整手段
と、前記同期型モータに対する電源を商用電源出力によ
って駆動する場合、当該同期型モータの起動および停止
を前記インバータ出力によって行い、前記位相調整手段
によって調整された前記インバータ出力が少なくとも前
記商用電源出力の位相に一致した後に前記切替手段の切
替を行う制御手段とを具備したことを特徴とする。

【００１５】この発明では、制御手段が、同期型モータ
に対する電源を商用電源出力によって駆動する場合、こ
の同期型モータを起動および停止をインバータ出力によ
って行い、このインバータ出力と商用電源出力との切替
を少なくともインバータ出力の位相と商用電源出力との
位相が一致した後に行うようにしている。特に、複数の
圧縮機が用いる同期型モータに対する出力切替を行う場
合、１つのインバータ制御手段を構成するのみでよい。

【００１６】また、インバータ制御手段は、少なくとも
１台の圧縮機に対する可変速運転を行うことができ、商
用電源駆動による圧縮機の固定速運転とを重ね合わせる
ことにより、連続的な空調能力制御が可能となる。

【００１７】さらに、１台の圧縮機の構成である場合、
この圧縮機に対してインバータ出力と商用電源出力とを
切り替えることができるので、この切替を行った場合
は、固定速運転を実現し、この切替を行わずにインバー
タ出力のみで圧縮機を駆動させる場合には、可変速運転
が実現される。

【００１８】つぎの発明は、前記商用電源出力端と前記
インバータ出力端との間に交流リアクトルをさらに設
け、前記制御手段は、前記切替手段による前記商用電源
出力と前記インバータ出力との切替時に少なくとも当該
商用電源出力と当該インバータ出力とが同時に出力する
期間を設けることを特徴とする。

【００１９】この発明では、商用電源出力とインバータ
出力とが同時に出力される期間を設けて切り替えられ、
この切替時に交流リアクトルが電源間の環流電流を抑制
する。

【００２０】つぎの発明は、前記制御手段が、商用電源
出力を用いる前記同期型モータを起動する場合、当該同
期型モータに対するインバータ出力をほぼ零の周波数か
ら起動時間経過に伴って周波数を高くし、前記位相調整
手段によって当該インバータ出力の位相と前記商用電源
出力の位相とを一致させた後に、当該同期型モータに対
する電源を前記インバータ出力から前記商用電源出力に
切り替えることを特徴とする。

【００２１】この発明では、同期型モータを用いた圧縮
機を起動する際、常に変化幅に上限を持たせ、インバー
タ出力を時間経過に伴って徐々に同期型モータの回転を
増速して、不安定な過渡現象を抑制する。

【００２２】つぎの発明は、前記凝縮器と前記絞り弁と
前記蒸発器とをバイパスするバイパス管と、前記バイパ
ス管内を流れる冷媒の流通を制限するバイパス弁とをさ
らに具備し、前記制御手段は、前記同期型モータの起動
時に前記バイパス弁を開にし、当該同期型モータを用い
る圧縮機に対する流路抵抗を低減させることを特徴とす
る。

【００２３】この発明では、同期型モータを用いた圧縮
機を起動する際、バイパス管を開にして冷凍サイクル上
の負荷を低減し、ひいては圧縮機の同期型モータに対す
る負荷を軽減して、起動時における同期型モータの同期
はずれを抑制する。

【００２４】つぎの発明は、前記制御手段が、前記同期
型モータの起動時に前記絞り弁の開度を通常運転時に比
して大きくすることを特徴とする。

【００２５】この発明では、同期型モータの起動時に、
絞り弁の開度を通常運転時に比して大きくし、冷凍サイ
クル上の負荷を低減し、ひいては圧縮機の同期型モータ
に対する負荷を軽減して、起動時における同期型モータ
の同期はずれを抑制する。

【００２６】つぎの発明は、前記制御手段が、商用電源
出力を用いる前記同期型モータを停止する場合、前記位
相調整手段によって当該商用電源出力の位相と前記イン
バータ出力との位相とを一致させた後に、当該同期型モ
ータに対する電源を前記商用電源出力から前記インバー
タ出力に切り替え、その後当該同期型モータに対するイ
ンバータ出力を時間経過に伴って当該一致した周波数か
らほぼ零の周波数まで低下させて、当該インバータ出力
をオフにすることを特徴とする。

【００２７】この発明では、同期型モータを用いた圧縮
機を停止する際、常に変化幅の上限を持たせ、インバー
タ出力を時間経過に伴って徐々に同期型モータの回転を
減速して不安定な過渡現象を抑制する。

【００２８】つぎの発明は、前記凝縮器と前記絞り弁と
前記蒸発器とをバイパスするバイパス管と、前記バイパ
ス管内を流れる冷媒の流通を制限するバイパス弁とをさ
らに具備し、前記制御手段は、前記同期型モータの停止
時に前記バイパス弁を開にし、当該同期型モータを用い
る圧縮機に対する流路抵抗を低減させることを特徴とす
る。

【００２９】この発明では、同期型モータを用いた圧縮
機を停止する際、バイパス管を開にして冷凍サイクル上
の負荷を低減し、ひいては圧縮機の同期型モータに対す
る負荷を軽減して、停止時における同期型モータの同期
はずれを抑制する。

【００３０】つぎの発明は、前記制御手段が、前記同期
型モータの停止時に前記絞り弁の開度を通常運転時に比
して大きくすることを特徴とする。

【００３１】この発明では、同期型モータの停止時に、
絞り弁の開度を通常運転時に比して大きくし、冷凍サイ
クル上の負荷を低減し、ひいては圧縮機の同期型モータ
に対する負荷を軽減して、停止時における同期型モータ
の同期はずれを抑制する。

【００３２】つぎの発明は、前記制御手段が、前記同期
型モータの起動時または停止時における前記絞り弁の開
度の大きさを所定の変化率で変化させることを特徴とす
る。

【００３３】この発明では、同期型モータを用いた圧縮
機を起動または停止する際、常に変化幅の上限を持た
せ、インバータ出力の時間経過に伴って徐々に絞り弁の
開度の大きさを所定の変化率で変化させて、不安定な過
渡現象を抑制する。

【００３４】つぎの発明は、前記制御手段が、前記同期
型モータの起動時または停止時に、前記凝縮器および前
記蒸発器に備えられた各送風機の風量を所定の変化率で
変化させることを特徴とする。

【００３５】この発明では、同期型モータを用いた圧縮
機を起動または停止する際、常に変化幅の上限を持た
せ、インバータ出力の時間経過に伴って徐々に凝縮器お
よび蒸発器に備えられた送風機の風量を所定の変化率で
変化させて、不安定な過渡現象を抑制する。

