【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複数の圧縮機を備えた空気調和装置に係わり、さらに詳しくは、その複数の圧縮機を各インバータで駆動する空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の圧縮機を備えた従来の空気調和装置として、例えば複数の室内機からの要求に応じて、それぞれ圧縮機の回転数制御を行う制御装置を備えたものがある。この制御装置は、各室内機にそれぞれ設けられたマイクロコンピュータと、この各マイクロコンピュータからの要求信号に応じて各圧縮機の運転周波数を設定する複数のインバータとを備えた構成となっている。この制御によって圧縮機間の回転数を常に一定以上異なるようにして、共振や共鳴を防止して運転時の低騒音化、機器破壊の防止等を図っている（例えば、特許文献１参照）。
また、複数のインバータを一体化して直流回路を共有化し、さらにインバータの小型化の目的で各インバータに供給する三角波キャリアの位相を相互にずらすようにしたものもあった（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１４９６０４号公報（第３−４頁、図１、図２）
【特許文献２】
特開平８−３３１８５３号公報（第２−３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の技術では、複数のインバータによる電動機制御により、圧縮機の共振や共鳴を防止したり、直流母線の平滑用コンデンサ（バイパス用）の容量低減を目的としているが、これらの制御においては、制御の複雑さの面で大規模なコントローラ用のマイコン１台による集中制御ではなく、比較的小容量のマイコンの複数台使用による連携制御が一般的となるが、製品全体としての空気調和装置の制御と個々の圧縮機の駆動のためのインバータの制御とのマイコン間の役割分担と連係が課題であり、特にタイミングの同期をとる機能を得ることが困難であった。
また、１台のインバータコントローラでは、電動機のトルク脈動に起因する振動抑制や、整流回路側の電源高調波の抑制などの課題に対して、その対応方法が複雑・高価になるという課題もあった。
【０００５】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、複数のコントローラ間の情報伝達において、通信回数の低減及び各電動機の運転タイミングの同時性を得ることのできる空気調和装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る空気調和装置は、各負荷をそれぞれ駆動する複数のインバータと、各インバータを個々に制御する複数のインバータコントローラと、この複数のインバータコントローラと通信媒体を介して接続された空調制御用コントローラとを備え、空調制御用コントローラは、複数のインバータコントローラのうち同一属性を有するインバータコントローラに同じ制御データを送信する際、その送信先に対して予め設定されている属性情報を前記制御データに組み込んだ通信情報を通信媒体上に配信し、属性情報を有するインバータコントローラに受信させるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
まず、図１乃至図３を用いて本発明の実施の形態に係る空気調和装置の全体構成を説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る空気調和装置を示す冷媒回路図、図２は室外機コントローラ内の空調制御用コントローラとインバータコントローラの構成を示すブロック図、図３はインバータコントローラに設けられた電動機駆動のための主回路の構成を示す回路図である。
【０００８】
図１に示す室外機Ａと室内機Ｂ１，Ｂ２は冷媒配管６、７を通じて接続されており、そして、室外機Ａは室外機コントローラａにより制御され、室内機Ｂ１、Ｂ２はそれぞれの室内機コントローラｂ１、ｂ２によって制御される。室外機コントローラａと室内機コントローラｂ１、ｂ２は伝送線８を介して相互に情報伝達可能に接続されている。
【０００９】
室外機Ａは、例えば２台の圧縮機１、２と、四方弁３と、熱交換器４と、この熱交換器４用の送風機５とを備えている。室外機コントローラａは、空調制御用コントローラ１０と、圧縮機１を制御するためのインバータコントローラ１１ａと，圧縮機２を制御するためのインバータコントローラ１１ｂと、送風機５を制御するためのインバータコントローラ１１ｃとを備え、空調制御用コントローラ１０と３台のインバータコントローラ１１ａ〜１１ｃは、伝送線９を介して相互に制御伝達可能に接続されている。
【００１０】
前述した空調制御用コントローラ１０は、図２に示すように、空調制御部２１と、伝送線９を介して各インバータコントローラ１１ａ〜１１ｃと相互に接続された第１の伝送部２２と、伝送線８を介して室内機コントローラｂ１、ｂ２と相互に接続された第２の伝送部２３と、本コントローラ１０の自己認証のためのアドレスが格納された自己アドレス記憶部２４と、室内機コントローラｂ１、ｂ２との通信における室外機Ａ認証のためのアドレスが格納された室外機アドレス記憶部２５と、各インバータコントローラ１１ａ〜１１ｃに設定されたアドレス及び属性情報が格納されたアドレス・属性情報記憶部２６と、本コントローラ１０に電源が印加されたときに各インバータコントローラ１１ａ〜１１ｃにリセットコマンドを送信するリセット部２７と、各種の運転パターンに応じて設定された制御データ（キャリア周波数、キャリア位相、出力位相など）が格納された制御データ記憶部２８とを備えている。
【００１１】
前記の制御データ記憶部２８に格納されている制御データは、後述するインバータコントローラ１１ａ〜１１ｃに設定されている初期値の変更用である。自己アドレス記憶部２４と室外機アドレス記憶部２５とに格納されている各アドレスは、本コントローラ１０に設けられた例えばロータリスイッチ（図示せず）の操作によって入力されたものである。アドレス・属性情報記憶部２６に格納されているアドレスと属性情報は、空調制御部２１がインバータコントローラ１１ａ〜１１ｃにアドレス確認コマンドと属性確認コマンドをそれぞれ送信して入手したものである。
【００１２】
インバータコントローラ１１ａは、インバータ制御部３１ａと、通信線９を介して空調制御用コントローラ１０及び他のインバータコントローラ１１ｂ、１１ｃと相互に接続された第１の伝送部３２ａと、本コントローラ１１ａの自己認証のためのアドレスが格納された自己アドレス記憶部３３ａと、本コントローラ１１ａの自己認証のための属性情報が格納された属性情報記憶部３４ａと、前記のリセット部２７からのリセットコマンドに基づくリセット信号をインバータ制御部３１に出力して、後述する第１のインバータ回路６４の動作を停止させると共に、そのインバータ制御部３１を初期化させるリセット部３５ａと、キャリア起点設定部３６ａと、キャリア周波数保持部３７ａと、キャリア位相保持部４２ａと、出力起点設定部３８ａと、出力周波数保持部３９ａと、出力位相保持部４３ａと、初期値の制御データ（キャリア周波数、キャリア周波数の位相、運転周波数の位相など）が格納された初期値記憶部４４ａと、駆動回路４０ａと、第１のインバータ回路６４を有する主回路４１ａとを備えている。
【００１３】
属性情報記憶部３４ａに格納されている属性情報は、例えば、負荷である圧縮機１の電動機ＭＣ１の容量を示す情報、及びインバータであることを示す情報であり、前者の属性情報は、本コントローラ１１ａと同一属性、即ち電動機ＭＣ１と同じ容量の電動機ＭＣ２を備えたインバータコントローラ１１ｂ側にも設定されており、後者の属性情報は、全コントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに設定されている。この後者の属性情報は、例えば、運転中の空気調和装置に何らかの原因で緊急停止に関わる情報を検知したときに出力周波数を「０」にする命令を各コントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに同時に読み込ませるためのの情報である。
【００１４】
キャリア起点設定部３６ａは、インバータ制御部３１ａの動作クロックに基づいて時間をカウントアップし、本コントローラ１１ａの初期化時、また、空調制御用コントローラ１０からの通信情報の受信をインバータ制御部３１ａを通じて検知したときに、そのカウントアップした時間を「０」にリセットして再びカウントアップし、このカウントアップした時間が所定値に達する毎に、キャリア周波数の起点としてインバータ制御部３１ａに通知する。キャリア周波数保持部３７ａは、第１のインバータ回路６４を駆動する出力周波数のキャリア周波数を保持するものであり、キャリア位相保持部４２ａは、キャリア起点に基づくキャリア周波数の開始位相が定められたキャリア位相を保持するものである。
【００１５】
出力起点設定部３８ａは、前記と同様に時間をカウントアップし、本コントローラ１１ａの初期化時、また、空調制御用コントローラ１０からの通信情報の受信をインバータ制御部３１ａを通じて検知したときに、そのカウントアップした時間を「０」にリセットして再びカウントアップし、このカウントアップした時間が所定値に達する毎に、出力周波数の起点としてインバータ制御部３１ａに通知する。出力周波数保持部３９ａは、空調制御用コントローラ１０によって設定された出力周波数を保持するものであり、出力位相保持部４３ａは、出力起点に基づく前記出力周波数の開始位相が定められた出力位相を保持するものである。
