JP2005295759A

JP2005295759A - Power supply for air conditioner

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Publication number: JP2005295759A
Application number: JP2004110796A
Authority: JP
Inventors: Yohei Suzuki; 洋平鈴木; Mitsuhide Azuma; 光英東
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2004-04-05
Publication date: 2005-10-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply realizing improvement of efficiency and high speed rotation by controlling the input voltage of a motor controller employing an inverter variably. <P>SOLUTION: A first switching means 11 is provided between a step-up capacitor 4 (capacity C1), a capacitor 5 (capacity C2), a smoothing capacitor 7 (capacity C4), and a capacitor 12 (capacity C5). The switching means regulates the capacity of the capacitors and increases/decreases DC voltage VDC thus enhancing efficiency from low speed region to intermediate speed region and realizing high speed rotation. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インバータ方式のモータ駆動装置を用いた空気調和機に係り、インバータの入力電圧を可変制御し効率改善を目標とした電源装置に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner using an inverter type motor drive device, and more particularly to a power supply device that variably controls an input voltage of an inverter and aims to improve efficiency.

従来、この種の空気調和機の電源装置では、商用電源からの商用交流電圧がリアクタを介してダイオードブリッジと昇圧用コンデンサからなる整流回路で整流され、平滑コンデンサで平滑されて直流電圧ＶＤＣが形成される。この直流電圧ＶＤＣは、電源電圧として、インバータから圧縮機用モータに供給される。(例えば特許文献１参照)
図１０に示すように商用交流電源１と、リアクタ２と、ダイオードブリッジ３と昇圧用コンデンサ４（容量Ｃ１）とコンデンサ５（容量Ｃ２）からなる整流回路６と、平滑用コンデンサ７（容量Ｃ３）と、インバータ８と、圧縮機用モータ９から構成されている。
特開昭５９−１８１９７３号公報 Conventionally, in this type of air conditioner power supply, commercial AC voltage from a commercial power source is rectified by a rectifier circuit comprising a diode bridge and a boosting capacitor through a reactor, and smoothed by a smoothing capacitor to form a DC voltage VDC. Is done. This DC voltage VDC is supplied as a power supply voltage from the inverter to the compressor motor. (For example, see Patent Document 1)
As shown in FIG. 10, a commercial AC power source 1, a reactor 2, a diode bridge 3, a boosting capacitor 4 (capacitance C1), a rectifier circuit 6 including a capacitor 5 (capacitance C2), and a smoothing capacitor 7 (capacitance C3). And an inverter 8 and a compressor motor 9.
JP 59-181973

しかしながら、前記従来の電源装置では、整流回路と平滑コンデンサより形成される直流電圧ＶＤＣを可変することができなかった。そのため、圧縮機用モータが全速度領域で直流電圧ＶＤＣが一定で、最適な効率で制御することができなかった。また、直流電圧ＶＤＣが一定ということで、圧縮機用モータを高速領域まで運転させることが困難であるという課題を有していた。 However, in the conventional power supply device, the DC voltage VDC formed by the rectifier circuit and the smoothing capacitor cannot be varied. For this reason, the compressor motor has a constant DC voltage VDC over the entire speed range and cannot be controlled with optimum efficiency. Further, since the DC voltage VDC is constant, there is a problem that it is difficult to operate the compressor motor to a high speed region.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、直流電圧ＶＤＣを可変することで、低速から中速回転領域では、直流電圧ＶＤＣを降下させ、モータ鉄損の軽減や、スイッチング素子のロス軽減により、高効率化が可能となり、また、高速領域では直流電圧ＶＤＣを増加させ、高速化を可能とした電源装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems. By varying the DC voltage VDC, the DC voltage VDC is lowered in the low to medium speed rotation region, thereby reducing motor iron loss and switching element loss. Accordingly, it is an object to provide a power supply device that can increase the efficiency and increase the direct-current voltage VDC in a high-speed region, thereby enabling a high-speed operation.

