JP2005341777A

JP2005341777A - 電動圧縮機用インバータ制御装置

Info

Publication number: JP2005341777A
Application number: JP2004161050A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Ogino; 強荻野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】電動圧縮機を良好に起動させると共に、予期せぬ異常時の過電流からもシステムを保護することのできる電動圧縮機用インバータ制御装置を提供すること。
【解決手段】電動圧縮機を良好に起動させるための回転数制御を行う起動制御手段１２０と、冷凍冷蔵庫を目標温度に制御するために電動圧縮機の回転数を制御する通常制御手段１２１と、冷凍・冷蔵運転を切換制御するシステム切換手段１２５と前記起動制御手段、通常制御手段、システム切換手段からの信号により過電流設定値を通常時（レベルＡ）か通常時以外（レベルＢ）に選択、決定する切換手段１２６、過電流レベル決定手段１２７とを備え、過電流判定手段にて通常運転時と起動時またはシステム切換時において別々の過電流設定値で過電流判定をすることができる。これにより起動時及びシステム切換時にはレベルＢで、通常運転時にはレベルＡにて過電流保護を行うこととなる。
【選択図】図３

Description

本発明は電動圧縮機用インバータ制御装置に係り、特に過電流保護手段を備えた電動圧縮機用インバータ装置に関するものである。

従来この種の電動圧縮機用インバータ制御装置では、インバータの電流を検出する検出手段を設け、この検出手段で検出された電流が過電流である場合に所定の過電流保護動作を行って、インバータのトランジスタモジュールや電動機巻線の焼損などを防止するようにしている。一方でこの種の電動圧縮機用インバータ制御装置では、負荷の大きさにより通電開始から数秒後になって電動機の起動が可能になる場合があり、通電開始から過電流保護動作を行うと、起動できない間に保護モードに入ってしまい、電動圧縮機の起動に支障をきたすという問題がある。これを防止する制御として、起動時においては過電流保護検知を行わない方法などがある。（例えば、特許文献１参照）
図５、図６、図７は、特許文献１に記載された従来の電動圧縮機用インバータ制御装置を示すものである。図５、図６に示すように電動圧縮機１と凝縮器２、冷却器３が冷媒配管４により接続された冷却システムにおいて圧縮機１はコントローラ５によりインバータ手段６にて制御されており、コントローラ５過電流保護手段として機能し、図６に示す圧縮機１の回転数を制御する起動制御手段７と通常制御手段８と過電流を検知する過電流検知手段９と、起動制御手段７と通常制御手段８の信号を入力し過電流検知を行うか否かを決定する切換手段１０と切換手段１０と過電流検知手段９からの信号を比較しインバータ手段６に信号を出力する過電流判定手段１１から構成されている。
特開２０００−２４５１９６号公報

しかしながら、上記従来の構成では起動制御手段７には切換手段１０にて過電流検知を行わないように制御され、設定されている過電流検知レベル異常の電流が通常制御手段８に移行するまでの間にて発生した場合においても圧縮機１は運転を継続する。したがって電動圧縮機の不具合やインバータの不具合などの予期せぬ異常時にシステムを保護することができないという課題を有していた。（図７参照）
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、電動圧縮機を良好に起動させると共に、予期せぬ異常時の過電流からもシステムを保護することのできる電動圧縮機用インバータ制御装置を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の電動圧縮機用インバータ制御装置は、過電流設定値として通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）と通常運転時以外の過電流設定値（レベルＢ）を有し、切換手段により電動圧縮機の検出電流がいずれかの過電流設定値以上となった場合、スイッチング素子をオフにして電動圧縮機の電流を遮断する。

これによって、通常運転時以外においても過電流検知レベルを設定することができるため、起動に支障がないレベルで、しかも予期せぬ異常においては保護ができるレベルに通常運転時以外の過電流レベルを設定することができる。

また、本発明の電動圧縮機用インバータ制御装置は、冷凍室を冷却する冷凍システムと、冷蔵室を冷却する冷蔵システムをシステム切換手段にて切換え制御する冷凍冷蔵庫において、直流電圧を、複数のスイッチング素子からなるインバータ手段でスイッチングして当該電動圧縮機に印加し、同電動圧縮機を回転制御する一方、電動圧縮機の電流を検出するとともに、該検出電流があらかじめ設定した過電流値以上になったときには過電流保護機能を動作する電動圧縮機の制御方法であって、前記電動圧縮機回転制御手段として起動制御手段と通常制御手段を有すると共に、過電流設定値として通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）と通常運転時以外の過電流設定値（レベルＢ）を有し、切換手段により電動圧縮機の検出電流が、システム切換手段によりシステム切換え時及び起動制御時には過電流設定値（レベルＢ）、それ以外の時には過電流設定値（レベルＡ）のいずれかの過電流設定値以上となった場合、スイッチング素子をオフにして電動圧縮機の電流を遮断する。

