JP2001050625A

JP2001050625A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2001050625A
Application number: JP11228256A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Arakawa; 展昭荒川; Takeshi Wakatabe; 武若田部; Hideki Yoshida; 英樹吉田; Makoto Ishii; 誠石井; Junichi Takagi; 純一高木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2001-02-23
Also published as: CN1284644A; KR20010020667A; KR100376902B1; CN1144010C

Abstract

(57)【要約】【課題】電圧可変コンバータとインバータとを備えた回
路で、ＰＷＭ／ＰＡＭ制御を切替える際、特にＰＡＭ制
御からＰＷＭ制御に切替える際、従来のように実直流電
圧によると主回路部と操作部を有するマイコン部との間
の絶縁ができず冷蔵庫にはこの制御は適用できないとい
った問題がある。【解決手段】本発明は、操作部を有するマイコン自身が
発生する直流ステージ電圧指令を実直流電圧の代わりと
することで、主回路との間の絶縁を取らなくとも切替え
が行えるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流を整流し所望
の直流電圧を出力する電源回路と、電動機を駆動する電
動機駆動回路から構成されるインバータ冷蔵庫に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷蔵庫用圧縮機を駆動する電動機
制御装置として直流電圧を制御するいわゆるＰＡＭ制御
手段を用いたものが特開平７−２６０３０９号公報（文
献１）及び特開平７-２１８０９７号公報（文献２）に
記載されている。また、電動機の制御装置としてＰＡＭ
制御手段を用いたものとして特開昭６３−２２４６９８
号公報（文献３）が知られている。この文献３には、電
動機回転数が低速域では、直流電圧を一定にしてパルス
幅変調インバータの出力パルス幅を制御することで電動
機を駆動制御し、高速域では、インバータを転流動作の
みさせコンバータの直流電圧昇圧機能により電動機を駆
動制御する所謂リニアＰＡＭ制御が記載され、インバー
タによる電動機の駆動制御（ＰＷＭ制御）とコンバータ
による電動機の駆動制御（ＰＡＭ制御）との切替えを、
ＰＷＮ制御からＰＡＭ制御はＰＷＭ制御の通流率が所定
値に達したとき、またＰＡＭ制御からＰＷＭ制御へはコ
ンバータ出力実直流電圧が所定値に達したときに切替え
ることが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記文献１及び２に
は、冷蔵庫用圧縮機駆動用電動機の制御装置としてＰＡ
Ｍインバータを用いることにより省エネルギー化される
ことは記載されているが、冷蔵庫用圧縮機駆動用電動機
の制御装置としてＰＡＭ制御を具現化することについて
は何ら記載されていない。また、文献３のような構成で
は冷蔵庫用として吟味されていない。

【０００４】また、電動機を駆動するための電源電圧
（家庭用コンセントに供給される交流の電圧）は、電気
事業法により定められた許容変動量及び家庭内における
電圧降下分を考慮すると、基準値の±７．５％になる。
従来のような倍電圧回路を用いた電動機の制御装置で
は、直流電圧が２６０Ｖ〜３０３Ｖと最大値と最小値と
の差が４３Ｖにもなり、直流電圧が低い場合電動機が起
動しないということがある。

【０００５】本発明の目的は、冷蔵庫用の電動機制御装
置として適したＰＡＭ制御機能を有する冷蔵庫を提供す
ることにある。

【０００６】本発明の第２の目的は、電源の電圧が変動
しても、圧縮機の起動を行える冷蔵庫を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、圧縮
機を駆動する電動機と、この電動機を回転制御するイン
バータと、交流を入力しこのインバータに可変電圧の直
流を供給するコンバータとを備えた冷蔵庫において、庫
内温度と設定温度とに基づいて発生される速度指令に近
づくように、前記電動機の回転数を前記インバータのパ
ルス幅変調機能により制御を行う第１の制御モードと、
前記電動機の回転数を前記コンバータの電圧可変機能に
より制御を行う第２の制御モードとを備えることにより
達成される。

【０００８】また、上記第１の目的は、圧縮機を駆動す
る電動機と、この電動機を回転制御するインバータと、
交流を入力しこのインバータに可変電圧の直流を供給す
るコンバータとを備えた冷蔵庫において、庫内温度と設
定温度とに基づいて発生される速度指令に近づくよう
に、前記電動機の回転数を前記インバータのパルス幅変
調機能により制御を行う第１の制御モードと、前記電動
機の回転数を前記コンバータの電圧可変機能により制御
を行う第２の制御モードとを備え、前記インバータのパ
ルス幅変調機能における通流率が所定の値に達したと
き、前記第１の制御モードから前記第２の制御モードへ
切り替え、前記コンバータに対する直流電圧指令が所定
の値に達したとき、前記第２の制御モードから前記第１
の制御モードへ切り替える機能を備えることにより達成
される。

【０００９】また、上記第２の目的は、圧縮機を駆動す
る電動機と、この電動機を回転制御するインバータと、
交流を入力しこのインバータに可変電圧の直流を供給す
るコンバータとを備えた冷蔵庫において、前記電動機を
起動する際、前記インバータに供給する直流電圧を、前
記交流を直流に変換した値よりも高くする手段とを備え
ることにより達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】冷蔵庫に対する要求として、調理
した食品を冷凍貯蔵する場合に急速に冷凍させる等急速
冷凍、短時間に氷を作る急速製氷、更に冷蔵庫は一般家
庭において常に電源プラグを入れて使用するため年間電
気代が安い（年間の消費電力が少ない）といった省エネ
ルギーであることが挙げられる。急速冷凍及び急速製氷
については、圧縮機の回転数を上昇させて冷凍サイクル
の冷媒循環量を増すことにより達成されるが、省エネル
ギーとするためには、圧縮機を低速回転で運転する必要
がある。圧縮機を高速回転で運転することと圧縮機を低
速回転で運転することを両立させようとすると次のよう
な問題がある。

【００１１】現在冷蔵庫用圧縮機（主にレシプロタイ
プ）を動作させる電動機は、回転子に永久磁石が埋め込
まれ、固定子にインバータによって回転磁界を発生させ
ることによって回転子を回転させるブラシレス電動機が
多く使用されている。このブラシレス電動機の回転数は
次の式で表される。

【００１２】Ｎ＝（Ｖ−ＩＲ）／ｋΦ ここで、Ｎは電動機の回転数、Ｖは電動機印加電圧、Ｉ
は電動機電流、Ｒは電動機の内部抵抗、ｋは係数、Φは
磁束密度である。

【００１３】この式からも理解されるように、電動機印
加電圧Ｖが大きいほど、また電動機内部抵抗Ｒが小さい
ほど高速回転が得られる。インバータに入力される直流
電圧は、倍電圧回路を用いると１４４Ｖの２倍の２８８
Ｖ（負荷を接続すると約２５０Ｖ）が得られるが、電動
機の内部抵抗Ｒは電動機を高速回転仕様とするか低速回
転仕様とするかで異なり、例えば高速回転仕様とする
と、電動機の固定子の巻き数であるターン数を、例えば
１２０ターンとすることで内部抵抗Ｒの値を小さくして
いる。ところが、このように電動機の仕様を高速側に設
定すると、低速域において電動機の効率が著しく低下す
るという問題がある。

