JP2002106909A - Air conditioner - Google Patents

Air conditioner

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JP2002106909A
JP2002106909A JP2000296285A JP2000296285A JP2002106909A JP 2002106909 A JP2002106909 A JP 2002106909A JP 2000296285 A JP2000296285 A JP 2000296285A JP 2000296285 A JP2000296285 A JP 2000296285A JP 2002106909 A JP2002106909 A JP 2002106909A
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JP
Japan
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switching element
arm switching
compressor
armature winding
motor
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Withdrawn
Application number
JP2000296285A
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Japanese (ja)
Inventor
Harukado Kobayashi
玄門 小林
Hirobumi Noma
博文 野間
Yuji Tani
祐二 谷
Seiji Fukui
誠二 福井
Masashi Arakawa
政志 荒川
Takehiko Nitta
武彦 新田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a current flowing to an armature winding, to perform sufficient heating of a compressor, to improve quick heating ability and to realize high temperature air in a short startup time. SOLUTION: By exciting the two-phase of armature windings 1a, 1b, and 1c, inductance of the armature windings 1a, 1b, and 1c is reduced, and a winding current is increased to heat a compressor 1. Further, the compressor 1 is heated such that by orderly switching an exciting phase, unevenness in a current is approximately equalized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機等に用
いられるインバータモータの待機時の予熱に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to preheating of an inverter motor used in an air conditioner or the like during standby.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、空気調和機などの冷凍サイク
ルにおいて、圧縮機が停止している間に圧縮機が暴露さ
れている雰囲気が低温になるなどした場合に冷凍サイク
ル内部の冷媒ガスが圧縮機容器内に液状態で貯留してし
まう、いわゆる寝込み状態が問題となっている。寝込み
状態から圧縮機を起動させると、圧縮機内において本来
圧縮機構などの摺動部の潤滑をするために存在する潤滑
油が冷媒の気化膨張に伴って発泡し、そのまま圧縮機か
ら吐出されて冷凍サイクルに送られてしまう為、冷凍サ
イクルを経て再度圧縮機に戻ってくるまでに、実質的に
圧縮機内の潤滑油が不足し、圧縮機構などが摩擦で焼き
つきを生じ、損壊したりしてしまうのである。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a refrigeration cycle of an air conditioner or the like, when the atmosphere to which the compressor is exposed becomes low while the compressor is stopped, the refrigerant gas inside the refrigeration cycle is compressed. A so-called sleeping state, which is stored in a liquid state in the machine container, has become a problem. When the compressor is started from the stagnation state, the lubricating oil that originally exists to lubricate sliding parts such as the compression mechanism in the compressor foams with the vaporization and expansion of the refrigerant, and is discharged from the compressor as it is to be frozen. Because it is sent to the cycle, lubricating oil in the compressor is substantially insufficient before returning to the compressor after the refrigeration cycle, and the compression mechanism etc. burns due to friction and may be damaged. It will be lost.

【0003】また、液冷媒が圧縮機内に寝込んで存在し
ていると、暖房運転などの起動時にその液冷媒の気化に
熱量を奪われてしまい、本来ユーザが必要とする空気調
和機からの放熱に即時に寄与できず、立ち上がりの暖房
特性が悪くなってしまう。
Further, if the liquid refrigerant is laid inside the compressor, the amount of heat is deprived by the vaporization of the liquid refrigerant at the time of starting a heating operation or the like, and the heat radiation from the air conditioner that is originally required by the user is required. , And the heating characteristics at the start are deteriorated.

【0004】また、寝込み起動時には、上記の通り潤滑
油の発泡が課題となるため、早期に運転周波数を上昇さ
せてより早く高温を得るという制御ができないため、や
はり暖房起動時の立ち上がりの暖房特性が悪くなってし
まうという課題がある。
[0004] Further, at the time of start of sleep, since lubricating oil foaming becomes a problem as described above, it is not possible to control the operating frequency to be raised earlier to obtain a higher temperature sooner. There is a problem that it becomes worse.

【0005】このために、従来、圧縮機起動時に圧縮機
内に寝込んだ液冷媒を気化させて、上記のような発泡を
生じないようにするための一策として、圧縮機を予熱し
て液冷媒を圧縮機の起動前に極力気化させておく方法が
知られている。
[0005] For this reason, conventionally, as one measure to vaporize the liquid refrigerant that has accumulated inside the compressor at the time of starting the compressor and to prevent the above-described foaming from occurring, the compressor is preheated so that the liquid refrigerant is preheated. There is known a method of evaporating as much as possible before starting the compressor.

