JP2000287485A - 空気調和機用コンプレッサモータ制御装置 - Google Patents
空気調和機用コンプレッサモータ制御装置Info
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンプレッサモータの停止時に冷媒の圧力差
によりコンプレッサモータが逆回転をしないようにする
とともにコンプレッサモータから異常音を発生しないよ
うにしたものである。 【解決手段】 複数のスイッチング素子からなるインバ
ータ装置１１を形成し、このインバータ装置１１にコン
プレッサモータ１３を接続するとともに前記インバータ
装置１１のスイッチング素子をオン、オフ制御する制御
装置１４によりコンプレッサモータ１３を制御する空気
調和機用コンプレッサモータ制御装置において、前記制
御装置１４は、インバータ装置１１の正電圧側あるいは
負電圧側の全てのスイッチング素子を通電するゼロベク
トル通電手段と、正電圧側の１つのスイッチング素子と
負電圧側の１つのスイッチング素子を通電する直流励磁
通電手段と、コンプレッサモータの運転停止後に前記ゼ
ロベクトル通電手段または前記直流励磁通電手段のいず
れかを動作させる逆転を阻止する制動手段とを備えたも
のである。
によりコンプレッサモータが逆回転をしないようにする
とともにコンプレッサモータから異常音を発生しないよ
うにしたものである。 【解決手段】 複数のスイッチング素子からなるインバ
ータ装置１１を形成し、このインバータ装置１１にコン
プレッサモータ１３を接続するとともに前記インバータ
装置１１のスイッチング素子をオン、オフ制御する制御
装置１４によりコンプレッサモータ１３を制御する空気
調和機用コンプレッサモータ制御装置において、前記制
御装置１４は、インバータ装置１１の正電圧側あるいは
負電圧側の全てのスイッチング素子を通電するゼロベク
トル通電手段と、正電圧側の１つのスイッチング素子と
負電圧側の１つのスイッチング素子を通電する直流励磁
通電手段と、コンプレッサモータの運転停止後に前記ゼ
ロベクトル通電手段または前記直流励磁通電手段のいず
れかを動作させる逆転を阻止する制動手段とを備えたも
のである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機用コンプ
レッサモータ制御装置に係り、特に、コンプレッサモー
タの運転停止時の逆回転を防止する技術に関する。
レッサモータ制御装置に係り、特に、コンプレッサモー
タの運転停止時の逆回転を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】空気調
和機に使用するコンプレッサモータは複数のインバータ
素子からなるインバータ装置に接続され、このインバー
タ装置のインバータ素子を制御装置によるオン、オフ制
御により所定の回転速度で回転するようになっている。
一方、コンプレッサモータを停止させる時には図９に示
すように時間の経過Ｔとともにその惰性回転速度Ｎを低
減する。この停止操作をＡ時点で行えばコンプレッサモ
ータは順方向の惰性回転を行いながらＢ時点で停止す
る。この停止はＣ時点まで少時間継続するが停止時のコ
ンプレッサの吐出側の圧力が吸込み側の圧力より高くな
っているためその圧力バランスが平衡動作を行うときに
コンプレッサモータが逆回転しＤ時点になってその逆回
転を停止する。
和機に使用するコンプレッサモータは複数のインバータ
素子からなるインバータ装置に接続され、このインバー
タ装置のインバータ素子を制御装置によるオン、オフ制
御により所定の回転速度で回転するようになっている。
一方、コンプレッサモータを停止させる時には図９に示
すように時間の経過Ｔとともにその惰性回転速度Ｎを低
減する。この停止操作をＡ時点で行えばコンプレッサモ
ータは順方向の惰性回転を行いながらＢ時点で停止す
る。この停止はＣ時点まで少時間継続するが停止時のコ
ンプレッサの吐出側の圧力が吸込み側の圧力より高くな
っているためその圧力バランスが平衡動作を行うときに
コンプレッサモータが逆回転しＤ時点になってその逆回
転を停止する。
【０００３】この時、コンプレッサがスクロール形かヘ
リカル形の圧縮機構を採用しているとコンプレッサモー
タの逆回転時にコンプレッサから唸り音等の異常音が発
生する。この異常音を防止すためコンプレッサの吸込み
側あるいは吐出側に逆止弁を設け圧力バランスをとると
きコンプレッサモータが逆回転しないようにしている。
リカル形の圧縮機構を採用しているとコンプレッサモー
タの逆回転時にコンプレッサから唸り音等の異常音が発
生する。この異常音を防止すためコンプレッサの吸込み
側あるいは吐出側に逆止弁を設け圧力バランスをとると
きコンプレッサモータが逆回転しないようにしている。
【０００４】しかしながら冷凍サイクルに逆止弁を設け
ると部品点数の増加になるばかりかコンプレッサのコス
トを高騰させると言う問題があった。また、逆止弁を冷
凍サイクルに組み込むと冷凍サイクルの空調性能を低下
させると言う問題があった。
ると部品点数の増加になるばかりかコンプレッサのコス
トを高騰させると言う問題があった。また、逆止弁を冷
凍サイクルに組み込むと冷凍サイクルの空調性能を低下
させると言う問題があった。
【０００５】そのため、コンプレッサモータのステータ
巻線に直流電流を流し強制的にコンプレッサモータを電
磁制動することが行われていたがこの方法ではインバー
タ装置のスイッチング素子に過大な電流を流してこのス
イッチング素子を破壊したりコンプレッサモータの永久
磁石を減磁させてしまうと言う問題があった。
巻線に直流電流を流し強制的にコンプレッサモータを電
磁制動することが行われていたがこの方法ではインバー
タ装置のスイッチング素子に過大な電流を流してこのス
イッチング素子を破壊したりコンプレッサモータの永久
磁石を減磁させてしまうと言う問題があった。
【０００６】そこで本発明の第１の目的は冷凍サイクル
部品を追加することなくインバータ装置の制御によりコ
ンプレッサモータの逆転を防止するようにした空気調和
機用コンプレッサモータ制御装置を提供することを目的
とするものである。