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機用の電源装置は、昇圧用コンデンサと平滑用コンデンサの間に切り替え手段を設け、直流電圧ＶＤＣを可変するものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the power supply device for an air conditioner of the present invention is provided with a switching means between the boosting capacitor and the smoothing capacitor to vary the DC voltage VDC.

これによって、圧縮機用モータが低速から中速領域では、直流電圧ＶＤＣを降下させ高効率化が可能となり、直流電圧ＶＤＣを増加させることで、高速領域までの運転が可能となる。 As a result, when the compressor motor is in the low to medium speed range, the DC voltage VDC can be lowered to increase the efficiency, and by increasing the DC voltage VDC, the operation up to the high speed range is possible.

また、本発明は、リアクタにも切り替え手段を設け、さらに大きな直流電圧ＶＤＣの可変を行うことが可能である。 Further, according to the present invention, it is possible to change the DC voltage VDC further by providing the reactor with switching means.

本発明は、空気調和機の電源装置を圧縮機用モータが低速から中速領域時に高効率にさせることができ、さらに、高速領域まで運転させることができる。 According to the present invention, the power supply device of the air conditioner can be made highly efficient when the compressor motor is in the low speed to medium speed range, and can be operated up to the high speed range.

第１の発明は、昇圧用コンデンサと平滑用コンデンサの間に切り替え手段を設け、切り替え手段により昇圧用コンデンサと平滑コンデンサの容量を調整して、直流電圧ＶＤＣを可変することができる。 According to the first aspect of the present invention, switching means is provided between the boosting capacitor and the smoothing capacitor, and the DC voltage VDC can be varied by adjusting the capacities of the boosting capacitor and the smoothing capacitor by the switching means.

第２の発明は、特に、第１の発明の切り替え手段により、圧縮機が低速から中速領域時に、昇圧用コンデンサを増加させ、直流電圧ＶＤＣを降下させ、高効率にすることができる。 In the second aspect of the invention, in particular, the switching means of the first aspect of the invention can increase the step-up capacitor and lower the direct-current voltage VDC to achieve high efficiency when the compressor is in the low speed to medium speed range.

第３の発明は、特に、第２の発明に加え、リアクタのインダクタンス値を可変する切り替え手段を設け、リアクタのインダクタンス値を増加させ、さらに直流電圧ＶＤＣを降下させ、高効率にすることができる。 In particular, in addition to the second invention, the third invention can be provided with a switching means for changing the inductance value of the reactor, thereby increasing the inductance value of the reactor and further reducing the DC voltage VDC, thereby achieving high efficiency. .

第４の発明は、特に、第１の発明の切り替え手段により、平滑用コンデンサを増加させ、直流電圧ＶＤＣを上昇させ、高速領域まで運転する事ができる。 In the fourth invention, in particular, the switching means of the first invention can increase the smoothing capacitor, raise the DC voltage VDC, and operate up to a high speed region.

第５の発明は、特に、第４の発明に加え、リアクタのインダクタンス値を可変する切り替え手段を設け、リアクタのインダクタンス値を減少させ、さらに直流電圧ＶＤＣを上昇させ、高速領域まで運転することができる。 In particular, in addition to the fourth invention, the fifth invention is provided with a switching means for changing the inductance value of the reactor, thereby reducing the inductance value of the reactor, further increasing the DC voltage VDC, and operating up to a high speed region. it can.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

（実施の形態１）
図１、４、６、８を用いて本発明の第１の実施の形態を説明する。 (Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１は本発明の実施の形態１における空気調和機用の電源装置の制御ブロック図である。 FIG. 1 is a control block diagram of a power supply device for an air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention.

