JP2004297981A - Compressor controller - Google Patents

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JP2004297981A
JP2004297981A JP2003090673A JP2003090673A JP2004297981A JP 2004297981 A JP2004297981 A JP 2004297981A JP 2003090673 A JP2003090673 A JP 2003090673A JP 2003090673 A JP2003090673 A JP 2003090673A JP 2004297981 A JP2004297981 A JP 2004297981A
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JP
Japan
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motor
current
compressor
signal
detection circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003090673A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahisa Matsuo
隆寿 松尾
Hideaki Kato
秀明 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control a compressor 4 correctly even if a motor current is detected using an inexpensive current sensor 48. <P>SOLUTION: A compressor controller 24 comprises a low voltage sensor 22 for detecting the suction refrigerant pressure of the compressor 4, an inverter circuit 42 for controlling the driving frequency of the motor of the compressor 4, a current detecting circuit 43 having the current sensor 48 for detecting the motor current, and a control section 44 for delivering the driving frequency of the motor operated based on a signal from the low voltage sensor 22 to the inverter circuit 42, operating the motor current from a previously provided data base 51 indicative of the relation between a signal being detected by the current detecting circuit 43 in correspondence with each driving frequency and the motor current being fed actually, making a decision whether the motor is overloaded or not based on the decision results and stopping power supply to the motor if the motor is overloaded. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍装置において用いられる圧縮機の運転を制御する圧縮機制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、冷凍装置では、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を放熱させる放熱器、放熱して液状化した冷媒を貯留するレシーバタンク等を備えて、冷媒を冷凍回路中を循環させるようにしている。
【0003】
例えば、ショーケース等では、室内側に配設されて商品等を冷却して陳列する室内ユニットと、室外側に設置されて室内ユニットと冷媒配管により接続された室外ユニットとを備えて、室外ユニットには、アキュムレータ、圧縮機、オイルセパレータ、放熱器、レシーバタンク等が設けられ、室内ユニットには膨張弁、蒸発器等が設けられている。
【0004】
そして、圧縮機で圧縮された冷媒は、放熱器で放熱して液状化する。このとき、圧縮機の摺動部を潤滑するために潤滑油が用いられているが、この潤滑油が冷媒と共に当該圧縮機から吐出されるので、オイルセパレータにより潤滑油を分離して圧縮機に戻している。
【0005】
放熱器で放熱して液状化した冷媒は、レシーバタンクに貯留され、当該レシーバタンクから室内ユニットに供給される。
【0006】
室内ユニットでは、膨張弁により冷媒を膨張させ、蒸発器で蒸発させることにより冷熱を発生して、商品等の冷却を行う。
【0007】
その後、冷媒は室外ユニットに戻り、アキュムレータで気液分離されて、気体の冷媒のみが圧縮機に戻る。
【0008】
このとき、熱負荷の変動が生じた場合には、圧縮機の運転周波数を制御することにより冷凍能力の増減を行うようになっている。
【0009】
図6は、かかる圧縮機の運転制御を行う制御装置101のブロック図で、整流回路102、インバータ回路103、電流検出回路104、低圧センサ105、制御部106等を有している(特許文献1参照)。
【0010】
そして、電源からの電力は整流回路102によりダイオードモジュール107で整流され、インダクタンスコイル108及びコンデンサ109で平滑化されて、インバータ回路103で周波数制御が行われて圧縮機110のモータが駆動される。