【0006】ここで、従来の圧縮機の予熱方法につい
て、図9、図10を用い説明する。図10は、交流を直
流に変換し、変換後の直流電圧を可変するアクティブコ
ンバータ6と、圧縮機1を駆動する三相DCブラシレス型
のモータ11(以下、モータ11と称す)と、圧縮機1
の電機子巻き線1a、1b、1cと、直流電源3の正極
側との間に接続された上アームスイッチング素子2a、
2b、2cと、電機子巻き線1a、1b、1cと直流電
源3の負極側との間に接続された下アームスイッチング
素子2d,2e,2fと、圧縮機1の温度を計測する圧
縮機温度センサ51と、外気温度を測定する外気温セン
サ50とを具備した空気調和機の模式図である。
Here, a conventional compressor preheating method will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows an active converter 6 that converts alternating current to direct current and changes the converted direct current voltage, a three-phase DC brushless motor 11 that drives the compressor 1 (hereinafter, referred to as a motor 11), and a compressor. 1
The upper arm switching element 2a connected between the armature windings 1a, 1b, 1c of FIG.
2b, 2c, lower arm switching elements 2d, 2e, 2f connected between the armature windings 1a, 1b, 1c and the negative side of the DC power supply 3, and a compressor temperature for measuring the temperature of the compressor 1. FIG. 2 is a schematic diagram of an air conditioner including a sensor 51 and an outside air temperature sensor 50 that measures outside air temperature.

【0007】このような空気調和機において、圧縮機温
度センサ51及び外気温センサ50で検知された圧縮機
温度と外気温度が、マイクロコンピュータ4でそれぞれ
予め設定された所定温度と比較され、所定温度以下であ
ると検出された場合には、上アームスイッチング素子2
a、2b、2cいずれか1個と、下アームスイッチング
素子2d、2e、2fのいずれか1個をON、OFFさ
せ、欠相状態でモータ11の電機子巻き線1a、1b、
1cに電流を流し、圧縮機を加熱していた。この時の電
機子巻き線1a、1b、1cに流れる各巻き線電流の波
形とスイッチング素子2a、2b、2c、2d、2e、
2fのゲート信号を図9に示している。
In such an air conditioner, the compressor temperature and the outside air temperature detected by the compressor temperature sensor 51 and the outside air temperature sensor 50 are compared with predetermined temperatures respectively set by the microcomputer 4 and the predetermined temperature is determined. If the following is detected, the upper arm switching element 2
a, 2b, 2c and one of the lower arm switching elements 2d, 2e, 2f are turned ON and OFF, and the armature windings 1a, 1b,
A current was passed through 1c to heat the compressor. At this time, the waveform of each winding current flowing through the armature windings 1a, 1b, 1c and the switching elements 2a, 2b, 2c, 2d, 2e,
FIG. 9 shows the gate signal of 2f.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では、直流電源電圧が低い場合、電機子巻き線に流れ
る電流も低くなり、圧縮機の加熱が十分に行なえない。
そのため、冷媒が寝込み、速暖性の向上、及び立ち上が
り短時間での高温風の実現ができなかった。その対策と
しては、アクティブコンバータにて直流電源電圧を昇圧
し、電機子巻き線に流れる電流を大きくする方法がある
が、制御電力が小さいため動作が不安定になりやすいと
いう課題を有していた。
However, in the above configuration, when the DC power supply voltage is low, the current flowing through the armature winding is also low, and the compressor cannot be sufficiently heated.
For this reason, the refrigerant has sunk, the rapid warming property has not been improved, and high-temperature air has not been realized in a short rise time. As a countermeasure, there is a method in which the DC power supply voltage is boosted by an active converter to increase the current flowing through the armature winding. However, there is a problem that the operation is likely to be unstable due to a small control power. .

【0009】また、停止時の圧縮機のロータの磁極位置
が不確定である場合、電機子巻き線に流れる電流がばら
つき、圧縮機の加熱が十分に行なえないという課題を有
していた。
Further, when the magnetic pole position of the rotor of the compressor at the time of stop is indeterminate, the current flowing through the armature winding varies, and there is a problem that the compressor cannot be sufficiently heated.

【0010】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、電機子巻き線に流れる電流を増加させ、圧縮機の加
熱を安定かつ充分に行い、速暖性の向上、及び立ち上が
り短時間での高温風を実現させるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and increases the current flowing through an armature winding, stably and sufficiently heats a compressor, improves fast warming, and reduces the time required for startup in a short time. It realizes high-temperature wind.

【0011】また、本発明は、停止時の圧縮機のロータ
の磁極位置が不確定で流れる電流がばらつく場合におい
ても、一定の巻き線電流を流すことを目的とする。
Another object of the present invention is to supply a constant winding current even when the current flowing due to the indeterminate magnetic pole position of the rotor of the compressor at the time of stoppage varies.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、電機子巻き線の2相を励磁することで、電機
子巻き線のインダクタンスを小さくし、直流電圧を昇圧
させることなく、巻き線電流を増加させて圧縮機を加熱
することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention reduces the inductance of the armature winding by exciting two phases of the armature winding without increasing the DC voltage. It is characterized in that the compressor is heated by increasing the winding current.