【００１６】
駆動回路４０ａは、インバータ制御部３１ａによって設定されたキャリア周波数、キャリア位相、出力周波数及び出力位相に基づいて主回路４１ａの第１のインバータ回路６４を駆動する。この第１のインバータ回路６４の駆動タイミングは、キャリア起点設定部３６ａ及び出力起点設定部３８ａによって設定されたキャリア起点と出力起点に基づいている。
【００１７】
なお、他のインバータコントローラ１１ｂ、１１ｃは、前述したインバータコントローラ１１ａとほぼ同じ構成となっているが、例えば、インバータコントローラ１１ａの初期値記憶部４４ａに格納されているキャリア位相及び出力位相を０°としたとき、インバータコントローラ１１ｂの初期値記憶部４４ｂに格納されているキャリア位相及び出力位相は１８０°ずれた値になっている。また、インバータコントローラ１１ｃには、例えば、インバータコントローラ１１ａと同じキャリア位相及び出力位相が設定されている。さらに、インバータコントローラ１１ａ、１１ｂの属性情報記憶部３４ａ、３４ｂには、前述したように電動機ＭＣ１、ＭＣ２の同じ容量を示す属性情報と、インバータであることを示す属性情報とが格納されているが、インバータコントローラ１１ｃの属性情報記憶部３４ｃには、インバータであることを示す属性情報のみが格納されている。
【００１８】
各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの主回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、図３に示すように端子台ＴＢを介して３相４線式の商用電源５１と接続されている。前記の主回路４１ａは、商用電源５１の線間電圧の三相（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を第１の整流回路６１で全波整流して直流化し、第１のＤＣリアクトル６２と第１の平滑コンデンサ６３とで平滑した後、駆動回路４０ａからの駆動信号に基づいて動作する電圧形ＰＷＭインバータの素子構成を持つ第１のインバータ回路６４で略正弦波状の電圧を生成し、圧縮機１を駆動する。
【００１９】
主回路４１ｂは、商用電源５１の線間電圧の三相（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）から中性点（Ｎ）に流れる向きの電流を第２の整流回路８１の上段部と第２のＤＣリアクトル８２と第２の平滑コンデンサ８４とで整流平滑する経路と、商用電源５１の中性点（Ｎ）から線間電圧の三相（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）に流れる向きの電流を第２の整流回路８１の下段部と第３のＤＣリアクトル８３と第３の平滑コンデンサ８５とで整流平滑する経路とを、第２の平滑コンデンサ８４と第３の平滑コンデンサ８５を中性点（Ｎ）に接続する極を連結して直列接続した整流回路の平滑直流電圧を用いて、駆動回路４０ｂからの駆動信号に基づいて動作する電圧形ＰＷＭインバータの素子構成を持つ第２のインバータ回路８６で略正弦波状の電圧を生成し、圧縮機２を駆動する。
【００２０】
また、主回路４１ｃは、交流から直流を作る第１の整流回路６１及びその最終段である第１の平滑コンデンサ６３を併用し、駆動回路４０ｃからの駆動信号に基づいて動作する電圧形ＰＷＭインバータの素子構成を持つ第３のインバータ回路７１で略正弦波状の電圧を生成し、送風機５を駆動する。この主回路４１ｃを前記のような構成とすることは、圧縮機１に比して送風機５の電気容量が小さく、併用しても主回路４１ａの整流回路部が大幅な変更を必要としないため、部品点数の削減による小型化・低コスト化を図ったものである。なお、個別に整流回路を備える構成とすることも可能である。
【００２１】
このように構成された空気調和装置における特徴を以下に説明する。
まず、主回路４１の構成における特徴を図４を用いて説明する。図４は商用電源５１の例えば線間電圧（Ｌ１−Ｌ２間）に対する主回路４１ａの整流回路による電流（Ｌ１相）と、商用電源５１の例えば相電圧（Ｌ１−Ｎ間）に対する主回路４１ｂの整流回路による電流（Ｌ１相）の関係を示しており、他の相についても同様である。
【００２２】
主回路４１ａの相電流は、３相線間電圧の全波整流から切り出されたものであり、よく知られるように図中の（ａ）に示すような線間電圧の正負各後半の１２０°区間を中心とした二こぶの形状となる。これに対し、主回路４１ｂの相電流は、単相相電圧に対する全波整流成分であり、これもよく知られるように（ｂ）に示すような相電圧のピーク部付近を中心とした一こぶの形状となる。この複数の主回路４１ａ、４１ｂでこのような異なる整流回路を用いることで、足し合わされた商用電源５１に流れる電流は（ｃ）に示すような波形となり、高調波成分が相殺されたより正弦波に近い形状となる。これは、ＤＣリアクトルと平滑コンデンサ６３の各容量、及び各主回路４１ａ、４１ｂの負荷容量のバランスにより効果としては変化するが、同一の整流回路の並列接続に対しては高調波成分は減少する。高調波電流は歪み電流による力率低下や、電源設備に悪影響を与えることが懸念され、抑制されることが望まれているものであるため、複数のインバータを適用する場合に、このような構成をとることは特別な制御が不要であり有効である。
【００２３】
次に、図３に示す接地についての特徴について説明する。
先の図３の説明においては明記しなかったが、各主回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、各インバータ回路６４，８６，７１が設置される放熱板を共通化し、そこから接地したり、異なる放熱板を使用する場合も放熱板を相互に電気的に接続し、その上で空気調和装置全体として１点から接地するなどして、互いに空気調和装置のアース接続点（図中Ｅで表記）に対して接続するように構成する。このようにすることで、各主回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃから発生する対地に抜ける漏洩電流成分中の逆位相成分は相殺され、実際に対地に流れる電流を抑制することができる。
【００２４】
ここで、より積極的な漏洩電流の相殺原理としては、各インバータ回路６４，８６，７１のスイッチング素子の動作により、各相の出力電圧が平滑コンデンサのプラス極側からマイナス極側に切り替わる場合とマイナス極側からプラス極側に切り替わる場合、対地に対する出力の電位変動（ｄｖ／ｄｔ）が逆極性になることにより漏洩電流（Ｉ＝Ｃ×ｄｖ／ｄｔ）も反転することを利用する。図２に示したような各ブロックの手段を活用し、出力電圧、出力周波数を同等とし、かつ出力電圧とキャリア周波数の位相を反転調整することで、前記のようなスイッチングのタイミングを逆位相でほぼ同時に発生させることが可能となり、漏洩電流を個別には小さくできなくとも相殺させ、空気調和装置全体としての漏洩電流を抑制することができる。
【００２５】
また、主回路４１ａ、４１ｃを共通の整流平滑回路とし、各インバータ回路６４、７１を共通の平滑コンデンサに接続しつつ、各インバータ回路６４、７１の動作タイミングを規定するキャリアを異なる位相にすることで、キャリア位相に対応する直流部のリプル電流を相殺し、リプル電流低減による平滑コンデンサの責務抑制による小型化の効果が得られる。また、互いに異なるキャリア周波数とすることでリプル電流のピーク値の重畳によるレベル増加を抑制する効果も期待できる。これらのことも、圧縮機１と送風機５を同じ整流平滑回路としてもその回路が大幅な変更を必要としないことに寄与するものである。
【００２６】
次に、本実施の形態の動作を図５及び図６に示すフローチャートに基づいて説明する。図５は空調制御用コントローラの動作を示すフローチャート、図６はインバータコントローラの動作を示すフローチャートである。最初に空調制御用コントローラの動作を説明し、次にインバータコントローラの動作を説明する。
【００２７】
空調制御用コントローラ１０の空調制御部２１は、まず電源ＯＮかどうかを判定し（Ｓ１）、電源ＯＮのときはＳ２へ進み、電源ＯＮでないときはこの動作を繰り返す。この動作は、電源が投入されたときに本コントローラ１０の制御が立ち上がるので事実上ありえないが、制御フローの起点を示す意味で合えて記載している。電源ＯＮを検知したときは、アドレス・属性情報記憶部２６から各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃのアドレスを読み込んでリセット部２７に通知し、リセット部２７は各アドレスにリセットコマンドを組み合わせて通信情報とし、第１の伝送部２２を介して通信線９上に配信し（Ｓ２）、各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに受信させる。その後、空調制御部２１は、本装置の運転パターンに応じた初期値の制御データ（キャリア周波数、キャリア位相、運転周波数位相）を制御データ記憶部２８からインバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ毎に読み出して順次に送信し、初期設定させる（Ｓ３）。この場合、各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃにそれぞれ設定されたアドレスと個々の制御データを組み合わせた通信情報を送信する。
