JP2005265220A - Gas heat pump type air conditioner - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air conditioner with power generation function having high power generation efficiency. <P>SOLUTION: This gas heat pump type air conditioner has a compressor 13 driven by a gas engine 11, a first blower 16 which is electric auxiliary machinery, an outdoor unit provided with a cooling water pump 21 and installed outdoors, and second blowers 33, 34 which are indoor units installed indoors. It has a synchronous motor 52 driven by the gas engine 11, a PWM converter 50 controlling the synchronous motor 52 by regeneration to obtain direct current electric power, a converter 40 for rectifying and smoothing two or three phase alternate current commercial power supply to obtain direct current electric power, and a PWM converter 70 which is a control means for supplying electric power obtained by the PWM converter 50 as power supply of the electric auxiliary machinery in the outdoor unit or the indoor unit while detecting direct current electric power obtained by the converter 40. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガスエンジンにより圧縮機を駆動するガスヒートポンプ式空気調和装置に関し、さらに詳細には、ガスエンジンの余力で発電を行うガスヒートポンプ式空気調和装置に関する発明である。   The present invention relates to a gas heat pump type air conditioner that drives a compressor by a gas engine, and more particularly, to an invention related to a gas heat pump type air conditioner that generates power with the remaining power of the gas engine.

従来から、ガスエンジンにより圧縮機を駆動するガスヒートポンプにおいて、ガスエンジンの余力で交流発電機を駆動し、交流電力を発電するガスヒートポンプ式空気調和装置が知られている。
例えば、特許文献1には、圧縮機を駆動するガスエンジンにより駆動されて交流出力を出力する発電機を備えた発電装置が開示されている。更に発電装置は、発電機から出力された交流電力を直流電力に変換するAC/DC変換器と、このAC/DC変換器にて変換された直流電力を規定周波数の交流電力に変換して電気機器に供給するDC/AC変換器とを有している。
ここで、AC/DC変換、DC/AC変換を行っているのは、ガスヒートポンプの負荷変動に伴いエンジン回転数が変化し、発電される出力周波数と出力電圧が変化するので、それを商用電源の規定値に変換するためである。商用電源の規定値に変換するのは、商用電源と系統連係可能とするためである。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a gas heat pump that drives a compressor by a gas engine, a gas heat pump type air conditioner that drives an AC generator with the surplus power of the gas engine to generate AC power is known.
For example, Patent Document 1 discloses a power generation apparatus including a generator that is driven by a gas engine that drives a compressor and outputs an AC output. Furthermore, the power generation device converts an AC power output from the generator into a DC power, an AC / DC converter, and converts the DC power converted by the AC / DC converter into an AC power having a specified frequency to generate an electric power. And a DC / AC converter to be supplied to the device.
Here, AC / DC conversion and DC / AC conversion are performed because the engine speed changes with the load fluctuation of the gas heat pump and the generated output frequency and output voltage change. This is because it is converted to the specified value. The reason for converting to the specified value of the commercial power supply is to enable linkage with the commercial power supply.

特開2001−324240号公報JP 2001-324240 A

しかしながら、従来のガスヒートポンプ式空気調和装置には、次のような問題点があった。
(1)特許文献1に記載された発明においては、商用電源と系統連係するために、商用電源の電気方式、電圧、周波数等に同期させる同期機能や保護装置を第2変換器に備える必要があり、コストがアップする問題があった。
(2)特許文献1に記載された発明においては、ガスエンジンの起動時に、ガスエンジンの出力負荷が大きくなる不具合があった。
However, the conventional gas heat pump type air conditioner has the following problems.
(1) In the invention described in Patent Document 1, it is necessary to provide the second converter with a synchronization function and a protection device that synchronizes with the electric system, voltage, frequency, and the like of the commercial power source in order to link the commercial power source with the system. There was a problem that the cost increased.
(2) In the invention described in Patent Document 1, there is a problem that the output load of the gas engine becomes large when the gas engine is started.

(3)特許文献1に記載された発明においては、発電電力をAC/DC変換して得られる直流電圧を、規定の設定電圧になるように制御している。直流電圧レベルは一般的に、交流商用電源からの流入量がゼロとなる電圧値に設定される。交流商用電源は202プラスマイナス20Vであるため、AC/DC変換装置で設定する直流電圧は、222×(√2)=314Vより高い値に設定しなければならない。この条件で通常320Vに設定されている。
しかし、平均的には、202×(√2)=286Vより高い値に設定すれば良く、320Vは全ての場合で、交流商用電源流入がゼロとなる電圧値である。ところが、平均値で比較する(320−286)Vの差は、発電効率を悪化させる。
その理由は、モータの銅損=電機子巻線抵抗×(電機子電流)、モータの鉄損=(誘起電圧)/等価鉄損抵抗 であることから、電圧が高いとモータの鉄損が上昇するからである。又、スイッチング用のデバイス、その他部品での損失も増加するためである。
このように、従来、直流電圧一定制御をしていることにより、平均的に損失が増加している問題がある。
(3) In the invention described in Patent Document 1, the direct current voltage obtained by AC / DC conversion of the generated power is controlled so as to become a specified set voltage. The DC voltage level is generally set to a voltage value at which the amount of inflow from the AC commercial power supply becomes zero. Since the AC commercial power supply is 202 plus or minus 20V, the DC voltage set by the AC / DC converter must be set to a value higher than 222 × (√2) = 314V. Under this condition, it is normally set to 320V.
However, on average, it may be set to a value higher than 202 × (√2) = 286 V, and 320 V is a voltage value at which the AC commercial power inflow becomes zero in all cases. However, the difference of (320-286) V compared with the average value deteriorates the power generation efficiency.
The reason is that the copper loss of the motor = armature winding resistance × (armature current) 2 and the iron loss of the motor = (induced voltage) 2 / equivalent iron loss resistance. Because it rises. Further, the loss in the switching device and other parts also increases.
Thus, there has been a problem that the loss has increased on average due to the constant DC voltage control.

そこで本発明は、かかる課題を解決して、発電効率の高い発電機能付き空気調和装置を提供することを目的とする。   Then, this invention solves this subject and it aims at providing the air conditioning apparatus with a power generation function with high power generation efficiency.

本発明のガスヒートポンプ式空気調和装置は、上記課題を解決するために以下のような構成を有している。
(1)ガスエンジンにより駆動される圧縮機と、電動補機とを備え室外に設置される室外機と、室内に設置される室内機とを有するガスヒートポンプ式空気調和装置において、ガスエンジンにより駆動される同期モータと、同期モータを回生制御し直流電力を得るPWMコンバータとを備え、PWMコンバータで得られた電力を、室外機内の電動補機、又は室内機の電源として供給する。
The gas heat pump type air conditioner of the present invention has the following configuration in order to solve the above problems.
(1) In a gas heat pump type air conditioner having an outdoor unit that is provided outdoors and a compressor that is driven by a gas engine and an electric auxiliary machine, and is driven by a gas engine And a PWM converter that regeneratively controls the synchronous motor to obtain DC power, and supplies the electric power obtained by the PWM converter as an electric auxiliary machine in the outdoor unit or a power source for the indoor unit.