【0011】
このときインバータ回路103で周波数制御されるが、この周波数は圧縮機110の冷媒吸入圧を低圧センサ105で検出し、その結果に基づき制御部106が最適の周波数を演算して決定した周波数である。
【0012】
これにより、圧縮機110は熱負荷変動に対して最適な周波数で運転されて、かかる熱変動に対応することが可能になっている。
【0013】
一方、何らかの理由により、圧縮機110のモータに過電流が流れることが想定される。このような場合に、そのまま電力を供給し続けるとモータの焼失等が起きるため、ホール素子等からなる電流検出回路104でモータ電流を検出して、その検出値が規定値以上になった場合には運転を停止する等の制御を行うようにしている。
【0014】
【特許文献1】
特開2002−101691号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホール素子は高価であるので安価な電流センサ(CT)を用いた構成が望まれるが、この場合には以下に述べるような理由で、圧縮機110のモータに供給されている電流値が正確に検出できず、圧縮機110を適正に制御できなくなってしまう問題があった。
【0016】
即ち、先に説明したように制御部106は熱負荷の変動に対応するために、圧縮機110の駆動周波数を演算し、この周波数でインバータ回路103が周波数制御を行っている。従って、モータに供給される電流の周波数は、その状況に応じて変化する。
【0017】
図7は、電流センサの構成を示した図で、当該電流センサ111はインダクタンスコイル112と抵抗113とが直列接続された構成で、電源ライン114に交流電流が流れると、そのとき発生する交流磁界によりインダクタンスコイル112に誘導電圧が発生するのを利用して、その電圧値から電流値を検出するものである。
【0018】
このような電流センサ111で電流検出を行うと、図8に示すように、その出力は周波数依存性をもち、正確な電流が検出できなくなってしまう。
【0019】
図8において、実線は同じ電流値を周波数20,40,60Hzで流した際に電流センサ111から出力される電圧波形(電流波形)を示し、点線は実際の電圧波形(電流波形)を示している。
【0020】
そこで、本発明は、このような安価な電流センサで電流値を検出しても、正確に圧縮機の制御が行えるようにした圧縮機制御装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1にかかる発明は、圧縮機に吸入される冷媒圧を検出する低圧センサと、圧縮機の圧縮要素を駆動するモータの駆動周波数を制御するインバータ回路と、モータに供給されるモータ電流を検出する電流検出回路と、低圧センサからの信号に基づきモータの駆動周波数を演算してインバータ回路に出力すると共に、各駆動周波数に対応して電流検出回路からの信号と実際に供給されているモータ電流との関係を示すデータベースを予め備え、インバータ回路に出力した駆動周波数及び電流検出回路からの信号に基づきデータベースにより当該モータ電流を演算算出して、その結果に基づきモータがオーバーロードであるか否かを判断し、オーバロードの場合にはモータでの電力供給を停止させる制御部とを備えて、モータ電流を検出する電流検出回路からの信号を補正等して正確に圧縮機の制御が行えるようにしたことを特徴とする。
【0022】
請求項2にかかる発明は、電流検出回路が、モータに供給されるモータ電流により誘導電圧を発生する電流センサを備えることを特徴とする。
【0023】
請求項3にかかる発明は、電流検出回路が、電流センサからの出力信号を平滑する平滑回路と、該平滑回路により平滑された信号を分圧して制御部における入力信号範囲の信号にする分圧回路とを備えることを特徴とする。
【0024】
請求項4にかかる発明は、データベースが、各駆動周波数に対応して電流検出回路からの信号と実際に供給されているモータ電流との関係を示す数値テーブル又は、各駆動周波数に対応して電流検出回路からの信号と実際に供給されているモータ電流との関係を示す関係式により形成されていることを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図1は本発明に適用される冷凍装置の概略構成を示す図で、当該冷凍装置1は圧縮機4や放熱器5等を備えて室外等に配設される室外ユニット2と、膨張弁6や蒸発器7等を備えて熱利用空間側に配設される室内ユニット3とを主要構成としている。
【0026】
なお、本実施の形態では冷凍装置1により冷熱を利用する場合について説明するが、温熱を利用する場合も適用可能であることは言うまでもない。また、冷媒として従来から用いられているHFC冷媒等を例に説明するが二酸化炭素冷媒を用いても良い。
【0027】
そして、室外ユニット2における圧縮機4で圧縮された冷媒は、放熱器5で放熱して液状化する。液状化した冷媒は、冷媒配管により室内ユニット3に送られ、膨張弁6で膨張されて蒸発器7で蒸発することにより冷熱を発生する。その後冷媒は冷媒配管により室外ユニット2に戻り圧縮機4で圧縮される。
【0028】
図2は、このような室外ユニット2の構成を詳細に示した図である。当該室外ユニット2は、放熱器5、ストレーナ11、アキュムレータ12、圧縮機4、オイルセパレータ13、レシーバタンク14、フィルタドライヤ15、冷媒注入装置20等を備えている。
【0029】
そして、室内ユニット3から戻ってきた冷媒は、ストレーナ11、アキュムレータ12、圧縮機4、オイルセパレータ13へと流動して放熱器5に流入し、その後レシーバタンク14、フィルタドライヤ15等を経て室内ユニット3に供給される。
【0030】
ストレーナ11は、室内ユニット3から室外ユニット2に戻った冷媒に含まれる不純物(摩耗粉等のゴミ)を除去するものである。アキュムレータ12は、ストレーナ11からの冷媒を気液分離して、圧縮機4で液圧縮が起きないように、気体の冷媒のみを当該圧縮機4に供給できるようにするものである。
【0031】
圧縮機4は、図示しない圧縮室やモータを備えて、当該モータの動力により圧縮室の空間容積を拡大してアキュムレータ12から供給される気体の冷媒を吸気し、その後当該圧縮室の空間容積を縮小して冷媒を圧縮するものである。