【００２８】
そして、空調制御部２１は、空気調和装置が運転モードになっているかどうかを判定し（Ｓ４）、運転モードを確認したときは、空気調和装置の運転状態、例えば冷房運転時の圧縮機１、２の吸入圧力と吐出圧力をセンシングし、この各圧力に応じて圧縮機１、２と送風機５の各インバータ回路６４、８６、７１を駆動する出力周波数をそれぞれ設定する（Ｓ５）。また、運転モードでないときは、各インバータ回路６４、８６、７１の出力周波数を「０」に設定する（Ｓ６）。運転モードでないときの出力周波数の「０」設定は、確実に各インバータ６４、８６、７１の駆動を停止させるためで、停止直前のインバータ回路の駆動も強制的に停止させるようにしている。この場合、インバータである属性情報と停止コマンドを組み合わせた通信情報を送信して、各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに受信させ、同時に停止させる。これにより、各コントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃにに対して一斉に認知させることができ、１階の通信で済む。
【００２９】
その後、空調制御部２１は、同一属性を有するインバータコントローラ１１ａ、１１ｂに送信する前記の出力周波数が同じかどうかを判定し（Ｓ７）、それらの出力周波数が同じになっているときは、アドレス・属性情報記憶部２６から属性情報を読み出してその出力周波数と組み合わせて通信情報とし、第１の伝送部２２を介して伝送線９上に配信する（Ｓ８）。ここで、属性情報を用いて通信することにより、インバータコントローラ１１ａ、１１ｂに対して１回の通信で済み、伝送線９上でのデータの衝突を抑制することができる。
【００３０】
一方、インバータコントローラ１１ｃに送信する出力周波数は、そのインバータコントローラ１１ｃに設定されたアドレスと組み合わせて送信する（Ｓ９）。また、同一属性を有するインバータコントローラ１１ａ、１１ｂに送信する出力周波数が異なっているときは、各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂにそれぞれ設定されているアドレスを用いて送信する（Ｓ９）。そして、この送信に対して所定時間内に各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃから応答信号があったかどうかを判定する（Ｓ１０、Ｓ１２）。前記の所定時間は、図６で述べるが、各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃがそれぞれのインバータ回路６４、８６、７１を駆動してから応答信号を送信するまでの時間（図６のＳ５１）よりも長く設定されている。
【００３１】
所定時間内に応答信号がなかったときはＳ２に戻って、前述した一連の動作を繰り返す。この動作は、全インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃからの応答信号を検知できなかったときに行い、全インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの圧縮機１、２と送風機５を一旦停止させてから再起動のための動作に入る。一方、所定時間経過する前に応答信号を検知したときは、応答信号の内容を確認し（Ｓ１１）、Ｓ４以降の動作を繰り返す。応答信号の内容として、例えば、各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに設けられた各種センサ（図示せず）の検出による直流部電圧や電流、部品温度、出力周波数などである。
【００３２】
次に、空調制御用コントローラの制御に対するインバータコントローラの動作を以下に説明する。なお、それぞれのインバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの動作はほぼ同じであるため、ここでは、主にインバータコントローラ１１ａの動作について説明する。
【００３３】
インバータコントローラ１１ａのインバータ制御部３１は、まず電源ＯＮかどうかを判定し（Ｓ２１）、電源ＯＮのときはＳ２２へ進み、電源ＯＮでないときはこの動作を繰り返す。この場合も、電源が投入されたときに本コントローラ１１ａの制御が立ち上がるので事実上ありえないが、制御フローの起点を示す意味で合えて記載している。電源ＯＮの後に、第１の伝送部３２ａを介して空調制御用コントローラ１０からのリセットコマンドが受信されると、リセット部３５ａは、インバータ制御部３１ａを通じて主回路４１ａの第１のインバータ回路６４の出力を停止させる（Ｓ２２）。第１のインバータ回路６４の出力停止は、この時点では、設定内容と動作状態が不定であるため、初期化の動作としてその出力を停止させるようにしている。なお、他のインバータコントローラ１１ｂ、１１ｃについても、それぞれ第２及び第３のインバータ回路８６、７１の出力を停止させる。
【００３４】
この時、インバータ制御部３１ａは、キャリア起点設定部３６ａ及び出力起点設定部３８ａのカウントアップを「０」にリセットし、キャリア起点と出力起点をセットするためにカウントアップさせる（Ｓ２３）。この処理は、他のインバータコントローラ１１ｂ、１１ｃも電源立ち上がり時に行っている。これにより、各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃで各インバータ回路６４、８６、７１を駆動するタイミングを合わせることが可能になる。その後は、初期値記憶部４２ａから初期値のキャリア周波数、キャリア位相、出力位相を読み出して、キャリア周波数をキャリア周波数保持部３７ａに、キャリア位相をキャリア位相保持部４２ａに、出力位相を出力位相保持部４３ａにそれぞれセットする（Ｓ２４）。
【００３５】
そして、空調制御用コントローラ１０からの通信情報の受信があったかどうかを第１の伝送部３２ａを通じて判定し（Ｓ２７）、通信情報の受信がなかったときはこの判定を繰り返し、通信情報の受信を検知したときは、キャリア起点設定部３６ａ及び出力起点設定部３８ａがそれぞれカウントアップしている値を「０」にリセットして再びカウントアップさせる（Ｓ２８）。この処理は、部品のバラツキなどで各コントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ間でカウントアップ値のずれが生じることが懸念されるので、空調制御用コントローラ１０からの通信情報の受信タイミングで確実に同期を取ることができる。
【００３６】
次いで、その通信情報が自己に対するものかどうかを通信情報上のアドレス或いは属性情報に基づいて判定する（Ｓ２９）。アドレスが異なるときは自己を対象としていないと判断してＳ４１に進むが、アドレスから自己への通信と判断したときは、通信コマンドの内容がキャリア周波数、キャリア位相及び出力位相の設定に対するものかどうかを判定する（Ｓ３０）。キャリア周波数、キャリア位相及び出力位相の設定に対するものと判断したときは、通信情報上のキャリア周波数をキャリア周波数保持部３７ａに、キャリア位相をキャリア位相保持部４２ａに、出力位相を出力位相保持部４３ａにそれぞれ上書きして再設定し（Ｓ３１）、前記の通信コマンドが設定に対するものでないときは、通信コマンドの内容が出力周波数の設定かどうかを判定する（Ｓ３２）。
【００３７】
一方、Ｓ２９において、通信情報上のアドレスから自己対象の通信でないと判断したとき、また、アドレスがなく属性情報を検知したときは、属性情報記憶部３４ａに格納されている属性情報と比較して自己対象の通信かどうかを判定する（Ｓ４１）。属性情報から自己への通信でないと判断したきは新たな通信情報の受信を待つが（Ｓ２７）、通信情報上の属性情報と一致したときは同一属性保有対象の通信と判断して、前記と同様に通信コマンドの内容が出力周波数の設定かどうかを判定する（Ｓ３２）。なお、他のインバータコントローラ１１ｂ、１１ｃも、空調制御用コントローラ１０からの通信情報に基づいてＳ２７〜Ｓ３２までの動作を実行している。
【００３８】
インバータ制御部３１ａは、Ｓ３２において、通信コマンドの内容が出力周波数の設定でないと判断したときはＳ５１へ進み、出力周波数の設定と判断したときは、通信情報上の出力周波数を出力周波数保持部３９ａに設定する。この時、インバータ制御部３１ａは、本フローチャートに図示していないが、キャリア起点設定部３６ａ及び出力起点設定部３８ａから出力される所定値（時間）毎の起点通知を検知したかどうかを判定する。その起点通知を検知したときは、第１のインバータ回路６４の駆動タイミングとして、キャリア周波数保持部３７ａからキャリア周波数を、キャリア位相保持部４２ａからキャリア位相を、出力周波数保持部３９ａから出力周波数を、出力位相保持部４３ａから出力位相をそれぞれ読み出して、第１のインバータ回路６４の駆動データとして駆動回路４０ａに出力し、第１のインバータ回路６４を駆動させる（Ｓ３３）。この場合、第１のインバータ回路６４を駆動するキャリア周波数と出力周波数の各位相は「０°」を起点とし、本コントローラ１１ａと同一属性を有するもう一つのインバータコントローラ１１ｂでは、第２のインバータ回路８６を駆動するキャリア周波数と出力周波数の各位相は「１８０°」を起点とし、また、送風機５を制御するインバータコントローラ１１ｃ側は、インバータコントローラ１１ａと同様にキャリア周波数と出力周波数の各位相の起点が「０°」になっている。