(2)(1)に記載するガスヒートポンプ式空気調和装置において、単相又は三相交流商用電源を整流する変換器をさらに備え、前記室外機内の電動補機、または前記室内機の消費電力に対し前記PWMコンバータで得られる電力が不足する場合は、前記変換器を通じて商用電源から不測電力を補うと共に、前記PWMコンバータで得られる電力が消費電力を上回る場合は、前記直流電力の直流電圧を商業電源からの流入電流がゼロになる最も低い電圧に制御することを特徴とする。
(3)(1)に記載するガスヒートポンプ式空気調和装置において、前記PWMコンバータをPWMインバータとして制御することにより、前記単相または三相交流商用電源側から流入する電力で前記同期モータを力行運転する力行運転制御手段を有することを特徴とする。
(2) The gas heat pump type air conditioner described in (1) further includes a converter for rectifying a single-phase or three-phase AC commercial power supply, and the power consumption of the electric auxiliary machine in the outdoor unit or the indoor unit On the other hand, when the power obtained by the PWM converter is insufficient, the unexpected power is supplemented from the commercial power source through the converter, and when the power obtained by the PWM converter exceeds the power consumption, the DC voltage of the DC power is commercialized. It is characterized by controlling to the lowest voltage at which the inflow current from the power source becomes zero.
(3) In the gas heat pump type air conditioner described in (1), by controlling the PWM converter as a PWM inverter, the synchronous motor is powered by the electric power flowing from the single-phase or three-phase AC commercial power supply side. It has the power running operation control means to perform.

本発明のガスヒートポンプ式空気調和装置は、次のような作用・効果を有する。
圧縮機を駆動しているガスエンジンは、必要空調能力に対する余分な能力を有しており、ガスエンジンの余分な能力により発電を行っている。
ガスエンジンは、発電用の同期モータの回転軸を回転駆動する。PWMコンバータは、同期モータを回生制御し、直流電力を得る。この直流電力を、室外機の電動補機又は室内機の電源として供給することにより、発電作用が営まれる。本発明は、永久磁石を内蔵した高効率の同期モータを最適制御できるPWMコンバータを用いて制御することにより、一段と高効率発電を実現することができる。
また、PWMコンバータで得られた交流電力を、交流商用電源と系統連係させずにガスヒートポンプの室外機内の電動補機、又は室内機の電源として供給しているので、交流商用電源で稼働される外部電気機器に電気的影響を与える恐れが減少する上に、系統連係するための電圧や周波数等に同期させる同期機能や保護装置を無くすことができ、コストダウンを実現できる。なお、この場合において、PWMコンバータで得られた直流電力は,負荷インバータ等により交流電力に変換して電動補機等に供給することができる。
The gas heat pump type air conditioner of the present invention has the following operations and effects.
The gas engine driving the compressor has an extra capacity with respect to the required air conditioning capacity, and generates electricity by the extra capacity of the gas engine.
The gas engine rotationally drives the rotating shaft of a synchronous motor for power generation. The PWM converter regeneratively controls the synchronous motor to obtain DC power. By supplying this DC power as an electric auxiliary machine for the outdoor unit or a power source for the indoor unit, a power generation operation is performed. According to the present invention, by using a PWM converter that can optimally control a high-efficiency synchronous motor with a built-in permanent magnet, it is possible to realize further highly efficient power generation.
In addition, the AC power obtained by the PWM converter is supplied as an electric auxiliary machine in the outdoor unit of the gas heat pump or the power source of the indoor unit without being linked to the AC commercial power source, so that it is operated with the AC commercial power source. In addition to reducing the possibility of electrical influence on external electrical equipment, it is possible to eliminate a synchronization function and a protection device that synchronizes with the voltage, frequency, etc. for system linkage, thereby realizing cost reduction. In this case, the DC power obtained by the PWM converter can be converted into AC power by a load inverter or the like and supplied to an electric auxiliary machine or the like.

また、電流検出手段が交流商用電源からの流入電流を検出したときに、該流入電流を減少させ、ゼロにするように、PWMコンバータが発生する直流電力の直流電圧を制御するので、ガスヒートポンプの室外機内の電動補機、又は室内機を駆動するために最低限必要な電圧を得ることができるため、モータの特に鉄損を低減することができ、また、スイッチング用のデバイス、その他部品での損失も減少できる。従って、従来の、直流電圧一定制御に比して、上記のような損失を減少させることができる。
また、PWMコンバータをPWMインバータとして制御することにより、交流商用電源から流入する電流で同期モータを力行運転する力行運転制御手段を有するので、ガスエンジンの起動時に、ガスエンジンの出力負荷を低減することができる。ここで、同期モータは始動トルクが高く、低速で高出力トルク必要なスタータモータに適するので、ガスエンジンの始動安定性を向上させることができる。
In addition, when the current detection means detects the inflow current from the AC commercial power supply, the direct current voltage of the DC power generated by the PWM converter is controlled so that the inflow current is reduced to zero. Since it is possible to obtain the minimum voltage required to drive the electric auxiliary machine in the outdoor unit or the indoor unit, the iron loss of the motor can be reduced, and the switching device and other parts can be used. Loss can also be reduced. Therefore, the above loss can be reduced as compared with the conventional DC voltage constant control.
Also, by controlling the PWM converter as a PWM inverter, it has power running operation control means for power running the synchronous motor with current flowing from the AC commercial power supply, so that the output load of the gas engine is reduced when the gas engine is started Can do. Here, since the synchronous motor has a high starting torque and is suitable for a starter motor that requires a high output torque at a low speed, the starting stability of the gas engine can be improved.

次に、本発明に係るガスヒートポンプ式空気調和装置の一実施例について、図面を参照しながら以下に説明する。図1は、本実施例のガスヒートポンプ式空気調和機の構成図である。
ガスヒートポンプ式空気調和機は、室外機10、室内機30、及び室外機10と室内機30とを循環する冷媒循環通路1より構成される。
室外機10は、圧縮機13A、Bを駆動するためのガスエンジン11と、ガス状の冷媒と液状の冷媒とを完全に分離するアキュムレータ12と、空調のために冷媒の熱交換を行う室外熱交換器14とを有している。ガスエンジン11には、発電機である同期モータ52が接続されている。
室内機30は、室内空気と冷媒とで熱交換を行う室内熱交換器31と、冷媒を膨張させる膨張弁32とを有している。
圧縮機13は、ガス状の冷媒を吸い込み、高圧のガス状の冷媒を吐出する。
Next, an embodiment of a gas heat pump type air conditioner according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a gas heat pump type air conditioner of the present embodiment.
The gas heat pump type air conditioner includes an outdoor unit 10, an indoor unit 30, and a refrigerant circulation passage 1 that circulates between the outdoor unit 10 and the indoor unit 30.
The outdoor unit 10 includes a gas engine 11 for driving the compressors 13A and 13B, an accumulator 12 that completely separates the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant, and outdoor heat that performs heat exchange of the refrigerant for air conditioning. And an exchanger 14. A synchronous motor 52 that is a generator is connected to the gas engine 11.
The indoor unit 30 includes an indoor heat exchanger 31 that performs heat exchange between indoor air and a refrigerant, and an expansion valve 32 that expands the refrigerant.
The compressor 13 sucks gaseous refrigerant and discharges high-pressure gaseous refrigerant.