【００３６】つぎの発明は、前記制御手段が、前記同期
型モータの起動あるいは停止を行う場合、各同期型モー
タ毎に行うことを特徴とする。

【００３７】この発明では、各同期型モータのインバー
タ出力と商用電源出力との切替を含む制御が個別に行わ
れ、段階的に電源出力切替が実現される。

【００３８】つぎの発明は、各圧縮機のうちの少なくと
も１機の同期型モータが、インバータ出力による周波数
制御によって可変速制御されることを特徴とする。

【００３９】この発明では、少なくとも１機の同期型モ
ータが可変速制御され、この１機の同期型モータを用い
る圧縮機の可変空調能力と、他の商用電源出力で駆動さ
れる圧縮機の固定空調能力とを組み合わせると、所望の
必要空調能力の出力を連続的に実現することができる。

【００４０】つぎの発明は、前記圧縮機毎の運転状態を
確認する運転状態確認手段をさらに具備し、前記制御手
段は、各圧縮機に対応する運転状態確認手段が、当該圧
縮機が運転停止であると確認した場合には、前記当該圧
縮機の同期用モータに対する全ての電源供給をオフにす
ることを特徴とする。

【００４１】この発明では、同期はずれが生じた場合
に、一旦圧縮機を停止状態にし、再起動等のつぎのステ
ップの準備を整える。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明にか
かる空気調和機の制御装置の好適な実施の形態について
詳細に説明する。

【００４３】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１にかかる空気調和機の制御装置の構成を示す図であ
る。図１において、この空気調和機における並列接続さ
れた圧縮機１Ａ，１Ｂは、ともに同期型モータによって
駆動される圧縮機である。ここで、圧縮機１Ａは、商用
電源ＡＣの出力によって駆動され、圧縮機１Ｂは、イン
バータ回路ＩＮＶの出力によって駆動される。

【００４４】並列接続された圧縮機１Ａ，１Ｂによって
圧縮された冷媒２６は冷媒配管２７を介して凝縮器２に
送られ、凝縮器２によって凝縮された冷媒２６は、並列
接続された蒸発器４Ａ，４Ｂにそれぞれ対応して直前に
直列接続された絞り弁３Ａ，３Ｂに連通し、その後冷媒
は、この絞り弁３Ａ，３Ｂを介して蒸発器４Ａ，４Ｂに
送り込まれ、蒸発され、再び並列接続された圧縮機１
Ａ，１Ｂに循環する。

【００４５】バイパス管２８は、凝縮器２と絞り弁３
Ａ，３Ｂと蒸発器４Ａ，４Ｂとをバイパスする短絡管で
あり、バイパス管２８上のバイパス弁１１によってバイ
パスされる冷媒の流通が制限される。

【００４６】バイパス弁１１は、バイパス弁開度制御部
１４によってその開度、すなわち開き具合が制御され、
開度が小さければ冷媒の流通が制限されることになる。
逆に、バイパス弁１１の開度が大きい場合には、圧縮機
１Ａ，１Ｂによって圧縮された冷媒は凝縮器２、絞り弁
３Ａ，３Ｂ、および蒸発器４Ａ，４Ｂをほとんど流通す
ることなく、単にこのバイパス弁１１を通過するのみで
あるので、圧縮器１Ａ，１Ｂにかかる負荷が軽減される
ことになる。

【００４７】凝縮器２には、凝縮器用の送風機１２が備
えられ、この風量調節は、凝縮器用送風機風量制御部１
５によって行われる。絞り弁３Ａ，３Ｂは、それぞれ対
応する蒸発器４Ａ，４Ｂへの冷媒の流量を制限する弁で
あり、絞り弁開度制御部１６によってその開度が制御さ
れる。蒸発器４Ａ，４Ｂには、それぞれ蒸発器用の送風
機１３Ａ，１３Ｂが備えられ、この風量調節は、蒸発器
用送風機風量制御部１７によって行われる。

【００４８】電源切替制御部２４は、商用電源ＡＣから
の商用電源出力を圧縮機１Ａの同期用モータに供給する
スイッチ５Ａ、インバータ回路ＩＮＶからのインバータ
出力を交流リアクトル１０を介して圧縮機１Ａの同期用
モータに供給するスイッチ５Ｂ、およびインバータ回路
ＩＮＶからのインバータ出力を圧縮機１Ｂに供給するス
イッチ５Ｃをそれぞれオン、オフする制御を行う。な
お、交流リアクトル１０は、スイッチ３Ａの出力端と圧
縮機１Ａとの間の接続点Ｐ１と、スイッチ５Ｂの出力端
との間に接続され、スイッチ５Ａとスイッチ５Ｂとが共
にオンとなる状態での電圧差によって、それぞれ過大な
電流が電源間を環流するのを防止している。

【００４９】インバータ回路ＩＮＶは、整流器６を介し
て商用電源ＡＣを整流し、直流リアクトル７および直流
平滑コンデンサ８からなる平滑回路によって整流された
電気エネルギーを平滑する。この平滑された直流出力
は、トランジスタあるいはＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイ
ポーラトランジスタ）等のパワー半導体デバイス等によ
って実現される逆変換器９によって所望のインバータ出
力を生成する。この生成されたインバータ出力は、スイ
ッチ５Ｃを介して圧縮機１Ｂの同期型モータに加えられ
て、インバータ出力に対応した可変速制御がなされ、ま
たはスイッチ５Ｂおよび交流リアクトル１０を介して圧
縮機１Ａの同期型モータに加えられて、圧縮機１Ａの起
動、停止がなされる。

【００５０】このインバータ回路ＩＮＶでは、図示しな
い電源切替制御部２４からの制御指示によって出力電圧
設定部２０に対する出力電圧値および出力周波数設定部
２１に対する出力周波数値が設定され、ＰＷＭ演算部２
２は、これらの出力電圧値および出力周波数値に従って
ＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成する。ＰＷＭ信号の
パルス幅は出力電圧値に応じて変化し、繰り返し周波数
は出力周波数値に応じて変化し、同期型モータの速度が
制御される。逆変換器演算部２３は、ＰＷＭ演算部２２
から出力されたＰＷＭ信号に従い、逆変換器９に対応し
たゲート信号を逆変換器９に印加し、所望のインバータ
出力が得られる。

【００５１】電源位相検出部１８は、商用電源ＡＣの位
相を検出し、インバータ出力位相調整部１９は、電源位
相検出部１８の検出位相をＰＷＭ演算部２２が生成する
ＰＷＭ信号のインバータ位相に一致させる調整を行う。
このインバータ出力位相調整部１９の調整結果は電源切
替制御部２４に通知される。