【0032】
このような冷凍装置に適用される圧縮機4、スクロール圧縮機、ロータリ圧縮機、ピストン圧縮機等の種々の構成の圧縮機4の適用が可能であり、複数の圧縮室を備えて多段圧縮する圧縮機4にも適用できる。
【0033】
この圧縮機4には、ケース内の圧力を検出する高圧センサ21、低圧センサ22及び高圧圧力計23が設けられると共に、高圧センサ21や低圧センサ22に圧縮機制御装置24が接続されている。
【0034】
そして、圧縮機制御装置24は低圧センサ22からの信号に基づき当該圧縮機4の運転停止の制御を行い、また高圧センサ21からの信号が所定レベルを超えたときに圧縮機4を強制停止させて予め設定された異常圧力以上にならないようにしている。このときの圧力は、高圧圧力計23により視認可能になっている。
【0035】
図3は、このような圧縮機制御装置24における要部構成を示した図で、該圧縮機制御装置24は、整流回路41、インバータ回路42、電流検出回路43、制御部44等を有している。
【0036】
そして、電源からの電力は整流回路41によりダイオードモジュール45で整流され、インダクタンスコイル46及びコンデンサ47で平滑化され、インバータ回路42で周波数制御が行われて圧縮機4のモータが駆動される。
【0037】
このときインバータ回路42で周波数制御されるが、この周波数は圧縮機4の冷媒吸入圧を低圧センサ22で検出し、その結果に基づき制御部44が最適の周波数を演算して決定した周波数である。
【0038】
これにより、圧縮機4は熱負荷変動に対して最適な周波数で運転されて、かかる熱変動に対応することが可能になっている。
【0039】
一方、圧縮機4のモータ電流(Mi)は、電流検出回路43で検出される。この電流検出回路43は、図7に示したような電流センサ48、該電流センサ48からの出力を平滑する平滑回路49、平滑された電圧を分圧する分圧回路50を備えている。
【0040】
そして、電流センサ48により検出されたモータ電流(Mi)に対応する電圧が、平滑回路49で平滑されて分圧回路50で分圧される。
【0041】
制御部44では、各種の制御処理がディジタル処理され、信号の取込みには所定時間(サンプリング時間)を必要とする。しかし、図8に示すように、電流センサ48で検出された信号は、ピーク値を超えると急激に変化するので、当該ピーク値が取込めるように、コンデンサ等からなる平滑回路49で当該ピーク値の急激な変化を緩和させるようにしている。
【0042】
また、制御部44の信号入力には入力信号範囲があり、この入力信号範囲より大きなレベル等の信号が入力しないように、平滑回路49で平滑された電流センサ48からの信号を分圧回路50で抵抗分圧している。
【0043】
このようにして、制御部44には電流検出回路43からの検出値(Mv)が入力し、当該検出値(Mv)に基づきモータ電流−検出値のデータベース51から実際に流れているモータ電流(Mi)が求められる。
【0044】
このモータ電流−検出値のデータベース51は、図4に示すような、検出値(Mv)とそのときに流れているモータ電流(Mi)との関係が、駆動周波数毎にテーブル化して予め記憶されている。無論、数値テーブルでなく、関数形式で記憶しておくことも可能である。
【0045】
この結果、モータ電流(Mi)が規定値(It)より大きい場合には(Mi>It)、制御部44は何らかの理由でオーバーロード状態にあると判断して圧縮機4の運転を停止等させる制御を行う。
【0046】
図5は、このような制御手順を示した図で、圧縮機4の制御が開始されると、制御部44は低圧センサ22からの信号に基づきモータの運転周波数を予め設定された条件の下で演算する(ステップS1)。
【0047】
そして、演算結果をインバータ回路42に出力し、当該インバータ回路42がその周波数でモータを駆動する(ステップS2)。
【0048】
次に、制御部44は、電流検出回路43からの検出値(Mv)を取込み(ステップS3)、当該検出値(Mv)に基づきモータ電流−検出値のデータベース51から実際に流れているモータ電流(Mi)を求める(ステップS4)。
【0049】
求めたモータ電流(Mi)が規定値(It)以上であるか否かを判断し(ステップS5)、規定値(It)以下の場合には、ステップS1に戻り上述した手順を繰返すが、規定値(It)以上の場合には、オーバーロードと判断して圧縮機4の運転を停止する(ステップS6)。
【0050】
例えば、図4で、モータがオーバーロードとなる規定値(It)が55Aに設定されており、制御部44が低圧センサ22からの信号に基づき演算した運転周波数が20Hzの場合を考える。
【0051】
このとき、電流検出回路43からの検出値(Mv)が2Vであった場合には、モータ電流(Mi)は45Aであるのでモータはオーバーロードではない。しかし、検出値(Mv)が2.5Vであった場合には、モータ電流(Mi)は62Aであるのでモータはオーバーロードとなる。
【0052】
このように、電流検出回路43からの検出値(Mv)に基づき正確なモータ電流(Mi)を算出することで、安価な電流センサ48を用いても適正に圧縮機4の運転制御が可能になり、コストダウンが図れると共に信頼性が向上する。
【0053】
オイルセパレータ13は、圧縮機4内における各種の摺動部(例えば、モータの回転軸や圧縮室を形成する複数の部材間の当接部)を潤滑した潤滑油のうち冷媒と共に吐出された潤滑油を分離するもので、分離された潤滑油は潤滑油戻管25を介して圧縮機4に戻るようになっている。
【0054】
放熱器5は、圧縮されて高温高圧になった冷媒と外気とを熱交換させて、当該冷媒を放熱させるもので、外気は送風機26により送風されている。
【0055】
なお、冷媒としてHFC冷媒等が用いられている場合には、冷媒はこの放熱器5で放熱することにより凝縮して液化するが、二酸化炭素の場合には液相と気相との混合状態(超臨界状態)となる。
【0056】
しかしながら、先にも述べたように、本発明は、冷媒としてHFC冷媒等に限らず二酸化炭素も利用可能であるので、二酸化炭素を用いた場合も含めて、冷媒は当該放熱器5で「液状化」すると記載する。
【0057】