【００１４】一方、電動機の仕様を低速域に合わせる
（低速域の効率を高くする）ため、固定子巻き線の巻き
数を、例えば１４０ターンとすると、電動機印加電圧Ｖ
は一定で、電動機内部抵抗Ｒが大きくなることから急速
冷凍や急速製氷に必要な回転数を得ることができないと
いった問題がある。

【００１５】そこで、本実施の形態では、電動機の仕様
を低速域に合わせてインバータ入力電圧を高速域におい
て高くするようにすることで電動機の高速回転を実現す
るようにした。インバータ入力電圧、即ち直流ステージ
電圧を高くするためには、交流を直流に変換するコンバ
ータの後段に昇圧チョッパ（若しくはＰＷＭ制御可能な
コンバータ）を設けてこの昇圧チョッパをチョッピング
制御するパルス振幅変調、すなわち、ＰＡＭ制御とする
ことにより達成される。

【００１６】以下、上記した本発明の一実施の形態を図
面を用いて説明する。図１は冷蔵庫の制御装置を説明す
るものであり、整流回路及び昇圧チョッパ回路を用いた
コンバータ回路と、インバータ回路及び圧縮機用電動機
からなる電動機駆動回路を備えた電動機制御装置の全体
構成図である。

【００１７】交流電源１は一般にはコンセントであり、
冷蔵庫側の差し込みプラグを挿入することによって冷蔵
庫に受電される。受電された交流はコンバータ回路２に
接続され直流に変換される。コンバータ回路２には、整
流回路を構成するダイオード２１、２２、２３、２４、
リアクタ２５、ダイオード２６及びトランジスタ等のパ
ワーデバイスであるスイッチング素子２７で構成される
昇圧チョッパ回路を介して直流電圧として出力される。
コンバータ回路２内の昇圧チョッパ回路はコンバータ回
路２内の整流回路の出力側に接続され、前述したパワー
素子のスイッチング動作及びリアクタ２５のエネルギー
蓄積効果により、入力電流を強制的に流し電圧を昇圧す
る。昇圧された直流電圧は平滑用コンデンサ５に供給さ
れ安定した直流電圧を出力する。昇圧の仕組みは公知で
あるが、簡単に説明する。ダイオード２１側がプラスと
して、スイッチング素子２７がオンしているとき、電流
が、交流電源１、ダイオード２１、リアクタ２５、スイ
ッチング素子２７、ダイオード２４、交流電源１の順に
流れリアクタ２５に電磁エネルギーが蓄積される。この
時、スイッチング素子２７をオフすると、リアクタ２５
から逆流防止用のダイオード２６を介して平滑用のコン
デンサ５に電流が流れ、電磁エネルギーがコンデンサ５
に移されコンデンサ５の電圧が上昇する。これにより直
流ステージ電圧を上昇させるのである。なお、コンバー
タ２内の抵抗２８は電流検出用の抵抗である。

【００１８】このコンデンサ５には、電動機を回転させ
るための回転磁界を発生させる交流に直流を変換するイ
ンバータ３が接続されている。インバータ３には圧縮機
駆動用電動機７が接続されている。この電動機７が駆動
する圧縮機４は、詳細図示しないが、電動機７と共に密
閉容器内に収納されており、主にレシプロタイプの圧縮
機である。その他、ロータリタイプやスクロールタイプ
の圧縮機であっても構わない。

【００１９】インバータ３は、３相インバータでありス
イッチング素子として本実施形態ではＩＧＢＴ（インシ
ュレーテッドゲートバイポーラトランジスタ）３
１ａ乃至３２ｃが用いられている。これらスイッチング
素子にはそれぞれ並列に還流ダイオード３３ａ乃至３４
ｃが接続されている。そして、コンデンサ５から供給さ
れる直流を設定された回転数になるよう電動機７の回転
位置検出の出力に基づいて１２０度通流を行い、各相の
通流期間における通流率の制御（パルス幅制御）を行い
電動機７の回転数を制御する。

【００２０】なお、抵抗６は電流検出用抵抗でこの電流
検出値が過電流保護装置１１１に送出され、この電流検
出値がスレッシュホールドレベルを超えたときインバー
タ３を構成するスイッチング素子を全てオフする信号を
ドライバ１１０に出力し、ドライバ１１０はスイッチン
グ素子をオフする。これはインバータ制御において電流
マイナーループを有しないために設けるものである。

【００２１】このような主回路構成を用いて行う制御に
ついて、図２に基づいて説明する。前述のように、電動
機７は直流ブラシレスモータであり、電動機７に対する
印加電圧を制御することにより電動機７の回転数を制御
することができる。本実施形態における電動機７は、低
速回転領域でのモータ効率がよくなるように設計されて
いる。これは、この電動機により駆動される圧縮機が冷
蔵庫に用いられる冷凍サイクル中に組み込まれるもので
あるため、主に一般家庭における冷蔵庫の使用形態とし
て、扉の開閉が一日中頻繁にあるものではないことに起
因している。すなわち、一日を通してみると冷蔵庫の扉
は殆ど閉状態であり、このため冷凍サイクルは、扉が閉
状態における断熱材を通しての庫内への熱侵入に見合っ
た冷気を生成すれば足りる。この庫内への熱侵入はわず
かであるので、圧縮機の動作は、殆どが毎分２０００回
転前後の低速回転である。従って、この低速回転域のモ
ータ効率がよくなるように設計すれば消費電力を小さく
することができる。

【００２２】しかし、図２に示したように、インバータ
３によるパルス幅変調（ＰＷＭ）制御だけでは、庫内に
熱負荷の大きな食品が入れられた場合、扉の開閉が頻繁
にある場合、急速冷凍や急速製氷を行いたい場合など、
圧縮機を高速回転で駆動しなければならない場合、通流
率は約２４００min_- ¹で100％に達してしまうため、電動
機７に対する印加電圧はインバータ３の入力直流電圧で
ある１５０Ｖ以上にならなくなってしまう。

【００２３】そこで、本実施の形態では、電動機７に与
える電圧の制御、すなわち、電動機７の回転数制御をイ
ンバータ３のパルス幅制御から、コンバータ２によるイ
ンバータ３の入力電圧である直流電圧を制御することで
行うようにした（このときインバータ３は１００％の通
流率を維持する）。このようにすることで、低速領域で
効率がよくなるよう設計された電動機であっても高速回
転で駆動することができる。本明細書では、インバータ
３によって電動機７に印加されるパルス列の幅を調整す
ることで電動機７に与えられる電圧を制御することで電
動機７の回転数を制御する制御をＰＷＭ（パルス幅変
調）制御、コンバータ２の直流電圧を制御することによ
って、電動機７に印加されるパルスの振幅を調整するこ
とで電動機７の回転数を制御する制御をＰＡＭ（パルス
振幅変調）制御と呼ぶ。