【００５２】一方、圧縮機１Ａ，１Ｂには、それぞれ運
転確認部２５Ａ，２５Ｂが接続され、各運転確認部２５
Ａ，２５Ｂは、各圧縮機１Ａ，１Ｂの運転状態、すなわ
ち各圧縮機１Ａ，１Ｂが運転中か、停止中かを検出し、
その検出結果は電源切替制御部２４に通知される。

【００５３】なお、制御部Ｃは、電源切替制御部２４、
バイパス弁開度制御部１４、凝縮器用送風機風量制御部
１５、絞り弁開度制御部１６、および蒸発器用送風機風
量制御部１７の全体制御を行う。この際、制御部Ｃは、
操作部３０からの入力指示に基づいた制御も行う。

【００５４】電源切替制御部２４は、上述したようにス
イッチ５Ａ〜５Ｃのオン、オフ制御を行うが、特に圧縮
機１Ａの同期型モータの起動制御を行う。その概要は、
まず、スイッチ５Ｂをオンし、インバータ回路ＩＮＶか
らのインバータ出力を圧縮機１Ａに接続し、ほぼ零に近
い周波数をもった低速のインバータ出力によって起動さ
せ、その後、インバータ出力位相調整部１９から商用電
源の位相とインバータ出力の位相とが一致した通知を受
けると、スイッチ５Ａをオンにする。そして、この商用
電源出力とインバータ出力とが同時に圧縮機１Ａに印加
されているタイミングを得た後、スイッチ５Ｂをオフに
して、インバータ出力を切断し、商用電源出力のみで圧
縮機１Ａの同期型モータを定速駆動させる。

【００５５】この図１に示す空気調和機では、図１１に
示したように、圧縮機１Ａの固定圧縮能力ＬＡと、圧縮
機１Ｂの可変圧縮能力ＬＢとを組み合わせることによっ
て、無段階の大容量の空気調和機の制御を可能としてい
る。すなわち、必要空調能力が比較的小さな範囲では、
圧縮機１Ａを停止し、圧縮機１Ｂのみを用いて同期型モ
ータを可変速（周波数）制御することによって空調能力
を調整し、必要空調能力が比較的大きな範囲では、圧縮
機１Ａを駆動させるとともに圧縮機１Ｂをも駆動させ
て、必要空調能力（曲線ＬＬ）を達成している。

【００５６】ここで、図２に示すように、電源切替制御
部２４は、３つのスイッチ５Ａ〜５Ｃを有しているた
め、各スイッチのオン、オフ状態によって８つの状態パ
ターンが考えられる。

【００５７】図２において、まず、スイッチ５Ａ〜５Ｃ
の全てがオフのとき、圧縮機１Ａ，１Ｂはともに停止状
態である。スイッチ５Ｂのみがオンのときは、圧縮機１
Ａが起動状態である。スイッチ５Ａおよび５Ｂがオンの
ときは、圧縮機１Ａの起動状態から運転状態への切替時
期である。スイッチ５Ａのみがオンのときは、圧縮機１
Ａのみが運転状態である。すなわち、圧縮機１Ａが商用
電源出力によって駆動されている状態であり、固定速運
転状態である。スイッチ５Ａ，５Ｃがオンのときは、圧
縮機１Ａ，１Ｂがともに運転状態である。スイッチ５Ｃ
のみがオンのときは、圧縮機１Ｂのみが運転状態であ
り、このときは、可変速運転状態である。

【００５８】ここまでの状態パターンが通常使われるパ
ターンであるが、つぎのような状態パターンも可能であ
る。すなわち、スイッチ５Ｂ、５Ｃをオン状態にした場
合である。この場合は、商用電源の周波数以上で高速に
同時に２つの圧縮機１Ａ，１Ｂをインバータ出力によっ
て制御することになる。また、スイッチ５Ａ〜５Ｃの全
てをオン状態にした場合である。この場合は、商用電源
の周波数で同時に２つの圧縮機１Ａ，１Ｂをインバータ
出力と商用電源出力とによって固定速運転する場合であ
る。但し、これら後者の状態パターンは、同じインバー
タ出力を圧縮機１Ａ，１Ｂともに出力しなければならな
いので、インバータ回路ＩＮＶの容量が大きいことが必
要である。

【００５９】このように実施の形態１では、インバータ
回路ＩＮＶからのインバータ出力を圧縮機１Ｂおよび圧
縮機１Ａに切替出力するようにしているので、圧縮機１
台分の容量をもつインバータ回路ＩＮＶ１台を備えるの
みで複数台の同期型モータを用いた圧縮機を商用電源駆
動用として用いることができる。

【００６０】また、インバータ出力と商用電源との間に
交流リアクトル１０を設けているので、インバータ出力
と商用電源出力との切替時に電源間の環流電流を防止す
ることができるとともに、切替時にインバータ出力と商
用電源出力とをともに用いる重なり時間を設けることが
できるので、安定した運転を可能とする。

【００６１】さらに、インバータ回路ＩＮＶは最終的に
は１台の圧縮機、ここでは圧縮機１Ｂを可変速運転する
ことができるので、連続的な空調能力制御が可能とな
り、効率的な運転ができる。

【００６２】実施の形態２．つぎに、図３のフローチャ
ートを参照して、図１に示す空気調和機の制御装置に対
応した実施の形態２にかかる圧縮機１Ａの起動処理につ
いて説明する。

【００６３】図３において、まず制御部Ｃは、圧縮機１
Ａを起動するかを判断する（ステップＳ１）。圧縮機１
Ａを起動しない場合は、制御部Ｃの制御のもとに電源切
替制御部２４が出力周波数ｆを０に設定し（ステップＳ
２）、ステップＳ１に戻る。

【００６４】一方、ステップＳ１で圧縮機１Ａを起動す
る場合、電源切替制御部２４は、スイッチ５Ｂをオンに
し（ステップＳ３）、さらに、制御部Ｃは、バイパス弁
開度制御部１４を介してバイパス弁１１を開にする（ス
テップＳ４）。さらに、制御部Ｃは、絞り弁開度制御部
１６を介して絞り弁３Ａ，３Ｂの開度を最大にする（ス
テップＳ５）。さらに、電源切替制御部２４は、設定周
波数ｆに所定値の増分周波数Δｆを加え、この増分周波
数Δｆを加えた周波数を出力周波数ｆに設定する（ステ
ップＳ６）。