次に、室内を冷房するときの作用を説明する。燃料ガスによりガスエンジン11を駆動し、圧縮機13A、13Bを駆動する。圧縮機13A、13Bは、アキュムレータ12のガス状の冷媒を吸引し圧縮し、高温高圧状態のガスとして吐出する。吐出されたガス状の冷媒は、オイルセパレータ19において、冷媒からオイルが分離される。オイルが分離された冷媒は、四方弁17により室外熱交換器14に流入する。
高温高圧のガス状冷媒は、室外熱交換器14で冷却され液化する。液化された冷媒は、フィルタドライヤ22、ボール弁23、ストレーナ31nを経由して、膨張弁32において膨張され低温となる。
低温となった冷媒は、ストレーナ31mを経て室内熱交換器31に至り、室内空気を冷却する。次に冷媒は、二重管熱交換器18を経て、アキュムレータ12に戻される。冷媒は、アキュムレータ12において、液状の冷媒とガス状の冷媒とに分離された状態で収納される。
Next, the operation when the room is cooled will be described. The gas engine 11 is driven by the fuel gas, and the compressors 13A and 13B are driven. The compressors 13A and 13B suck and compress the gaseous refrigerant of the accumulator 12 and discharge it as a high-temperature and high-pressure gas. The discharged gaseous refrigerant is separated from the refrigerant in the oil separator 19. The refrigerant from which the oil has been separated flows into the outdoor heat exchanger 14 through the four-way valve 17.
The high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant is cooled and liquefied by the outdoor heat exchanger 14. The liquefied refrigerant is expanded in the expansion valve 32 via the filter dryer 22, the ball valve 23, and the strainer 31n, and becomes a low temperature.
The low-temperature refrigerant reaches the indoor heat exchanger 31 through the strainer 31m and cools the indoor air. Next, the refrigerant is returned to the accumulator 12 through the double pipe heat exchanger 18. The refrigerant is stored in the accumulator 12 in a state of being separated into a liquid refrigerant and a gaseous refrigerant.

次に、室内を暖房するときの作用を説明する。燃料ガスによりガスエンジン11を駆動し、圧縮機13A、13Bを駆動する。圧縮機13A、13Bは、アキュムレータ12のガス状の冷媒を吸引し圧縮し、高温高圧状態のガスとして吐出する。吐出されたガス状の冷媒は、オイルセパレータ19において、冷媒からオイルが分離される。オイルが分離された冷媒は、四方弁17により室内熱交換器31に流入する。高温高圧の冷媒は、室内熱交換器17で室内空気を加熱する。
次に冷媒は、ストレーナ31を経て膨張弁32で膨張され、ボール弁23,フィルタドライヤ22を経て、室外熱交換器14に至る。そして、四方弁17、二重熱交換器18を経てアキュムレータ12に戻る。
Next, the operation when the room is heated will be described. The gas engine 11 is driven by the fuel gas, and the compressors 13A and 13B are driven. The compressors 13A and 13B suck and compress the gaseous refrigerant of the accumulator 12 and discharge it as a high-temperature and high-pressure gas. The discharged gaseous refrigerant is separated from the refrigerant in the oil separator 19. The refrigerant from which the oil has been separated flows into the indoor heat exchanger 31 through the four-way valve 17. The high-temperature and high-pressure refrigerant heats indoor air in the indoor heat exchanger 17.
Next, the refrigerant is expanded by the expansion valve 32 through the strainer 31, and reaches the outdoor heat exchanger 14 through the ball valve 23 and the filter dryer 22. And it returns to the accumulator 12 through the four-way valve 17 and the double heat exchanger 18.

ガスエンジン11に接続された同期モータ52は、ガスエンジン11に余力があるときに、発電を行う。
本実施例のガスヒートポンプ式空気調和装置においては、室外機内の補機として、室外熱交換機14に送風する第1送風機16、ガスエンジン11を冷却するための冷却水ポンプ21が設けられている。また、室内機として、室内熱交換器31に送風する第2送風機33,34が設けられている。
上記補機以外に、その他のモータや電磁弁、室外機用制御基板、室内機用制御基板、室内機30の風向き板変更用モータが存在する。
The synchronous motor 52 connected to the gas engine 11 generates power when the gas engine 11 has sufficient power.
In the gas heat pump type air conditioner of the present embodiment, a first blower 16 for blowing air to the outdoor heat exchanger 14 and a cooling water pump 21 for cooling the gas engine 11 are provided as auxiliary machines in the outdoor unit. Moreover, the 2nd air blowers 33 and 34 which ventilate to the indoor heat exchanger 31 are provided as an indoor unit.
In addition to the auxiliary machine, there are other motors, solenoid valves, outdoor unit control boards, indoor unit control boards, and wind direction plate changing motors for the indoor unit 30.

次に、電気系統の構成をシステムブロック図として図2に示す。
ガスエンジン11には、発電機である同期モータ52が接続されている。同期モータ52からは、交流電線53が3本出て発電PWMコンバータ50に接続している。交流電線53の3本のうち2本には、電流値を検出するためのカレントトランス51が取り付けられている。発電PWMコンバータ50からは、直流電線54が2本出ている。
一方、交流商用電源41が変換器40に入力されている。変換器は6個のダイオード42と電解コンデンサ44より構成されている。電線には電流センサ43が取り付けられている。
発電PWMコンバータ50から出力している直流電線54は、変換器40から出力している直流電線2本と各々接続し、負荷インバータ60に接続している。直流電線には、負荷電流センサ55が取り付けられている。負荷インバータ60には、モータ等の補機90が接続している。
発電PWMコンバータ50を制御するためのマイコンであるPWMコンバータ制御手段70には、カレントトランス51、電流センサ43、直流電圧検出器45、負荷電流センサ55が接続している。
モータコントローラ80が、負荷インバータ60に接続している。
Next, the configuration of the electrical system is shown in FIG. 2 as a system block diagram.
A synchronous motor 52 that is a generator is connected to the gas engine 11. From the synchronous motor 52, three AC electric wires 53 come out and are connected to the power generation PWM converter 50. A current transformer 51 for detecting a current value is attached to two of the three AC wires 53. Two DC electric wires 54 come out from the power generation PWM converter 50.
On the other hand, an AC commercial power supply 41 is input to the converter 40. The converter includes six diodes 42 and an electrolytic capacitor 44. A current sensor 43 is attached to the electric wire.
The DC electric wires 54 output from the power generation PWM converter 50 are connected to the two DC electric wires output from the converter 40 and connected to the load inverter 60. A load current sensor 55 is attached to the DC electric wire. An auxiliary machine 90 such as a motor is connected to the load inverter 60.
A current transformer 51, a current sensor 43, a DC voltage detector 45, and a load current sensor 55 are connected to the PWM converter control means 70 that is a microcomputer for controlling the power generation PWM converter 50.
A motor controller 80 is connected to the load inverter 60.