【００２４】図２に示した実施の形態では、電動機回転
数が１８００min-1から２４００min-1の間をＰＷＭ制御
（このとき直流電圧は１５０Ｖ）、２４００min-1以上
をＰＡＭ制御とした（これら値は一例であり、本発明が
これら値に限定されるものではない）。

【００２５】ところで、本実施の形態では、直流ステー
ジの電圧の最小値をダイオード２１、２２、２３、２４
により構成される整流回路の出力電圧（１４４Ｖ）より
若干高い１５０Ｖに設定した。その理由を以下説明す
る。

【００２６】直流ステージの最小設定電圧を高く設定、
例えば１８０Ｖに設定すると、ＰＷＭ制御により制御さ
れる領域が拡大するが、冷蔵庫で頻繁に使用される低回
転数領域において次の問題が起こる。

【００２７】直流ステージの電圧が高い状態で電動機７
を低速回転にするためには、ＰＷＭ波形であるパルス幅
が細くする必要がある。この時、インバータ３のオン期
間に流れる電流の大きさが大きくなり（ある相のスイッ
チング素子がオンしている期間に流れる電流の最大
値）、還流モード（その相の還流ダイオ−ドに電流が流
れている期間）における最小電流との差が大きくなって
しまう。この最大値と最小値の差は、電動機７の脈動磁
束密度と比例関係にあり、これが大きいほど電動機７の
鉄損が大きくなってしまう。

【００２８】この問題を解決するため、本実施の形態で
は、低速領域にを含むＰＷＭ領域において直流電圧を整
流電圧に近い値である１５０Ｖに設定した。このように
直流ステージの電圧を低くすることで、低くした分イン
バータのＰＷＭのパルス幅が広くなり、インバータスイ
ッチング素子の１周期における最大電流値と最小電流値
との差を小さくすることができる。この結果、脈動磁束
密度を小さくすることができ、電動機７の鉄損を減少さ
せることができる。

【００２９】図１１に基づいて説明する。図１１（ａ）
は直流ステージ電圧が高い状態におけるインバータ３の
スイッチング素子のＰＷＭ波形である。スイッチング素
子がオンしているときはコンデンサ５から電動機電流が
流れ、オフすると、還流ダイオードを介して電動機電流
は還流し減衰する。この振幅値をΔＩＭとする。同様に
図１１（ｂ）は、直流ステージ電圧を減少させ、（ａ）
と同じ電圧が電動機７に印加される通流率とした場合で
ある。この時直流ステージ電圧が低いので、スイッチン
グ素子をオンしても電流の上昇率が小さいため、（ａ）
と比べΔＩＭは小さい。このΔＩＭは電動機の脈動磁束
密度を表す値であり、これが小さい方が電動機の鉄損が
小さいことを意味している。従って、通流率が大きいほ
ど電動機効率が良くなる。

【００３０】なお、コンバータ２による昇圧動作をＰＷ
Ｍ制御領域でオフしない理由は、力率改善回路としての
機能を維持させるためである。

【００３１】このような制御を実現するための実施の形
態を図１に基づいて説明する。本実施の形態では、電動
機７の回転数を制御する手段としてＰＷＭ／ＰＡＭ選択
器１５０でＰＡＭ制御またはＰＷＭ制御のどちらかを選
択する。後述する速度指令発生器１４０にて発生された
冷蔵庫の庫内温度制御に伴う速度指令ＮｐがＰＷＭ／Ｐ
ＡＭ選択回路１５０に入力される。

【００３２】一方、電動機７の誘起電圧を位置検出器１
０２に入力し、この誘起電圧から回転子の磁石位置を演
算して、この位置信号に基づいて速度演算器１０３によ
って電動機の回転数（実速度）が出力され、インバータ
コンバータ制御手段としてのＰＷＭ／ＰＡＭ選択器１５
０に入力される。

【００３３】詳細を後述するように、ＰＷＭ／ＰＡＭ選
択器１５０では、この速度指令Ｎｐと電動機７の実速度
が入力され、コンバータ２及びインバータ３に対して次
の制御指令を発生する。

【００３４】ＰＷＭ制御領域であると判断された場合、
コンバータ２に対して一定の直流電圧（本実施の形態で
は１５０V）を出力する制御指令を、インバータ２に対
して、速度指令値と電動機実速度の偏差に基づく通流率
指令（本実施の形態では、その通流率指令に基づくパル
ス列）をそれぞれ送出する。

【００３５】ＰＡＭ制御領域であると判断された場合、
コンバータ２に対して速度指令値と電動機実速度の偏差
に基づく直流ステージ電圧指令を、インバータ２に対し
て通流率を１００％とする指令（本実施の形態では、通
流率を１００％としたパルス列）をそれぞれ出力する。
この際、インバータはＰＷＭデユーテイーが１００％で
あるため、インバータ３はチョッパを行わず転流出力の
みを行う。

【００３６】ＰＷＭ／ＰＡＭ選択器１５０から出力され
た直流ステージ電圧指令は、基準電圧（１５０Ｖ）と加
算器２０８にて加算されて直流電圧指令となる（ＰＷＭ
／ＰＡＭ選択器１５０からの指令値が０の場合、ＰＷＭ
制御領域であると判断され、この指令値が何らかの値を
持っている場合、ＰＡＭ制御領域で判断されたことを意
味する。なお、ここでは基準電圧を用いたが、ＰＷＭ／
ＰＡＭ選択器１５０から合算値を出力するようにしても
よい）。この加算器２０８の出力と、直流電圧検出回路
５０にて検出されたコンデンサ５の端子間の電圧が比較
器２０７にて比較され、その偏差が比例積分器２０６を
介して直流電流波高値指令となって乗算器２０１に入力
される。ダイオード２１、２２、２３、２４によって全
波整流された電圧（脈流）が電圧検出器２９にて検出さ
れ、この脈流と直流電流波高値指令とが乗算器２０１に
よって乗算されて瞬時電流指令となる。この瞬時電流指
令と電流検出抵抗２８によって検出された実瞬時電流と
が比較器２０２にて比較され、その偏差が比較器２０４
に入力され、発信器２０３にて生成された鋸歯状波（三
角波）と比較されてパルス幅変調信号を得る。この信号
がドライブ回路２０５に入力され増幅されて昇圧チョッ
パ２７のゲート信号となる。このように瞬時電流指令と
瞬時電流とを比較して偏差がなくなる方向に制御するこ
とで、入力電圧と入力電流の位相がほぼ等しくなり力率
が１に近くなる。このように電流を正弦波状にすること
で、高調波を抑制することができる。