【００６５】その後、電源切替制御部２４は、ステップ
Ｓ６で設定した出力周波数ｆが商用電源ＡＣの周波数、
例えば５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚと同じであるか否かを
判断し（ステップＳ７）、同じでない場合は、所定時間
経過した後にステップＳ７に戻る（ステップＳ８）。

【００６６】一方、ステップＳ７で、出力周波数ｆと商
用電源ＡＣの周波数とが同じである場合、電源切替制御
部２４は、さらにインバータ出力位相調整部１９に対し
て、ＰＷＭ演算部２２が生成したＰＷＭ信号の位相を、
電源位相検出部１８が検出した検出位相に一致させる調
整を行わせる（ステップＳ９）。

【００６７】その後さらに、このインバータ出力位相調
整部１９からの通知をもとに、電源切替制御部２４は、
ＰＷＭ演算部２２が出力した位相と電源位相検出部１８
が検出した検出位相とが同じであるか否かを判断する
（ステップＳ１０）。位相が一致していない場合には、
所定時間経過した後、ステップＳ１０に戻る（ステップ
Ｓ１１）。

【００６８】一方、ステップＳ１０で位相が一致したと
判断した場合、電源切替制御部２４は、スイッチ５Ａを
オンにする（ステップＳ１２）。さらに、所定時間が経
過したか否かを判断し（ステップＳ１３）、所定時間が
経過しない場合は、ステップＳ１３に移行して、所定時
間が経過するまで判断処理を繰り返す。この所定時間が
商用電源出力とインバータ出力とがともに圧縮機１Ａに
印加されるタイミング期間である。

【００６９】ステップＳ１３で所定時間経過した後、電
源切替制御部２４は、スイッチ５Ｂをオフにし（ステッ
プＳ１４）、制御部Ｃは、バイパス弁開度制御部１４を
介してバイパス弁を開にし（ステップＳ１５）、さら
に、絞り弁開度制御部１６を介して絞り弁３Ａ，３Ｂを
通常運転時の開度に設定し（ステップＳ１６）、本処理
を終了する。

【００７０】この実施の形態２では、パイパス弁開度制
御部１４および絞り弁開度制御部１６の制御によって、
商用電源駆動用の圧縮機１Ａを起動する際に空気調和機
の冷凍サイクル上の負荷を低減し、同期型モータの同期
はずれの発生を起こしにくくし、安定してインバータ出
力から商用電源出力に切り替えることができる。

【００７１】また、実施の形態２では、圧縮機の起動時
負荷を軽減することができるため、インバータ回路ＩＮ
Ｖのインバータ容量を商用電源駆動の圧縮機の定格容量
に比して小さく抑えることができる。

【００７２】なお、バイパス弁１１の開閉を徐々に行う
ことにより、冷媒の流通に生じる過渡現象が抑制される
ため、上述した効果が増すことになるのは言うまでもな
い。また、インバータ出力周波数を商用電源周波数以下
で運転継続して、圧縮機を可変速制御できることも言う
までもない。

【００７３】実施の形態３．つぎに、図４に示すフロー
チャートを参照して、実施の形態３にかかる圧縮機１Ａ
の停止処理について説明する。

【００７４】図４において、まず、制御部Ｃは、圧縮機
１Ａの運転を停止するか否かを判断する（ステップＳ２
１）。停止しない場合は、本処理を終了する。一方、圧
縮機１Ａの運転を停止する場合、制御部Ｃは、バイパス
弁開度制御部１４を介してバイパス弁１１を開にする
（ステップＳ２２）。さらに、制御部Ｃは、絞り弁開度
制御部１６を介して絞り弁３Ａ，３Ｂの開度を最大にす
る（ステップＳ２３）。その後、出力周波数ｆを商用電
源の周波数に設定する（ステップＳ２４）。そして、イ
ンバータ出力位相調整部１９に対して、ＰＷＭ演算部２
２の出力位相を、電源位相検出部１８が検出した検出位
相に一致させる調整を行わせる（ステップＳ２５）。

【００７５】その後、ＰＷＭ演算部２２の出力位相と電
源位相検出部１８が検出した検出位相とが一致したか否
かを判断し（ステップＳ２６）、一致しない場合は、所
定時時間経過した後（ステップＳ２７）、ステップＳ２
５に移行する。

【００７６】一方、出力位相と検出位相とが一致した場
合、電源切替制御部２４はスイッチ５Ｂをオンにし（ス
テップＳ２８）、さらに所定時間が経過したか否かを判
断する（ステップＳ２９）。所定時間が経過しない場合
は、所定時間が経過するまで、この判断を繰り返す。こ
の所定時間とは、インバータ出力と商用電源出力とがと
もに印加される時間である。

【００７７】そして、所定時間が経過した場合、電源切
替制御部２４はスイッチ５Ａをオフし（ステップＳ３
０）、現在の出力周波数ｆから所定値の減少周波数分Δ
ｆを減じた値を新たな出力周波数ｆとして設定する（ス
テップＳ３１）。

【００７８】その後、現在の出力周波数ｆが最小の出力
周波数ｆminに等しいか否かを判断し（ステップＳ３
２）、現在の出力周波数ｆが最小の出力周波数ｆminに
等しくない場合は所定時間経過するまで（ステップＳ３
３）、ステップＳ３２の判断処理を繰り返し、現在の出
力周波数ｆが最小の出力周波数ｆminに等しい場合、電
源切替制御部２４は現在の出力周波数ｆを零に設定する
（ステップＳ３４）。

【００７９】その後、電源切替制御部２４はスイッチ５
Ｂをオフにし（ステップＳ３５）、制御部Ｃはバイパス
弁開度制御部１４を介してバイパス弁１１を閉にする
（ステップＳ３６）。さらに、制御部Ｃは絞り弁開度制
御部１６を介して絞り弁３Ａ，３Ｂを通常運転時の開度
に制御し（ステップＳ３７）、本処理を終了する。

【００８０】この実施の形態３では、商用電源駆動の圧
縮機１Ａを商用電源出力の駆動からインバータ出力の駆
動に切り替え、インバータ出力の駆動後は徐々に出力周
波数を低下させて同期型モータを停止させるようにして
いるので、停止時における過渡現象を抑制し、安全な運
転停止を行うことができる。

【００８１】また、この運転停止時に、バイパス弁１１
や絞り弁３Ａ，３Ｂの開度を適切に制御して冷媒２６の
負荷を軽減するようにしているので、同期型モータの同
期はずれを抑制することができるとともに、インバータ
回路ＩＮＶのインバータ容量の低減を図ることができ
る。