部品を追加することなくインバータ装置の制御によりコ
ンプレッサモータの逆転を防止するようにした空気調和
機用コンプレッサモータ制御装置を提供することを目的
とするものである。
【０００７】また本発明の第２の目的はインバータ装置
をゼロベクトル通電または直流励磁通電により電気的に
コンプレッサモータの逆回転を防止するようにした空気
調和機用コンプレッサモータ制御装置を提供することを
目的とするものである。
をゼロベクトル通電または直流励磁通電により電気的に
コンプレッサモータの逆回転を防止するようにした空気
調和機用コンプレッサモータ制御装置を提供することを
目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は複数の
スイッチング素子からなるインバータ装置を形成し、こ
のインバータ装置にコンプレッサモータを接続するとと
もに前記インバータ装置のスイッチング素子をオン、オ
フ制御する制御装置によりコンプレッサモータを制御す
るようにした空気調和機用コンプレッサモータ制御装置
において、前記制御装置は、インバータ装置の正電圧側
あるいは負電圧側の全てのスイッチング素子を通電する
ゼロベクトル通電手段と、正電圧側の１つのスイッチン
グ素子と負電圧側の１つのスイッチング素子を通電する
直流励磁通電手段と、コンプレッサモータの運転停止後
に前記ゼロベクトル通電手段または前記直流励磁通電手
段のいずれかを動作させる逆転を阻止する制動手段とを
備えたことを特徴とする空気調和機用コンプレッサモー
タ制御装置を提供するものである。
スイッチング素子からなるインバータ装置を形成し、こ
のインバータ装置にコンプレッサモータを接続するとと
もに前記インバータ装置のスイッチング素子をオン、オ
フ制御する制御装置によりコンプレッサモータを制御す
るようにした空気調和機用コンプレッサモータ制御装置
において、前記制御装置は、インバータ装置の正電圧側
あるいは負電圧側の全てのスイッチング素子を通電する
ゼロベクトル通電手段と、正電圧側の１つのスイッチン
グ素子と負電圧側の１つのスイッチング素子を通電する
直流励磁通電手段と、コンプレッサモータの運転停止後
に前記ゼロベクトル通電手段または前記直流励磁通電手
段のいずれかを動作させる逆転を阻止する制動手段とを
備えたことを特徴とする空気調和機用コンプレッサモー
タ制御装置を提供するものである。
【０００９】この制御によりコンプレッサモータの逆回
転を電気的に防止しこの逆回転により生ずるコンプレッ
サモータの異常音、例えば、唸り音を防止することがで
きる。 そのうえ、この制御によりインバータ装置のス
イッチング素子を過電流による破壊から防止することが
できる。
転を電気的に防止しこの逆回転により生ずるコンプレッ
サモータの異常音、例えば、唸り音を防止することがで
きる。 そのうえ、この制御によりインバータ装置のス
イッチング素子を過電流による破壊から防止することが
できる。
【００１０】また、請求項２の発明はコンプレッサモー
タの停止後にゼロベクトル通電手段あるいは直流励磁通
電手段によりコンプレッサモータの惰性回転を徐々に低
下させるようにしたことを特徴とする空気調和機用コン
プレッサモータ制御装置を提供するものである。
タの停止後にゼロベクトル通電手段あるいは直流励磁通
電手段によりコンプレッサモータの惰性回転を徐々に低
下させるようにしたことを特徴とする空気調和機用コン
プレッサモータ制御装置を提供するものである。
【００１１】この制御によりコンプレッサモータの惰性
回転速度を速く低減させ停止させることができる。
回転速度を速く低減させ停止させることができる。
【００１２】さらに、請求項３の発明の前記制御装置は
コンプレッサモータの惰性回転の終了を制御装置に設け
られた位置検出手段により検知するとともに位置検出手
段の位置検出信号を比較する基準電圧を低下させてコン
プレッサモータの回転停止を検出するようにしたことを
特徴とする空気調和機用コンプレッサモータ制御装置を
提供するものである。
コンプレッサモータの惰性回転の終了を制御装置に設け
られた位置検出手段により検知するとともに位置検出手
段の位置検出信号を比較する基準電圧を低下させてコン
プレッサモータの回転停止を検出するようにしたことを
特徴とする空気調和機用コンプレッサモータ制御装置を
提供するものである。
【００１３】この制御によりコンプレッサモータの回転
停止を検出しコンプレッサモータの停止時にコンプレッ
サの圧縮冷媒の圧力差があってもコンプレッサモータの
逆回転を確実に防止することができる。また、基準電圧
を低下させることによりコンプレッサの回転停止状態を
確実に検出することができる。
停止を検出しコンプレッサモータの停止時にコンプレッ
サの圧縮冷媒の圧力差があってもコンプレッサモータの
逆回転を確実に防止することができる。また、基準電圧
を低下させることによりコンプレッサの回転停止状態を
確実に検出することができる。
【００１４】さらに、請求項４の発明は、コンプレッサ
モータの運転停止後に制御装置のオン、オフ制御により
ゼロベクトル通電手段または直流励磁通電手段によりコ
ンプレッサモータの回転速度を低減し、コンプレッサモ
ータが惰性回転停止後に前記ゼロベクトル通電手段また
は直流励磁通電手段を一定時間停止することを特徴とす
る空気調和機用コンプレッサモータ制御装置を提供する
ものである。
モータの運転停止後に制御装置のオン、オフ制御により
ゼロベクトル通電手段または直流励磁通電手段によりコ
ンプレッサモータの回転速度を低減し、コンプレッサモ
ータが惰性回転停止後に前記ゼロベクトル通電手段また
は直流励磁通電手段を一定時間停止することを特徴とす
る空気調和機用コンプレッサモータ制御装置を提供する
ものである。
【００１５】この制御によりコンプレッサモータ停止後
に逆回転を確実に防止するばかりかインバータ装置のス
イッチング素子を過電流による破壊から防止することが
できる。
に逆回転を確実に防止するばかりかインバータ装置のス
イッチング素子を過電流による破壊から防止することが
できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら説明する。空気調和機等には図１に
示すようなインバータ装置１１が備えられ、コンプレッ
サ１２のコンプレッサモータ１３の巻線の通電が切換え
られるようになっている。このインバータ装置１１とコ
ンプレッサモータ１３とには制御装置１４が接続されて
おり、これらを制御するようになっている。
図面を参照しながら説明する。空気調和機等には図１に
示すようなインバータ装置１１が備えられ、コンプレッ
サ１２のコンプレッサモータ１３の巻線の通電が切換え
られるようになっている。このインバータ装置１１とコ
ンプレッサモータ１３とには制御装置１４が接続されて
おり、これらを制御するようになっている。
【００１７】このインバータ装置１１はスイッチング素
子としてトランジスタＦu ，Ｆv ，Ｆw ，Ｆx ，Ｆy ，
Ｆz が３相ブリッジに接続されている。このインバータ
装置１１の３相ブリッジはトランジスタＦu およびＦx
の直列接続回路、トランジスタＦv およびＦy の直列接
続回路、トランジスタＦw およびＦz の直列接続回路が
並列接続されている。
子としてトランジスタＦu ，Ｆv ，Ｆw ，Ｆx ，Ｆy ，
Ｆz が３相ブリッジに接続されている。このインバータ
装置１１の３相ブリッジはトランジスタＦu およびＦx
の直列接続回路、トランジスタＦv およびＦy の直列接
続回路、トランジスタＦw およびＦz の直列接続回路が
並列接続されている。
【００１８】このインバータ装置１１の一端にはスイッ
チ１５を介して図示しないＤＣ２８０Ｖの直流電源の正
極が接続され、他端が直流電源の負極に接続されてい
る。これらのトランジスタＦu ，Ｆv ，Ｆw ，Ｆx ，Ｆ
y ，Ｆz のソースには環流用のダイオードＤu ，Ｄv ，
Ｄw ，Ｄx ，Ｄy ，Ｄz が逆並列に接続され、また、ゲ
ートには図示しないがホトカプラからなる駆動回路
Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4，Ｂ5 ，Ｂ6 が接続されてい
る。
チ１５を介して図示しないＤＣ２８０Ｖの直流電源の正
極が接続され、他端が直流電源の負極に接続されてい
る。これらのトランジスタＦu ，Ｆv ，Ｆw ，Ｆx ，Ｆ
y ，Ｆz のソースには環流用のダイオードＤu ，Ｄv ，
Ｄw ，Ｄx ，Ｄy ，Ｄz が逆並列に接続され、また、ゲ
ートには図示しないがホトカプラからなる駆動回路
Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4，Ｂ5 ，Ｂ6 が接続されてい
る。
【００１９】このインバータ装置１１には交流電源１６
に接続されたトランス１７が備えられ、その出力側にダ
イオードＤ01と平滑用のコンデンサＣ01とからなる半波
整流回路１８を接続している。このコンデンサＣ01の正
極が駆動回路Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 の一端に接続され、ま
た、このコンデンサＣ01の負極が駆動回路Ｂ4 ，Ｂ5 ，
Ｂ6 の他端とトランジスタＦx ，Ｆy ，Ｆz の負電圧側
のソースに接続されている。
に接続されたトランス１７が備えられ、その出力側にダ
イオードＤ01と平滑用のコンデンサＣ01とからなる半波
整流回路１８を接続している。このコンデンサＣ01の正
極が駆動回路Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 の一端に接続され、ま
た、このコンデンサＣ01の負極が駆動回路Ｂ4 ，Ｂ5 ，
Ｂ6 の他端とトランジスタＦx ，Ｆy ，Ｆz の負電圧側
のソースに接続されている。
【００２０】駆動回路Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 にはコンデンサ
Ｃ02，Ｃ03，Ｃ04が並列接続され、その駆動電力を蓄え
るようになっている。このコンデンサＣ02，Ｃ03，Ｃ04
の正極には逆流防止用のダイオードＤ02，Ｄ03，Ｄ04を
介して電流制限用の抵抗Ｒの一端が接続される。この抵
抗Ｒの他端が半波整流回路１８を構成するコンデンサＣ
01の正極に接続されている。
Ｃ02，Ｃ03，Ｃ04が並列接続され、その駆動電力を蓄え
るようになっている。このコンデンサＣ02，Ｃ03，Ｃ04
の正極には逆流防止用のダイオードＤ02，Ｄ03，Ｄ04を
介して電流制限用の抵抗Ｒの一端が接続される。この抵
抗Ｒの他端が半波整流回路１８を構成するコンデンサＣ
01の正極に接続されている。
【００２１】また、コンデンサＣ02，Ｃ03，Ｃ04の負極
がトランジスタＦu ，Ｆv ，Ｆw の負電圧側のソースに
接続されている。このように構成したインバータ装置１
１では、通常、トランジスタＦu ，Ｆv，Ｆw を正電圧
側スイッチング素子と言い、また、トランジスタＦx ，
Ｆy ，Ｆz を負電圧側スイッチング素子と言う。
がトランジスタＦu ，Ｆv ，Ｆw の負電圧側のソースに
接続されている。このように構成したインバータ装置１
１では、通常、トランジスタＦu ，Ｆv，Ｆw を正電圧
側スイッチング素子と言い、また、トランジスタＦx ，
Ｆy ，Ｆz を負電圧側スイッチング素子と言う。
【００２２】このインバータ装置１１のトランジスタＦ
u およびＦx 、Ｆv およびＦy 、Ｆw およびＦz の相互
接続点にはコンプレッサ１２のコンプレッサモータ１
３、すなわち、直流ブラシレスモータ１３のステータ巻
線Ｕ，Ｖ，Ｗが接続されている。 このブラシレスモー
タ１３は図２，図３に示すようにステータ巻線Ｕ，Ｖ，
Ｗを巻装した磁極を有するステータ１３S と回転方向に
Ｎ極、Ｓ極が並べられた永久磁石を有するロータ１３R
とから構成され、インバータ装置１１から送られてくる
可変周波数の電流により可変駆動し図示しない冷媒を圧
縮する圧縮機構を駆動するようになっている。
u およびＦx 、Ｆv およびＦy 、Ｆw およびＦz の相互
接続点にはコンプレッサ１２のコンプレッサモータ１
３、すなわち、直流ブラシレスモータ１３のステータ巻
線Ｕ，Ｖ，Ｗが接続されている。 このブラシレスモー