これによって、通常運転時以外においても過電流検知レベルを設定することができるため、起動時や冷却システムの切換時などの負荷が変動する場合においても支障がないレベルで、しかも予期せぬ異常においては保護ができるレベルに通常運転時以外の過電流レベルを設定することができる。

本発明の電動圧縮機用インバータ制御装置は、電動圧縮機を良好に起動させると共に、予期せぬ異常時の過電流からもシステムを保護することができる。

また、本発明の電動圧縮機用インバータ制御装置は、起動時以外の冷却システム切換時のように、一時的に負荷が変動し通常の過電流検知レベルでは不要に保護モードとなり、電動圧縮機が停止することによる冷却性能の低下を防止することもできる。

請求項１に記載の発明は、直流電圧を、複数のスイッチング素子からなるインバータ手段でスイッチングして当該電動圧縮機に印加し、同電動圧縮機を回転制御する一方、前記電動圧縮機の電流を検出するとともに、該検出電流があらかじめ設定した過電流値以上になったときには過電流保護機能を動作する電動圧縮機の制御方法であって、前記過電流設定値として通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）と通常運転時以外の過電流設定値（レベルＢ）を有し、切換手段により前記電動圧縮機の検出電流が前記いずれかの過電流設定値以上となった場合、前記スイッチング素子をオフにして前記電動圧縮機の電流を遮断することにより、通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）と、通常運転時以外の過電流設定値（レベルＢ）を設定することができるため、通常運転時以外のインバータモジュールや電動圧縮機巻線の焼損などに至らないレベルで、しかも予期せぬ異常においては保護ができるレベルに通常運転時以外の過電流レベルを設定することができ、電動圧縮機を良好に起動させると共に、予期せぬ異常時の過電流からもシステムを保護することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の過電流設定値を通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）よりも通常運転時以外の過電流設定値（レベルＢ）を高いレベルとしたことにより、通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）と、通常運転時以外の過電流設定値（レベルＢ）を設定することができるため、通常運転時以外のインバータモジュールや電動圧縮機巻線の焼損などに至らないレベルで、しかも予期せぬ異常においては保護ができるレベルに通常運転時以外の過電流レベルを設定することができ、電動圧縮機を良好に起動させると共に、予期せぬ異常時の過電流からもシステムを保護することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１から２に記載の発明の過電流設定値を、切換手段により電動圧縮機の検出電流が、通常制御時には過電流設定値（レベルＡ）に、起動制御時には過電流設定値（レベルＢ）の過電流設定値以上となった場合、スイッチング素子をオフにして電動圧縮機の電流を遮断することにより、起動に支障がないレベルで、しかも予期せぬ異常においては保護ができるレベルに通常運転時以外の過電流レベルを設定することができ、電動圧縮機を良好に起動させると共に、予期せぬ異常時の過電流からもシステムを保護することができる。

請求項４に記載の発明は、冷凍室を冷却する冷凍システムと、冷蔵室を冷却する冷蔵システムをシステム切換手段にて切換え制御する冷凍冷蔵庫において、直流電圧を、複数のスイッチング素子からなるインバータ手段でスイッチングして当該電動圧縮機に印加し、同電動圧縮機を回転制御する一方、前記電動圧縮機の電流を検出するとともに、該検出電流があらかじめ設定した過電流値以上になったときには過電流保護機能を動作する電動圧縮機の制御方法であって、前記過電流設定値として通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）と通常運転時以外の過電流設定値（レベルＢ）を有し、切換手段により前記モータの検出電流が、前記システム切換手段によりシステム切換え時には過電流設定値（レベルＢ）、それ以外の時には過電流設定値（レベルＡ）のいずれかの過電流設定値以上となった場合、前記スイッチング素子をオフにして前記電動圧縮機の電流を遮断することにより、通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）と、システム切換時の過電流設定値（レベルＢ）を設定することができるため、システム切換時の負荷が変動し通常の過電流検知レベルでは不要に保護モードとなり、電動圧縮機が停止することによる冷却性能の低下を防止することもできる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明の過電流設定値を、切換手段により電動圧縮機の検出電流が、システム切換手段によりシステム切換え時及び起動制御時には過電流設定値（レベルＢ）、それ以外の時には過電流設定値（レベルＡ）のいずれかの過電流設定値以上となった場合、スイッチング素子をオフにして電動圧縮機の電流を遮断することにより、通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）と、システム切換時の過電流設定値（レベルＢ）を設定することができるため、起動に支障がないレベルで、しかも予期せぬ異常においては保護ができるレベルに通常運転時以外の過電流レベルを設定することができ、電動圧縮機を良好に起動させると共に、予期せぬ異常時の過電流からもシステムを保護することができる。またシステム切換時の負荷が変動し通常の過電流検知レベルでは不要に保護モードとなり、電動圧縮機が停止することによる冷却性能の低下を防止することもできる。