【００８２】なお、バイパス弁１１の開閉を徐々に行う
ことによっても停止時における過渡現象が抑制され、一
層、安全な運転停止を実現することができる。さらに、
インバータ出力の出力周波数を商用電源周波数以下で運
転継続して、圧縮機１Ａあるいは圧縮機１Ｂに対しても
可変速制御できることは言うまでもない。

【００８３】実施の形態４．つぎに、図４のフローチャ
ートを参照して、実施の形態４にかかる冷却サイクル制
御における絞り弁制御処理について説明する。図４にお
いて、まず、制御部Ｃは空気調和機が現在、運転状態か
否かを判断する（ステップＳ４１）。

【００８４】ステップ４１で運転状態でないと判断され
た場合、さらに絞り弁３Ａ，３Ｂの開度が最小値である
か否かを判断する（ステップＳ４１）。絞り弁３Ａ，３
Ｂの開度が最小値である場合にはステップ５７に移行し
て所定時間の経過を待ち、その後、ステップＳ４１に移
行する。一方、絞り弁３Ａ，３Ｂの開度が最小値でない
場合は、現在の絞り弁３Ａ，３Ｂの開度から所定値分の
開度を減じる（ステップＳ４３）。

【００８５】その後、さらにこの減じられた絞り弁３
Ａ，３Ｂの開度が最小値以下であるか否かを判断し（ス
テップＳ４４）、最小値以下でない場合はステップＳ５
７に移行して所定時間の経過を待ち、その後ステップＳ
４１に移行し、最小値以下である場合は、この絞り弁３
Ａ，３Ｂの開度を最小値として設定し（ステップＳ４
５）、その後ステップＳ５７に移行して所定時間の経過
を待ち、さらにステップＳ４１に移行して処理を繰り返
す。

【００８６】一方、ステップＳ４１で運転状態であると
判断された場合、さらに圧縮機１Ａ，１Ｂが起動あるい
は停止の過渡状態であるか否かを判断する（ステップＳ
４６）。圧縮機１Ａ，１Ｂが起動あるいは停止の過渡状
態である場合は、さらに現在の絞り弁３Ａ，３Ｂの開度
に所定値分の開度を加える（ステップＳ４７）。その
後、さらにこの所定値分の開度が加えられた絞り弁３
Ａ，３Ｂの開度が最大値以上であるか否かを判断する
（ステップＳ４８）。

【００８７】絞り弁３Ａ，３Ｂの開度が最大値以上でな
い場合はステップＳ５７に移行して所定時間の経過を待
ち、その後ステップＳ４１に移行し、最大値以上である
場合は、この絞り弁３Ａ，３Ｂの開度を最大値として設
定し（ステップＳ４９）、その後ステップＳ５７に移行
して所定時間の経過を待ち、さらにステップＳ４１に移
行して処理を繰り返す。

【００８８】ステップＳ４６で圧縮機１Ａ，１Ｂが起動
あるいは停止の過渡状態でないと判断された場合、さら
に現在の絞り弁３Ａ，３Ｂの開度が所定開度より小さい
か否かを判断する（ステップＳ５０）。所定開度より小
さい場合は、さらに現在の絞り弁３Ａ，３Ｂの開度に所
定値分の開度を加える（ステップＳ５１）。

【００８９】その後、さらにこの所定値分の開度が加え
られた絞り弁３Ａ，３Ｂの開度が所定開度より大きいか
否かを判断する（ステップＳ５２）。絞り弁３Ａ，３Ｂ
の開度が所定開度より大きくない場合はステップＳ５７
に移行して所定時間の経過を待ち、その後ステップＳ４
１に移行し、所定開度より大きい場合は、この絞り弁３
Ａ，３Ｂの開度を所定開度として設定し（ステップＳ５
３）、その後ステップＳ５７に移行して所定時間の経過
を待ち、さらにステップＳ４１に移行して処理を繰り返
す。

【００９０】一方、ステップＳ５０で現在の絞り弁３
Ａ，３Ｂの開度が所定開度より小さくない場合には、現
在の絞り弁３Ａ，３Ｂの開度から所定値分の開度を減じ
る（ステップＳ５４）。その後、さらにこの減じられた
絞り弁３Ａ，３Ｂの開度が所定開度より小さいか否かを
判断し（ステップＳ５５）、所定開度より小さくない場
合はステップＳ５７に移行して所定時間の経過を待ち、
その後ステップＳ４１に移行し、所定開度より小さい場
合は、この絞り弁３Ａ，３Ｂの開度を所定開度として設
定し（ステップＳ５６）、その後ステップＳ５７に移行
して所定時間の経過を待ち、さらにステップＳ４１に移
行して処理を繰り返す。

【００９１】この実施の形態４では、絞り弁３Ａ，３Ｂ
の開度制御に際し、常に開度の変化幅に上限を持たせ、
徐々に開度を変化するように制御することで、冷凍サイ
クル上の過渡現象に効果的に抑制し、負荷の急変による
同期モータの同期はずれを抑制することができる。

【００９２】実施の形態５．つぎに図６のフローチャー
トを参照して、実施の形態５にかかる冷凍サイクル制御
における凝縮器用および蒸発器用の送風機制御処理につ
いて説明する。

【００９３】図６において、まず、制御部Ｃは空気調和
機が現在、運転状態か否かを判断する（ステップＳ６
１）。ステップ６１で運転状態でないと判断された場
合、さらに凝縮器用の送風機１２および蒸発器用の送風
機１３Ａ，１３Ｂによる風量（以下「風量」という）が
最小値に等しいか否かを判断する（ステップＳ６１）。
風量が最小値である場合にはステップ７７に移行して所
定時間の経過を待ち、その後、ステップＳ６１に移行す
る。

【００９４】一方、風量が最小値でない場合は、現在の
風量から所定値分の風量を減じる（ステップＳ６３）。
その後、さらにこの減じられた風量が最小値以下である
か否かを判断し（ステップＳ６４）、最小値以下でない
場合はステップＳ７７に移行して所定時間の経過を待
ち、その後ステップＳ６１に移行し、最小値以下である
場合は、この風量を最小値として設定し（ステップＳ６
５）、その後ステップＳ７７に移行して所定時間の経過
を待ち、さらにステップＳ６１に移行して処理を繰り返
す。

【００９５】一方、ステップＳ６１で運転状態であると
判断された場合、さらに圧縮機１Ａ，１Ｂが起動あるい
は停止の過渡状態であるか否かを判断する（ステップＳ
６６）。圧縮機１Ａ，１Ｂが起動あるいは停止の過渡状
態である場合は、さらに現在の風量に所定値分の風量を
加える（ステップＳ６７）。その後、さらにこの所定値
分の風量が加えられた風量が最大値以上であるか否かを
判断する（ステップＳ６８）。風量が最大値以上でない
場合はステップＳ７７に移行して所定時間の経過を待
ち、その後ステップＳ６１に移行し、最大値以上である
場合は、この風量を最大値として設定し（ステップＳ６
９）、その後ステップＳ７７に移行して所定時間の経過
を待ち、さらにステップＳ６１に移行して処理を繰り返
す。