図3に、基本ベクトル図をdq線図で示す。電圧方程式を数1に示す。

Figure 2005265220
ここで、υa 、υb 、υc は各相の電機子電圧である。ia ,ib ,ic は、各相の電機子電流である。υd,υq は、電機子電圧のd,q軸成分である。id,iqは、電機子電流のd,q軸成分である。Raは、電機子巻線抵抗である。Ld,Lq は、d,q軸インダクタンスである。p は、微分演算子(p=d/dt)である。ω は、同期モータ52の電機子角速度である。Ψa は、永久磁石の電機子鎖交磁束である。 FIG. 3 shows a basic vector diagram as a dq diagram. The voltage equation is shown in Equation 1.
Figure 2005265220
Here, υa, υb, and υc are armature voltages of the respective phases. ia, ib and ic are the armature currents of the respective phases. υd and υq are d- and q-axis components of the armature voltage. id and iq are d and q axis components of the armature current. Ra is an armature winding resistance. Ld and Lq are d and q axis inductances. p is a differential operator (p = d / dt). ω is the armature angular velocity of the synchronous motor 52. Ψa is the armature flux linkage of the permanent magnet.

次に、制御を電流ベクトル制御システム図として図4に示す。直流電圧最適制御64は、トルク計算部63及びベクトル電流制御アルゴリズム65と接続している。トルク計算部63は、ベクトル電流アルゴリズム66及び推定アルゴリズム66とに接続している。
発電PWMコンバータ50は、第1運転モードである直流電圧最適制御又は第2運転モードである出力制限制御のいずれかの制御により動作する。直流電圧最適制御では、負荷インバータ60が必要とする全電力を同期モータ52から供給する。一方、出力制限制御では、必要電力を同期モータ52と商用電源41とで協同して供給する。
Next, the control is shown in FIG. 4 as a current vector control system diagram. The DC voltage optimum control 64 is connected to the torque calculator 63 and the vector current control algorithm 65. The torque calculation unit 63 is connected to the vector current algorithm 66 and the estimation algorithm 66.
The power generation PWM converter 50 operates by either control of DC voltage optimum control that is the first operation mode or output limit control that is the second operation mode. In the DC voltage optimum control, all the electric power required by the load inverter 60 is supplied from the synchronous motor 52. On the other hand, in the output restriction control, necessary power is supplied in cooperation between the synchronous motor 52 and the commercial power supply 41.

始めに、第1運転モードである直流電圧最適制御について説明する。
直流電圧最適制御64には、商用電流流入値 I0(n) 、直流電圧実測値 Vdc(n) 、直流電圧指令初期値 Vdc(0) が入力される。ここで、直流電圧は、負荷に印加する電圧をAC200Vの実効値とするため、DC282V以上である必要がある。
それを達成する方法としては、3つの方法がある。第1の方法は、商用電源からの流入電流がゼロになるように、常に監視する方法である。
第2の方法は、発電PWMコンバータ50始動時に、商用電源からの流入電流がゼロになるように、直流電圧を1V/秒程度で電圧を上昇させ、その値に一定制御し、その後、商用電源からの流入電流があれば、同様に1V/秒程度で電圧を上昇させる方法である。ただし、この場合、DC282V以上であることを必要とする。
第3の方法は、起動時の発電PWMコンバータ50停止で全負荷停止時の直流電圧を検出し、この値に5〜6V加えた電圧に一定制御する方法である。すなわち、同期モータ52停止状態で、商用電源からの電圧を測定し、その値に、5〜6V加えるのである。
第3の方法が、余分なセンサを必要としないため、最も適当な方法である。
上記いずれかの方法により、直流電圧最適制御64から、直流電圧指令値Vdc* が出力される。
First, the DC voltage optimum control that is the first operation mode will be described.
The direct current optimum control 64 receives a commercial current inflow value I0 (n), a direct current voltage measured value Vdc (n), and a direct current voltage command initial value Vdc (0). Here, the DC voltage needs to be equal to or higher than DC282V in order to set the voltage applied to the load to an effective value of AC200V.
There are three ways to achieve this. The first method is a method of always monitoring so that the inflow current from the commercial power supply becomes zero.
In the second method, when the power generation PWM converter 50 is started, the DC voltage is increased at about 1 V / second so that the inflow current from the commercial power supply becomes zero, and is controlled to be constant to that value. If there is an inflow current from, the voltage is similarly increased at about 1 V / second. However, in this case, DC 282V or more is required.
The third method is a method in which the DC voltage at the time of full load stop is detected by stopping the power generation PWM converter 50 at the time of start-up, and constant control is performed to a voltage obtained by adding 5 to 6 V to this value. That is, the voltage from the commercial power source is measured while the synchronous motor 52 is stopped, and 5 to 6 V is added to the value.
The third method is the most appropriate method because it does not require an extra sensor.
The DC voltage command value Vdc * is output from the DC voltage optimum control 64 by any one of the above methods.

次に、トルク計算部63について説明する。トルク計算部63には、直流電圧最適制御64より、直流電圧指令値Vdc* が入力され、また、負荷側の直流電流実測値 Idc(n) が入力される。また、推定アルゴリズム66より、同期モータ52の回転子角速度ωm(n)が入力される。これらの値より、同期モータ52からの取り出し出力P(M)を、数2を用いて算出する。

Figure 2005265220
Idc(n) は、負荷側の直流電流実測値であり、(n) は、処理時点のサンプル値を示す。
同期モータ52の出力P(M)は、後述するように、例えば、夏場に空調用圧縮機の負荷が大きいときには、常時出力制限される可能性がある。すなわち、発電機からの取り出し電力に制限がかかっていない場合は、「同期モータからの取り出し電力=負荷側モータ総必要電力となる。一方、発電機からの取り出し電力に制限がかかっている場合は、「同期モータからの取り出し電力+商用電源からの電力=負荷側モータ総必要電力」となる。 Next, the torque calculator 63 will be described. The DC voltage command value Vdc * is input from the DC voltage optimum control 64 to the torque calculator 63, and the load side DC current measured value Idc (n) is input. Further, the rotor angular speed ωm (n) of the synchronous motor 52 is input from the estimation algorithm 66. From these values, a take-out output P (M) from the synchronous motor 52 is calculated using Equation 2.
Figure 2005265220
Idc (n) is a measured DC current value on the load side, and (n) indicates a sample value at the time of processing.
As will be described later, the output P (M) of the synchronous motor 52 may be constantly limited when the load of the air conditioning compressor is large in summer, for example. That is, if there is no limit on the power taken out from the generator, “the power taken out from the synchronous motor = the total required power on the load side motor. On the other hand, if there is a limit on the power taken out from the generator” , “Extracted power from the synchronous motor + Power from the commercial power source = Total required power on the load side motor”.