従来例の図１０において、平滑用コンデンサ７（容量Ｃ３）とコンデンサ１２（容量Ｃ５）とＣ５の２個直列にして、昇圧用コンデンサ４（容量Ｃ１）とコンデンサ５（容量Ｃ２）間と平滑用コンデンサ７（容量Ｃ３）とコンデンサ１２（容量Ｃ５）間に第１の切り替え手段１１を設け、インバータ８からの圧縮機用モータ回転数情報１３に基づいて、切り替えを指示する切り替え指示手段１４を有する構成となっている。ここで、Ｃ１＝Ｃ２、３２０μＦ≦Ｃ１≦１３００μＦ、Ｃ３＝Ｃ４、３６０μＦ≦Ｃ３≦９００μＦとする。 In FIG. 10 of the conventional example, the smoothing capacitor 7 (capacitance C3), the capacitor 12 (capacitance C5) and C5 are connected in series, and the voltage between the boosting capacitor 4 (capacitance C1) and the capacitor 5 (capacitance C2) is smoothed. The first switching means 11 is provided between the capacitor 7 (capacitance C3) and the capacitor 12 (capacitance C5), and has a switching instruction means 14 for instructing switching based on the compressor motor rotational speed information 13 from the inverter 8. It has a configuration. Here, C1 = C2, 320 μF ≦ C1 ≦ 1300 μF, C3 = C4, 360 μF ≦ C3 ≦ 900 μF.

以上のように構成された制御ブロックについて、以下その動作、作用を説明する。 The operation and action of the control block configured as described above will be described below.

まず、インバータ８からの圧縮機用モータ回転数情報１３を得る。前記情報から圧縮機用モータ回転数が低速から中速領域であると切り替え指示手段１４が判断した場合に、第１の切り替え手段１１の端子Ｓ１と端子Ｓ２を接続し、昇圧用のコンデンサを容量Ｃ１＋Ｃ３と容量Ｃ２＋Ｃ４として、昇圧用のコンデンサの総容量を増加することができ、整流回路で形成される直流電圧ＶＤＣを降下させることができる。 First, the motor speed information 13 for the compressor from the inverter 8 is obtained. When the switching instruction means 14 determines from the above information that the compressor motor rotational speed is in the low to medium speed range, the terminal S1 and the terminal S2 of the first switching means 11 are connected, and the boosting capacitor has a capacity. As C1 + C3 and capacitance C2 + C4, the total capacity of the boosting capacitors can be increased, and the DC voltage VDC formed by the rectifier circuit can be lowered.

また、直流電圧ＶＤＣの変化を図４より説明する。
図４において、Ｔ＝０で電源投入を行い、電源立ち上り期間は、ある一定の傾きＶＤＣ１／Ｔ１で増加していき、時間Ｔ１後に目標電圧ＶＤＣ１に達する。そして、Ｔ２までの間、直流電圧ＶＤＣ１で安定運転を行う。そして、インバータ８からの回転数情報１３により、低速から中速回転領域であると判断した場合、第１の切り替え手段１１が働き、昇圧用コンデンサ容量が増加して、直流電圧ＶＤＣは、一定の傾き(ＶＤＣ１−ＶＤＣ３)／(Ｔ３−Ｔ２)で降下して、ＶＤＣ３となる。 Further, the change of the DC voltage VDC will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, power is turned on at T = 0, and the power supply rising period increases at a certain slope VDC1 / T1, and reaches the target voltage VDC1 after time T1. Then, stable operation is performed with the DC voltage VDC1 until T2. Then, when it is determined from the rotation speed information 13 from the inverter 8 that the low-speed to medium-speed rotation region is reached, the first switching means 11 works, the boosting capacitor capacity increases, and the DC voltage VDC is constant. It falls at an inclination (VDC1-VDC3) / (T3-T2) and becomes VDC3.

さらに、負荷により、高速領域の運転が必要な場合は、第１の切り替え手段１１の端子
Ｓ１と端子Ｓ２をオープンにして、平滑用コンデンサの容量＝Ｃ３／２と増加させ、倍電圧コンデンサ容量＝Ｃ１＝Ｃ２と減少させ、整流回路で形成される直流電圧ＶＤＣを上昇させることができる。 Further, when the operation in the high speed region is necessary due to the load, the terminals S1 and S2 of the first switching means 11 are opened, the capacity of the smoothing capacitor is increased to C3 / 2, and the voltage doubler capacitor capacity = By reducing C1 = C2, the DC voltage VDC formed by the rectifier circuit can be increased.