【００９６】ステップＳ６６で圧縮機１Ａ，１Ｂが起動
あるいは停止の過渡状態でないと判断された場合、さら
に現在の風量が所定値より小さいか否かを判断する（ス
テップＳ７０）。所定値より小さい場合は、さらに現在
の風量に所定値分の風量を加える（ステップＳ７１）。

【００９７】その後、さらにこの所定値分の風量が加え
られた風量が所定値より大きいか否かを判断する（ステ
ップＳ７２）。風量が所定値より大きくない場合はステ
ップＳ７７に移行して所定時間の経過を待ち、その後ス
テップＳ６１に移行し、所定値より大きい場合は、この
風量を所定値として設定し（ステップＳ７３）、その後
ステップＳ７７に移行して所定時間の経過を待ち、さら
にステップＳ６１に移行して処理を繰り返す。

【００９８】一方、ステップＳ７０で現在の風量が所定
値より小さくない場合には、現在の風量から所定値分の
風量を減じる（ステップＳ７４）。その後、さらにこの
減じられた風量が所定値より小さいか否かを判断し（ス
テップＳ７５）、所定値より小さくない場合はステップ
Ｓ７７に移行して所定時間の経過を待ち、その後ステッ
プＳ６１に移行し、所定値より小さい場合は、この風量
を所定値として設定し（ステップＳ７６）、その後ステ
ップＳ７７に移行して所定時間の経過を待ち、さらにス
テップＳ６１に移行して処理を繰り返す。

【００９９】実施の形態５では、実施の形態４と同様
に、凝縮器用の送風機１２および蒸発器用の送風機１３
Ａ，１３Ｂによる風量制御に際し、常に風量の変化幅に
上限を持たせ、徐々に風量を変化するように制御するこ
とで、冷凍サイクル上の過渡現象に効果的に抑制し、負
荷の急変による同期モータの同期はずれを抑制すること
ができる。

【０１００】実施の形態６／７．つぎに、図７のフロー
チャートを参照して、実施の形態６にかかる同期モータ
の同期はずれに対するリカバリー処理について説明す
る。

【０１０１】図７において、まず電源切替制御部４２
は、スイッチ５Ａがオンであるか否かを判断する（ステ
ップＳ８１）。スイッチ５Ａがオンでない場合はステッ
プＳ８４に移行する。スイッチ５Ａがオンである場合、
電源切替制御部４２は運転確認部２５Ａの確認結果をも
とに、圧縮機１Ａが運転を停止しているか否かをさらに
判断する（ステップＳ８２）。圧縮機１Ａが運転を停止
していない場合、すなわち運転している場合はステップ
Ｓ８４に移行し、運転を停止している場合は、スイッチ
５Ａをオフにした（ステップＳ８５）後に、ステップＳ
８４に移行する。

【０１０２】ステップＳ８４において、電源切替制御部
４２は、スイッチ５Ｃがオンであるか否かを判断し、ス
イッチ５Ｃがオンでない場合は本処理を終了する。スイ
ッチ５Ｃがオンでない場合、さらに電源切替制御部４２
は運転確認部２５Ｂの確認結果をもとに、圧縮機１Ｂが
運転を停止しているか否かを判断する（ステップＳ８
５）。圧縮機１Ｂが運転を停止していない場合、本処理
を終了する。圧縮機１Ｂが運転を停止している場合は、
スイッチ５Ｃをオフにした（ステップＳ８６）後、さら
に出力電圧部２０に対する出力電圧を０Ｖに設定すると
ともに、出力周波数設定部２１に対する出力周波数を０
Ｈｚに設定し（ステップＳ８７）、本処理を終了する。

【０１０３】この実施の形態６では、予期せぬ事態の発
生によって同期モータが同期はずれを起こしてしまった
場合にも、同期はずれを検知し、圧縮機１Ａ，１Ｂを停
止状態にする制御を行うようにしているので、安全確実
なリカバリーが可能となり、再起動のための準備を確実
に行うことができる。

【０１０４】なお、上述した実施の形態では、その一例
として圧縮機１Ａ，１Ｂの２台とし、それぞれ同期型モ
ータによって駆動され、主として圧縮機１Ａが商用電源
出力によって駆動される圧縮機として機能し、圧縮機１
Ｂがインバータ出力によって駆動される圧縮機として説
明したが、例えば図８に示す実施の形態７のように、圧
縮機を３台以上並列接続した構成としてもよい。

【０１０５】この場合、圧縮機１Ａ〜１Ｃは全て同期型
モータによって駆動され、圧縮機１Ａ，１Ｃが主として
商用電源出力によって駆動される圧縮機として機能し、
圧縮機１Ｂがインバータ出力によって駆動される圧縮機
として基本的に機能するようにすれば、一つのインバー
タ回路ＩＮＶによって、全ての圧縮機１Ａ〜１Ｃを容易
に駆動することができる。

【０１０６】この場合、増加された圧縮機１Ｃに伴っ
て、スイッチ５Ｄ，５Ｅを増設するとともに、交流リア
クトル１０に対応した交流リアクトル１０’を設ける必
要がある。また、電源切替制御部４２は、スイッチ５
Ｄ，５Ｅに対するオン、オフ制御および切替制御をも行
う必要がある。この制御は、図２で示された制御テーブ
ルと同じように、２の５乗すなわち３２通りの切替状態
が存在する。

【０１０７】特に負荷状態が変化が大きく変化する大き
な空気調和機においては、このような商用電源出力によ
る圧縮機１Ａ，１Ｃおよびこれに伴う構成をさらに付加
することにより、大きな空調能力を連続的に持たせるこ
とができる。もちろん、圧縮機１Ａ，１Ｃ等の複数の商
用電源駆動圧縮機の起動、停止等の制御は、上述した圧
縮機１Ａに対する制御と同じであり、各別に制御しても
よいし、同時に制御してもよい。なお、各圧縮機を各別
に制御する方が段階的な制御となり、容易である。もち
ろん、インバータ回路ＩＮＶを可能な限り複数設けても
よいのは言うまでもない。

【０１０８】実施の形態８．さらに、図９は、実施の形
態８にかかる、１台の圧縮機１Ａをインバータ回路ＩＮ
Ｖを用いて起動、停止制御を行う空気調和機の主要構成
部分を示す図である。図９に示すように、１台の圧縮機
１Ａに対してもインバータ回路ＩＮＶからのインバータ
出力を用いて圧縮機１Ａの起動、停止を行うことができ
る。