タ１３は図２，図３に示すようにステータ巻線Ｕ，Ｖ，
Ｗを巻装した磁極を有するステータ１３S と回転方向に
Ｎ極、Ｓ極が並べられた永久磁石を有するロータ１３R
とから構成され、インバータ装置１１から送られてくる
可変周波数の電流により可変駆動し図示しない冷媒を圧
縮する圧縮機構を駆動するようになっている。
【００２３】このインバータ装置１１とブラシレスモー
タ１３とには制御装置１４が接続され、駆動回路Ｂ1 ，
Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 を制御するとともにブラ
シレスモータ１３の回転を制御しこの逆回転を防止する
ようになっている。制御装置１４は図４に示すように位
置検出装置２０とマイクロコンピュータ（ＭＣＵ）２１
を有する主制御装置２２とから構成され、ステータ巻線
Ｕ，Ｖ，Ｗの各相電圧を検出しこれを演算処理しその制
御信号Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 ，Ｇ6 を駆動回路
Ｂ1 ，Ｂ2 等に送るようになっている。
タ１３とには制御装置１４が接続され、駆動回路Ｂ1 ，
Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 を制御するとともにブラ
シレスモータ１３の回転を制御しこの逆回転を防止する
ようになっている。制御装置１４は図４に示すように位
置検出装置２０とマイクロコンピュータ（ＭＣＵ）２１
を有する主制御装置２２とから構成され、ステータ巻線
Ｕ，Ｖ，Ｗの各相電圧を検出しこれを演算処理しその制
御信号Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 ，Ｇ6 を駆動回路
Ｂ1 ，Ｂ2 等に送るようになっている。
【００２４】位置検出装置２０には抵抗Ｒu1とＲu2、抵
抗Ｒv1とＲv2、抵抗Ｒw1とＲw2とにより構成された３相
ブリッジタイプの分圧抵抗器２３が接続され、ブラシレ
スモータ１３の非通電相に発生する各相の誘起電圧を検
出するようになっている。この分圧抵抗器２３のＲu1と
Ｒu2との間の分電圧点、抵抗Ｒv1とＲv2との間の分電圧
点、抵抗Ｒw1とＲw2との間の分電圧点が位置検出用の第
１のコンパレータＣu ，Ｃv ，Ｃw の正側に接続され、
これらの第１のコンパレータＣu ，Ｃv ，Ｃw に各相巻
線Ｕ、Ｖ、Ｗに誘起電圧を分圧して送出するようになっ
ている。
抗Ｒv1とＲv2、抵抗Ｒw1とＲw2とにより構成された３相
ブリッジタイプの分圧抵抗器２３が接続され、ブラシレ
スモータ１３の非通電相に発生する各相の誘起電圧を検
出するようになっている。この分圧抵抗器２３のＲu1と
Ｒu2との間の分電圧点、抵抗Ｒv1とＲv2との間の分電圧
点、抵抗Ｒw1とＲw2との間の分電圧点が位置検出用の第
１のコンパレータＣu ，Ｃv ，Ｃw の正側に接続され、
これらの第１のコンパレータＣu ，Ｃv ，Ｃw に各相巻
線Ｕ、Ｖ、Ｗに誘起電圧を分圧して送出するようになっ
ている。
【００２５】これらの第１のコンパレータＣu ，Ｃv ，
Ｃw の負側にはインバータ装置１１の正側の電圧を分圧
する抵抗Ｒ01とＲ02との分圧抵抗器２４が接続され、第
１の基準電圧を形成するようになっている。これらの第
１のコンパレータＣu ，Ｃv ，Ｃw の出力部にはそれぞ
れ抵抗Ｒcu、Ｒcv、Ｒcwが接続され、その分圧出力を第
２のコンパレータＣuvw の正側に送るようになってい
る。
Ｃw の負側にはインバータ装置１１の正側の電圧を分圧
する抵抗Ｒ01とＲ02との分圧抵抗器２４が接続され、第
１の基準電圧を形成するようになっている。これらの第
１のコンパレータＣu ，Ｃv ，Ｃw の出力部にはそれぞ
れ抵抗Ｒcu、Ｒcv、Ｒcwが接続され、その分圧出力を第
２のコンパレータＣuvw の正側に送るようになってい
る。
【００２６】分圧抵抗器２３の下流側と、インバータ装
置１１の負側および分圧抵抗器２４の負側が一括接続さ
れ、これが抵抗Ｒ11とＲ12との分圧抵抗器２５の負側に
接続するようになっている。この分圧抵抗器２５の分電
圧が第２のコンパレータＣuvw の負側に接続され、第２
の基準電圧を形成するようになっている。この第２のコ
ンパレータＣuvw の出力部が主制御装置２２に接続さ
れ、マイクロコンピュータ２１等の演算入力信号とする
ようになっている。
置１１の負側および分圧抵抗器２４の負側が一括接続さ
れ、これが抵抗Ｒ11とＲ12との分圧抵抗器２５の負側に
接続するようになっている。この分圧抵抗器２５の分電
圧が第２のコンパレータＣuvw の負側に接続され、第２
の基準電圧を形成するようになっている。この第２のコ
ンパレータＣuvw の出力部が主制御装置２２に接続さ
れ、マイクロコンピュータ２１等の演算入力信号とする
ようになっている。
【００２７】この位置検出装置２０には主制御装置２２
に接続されたホトカプラー２６が備えられ、ステータ巻
線Ｕ、Ｖ、Ｗの誘起電圧がなくなったとき、すなわち、
ブラシレスモータ１３の惰性回転速度が停止したときホ
トカプラー２６をオン状態にして分電圧を下げることで
第１の基準電圧を低下させブラシレスモータ１３の停止
を的確に検出するようになっている。
に接続されたホトカプラー２６が備えられ、ステータ巻
線Ｕ、Ｖ、Ｗの誘起電圧がなくなったとき、すなわち、
ブラシレスモータ１３の惰性回転速度が停止したときホ
トカプラー２６をオン状態にして分電圧を下げることで
第１の基準電圧を低下させブラシレスモータ１３の停止
を的確に検出するようになっている。
【００２８】このホトカプラー２６はホトダイオードPD
とホトトランジスタPTとから構成され、マイクロコンピ
ュータ２１のオン制御により第２の基準電圧が下がり完
全に停止すると第１のコンパレータＣu ，Ｃv ，Ｃw が
高レベルを維持するようになっている。
とホトトランジスタPTとから構成され、マイクロコンピ
ュータ２１のオン制御により第２の基準電圧が下がり完
全に停止すると第１のコンパレータＣu ，Ｃv ，Ｃw が
高レベルを維持するようになっている。