また、直流電圧ＶＤＣの変化を図６より説明する。ここで、直流電圧ＶＤＣの電圧立ち上りから安定までの制御は、図４と同じとする。 The change of the direct voltage VDC will be described with reference to FIG. Here, the control from the voltage rising to the stability of the DC voltage VDC is the same as in FIG.

直流電圧ＶＤＣは、ある一定の傾きＶＤＣ１／Ｔ１で増加していき、時間Ｔ１後に目標電圧ＶＤＣ１に達する。そして、時間Ｔ５で、インバータ８からの回転数情報１３により、高速領域の運転が必要であると判断した場合、第１の切り替え手段１１が働き、平滑用コンデンサ容量が増加して、直流電圧ＶＤＣは、一定の傾き(ＶＤＣ６−ＶＤＣ１)／(Ｔ６−Ｔ５)で増加して、ＶＤＣ６となる。ここで、０＜Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３、０＜Ｔ１＜Ｔ５＜Ｔ６であり、０＜ＶＤＣ３＜ＶＤＣ１、０＜ＶＤＣ１＜ＶＤＣ６である。 The DC voltage VDC increases with a certain slope VDC1 / T1, and reaches the target voltage VDC1 after time T1. Then, at time T5, when it is determined from the rotational speed information 13 from the inverter 8 that the operation in the high speed region is necessary, the first switching means 11 operates, the smoothing capacitor capacity increases, and the DC voltage VDC Increases at a constant slope (VDC6-VDC1) / (T6-T5) to become VDC6. Here, 0 <T1 <T2 <T3, 0 <T1 <T5 <T6, 0 <VDC3 <VDC1, and 0 <VDC1 <VDC6.

以上のように、本実施の形態１では、切り替え手段により、昇圧用コンデンサ容量を増加させることで、直流電圧ＶＤＣを降下させ、圧縮機用モータが低速から中速回転領域で、高効率化を行うことができ、また、切り替え手段により、平滑用コンデンサ容量を増加させることで、直流電圧ＶＤＣを上昇させ、圧縮機用モータの高速化を行うことができる。 As described above, in the first embodiment, the DC voltage VDC is lowered by increasing the boosting capacitor capacity by the switching means, and the compressor motor is highly efficient in the low-speed to medium-speed rotation range. Further, by increasing the smoothing capacitor capacity by the switching means, the DC voltage VDC can be increased and the speed of the compressor motor can be increased.

(実施の形態２)
図２、５、７を用いて本発明の実施の形態２における空気調和機の電源装置を説明する。 (Embodiment 2)
A power supply device for an air conditioner according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.

図２は同電源装置の制御ブロック図である。実施の形態１の図１のブロック図に、リアクタ１６容量Ｌ２を設け、リアクタのインダクタンス値を可変できるように、第２の切り替え手段１５を設けた構成である。ここで、Ｌ１＝Ｌ２、１ｍＨ≦Ｌ１≦１０ｍＨとする。以上のように構成された制御ブロックについて、以下その動作、作用を説明する。 FIG. 2 is a control block diagram of the power supply apparatus. In the block diagram of FIG. 1 of the first embodiment, the reactor 16 capacity L2 is provided, and the second switching means 15 is provided so that the inductance value of the reactor can be varied. Here, L1 = L2, 1 mH ≦ L1 ≦ 10 mH. The operation and action of the control block configured as described above will be described below.

インバータ８からの圧縮機モータ回転数情報１３により、低速から中速領域では、この第２の切り替え手段１５で端子Ｓ３と端子Ｓ６を接続して、リアクタのインダクタンス値＝２ＸＬ２(＝２ＸＬ１)として増加させ、直流電圧ＶＤＣを降下させる。前記第１の切り替え手段１１と組み合せることで、より効果的に直流電圧ＶＤＣを降下させることができる。この時、第１の切り替え手段１１で、端子Ｓ１とＳ２が接続され、昇圧用コンデンサ容量＝Ｃ１＋Ｃ４＝Ｃ２＋Ｃ５である。 According to the compressor motor rotation speed information 13 from the inverter 8, the terminal S3 and the terminal S6 are connected by the second switching means 15 in the low to medium speed range, and the inductance value of the reactor is increased as 2XL2 (= 2XL1). And the DC voltage VDC is lowered. In combination with the first switching means 11, the DC voltage VDC can be reduced more effectively. At this time, in the first switching means 11, the terminals S1 and S2 are connected, and the boosting capacitor capacity = C1 + C4 = C2 + C5.