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この発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における電動圧縮機用インバータ制御装置を組込んだ冷凍冷蔵庫のシステム図、図２は本発明の実施の形態における電動圧縮機用インバータ制御装置を組込んだ冷凍冷蔵庫の別のシステム図、図３は本発明の実施の形態における電動圧縮機用インバータ制御装置の構成図、図４は本発明の実施の形態における電動圧縮機用インバータ制御装置の動作フローチャートを示すものである。

図１において、１０１は電動圧縮機で凝縮器１０２、冷凍用冷却器１０３、冷蔵用冷却器１０４と冷媒配管１０５により接続され冷却システムを構成している。１０６は切換弁で、コントローラ１０７により凝縮器１０２と冷凍用冷却器１０３、冷蔵庫用冷却器１０４の間の配管中に配置され、冷凍用冷却器１０３または冷蔵用冷却器１０４のいずれかに冷媒を流したり、冷凍用冷却器１０３と冷蔵用冷却器１０４の両方に冷媒を流したり、遮断したりする。電動圧縮機１０１はコントローラ１０７によりインバータ手段１０８にて制御されており、コントローラ１０７が過電流保護手段として機能する。尚、インバータ手段１０８には電動圧縮機１０１の電流を制御する複数のスイッチング素子１０９を内蔵している。尚、冷却システムには図２に示すように切換弁１０６にて冷凍用冷却器１０３のみに冷媒を流したり、冷凍用冷却器１０３、冷蔵庫用冷却器１０４の両方に冷媒を流したり、遮断したりするシステムもある。

図３において１２０は起動制御手段で電動圧縮機１０１を良好に起動させる制御を行う、１２１は通常制御手段で起動制御手段１２０により電動圧縮機１０１が起動した後、冷凍冷蔵庫の目標温度と温度センサ（図示せず）により検出した温度により適切な回転数に運転制御する。１２２は冷凍・冷蔵運転判定手段で冷凍庫、冷蔵庫それぞれの目標温度とそれぞれの温度センサ（図示せず）により検出した温度により、冷凍運転か冷蔵運転かを判断し、切換弁１０６に制御信号を出力するとともに切換運転タイマ１２３のカウントを開始する。１２４は切換運転中判定手段で切換運転タイマ１２３のカウントが所定の値に達しているかを判断する。ここで冷凍・冷蔵運転判定手段１２２、切換運転タイマ１２３、切換運転中判定手段１２４をシステム切換手段１２５という。１２６は切換手段で起動制御手段１２０、通常制御手段１２１、切換運転中判定手段１２４からの信号を入力し、１２７の過電流決定手段に信号を出力する。過電流決定手段１２７には過電流設定値として通常運転時の過電流レベルＡと通常以外の過電流レベルＢがあらかじめ設定されており、切換手段１２６からの信号により過電流レベルＡまたは過電流レベルＢを決定し、１２８の過電流判定手段に信号を出力する。１２９は過電流検知手段で電動圧縮機の各相の電流を検出する。過電流判定手段１２８にて過電流検知手段１２９及び過電流決定手段１２７からの信号を比較しインバータ手段１０８を制御する。

以上のように構成された電動圧縮機用インバータ制御装置について、以下その動作、作用を図４を用いて説明する。

まずステップ１にて電動圧縮機１０１が起動制御中か通常制御中かを判定する。通常制御中の場合はステップ２に起動制御中にはステップ３に進める。ステップ２では切換運転中判定手段１２４にて切換タイマ１２３のカウントが所定の値に達しているかにより、冷凍冷蔵庫のシステムが切換運転中（カウントが所定の値に達していない時）か通常運転中（カウントが所定の値に達している時）かを判定する。切換運転中の場合はステップ３に、通常運転中の場合はステップ４に進む。ステップ３においては過電流設定値として通常以外の過電流レベルＢを、ステップ４においては過電流設定値として通常の過電流レベルＡを過電流レベル判定手段１２７にて決定、設定する。次にステップ５にて過電流検知手段１２９より各相電流を入力し、ステップ３またはステップ４にて設定した過電流レベルと比較し、過電流と判定した場合（各相電流が過電流レベルより大きい場合）、ステップ６にてインバータ手段１０８に信号を出力し電動圧縮機１０１を停止制御する。また過電流でない場合（各相電流が過電流レベルより小さい場合）にはステップ７にてインバータ手段１０８により電動圧縮機１０１を継続運転する。