レシーバタンク14は、放熱器5で液状化した冷媒を貯留するもので、室内ユニット3側での熱負荷の変動に対して過不足無く冷媒が供給できるようにしている。
【0058】
このレシーバタンク14には、可溶栓27が設けられて、例えば室外ユニット2を収納する家屋が火災を起したような場合に、その熱で冷凍装置1中の冷媒が加熱されて破裂しないように、所定の温度(可溶栓27の融点)になると溶融して冷凍装置1内の冷媒を大気に放出することで破裂を防止している。
【0059】
フィルタドライヤ15は、冷媒に水分が含まれていると室内ユニット3における蒸発器7で蒸発した際に、この水分が凍り、冷媒回路を詰らせたりしないように、当該水分を除去するものあり、モイスチャーインジケータ28は循環する冷媒を視認して、冷媒量やフィルタドライヤ15に用いられているフィルタの交換時期を判断するため等に用いられるものである。
【0060】
また、冷媒注入装置20は、抽出管29、ストレーナ30、サーモバルブ31、キャピラリーチューブ32、感温筒34、注入制御弁37等を有して、先に述べたようにレシーバタンク14に貯留されている液状化冷媒の一部を圧縮機4に注入している。
【0061】
抽出管29は、レシーバタンク14に接続されて、当該レシーバタンク14に貯留されている液状化した冷媒を抽出するものであり、ストレーナ30は抽出した冷媒に含まれるゴミを除去するものである。
【0062】
なお、抽出管29は液状化した冷媒の一部を抽出して圧縮機4に注入できるようにするためのものであるため、レシーバタンク14に接続するばかりでなく放熱器5より室内ユニット3側の冷媒配管に接続しても良い。
【0063】
このように、放熱器5より室内ユニット3側の冷媒配管に接続する構成にすると、レシーバタンク14を持たない冷凍装置においても本発明が適用可能になり、利用範囲が広まる利点がある。
【0064】
感温筒34は、圧縮機4の吐出管38に密着して取付けられおり、サーモバルブ31は感温筒34検出温度により弁の開度が調整されて圧縮機4に注入する冷媒量を制御するためのものである。
【0065】
キャピラリーチューブ32は、圧縮機4の起動時等におけるように感温筒34によるサーモバルブ31の制御の遅れを補う目的で、サーモバルブ31に並列に接続されたものである。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、圧縮機に吸入される冷媒圧を検出する低圧センサと、圧縮機の圧縮要素を駆動するモータの駆動周波数を制御するインバータ回路と、モータに供給されるモータ電流を検出する電流検出回路と、低圧センサからの信号に基づきモータの駆動周波数を演算してインバータ回路に出力すると共に、各駆動周波数に対応して電流検出回路からの信号と実際に供給されているモータ電流との関係を示すデータベースを予め備え、インバータ回路に出力した駆動周波数及び電流検出回路からの信号に基づきデータベースにより当該モータ電流を演算算出して、その結果に基づきモータがオーバーロードであるか否かを判断し、オーバロードの場合にはモータでの電力供給を停止させる制御部とを備えたので、モータ電流を検出する電流検出回路からの信号を補正等して正確に圧縮機の制御が行えるようになり信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明に適用される冷凍装置の概略構成図である。
【図2】室外ユニットの詳細構成を示す図である。
【図3】圧縮機制御装置のブロック図である。
【図4】モータ電流と電流検出回路の出力との関係からなるデータベースを説明する図である。
【図5】圧縮機制御装置の制御手順を示す図である。
【図6】電流センサの構成を示す図である。
【図7】従来の技術の説明に適用される圧縮機制御装置のブロック図である。
【図8】電流センサの出力は径を示す図である。
【符号の説明】
1 冷凍装置
2 室外ユニット
3 室内ユニット
4 圧縮機
24 圧縮機制御装置
41 整流回路
42 インバータ回路
43 電流検出回路
44 制御部
48 電流センサ
49 平滑回路
50 分圧回路
51 データベース
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a compressor control device that controls the operation of a compressor used in a refrigeration system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a refrigeration apparatus includes a compressor for compressing a refrigerant, a radiator for releasing the refrigerant, a receiver tank for storing the liquefied refrigerant that releases heat, and the like, so that the refrigerant is circulated in the refrigeration circuit.
[0003]
For example, a showcase or the like includes an indoor unit that is disposed indoors to cool and display products and the like, and an outdoor unit that is installed outside and connected to the indoor unit by a refrigerant pipe. Is provided with an accumulator, a compressor, an oil separator, a radiator, a receiver tank, and the like, and an indoor unit is provided with an expansion valve, an evaporator, and the like.