次に、数3を用いて、iq を id の関数として表現した式を求め、Iq* として出力する。

Figure 2005265220
ここで、T*は、トルクである。Pn は、極対数である。Ψa は、誘導電圧であり、常数である。(Ld−Lq)は、固定値である。 Next, using Equation 3, an expression expressing iq as a function of id is obtained and output as Iq *.
Figure 2005265220
Here, T * is torque. Pn is the number of pole pairs. Ψa is an induced voltage and is a constant. (Ld−Lq) is a fixed value.

同期モータ52からの出力電流は、数4に示すような同期モータ52の限界電流Ia による制限を常に加えている。

Figure 2005265220
ここで、Ie は、相電流実効値である。a,bは、同期モータ52のモータ特性より決定される係数である。すなわち、同期モータ52が過度に加熱することを防止するために、同期モータ52からの出力電流を制限しているのである。 The output current from the synchronous motor 52 is always limited by the limit current Ia of the synchronous motor 52 as shown in Equation 4.
Figure 2005265220
Here, Ie is a phase current effective value. a and b are coefficients determined from the motor characteristics of the synchronous motor 52. That is, the output current from the synchronous motor 52 is limited in order to prevent the synchronous motor 52 from being heated excessively.

数4の意味は、得られたidとiqの自乗和の平方根 √(id+iq)が、√3(a・ω+b)よりも大きいときには、√3(a・ω+b)で決定されるIa に基づいてid,iqを決定することである。
すなわち、負荷側の必要電力に基づいて算出したid,iqが発電機である同期モータ52の制限値を越えていれば、数5,数2,数3を満たす条件が存在しないと判断して、出力制限がかかった状態と同じになる。
ただし、数5と数4の連立方程式から求められる。
発電機だけでは、負荷側総電力を賄うことができないので、直流電圧を下げて、商用電源から電力を取るため、数5のVdc は、出力制限制御と同様、Vdc*=Vdc(n) となる。
The meaning of Equation 4 means that when the square root √ (id 2 + iq 2 ) of the obtained sum of squares of id and iq is larger than √3 (a · ω + b), Ia determined by √3 (a · ω + b) And id and iq are determined based on.
That is, if id and iq calculated based on the required power on the load side exceed the limit value of the synchronous motor 52 that is a generator, it is determined that there is no condition that satisfies Equation 5, Equation 2, and Equation 3. This is the same as when the output is limited.
However, it is obtained from the simultaneous equations of Equations 5 and 4.
Since the generator alone cannot cover the total power on the load side, the DC voltage is lowered and power is taken from the commercial power supply. Therefore, Vdc in Equation 5 is Vdc * = Vdc (n) as in the output limit control. Become.

次に、ベクトル電流制御アルゴリズム65について説明する。ベクトル電流制御アルゴリズム65には、直流電圧最適制御64より、直流電圧指令値Vdc* が入力される。また、トルク計算部63より、Iq* が入力される。また、推定アルゴリズム66より、同期モータ52の回転子角速度ωm(n)が入力される。
ベクトル電流制御アルゴリズム65は、数5に基づいて、id を求める。

Figure 2005265220
ここで、Vdc* は、直流電圧指令値であり、Vdc(I0=0) である。また、Vdc(0) は、直流電圧指令初期値であり、本実施例では、282Vである。また、I0(n) は、商用電源流入電流実測値であり、(n) は、処理時点のサンプル値である。
Vdc* は、初期値を282Vとし、I0(n) の目標値との偏差を加算する形で、I0(n)=0となるように、PI制御する。ただし、Vdc*=282〜320Vとする。 Next, the vector current control algorithm 65 will be described. The vector current control algorithm 65 receives a DC voltage command value Vdc * from the DC voltage optimum control 64. Further, Iq * is input from the torque calculation unit 63. Further, the rotor angular speed ωm (n) of the synchronous motor 52 is input from the estimation algorithm 66.
The vector current control algorithm 65 obtains id based on Equation 5.
Figure 2005265220
Here, Vdc * is a DC voltage command value and is Vdc (I0 = 0). Vdc (0) is a DC voltage command initial value, and is 282 V in this embodiment. Further, I0 (n) is a measured value of commercial power inflow current, and (n) is a sample value at the time of processing.
Vdc * is PI-controlled so that I0 (n) = 0 by setting the initial value to 282 V and adding a deviation from the target value of I0 (n). However, Vdc * = 282 to 320V.

次に、直流電圧最適制御の具体的手順について説明する。
(ア)Vdc(0)=282V(初期値)に設定する。
(イ)1秒間隔でI0(n)を実測する。
(ウ)I0(n)がゼロより大きい場合には、Vdc を1ボルト上昇する。
(エ)(イ)と(ウ)を繰り返し、I0(n)がゼロとなった場合のVdc を、直流電圧指令値Vdc* とする。 Vdc*=Vdc(I0(n)=0)
(オ)得られたVdc* と、負荷側が要求する直流電圧実測値Idc(n)から、数2より取り出した電力P(M)* を算出する。
(カ)同期モータ52の角速度ω と、P(M)* とから、トルクT* を計算する。
T*=P(M)*/ω
(キ)数5と数3に、得られたVdc*,ω、及びその他の定数を代入することにより、idとiqの連立方程式を作り、これらより、idとiqとを求める。
Next, a specific procedure for direct current voltage optimum control will be described.
(A) Set Vdc (0) = 282V (initial value).
(A) Measure I0 (n) at 1 second intervals.
(C) If I0 (n) is greater than zero, increase Vdc by 1 volt.
(D) Repeat (a) and (c), and let Vdc when I0 (n) becomes zero be the DC voltage command value Vdc *. Vdc * = Vdc (I0 (n) = 0)
(E) The electric power P (M) * extracted from Equation 2 is calculated from the obtained Vdc * and the DC voltage measured value Idc (n) required by the load side.
(F) The torque T * is calculated from the angular velocity ω of the synchronous motor 52 and P (M) *.
T * = P (M) * / ω
(G) Substituting the obtained Vdc *, ω and other constants into Equations 5 and 3 to create simultaneous equations of id and iq, and from these, id and iq are obtained.