【００３７】点線Ａで囲んだ各要素は、一つの集積回路
としてパッケー化ジされている。また、上記したコンバ
ータ制御回路は、最近コントロールＩＣ化されており、
アナログ電圧を制御することにより直流電圧を制御する
方式のものが多数製品化されている。

【００３８】一方、ＰＷＭ／ＰＡＭ選択器１５０にて発
生したインバータ３をスイッチング動作させる通流率で
あるＰＷＭ信号はパルス列として、ＡＮＤ回路１０９に
入力される。また、位置検出器１０２の出力信号は、転
流出力器１０８にも入力され、各相のスイッチング素子
の１２０度通流の転流タイミング（相毎に１２０度ずれ
たパルス列）であるパルス列が各スイッチング素子毎に
出力される（図は１スイッチング素子分）。各相の下ア
ームを構成するスイッチング素子３２ａ、３２ｂ、３２
ｃは、この転流タイミングの期間中オンとなり、上アー
ムを構成するスイッチング素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ
には転流タイミングを表すパルス列と先のＰＷＭ信号を
表すパルス列とのＡＮＤがＡＮＤ回路１０９により取ら
れドライバ１１０を介してオンオフ制御される。

【００３９】なお、コンバータ動作判定器１０７は、速
度指令発生器１４０の出力である速度指令Ｎｐが０のと
き、昇圧チョッパ２７をスイッチング動作させるドライ
ブ回路２０５を停止させる。これは、ＰＷＭ／ＰＡＭ選
択器からコンバータ２側への出力は０であり、速度指令
が０であるために指令が０となったのか、速度指令は送
出されているもののＰＷＭ制御領域と判断されている結
果であるか、コンバータ２側で区別がつかないためであ
る。

【００４０】次に、図３を用いてＰＷＭ／ＰＡＭ選択器
の詳細を説明する。速度指令発生器１４０からの速度指
令Ｎｐは、選択器１５２に入力される。判定器１５１に
より判定された結果によって、選択器１５２内のスイッ
チがＡ側若しくはＢ側に切替えられる。Ａ側がＰＡＭ制
御領域、Ｂ側がＰＷＭ制御領域である。

【００４１】判定器１５１にてＢ側が判定されると選択
器１５２内のスイッチはＢ側に切り替わる。速度指令Ｎ
ｐは、比較器１５３にて速度演算器１０３からの実速度
と比較され、その偏差が比例積分器１５５に入力され、
演算された制御量がインバータＰＷＭデューティ指令発
生器１０５に入力される。これらの演算により速度偏差
が０になるような（近づくような）通流率が演算され、
この通流率のパルス幅を持ったパルス列がＡＮＤ回路１
０９へ送出される。一方、コンバータ側は、コンバータ
出力電圧を１５０Ｖとする指令である０が、選択器１５
２からコンバータＰＡＭ電圧指令発生器１０６に出力さ
れると同時に、判定器１５１のＢを選択する判定結果も
コンバータＰＡＭ電圧指令発生器１０６に出力される。
そして、直流電圧を１５０Ｖに保持する旨の指令である
０指令が加算器２０８に出力される。

【００４２】一方、判定器１５１にてＡ側が判定される
と選択器１５２内のスイッチはＡ側に切り替わる。速度
指令Ｎｐは、比較器１５４にて速度演算器１０３からの
実速度と比較され、その偏差が比例積分器１５６に入力
され、演算された制御量がコンバータＰＡＭ電圧指令発
生器１０６に出力される。これらの演算により速度偏差
が０になる（近づく）ような直流電圧指令が演算され、
加算器２０８に出力される。一方、インバータ側は、無
限大の速度指令値が比較器１５３に入力され、その偏差
が比例積分器１５５に入力され、演算結果がインバータ
ＰＷＭデューティ指令発生器１０５に出力される。ここ
で、速度指令値を無限大にしたのは、無限大にしておけ
ば速度偏差が大きいので、通流率は１００％になること
を期待するためである。そして、インバータＰＷＭデュ
ーティ指令発生器１０５からＡＮＤ回路１０９へ通流率
が１００％のパルス列が送出される。

【００４３】次に、判定器１５１の判定動作について説
明する。判定器１５１は、インバータＰＷＭデューティ
指令発生器１０５からの通流率及びコンバータＰＡＭ電
圧指令発生器１０６からの直流ステージ電圧指令を入力
する。インバータＰＷＭデユーテイー指令発生器１０５
の通流率（デユーテイー）が所定値（例えば１００％）
以下であれば、ＰＷＭ制御領域であると判定し、選択器
１５２に対してＢ側を選択するように指令する。そし
て、通流率が所定値になったとき、ＰＡＭ制御領域であ
ると判定し、選択器１５２に対してＡ側を選択するよう
に指令する。

【００４４】従って、ＰＷＭ制御からＰＡＭ制御に切り
替えるのは、インバータＰＷＭデユーテイー指令発生器
１０５のデユーテイーが所定値（例えば１００％）であ
るかを判定器１５１で判断していることとなる。

【００４５】これに対して、ＰＡＭ制御からＰＷＭ制御
への切替えは、コンバータＰＡＭ電圧指令発生器１０６
の出力である直流ステージ電圧指令の値により行う。こ
の直流ステージの電圧指令値が所定値（１５０Ｖ）より
低い値に達したら、判定器１５１は、選択器１５２に対
してＡ側からＢ側に切替える指令を送出する。

【００４６】なお、直流電圧が１５０Ｖとインバータ３
のＰＷＭ通流率が１００％とを対応させているので、こ
の近辺の速度指令が出された場合、ハンチングを起こす
ことが考えられる。これを防止するため、ＰＷＭ制御か
らＰＡＭ制御に切替える場合、増速指令であるか（速度
偏差が所定値より大きいとき増速と判断）をアンド条件
としていれ、増速指令でないときは切替えないように
し、ＰＡＭ制御からＰＷＭ制御に切替える際も同様減速
指令であるかどうかを判定条件に加える。

【００４７】ここで、ＰＡＭ制御からＰＷＭ制御に切り
替える際、昇圧チョッパ回路が出力する直流電圧（主回
路の直流電圧、実直流電圧）が設定された電圧より低く
なったときに切り替える技術が特開昭６３−２２４６９
８号公報で知られている。この場合、マイコンに入力さ
れる直流電圧は数１００Ｖの電圧を抵抗で分圧し、マイ
コンの検出できる５Ｖ以下に低下させている。このた
め、マイコン駆動電圧のグランドとパワー系（主回路）
直流電圧のグランドは共通にしなければならない。

【００４８】しかし、冷蔵庫においては直流電圧のパワ
ー系とマイコン駆動部の信号系は絶縁構造をとらなけれ
ばならずグランドは別々に設けなければならない。その
理由を、図５の冷蔵庫の絶縁構造図を用いて説明する。

【００４９】冷蔵庫は屋内設置であり、後述するように
操作ボタンが備えられている。前述したように直流電圧
のパワー系と直流電圧のパワー系とマイコン駆動部の信
号系はが共通グランドの場合は、操作ボタンが何らかの
不具合で露出し人間が手で触れ、かつ冷蔵庫の表面にも
体が触れると感電する恐れがある。