[0004]
Then, the refrigerant compressed by the compressor radiates heat by the radiator to be liquefied. At this time, lubricating oil is used to lubricate the sliding parts of the compressor, but this lubricating oil is discharged from the compressor together with the refrigerant. I'm back.
[0005]
The liquefied refrigerant radiated by the radiator is stored in the receiver tank, and supplied from the receiver tank to the indoor unit.
[0006]
In the indoor unit, the refrigerant is expanded by an expansion valve and is evaporated by an evaporator to generate cold heat, thereby cooling a product or the like.
[0007]
Thereafter, the refrigerant returns to the outdoor unit, is separated into gas and liquid by the accumulator, and only the gas refrigerant returns to the compressor.
[0008]
At this time, when the heat load fluctuates, the refrigeration capacity is increased or decreased by controlling the operating frequency of the compressor.
[0009]
FIG. 6 is a block diagram of a control device 101 that controls the operation of the compressor, and includes a rectifier circuit 102, an inverter circuit 103, a current detection circuit 104, a low-pressure sensor 105, a control unit 106, and the like (Patent Document 1). reference).
[0010]
Then, the power from the power supply is rectified by the diode module 107 by the rectifier circuit 102, smoothed by the inductance coil 108 and the capacitor 109, frequency-controlled by the inverter circuit 103, and the motor of the compressor 110 is driven.
[0011]
At this time, the frequency is controlled by the inverter circuit 103. This frequency is a frequency determined by detecting the refrigerant suction pressure of the compressor 110 with the low-pressure sensor 105 and calculating the optimum frequency by the control unit 106 based on the result. .
[0012]
Thus, the compressor 110 is operated at an optimum frequency with respect to the heat load fluctuation, and can cope with such heat fluctuation.
[0013]
On the other hand, it is assumed that an overcurrent flows through the motor of the compressor 110 for some reason. In such a case, if the power is continuously supplied as it is, the motor will be burned out. Therefore, when the motor current is detected by the current detection circuit 104 composed of a Hall element or the like, and the detected value exceeds a specified value, Controls the operation such as stopping the operation.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-101691
[Problems to be solved by the invention]
However, since the Hall element is expensive, a configuration using an inexpensive current sensor (CT) is desired. In this case, the current value supplied to the motor of the compressor 110 is reduced for the following reason. There was a problem in that the compressor 110 could not be detected accurately and the compressor 110 could not be properly controlled.
[0016]
That is, as described above, the control unit 106 calculates the drive frequency of the compressor 110 in order to cope with the fluctuation of the heat load, and the inverter circuit 103 performs the frequency control at this frequency. Therefore, the frequency of the current supplied to the motor changes according to the situation.
[0017]
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a current sensor. The current sensor 111 has a configuration in which an inductance coil 112 and a resistor 113 are connected in series. When an AC current flows through a power supply line 114, an AC magnetic field generated at that time is generated. By using the fact that an induced voltage is generated in the inductance coil 112, a current value is detected from the voltage value.
[0018]
When the current detection is performed by such a current sensor 111, as shown in FIG. 8, its output has a frequency dependency, and an accurate current cannot be detected.
[0019]
8, a solid line indicates a voltage waveform (current waveform) output from the current sensor 111 when the same current value flows at a frequency of 20, 40, and 60 Hz, and a dotted line indicates an actual voltage waveform (current waveform). I have.
[0020]
Therefore, an object of the present invention is to provide a compressor control device capable of controlling a compressor accurately even when a current value is detected by such an inexpensive current sensor.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 includes a low pressure sensor for detecting a pressure of a refrigerant sucked into a compressor, an inverter circuit for controlling a driving frequency of a motor that drives a compression element of the compressor, and a motor. And a current detection circuit that detects a motor current supplied to the inverter, calculates a motor drive frequency based on a signal from the low-voltage sensor, outputs the calculated motor drive frequency to an inverter circuit, and outputs a signal from the current detection circuit corresponding to each drive frequency. A database indicating the relationship with the actually supplied motor current is provided in advance, and the motor current is calculated and calculated by the database based on the drive frequency output to the inverter circuit and the signal from the current detection circuit, and the motor is calculated based on the result. A control unit that determines whether or not the motor is overloaded and, in the event of an overload, stops power supply to the motor. , Characterized in that the signal from the current detection circuit for detecting a motor current and to allow control of exactly the compressor and correction.
[0022]
The invention according to claim 2 is characterized in that the current detection circuit includes a current sensor that generates an induced voltage by a motor current supplied to the motor.
[0023]
According to a third aspect of the present invention, the current detection circuit smoothes an output signal from the current sensor, and divides the signal smoothed by the smoothing circuit into a signal within an input signal range in the control unit. And a circuit.
[0024]
According to a fourth aspect of the present invention, the database is a numerical table indicating the relationship between the signal from the current detection circuit corresponding to each drive frequency and the actually supplied motor current, or the current table corresponding to each drive frequency. It is characterized by being formed by a relational expression showing the relation between the signal from the detection circuit and the actually supplied motor current.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a refrigerating apparatus applied to the present invention. The refrigerating apparatus 1 includes a compressor 4, a radiator 5, and the like. And an indoor unit 3 which is provided on the side of the heat utilization space and includes an evaporator 7 and the like.