【００２９】主制御装置２２には図示しないＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、ＣＰＵ等を有するマイクロコンピュータ２１が備
えられ、第２のコンパレータＣuvw から送出される出力
信号、図示しないリモートコントローラの操作信号等を
受けるようになっている。マイクロコンピュータ２１に
は空気調和機に必要な種々なプログラムが格納され、位
置検出装置２０の出力信号、リモートコントローラの操
作信号を演算制御し、インバータ装置１１の駆動回路Ｂ
1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 やホトカプラー２６
等を制御をするようになっている。
ＡＭ、ＣＰＵ等を有するマイクロコンピュータ２１が備
えられ、第２のコンパレータＣuvw から送出される出力
信号、図示しないリモートコントローラの操作信号等を
受けるようになっている。マイクロコンピュータ２１に
は空気調和機に必要な種々なプログラムが格納され、位
置検出装置２０の出力信号、リモートコントローラの操
作信号を演算制御し、インバータ装置１１の駆動回路Ｂ
1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 やホトカプラー２６
等を制御をするようになっている。
【００３０】このような各種の装置を備えた空気調和機
等のコンプレッサ１２に使用するブラシレスモータ１３
の逆転を防止方法を説明する。いま、空気調和機を室内
の温度、湿度、リモートコントローラ等の設定条件によ
りインバータ装置１１が制御され、ブラシレスモータ１
３が図５、図６に示すうおうに所定の回転速度Ｎ0 で運
転しているとする。
等のコンプレッサ１２に使用するブラシレスモータ１３
の逆転を防止方法を説明する。いま、空気調和機を室内
の温度、湿度、リモートコントローラ等の設定条件によ
りインバータ装置１１が制御され、ブラシレスモータ１
３が図５、図６に示すうおうに所定の回転速度Ｎ0 で運
転しているとする。
【００３１】このブラシレスモータ１３の運転によりコ
ンプレッサ１２の吸入管から低圧の冷媒を吸入し圧縮機
構に送る。圧縮機構は低圧の冷媒を圧縮して高圧にした
冷媒をコンプレッサ１２の吐出管に送る。このようなコ
ンプレッサ１２による冷媒の吸入、圧縮、吐出等の作用
により冷媒を冷凍サイクルに循環することで空気調和機
を運転状態にし室内を冷暖房空調する。
ンプレッサ１２の吸入管から低圧の冷媒を吸入し圧縮機
構に送る。圧縮機構は低圧の冷媒を圧縮して高圧にした
冷媒をコンプレッサ１２の吐出管に送る。このようなコ
ンプレッサ１２による冷媒の吸入、圧縮、吐出等の作用
により冷媒を冷凍サイクルに循環することで空気調和機
を運転状態にし室内を冷暖房空調する。
【００３２】この運転中に空気調和機がリモートコント
ローラからＴ1 時点で運転駆動停止指令信号を受けると
この停止指令信号を主制御装置２２に送る。この停止指
令信号がマイクロコンピュータ２１により演算処理さ
れ、その制御信号Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 ，Ｇ6
等が駆動回路Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 に送
られ、インバータ装置１１のトランジスタＦu 、Ｆx 、
Ｆv 、Ｆy 、Ｆw 、Ｆzの駆動を停止させる。
ローラからＴ1 時点で運転駆動停止指令信号を受けると
この停止指令信号を主制御装置２２に送る。この停止指
令信号がマイクロコンピュータ２１により演算処理さ
れ、その制御信号Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 ，Ｇ6
等が駆動回路Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 に送
られ、インバータ装置１１のトランジスタＦu 、Ｆx 、
Ｆv 、Ｆy 、Ｆw 、Ｆzの駆動を停止させる。
【００３３】この停止制御によりブラシレスモータ１３
への通電が停止された後でブラシレスモータ１３が惰性
で回転を継続する。このときマイクロコンピュータ２１
が位置検出装置２０を作動状態にする。
への通電が停止された後でブラシレスモータ１３が惰性
で回転を継続する。このときマイクロコンピュータ２１
が位置検出装置２０を作動状態にする。
【００３４】位置検出装置２０は分圧抵抗器２３がブラ
シレスモータ１３の惰性回転に基づき生じるステータ巻
線Ｕ、Ｖ、Ｗに誘起する各相電圧を検出する。この検出
信号は各ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗがロータ１３ｂのＮ極
に対向すると高いパルス信号「Ｈ」を捕らえ、Ｓ極に対
向すると低いパルス信号「Ｌ」を捕らえる。
シレスモータ１３の惰性回転に基づき生じるステータ巻
線Ｕ、Ｖ、Ｗに誘起する各相電圧を検出する。この検出
信号は各ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗがロータ１３ｂのＮ極
に対向すると高いパルス信号「Ｈ」を捕らえ、Ｓ極に対
向すると低いパルス信号「Ｌ」を捕らえる。
【００３５】この高低のパルス信号が第１のコンパレー
タＣu ，Ｃv ，Ｃw 、第２のコンパレータＣuvw を介し
て主制御装置２２に送られる。この高低のパルス信号は
図５に示すようにブラシレスモータ１３の惰性回転速度
が速いがときは間隔が狭いパルス信号になり、惰性回転
速度が遅くなると間隔が広いパルス信号になり、停止状
態になるとＮ極に対向し連続した高いパルス信号にな
る。
タＣu ，Ｃv ，Ｃw 、第２のコンパレータＣuvw を介し
て主制御装置２２に送られる。この高低のパルス信号は
図５に示すようにブラシレスモータ１３の惰性回転速度
が速いがときは間隔が狭いパルス信号になり、惰性回転
速度が遅くなると間隔が広いパルス信号になり、停止状
態になるとＮ極に対向し連続した高いパルス信号にな
る。
【００３６】ブラシレスモータ１３の惰性回転速度が所