ここで、(オ)において、Vdc*・Idc(n)が、P(M)Lim と比較される。比較結果が、Vdc*・Idc(n)>P(M)Lim の場合は、モータ出力制限がかかる。この場合、Vdc* は、実測値(負荷側が実際に必要な電圧値)となる。
また、(キ)で求めたid,iqが、√(id+iq)>√3(a・ω+b) となると、モータの限界電流以上の電流を流すことになるので、電流制限される。この場合、数5と、√(id+iq)=√3(a・ω+b) との連立方程式から、idとiqとを求める。
Here, in (e), Vdc * · Idc (n) is compared with P (M) Lim. When the comparison result is Vdc * · Idc (n)> P (M) Lim, the motor output is limited. In this case, Vdc * is an actually measured value (voltage value actually required on the load side).
Further, when id, iq obtained in (ki) is √ (id 2 + iq 2 )> √3 (a · ω + b), a current exceeding the limit current of the motor flows, and thus the current is limited. In this case, id and iq are obtained from the simultaneous equations of Equation 5 and √ (id 2 + iq 2 ) = √3 (a · ω + b).

求めたid,iqを、最適電流指令値id*,iq* として出力する。次に、PI制御において、id*、iq*を数1に代入することにより、υd、υqを得て、2相/3相・回転/静止変換62に入力する。
2相/3相・回転/静止変換62において、υd、υqが、υa、υb、υcに変換され、3相電流ia,ib,icとしてPWMコンバータ52に入力される。すなわち、υa、υb、υc を三相変調波とし、三角搬送波との比較により、PWMコンバータ内のIGBT(絶縁ゲート・バイポーラトランジスタ:半導体スイッチング素子)をスイッチング制御するゲート信号として作用する。
id*、iq* には、計測器51によりia,icを計測して3相/2相・静止/回転変換67により変換されたid(n)、iq(n)がフィードバックされており、入力id*、iq* に対して出力id(n)、iq(n)の偏差がゼロになるように制御している。
The obtained id and iq are output as optimum current command values id * and iq *. Next, in PI control, id * and iq * are substituted into Equation 1 to obtain υd and υq, which are input to the 2-phase / 3-phase / rotation / stationary conversion 62.
In the two-phase / three-phase / rotation / static conversion 62, υd and υq are converted into υa, υb, and υc, and are input to the PWM converter 52 as three-phase currents ia, ib, and ic. That is, υa, υb, and υc are three-phase modulated waves, and act as gate signals for switching control of IGBTs (insulated gate / bipolar transistors: semiconductor switching elements) in the PWM converter by comparison with triangular carrier waves.
id (n) and iq (n) are fed back to id * and iq * by measuring ia and ic by the measuring instrument 51 and converted by the three-phase / 2-phase / stationary / rotation conversion 67. Control is performed so that the deviations of the outputs id (n) and iq (n) are zero with respect to id * and iq *.

第2運転モードである出力制限制御について説明する。出力制限制御では、必要電力に対し、同期モータ52の発電出力では不足する分を、商用電源から補う形で運転する。
図5に、エンジン出力の制限値のグラフを示す。横軸が外部制限指令値Vs を示し、縦軸がエンジン出力P(E/G)の百分率を示す。Vs は、GHPのメインコントローラから発電機用コントローラであるPWMコンバータ制御手段70に与えられる指令値である。指令値は、0〜5Vのアナログ入力として、10秒以上の間隔で与えられる。P(E/G)は、エンジン全動力の比率ではなく、発電機に与えられている比率である。20馬力のGHPでは、エンジン出力は約15kWだが、発電機に与えられるのは、最大2kW程度である。すなわち、P(E/G)=100%とは、2kWとなる。
夏場の空調の需要が大きく圧縮機の負荷が大きいときには、空調を優先させるために発電を中止している。
同期モータ52の出力P(M)=P(E/G)・η(M)である。ここで、η(M)は、モータ効率である。
同期モータ52の出力制限値P(M)Lim は、P(E/G)による制限と、(Vdc*・Idc(n))のうち、小さい方に制限される。
The output restriction control that is the second operation mode will be described. In the output restriction control, the operation is performed in such a manner that the amount of power required by the synchronous motor 52 is insufficient from the commercial power supply for the required power.
FIG. 5 shows a graph of the engine output limit value. The horizontal axis indicates the external limit command value Vs, and the vertical axis indicates the percentage of the engine output P (E / G). Vs is a command value given from the GHP main controller to the PWM converter control means 70 which is a generator controller. The command value is given as an analog input of 0 to 5 V at intervals of 10 seconds or more. P (E / G) is not a ratio of the total engine power but a ratio given to the generator. In the 20 HP GHP, the engine output is about 15 kW, but the maximum power supplied to the generator is about 2 kW. That is, P (E / G) = 100% is 2 kW.
When the demand for air conditioning in summer is large and the load on the compressor is large, power generation is stopped to prioritize air conditioning.
The output P (M) of the synchronous motor 52 = P (E / G) · η (M). Here, η (M) is the motor efficiency.
The output limit value P (M) Lim of the synchronous motor 52 is limited to the smaller one of the limit by P (E / G) and (Vdc * · Idc (n)).

次に、ベクトル制御アルゴリズム65について説明する。
Vdc*・Idc(n)>P(M)Lim の場合には、数5において、Vdc*=Vdc(n) とする。また、数2又は数3において、P(M)*=P(M)Lim とする。ここで、Vdc(n)は、直流電流の実測値である。(n)は、処理時点のサンプル値である。これにより、エンジントルク変動を考慮し、P(M)値の上昇又は下降速度を制限している。
一方、Vdc*・Idc(n)<P(M)Lim の場合には、数5において、Vdc*=Vdc(I0=0)とする。また、また、数2又は数3において、P(M)*=Vdc*・Idc(n) とする。
Next, the vector control algorithm 65 will be described.
In the case of Vdc * · Idc (n)> P (M) Lim, Vdc * = Vdc (n) in Equation 5. Also, in Equation 2 or Equation 3, P (M) * = P (M) Lim. Here, Vdc (n) is a measured value of the direct current. (N) is a sample value at the time of processing. Accordingly, the increase or decrease speed of the P (M) value is limited in consideration of engine torque fluctuation.
On the other hand, in the case of Vdc * · Idc (n) <P (M) Lim, Vdc * = Vdc (I0 = 0) in Equation 5. Further, in the formula 2 or 3, it is assumed that P (M) * = Vdc * · Idc (n).