[0026]
In the present embodiment, a case where cold heat is used by the refrigeration apparatus 1 will be described, but it goes without saying that a case where warm heat is used is also applicable. In addition, a description will be given of an example of a conventionally used HFC refrigerant or the like as a refrigerant, but a carbon dioxide refrigerant may be used.
[0027]
Then, the refrigerant compressed by the compressor 4 in the outdoor unit 2 releases heat in the radiator 5 and liquefies. The liquefied refrigerant is sent to the indoor unit 3 through the refrigerant pipe, expanded by the expansion valve 6 and evaporated by the evaporator 7 to generate cold heat. Thereafter, the refrigerant returns to the outdoor unit 2 through the refrigerant pipe and is compressed by the compressor 4.
[0028]
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of such an outdoor unit 2 in detail. The outdoor unit 2 includes a radiator 5, a strainer 11, an accumulator 12, a compressor 4, an oil separator 13, a receiver tank 14, a filter dryer 15, a refrigerant injection device 20, and the like.
[0029]
Then, the refrigerant returned from the indoor unit 3 flows to the strainer 11, the accumulator 12, the compressor 4, and the oil separator 13 and flows into the radiator 5, and then passes through the receiver tank 14, the filter dryer 15, and the like. 3 is supplied.
[0030]
The strainer 11 removes impurities (dust such as abrasion powder) contained in the refrigerant returned from the indoor unit 3 to the outdoor unit 2. The accumulator 12 separates the refrigerant from the strainer 11 into gas and liquid so that only gaseous refrigerant can be supplied to the compressor 4 so that liquid compression does not occur in the compressor 4.
[0031]
The compressor 4 includes a compression chamber and a motor (not shown), and expands the space volume of the compression chamber by the power of the motor to draw in the gaseous refrigerant supplied from the accumulator 12, and then reduces the space volume of the compression chamber. It compresses the refrigerant by reducing the size.
[0032]
Various types of compressors 4 such as a compressor 4, a scroll compressor, a rotary compressor, and a piston compressor, which are applied to such a refrigeration apparatus, can be applied. It is also applicable to the compressor 4.
[0033]
The compressor 4 is provided with a high-pressure sensor 21, a low-pressure sensor 22, and a high-pressure manometer 23 for detecting the pressure in the case, and a compressor control device 24 is connected to the high-pressure sensor 21 and the low-pressure sensor 22.
[0034]
Then, the compressor control device 24 controls the operation stop of the compressor 4 based on the signal from the low pressure sensor 22, and forcibly stops the compressor 4 when the signal from the high pressure sensor 21 exceeds a predetermined level. So that the pressure does not exceed the preset abnormal pressure. The pressure at this time can be visually recognized by the high pressure manometer 23.
[0035]
FIG. 3 is a diagram showing a main configuration of such a compressor control device 24. The compressor control device 24 includes a rectifier circuit 41, an inverter circuit 42, a current detection circuit 43, a control unit 44, and the like. ing.
[0036]
The electric power from the power supply is rectified by the diode module 45 by the rectifier circuit 41, smoothed by the inductance coil 46 and the capacitor 47, and the inverter circuit 42 controls the frequency to drive the motor of the compressor 4.
[0037]
At this time, the frequency is controlled by the inverter circuit 42, and this frequency is a frequency determined by detecting the refrigerant suction pressure of the compressor 4 by the low pressure sensor 22 and calculating the optimum frequency by the control unit 44 based on the result. .
[0038]
Thus, the compressor 4 is operated at an optimum frequency with respect to the heat load fluctuation, and can cope with such heat fluctuation.
[0039]
On the other hand, the motor current (Mi) of the compressor 4 is detected by the current detection circuit 43. The current detection circuit 43 includes a current sensor 48 as shown in FIG. 7, a smoothing circuit 49 for smoothing an output from the current sensor 48, and a voltage dividing circuit 50 for dividing the smoothed voltage.
[0040]
Then, a voltage corresponding to the motor current (Mi) detected by the current sensor 48 is smoothed by the smoothing circuit 49 and divided by the voltage dividing circuit 50.
[0041]
In the control unit 44, various control processes are digitally processed, and a predetermined time (sampling time) is required to capture a signal. However, as shown in FIG. 8, the signal detected by the current sensor 48 changes rapidly when the signal exceeds the peak value. Therefore, the smoothing circuit 49 including a capacitor or the like is used to capture the peak value. To mitigate sudden changes in
[0042]
The signal input of the control unit 44 has an input signal range, and the signal from the current sensor 48 smoothed by the smoothing circuit 49 is divided by a voltage dividing circuit 50 so that a signal having a level larger than the input signal range is not input. The resistance is divided.
[0043]
In this way, the detection value (Mv) from the current detection circuit 43 is input to the control unit 44, and based on the detection value (Mv), the motor current (Mv) actually flowing from the motor current-detection value database 51 Mi) is required.