定値以下Ｎ1 （＜Ｎ0 ）になったらそのＴ2 時点を捕ら
えインバータ装置１１を制動制御しブラシレスモータ１
３の惰性回転を停止させる。この制動制御にはゼロベク
トル通電パターンによる制動と直流励磁通電パターンに
よる制動とがある。
定値以下Ｎ1 （＜Ｎ0 ）になったらそのＴ2 時点を捕ら
えインバータ装置１１を制動制御しブラシレスモータ１
３の惰性回転を停止させる。この制動制御にはゼロベク
トル通電パターンによる制動と直流励磁通電パターンに
よる制動とがある。
【００３７】ゼロベクトル通電パターンによる制動は図
７に示すように主制御装置２２からゼロベクトル通電信
号Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 ，Ｇ6 を介して駆動回
路Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 に送る。このゼ
ロベクトル通電信号により、例えば、正電圧側のトラン
ジスタＦu ，Ｆv ，Ｆw の全てをオフ状態にしたまま負
電圧側のトランジスタＦx ，Ｆy ，Ｆzの全てをオン状
態にするかあるいは逆に負電圧側のトランジスタＦx ，
Ｆy ，Ｆz の全てをオフ状態にしたまま正電圧側のトラ
ンジスタＦu ，Ｆv ，Ｆw の全てをオン状態にする。
７に示すように主制御装置２２からゼロベクトル通電信
号Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 ，Ｇ6 を介して駆動回
路Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 に送る。このゼ
ロベクトル通電信号により、例えば、正電圧側のトラン
ジスタＦu ，Ｆv ，Ｆw の全てをオフ状態にしたまま負
電圧側のトランジスタＦx ，Ｆy ，Ｆzの全てをオン状
態にするかあるいは逆に負電圧側のトランジスタＦx ，
Ｆy ，Ｆz の全てをオフ状態にしたまま正電圧側のトラ
ンジスタＦu ，Ｆv ，Ｆw の全てをオン状態にする。
【００３８】これによりブラシレスモータ１３から生じ
る誘起電圧による電流を環流させブラシレスモータ１３
の回転を減速し停止する。この方法はステータ巻線Ｕ、
Ｖ、Ｗの電圧ベクトルがゼロであることからこの明細書
ではこれをゼロベクトル通電パターンによる制動と言
う。
る誘起電圧による電流を環流させブラシレスモータ１３
の回転を減速し停止する。この方法はステータ巻線Ｕ、
Ｖ、Ｗの電圧ベクトルがゼロであることからこの明細書
ではこれをゼロベクトル通電パターンによる制動と言
う。
【００３９】このゼロベクトル通電パターンによる制動
は回生エネルギーの消費が継続されるので完全停止させ
ることは困難であるが惰性回転するような場合には完全
停止させることができる。したがってこのゼロベクトル
通電パターンによる制動は消費電力をほぼゼロの状態で
ブラシレスモータ１３を停止することができるが停止時
間がやや長くなる。 また、従来の直流励磁による制動
と比較すると電源供給が不要なため消費電力の少なくで
きる。
は回生エネルギーの消費が継続されるので完全停止させ
ることは困難であるが惰性回転するような場合には完全
停止させることができる。したがってこのゼロベクトル
通電パターンによる制動は消費電力をほぼゼロの状態で
ブラシレスモータ１３を停止することができるが停止時
間がやや長くなる。 また、従来の直流励磁による制動
と比較すると電源供給が不要なため消費電力の少なくで
きる。
【００４０】また、直流励磁通電パターンによる制動は
図８に示すように主制御装置２２から直流励磁通電信号
Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 ，Ｇ6 を介し駆動回路Ｂ
1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 に送る。この直流励
磁通電信号により、例えば、正電圧側と負電圧側のいず
れか一方のスイッチング素子の１個をオン状態にすると
ともに他方のスイッチング素子の１個をオン状態にして
ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電流を流し、所定の方向の磁
界を発生させてブラシレスモータ１３を停止させもので
ある。
図８に示すように主制御装置２２から直流励磁通電信号
Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 ，Ｇ6 を介し駆動回路Ｂ
1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ，Ｂ5 ，Ｂ6 に送る。この直流励
磁通電信号により、例えば、正電圧側と負電圧側のいず
れか一方のスイッチング素子の１個をオン状態にすると
ともに他方のスイッチング素子の１個をオン状態にして
ステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電流を流し、所定の方向の磁
界を発生させてブラシレスモータ１３を停止させもので
ある。
【００４１】この直流励磁通電信号にる制動はステータ
巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電流を流すため多少消費電力を要する
が短時間、かつ、迅速にブラシレスモータ１３を停止す
るから迅速制動に適する。また、従来の直流制動と比較
して駆動回路およびブラシレスモータ１３に過度の負担
をかけることなく、しかも、永久磁石の減磁を抑える効
果がある。
巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電流を流すため多少消費電力を要する
が短時間、かつ、迅速にブラシレスモータ１３を停止す
るから迅速制動に適する。また、従来の直流制動と比較
して駆動回路およびブラシレスモータ１３に過度の負担
をかけることなく、しかも、永久磁石の減磁を抑える効
果がある。
【００４２】この直流励磁通電パターンによる制動は図
示しなが他の方法として直流励磁通電信号により、正電