以上のように、本実施の形態においては起動制御手段１２０、通常制御手段１２１及びシステム切換手段１２５からの信号により切換手段１２６で過電流設定値を通常時（レベルＡ）か通常時以外（レベルＢ）に選択決定することにより、通常運転時と起動時またはシステム切換時において別々の過電流設定値を設定することができ、起動に支障がないレベルで、しかも予期せぬ異常においては保護ができるレベルに通常運転時以外の過電流レベルを設定することができ、電動圧縮機を良好に起動させると共に、予期せぬ異常時の過電流からもシステムを保護することができる。またシステム切換時の負荷が変動し通常の過電流検知レベルでは不要に保護モードとなり、電動圧縮機が停止することによる冷却性能の低下を防止することもできる

以上のように、本発明にかかる電動圧縮機用インバータ制御装置は電動圧縮機の起動時や冷凍冷蔵庫のシステム切換時などの負荷が一時的に変動する場合においても、電動圧縮機を不要に停止することなく運転制御することが可能となるので、単一の電動圧縮機に複数の冷却システムを接続して使用するマルチ型エアコンや店舗用オープンショーケースなどの用途にも適用できる。

本発明の実施の形態における電動圧縮機用インバータ制御装置を組込んだ冷凍冷蔵庫のシステム図本発明の実施の形態における電動圧縮機用インバータ制御装置を組込んだ冷凍冷蔵庫の別のシステム図本発明の実施の形態における電動圧縮機用インバータ制御装置の構成図本発明の実施の形態における電動圧縮機用インバータ制御装置の動作フローチャート従来の電動圧縮機用インバータ制御装置を組込んだ冷凍冷蔵庫のシステム図従来の電動圧縮機用インバータ制御装置の動作フローチャート従来の電動圧縮機用インバータ制御装置の異常時の動作フローチャート

符号の説明

１０１電動圧縮機
１０８インバータ手段
１０９スイッチング素子
１２０起動制御手段
１２１通常制御手段
１２５システム切換手段
１２６切換手段
１２９過電流検出手段

Claims

直流電圧を、複数のスイッチング素子からなるインバータ手段でスイッチングして当該電動圧縮機に印加し、同電動圧縮機を回転制御する一方、前記電動圧縮機の電流を検出するとともに、該検出電流があらかじめ設定した過電流値以上になったときには過電流保護機能を動作する電動圧縮機の制御方法であって、前記過電流設定値として通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）と通常運転時以外の過電流設定値（レベルＢ）を有し、切換手段により前記電動圧縮機の検出電流が前記いずれかの過電流設定値以上となった場合、前記スイッチング素子をオフにして前記電動圧縮機の電流を遮断することを特徴とする電動圧縮機用インバータ制御装置。
過電流設定値を通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）よりも通常運転時以外の過電流設定値（レベルＢ）を高いレベルとした請求項１に記載の電動圧縮機用インバータ制御装置。
切換手段により電動圧縮機の検出電流が、通常制御時には過電流設定値（レベルＡ）に、起動制御時には過電流設定値（レベルＢ）の過電流設定値以上となった場合、スイッチング素子をオフにして電動圧縮機の電流を遮断する請求項１または２に記載の電動圧縮機用インバータ制御装置。
冷凍室を冷却する冷凍システムと、冷蔵室を冷却する冷蔵システムをシステム切換手段にて切換え制御する冷凍冷蔵庫において、直流電圧を、複数のスイッチング素子からなるインバータ手段でスイッチングして当該電動圧縮機に印加し、同電動圧縮機を回転制御する一方、前記電動圧縮機の電流を検出するとともに、該検出電流があらかじめ設定した過電流値以上になったときには過電流保護機能を動作する電動圧縮機の制御方法であって、前記過電流設定値として通常運転時の過電流設定値（レベルＡ）と通常運転時以外の過電流設定値（レベルＢ）を有し、切換手段により前記電動圧縮機の検出電流が、前記システム切換手段によりシステム切換え時には過電流設定値（レベルＢ）、それ以外の時には過電流設定値（レベルＡ）のいずれかの過電流設定値以上となった場合、前記スイッチング素子をオフにして前記電動圧縮機の電流を遮断することを特徴とする電動圧縮機用インバータ制御装置。
切換手段により電動圧縮機の検出電流が、システム切換手段によりシステム切換え時及び起動制御時には過電流設定値（レベルＢ）、それ以外の時には過電流設定値（レベルＡ）のいずれかの過電流設定値以上となった場合、スイッチング素子をオフにして電動圧縮機の電流を遮断することを特徴とする請求項４に記載の電動圧縮機用インバータ制御装置。