JP2007198230A - 電動圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 サーマルプロテクタに代わる吐出温度検知手段を備えたインバータ一体型又はインバータ別置き型の電動圧縮機を提供する。
【解決手段】 インバータのパワー素子温度から圧縮機吸入圧力を推定し、モータ回転数とモータ相電流・電圧とからモータトルクを算出し、圧縮機吸入圧力とモータトルクとから圧縮機吐出圧力を推定し、圧縮機吸入圧力と圧縮機吐出圧力とから圧縮機吐出温度を推定する制御装置を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明はインバータ一体型又はインバータ別置き型の電動圧縮機に関するものである。
インバータ一体型の電動圧縮機が特許文献１等に開示されている。
車輛空調用圧縮機には、圧縮機の吐出ポートと空調装置の凝縮器とを接続する冷媒ホース及び圧縮機自体の過熱保護のため、圧縮機の吐出温度を検知するサーマルプロテクタが一般に配設されている。
特開２０００−２９１５５７号公報
サーマルプロテクタの配設は、搭載スペースの確保による圧縮機の設計自由度の低下、サーマルプロテクタ取付部品の追加による圧縮機部品数の増加等の問題を招く。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、サーマルプロテクタに代わる吐出温度検知手段を備えたインバータ一体型又はインバータ別置き型の電動圧縮機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明においては、インバータのパワー素子温度から圧縮機吸入圧力を推定し、モータ回転数とモータ相電流・電圧とからモータトルクを算出し、圧縮機吸入圧力とモータトルクとから圧縮機吐出圧力を推定し、圧縮機吸入圧力と圧縮機吐出圧力とから圧縮機吐出温度を推定する制御装置を備えることを特徴とするインバータ一体型の電動圧縮機を提供する。
インバータのパワー素子には過熱保護のためにサーミスタが搭載されている。インバータ一体型の電動圧縮機においては、インバータのパワー素子は、吸入冷媒により冷却すべく、特許文献１の図１にも示されているように、吸入ポート近傍の圧縮機ハウジングに取り付けられている。従ってインバータのパワー素子に搭載されたサーミスタにより、圧縮機吸入温度を推定し、冷媒の飽和蒸気曲線に基づいて圧縮機吸入圧力を推定することができる。インバータはモータの回転数とモータ相電流・電圧を認識しているので、モータの回転数とモータ相電流・電圧とからモータトルクを算出することができる。圧縮機吸入圧力とモータトルクと圧縮機吐出圧力との相関を予め求めておけば、圧縮機吸入圧力とモータトルクとから圧縮機吐出圧力を推定することができる。圧縮機吸入圧力と圧縮機吐出圧力と圧縮機吐出温度との相関を予め求めておけば、圧縮機吸入圧力と圧縮機吐出圧力とに基づいて圧縮機吐出温度を推定することができる。従って、上記演算を行なう制御装置をインバータ一体型の電動圧縮機に搭載すれば、サーマルプロテクタに代わる吐出温度検知手段を備えたインバータ一体型の電動圧縮機が提供される。
本発明においては、圧縮機吸入圧力を測定し、モータ回転数とモータ相電流・電圧とからモータトルクを算出し、圧縮機吸入圧力とモータトルクとから圧縮機吐出圧力を推定し、圧縮機吸入圧力と圧縮機吐出圧力とから圧縮機吐出温度を推定する制御装置を備えることを特徴とするインバータ別置き型の電動圧縮機を提供する。
本発明においては、圧縮機吸入温度を計測し、前記温度から圧縮機吸入圧力を推定し、モータ回転数とモータ相電流・電圧とからモータトルクを算出し、圧縮機吸入圧力とモータトルクとから圧縮機吐出圧力を推定し、圧縮機吸入圧力と圧縮機吐出圧力とから圧縮機吐出温度を推定する制御装置を備えることを特徴とするインバータ別置き型の電動圧縮機を提供する。