【００５０】このため、コンバータ回路２、インバータ
回路３、及び各種ヒータ等は光半導体素子（フォトカプ
ラ）やリレー等により絶縁する。また、マイコン駆動部
の電源はスイッチング電源を一般的に使用するがトラン
スで１次側と２次側を絶縁する構造にしなければならな
い。

【００５１】例えば、ルームエアコンでは、操作部を有
する温度制御系を構成するマイコンと、電動機を制御す
るマイコンが独立して存在し、両者を結ぶものは温度制
御系を構成するマイコンからの圧縮機回転数指令を電動
機制御系を構成するマイコンに伝達することだけであ
る。この部分は、フォトカプラなどを用いて絶縁するこ
とが可能である。このため、ルームエアコンでは、主回
路の直流電圧を検出してその値によりＰＡＭ制御からＰ
ＷＭ制御に切替えることが可能である。しかも、この電
動機制御については室外機だけで完結している。

【００５２】これに対して、冷蔵庫は、食品を入れる庫
内の容量を狭くしたくないため、温度制御系と電動機制
御系を一つのマイコンで行う。この場合、主回路の直流
電圧を分圧してマイコンに入力することは絶縁をしなけ
ればならないといった見地からしてはならない。このま
までは、ＰＡＭ制御からＰＷＭ制御への切替えを行うこ
とができない。

【００５３】そこで、本実施の形態では、前述したよう
に、ＰＡＭ制御からＰＷＭ制御に切り替える際、コンバ
ータＰＡＭ電圧指令発生器１０６が生成したコンバータ
２側へ出力する直流ステージ電圧指令値をもって実直流
電圧の代用として判定の対象とすることで、直流電圧を
分圧後、直接マイコンに入力しなくてもＰＡＭ制御から
ＰＷＭ制御へ切替えることが可能となった。

【００５４】なお、冷蔵庫でも主回路直流電圧を取り込
んで制御する方法としては、ルームエアコンのように、
コンバータ回路２やインバータ回路３のみを制御する専
用マイコンを設け、冷蔵庫の温度検知や、ファンモー
タ、ダンパ、操作ボタン等を制御するマイコンと分離す
れば可能である。但し、各マイコンは通信で制御を行う
がここに光半導体素子等の絶縁が必要になる。

【００５５】また、市販されている絶縁型のアナログ／
デジタルコンバータを使用しても直流電圧の検出は行え
るため、直流電圧を取り込んでＰＡＭ制御からＰＷＭ制
御に切り替える制御が可能となる。但し、コストは高く
なる。

【００５６】次に図４を用いて、速度指令Ｎｐの生成に
ついて説明する。基本的な速度指令は温度設定機１３
０、冷凍室温度検出器１３８、比較器１００及び速度指
令演算器１０１により出力される速度指令Ｎである。す
なわち、温度設定器１３０からの信号である冷凍室設定
温度と冷凍室温度検出器１３８からの実冷凍室温度が比
較器１００によって比較され、温度偏差が速度指令演算
器１０１に出力される。最高速度指令までは温度偏差に
比例した速度指令が出力されるが、それ以上の偏差では
速度指令は一定となる。これが一般的な速度指令の生成
法であるが、本実施の形態では、種々の機能を付加する
ことで使い勝手や省エネルギーな冷蔵庫を提供する。

【００５７】急速冷凍運転、急速製氷運転及びおさえめ
運転について説明する。家庭用冷蔵庫におけるホームフ
リージング性能は、食品中の水分の殆どが凍る最大氷結
晶生成帯（−１℃〜−５℃）の通過時間を極力短くする
ことで、凍結時の細胞組織内の氷結晶の成長を抑え、細
胞の破壊による解凍時のドリップ（旨みや栄養分を含ん
だ液汁）の流出を抑えることができ高品質の凍結ができ
る。これを実現するため、冷蔵庫の扉に急速冷凍釦（急
速製氷釦）１３４を設け、この急速冷凍釦１３４が押下
されることによって急速冷凍（製氷）が開始されるよう
にした。

【００５８】この急速冷凍ボタンは、冷蔵庫に設けられ
るものの他、リモコンにより閉じられるリレー接点、電
子スイッチであってもよい。

【００５９】急速冷凍釦１３４が押下されると急冷回路
１３３内のタイマが起動し、急速冷凍釦１３４が手動で
解除されるかまたはタイマがオフするまで最長２時間急
速冷凍運転が行なわれる。急冷回路１３３では、選択回
路１３７に対して電動機回転速度を４２００回転／分
（固定）にする速度指令を送出（この状態はＰＡＭ制御
領域となる）し、選択回路１３７では急冷回路１３３か
らの速度指令を選択して比較器１０４に出力する。ま
た、電動機速度指令を固定した場合、復帰したときの温
度偏差が大きくなり不安定になる場合もあるため、温度
指令を通常よりも−７℃低い値とする。このため、温度
設定器１３０からの出力に加算器１３５にて−７℃加算
して温度指令とする。この温度と実温度との偏差が比較
器１００から出力される。急冷回路１３３は、この温度
偏差を入力して、急速冷凍運転中に冷凍室温度が庫内温
度設定（通常−１８℃）より７℃低い温度を下回ったと
き、速度指令を固定値の４２００回転／分から０回転／
分にして、冷凍室以外の冷蔵室や野菜室などの冷え過ぎ
を防止する。冷凍庫温度が上昇して７℃低い設定温度を
上回ったとき（ヒステリシスを持っている）、再び電動
機速度指令を戻して運転を再開する。この動作が、タイ
マオフされるまで継続される。

【００６０】以上の急速冷凍（製氷）運転機能により、
最大氷結晶生成帯通過時間を３０分以内とすることがで
き高品質の冷凍が可能となった。

【００６１】また、近年、地球温暖化防止策としての社
会的要請により冷蔵庫の省エネ化が叫ばれている。この
要請に答えるため、本実施の形態に係る冷蔵庫では、そ
の扉に省エネモードを実現する「おさえめ釦」１３２を
設けた。

【００６２】「おさえめ釦」１３２が押下されると、
「おさえめ回路」１３１が起動する。「おさえめ回路」
１３１は、温度設定（温度指令）を１℃高めるため、温
度設定器１３０の出力に、１℃加算する信号を出力し加
算器１３５にて加算し、加算器１３５の出力をおさえめ
運転時の温度指令とする。また、「おさえめ回路」１３
１は、速度指令リミッタ１３６に信号を出力し、速度指
令発生器１０１の出力である速度指令が３０００回転／
分を上回っても３０００回転／分以上の速度指令を後段
に出力しないようにした。このため、温度偏差が非常に
大きい場合であっても、最高速度が３０００回転／分に
抑制されるので、この「おさえめ釦」１３２が押されて
いる間は、むやみに高速回転にならないのでやはり電力
消費量を低減できる。このおさえめ運転では、殆どの運
転状態がＰＷＭ制御領域であるので、電動機の効率がよ
く、消費電力が少なくてすむ。