[0044]
In the motor current-detection value database 51, as shown in FIG. 4, the relationship between the detection value (Mv) and the motor current (Mi) flowing at that time is tabulated for each drive frequency and stored in advance. ing. Of course, it is also possible to store in a function format instead of a numerical table.
[0045]
As a result, when the motor current (Mi) is larger than the specified value (It) (Mi> It), the control unit 44 determines that the motor is in the overload state for some reason and stops the operation of the compressor 4 or the like. Perform control.
[0046]
FIG. 5 is a diagram showing such a control procedure. When the control of the compressor 4 is started, the control unit 44 sets the operating frequency of the motor based on a signal from the low pressure sensor 22 under a preset condition. (Step S1).
[0047]
Then, the calculation result is output to the inverter circuit 42, and the inverter circuit 42 drives the motor at the frequency (step S2).
[0048]
Next, the control unit 44 takes in the detection value (Mv) from the current detection circuit 43 (step S3), and based on the detection value (Mv), the motor current actually flowing from the motor current-detection value database 51. (Mi) is obtained (step S4).
[0049]
It is determined whether or not the obtained motor current (Mi) is equal to or greater than a specified value (It) (step S5). If the obtained motor current (Mi) is equal to or smaller than the specified value (It), the process returns to step S1 to repeat the above-described procedure. If the value is equal to or more than the value (It), it is determined that an overload has occurred, and the operation of the compressor 4 is stopped (step S6).
[0050]
For example, in FIG. 4, it is assumed that the specified value (It) at which the motor is overloaded is set to 55 A, and the operation frequency calculated by the control unit 44 based on the signal from the low-pressure sensor 22 is 20 Hz.
[0051]
At this time, if the detection value (Mv) from the current detection circuit 43 is 2V, the motor is not overloaded because the motor current (Mi) is 45A. However, when the detected value (Mv) is 2.5 V, the motor is overloaded because the motor current (Mi) is 62 A.
[0052]
As described above, by accurately calculating the motor current (Mi) based on the detection value (Mv) from the current detection circuit 43, the operation control of the compressor 4 can be appropriately performed even when the inexpensive current sensor 48 is used. As a result, cost can be reduced and reliability is improved.
[0053]
The oil separator 13 is a lubricating oil that has been discharged together with the refrigerant among the lubricating oil that has lubricated various sliding portions in the compressor 4 (for example, a contact portion between a plurality of members forming a rotating shaft of a motor and a compression chamber). The separated lubricating oil returns to the compressor 4 via the lubricating oil return pipe 25.
[0054]
The radiator 5 exchanges heat between the compressed high-temperature and high-pressure refrigerant and the outside air to radiate the refrigerant, and the outside air is blown by the blower 26.
[0055]
When an HFC refrigerant or the like is used as the refrigerant, the refrigerant is condensed and liquefied by radiating heat in the radiator 5, but in the case of carbon dioxide, a mixed state of a liquid phase and a gas phase ( (Supercritical state).
[0056]
However, as described above, in the present invention, not only the HFC refrigerant and the like but also carbon dioxide can be used as the refrigerant. "".
[0057]
The receiver tank 14 stores the refrigerant liquefied by the radiator 5 so that the refrigerant can be supplied without excess or deficiency with respect to the fluctuation of the heat load on the indoor unit 3 side.
[0058]
The receiver tank 14 is provided with a fusible plug 27 to prevent the refrigerant in the refrigeration apparatus 1 from being heated and ruptured by the heat when, for example, a house housing the outdoor unit 2 causes a fire. Meanwhile, when the temperature reaches a predetermined temperature (the melting point of the fusible plug 27), the refrigerant is melted and the refrigerant in the refrigeration apparatus 1 is released to the atmosphere, thereby preventing rupture.
[0059]
The filter dryer 15 removes the water so that when the refrigerant contains moisture, when the evaporator 7 in the indoor unit 3 evaporates, the moisture freezes and does not clog the refrigerant circuit. The moisture indicator 28 is used for visually recognizing the circulating refrigerant and determining the amount of the refrigerant and the time for replacing the filter used in the filter dryer 15.
[0060]
Further, the refrigerant injection device 20 includes an extraction pipe 29, a strainer 30, a thermo valve 31, a capillary tube 32, a temperature sensing cylinder 34, an injection control valve 37, and the like, and is stored in the receiver tank 14 as described above. A part of the liquefied refrigerant is injected into the compressor 4.
[0061]
The extraction pipe 29 is connected to the receiver tank 14 to extract the liquefied refrigerant stored in the receiver tank 14, and the strainer 30 removes dust contained in the extracted refrigerant.
[0062]
Since the extraction pipe 29 is for extracting a part of the liquefied refrigerant and allowing it to be injected into the compressor 4, the extraction pipe 29 is connected not only to the receiver tank 14 but also from the radiator 5 to the indoor unit 3 side. May be connected to the refrigerant pipe.
[0063]
As described above, if the radiator 5 is connected to the refrigerant pipe on the indoor unit 3 side, the present invention can be applied to a refrigeration apparatus having no receiver tank 14, and there is an advantage that the use range is widened.