圧側と負電圧側のいずれか一方のスイッチング素子の２
個をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子の
１個をオン状態にしてステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電流を
流し磁界を発生させてブラシレスモータ１３を停止させ
るようにしてもよい。
示しなが他の方法として直流励磁通電信号により、正電
圧側と負電圧側のいずれか一方のスイッチング素子の２
個をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子の
１個をオン状態にしてステータ巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに電流を
流し磁界を発生させてブラシレスモータ１３を停止させ
るようにしてもよい。
【００４３】ブラシレスモータ１３の制動はゼロベクト
ル通電パターンによる制動を単独で行う場合、直流励磁
通電パターンによる制動を単独で行う場合およびゼロベ
クトル通電パターンと直流励磁通電パターンとによる制
動を併用し相互に切り換えて制動をする場合がある。こ
れらのいずれかの制動方法を採用することにより空気調
和機、すなわち、ブラシレスモータ１３の停止時に確実
に止め、冷凍サイクルの吸込み側と吐出側との冷媒によ
る圧力差により逆回転を防止し、逆回転による異常音の
低減をはかることができる。
ル通電パターンによる制動を単独で行う場合、直流励磁
通電パターンによる制動を単独で行う場合およびゼロベ
クトル通電パターンと直流励磁通電パターンとによる制
動を併用し相互に切り換えて制動をする場合がある。こ
れらのいずれかの制動方法を採用することにより空気調
和機、すなわち、ブラシレスモータ１３の停止時に確実
に止め、冷凍サイクルの吸込み側と吐出側との冷媒によ
る圧力差により逆回転を防止し、逆回転による異常音の
低減をはかることができる。
【００４４】このような制動方法においてブラシレスモ
ータ１３の惰性回転速度がＮ2 以下となり、ステータ巻
線Ｕ、Ｖ、Ｗの誘起電圧が小さくなるとブラシレスモー
タ１３の惰性回転の有無を検出できなくなる。
ータ１３の惰性回転速度がＮ2 以下となり、ステータ巻
線Ｕ、Ｖ、Ｗの誘起電圧が小さくなるとブラシレスモー
タ１３の惰性回転の有無を検出できなくなる。
【００４５】そこでブラシレスモータ１３の回転速度が
なくなったらその時点Ｔ2 でマイクロコンピュータ２１
の制御によりホトカプラ２６を起動し、抵抗Ｒ01と抵抗
Ｒ02との分電圧を下げ第１のコンパレータＣu ，Ｃv ，
Ｃw の第１基準電圧を下げることにより小さな誘起電圧
の変化を位置検出装置２０が的確に検出し、高低のパル
ス信号を第２のコンパレータＣuvw に送るようにする。
なくなったらその時点Ｔ2 でマイクロコンピュータ２１
の制御によりホトカプラ２６を起動し、抵抗Ｒ01と抵抗
Ｒ02との分電圧を下げ第１のコンパレータＣu ，Ｃv ，
Ｃw の第１基準電圧を下げることにより小さな誘起電圧
の変化を位置検出装置２０が的確に検出し、高低のパル
ス信号を第２のコンパレータＣuvw に送るようにする。
【００４６】そして、制御信号Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 を駆動
回路Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 、インバータ装置１１等を介して
ブラシレスモータ１３をゼロベクトル通電パターンある
いは直流励磁通電パターンとによる制動を一定時間行え
ばブラシレスモータ１３をその停止位置に確実に停止さ
せることができる。この停止位置における制動によりブ
ラシレスモータ１３が冷媒の圧力差に基ずく逆回転を防
止することができる。
回路Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 、インバータ装置１１等を介して
ブラシレスモータ１３をゼロベクトル通電パターンある
いは直流励磁通電パターンとによる制動を一定時間行え
ばブラシレスモータ１３をその停止位置に確実に停止さ
せることができる。この停止位置における制動によりブ
ラシレスモータ１３が冷媒の圧力差に基ずく逆回転を防
止することができる。
【００４７】なお、本実施の形態では空気調和機に使用
するコンプレッサモータについて説明したが他の機器、
例えば、冷蔵庫やショーケース等のコンプレッサモータ
等についても同様に実施することができる。また、コン
プレッサモータの制動を惰性回転の途中でゼロベクトル
通電パターンによる制動等を行なったが機器により停止
指令と同時に制動を行うようにしてもよい。
するコンプレッサモータについて説明したが他の機器、
例えば、冷蔵庫やショーケース等のコンプレッサモータ
等についても同様に実施することができる。また、コン
プレッサモータの制動を惰性回転の途中でゼロベクトル
通電パターンによる制動等を行なったが機器により停止
指令と同時に制動を行うようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】本発明は複数のスイッチング素子からな
るインバータ装置を形成し、このインバータ装置にコン
プレッサモータを接続するとともに前記インバータ装置
のスイッチング素子をオン、オフ制御する制御装置によ
りコンプレッサモータを制御するようにした空気調和機
用コンプレッサモータ制御装置において、前記制御装置
は、インバータ装置の正電圧側あるいは負電圧側の全て
のスイッチング素子を通電するゼロベクトル通電手段
と、正電圧側の１つのスイッチング素子と負電圧側の１
つのスイッチング素子を通電する直流励磁通電手段と、
コンプレッサモータの運転停止後に前記ゼロベクトル通
電手段または前記直流励磁通電手段のいずれかを動作さ
せる逆転を阻止する制動手段とを備えたからコンプレッ
サモータの停止時に冷媒の圧力差があってもコンプレッ
サモータの逆回転を確実に防止することができる。
るインバータ装置を形成し、このインバータ装置にコン
プレッサモータを接続するとともに前記インバータ装置