【００６３】ところで、「おさえめ回路」１３１は冷凍
室温度検出器１３８の出力を入力しており、冷凍室の温
度が−１０℃を以上になったことを検知して「おさえめ
制御」を解除する。これは、電動機回転速度３０００回
転／分で運転を継続しても庫内温度が上昇してしまうほ
ど負荷が大きいことを意味しているから、この時は、庫
内に収納された食品の温度を適正温に保持するため、
「おさえめ制御」を解除して通常運転に戻して庫内を冷
却するためである。

【００６４】なお、急速冷凍運転と「おさえめ制御」と
は両立することができないので、一方が働いているとき
は他方の釦が押下されても無効にするように構成されて
いる。

【００６５】次に圧縮機（電動機）起動時の制御につき
説明する。普通家庭等に送電されてくる電気の電圧は、
電気事業法に基づく変動範囲が許容されており、また屋
内配線による電圧降下を考慮すると、倍電圧表示で２８
１±７．５％（２６０Ｖ〜３０３Ｖ）の変動幅となる。
このため、電圧が低い場合、圧縮機の起動トルクが大き
いこともあいまって、電動機の回転トルクが不足し起動
が困難となることもある。本実施の形態では、圧縮機が
停止しているときに起動指令が出された際、最初に直流
電圧指令を高電圧で一定に制御して、変動の少ない直流
電圧を得た後、電動機の起動を開始するようにしたもの
である。このようにすることにより、２８１±３％とな
るので安定した直流電圧が供給され、起動が確実なもの
となる。

【００６６】すなわち、コンバータＰＡＭ電圧指令発生
器１０６では、速度演算機１０３の出力である実速度
と、速度指令Ｎｐとを入力して実速度が０であって速度
指令がある場合、圧縮機が起動すると判断して直流電圧
指令を高電圧指令とする（図３に於いて図示せず）。図
６に示した如く、この電圧下でインバータがスイッチン
グ動作し電動機を起動する。その後、冷凍室温度と温度
設定値の偏差に見合った電動機７の回転になるように前
述したＰＡＭ制御またはＰＷＭ制御で制御を行う。

【００６７】図７にインバータ３のＰＷＭデユーテイー
とＩｃピーク電流の関係を示す。Ｉｃピーク電流は、３
１ａ乃至３１ｃ、３２ａ乃至３２ｃの各ＩＧＢＴのコレ
クタ電流である。限界線はＰＷＭデユーテイーに対する
Ｉｃピーク電流の保証値でありＰＷＭデユーテイーが小
さいほど保証値は高くなる。

【００６８】電動機７の起動時には起動トルクが必要で
あり、このためＩｃの電流も大きくなる。起動電流はイ
ンバータ３に印加される直流電圧によって決定されるた
め、直流電圧が高ければ起動時の電流はＰＷＭデユーテ
イーを小さくできる。

【００６９】本実施の形態では、起動時の電流はＰＷＭ
デユテイーが１５％程度で４Ａの電流が必要である。こ
の場合の直流電圧は２８０Ｖである。従って、起動時の
直流電圧を高電圧で行えば、ＰＷＭデユーテイーを小さ
くできるため、ＩＧＢＴの容量も小さくすることができ
る。

【００７０】なお、Ｉｃの保証値内であればインバータ
３に印加する直流電圧を低下させて起動することも可能
である。但し、この場合はＰＷＭデユーテイーを大きく
する必要がある。

【００７１】次にリアクタ２５について説明する。図８
はコンバータ回路２のリアクタ特性を示す。冷蔵庫にお
いては高調波規制のガイドラインがクラスＤである。電
動機７の回転数制御範囲の全域に渡り、昇圧チョッパ２
７を通して直流電圧を制御し力率改善を行うため、リア
クタ２５の値は１ｍＨ程度で済む。

【００７２】図９はリアクタの構造図を示す。ＰＡＭ制
御のリアクタ２５のコアは一般的に周波数特性の良いア
モルファスが使用されるが、リアクタ値を得るためにコ
アにエアーギャップを設けなければならない。しかし、
エアーギャップを設けることにより、エアーギャップ部
が振動し騒音が発生する要因がある。本実施の形態にお
いては、特殊な材料をのコアを使用し、ギャップを設け
なくてもリアクタ値を得られる構成である。材料はパー
マロイと鉄を使用している。

【００７３】次に図１０を用いて冷凍冷蔵庫の概略を説
明する。符号３０１は送風方向変更器、３０２は冷蔵室
内循環ファン用モータ、３０３は送風方向変更用ステッ
ピングモータ、３０４は庫内冷気循環用ファンモータ、
３０５はエバポレータ、３０６ａ乃至３０６ｃは温度セ
ンサ、３０７は冷蔵室、３０８は野菜室、３０９は冷凍
室を示している。図示しない冷蔵室扉に設けられた「お
いそぎ冷蔵ボタン」を押すと冷蔵室３０７内に設けてあ
る送風方向変更器３０１が９０度往復回転を行うととも
に、冷蔵室内循環ファン用モータ３０２が運転し冷蔵室
３０７内を均温化する。これにより、冷蔵室３０７は均
温化されるとともに温かい食品が入った場合急冷却する
ことができる。

【００７４】なお、冷蔵室３０７の両側面に設けられた
温度センサ３０６ａ乃至３０６ｃ（片側は図示せず）が
左右に置かれた食品の温度を検出し、食品の温度が高い
方向に送風方向変更器３０１を向けて急冷却することも
可能である。

【００７５】ところで、上記の実施の形態では、ＰＡＭ
制御からＰＷＭ制御に切替える際、実直流電圧を検出せ
ずに直流ステージ電圧指令値を検出することで、主回路
（パワー系）と操作部と直接配線されるマイコンとの間
を絶縁することができた。図１における点線で囲まれた
Ａは、実直流電圧を取り込んで電圧フィードバック制御
系が構成されることで実直流電圧を直流ステージ電圧指
令に近づくように制御するパッケージＩＣである。つま
り、このパッケージＩＣもパワー系と直接接続されるも
のである。ここに操作部と接続されたマイコンで構成さ
れるＰＷＭ／ＰＡＭ選択器１５０からの直流ステージ電
圧指令を送出するためには配線にで接続する必要があ
り、やはり絶縁を施す必要がある。絶縁を施す実施の形
態を図１２を用いて説明する。図１２は、絶縁を図１に
示された加算器２０８に施した例である。