【００３９】
出力周波数の設定でないと判断したとき、またインバータ駆動した後は、所定時間経過したかどうかを判定し（Ｓ５１）、所定時間経過していないときはこの判定を繰り返すが、所定時間を経過したときは、インバータコントローラ１１ａに設けられた各種センサの検出による直流部電圧や電流、部品温度、第１のインバータ回路６４の出力値などの情報を応答信号として空調制御用コントローラ１０に送信し（Ｓ５２）、Ｓ２７に戻る。
【００４０】
前記の所定時間、即ち応答信号の送信タイミングは、各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃが備えている自己のアドレスの関数とすることで、他のインバータコントローラ１１ｂ、１１ｃから送信される伝送線９上の複数の応答信号の衝突を回避することができる。なお、本実施の形態においては、同一属性を有するインバータコントローラ１１ａ、１１ｂは、属性情報が組み込まれた通信情報の受信に対する応答信号を送信しないようになっている。これは、応答信号の送信タイミングが同時となって、伝送線９上で衝突を起こす可能性があるため、これを避けることができる。また、アドレスによる通信情報を受信した際、応答信号以外の一方的な信号を送信しないようにしている。これは前記と同様に伝送線９上で信号の衝突が考えられるので、これを避けるためである。
【００４１】
ここで、より具体的な通信コマンドの構成としては、送信元アドレス、宛先アドレス、着信側の属性情報を含むようにし、宛先アドレスと属性情報については、何れか一方に例えば「ＦＦｈ」などの値が設定された場合には、その部分を無視して自己への通信かどうかを判定する。例えば、インバータコントローラ１１ａの制御アルゴリズムで示したように、通信情報を受信した際、宛先アドレスが「ＦＦｈ」かどうかを判定し、そのアドレスが「ＦＦｈ」のときは属性情報を確認して自己への通信かどうかを判定する。
【００４２】
また、自分宛でない場合でも何らかの通信を検知したときは（より具体的には受信割り込み発生）、キャリア起点及び出力起点の再セットを実行して、各コントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの制御周期（クロック）のバラツキによるタイミングずれの発生を極力抑制するようにしている。
【００４３】
ここで、属性情報として、インバータかどうか、負荷の種類（圧縮機、送風機）、及びインバータの容量を挙げているが、これらの使い分けについて補足する。
インバータかどうかは、前述したように緊急の運転停止時に出力周波数の「０」を一斉に認知させるときに有効である。
【００４４】
負荷の種類は、送風機が複数ある場合、回転数・風量が異なると気流が変化し、ショートサイクルに至ったり、能力不足になったりすることがあるので、同じ速度にするのが一般的であること、同じｖ／ｆ特性をもち、同じ出力周波数では、同じＰＷＭ波形が適用できるということを負荷種類で分類することができ、キャリア位相の反転や出力位相の反転の効果を確実なものとするグループを一まとまりとして制御できること、により有効である。
【００４５】
インバータの容量は、先と同じｖ／ｆ特性を持つ同一種類の負荷であっても容量が異なっていると負荷電流が異なり、挙動が相違して同期制御による効果が得られない場合も想定されるので、識別できるようにするのが有効である。
【００４６】
なお、属性情報において、前記のような個々の特性の相違点で識別するのではなく、適宜グルーピングしてそのグループ毎にグループ名を属性識別情報として与えることも可能である。例えば、図１の例における整流回路を共用している圧縮機１と送風機５のような場合、整流回路部に不良があったときは、これらをグループとして取り扱って異常停止処理を行うのが有効である。なお、属性情報を１つに固定する必要はなく、複数の属性情報を持つことができることは言うまでもない。
【００４７】
以上のように本実施の形態においては、構成および制御アルゴリズムの適用により、圧縮機１、２及び送風機５の駆動の中で以下に述べるような種々の効果が期待できる。
（１）キャリア周波数の変化について言えば、複数のインバータ回路を異なるキャリア周波数で動作させることで、キャリアに起因する漏洩電流及び磁気音（キャリア周波数による機械的振動を含む）を分散させることが可能になり、漏洩電流のピーク値の低下と聴感上の低騒音化に寄与することができる。
（２）キャリア位相の変化について言えば、同じく漏洩電流及び磁気音（キャリア周波数による機械的振動を含む）の発生位相を変化させることができ、先に述べた相殺効果が漏洩電流のみならず磁気音についても得られる。
（３）出力周波数の変化について言えば、トルク脈動などに起因する圧縮機１、２及び送風機５の機械振動の分散を可能とし、振動・騒音の抑制に寄与する。
（４）出力位相の変化について言えば、先に述べたキャリア位相との組合せでの漏洩電流相殺効果の他に、トルク脈動などに起因する圧縮機１、２及び送風機５の機械振動の相殺を可能とし、振動・騒音の抑制に寄与する。
（５）キャリア起点と出力起点の設定の同時性や、同一出力周波数の設定の同時性を得ることは、複数のインバータ間での出力波形のタイミング設定により前記のような効果を得るためには重要であり、このために、アドレスによる識別での通信だけでなく、属性情報の指定による複数への同時通信の機能が効果を奏している。
【００４８】
なお、前記の実施の形態では、空気調和装置に利用する場合について述べたが、複数の電動機をそれぞれインバータで駆動する複数のインバータコントローラと、このインバータコントローラを通じて電動機の運転状態など監視・制御する上位のコントローラとを備えた装置にも利用できることは言うまでもない。
【００４９】
また、本実施の形態では、空調制御用コントローラ１０がＳ３において各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに初期値のキャリア位相及び出力位相を設定するとき、それぞれの運転パターンに応じた値を制御データ記憶部２８から選択し、かつ、個々に設定されているアドレスと組み合わせて送信するようにしたが、例えば、アドレスが奇数のときは各位相が「０°」、偶数のときは各位相が「１８０°」となるように空調制御用コントローラ１０と各インバータコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃとの間でルールを決めておいてもよい。このようにした場合、各位相のデータを送信する必要がないので初期設定時の処理が速やかに行える。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、空調制御用コントローラは、複数のインバータコントローラのうち同一属性を有するインバータコントローラに同じ制御データを送信する際、その送信先に対して予め設定されている属性情報を制御データに組み込んだ通信情報を通信媒体上に配信し、属性情報を有するインバータコントローラに受信させるようにしたので、通信回数の低減及び各負荷の運転開始タイミングの同時性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和装置を示す冷媒回路図である。
【図２】室外機コントローラ内の空調制御用コントローラとインバータコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】インバータコントローラに設けられた電動機駆動のための主回路の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す空気調和装置の電気回路の入力電流の説明図である。
【図５】空調制御用コントローラの動作を示すフローチャートである。
【図６】インバータコントローラの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ 室外機、Ｂ１、Ｂ２ 室内機、ａ 室外機コントローラ、１０ 空調制御用コントローラ、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ インバータコントローラ、９ 伝送線。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner including, for example, a plurality of compressors, and more particularly to an air conditioner that drives the plurality of compressors with respective inverters.