のスイッチング素子をオン、オフ制御する制御装置によ
りコンプレッサモータを制御するようにした空気調和機
用コンプレッサモータ制御装置において、前記制御装置
は、インバータ装置の正電圧側あるいは負電圧側の全て
のスイッチング素子を通電するゼロベクトル通電手段
と、正電圧側の１つのスイッチング素子と負電圧側の１
つのスイッチング素子を通電する直流励磁通電手段と、
コンプレッサモータの運転停止後に前記ゼロベクトル通
電手段または前記直流励磁通電手段のいずれかを動作さ
せる逆転を阻止する制動手段とを備えたからコンプレッ
サモータの停止時に冷媒の圧力差があってもコンプレッ
サモータの逆回転を確実に防止することができる。
【図１】本発明空気調和機用コンプレッサモータ制御装
置の概要を示すブロック線図。
置の概要を示すブロック線図。
【図２】コンプレッサモータの一例を示す断面図。
【図３】図２のコンプレッサモータのステータ巻線一例
を示す結線図。
を示す結線図。
【図４】図１の制御装置の概要を示すブロック線図。
【図５】コンプレッサモータの逆回転防止の動作を示す
チャート図。
チャート図。
【図６】コンプレッサモータの制動動作を示すチャート
図。
図。
【図７】コンプレッサモータのゼロベクトル通電制御の
一例を示すブロック線図。
一例を示すブロック線図。
【図８】コンプレッサモータの直流励磁通電制御の一例
を示すブロック線図。
を示すブロック線図。
【図９】コンプレッサモータの一般的な制動特性図。
１１ インバータ装置。 １２ コンプレッサ １３ コンプレッサモータ １４ 制御装置 ２０ 位置検出装置 ２１ マイクロコンピュータ ２２ 主制御装置 ２３ 分圧抵抗器 ２６ ホトカプラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神 戸 崇 幸 静岡県富士市蓼原336 株式会社東芝富士 工場内 Ｆターム(参考） 3L060 AA01 CC19 DD01 DD02 EE04 5H560 AA02 BB04 BB12 DA13 DA19 DB20 DC13 EB01 EC10 GG04 HA09 JJ12 TT07 UA05 XB09
Claims (4)
- 【請求項１】複数のスイッチング素子からなるインバー
タ装置を形成し、このインバータ装置にコンプレッサモ
ータを接続するとともに前記インバータ装置のスイッチ
ング素子をオン、オフ制御する制御装置によりコンプレ
ッサモータを制御するようにした空気調和機用コンプレ
ッサモータ制御装置において、 前記制御装置は、 インバータ装置の正電圧側あるいは負電圧側の全てのス
イッチング素子を通電するゼロベクトル通電手段と、 正電圧側の１つのスイッチング素子と負電圧側の１つの
スイッチング素子を通電する直流励磁通電手段と、 コンプレッサモータの運転停止後に前記ゼロベクトル通
電手段または前記直流励磁通電手段のいずれかを動作さ
せる逆転を阻止する制動手段と、 を備えたことを特徴とする空気調和機用コンプレッサモ
ータ制御装置。 - 【請求項２】コンプレッサモータの停止後にゼロベクト
ル通電手段あるいは直流励磁通電手段によりコンプレッ
サモータの惰性回転を徐々に低下させるようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の空気調和機用コンプレッサ
モータ制御装置。 - 【請求項３】前記制御装置は、 コンプレッサモータの惰性回転の終了を制御装置に設け
られた位置検出手段により検知するとともに位置検出手
段の位置検出信号を比較する基準電圧を低下させてコン
プレッサモータの回転停止を検出するようにしたことを
特徴とする請求項１または２記載の空気調和機用コンプ
レッサモータ制御装置。 - 【請求項４】コンプレッサモータの運転停止後に制御装
置のオン、オフ制御によりゼロベクトル通電手段または
直流励磁通電手段によりコンプレッサモータの回転速度
を低減し、 コンプレッサモータが惰性回転停止後に前記ゼロベクト
ル通電手段または直流励磁通電手段を一定時間停止する
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の空気調和
機用コンプレッサモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090087A JP2000287485A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 空気調和機用コンプレッサモータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090087A JP2000287485A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 空気調和機用コンプレッサモータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000287485A true JP2000287485A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=13988753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11090087A Withdrawn JP2000287485A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 空気調和機用コンプレッサモータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000287485A (ja) |
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-
1999
- 1999-03-30 JP JP11090087A patent/JP2000287485A/ja not_active Withdrawn
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