【００７６】ＰＡＭ／ＰＷＭ選択器１５０内のコンバー
タＰＡＭ電圧指令発生器１０６から送出される直流ステ
ージ電圧指令は、デジタルの電圧指令をアナログ値に変
換したものであるため、この信号絶縁のためのフォトカ
プラのベースに入力しても、フォトカプラには電圧増幅
作用がないためベース電圧がフォトカプラのオン電圧を
越えるとハイ、オン電圧以下であるとローの２値しか出
力されず、微妙な直流ステージ電圧指令を後段の昇圧チ
ョッパ制御系に伝達することができない。

【００７７】そこで、本実施の形態では、コンバータＰ
ＡＭ電圧指令発生器からの直流ステージ電圧指令をパル
ス列に置換えてこのパルス列のパルス幅を直流ステージ
電圧指令に応じた幅とすることで後段に信号の伝達を可
能とした。パルス生成部は直流ステージ電圧指令をパル
ス列に変換するもので、パルス幅がゼロの場合を１５０
Ｖ指令（ＰＷＭ制御領域）とし、１００％の場合を最大
の２８０Ｖ指令とした。

【００７８】パルス幅がゼロの場合（ＰＷＭ制御領
域）。フォトカプラのベース電圧はゼロであるので、フ
ォトカプラはオンしない。このため、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ
３の分圧比で決まる一定電圧を分圧した電圧が後段の比
較器２０７（図１）に出力される。これが、図１に示し
た基準電圧Ｖｐに相当する。

【００７９】幅を持ったパルス列が出力されている場合
（ＰＡＭ制御領域）。パルスが出力されている期間、フ
ォトカプラはオンするので、加算部の出力は抵抗Ｒ１と
抵抗Ｒ２の並列抵抗値と抵抗Ｒ３との分圧比で決まる一
定電圧を分圧した電圧がアナログ変換部に出力される。
アナログ変換部では抵抗Ｒ４とコンデンサＣによって決
まる時定数で、加算部から出力されたパルス列がなまら
され、オン期間とオフ期間の平均電圧が出力される。加
算部の出力はフォトカプラがオンしている期間の方が、
オフしている期間よりも低い電圧を出力するので、パル
ス幅が広い方が低いアナログ電圧が後段に出力される。
すなわち、ＰＡＭ制御領域の最大直流ステージ電圧指令
値（１００％デューティ）の場合が最も低いアナログ電
圧となり、ＰＷＭ制御領域の最小直流ステージ電圧指令
の場合が最も高い電圧が出力される。この構成によって
絶縁を維持しつつ直流ステージ電圧指令を伝達すること
ができる。なお、図１における比較器２０７では直流電
圧指令と実直流電圧との大きさに対する基準が反転して
いるので、いずれか一方を反転させる必要がある。

【００８０】なお、図３におけるコンバータＰＡＭ電圧
指令発生器１０６内にパルス生成部を設けてもよい。こ
の場合、判定器１５１への信号はパルス列となる。

【００８１】以上説明した実施の形態において、種々の
数値を示して説明したがこれら数値は一例であり制御思
想に合致する限り他の数値であっても差し支えない。

【００８２】また、本実施の形態を理解しやすくするた
め制御ブロック図にて説明したが、速度指令発生器１４
０、位置検出器１０２、速度演算器１０３、転流出力器
１０８、ＰＷＭ／ＰＡＭ選択器１５０は、ソフトウエア
にて実現することができる。

【００８３】以上本実施の形態により次の効果がある。
圧縮機用モータの設計は、一番利用率の高い点で設計す
ることにより（例えば最低回転数時）、モータの高効率
化が図れるため、システムの省エネルギー化となる。冷
蔵庫の熱負荷が高い時は、ＰＡＭ制御に切り替わるた
め、圧縮機用モータを高速で運転することができると共
に、直流電圧を階段状に上昇させて電動機制御をインバ
ータのＰＷＭ制御にて行ういわゆる階段ＰＡＭに比べ、
昇圧チョッパのスイッチング制御のみで電動機の制御が
できる（インバータは単に電動機のブラシとして動作す
る）ので、スイッチングロスが少ないといった効果があ
る。更に、リアクタの容量を１ｍＨ程度でＰＡＭ制御を
行えるため小型化でき基板実装が可能である。

【００８４】

【発明の効果】以上本発明により、冷蔵庫用の電動機制
御装置として適したＰＡＭ制御機能を有する冷蔵庫を提
供することができるという効果の他、電源の電圧が変動
しても、圧縮機の起動を行える冷蔵庫を提供することが
できるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る冷蔵庫の制御ブロック図。

【図２】直流電圧及び通流率を表す図。

【図３】ＰＷＭ／ＰＡＭ選択器１５０の詳細を示す図。

【図４】速度指令発生器１４０の詳細を示す図。

【図５】冷蔵庫の絶縁構造を示すブロック図。

【図６】電動機起動時の直流電圧の推移を示す図。

【図７】インバータのパワー素子特性特性を示す図。

【図８】リアクタの重畳特性を示す図。

【図９】リアクタの構造を示す図。

【図１０】本実施の形態に係る冷凍冷蔵庫の概略構造を
説明する縦断面図。

【図１１】パルス幅変調時のパルス幅を変えたときの電
流を示す図。

【図１２】加算器２０８の詳細を示す図。

【符号の説明】

１…商用電源、２…コンバータ、３…インバータ、４…
圧縮機、７…電動機、１４０…速度指令発生器、１５０
…ＰＷＭ／ＰＡＭ選択器、１０５…インバータＰＷＭデ
ューティ指令発生器、１０６…コンバータＰＡＭ電圧指
令発生器、１３２…おさえめ回路、１３４…急冷回路、
１５１…判定器、１５２…選択器、１３７…ＰＡＭ／Ｐ
ＷＭ選択回路。