[0002]
[Prior art]
As a conventional air conditioner including a plurality of compressors, for example, there is an apparatus equipped with a control device that controls the rotation speed of each compressor in response to requests from a plurality of indoor units. The control device includes a microcomputer provided in each indoor unit, and a plurality of inverters that set operating frequencies of the compressors in response to request signals from the microcomputers. With this control, the rotational speed between the compressors is always different by a certain level or more to prevent resonance and resonance, thereby reducing noise during operation, preventing equipment destruction, and the like (for example, see Patent Document 1).
In addition, there is one in which a plurality of inverters are integrated to share a DC circuit, and the phases of triangular wave carriers supplied to each inverter are shifted from each other for the purpose of downsizing the inverter (see, for example, Patent Document 2). ).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-149604 (page 3-4, FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 2]
JP-A-8-331853 (page 2-3, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional technology aims to prevent resonance and resonance of the compressor and reduce the capacity of the DC bus smoothing capacitor (bypass) by controlling the motor using a plurality of inverters. In general, in terms of control complexity, centralized control using a single microcomputer for a large-scale controller is not common, but cooperative control using a plurality of relatively small-capacity microcomputers is generally used. The role sharing and linkage between the microcomputers in the control of the harmony device and the control of the inverter for driving the individual compressors is an issue, and in particular, it is difficult to obtain a function for synchronizing timing.
In addition, with one inverter controller, there is a problem that the countermeasure method becomes complicated and expensive for problems such as vibration suppression caused by torque pulsation of the motor and suppression of power supply harmonics on the rectifier circuit side. .
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides an air conditioner capable of reducing the number of communication and obtaining the synchronization of the operation timing of each motor in information transmission between a plurality of controllers. The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An air conditioner according to the present invention includes a plurality of inverters that drive each load, a plurality of inverter controllers that individually control each inverter, and an air conditioning control unit that is connected to the plurality of inverter controllers via a communication medium. A controller for air conditioning control, when transmitting the same control data to an inverter controller having the same attribute among a plurality of inverter controllers, the attribute information preset for the transmission destination is used as the control data. The incorporated communication information is distributed on a communication medium and received by an inverter controller having attribute information.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the whole structure of the air conditioning apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated using FIG. 1 thru | or FIG.
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing an air conditioner according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing configurations of an air conditioning control controller and an inverter controller in an outdoor unit controller, and FIG. 3 is provided in the inverter controller. FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a main circuit for driving an electric motor.
[0008]
The outdoor unit A and the indoor units B1 and B2 shown in FIG. 1 are connected through the refrigerant pipes 6 and 7, and the outdoor unit A is controlled by the outdoor unit controller a, and the indoor units B1 and B2 are the respective indoor unit controllers. Controlled by b1 and b2. The outdoor unit controller a and the indoor unit controllers b1 and b2 are connected via a transmission line 8 so as to be able to transmit information to each other.
[0009]
The outdoor unit A includes, for example, two compressors 1 and 2, a four-way valve 3, a heat exchanger 4, and a blower 5 for the heat exchanger 4. The outdoor unit controller a includes an air conditioning controller 10, an inverter controller 11 a for controlling the compressor 1, an inverter controller 11 b for controlling the compressor 2, and an inverter controller 11 c for controlling the blower 5. The air conditioning control controller 10 and the three inverter controllers 11a to 11c are connected to each other via the transmission line 9 so as to be able to transmit control.
[0010]
As shown in FIG. 2, the air conditioning control controller 10 described above includes an air conditioning control unit 21, a first transmission unit 22 connected to each of the inverter controllers 11 a to 11 c through the transmission line 9, and a transmission line. 8, a second transmission unit 23 mutually connected to the indoor unit controllers b1 and b2, a self address storage unit 24 storing an address for self-authentication of the controller 10, an indoor unit controller b1, An outdoor unit address storage unit 25 storing an address for authentication of the outdoor unit A in communication with b2, and an address / attribute information storage unit 26 storing addresses and attribute information set in the inverter controllers 11a to 11c. And a reset command for transmitting a reset command to each of the inverter controllers 11a to 11c when power is applied to the controller 10. And Tsu isolation portion 27, the set control data in accordance with various driving patterns (carrier frequency, such as carrier phase, the output phase) is provided with a control data storage unit 28 stored.
[0011]
The control data stored in the control data storage unit 28 is for changing initial values set in inverter controllers 11a to 11c described later. Each address stored in the self address storage unit 24 and the outdoor unit address storage unit 25 is input by operating, for example, a rotary switch (not shown) provided in the controller 10. The address and attribute information stored in the address / attribute information storage unit 26 are obtained by the air conditioning control unit 21 transmitting the address confirmation command and the attribute confirmation command to the inverter controllers 11a to 11c, respectively.
[0012]
The inverter controller 11a includes an inverter control unit 31a, a first transmission unit 32a interconnected with the air conditioning control controller 10 and the other inverter controllers 11b and 11c via the communication line 9, and self-authentication of the controller 11a. A self address storage unit 33a in which an address for the controller 11a is stored, an attribute information storage unit 34a in which attribute information for self authentication of the controller 11a is stored, and a reset signal based on the reset command from the reset unit 27 Is output to the inverter control unit 31 to stop the operation of the first inverter circuit 64, which will be described later, and the reset unit 35a to initialize the inverter control unit 31, a carrier starting point setting unit 36a, and a carrier frequency holding unit 37a, carrier phase holding unit 42a, and output start point setting unit 3 a, an output frequency holding unit 39a, an output phase holding unit 43a, an initial value storage unit 44a in which initial value control data (carrier frequency, carrier frequency phase, operating frequency phase, etc.) is stored, and a drive circuit 40a and a main circuit 41a having a first inverter circuit 64.
[0013]
The attribute information stored in the attribute information storage unit 34a is, for example, information indicating the capacity of the motor MC1 of the compressor 1, which is a load, and information indicating an inverter, and the former attribute information includes the controller The same attribute as 11a, that is, the inverter controller 11b provided with the motor MC2 having the same capacity as the motor MC1 is set, and the latter attribute information is set in all the controllers 11a, 11b, and 11c. For example, the latter attribute information causes the controllers 11a, 11b, and 11c to simultaneously read an instruction to set the output frequency to “0” when the operating air conditioner detects information related to an emergency stop for some reason. It is information for.