【0013】また、励磁する相を順次切り替えていくこ
とで、電流のばらつきを略均等化し、圧縮機を安定して
加熱することを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that, by sequentially switching the phases to be excited, variations in current are substantially equalized, and the compressor is stably heated.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】2相を励磁させることで、電機子
巻き線のインダクタンスを2/3に減少させ電機子巻き
線電流を増加させ圧縮機を加熱するようにするものであ
る。これにより、直流電源電圧を増加させることなく巻
き線電流を増加させることができ、圧縮機の温度を上昇
させることができる。そして、圧縮機の加熱を充分に行
い、特に冬場など外気温が低い時などの圧縮機内の冷媒
の寝込みに対し、速暖性の向上および立ち上がり短時間
での高温風吹出しを実現でき、快適性向上を図ることが
できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS By exciting two phases, the inductance of the armature winding is reduced to 2/3, the armature winding current is increased, and the compressor is heated. Thereby, the winding current can be increased without increasing the DC power supply voltage, and the temperature of the compressor can be increased. In addition, the compressor is sufficiently heated, and when the refrigerant in the compressor stagnates, especially when the outside air temperature is low, such as in winter, the quick warm-up property can be improved and the high-temperature air can be blown out in a short time when the compressor starts up. Improvement can be achieved.

【0015】さらに、励磁する相を順次切り替えること
で、停止時の圧縮機のロータの磁極位置による電流のば
らつきを略均等化することができる。すなわち、各相に
対して、より一定の電流を流すことができ、安定した圧
縮機の温度上昇を実現できる。
Further, by sequentially switching the phases to be excited, the variation in the current due to the magnetic pole position of the rotor of the compressor when the compressor is stopped can be substantially equalized. That is, a more constant current can flow through each phase, and a stable temperature rise of the compressor can be realized.

【0016】また、励磁する相を所定時間毎に切り替え
ることで、停止時の圧縮機のロータの磁極位置による電
流のばらつきによって生じる脈流に起因する騒音を防止
することができる。
Further, by switching the phase to be excited every predetermined time, it is possible to prevent a noise caused by a pulsating flow caused by a variation in current due to a magnetic pole position of the rotor of the compressor when the compressor is stopped.

【0017】また、圧縮機のロータに希土類の磁石が使
用された場合に、磁力が強いために電機子巻き線電流の
ばらつきが大きくなるため、本発明により、より効率的
な運転ができる様になるものである。すなわち、圧縮機
のロータに使用される磁石の強さに関係なく、ロータの
位置による巻き線電流のばらつきを略均等化させること
が可能となり、同時に、脈流による騒音の発生も防止さ
れるため、静音化も図れる。また、希土類のモータを用
いることは、圧縮機の効率を高める面で非常に好適なも
のであることはいうまでもない。
Further, when a rare earth magnet is used for the rotor of the compressor, the variation of the armature winding current becomes large due to the strong magnetic force. It becomes. That is, regardless of the strength of the magnet used for the rotor of the compressor, it is possible to substantially equalize the variation of the winding current depending on the position of the rotor, and at the same time, to prevent the generation of noise due to pulsating flow. Also, it can reduce noise. Further, it is needless to say that the use of a rare earth motor is very suitable in terms of increasing the efficiency of the compressor.

【0018】[0018]

【実施例】以下添付の図面を参照して、本発明の実施例
を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0019】(実施例1)図1、図2を用いて本発明の
第1の実施例について説明する。
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0020】図1は、三相DCブラシレスモータ11(以
下、モータ11)を具備する圧縮機1と、交流を直流に
変換し、変換後の直流電圧を可変するアクティブコンバ
ータ6と、直流電源3の正極側と圧縮機1の電機子巻き
線1a、1b、1cの間に接続された上アームスイッチ
ング素子2a、2b、2cと、電機子巻き線1a、1
b、1cと直流電源3の負極側との間に接続された下ア
ームスイッチング素子2d,2e,2fと、モータ11
のロータ10と、圧縮機1を駆動するインバータ駆動部
2、インバータ駆動部2を制御するマイコン4、スイッ
チング素子の制御部4a、外気温度を検出する外気温度
センサ50、圧縮機1の温度である圧縮機温度を検出す
る圧縮機温度センサ51とを具備した空気調和機であ
る。なお、寝込み状態を検知するためには、少なくとも
外気温度センサ50が有れば良く、より正確に判断する
には上記の様に圧縮機温度センサ51を設ければ、圧縮
機の温度状態を直接判断できる。また、圧縮機温度セン
サ51は吐出温度センサで代用しても良く、この場合若
干寝込み判断の精度は低下する可能性があるが、吐出温
度センサは圧縮機周波数や膨張弁の開度の制御にも利用
されているので、共用することでのコストダウンを図る
ことができる。以下説明には、外気温度センサと圧縮機
温度センサを用いた例を示す。
FIG. 1 shows a compressor 1 having a three-phase DC brushless motor 11 (hereinafter referred to as a motor 11), an active converter 6 for converting AC to DC and varying the converted DC voltage, and a DC power supply 3 Arm switching elements 2a, 2b, 2c connected between the positive electrode side of the armature and the armature windings 1a, 1b, 1c of the compressor 1;
b, 1c and the lower arm switching elements 2d, 2e, 2f connected between the DC power supply 3 and the negative electrode side;
, The inverter drive unit 2 for driving the compressor 1, the microcomputer 4 for controlling the inverter drive unit 2, the control unit 4a for the switching element, the outside air temperature sensor 50 for detecting the outside air temperature, and the temperature of the compressor 1. This is an air conditioner including a compressor temperature sensor 51 for detecting a compressor temperature. In order to detect the stagnation state, at least the outside air temperature sensor 50 is required. For more accurate determination, if the compressor temperature sensor 51 is provided as described above, the temperature state of the compressor can be directly measured. I can judge. Further, the compressor temperature sensor 51 may be replaced by a discharge temperature sensor. In this case, the accuracy of the stagnation determination may be slightly reduced, but the discharge temperature sensor is used for controlling the compressor frequency and the opening degree of the expansion valve. Since it is also used, the cost can be reduced by sharing it. Hereinafter, an example using an outside air temperature sensor and a compressor temperature sensor will be described.