発電機である同期モータ52の不足分を発電PWMコンバータ50が補い、直流(初期値を282Vとした部分)の電解コンデンサ44を介して負荷に電力を供給している。電解コンデンサ44の取り付けられている電線が直流中間母線となっている。
モータ出力制限がかかると、発電PWMコンバータ50から電解コンデンサ44に供給する電流(電荷)だけでは負荷電流が不足してしまい、電解コンデンサ44の電圧が低下する。電解コンデンサ44の電圧が低下すると、商用電源から電流が流れ込み、バランスが保たれたところで、電圧が決まる。これをVdc として使用する。
ただし、モータ出力制限がかかっても、一気にモータ出力を低下させると、エンジンへの負荷変動と共に、電圧バランスもハンチングを起こす可能性があるため、エンジントルクを考慮し、P(M)値の上昇又は下降速度を制限している。実際には、かなりゆっくりと発電機出力を低下させている。
The power generation PWM converter 50 compensates for the shortage of the synchronous motor 52, which is a generator, and supplies power to the load via the electrolytic capacitor 44 of direct current (the portion where the initial value is 282V). The electric wire to which the electrolytic capacitor 44 is attached serves as a DC intermediate bus.
When the motor output is limited, the load current is insufficient only with the current (charge) supplied from the power generation PWM converter 50 to the electrolytic capacitor 44, and the voltage of the electrolytic capacitor 44 is reduced. When the voltage of the electrolytic capacitor 44 decreases, current flows from the commercial power source, and the voltage is determined when the balance is maintained. This is used as Vdc.
However, even if the motor output is limited, if the motor output is reduced at once, the load on the engine may change and the voltage balance may also cause hunting, so the P (M) value will increase in consideration of the engine torque. Or the descending speed is limited. In practice, the generator output is reduced quite slowly.

上記構成を有するガスヒートポンプ式空気調和装置のタイムチャートを説明する。始めに、始動時制御について説明する。
図6に、始動時のタイミングチャートを示す。GHP運転指令があると、商用電源を入力し、冷却ポンプWpを駆動する。次に、ガス弁を開けてエンジン11を始動する。ここで、発電PWMコンバータ50をPWMインバータとして制御することにより、交流商用電源41から流入する電流で同期モータ52を力行運転するPWMコンバータ制御手段70を有する。同期モータ52をスタータとして使用するため、高トルク制御を行い、PWMコンバータ制御手段70から所定のパターンでゲート制御することで、発電PWMコンバータ50をPWMインバータとして動作させることができる。
すなわち、エンジン始動用のスタータモータを同期モータ52で兼用することにより、スタータモータとスタータモータ用の電源ユニットを削減することができる。
エンジンを始動してから35〜160秒経過した後に、圧縮機13及び第1送風機16を駆動する。その後、60秒以内に四方弁を制御する。コンプレッサ切替5秒後、又は四方弁切替10秒後に、発電コンバータPWM50の運転指令を出す。
発電機出力が出てくると共に、商用電源の入力が低下され、基本的にはゼロとされる。
すなわち、発電PWMコンバータ50は、前述したように、第1運転モードである直流電圧最適制御又は第2運転モードである出力制限制御のいずれかの制御により動作する。直流電圧最適制御では、負荷インバータ60が必要とする全電力を同期モータ52から供給する。一方、出力制限制御では、必要電力を同期モータ52と商用電源41とで協同して供給する。
A time chart of the gas heat pump type air conditioner having the above configuration will be described. First, start-up control will be described.
FIG. 6 shows a timing chart at the start. When there is a GHP operation command, commercial power is input and the cooling pump Wp is driven. Next, the gas valve is opened and the engine 11 is started. Here, by controlling the power generation PWM converter 50 as a PWM inverter, there is a PWM converter control means 70 for powering the synchronous motor 52 with a current flowing from the AC commercial power supply 41. Since the synchronous motor 52 is used as a starter, high power control is performed, and gate control is performed with a predetermined pattern from the PWM converter control means 70, whereby the power generation PWM converter 50 can be operated as a PWM inverter.
That is, by using the starter motor for starting the engine as the synchronous motor 52, the starter motor and the power supply unit for the starter motor can be reduced.
After 35 to 160 seconds have elapsed since the engine was started, the compressor 13 and the first blower 16 are driven. Thereafter, the four-way valve is controlled within 60 seconds. An operation command for the power generation converter PWM 50 is issued 5 seconds after the compressor is switched or 10 seconds after the four-way valve is switched.
As the output of the generator comes out, the input of the commercial power supply is reduced and is basically zero.
That is, as described above, the power generation PWM converter 50 operates by either the DC voltage optimum control that is the first operation mode or the output limit control that is the second operation mode. In the DC voltage optimum control, all the power required by the load inverter 60 is supplied from the synchronous motor 52. On the other hand, in the output restriction control, necessary power is supplied in cooperation between the synchronous motor 52 and the commercial power supply 41.

次に、通常停止時制御について説明する。
図7に、停止時のタイミングチャートを示す。GHP停止指令があると、即時に発電PWMコンバータ50の運転停止指令を出す。発電機が停止されると共に、商用電源が増加して、冷却ポンプ、圧縮機等に電力を供給する。
次に、圧縮機を停止し、ガス弁を閉じる。これにより、エンジンが停止する。ガス弁を閉じた後、最大180秒間ファンを駆動して停止させる。その10秒後に、冷却水ポンプを停止する。
Next, normal stop time control will be described.
FIG. 7 shows a timing chart at the time of stopping. When there is a GHP stop command, an operation stop command for the power generation PWM converter 50 is immediately issued. As the generator is stopped, the commercial power supply increases to supply power to the cooling pump, compressor, and the like.
Next, the compressor is stopped and the gas valve is closed. As a result, the engine stops. After closing the gas valve, the fan is driven and stopped for a maximum of 180 seconds. Ten seconds later, the cooling water pump is stopped.

以上、詳細に説明したように、本実施例のガスヒートポンプ式空気調和装置によれば、ガスエンジン11により駆動される圧縮機13と、電動補機である第1送風機16、冷却水ポンプ21等を備え室外に設置される室外機と、室内に設置される室内機である第2送風機33,34等とを有するガスヒートポンプ式空気調和装置であって、ガスエンジン11により駆動される同期モータ52と、同期モータ52を回生制御し直流電力を得るPWMコンバータ50と、2相又は3相交流商用電源を整流かつ平滑にして直流電力を得る変換器40と、変換器40で得られた直流電力を検出しつつ、PWMコンバータ50で得られた電力を室外機内の電動補機又は前記室内機の電源として供給する制御手段であるPWMコンバータ制御手段70とを有するので、交流商用電源で稼働される外部電気機器に電気的影響を与える恐れが減少する。また、系統連係するための電圧や周波数等に同期させる同期機能や保護装置を無くすことができ、コストダウンを実現できる。   As described above in detail, according to the gas heat pump type air conditioner of the present embodiment, the compressor 13 driven by the gas engine 11, the first blower 16, which is an electric auxiliary machine, the cooling water pump 21, and the like. A gas heat pump type air conditioner having an outdoor unit installed outside and a second blower 33, 34, etc., which is an indoor unit installed indoors, and a synchronous motor 52 driven by the gas engine 11 A PWM converter 50 that regeneratively controls the synchronous motor 52 to obtain DC power, a converter 40 that obtains DC power by rectifying and smoothing a two-phase or three-phase AC commercial power supply, and DC power obtained by the converter 40 And PWM converter control means 70, which is a control means for supplying the electric power obtained by the PWM converter 50 as an electric auxiliary machine in the outdoor unit or as a power source for the indoor unit. Since, risk is reduced to provide an electrical influence on an external electrical device that is running on the AC commercial power supply. Further, it is possible to eliminate a synchronization function and a protection device that synchronizes with the voltage, frequency, etc. for system linkage, and cost reduction can be realized.