[0014]
The carrier starting point setting unit 36a counts up the time based on the operation clock of the inverter control unit 31a, and receives the communication information from the controller 10 for air conditioning control through the inverter control unit 31a when the controller 11a is initialized. When detected, the counted up time is reset to “0” and counted up again, and every time the counted up time reaches a predetermined value, the inverter control unit 31a is notified as the starting point of the carrier frequency. The carrier frequency holding unit 37a holds the carrier frequency of the output frequency that drives the first inverter circuit 64, and the carrier phase holding unit 42a has a carrier phase in which the start phase of the carrier frequency based on the carrier starting point is determined. Is to hold.
[0015]
The output start point setting unit 38a counts up the time in the same manner as described above, and when the initialization of the controller 11a is detected or when reception of communication information from the air conditioning control controller 10 is detected through the inverter control unit 31a, The counted up time is reset to “0” and counted up again. Every time the counted up time reaches a predetermined value, the inverter control unit 31a is notified as the starting point of the output frequency. The output frequency holding unit 39a holds the output frequency set by the air conditioning control controller 10, and the output phase holding unit 43a holds the output phase in which the start phase of the output frequency based on the output starting point is determined. To do.
[0016]
The drive circuit 40a drives the first inverter circuit 64 of the main circuit 41a based on the carrier frequency, the carrier phase, the output frequency, and the output phase set by the inverter control unit 31a. The driving timing of the first inverter circuit 64 is based on the carrier starting point and the output starting point set by the carrier starting point setting unit 36a and the output starting point setting unit 38a.
[0017]
The other inverter controllers 11b and 11c have substantially the same configuration as the inverter controller 11a described above. For example, the carrier phase and output phase stored in the initial value storage unit 44a of the inverter controller 11a are set to 0 °. In this case, the carrier phase and output phase stored in the initial value storage unit 44b of the inverter controller 11b are shifted by 180 °. Moreover, the same carrier phase and output phase as the inverter controller 11a are set to the inverter controller 11c, for example. Furthermore, the attribute information storage units 34a and 34b of the inverter controllers 11a and 11b store the attribute information indicating the same capacity of the electric motors MC1 and MC2 and the attribute information indicating the inverter as described above. The attribute information storage unit 34c of the inverter controller 11c stores only attribute information indicating that it is an inverter.
[0018]
The main circuits 41a, 41b, 41c of the inverter controllers 11a, 11b, 11c are connected to a three-phase four-wire commercial power supply 51 via a terminal block TB as shown in FIG. The main circuit 41a performs full-wave rectification on the three-phase voltage (L1, L2, L3) of the line voltage of the commercial power supply 51 by the first rectifier circuit 61 to convert it into a direct current, and the first DC reactor 62 and the first After smoothing with the smoothing capacitor 63, the first inverter circuit 64 having an element configuration of a voltage-type PWM inverter that operates based on the drive signal from the drive circuit 40a generates a substantially sinusoidal voltage, and the compressor 1 is To drive.
[0019]
The main circuit 41b generates a current flowing in the direction from the three phases (L1, L2, L3) of the line voltage of the commercial power supply 51 to the neutral point (N) and the upper stage of the second rectifier circuit 81 and the second DC reactor. 82 and the second smoothing capacitor 84 rectify and smooth the second rectified current flowing in the three phases (L1, L2, L3) of the line voltage from the neutral point (N) of the commercial power supply 51. Connect the second smoothing capacitor 84 and the third smoothing capacitor 85 to the neutral point (N) through the lower stage of the circuit 81, the path that is rectified and smoothed by the third DC reactor 83 and the third smoothing capacitor 85. The second inverter circuit 86 having an element configuration of a voltage-type PWM inverter that operates based on the drive signal from the drive circuit 40b using the smoothed DC voltage of the rectifier circuit that is connected in series with the poles connected in series is substantially sinusoidal. Of the compressor 2 and the compressor 2 To do.
[0020]
In addition, the main circuit 41c uses a first rectifier circuit 61 that generates direct current from alternating current and a first smoothing capacitor 63 that is the final stage thereof, and operates based on a drive signal from the drive circuit 40c. A substantially sinusoidal voltage is generated by the third inverter circuit 71 having the element configuration, and the blower 5 is driven. The main circuit 41c is configured as described above because the electric capacity of the blower 5 is smaller than that of the compressor 1 and the rectifier circuit portion of the main circuit 41a does not need to be significantly changed even when used together. This is a reduction in size and cost by reducing the number of parts. In addition, it is also possible to set it as the structure provided with a rectifier circuit separately.
[0021]
The characteristics of the air conditioner configured as described above will be described below.
First, features in the configuration of the main circuit 41 will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the current (L1 phase) by the rectifier circuit of the main circuit 41a for the line voltage (between L1 and L2) of the commercial power supply 51 and the main circuit 41b for the phase voltage (between L1 and N) of the commercial power supply 51, for example. The relationship of the current (L1 phase) by the rectifier circuit is shown, and the same applies to the other phases.
[0022]
The phase current of the main circuit 41a is cut out from the full-wave rectification of the three-phase line voltage, and as is well known, the 120 ° of the second half of the line voltage positive and negative as shown in FIG. It has a double hump shape centered on the section. On the other hand, the phase current of the main circuit 41b is a full-wave rectification component with respect to the single-phase phase voltage, and as is well known, it is a lump centered around the peak portion of the phase voltage as shown in (b). It becomes the shape of. By using such different rectifier circuits in the plurality of main circuits 41a and 41b, the current flowing through the added commercial power supply 51 has a waveform as shown in (c), and a sine wave is obtained by canceling out the harmonic components. Close shape. This changes as an effect depending on the balance between the capacitances of the DC reactor and the smoothing capacitor 63 and the load capacitances of the main circuits 41a and 41b, but the harmonic components are reduced for the parallel connection of the same rectifier circuit. . Harmonic current is concerned with power factor reduction due to distortion current and adverse effects on power supply equipment, and it is hoped that it will be suppressed, so this configuration is used when multiple inverters are applied. Taking is effective because no special control is required.
[0023]
Next, characteristics of the ground shown in FIG. 3 will be described.
Although not specified in the description of FIG. 3, the main circuits 41a, 41b, and 41c share a heat radiating plate on which the inverter circuits 64, 86, and 71 are installed, and are grounded from there or different heat radiating. Even when using plates, heat sinks are electrically connected to each other and then grounded from one point as a whole air conditioner, etc., so that they are connected to the ground connection point of the air conditioner (denoted by E in the figure). Configure to connect to each other. By doing in this way, the anti-phase component in the leakage current component which flows out to the ground generated from each main circuit 41a, 41b, 41c is canceled, and the current that actually flows to the ground can be suppressed.
[0024]
Here, as a more active principle of canceling the leakage current, the output voltage of each phase is switched from the positive pole side to the negative pole side of the smoothing capacitor by the operation of the switching element of each inverter circuit 64, 86, 71. When switching from the negative pole side to the positive pole side, it is utilized that the leakage current (I = C × dv / dt) is also inverted when the potential fluctuation (dv / dt) of the output with respect to the ground is reversed. By utilizing the means of each block as shown in FIG. 2, the output voltage and the output frequency are made equal, and the phase of the output voltage and the carrier frequency is inverted and adjusted, so that the switching timing as described above is reversed. The leakage current can be generated almost simultaneously, and even if the leakage current cannot be reduced individually, it can be canceled and the leakage current of the entire air conditioner can be suppressed.