【0021】このように構成された空気調和機におい
て、マイクロコンピュータ4において圧縮機温度が予め
設定された温度Tc以下、外気温度がTcとは別に予め
設定されたTo以下と検出された場合、スイッチング素
子の制御部4aにて、(1)上アームスイッチング素子
2aと、下アームスイッチング素子2e,2fをON、
OFFさせる、(2)上アームスイッチング素子2b
と、下アームスイッチング素子2f,2dをON、OF
Fさせる、(3)上アームスイッチング素子2cと、下
アームスイッチング素子2d,2eをON、OFFさせ
る、(4)上アームスイッチング素子2a,2bと、下
アームスイッチング素子2fをON、OFFさせる、
(5)上アームスイッチング素子2b,2cと、下アー
ムスイッチング素子2dをON、OFFさせる、(6)
上アームスイッチング素子2c,2aと、下アームスイ
ッチング素子2eをON、OFFさせる、の(1)〜
(6)のいずれかの制御を行わせる。
In the air conditioner configured as described above, when the microcomputer 4 detects that the compressor temperature is equal to or lower than the preset temperature Tc and the outside air temperature is equal to or lower than the preset To separately from Tc, the switching is performed. (1) The upper arm switching element 2a and the lower arm switching elements 2e and 2f are turned on by the element controller 4a,
Turn off (2) Upper arm switching element 2b
And the lower arm switching elements 2f and 2d are turned ON, OF
F, (3) ON / OFF the upper arm switching element 2c and the lower arm switching elements 2d and 2e, (4) ON / OFF the upper arm switching elements 2a and 2b and the lower arm switching element 2f.
(5) Turn ON / OFF the upper arm switching elements 2b and 2c and the lower arm switching element 2d. (6)
(1) to turn on and off the upper arm switching elements 2c and 2a and the lower arm switching element 2e
One of the controls in (6) is performed.

【0022】これにより、巻き線電流di、時間dt、
端子間電圧V、電機子巻き線のインダクタンスL、とす
ると、di=dt×V/Lであるため、インダクタンス
Lが2/3となり、電機子巻き線に流れる電流は3/2
倍となる。従って従来例のような制御と比べると、電流
の2乗、つまり9/4倍の電力で圧縮機1を加熱し、結
果、圧縮機1の温度を上昇させる。この時の電機子巻き
線1a、1b、1cに流れる各巻き線電流を図2に示し
ている。
Thus, the winding current di, time dt,
Assuming that the voltage V between terminals and the inductance L of the armature winding, di = dt × V / L, the inductance L is 2/3, and the current flowing through the armature winding is 3/2.
Double. Therefore, as compared with the control as in the conventional example, the compressor 1 is heated by the square of the current, that is, 9/4 times the electric power, and as a result, the temperature of the compressor 1 is increased. FIG. 2 shows respective winding currents flowing through the armature windings 1a, 1b, 1c at this time.

【0023】(実施例2)図1、図3、図4、図5を用
いて本発明の第2の実施例について説明する。なお、実
施例2の空気調和機の圧縮機駆動部の制御回路図は実施
例1と同様、図1の通りである。
(Embodiment 2) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 3, 4, and 5. FIG. The control circuit diagram of the compressor drive unit of the air conditioner of the second embodiment is the same as that of the first embodiment as shown in FIG.