【０１０９】この実施の形態８では、１台の圧縮機に対
してインバータ出力を用いて可変速制御を行うこともで
きるし、固定速制御をも行うことができることになる。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、制御
手段が、同期型モータに対する電源を商用電源出力によ
って駆動する場合、この同期型モータを起動および停止
をインバータ出力によって行い、このインバータ出力と
商用電源出力との切替を少なくともインバータ出力の位
相と商用電源出力との位相が一致した後に行うようにし
ており、特に、複数の圧縮機が用いる同期型モータに対
する出力切替を行う場合、１つのインバータ制御手段を
構成するのみでよいので全体的に簡易な構成とした空気
調和機の制御装置が実現できるという効果を奏する。

【０１１１】また、インバータ制御手段は、少なくとも
１台の圧縮機に対する可変速運転を行うことができ、商
用電源駆動による圧縮機の固定速運転とを重ね合わせる
ことにより、連続的な空調能力制御が可能となるので、
空気調和機の運転が広いレンジで効率的に行うことがで
きるという効果を奏する。

【０１１２】さらに、１台の圧縮機の構成である場合、
この圧縮機に対してインバータ出力と商用電源出力とを
切り替えることができるので、この切替を行った場合
は、固定速運転を実現し、この切替を行わずにインバー
タ出力のみで圧縮機を駆動させる場合には、可変速運転
が実現されるので、柔軟な空気調和機の運転が実現でき
るという効果を奏する。

【０１１３】つぎの発明では、商用電源出力とインバー
タ出力とが同時に出力される期間を設けて切り替えら
れ、この切替時に交流リアクトルが電源間の環流電流を
抑制するようにしているので、連続的かつ安定した運転
が実現されるという効果を奏する。

【０１１４】つぎの発明では、同期型モータを用いた圧
縮機を起動する際、常に変化幅に上限を持たせ、インバ
ータ出力を時間経過に伴って徐々に同期型モータの回転
を増速して、不安定な過渡現象を抑制するようにしてい
るので、同期型モータの同期はずれを効果的に抑制する
ことができるという効果を奏する。

【０１１５】つぎの発明では、同期型モータを用いた圧
縮機を起動する際、バイパス管を開にして冷凍サイクル
上の負荷を低減し、ひいては圧縮機の同期型モータに対
する負荷を軽減して、起動時における同期型モータの同
期はずれを抑制するようにしているので、圧縮機の定格
容量に比してインバータ制御手段のインバータ容量を小
さくすることができ、装置全体の小型軽量化を促進する
ことができる効果を奏する。

【０１１６】つぎの発明では、同期型モータの起動時
に、絞り弁の開度を通常運転時に比して大きくし、冷凍
サイクル上の負荷を低減し、ひいては圧縮機の同期型モ
ータに対する負荷を軽減して、起動時における同期型モ
ータの同期はずれを抑制することができるので、圧縮機
の定格容量に比してインバータ制御手段のインバータ容
量を小さくすることができ、装置全体の小型軽量化を促
進することができる。

【０１１７】つぎの発明では、同期型モータを用いた圧
縮機を停止する際、常に変化幅の上限を持たせ、インバ
ータ出力を時間経過に伴って徐々に同期型モータの回転
を減速して不安定な過渡現象を抑制するようにしている
ので、同期型モータの同期はずれを効果的に抑制するこ
とができるという効果を奏する。

【０１１８】つぎの発明では、同期型モータを用いた圧
縮機を停止する際、バイパス管を開にして冷凍サイクル
上の負荷を低減し、ひいては圧縮機の同期型モータに対
する負荷を軽減して、停止時における同期型モータの同
期はずれを抑制するようにしているので、圧縮機の定格
容量に比してインバータ制御手段のインバータ容量を小
さくすることができ、装置全体の小型軽量化を促進する
ことができるという効果を奏する。

【０１１９】つぎの発明では、同期型モータの停止時
に、絞り弁の開度を通常運転時に比して大きくし、冷凍
サイクル上の負荷を低減し、ひいては圧縮機の同期型モ
ータに対する負荷を軽減して、停止時における同期型モ
ータの同期はずれを抑制するようにしているので、圧縮
機の定格容量に比してインバータ制御手段のインバータ
容量を小さくすることができ、装置全体の小型軽量化を
促進することができるという効果を奏する。

【０１２０】つぎの発明では、同期型モータを用いた圧
縮機を起動または停止する際、常に変化幅の上限を持た
せ、インバータ出力の時間経過に伴って徐々に絞り弁の
開度の大きさを所定の変化率で変化させて、不安定な過
渡現象を抑制するようにしているので、同期型モータの
同期はずれを効果的に抑制することができるという効果
を奏する。

【０１２１】つぎの発明では、同期型モータを用いた圧
縮機を起動または停止する際、常に変化幅の上限を持た
せ、インバータ出力の時間経過に伴って徐々に凝縮器お
よび蒸発器に備えられた送風機の風量を所定の変化率で
変化させて、不安定な過渡現象を抑制するようにしてい
るので、同期型モータの同期はずれを効果的に抑制する
ことができるという効果を奏する。

【０１２２】つぎの発明では、各同期型モータのインバ
ータ出力と商用電源出力との切替を含む制御が個別に行
われ、段階的に電源出力切替が実現されるので、確実な
電源切替制御がなされるという効果を奏する。

【０１２３】つぎの発明では、少なくとも１機の同期型
モータが可変速制御され、この１機の同期型モータを用
いる圧縮機の可変空調能力と、他の商用電源出力で駆動
される圧縮機の固定空調能力とを組み合わせると、所望
の必要空調能力の出力を連続的に実現することができる
ようにしているので、広いレンジに渡って効率的な圧縮
機制御を実現できるという効果を奏する。

【０１２４】つぎの発明では、同期はずれが生じた場合
に、一旦圧縮機を停止状態にし、再起動等のつぎのステ
ップの準備を整えるようにしているので、圧縮機の同期
はずれに対して迅速な対応が可能となるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかる空気調和機の
制御装置の構成を示すブロック図である。