[0025]
In addition, the main circuits 41a and 41c are common rectifying and smoothing circuits, and the inverter circuits 64 and 71 are connected to a common smoothing capacitor, and the carriers that define the operation timing of the inverter circuits 64 and 71 are set to different phases. Thus, the ripple current of the DC part corresponding to the carrier phase is canceled out, and the effect of downsizing can be obtained by suppressing the duty of the smoothing capacitor by reducing the ripple current. Moreover, the effect which suppresses the level increase by superimposition of the peak value of a ripple current by setting mutually different carrier frequencies can also be expected. These also contribute to the fact that even if the compressor 1 and the blower 5 are the same rectifying and smoothing circuit, the circuit does not need to be significantly changed.
[0026]
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the flowcharts shown in FIGS. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the air conditioning control controller, and FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the inverter controller. First, the operation of the air conditioning controller will be described, and then the operation of the inverter controller will be described.
[0027]
The air-conditioning control unit 21 of the air-conditioning control controller 10 first determines whether or not the power is on (S1), and proceeds to S2 when the power is on, and repeats this operation when the power is not on. This operation is practically impossible because the control of the controller 10 starts up when the power is turned on, but is described in the sense of indicating the starting point of the control flow. When power ON is detected, the address of each inverter controller 11a, 11b, 11c is read from the address / attribute information storage unit 26 and notified to the reset unit 27. The reset unit 27 combines the reset command with each address to communicate information. And delivered to the communication line 9 via the first transmission unit 22 (S2), and received by each inverter controller 11a, 11b, 11c. Thereafter, the air conditioning control unit 21 reads out initial control data (carrier frequency, carrier phase, operation frequency phase) corresponding to the operation pattern of the apparatus from the control data storage unit 28 for each of the inverter controllers 11a, 11b, and 11c. Sequentially transmitted and initialized (S3). In this case, communication information combining the addresses set in the inverter controllers 11a, 11b, and 11c and the individual control data is transmitted.
[0028]
And the air-conditioning control part 21 determines whether the air conditioning apparatus is in the operation mode (S4), and when the operation mode is confirmed, the operation state of the air conditioning apparatus, for example, the compressor 1 during the cooling operation, 2 is sensed, and output frequencies for driving the inverter circuits 64, 86 and 71 of the compressors 1 and 2 and the blower 5 are set according to the respective pressures (S5). When not in the operation mode, the output frequency of each inverter circuit 64, 86, 71 is set to “0” (S6). The setting of “0” for the output frequency when not in the operation mode is for surely stopping the drive of each of the inverters 64, 86, 71, so that the drive of the inverter circuit immediately before the stop is also forcibly stopped. In this case, communication information that combines the inverter attribute information and the stop command is transmitted to each inverter controller 11a, 11b, 11c, and simultaneously stopped. As a result, the controllers 11a, 11b, and 11c can be recognized all at once, and communication on the first floor is sufficient.
[0029]
Thereafter, the air conditioning control unit 21 determines whether or not the output frequencies transmitted to the inverter controllers 11a and 11b having the same attribute are the same (S7), and when the output frequencies are the same, The attribute information is read from the attribute information storage unit 26 and combined with the output frequency to obtain communication information, which is distributed on the transmission line 9 via the first transmission unit 22 (S8). Here, by communicating using the attribute information, only one communication with the inverter controllers 11a and 11b is required, and data collision on the transmission line 9 can be suppressed.
[0030]
On the other hand, the output frequency transmitted to the inverter controller 11c is transmitted in combination with the address set in the inverter controller 11c (S9). If the output frequencies to be transmitted to the inverter controllers 11a and 11b having the same attribute are different, they are transmitted using addresses set in the inverter controllers 11a and 11b, respectively (S9). Then, it is determined whether there is a response signal from each inverter controller 11a, 11b, 11c within a predetermined time for this transmission (S10, S12). The predetermined time will be described with reference to FIG. 6. From the time (S51 in FIG. 6) from when each inverter controller 11a, 11b, 11c drives the inverter circuit 64, 86, 71 to when the response signal is transmitted. Is also set longer.
[0031]
When there is no response signal within the predetermined time, the process returns to S2 to repeat the series of operations described above. This operation is performed when the response signals from all the inverter controllers 11a, 11b, and 11c cannot be detected. The compressors 1 and 2 and the blower 5 of all the inverter controllers 11a, 11b, and 11c are temporarily stopped and then restarted. Go into action for. On the other hand, when the response signal is detected before the predetermined time elapses, the content of the response signal is confirmed (S11), and the operations after S4 are repeated. The contents of the response signal include, for example, a DC voltage, current, component temperature, output frequency, etc. detected by various sensors (not shown) provided in each inverter controller 11a, 11b, 11c.
[0032]
Next, the operation of the inverter controller with respect to the control of the air conditioning control controller will be described below. In addition, since operation | movement of each inverter controller 11a, 11b, 11c is substantially the same, here, operation | movement of the inverter controller 11a is mainly demonstrated.
[0033]
The inverter controller 31 of the inverter controller 11a first determines whether or not the power is on (S21). If the power is on, the process proceeds to S22. If the power is not on, the operation is repeated. Also in this case, the control of the controller 11a starts up when the power is turned on, which is virtually impossible, but is described in the sense of indicating the starting point of the control flow. When a reset command is received from the air conditioning controller 10 via the first transmission unit 32a after the power is turned on, the reset unit 35a receives the first inverter circuit 64 of the main circuit 41a through the inverter control unit 31a. The output is stopped (S22). At this time, the output of the first inverter circuit 64 is stopped because the setting contents and the operation state are indefinite, so that the output is stopped as an initialization operation. The other inverter controllers 11b and 11c also stop the outputs of the second and third inverter circuits 86 and 71, respectively.
[0034]
At this time, the inverter control unit 31a resets the count up of the carrier starting point setting unit 36a and the output starting point setting unit 38a to “0”, and counts up to set the carrier starting point and the output starting point (S23). This process is also performed when the other inverter controllers 11b and 11c are powered up. Thereby, it becomes possible to adjust the timing which drives each inverter circuit 64, 86, 71 by each inverter controller 11a, 11b, 11c. After that, the initial value carrier frequency, carrier phase, and output phase are read from the initial value storage unit 42a, the carrier frequency is stored in the carrier frequency holding unit 37a, the carrier phase is stored in the carrier phase holding unit 42a, and the output phase is held in the output phase. Each is set in the part 43a (S24).
[0035]
Then, it is determined whether or not communication information has been received from the air-conditioning control controller 10 through the first transmission unit 32a (S27). If no communication information has been received, this determination is repeated to detect reception of communication information. When this occurs, the values counted up by the carrier starting point setting unit 36a and the output starting point setting unit 38a are reset to "0" and counted up again (S28). In this process, there is a concern that the count-up value may be shifted between the controllers 11a, 11b, and 11c due to component variations and the like. Therefore, synchronization is surely performed at the reception timing of the communication information from the air conditioning control controller 10. be able to.
[0036]
Next, it is determined whether the communication information is for itself based on the address or attribute information on the communication information (S29). If the address is different, it is determined that it is not targeted by itself, and the process proceeds to S41. If it is determined that the communication is from the address to itself, whether or not the content of the communication command is for the carrier frequency, carrier phase, and output phase settings Is determined (S30). When it is determined that the carrier frequency, the carrier phase, and the output phase are set, the carrier frequency on the communication information is set to the carrier frequency holding unit 37a, the carrier phase is set to the carrier phase holding unit 42a, and the output phase is set to the output phase holding unit 43a. Are overwritten and reset (S31), and if the communication command is not for the setting, it is determined whether the content of the communication command is an output frequency setting (S32).