[0064]
The temperature-sensitive cylinder 34 is mounted in close contact with the discharge pipe 38 of the compressor 4, and the thermovalve 31 controls the amount of refrigerant to be injected into the compressor 4 by adjusting the opening of the valve according to the temperature detected by the temperature-sensitive cylinder 34. It is for doing.
[0065]
The capillary tube 32 is connected in parallel with the thermovalve 31 for the purpose of compensating for a delay in the control of the thermovalve 31 by the thermosensitive cylinder 34, such as when the compressor 4 is started.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a low-pressure sensor that detects a refrigerant pressure sucked into a compressor, an inverter circuit that controls a drive frequency of a motor that drives a compression element of the compressor, and a motor that is supplied to the motor A current detection circuit that detects the motor current, and calculates the motor drive frequency based on the signal from the low-voltage sensor and outputs it to the inverter circuit. The motor current is calculated based on the driving frequency output to the inverter circuit and the signal from the current detection circuit, and the motor is overloaded based on the result. And a control unit for stopping the power supply by the motor in the case of overload. The signal from the current detection circuit for detecting a current is corrected such should be able to control exactly compressor reliability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration apparatus applied to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of an outdoor unit.
FIG. 3 is a block diagram of a compressor control device.
FIG. 4 is a diagram illustrating a database including a relationship between a motor current and an output of a current detection circuit.
FIG. 5 is a diagram showing a control procedure of the compressor control device.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a current sensor.
FIG. 7 is a block diagram of a compressor control device applied to the description of the related art.
FIG. 8 is a diagram showing the diameter of the output of the current sensor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigeration apparatus 2 Outdoor unit 3 Indoor unit 4 Compressor 24 Compressor control device 41 Rectifier circuit 42 Inverter circuit 43 Current detection circuit 44 Control part 48 Current sensor 49 Smoothing circuit 50 Voltage dividing circuit 51 Database

Claims (4)

圧縮機に吸入される冷媒圧を検出する低圧センサと、
前記圧縮機の圧縮要素を駆動するモータの駆動周波数を制御するインバータ回路と、
前記モータに供給されるモータ電流を検出する電流検出回路と、
前記低圧センサからの信号に基づき前記モータの駆動周波数を演算して前記インバータ回路に出力すると共に、各駆動周波数に対応して前記電流検出回路からの信号と実際に供給されている前記モータ電流との関係を示すデータベースを予め備え、前記インバータ回路に出力した駆動周波数及び前記電流検出回路からの信号に基づき前記データベースにより当該モータ電流を演算算出して、その結果に基づき前記モータがオーバーロードであるか否かを判断し、オーバロードの場合には前記モータでの電力供給を停止させる制御部とを備えることを特徴とする圧縮機制御装置。
A low-pressure sensor for detecting a refrigerant pressure sucked into the compressor;
An inverter circuit that controls a driving frequency of a motor that drives a compression element of the compressor;
A current detection circuit for detecting a motor current supplied to the motor,
The drive frequency of the motor is calculated based on the signal from the low-pressure sensor and output to the inverter circuit, and the motor current that is actually supplied and the signal from the current detection circuit corresponding to each drive frequency. Is provided in advance, and the motor current is calculated by the database based on the drive frequency output to the inverter circuit and the signal from the current detection circuit, and the motor is overloaded based on the result. A controller for determining whether or not the motor is overloaded and stopping the power supply by the motor in the case of overload.
前記電流検出回路が、前記モータに供給されるモータ電流により誘導電圧を発生する電流センサを備えることを特徴とする請求項1記載の圧縮機制御装置。The compressor control device according to claim 1, wherein the current detection circuit includes a current sensor that generates an induced voltage by a motor current supplied to the motor. 前記電流検出回路が、前記電流センサからの出力信号を平滑する平滑回路と、該平滑回路により平滑された信号を分圧して前記制御部における入力信号範囲の信号にする分圧回路とを備えることを特徴とする請求項2記載の圧縮機制御装置。The current detection circuit includes: a smoothing circuit that smoothes an output signal from the current sensor; and a voltage dividing circuit that divides a signal smoothed by the smoothing circuit into a signal in an input signal range in the control unit. 3. The compressor control device according to claim 2, wherein: 前記データベースが、各駆動周波数に対応して前記電流検出回路からの信号と実際に供給されている前記モータ電流との関係を示す数値テーブル又は、各駆動周波数に対応して前記電流検出回路からの信号と実際に供給されている前記モータ電流との関係を示す関係式により形成されていることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載の圧縮機制御装置。The database is a numerical table indicating the relationship between the signal from the current detection circuit corresponding to each drive frequency and the actually supplied motor current, or from the current detection circuit corresponding to each drive frequency. The compressor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the compressor control device is formed by a relational expression indicating a relation between a signal and the actually supplied motor current.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114458573A (en) * 2015-07-24 2022-05-10 大陆轮胎德国有限公司 Method for measuring pressure

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