また、本実施例のガスヒートポンプ式空気調和装置は、交流商用電源41から流入する電流を検出する電流検出手段である電流センサ43と、電流検出手段が流入電流を検出したときに、前記流入電流を減少させるように、前記PWMコンバータが発生する直流電力の直流電圧を制御する直流電圧制御手段とを有するので、ガスヒートポンプの室外機内の電動補機、又は室内機を駆動するために最低限必要な電圧を得ることができるため、特にモータの鉄損を低減することができ、また、スイッチング用のデバイス、その他部品での損失も減少できる。
このように、従来、直流電圧一定制御をしていることにより、平均的に増加していた損失を減少させることができる。
Further, the gas heat pump type air conditioner of the present embodiment includes a current sensor 43 that is a current detection unit that detects a current flowing from the AC commercial power supply 41, and the inflow current when the current detection unit detects the inflow current. DC voltage control means for controlling the DC voltage of the DC power generated by the PWM converter so as to reduce the minimum required to drive the electric auxiliary machine or the indoor unit in the outdoor unit of the gas heat pump In particular, the iron loss of the motor can be reduced, and the loss in the switching device and other parts can also be reduced.
In this way, the loss that has been increased on average can be reduced by performing constant DC voltage control.

また、本実施例のガスヒートポンプ式空気調和装置は、PWMコンバータをPWMインバータとして制御することにより、交流商用電源から流入する電流で同期モータを力行運転する力行運転制御手段であるPWMコンバータ制御手段70を有するので、エンジン始動用のスタータモータを同期モータ52で兼用でき、スタータモータ用の電源ユニットを削減することができる。特に、同期モータ52は、始動トルクが高く、低速で高出力トルクの必要なスタータに適している。従来、誘導モータをスタータと兼用する事例はあったが、誘導モータは始動トルクが低く、スタータとして使用すると、商用電源から大きな始動電流を必要とし、インバータの要領も大きくなり、大型化しなければならない問題があったが、本実施例によれば、その問題を解決できる。   Further, the gas heat pump type air conditioner according to the present embodiment controls the PWM converter as a PWM inverter, whereby the PWM converter control means 70 is a power running control means for power running the synchronous motor with a current flowing from the AC commercial power supply. Thus, the starter motor for starting the engine can also be used as the synchronous motor 52, and the power supply unit for the starter motor can be reduced. In particular, the synchronous motor 52 is suitable for a starter that requires a high starting torque, a low speed, and a high output torque. In the past, there was a case where an induction motor was also used as a starter, but the induction motor has a low starting torque, and when used as a starter, it requires a large starting current from a commercial power source, and the size of the inverter must be increased and the size must be increased. There was a problem, but according to the present embodiment, the problem can be solved.

以上、本発明に係るガスハートポンプ式空気調和装置の一実施例について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、実施例では、補機として、圧縮機、送風機を駆動しているが、他の補機である電磁弁等を駆動しても良い。
As mentioned above, although one Example of the gas heart pump type air conditioning apparatus concerning this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the embodiment, a compressor and a blower are driven as auxiliary machines, but electromagnetic valves or the like that are other auxiliary machines may be driven.

ガスヒートポンプ式空気調和装置の構成図である。It is a lineblock diagram of a gas heat pump type air harmony device. 電気系統の構成を示すシステムブロック図である。It is a system block diagram which shows the structure of an electric system. 基本ベクトル図である。It is a basic vector diagram. 電流ベクトル制御システム図である。It is a current vector control system diagram. エンジン出力の限界値を示す図である。It is a figure which shows the limit value of an engine output. 始動時のタイミングチャート図である。It is a timing chart figure at the time of starting. 停止時のタイミングチャート図である。It is a timing chart figure at the time of a stop.

符号の説明Explanation of symbols

11 ガスエンジン
13 圧縮機
16 第1送風機
21 冷却水ポンプ
33,34 第2送風機
40 変換器
41 商用交流電源
50 発電PWMコンバータ
52 同期モータ
60 負荷インバータ
70 PWMコンバータ
11 Gas Engine 13 Compressor 16 First Blower 21 Cooling Water Pumps 33, 34 Second Blower 40 Converter 41 Commercial AC Power Supply 50 Power Generation PWM Converter 52 Synchronous Motor 60 Load Inverter 70 PWM Converter

Claims (3)

ガスエンジンにより駆動される圧縮機と、電動補機とを備え室外に設置される室外機と、室内に設置される室内機とを有するガスヒートポンプ式空気調和装置において、
前記ガスエンジンにより駆動される同期モータと、
前記同期モータを回生制御し、直流電力を得るPWMコンバータとを備え、
前記PWMコンバータで得られた電力を、前記室外機内の電動補機、又は前記室内機の電源として供給することを特徴とするガスヒートポンプ式空気調和装置。
In a gas heat pump type air conditioner having a compressor driven by a gas engine, an outdoor unit provided with an electric auxiliary machine, and an indoor unit installed indoors,
A synchronous motor driven by the gas engine;
A PWM converter that regeneratively controls the synchronous motor and obtains DC power;
A gas heat pump type air conditioner that supplies electric power obtained by the PWM converter as an electric auxiliary machine in the outdoor unit or a power source of the indoor unit.
請求項1に記載するガスヒートポンプ式空気調和装置において、
単相又は三相交流商用電源を整流する変換器をさらに備え、
前記室外機内の電動補機、または前記室内機の消費電力に対し前記PWMコンバータで得られる電力が不足する場合は、前記変換器を通じて商用電源から不測電力を補うと共に、前記PWMコンバータで得られる電力が消費電力を上回る場合は、前記直流電力の直流電圧を商業電源からの流入電流がゼロになる最も低い電圧に制御することを特徴とするガスヒートポンプ式空気調和装置。
In the gas heat pump type air conditioner according to claim 1,
A converter for rectifying a single-phase or three-phase AC commercial power supply;
When the electric power obtained by the PWM converter is insufficient with respect to the electric power of the outdoor unit or the electric power of the indoor unit, the electric power obtained by the PWM converter is supplemented with the unexpected power from the commercial power source through the converter. When the electric power exceeds the power consumption, the direct current voltage of the direct current power is controlled to the lowest voltage at which the inflow current from the commercial power source becomes zero.
請求項2に記載するガスヒートポンプ式空気調和装置において、
前記PWMコンバータをPWMインバータとして制御することにより、前記単相または三相交流商用電源側から流入する電力で前記同期モータを力行運転する力行運転制御手段を有することを特徴とするガスヒートポンプ式空気調和装置。
In the gas heat pump type air conditioner according to claim 2,
A gas heat pump type air conditioner comprising power running operation control means for power running the synchronous motor with electric power flowing from the single-phase or three-phase AC commercial power supply side by controlling the PWM converter as a PWM inverter apparatus.
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