フロントページの続き (72)発明者吉田英樹栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者石井誠栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者高木純一栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内Ｆターム(参考） 3L045 AA02 BA01 DA02 EA01 GA07 LA06 MA03 NA01 NA03 NA19 PA01 PA02 PA04 PA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機を
回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバー
タに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた冷
蔵庫において、庫内温度と設定温度とに基づいて発生さ
れる速度指令に近づくように、前記電動機の回転数を前
記インバータのパルス幅変調機能により制御を行う第１
の制御モードと、前記電動機の回転数を前記コンバータ
の電圧可変機能により制御を行う第２の制御モードとを
備えた冷蔵庫。
【請求項２】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機を
回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバー
タに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた冷
蔵庫において、庫内温度と設定温度とに基づいて発生さ
れる速度指令に近づくように、前記電動機の回転数を前
記インバータのパルス幅変調機能により制御を行う第１
の制御モードと、前記電動機の回転数を前記コンバータ
の電圧可変機能により制御を行う第２の制御モードとを
備え、前記インバータのパルス幅変調機能における通流
率が所定の値に達したとき、前記第１の制御モードから
前記第２の制御モードへ切り替え、前記コンバータに対
する直流電圧指令が所定の値に達したとき、前記第２の
制御モードから前記第１の制御モードへ切り替える機能
を備えた冷蔵庫。
【請求項３】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機を
回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバー
タに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた冷
蔵庫において、庫内の温度と設定温度とに基づいて前記
電動機の速度指令を発生する速度指令発生手段と、この
速度指令に基づいて前記インバータに対する通流率及び
前記コンバータに対する直流電圧指令を生成するインバ
ータコンバータ制御手段とを備え、前記インバータ及び
コンバータと、前記速度指令発生手段及び前記インバー
タコンバータ制御手段とを電気的に絶縁した冷蔵庫。
【請求項４】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機を
回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバー
タに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた冷
蔵庫において、前記電動機を起動する際、前記インバー
タに供給する直流電圧を、前記交流を直流に変換した値
よりも高くする手段とを備えた冷蔵庫。
【請求項５】請求項４において、前記電動機の起動時の
前記直流電圧よりも、低い電圧にて前記電動機を駆動す
るモードを備えた冷蔵庫。
【請求項６】圧縮機を駆動する電動機と、交流を直流に
変換する整流回路と、この直流を昇圧する昇圧チョッパ
と、前記整流回路とこの昇圧チョッパとの間に設けられ
たリアクタと、この昇圧チョッパの後段であって前記電
動機に接続された直流を交流に変換するインバータとを
備えた冷蔵庫において、前記リアクタをギャップのない
環状の芯にコイルを巻回する構造とした冷蔵庫。
【請求項７】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機を
回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバー
タに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた冷
蔵庫において、設定温度と冷蔵庫冷凍室温度との偏差に
基づいて前記インバータ若しくはコンバータを構成する
スイッチング素子のチョッピング動作を制御することに
より前記電動機の回転数を調整する手段と、前記設定温
度を上昇させ前記電動機の回転数を動作領域中の所定の
値以下にする運転モードとを備えた冷蔵庫。
【請求項８】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機を
回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバー
タに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた冷
蔵庫において、設定温度と冷蔵庫冷凍室温度との偏差に
基づいて前記インバータ若しくはコンバータを構成する
スイッチング素子のチョッピング動作を制御することに
より前記電動機の回転数を調整する手段と、前記設定温
度を上昇させ前記電動機の回転数を動作領域中の所定の
値以下にする運転モードと、この運転モードを動作させ
るスイッチとを備えた冷蔵庫。
【請求項９】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機を
回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバー
タに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた冷
蔵庫において、設定温度と冷蔵庫冷凍室温度との偏差に
基づいて前記インバータ若しくはコンバータを構成する
スイッチング素子のチョッピング動作を制御することに
より前記電動機の回転数を調整する手段と、前記設定温
度を上昇させ前記電動機の回転数を動作領域中の所定の
値以下にする運転モードと、前記冷凍室温度が前記設定
温度よりも高い所定値になったときこの運転モードを終
了する手段とを備えた冷蔵庫。
【請求項１０】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機
を回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバ
ータに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた
冷蔵庫において、設定温度と冷蔵庫冷凍室温度との偏差
に基づいて前記インバータ若しくはコンバータを構成す
るスイッチング素子のチョッピング動作を制御すること
により前記電動機の回転数を調整する手段と、前記設定
温度を低下させ前記電動機の回転数を動作領域中の所定
の値にする運転モードとを備えた冷蔵庫。
【請求項１１】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機
を回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバ
ータに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた
冷蔵庫において、設定温度と冷蔵庫冷凍室温度との偏差
に基づいて前記インバータ若しくはコンバータを構成す
るスイッチング素子のチョッピング動作を制御すること
により前記電動機の回転数を調整する手段と、前記設定
温度を低下させ前記電動機の回転数を動作領域中の所定
の値にする運転モードと、この運転モードを動作させる
スイッチとを備えた冷蔵庫。
【請求項１２】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機
を回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバ
ータに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた
冷蔵庫において、設定温度と冷蔵庫冷凍室温度との偏差
に基づいて前記インバータ若しくはコンバータを構成す
るスイッチング素子のチョッピング動作を制御すること
により前記電動機の回転数を調整する手段と、前記設定
温度を低下させ前記電動機の回転数を動作領域中の所定
の値にする運転モードと、この運転モードを動作させる
スイッチと、このスイッチが投入されたことに連動して
所定の時間が経過後にこの運転モードを終了する手段と
を備えた冷蔵庫。
【請求項１３】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機
を回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバ
ータに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた
冷蔵庫において、設定温度と冷蔵庫冷凍室温度との偏差
に基づいて前記インバータ若しくはコンバータを構成す
るスイッチング素子のチョッピング動作を制御すること
により前記電動機の回転数を調整する手段と、前記設定
温度を低下させ前記電動機の回転数を動作領域中の所定
の値にする運転モードと、前記冷凍室温度が前記低下さ
せた設定温度になったとき前記電動機の回転を停止させ
る手段とを備えた冷蔵庫。
【請求項１４】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機
を回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバ
ータに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた
冷蔵庫において、設定温度と冷蔵庫冷凍室温度との偏差
に基づいて前記インバータ若しくはコンバータを構成す
るスイッチング素子のチョッピング動作を制御すること
により前記電動機の回転数を調整する手段と、前記設定
温度を上昇させ前記電動機の回転数を動作領域中の所定
の値以下にする第１の運転モードと、前記設定値温度を
低下させ前記電動機の回転数を動作領域中の所定の値に
する第２の運転モードとを備えた冷蔵庫。
【請求項１５】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機
を回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバ
ータに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた
冷蔵庫において、設定温度と冷蔵庫冷凍室温度との偏差
に基づいて前記インバータ若しくはコンバータを構成す
るスイッチング素子のチョッピング動作を制御すること
により前記電動機の回転数を調整する手段と、前記設定
温度を上昇させ前記電動機の回転数を動作領域中の所定
の値以下にする第１の運転モードと、この第１の運転モ
ードを動作させるスイッチと、前記設定値温度を低下さ
せ前記電動機の回転数を動作領域中の所定の値にする第
２の運転モードと、この第２の運転モードを動作させる
スイッチを備えた冷蔵庫。
【請求項１６】圧縮機を駆動する電動機と、この電動機
を回転制御するインバータと、交流を入力しこのインバ
ータに可変電圧の直流を供給するコンバータとを備えた
冷蔵庫において、設定温度と冷蔵庫冷凍室温度との偏差
に基づいて前記インバータ若しくはコンバータを構成す
るスイッチング素子のチョッピング動作を制御すること
により前記電動機の回転数を調整する手段と、前記設定
温度を上昇させ前記電動機の回転数を動作領域中の所定
の値以下にする第１の運転モードと、前記冷凍室温度が
前記設定温度よりも高い所定の値になった時この第１の
運転モードを終了する手段と、前記設定値温度を低下さ
せ前記電動機の回転数を動作領域中の所定の値にする第
２の運転モードと、この第２の運転モード期間中であっ
て、前記冷凍室温度が前記低下させた設定温度になった
時、前記電動機の回転を停止させる手段とを備えた冷蔵
庫。