直流電圧ＶＤＣの変化を図５より説明する。なお、電源投入から安定までの制御は、図４と同じとする。目標電圧ＶＤＣ１は、一定の傾き(ＶＤＣ１−ＶＤＣ４)／(Ｔ４−Ｔ２)で降下して、時間Ｔ４には、ＶＤＣ４となる。 The change of the DC voltage VDC will be described with reference to FIG. The control from power-on to stabilization is the same as in FIG. The target voltage VDC1 drops at a constant slope (VDC1-VDC4) / (T4-T2) and becomes VDC4 at time T4.

さらに、負荷により、高速領域の運転が必要な場合は、第２の切り替え手段１５で端子Ｓ３と端子Ｓ４および端子Ｓ５と端子Ｓ６を接続して、リアクタを並列接続として、リアクタのインダクタンス値＝Ｌ１／２(＝Ｌ２／２)として、半分に減少させ、直流電圧ＶＤＣを上昇させることができる。前記第１の切り替え手段１１と組み合せることで、より効果的に直流電圧ＶＤＣを上昇させることができる。この時、第１の切り替え手段１１は端子Ｓ１とＳ２がオープンとなっており、昇圧用コンデンサの容量＝Ｃ１＝Ｃ２と減少しており、平滑用コンデンサの容量＝Ｃ４／２(＝Ｃ５／２)と増加している。 Further, when high speed operation is required due to the load, the second switching means 15 connects the terminal S3 and the terminal S4 and the terminal S5 and the terminal S6 so that the reactor is connected in parallel, and the reactor inductance value = L1. / 2 (= L2 / 2) can be reduced by half to increase the DC voltage VDC. In combination with the first switching means 11, the DC voltage VDC can be increased more effectively. At this time, the terminals S1 and S2 of the first switching means 11 are open, the capacity of the boosting capacitor is reduced to C1 = C2, and the capacity of the smoothing capacitor = C4 / 2 (= C5 / 2). ) And increasing.

直流電圧ＶＤＣの変化を図７より説明する。なお、電源投入から安定までの制御は図４と同じである。目標電圧ＶＤＣ１は、一定の傾き(ＶＤＣ７−ＶＤＣ１)／(Ｔ７−Ｔ５)で
上昇して、時間Ｔ７には、ＶＤＣ７となる。ここで、０＜Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３、０＜Ｔ１＜Ｔ５＜Ｔ７であり、０＜ＶＤＣ４＜ＶＤＣ１、０＜ＶＤＣ１＜ＶＤＣ７である。また、実施の形態１と比べると、０＜ＶＤＣ４＜ＶＤＣ３＜ＶＤＣ１、０＜ＶＤＣ１＜ＶＤＣ６＜ＶＤＣ７である。 The change of the DC voltage VDC will be described with reference to FIG. Note that the control from power-on to stabilization is the same as in FIG. The target voltage VDC1 rises with a constant slope (VDC7−VDC1) / (T7−T5) and reaches VDC7 at time T7. Here, 0 <T1 <T2 <T3, 0 <T1 <T5 <T7, 0 <VDC4 <VDC1, and 0 <VDC1 <VDC7. Compared to Embodiment 1, 0 <VDC4 <VDC3 <VDC1 and 0 <VDC1 <VDC6 <VDC7.

以上のように、本実施の形態２では、実施の形態１に加え、切り替え手段により、リアクタのインダクタンス値を増加させることで、直流電圧ＶＤＣをさらに降下させ、圧縮機用モータが低速から中速回転領域で、高効率化を行うことができ、また、切り替え手段により、リアクタのインダクタンス値を減少させることで、直流電圧ＶＤＣをさらに上昇させ、圧縮機用モータの高速化を行うことができる。 As described above, in the second embodiment, in addition to the first embodiment, the inductance value of the reactor is increased by the switching means, so that the DC voltage VDC is further lowered, and the compressor motor moves from low speed to medium speed. Efficiency can be improved in the rotation region, and the DC voltage VDC can be further increased and the speed of the compressor motor can be increased by reducing the inductance value of the reactor by the switching means.