[0037]
On the other hand, when it is determined in S29 that the communication is not the target communication from the address on the communication information, or when attribute information is detected without an address, it is compared with the attribute information stored in the attribute information storage unit 34a. It is determined whether or not the communication is self-target (S41). When it is determined that the communication is not from the attribute information to itself, it waits for the reception of new communication information (S27). However, when the attribute information matches the attribute information on the communication information, it is determined that the communication has the same attribute, and Similarly, it is determined whether the content of the communication command is an output frequency setting (S32). The other inverter controllers 11b and 11c are also performing the operations from S27 to S32 based on the communication information from the air conditioning control controller 10.
[0038]
In S32, the inverter control unit 31a proceeds to S51 when determining that the content of the communication command is not the setting of the output frequency in S32, and when determining that the setting of the output frequency is set, the inverter control unit 31a sets the output frequency on the communication information to the output frequency holding unit 39a. Set to. At this time, although not shown in this flowchart, the inverter control unit 31a determines whether or not a start point notification for each predetermined value (time) output from the carrier start point setting unit 36a and the output start point setting unit 38a has been detected. . When the notification of the starting point is detected, as the drive timing of the first inverter circuit 64, the carrier frequency from the carrier frequency holding unit 37a, the carrier phase from the carrier phase holding unit 42a, and the output frequency from the output frequency holding unit 39a, The output phase is read from the output phase holding unit 43a, and is output to the drive circuit 40a as drive data of the first inverter circuit 64, thereby driving the first inverter circuit 64 (S33). In this case, each phase of the carrier frequency and the output frequency for driving the first inverter circuit 64 starts from “0 °”, and the other inverter controller 11b having the same attribute as the controller 11a uses the second inverter circuit. Each phase of the carrier frequency and the output frequency that drives 86 starts from “180 °”, and the inverter controller 11c side that controls the blower 5 starts from the phase of each phase of the carrier frequency and the output frequency similarly to the inverter controller 11a. Is “0 °”.
[0039]
When it is determined that the output frequency is not set, or after the inverter is driven, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed (S51). When the predetermined time has not elapsed, this determination is repeated. Transmits information such as the DC voltage, current, component temperature, and output value of the first inverter circuit 64 detected by various sensors provided in the inverter controller 11a to the air conditioning control controller 10 as a response signal (S52). , Return to S27.
[0040]
The predetermined time, that is, the transmission timing of the response signal, is a function of its own address provided in each inverter controller 11a, 11b, 11c, so that it is transmitted on the transmission line 9 transmitted from the other inverter controllers 11b, 11c. Collision of a plurality of response signals can be avoided. In the present embodiment, inverter controllers 11a and 11b having the same attribute do not transmit a response signal for reception of communication information in which attribute information is incorporated. This can be avoided because the transmission timing of the response signal is simultaneous and there is a possibility of causing a collision on the transmission line 9. In addition, when receiving communication information by address, unilateral signals other than response signals are not transmitted. This is to avoid a signal collision on the transmission line 9 as described above.
[0041]
Here, as a more specific configuration of the communication command, a source address, a destination address, and attribute information on the called side are included, and the destination address and the attribute information have a value such as “FFh”, for example. Is set, it is determined whether or not the communication is to the self, ignoring that part. For example, as shown in the control algorithm of the inverter controller 11a, when communication information is received, it is determined whether or not the destination address is “FFh”. It is determined whether or not the communication.
[0042]
Further, even when the communication is not addressed to itself, when any communication is detected (more specifically, a reception interrupt is generated), the carrier start point and the output start point are reset, and the control cycle (clock) of each controller 11a, 11b, 11c is executed. ) To suppress the occurrence of timing shift as much as possible.
[0043]
Here, the attribute information includes whether it is an inverter, the type of load (compressor, blower), and the capacity of the inverter.
Whether or not it is an inverter is effective when the output frequency “0” is recognized all at once during an emergency operation stop as described above.
[0044]
When there are multiple blowers, the air flow may change if the number of rotations and air flow are different, leading to a short cycle or insufficient capacity, so it is common to use the same speed. In other words, the fact that the same PWM waveform can be applied at the same output frequency with the same v / f characteristic can be classified by load type, and the effect of carrier phase inversion and output phase inversion can be ensured. This is more effective because the group can be controlled as a unit.
[0045]
Even if the capacity of the inverter is the same type of load with the same v / f characteristics as before, if the capacity is different, the load current will be different and the behavior will be different, so the effect of synchronous control cannot be obtained. Therefore, it is effective to be able to identify.
[0046]
In the attribute information, it is also possible to appropriately group and give a group name as attribute identification information for each group, instead of identifying with the differences in individual characteristics as described above. For example, in the case of the compressor 1 and the blower 5 that share the rectifier circuit in the example of FIG. 1, when there is a defect in the rectifier circuit unit, it is effective to treat these as a group and perform an abnormal stop process. It is. Needless to say, the attribute information need not be fixed to one, and can have a plurality of attribute information.
[0047]
As described above, in the present embodiment, various effects as described below can be expected during the driving of the compressors 1 and 2 and the blower 5 by applying the configuration and the control algorithm.
(1) Speaking of changes in carrier frequency, it is possible to disperse leakage current and magnetic sound (including mechanical vibration due to carrier frequency) caused by carriers by operating multiple inverter circuits at different carrier frequencies. Thus, it is possible to contribute to the reduction of the peak value of leakage current and the reduction of audible noise.
(2) Regarding the change in carrier phase, it is also possible to change the generation phase of leakage current and magnetic sound (including mechanical vibration due to carrier frequency), and the canceling effect described above is magnetic as well as leakage current. You can also get sound.
(3) Speaking of the change in the output frequency, it is possible to disperse the mechanical vibrations of the compressors 1 and 2 and the blower 5 caused by torque pulsation and the like, which contributes to the suppression of vibration and noise.
(4) Regarding the change of the output phase, in addition to the leakage current canceling effect in combination with the carrier phase described above, the mechanical vibrations of the compressors 1 and 2 and the blower 5 caused by torque pulsation are canceled. This makes it possible to contribute to the suppression of vibration and noise.
(5) In order to obtain the above effect by setting the timing of the output waveform among a plurality of inverters, it is possible to obtain the simultaneous setting of the carrier starting point and the output starting point and the simultaneous setting of the same output frequency. For this reason, not only communication by identification by address but also a function of simultaneous communication to a plurality by designation of attribute information is effective.
[0048]
In the above-described embodiment, the case where the present invention is used for an air conditioner has been described. However, a plurality of inverter controllers each driving a plurality of electric motors with inverters, and an upper level for monitoring and controlling the operation state of the motors through the inverter controllers. Needless to say, the present invention can also be used in an apparatus equipped with a controller.
[0049]
In the present embodiment, when the air-conditioning control controller 10 sets the initial carrier phase and output phase in the inverter controllers 11a, 11b, and 11c in S3, the control data storage stores values corresponding to the respective operation patterns. For example, when the address is odd, each phase is “0 °”, and when the address is even, each phase is “180”. A rule may be determined between the air-conditioning control controller 10 and each of the inverter controllers 11a, 11b, and 11c so as to be “°”. In this case, it is not necessary to transmit the data of each phase, so that the process at the initial setting can be performed quickly.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the controller for air conditioning control transmits the same control data to an inverter controller having the same attribute among a plurality of inverter controllers, attribute information set in advance for the transmission destination Since the communication information incorporated in the control data is distributed on the communication medium and received by the inverter controller having the attribute information, it is possible to reduce the number of communication times and to synchronize the operation start timing of each load.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an air conditioning control controller and an inverter controller in an outdoor unit controller.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a main circuit for driving an electric motor provided in an inverter controller.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an input current of an electric circuit of the air-conditioning apparatus showing the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the air conditioning controller.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the inverter controller.
[Explanation of symbols]
A outdoor unit, B1, B2 indoor unit, a outdoor unit controller, 10 air conditioning controller, 11a, 11b, 11c inverter controller, 9 transmission line.