本発明においては、吸入ポート近傍の圧縮機ハウジング温度を計測し、前記温度から圧縮機吸入圧力を推定し、モータ回転数とモータ相電流・電圧とからモータトルクを算出し、圧縮機吸入圧力とモータトルクとから圧縮機吐出圧力を推定し、圧縮機吸入圧力と圧縮機吐出圧力とから圧縮機吐出温度を推定する制御装置を備えることを特徴とするインバータ別置き型の電動圧縮機を提供する。
インバータ別置き型の電動圧縮機にも本発明は適用可能である。インバータ別置き型の電動圧縮機においては、圧力センサーを配設して圧縮機吸入圧力を測定し、或いは温度センサーを配設して圧縮機吸入温度又は吸入ポート近傍の圧縮機ハウジング温度を計測し、前記温度から圧縮機吸入圧力を推定すれば良い。
本発明の好ましい態様においては、制御装置は、圧縮機吐出温度が所定値以上の場合、圧縮機の運転を停止させる。
圧縮機吐出温度が所定値以上の場合、圧縮機の運転を停止させることにより、圧縮機の吐出ポートと空調装置の凝縮器とを接続する冷媒ホース及び圧縮機自体の過熱を阻止することができる。
本発明により、サーマルプロテクタに代わる吐出温度検知手段を備えたインバータ一体型又はインバータ別置き型の電動圧縮機が提供される。
本発明の実施例に係るインバータ一体型の電動式圧縮機を説明する。
図１に示すように、インバータ一体型の電動式圧縮機Ａは、回転子１ａと固定子１ｂと出力軸１ｃとを有する三相同期モータ、三相誘導モータ等の三相モータ１と、三相モータ１の出力軸１ｃにより旋回駆動される可動スクロール２ａと可動スクロール２ａとかみ合って作動空間を形成する固定スクロール２ｂと可動スクロール２ａの回転防止機構２ｃとを有するスクロール式の圧縮部２とを備えている。三相モータ１とスクロール式の圧縮部２とは、吸入ポート３ａと吐出ポート３ｂとが形成されたハウジング３内に収納されている。
吸入ポート３ａ近傍のハウジング端壁３ｃに、密封端子４が取り付けられている。
密封端子４の３本のボルトに一端が固定された３本の配線５が、三相モータ１の三相の入力端子に接続されている。
三相モータ１の駆動回路６がハウジング端壁３ｃ外面に固定されている。駆動回路６は、パワー素子を有するインバータ６ａとパワー素子制御回路６ｂとを備えている。
ハウジング３の周壁が端壁３ｃを超えて延在し、当該周壁の端部に蓋部材７が取り付けられて駆動回路６を覆い、駆動回路６を外力から保護している。
インバータ一体型の電動式圧縮機Ａにおいては、駆動回路６から供給される大電流の三相電力により三相モータ１が駆動され、三相モータ１により圧縮部２の可動スクロール２ａが旋回駆動される。吸入ポート３ａからハウジング３内へ取り込まれた冷媒ガスが、回転子１ａと固定子１ｂとの間の隙間を通って圧縮部２へ流れ、圧縮部２の作動空間内で圧縮され、吐出ポート３ｂから吐出される。
インバータ６ａのパワー素子には過熱保護のためにサーミスタが搭載されている。またインバータ６ａのパワー素子は、吸入冷媒により冷却すべく、吸入ポート３ａ近傍のハウジング端壁３ｃに取り付けられている。従ってインバータ６ａのパワー素子に搭載されたサーミスタにより、圧縮機吸入温度Ｔｓを推定することができ、ひいては冷媒の飽和蒸気曲線に基づいて圧縮機吸入圧力Ｐｓを推定することができる。
インバータ６ａは三相モータ１の回転数とモータ相電流・電圧を認識しているので、三相モータ１の回転数とモータ相電流・電圧とから三相モータ１のトルクＴｑを算出することができる。
圧縮機吸入圧力ＰｓとモータトルクＴｑと圧縮機吐出圧力Ｐｄとの間の、図２に例示するような相関Ｘを予め求めておけば、圧縮機吸入圧力ＰｓとモータトルクＴｑとから圧縮機吐出圧力Ｐｄを推定することができる。