(実施の形態３)
図３、８、９を用いて本発明の実施の形態３における空気調和機の電源装置を説明する。 (Embodiment 3)
A power supply device for an air conditioner according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.

図３は同電源装置の制御ブロック図である。実施の形態２の図２のブロック図のコンデンサの容量を可変する第１の切り替え手段１１の代わりに、第３の切り替え手段１７と第４の切り替え手段１８の二つを設けた構成である。以上のように構成された制御ブロックについて、以下その動作、作用を説明する。 FIG. 3 is a control block diagram of the power supply apparatus. Instead of the first switching unit 11 that varies the capacitance of the capacitor in the block diagram of FIG. 2 of the second embodiment, the third switching unit 17 and the fourth switching unit 18 are provided. The operation and action of the control block configured as described above will be described below.

前記実施の形態の様に、圧縮機用モータが低速から中速回転領域である場合、第３の切り替え手段１７で端子Ｓ７と端子Ｓ９を接続し、第４の切り替え手段１８で、端子Ｓ１１と端子Ｓ１２を接続して、昇圧用のコンデンサを容量Ｃ１＋Ｃ４と容量Ｃ２＋Ｃ５として、昇圧用のコンデンサの総容量を増加することができ、整流回路で形成される直流電圧ＶＤＣを降下させることができる。この時、第２の切り替え手段１５は、端子Ｓ３とＳ６が接続され、リアクタのインダクタンス値＝Ｌ１＋Ｌ２である。直流電圧ＶＤＣの変化を図８より説明する。なお、電源投入から安定までの制御は図４と同じである。目標電圧ＶＤＣ１は、一定の傾き(ＶＤＣ１−ＶＤＣ９)／(Ｔ９−Ｔ８)で降下して、時間Ｔ９には、ＶＤＣ９になる。 As in the above embodiment, when the compressor motor is in the low-speed to medium-speed rotation region, the third switching means 17 connects the terminal S7 and the terminal S9, and the fourth switching means 18 connects to the terminal S11. By connecting the terminal S12, the boosting capacitors are the capacitances C1 + C4 and C2 + C5, the total capacitance of the boosting capacitors can be increased, and the DC voltage VDC formed by the rectifier circuit can be lowered. At this time, in the second switching means 15, the terminals S3 and S6 are connected, and the inductance value of the reactor = L1 + L2. The change of the DC voltage VDC will be described with reference to FIG. Note that the control from power-on to stabilization is the same as in FIG. The target voltage VDC1 drops at a constant slope (VDC1-VDC9) / (T9-T8) and reaches VDC9 at time T9.

さらに、負荷から圧縮機用モータに高速化を必要としている場合は、第３の切り替え手段１７で端子Ｓ７と端子Ｓ８を接続し、第４の切り替え手段１８で端子Ｓ１０と端子Ｓ１２を接続し、昇圧用コンデンサの容量＝Ｃ１＝Ｃ２と減少させ、平滑用コンデンサ容量＝Ｃ４＋Ｃ５と増加させ、整流回路で形成される直流電圧ＶＤＣを上昇させることができ、高速化が可能となる。この時、第２の切り替え手段１５は、端子Ｓ３とＳ４が接続され、端子Ｓ５とＳ６が接続され、リアクタのインダクタンス値＝Ｌ１／２(＝Ｌ２／２)である。 Furthermore, when high speed is required from the load to the compressor motor, the third switching means 17 connects the terminals S7 and S8, the fourth switching means 18 connects the terminals S10 and S12, The capacitance of the boosting capacitor is reduced to C1 = C2, and the smoothing capacitor capacitance is increased to C4 + C5, so that the DC voltage VDC formed by the rectifier circuit can be increased, and the speed can be increased. At this time, in the second switching means 15, the terminals S3 and S4 are connected, the terminals S5 and S6 are connected, and the inductance value of the reactor = L1 / 2 (= L2 / 2).