【0024】空気調和機において、圧縮機の温度がTc
以下、外気温度がTo以下と検出された場合、スイッチ
ング素子の制御部4aにて、1相あるいは2相励磁で電
機子巻き線に電流を流し、圧縮機を加熱する。このと
き、巻き線電流が流れても、圧縮機1のロータの磁極位
置が不確定であり、流れる電流が図3の通りばらついて
しまうが、上アームスイッチング素子2aと、下アーム
スイッチング素子2eあるいは、2eと2fをON、O
FFした後に、下アームスイッチング素子2dと、上ア
ームスイッチング素子2bあるいは、2bと2cをO
N、OFFさせ、順次上アームスイッチング素子2b
と、下アームスイッチング素子2fあるいは2fと2d
をON、OFFした後下アームスイッチング素子2d
と、上アームスイッチング素子2bあるいは、2bと2
cをON、OFFさせ、順次上アームスイッチング素子
2cと、下アームスイッチング素子2dと2eをON、
OFFした後下アームスイッチング素子2fと、上アー
ムスイッチング素子2aあるいは、2aと2bをON、
OFFさせる1相あるいは2相励磁の状態で順次電流を
流す電機子巻き線1a、1b、1cを切り替えること
で、電機子巻き線1a、1b、1cに流れる巻き線電流
のばらつきを略均等化し、圧縮機1の温度を上昇させ
る。但し、この場合、図4、図5に示すように流れる電
流が脈流となるため、キャリア周波数が15kHzであ
り、周期が1/15×10−3secの場合、1周期が
1/5×10−3secとなるため脈流による騒音が発
生するおそれがある。
In the air conditioner, the temperature of the compressor is Tc
Hereinafter, when the outside air temperature is detected to be equal to or lower than To, the control unit 4a of the switching element applies a current to the armature winding by one-phase or two-phase excitation to heat the compressor. At this time, even if the winding current flows, the magnetic pole position of the rotor of the compressor 1 is uncertain and the flowing current varies as shown in FIG. 3, but the upper arm switching element 2a and the lower arm switching element 2e or ON, 2e and 2f, O
After FF, lower arm switching element 2d and upper arm switching element 2b or 2b and 2c are
N, turn off, sequentially upper arm switching element 2b
And lower arm switching element 2f or 2f and 2d
After turning ON and OFF, the lower arm switching element 2d
And the upper arm switching element 2b or 2b and 2
c is turned on and off, and the upper arm switching element 2c and the lower arm switching elements 2d and 2e are sequentially turned on,
After being turned off, the lower arm switching element 2f and the upper arm switching element 2a or 2a and 2b are turned on,
By switching the armature windings 1a, 1b, and 1c that sequentially pass current in a state of one-phase or two-phase excitation to be turned off, variations in the winding current flowing through the armature windings 1a, 1b, and 1c are substantially equalized. The temperature of the compressor 1 is increased. However, in this case, since the current flowing as shown in FIGS. 4 and 5 becomes a pulsating flow, when the carrier frequency is 15 kHz and the cycle is 1/15 × 10 −3 sec, one cycle is 1/5 × 10 3 Because of -3 sec, noise due to pulsating flow may occur.

【0025】(実施例3)図1、図6、図7、図8を用
いて本発明の第3の実施例を説明する。なお、実施例3
の空気調和機の圧縮機駆動部の制御回路図は実施例1と
同様、図1の通りである。
(Embodiment 3) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. Example 3
The control circuit diagram of the compressor drive unit of the air conditioner of FIG.

【0026】図6において、圧縮機温度がTc以下(ス
テップ100)、外気温度がTo以下と検出された場合
(ステップ101)、スイッチング素子の制御部4aに
て、1相あるいは2相励磁で電機子巻き線1a、1b、
1cに電流を流し、圧縮機1を加熱する。このとき圧縮
機1のロータ10の磁極位置が不確定であり、流れる電
流がばらついてしまうが、上アームスイッチング素子2
aと、下アームスイッチング素子2eあるいは、2eと
2fをON、OFF(ステップ102)し、下アームス
イッチング素子2dと、上アームスイッチング素子2b
あるいは、2bと2cをON、OFFさせ(ステップ1
03)、所定時間tの間繰り返し(ステップ104)、
その後、上アームスイッチング素子2bと、下アームス
イッチング素子2fあるいは、2fと2dをON、OF
Fさせ(ステップ105)、下アームスイッチング素子
2eと、上アームスイッチング素子2cあるいは、2c
と2aをON、OFF(ステップ106)させ、所定時
間tの間繰り返し(ステップ107)、その後、上アー
ムスイッチング素子2cと、下アームスイッチング素子
2dあるいは、2dと2eをON、OFFさせ(ステッ
プ108)、下アームスイッチング素子2fと、上アー
ムスイッチング素子2aあるいは、2aと2bをON、
OFFさせ(ステップ109)、所定時間tの間繰り返
す(ステップ110)という一連の動作を繰り返し行
い、順次電流を流す電機子巻き線1a、1b、1cを切
り替えることで、1相励磁、あるいは2相励磁の状態で
モータ11の電機子巻き線1a、1b、1cに電流を印
可する。圧縮機1のロータ10には希土類の磁石を使用
しているため、磁石が強力で磁極位置による電流のばら
つきが大きくなるが、順次駆動する相を切り換えること
で、ばらつきを略均等化でき、所定時間tを秒単位で設
定しているため、実施例2に記載の脈流による騒音の発
生も防ぎ、圧縮機1の温度を上昇させる。この時の電機
子巻き線1a、1b、1cに流れる各巻き線電流を図
7、図8に示している。
In FIG. 6, when it is detected that the compressor temperature is equal to or lower than Tc (step 100) and the outside air temperature is equal to or lower than To (step 101), the controller 4a of the switching element controls the motor by one-phase or two-phase excitation. Child windings 1a, 1b,
An electric current is applied to 1c to heat the compressor 1. At this time, the magnetic pole position of the rotor 10 of the compressor 1 is uncertain and the flowing current varies, but the upper arm switching element 2
a, the lower arm switching element 2e or 2e and 2f are turned ON and OFF (step 102), and the lower arm switching element 2d and the upper arm switching element 2b
Alternatively, 2b and 2c are turned ON and OFF (step 1
03), repeated for a predetermined time t (step 104),
After that, the upper arm switching element 2b and the lower arm switching element 2f or 2f and 2d are turned ON, OF
F (step 105), the lower arm switching element 2e and the upper arm switching element 2c or 2c
And 2a are turned ON and OFF (step 106) and repeated for a predetermined time t (step 107), and thereafter, the upper arm switching element 2c and the lower arm switching element 2d or 2d and 2e are turned ON and OFF (step 108). ), The lower arm switching element 2f and the upper arm switching element 2a or 2a and 2b are turned ON,
A series of operations of turning OFF (step 109) and repeating for a predetermined time t (step 110) are repeated, and by switching the armature windings 1a, 1b, and 1c through which current flows sequentially, one-phase excitation or two-phase excitation is performed. A current is applied to the armature windings 1a, 1b, 1c of the motor 11 in the excited state. Since the rotor 10 of the compressor 1 uses a rare earth magnet, the magnet is strong and the variation in current due to the position of the magnetic pole is large. Since the time t is set in seconds, the generation of noise due to the pulsating flow described in the second embodiment is also prevented, and the temperature of the compressor 1 is increased. FIGS. 7 and 8 show the respective winding currents flowing through the armature windings 1a, 1b and 1c at this time.