【図２】電源切替制御部２４によるスイッチ５Ａ〜５
Ｃの状態と圧縮機１Ａ，１Ｂの動作状態との関係を示す
テーブルである。

【図３】本発明の実施の形態２にかかる商用電源出力
駆動の圧縮機１Ａの起動処理手順を示すフローチャート
である。

【図４】本発明の実施の形態３にかかる商用電源出力
駆動の圧縮機１Ａの停止処理手順を示すフローチャート
である。

【図５】本発明の実施の形態４にかかる冷凍サイクル
制御における絞り弁制御処理手順を示すフローチャート
である。

【図６】本発明の実施の形態５にかかる冷凍サイクル
制御における凝縮器用および蒸発器用の送風機制御処理
手順を示すフローチャートである。

【図７】本発明の実施の形態６にかかる同期モータの
同期はずれに対するリカバリー処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図８】本発明の実施の形態７にかかる３台以上の圧
縮機を制御する場合における空気調和機の制御装置での
具体的な主要構成部分を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態８にかかる１台の圧縮機
を制御する場合における空気調和機の制御装置での具体
器な主要構成部分を示す図である。

【図１０】従来における空気調和機の制御装置の概略
構成を示す図である。

【図１１】複数の圧縮機を用いた空気調和機の制御装
置によって制御される必要空調能力と各圧縮機の動作状
態との関係を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ圧縮機、２凝縮器、３Ａ，３Ｂ絞り
弁、４Ａ，４Ｂ蒸発器、５Ａ〜５Ｅスイッチ、６
整流器、７直流リアクトル、８直流平滑コンデン
サ、９逆変換器、１０交流リアクトル、１１バイ
パス弁、１２，１３Ａ，１３Ｂ送風機、１４バイパ
ス弁開度制御部、１５凝縮器用送風機風量制御部、１
６絞り弁開度制御部、１７蒸発器用送風機風量制御
部、１８電源位相検出部、１９インバータ出力位相
調整部、２０出力電圧設定部、２１出力周波数設定
部、２２ＰＷＭ演算部、２３逆変換器駆動部、２４
電源切替制御部、２５Ａ，２５Ｂ運転確認部、２６
冷媒、２７冷媒配管、２８バイパス管、３０操作
部、Ｃ制御部、ＡＣ商用電源。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同期型モータで駆動される１以上の圧縮
機とこれらの圧縮機による圧縮によって冷媒を凝縮する
凝縮器と冷媒の流通を制限する絞り弁と前記凝縮器によ
って凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器とが冷媒配管に
よって連通される空気調和機の制御装置において、商用電源と、前記商用電源の出力をもとに所望のインバータ出力を生
成するインバータ制御手段と、前記１以上の圧縮機が用いる各同期型モータに対する電
源としての前記商用電源による商用電源出力と前記イン
バータ制御手段によるインバータ出力とを切り替える切
替手段と、前記商用電源の位相を検出する位相検出手段と、前記インバータ制御手段が生成するインバータ出力の位
相を前記位相検出手段が検出した位相に調整する位相調
整手段と、前記同期型モータに対する電源を商用電源出力によって
駆動する場合、当該同期型モータの起動および停止を前
記インバータ出力によって行い、前記位相調整手段によ
って調整された前記インバータ出力が少なくとも前記商
用電源出力の位相に一致した後に前記切替手段の切替を
行う制御手段と、を具備したことを特徴とする空気調和機の制御装置。
【請求項２】前記商用電源出力端と前記インバータ出
力端との間に交流リアクトルをさらに設け、前記制御手
段は、前記切替手段による前記商用電源出力と前記イン
バータ出力との切替時に少なくとも当該商用電源出力と
当該インバータ出力とが同時に出力する期間を設けるこ
とを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の制御装
置。
【請求項３】前記制御手段は、商用電源出力を用いる
前記同期型モータを起動する場合、当該同期型モータに
対するインバータ出力をほぼ零の周波数から起動時間経
過に伴って周波数を高くし、前記位相調整手段によって
当該インバータ出力の位相と前記商用電源出力の位相と
を一致させた後に、当該同期型モータに対する電源を前
記インバータ出力から前記商用電源出力に切り替えるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の
制御装置。
【請求項４】前記凝縮器と前記絞り弁と前記蒸発器と
をバイパスするバイパス管と、前記バイパス管内を流れ
る冷媒の流通を制限するバイパス弁と、をさらに具備
し、前記制御手段は、前記同期型モータの起動時に前記
バイパス弁を開にし、当該同期型モータを用いる圧縮機
に対する流路抵抗を低減させることを特徴とする請求項
３に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記同期型モータの起
動時に前記絞り弁の開度を通常運転時に比して大きくす
ることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の制御
装置。
【請求項６】前記制御手段は、商用電源出力を用いる
前記同期型モータを停止する場合、前記位相調整手段に
よって当該商用電源出力の位相と前記インバータ出力と
の位相とを一致させた後に、当該同期型モータに対する
電源を前記商用電源出力から前記インバータ出力に切り
替え、その後当該同期型モータに対するインバータ出力
を時間経過に伴って当該一致した周波数からほぼ零の周
波数まで低下させて、当該インバータ出力をオフにする
ことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機
の制御装置。
【請求項７】前記凝縮器と前記絞り弁と前記蒸発器と
をバイパスするバイパス管と、前記バイパス管内を流れ
る冷媒の流通を制限するバイパス弁と、をさらに具備
し、前記制御手段は、前記同期型モータの停止時に前記
バイパス弁を開にし、当該同期型モータを用いる圧縮機
に対する流路抵抗を低減させることを特徴とする請求項
６に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項８】前記制御手段は、前記同期型モータの停
止時に前記絞り弁の開度を通常運転時に比して大きくす
ることを特徴とする請求項６に記載の空気調和機の制御
装置。
【請求項９】前記制御手段は、前記同期型モータの起
動時または停止時における前記絞り弁の開度の大きさを
所定の変化率で変化させることを特徴とする請求項５ま
たは８に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項１０】前記制御手段は、前記同期型モータの
起動時または停止時に、前記凝縮器および前記蒸発器に
備えられた各送風機の風量を所定の変化率で変化させる
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の
空気調和機の制御装置。
【請求項１１】前記制御手段は、前記同期型モータの
起動あるいは停止を行う場合、各同期型モータ毎に行う
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載
の空気調和機の制御装置。
【請求項１２】各圧縮機のうちの少なくとも１機の同
期型モータは、インバータ出力による周波数制御によっ
て可変速制御されることを特徴とする請求項１〜１１の
いずれか一つに記載の空気調和機の制御装置。
【請求項１３】前記圧縮機毎の運転状態を確認する運
転状態確認手段をさらに具備し、前記制御手段は、各圧
縮機に対応する運転状態確認手段が、当該圧縮機が運転
停止であると確認した場合には、前記当該圧縮機の同期
用モータに対する全ての電源供給をオフにすることを特
徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の空気調
和機の制御装置。