直流電圧ＶＤＣの変化を図９より説明する。なお、電源投入から安定までの制御は図４と同じである。目標電圧ＶＤＣ１は、一定の傾き(ＶＤＣ１１−ＶＤＣ１)／(Ｔ１１−Ｔ１０)で上昇して、時間Ｔ１１には、ＶＤＣ１１となる。ここで、０＜Ｔ１＜Ｔ８＜Ｔ９、０＜Ｔ１＜Ｔ１０＜Ｔ１１であり、０＜ＶＤＣ９＜ＶＤＣ１、０＜ＶＤＣ１＜ＶＤＣ１１である。また、実施の形態１と比べると、０＜ＶＤＣ９＜ＶＤＣ４＜ＶＤＣ１、０＜ＶＤＣ１＜ＶＤＣ６＜ＶＤＣ１１である。 The change of the DC voltage VDC will be described with reference to FIG. Note that the control from power-on to stabilization is the same as in FIG. The target voltage VDC1 rises with a constant slope (VDC11−VDC1) / (T11−T10), and becomes VDC11 at time T11. Here, 0 <T1 <T8 <T9, 0 <T1 <T10 <T11, 0 <VDC9 <VDC1, and 0 <VDC1 <VDC11. Compared to Embodiment 1, 0 <VDC9 <VDC4 <VDC1 and 0 <VDC1 <VDC6 <VDC11.

さらに、直流電圧ＶＤＣを上昇させる時に、実施の形態１では、コンデンサ７（容量Ｃ３）とコンデンサ１２（容量Ｃ４）が直列接続となり、コンデンサ容量がＣ３／２となるが、本実施の形態３では、コンデンサ７（容量Ｃ４）とコンデンサ１２（容量Ｃ５）が並列接続になるため、コンデンサ容量がＣ４＋Ｃ５となり、平滑用としてのコンデンサ容量が大きくなり、リプル電圧を抑えることができる。 Further, when the DC voltage VDC is increased, in the first embodiment, the capacitor 7 (capacitance C3) and the capacitor 12 (capacitance C4) are connected in series, and the capacitor capacity becomes C3 / 2. Since the capacitor 7 (capacitance C4) and the capacitor 12 (capacitance C5) are connected in parallel, the capacitance of the capacitor becomes C4 + C5, the capacitance of the capacitor for smoothing increases, and the ripple voltage can be suppressed.

以上のように、本実施の形態３では、２つのコンデンサの切り替え手段により、昇圧用コンデンサ容量を増加させ、また、リアクタの切り替え手段で、リアクタのインダクタンス値を増加させることで、直流電圧ＶＤＣをより大きく降下させ、圧縮機用モータが低速から中速回転領域で、高効率化を行うことができ、また、２つのコンデンサの切り替え手段により、昇圧用コンデンサの容量を減少させ、平滑用コンデンサ容量を大幅に増加させ、また、リアクタの切り替え手段により、リアクタのインダクタンス値を低下させ、直流電圧ＶＤＣをより大きく上昇させ、圧縮機用モータの高速化を行うことができる。さらに、リプル電圧を抑えることができるため、脱調に強い信頼性の高い電源装置を供給することができる。 As described above, in the third embodiment, the boosting capacitor capacity is increased by the switching means of the two capacitors, and the inductance value of the reactor is increased by the switching means of the reactor, whereby the DC voltage VDC is reduced. The compressor motor can be lowered further, and the efficiency of the compressor motor can be increased in the low to medium speed range. Also, the capacity of the boosting capacitor can be reduced by switching means of two capacitors, and the smoothing capacitor capacity can be reduced. Further, the reactor switching means can reduce the inductance value of the reactor, increase the DC voltage VDC more greatly, and increase the speed of the compressor motor. Further, since the ripple voltage can be suppressed, a highly reliable power supply device that is resistant to step-out can be supplied.