【0027】[0027]

【発明の効果】上記記載から明らかなように、本願発明
によれば、直流電源電圧を増加させることなく巻き線電
流を増加させることができ、圧縮機の温度を上昇させる
ことができる。結果、圧縮機の加熱を充分に行い、特に
冬場など外気温が低い時などの圧縮機内の冷媒の寝込み
に対し、速暖性の向上および立ち上がり短時間での高温
風吹出しを実現でき、快適性向上を図ることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the winding current can be increased without increasing the DC power supply voltage, and the temperature of the compressor can be increased. As a result, the compressor is sufficiently heated, and when the refrigerant in the compressor stagnates, especially when the outside air temperature is low in winter, etc. Improvement can be achieved.

【0028】さらに、本願発明によれば、順次電流を流
す電機子巻き線を切り替えて、ロータの位置による巻き
線電流のばらつきを略均等化することで、一定の電流を
流すことができ、結果、安定した圧縮機の温度上昇を実
現できる。
Further, according to the present invention, a constant current can be flowed by switching the armature windings through which the current flows sequentially and making the variation of the winding current depending on the position of the rotor substantially uniform. In addition, a stable compressor temperature rise can be realized.

【0029】さらに、本願発明によれば、微小時間での
スイッチング動作の繰り返し設定による順次電流を流す
電機子巻き線の切り替えにより、圧縮機のロータに使用
される磁石の強さに関係なく、ロータの位置による巻き
線電流のばらつきを略均等化させることが可能となり、
同時に、脈流による騒音の発生も防止されるため、静音
化も図れる。
Further, according to the present invention, by switching the armature windings through which the current flows sequentially by repeatedly setting the switching operation in a very short time, regardless of the strength of the magnet used for the rotor of the compressor, It is possible to make the variation of the winding current depending on the position substantially uniform,
At the same time, the generation of noise due to the pulsating flow is also prevented, so that the noise can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の空気調和機における圧縮機駆動部の制
御回路図
FIG. 1 is a control circuit diagram of a compressor drive unit in an air conditioner of the present invention.

【図2】本発明の実施例1における各巻き線電流波形と
各スイッチング素子のゲート信号図
FIG. 2 is a diagram showing each winding current waveform and a gate signal of each switching element according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例2における各磁極位置における
巻き線電流波形図
FIG. 3 is a winding current waveform diagram at each magnetic pole position in Embodiment 2 of the present invention.

【図4】本発明の実施例2における巻き線電流波形図FIG. 4 is a winding current waveform diagram in Embodiment 2 of the present invention.

【図5】本発明の実施例2における巻き線電流波形図FIG. 5 is a winding current waveform diagram according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例3におけるスイッチング素子動
作のフローチャート
FIG. 6 is a flowchart of a switching element operation according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例3における巻き線電流波形図FIG. 7 is a winding current waveform diagram according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例3における巻き線電流波形図FIG. 8 is a winding current waveform diagram according to a third embodiment of the present invention.

【図9】従来の空気調和機の欠相通電時の各巻き線電流
波形と各スイッチング素子のゲート信号図
FIG. 9 is a diagram illustrating a winding current waveform and a gate signal of each switching element when a conventional air conditioner is open-phase energized.