圧縮機吸入圧力Ｐｓと圧縮機吐出圧力Ｐｄと圧縮機吐出温度Ｔｄとの間の、図３に例示するような相関Ｙを予め求めておけば、圧縮機吸入圧力Ｐｓと圧縮機吐出圧力Ｐｄとに基づいて圧縮機吐出温度Ｔｄを推定することができる。
インバータ一体型の電動式圧縮機Ａが備える駆動回路６には、相関Ｘと相関Ｙとを記憶した記憶装置と、上述の演算を行なう演算装置とが組み込まれている。従ってインバータ一体型の電動式圧縮機Ａは、サーマルプロテクタに代わる吐出温度検知手段を備えている。
駆動回路６は、圧縮機吐出温度Ｔｄが所定値以上の場合、三相モータ１への電力供給を停止して、インバータ一体型の電動式圧縮機Ａの運転を停止させる。この結果、インバータ一体型の電動式圧縮機Ａの吐出ポート３ｂと空調装置の凝縮器とを接続する冷媒ホース及びインバータ一体型の電動式圧縮機Ａ自体の過熱が阻止される。
インバータ別置き型の電動圧縮機にも本発明は適用可能である。インバータ別置き型の電動圧縮機においては、パワー素子を有するインバータ６ａとパワー素子制御回路６ｂとを備える駆動回路６は圧縮機とは別置きになるので、インバータ６ａのパワー素子に搭載されたサーミスタを用いて圧縮機吸入温度Ｔｓを推定することができない。従って、圧力センサーを配設して圧縮機吸入圧力Ｐｓを直接測定し、或いは温度センサーを別途配設して圧縮機吸入温度又は吸入ポート近傍の圧縮機ハウジング温度を計測し、前記温度から圧縮機吸入圧力Ｐｓを推定すれば良い。
本発明は三相モータを備える電動式圧縮機のみならず、単相、二相、三相を超える複数相のモータを備えるインバータ一体型又はインバータ別置き型の電動式圧縮機にも適用可能である。
本発明の実施例に係るインバータ一体型の電動式スクロール型圧縮機の断面図である。 圧縮機吸入圧力ＰｓとモータトルクＴｑと圧縮機吐出圧力Ｐｄとの間の相関を例示する図である。 圧縮機吸入圧力Ｐｓと圧縮機吐出圧力Ｐｄと圧縮機吐出温度Ｔｄとの間の相関を例示する図である。
符号の説明
１ 三相モータ
２ 圧縮部
３ ハウジング
３ａ 吸入ポート
３ｃ 端壁
６ 駆動回路
６ａ インバータ
７ 蓋部材

Claims (5)

  1. インバータのパワー素子温度から圧縮機吸入圧力を推定し、モータ回転数とモータ相電流・電圧とからモータトルクを算出し、圧縮機吸入圧力とモータトルクとから圧縮機吐出圧力を推定し、圧縮機吸入圧力と圧縮機吐出圧力とから圧縮機吐出温度を推定する制御装置を備えることを特徴とするインバータ一体型の電動圧縮機。
  2. 圧縮機吸入圧力を測定し、モータ回転数とモータ相電流・電圧とからモータトルクを算出し、圧縮機吸入圧力とモータトルクとから圧縮機吐出圧力を推定し、圧縮機吸入圧力と圧縮機吐出圧力とから圧縮機吐出温度を推定する制御装置を備えることを特徴とするインバータ別置き型の電動圧縮機。
  3. 圧縮機吸入温度を計測し、前記温度から圧縮機吸入圧力を推定し、モータ回転数とモータ相電流・電圧とからモータトルクを算出し、圧縮機吸入圧力とモータトルクとから圧縮機吐出圧力を推定し、圧縮機吸入圧力と圧縮機吐出圧力とから圧縮機吐出温度を推定する制御装置を備えることを特徴とするインバータ別置き型の電動圧縮機。
  4. 吸入ポート近傍の圧縮機ハウジング温度を計測し、前記温度から圧縮機吸入圧力を推定し、モータ回転数とモータ相電流・電圧とからモータトルクを算出し、圧縮機吸入圧力とモータトルクとから圧縮機吐出圧力を推定し、圧縮機吸入圧力と圧縮機吐出圧力とから圧縮機吐出温度を推定する制御装置を備えることを特徴とするインバータ別置き型の電動圧縮機。
  5. 制御装置は、圧縮機吐出温度が所定値以上の場合、圧縮機の運転を停止させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電動圧縮機。
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