以上のように、本発明にかかる空気調和機の電源装置は、圧縮機用モータの低速と中速回転領域での高効率化と高速化が可能となるので、空気調和機以外にも圧縮機を用い効率改善を目標とした冷蔵庫等の冷蔵・冷凍機器の用途にも適応できる。 As described above, the power supply device for an air conditioner according to the present invention can increase the efficiency and speed of the compressor motor in the low speed and medium speed rotation regions. It can also be used for refrigeration and refrigeration equipment such as refrigerators that aim to improve efficiency.

本発明の実施の形態１における電源装置の構成ブロック図Configuration block diagram of a power supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態２における電源装置の構成ブロック図Configuration block diagram of a power supply apparatus according to Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態３における電源装置の構成ブロック図Configuration block diagram of a power supply apparatus according to Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態１における直流電圧ＶＤＣの減少グラフDecrease graph of DC voltage VDC in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態２における直流電圧ＶＤＣの減少グラフDecrease graph of DC voltage VDC in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態１における直流電圧ＶＤＣの増加グラフIncrease graph of DC voltage VDC in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態２における直流電圧ＶＤＣの増加グラフIncrease graph of DC voltage VDC in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態３における直流電圧ＶＤＣの減少グラフDecrease graph of DC voltage VDC in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態３における直流電圧ＶＤＣの増加グラフIncrease graph of DC voltage VDC in Embodiment 3 of the present invention 従来の電源装置の構成ブロック図Configuration block diagram of conventional power supply

Explanation of symbols

１商用交流電源
２リアクタのインダクタンス値Ｌ１
３ダイオードブリッジ
４コンデンサ（容量Ｃ１）
５コンデンサ（容量Ｃ２）
６整流回路
７コンデンサ（容量Ｃ４）
８インバータ
９圧縮機用モータ
１０直流電圧ＶＤＣ
１１第１の切り替え手段
１２コンデンサ（容量Ｃ５）
１３圧縮機用モータ回転数情報
１４切り替え指示手段
１５第２の切り替え手段
１６リアクタのインダクタンス値Ｌ２
１７第３の切り替え手段
１８第４の切り替え手段 1 Commercial AC power supply 2 Reactor inductance value L1
3 Diode bridge 4 Capacitor (capacitance C1)
5 Capacitor (capacitance C2)
6 Rectifier circuit 7 Capacitor (capacitance C4)
8 Inverter 9 Compressor motor 10 DC voltage VDC
11 First switching means 12 Capacitor (capacitance C5)
13 Compressor motor rotation speed information 14 Switching instruction means 15 Second switching means 16 Reactor inductance value L2
17 Third switching means 18 Fourth switching means

Claims

The AC voltage from the commercial AC power supply is rectified through a reactor by a rectifier circuit including a diode bridge and a boosting capacitor, and is smoothed by a smoothing capacitor to form a DC voltage VDC. In an air conditioner including an inverter for voltage and a compressor motor driven by the inverter, a switching unit is provided between the boosting capacitor and the smoothing capacitor to vary the capacitor capacity. Air conditioner power supply.

The power supply device for an air conditioner according to claim 1, wherein the boosting capacitor capacity is increased by switching means provided between the boosting capacitor and the smoothing capacitor.

2. The air conditioner according to claim 1, wherein a switching means provided between the boosting capacitor and the smoothing capacitor and a switching means are also provided in the reactor to increase the capacitance value of the boosting capacitor and the reactor. Machine power supply.

3. The power supply device for an air conditioner according to claim 2, wherein the boosting capacitor capacity is decreased by switching means provided between the boosting capacitor and the smoothing capacitor to increase the smoothing capacitor capacity.

The switching means provided between the boosting capacitor and the smoothing capacitor, and the switching means are also provided in the reactor, the boosting capacitor capacity and the inductance value of the reactor are decreased, and the smoothing capacitor capacity is increased. Item 4. The air conditioner power supply device according to Item 3.

The power supply device for an air conditioner according to claim 5, wherein two switching means provided between the boosting capacitor and the smoothing capacitor are provided, and the capacitor capacity is varied by switching each of them.