【図10】従来の空気調和機における圧縮機駆動部の制
御回路図
FIG. 10 is a control circuit diagram of a compressor drive unit in a conventional air conditioner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧縮機 10 ロータ 11 3相DCブラシレスモータ 1a 電機子巻き線 1b 電機子巻き線 1c 電機子巻き線 2 インバータ駆動部 2a U相上アーム側スイッチング素子 2b V相上アーム側スイッチング素子 2c W相上アーム側スイッチング素子 2d U相下アーム側スイッチング素子 2e V相下アーム側スイッチング素子 2f W相下アーム側スイッチング素子 3 直流電源 4 マイクロコンピュータ 4a スイッチング素子の制御部 6 アクティブコンバータ 50 外気温度センサ 51 圧縮機温度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 10 Rotor 11 Three-phase DC brushless motor 1a Armature winding 1b Armature winding 1c Armature winding 2 Inverter drive part 2a U-phase upper-arm switching element 2b V-phase upper-arm switching element 2c W-phase Arm-side switching element 2d U-phase lower-arm switching element 2e V-phase lower-arm switching element 2f W-phase lower-arm switching element 3 DC power supply 4 Microcomputer 4a Switching element controller 6 Active converter 50 Outside air temperature sensor 51 Compressor Temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 祐二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 福井 誠二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 荒川 政志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 新田 武彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3L060 AA01 AA08 CC03 CC08 DD01 EE04 5H560 AA02 BB04 BB12 DC05 EB01 EC02 GG04 JJ06 JJ19 RR10 SS07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuji Tani 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Masashi Arakawa 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. CC03 CC08 DD01 EE04 5H560 AA02 BB04 BB12 DC05 EB01 EC02 GG04 JJ06 JJ19 RR10 SS07

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮機を駆動する三相DCブラシレス型の
モータと、前記モータの電機子巻き線と、前記モータの
ロータと、前記モータの直流電源の正極側と前記モータ
の電機子巻き線との間に接続された上アームスイッチン
グ素子と、前記電機子巻き線と前記直流電源の負極側と
の間に接続された下アームスイッチング素子と、前記ス
イッチング素子の制御部と、外気温度を測定する外気温
度センサとを具備し、少なくとも前記外気温度センサで
検知された外気温度が所定温度以下と検出された場合、
前記制御部が、前記上アームスイッチング素子1個と、
前記下アームスイッチング素子2個をON、OFFさせ
る、または、前記上アームスイッチング素子2個と、前
記下アームスイッチング素子1個をON、OFFさせる
2相励磁にて前記電機子巻き線に電流を流し、前記圧縮
機を加熱することを特徴とする空気調和機。
1. A three-phase DC brushless motor for driving a compressor, an armature winding of the motor, a rotor of the motor, a positive pole of a DC power supply of the motor, and an armature winding of the motor. The upper arm switching element connected between the armature winding, the lower arm switching element connected between the armature winding and the negative electrode side of the DC power supply, the control unit of the switching element, and measuring the outside air temperature When the outside air temperature detected by at least the outside air temperature sensor is detected below a predetermined temperature,
The control unit includes one upper arm switching element;
A current is applied to the armature winding by two-phase excitation in which the two lower arm switching elements are turned on and off, or the two upper arm switching elements and the one lower arm switching element are turned on and off. An air conditioner characterized by heating the compressor.
【請求項2】 圧縮機を駆動する三相DCブラシレス型の
モータと、前記モータの電機子巻き線と、前記モータの
ロータと、前記モータの直流電源の正極側と前記モータ
の電機子巻き線との間に接続された上アームスイッチン
グ素子と、前記電機子巻き線と前記直流電源の負極側と
の間に接続された下アームスイッチング素子と、前記ス
イッチング素子の制御部と、外気温度を測定する外気温
度センサとを具備し、少なくとも前記外気温度センサで
検知された外気温度が所定温度以下と検出された場合、
前記制御部にて、前記上アームスイッチング素子1個
と、前記下アームスイッチング素子2個をON、OFF
させる、または、前記上アームスイッチング素子2個
と、前記下アームスイッチング素子1個をON、OFF
させる2相励磁にて前記電機子巻き線に電流を流し、前
記圧縮機を加熱する空気調和機の制御方法。
2. A three-phase DC brushless motor for driving a compressor, an armature winding of the motor, a rotor of the motor, a positive pole of a DC power supply of the motor, and an armature winding of the motor. The upper arm switching element connected between the armature winding, the lower arm switching element connected between the armature winding and the negative electrode side of the DC power supply, the control unit of the switching element, and measuring the outside air temperature When the outside air temperature detected by at least the outside air temperature sensor is detected below a predetermined temperature,
The control unit turns on and off one upper-arm switching element and two lower-arm switching elements.
Or turn on and off the two upper-arm switching elements and the one lower-arm switching element.
A method of controlling an air conditioner that heats the compressor by passing a current through the armature winding by two-phase excitation.
【請求項3】 圧縮機を駆動する三相DCブラシレス型の
モータと、前記モータの電機子巻き線と、前記モータの
ロータと、前記モータの直流電源の正極側と前記モータ
の電機子巻き線との間に接続された上アームスイッチン
グ素子と、上記電機子巻き線と上記直流電源の負極側と
の間に接続された下アームスイッチング素子と、前記ス
イッチング素子の制御部と、外気温度を測定する外気温
センサとを具備し、少なくとも前記外気温度センサで検
知された外気温度が所定温度以下と検出された場合、前
記制御部が、前記上アームスイッチング素子1個と、前
記下アームスイッチング素子1個あるいは2個をON、
OFFさせる、または、前記上アームスイッチング素子
2個あるいは1個と、前記下アームスイッチング素子1
個をON、OFFさせる1相あるいは2相励磁を行な
い、さらに順次電流を流す前記電機子巻き線を切り替え
前記圧縮機を加熱することを特徴とする空気調和機。
3. A three-phase DC brushless motor for driving a compressor, an armature winding of the motor, a rotor of the motor, a positive pole of a DC power supply of the motor, and an armature winding of the motor. And an upper arm switching element connected between the armature winding and the negative electrode side of the DC power supply, a lower arm switching element, a control unit of the switching element, and measuring an outside air temperature. When the outside air temperature detected by at least the outside air temperature sensor is detected to be equal to or lower than a predetermined temperature, the control unit controls the one upper arm switching element and the lower arm switching element 1 ON for 2 or 2
OFF or two or one upper arm switching element and the lower arm switching element 1
An air conditioner characterized by performing one-phase or two-phase excitation for turning ON / OFF a unit, and further switching the armature winding through which current flows sequentially to heat the compressor.
【請求項4】 圧縮機を駆動する三相DCブラシレス型の
モータと、前記モータの電機子巻き線と、前記モータの
ロータと、前記モータの直流電源の正極側と前記モータ
の電機子巻き線との間に接続された上アームスイッチン
グ素子と、上記電機子巻き線と上記直流電源の負極側と
の間に接続された下アームスイッチング素子と、前記ス
イッチング素子の制御部と、外気温度を測定する外気温
センサとを具備し、少なくとも前記外気温度センサで検
知された外気温度が所定温度以下と検出された場合、前
記制御部にて、前記上アームスイッチング素子1個と、
前記下アームスイッチング素子1個あるいは2個をO
N、OFFさせる、または、前記上アームスイッチング
素子2個あるいは1個と、前記下アームスイッチング素
子1個をON、OFFさせる1相あるいは2相励磁を行
ない、さらに順次電流を流す前記電機子巻き線を切り替
え前記圧縮機を加熱する空気調和機の制御方法。
4. A three-phase DC brushless motor for driving a compressor, an armature winding of the motor, a rotor of the motor, a positive pole of a DC power supply of the motor, and an armature winding of the motor. And an upper arm switching element connected between the armature winding and the negative electrode side of the DC power supply, a lower arm switching element, a control unit of the switching element, and measuring an outside air temperature. When the outside air temperature detected by at least the outside air temperature sensor is detected to be equal to or lower than a predetermined temperature, the control unit, the upper arm switching element one,
One or two lower arm switching elements
N or OFF, or two or one of the upper arm switching elements, and one or two phase excitation for turning on and off one of the lower arm switching elements, and furthermore, the armature winding for sequentially passing current. And controlling the air conditioner to heat the compressor.
【請求項5】 制御部が、電流を流す電機子巻き線を所
定時間ずつ切り替えることでロータの位置による電流の
ばらつきを略均等化し、前記電機子巻き線に一定の電流
を流し前記圧縮機を加熱することを特徴とする、請求項
1、あるいは請求項3に記載の空気調和機。
5. The control unit switches the armature winding through which the current flows for a predetermined time, thereby substantially equalizing the variation in the current due to the position of the rotor, and flowing a constant current through the armature winding to start the compressor. The air conditioner according to claim 1 or 3, wherein the air conditioner is heated.
【請求項6】 制御部にて、電流を流す電機子巻き線を
所定時間ずつ切り替えることでロータの位置による電流
のばらつきを略均等化し、前記電機子巻き線に一定の電
流を流し圧縮機を加熱する請求項2、あるいは請求項4
に記載の空気調和機の制御方法。
6. The control unit switches the armature winding through which the current flows by a predetermined time, thereby substantially equalizing the variation in the current due to the position of the rotor, and flowing a constant current through the armature winding to start the compressor. Claim 2 or Claim 4 which heats
The method for controlling an air conditioner according to item 1.
【請求項7】 圧縮機のロータの磁石が希土類である請
求項1、あるいは請求項3、あるいは請求項5に記載の
空気調和機。
7. The air conditioner according to claim 1, wherein the magnet of the rotor of the compressor is a rare earth.
【請求項8】 圧縮機のロータの磁石が希土類である請
求項2、あるいは請求項4、あるいは請求項6に記載の
空気調和機の制御方法。
8. The control method for an air conditioner according to claim 2, wherein the magnet of the rotor of the compressor is a rare earth.
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