JP2008099507A - Inverter for air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機駆動用モータの巻線からアースに浮遊容量を介して流れる高周波漏れ電流の低減を目的とした空気調和機用インバータ装置に関するものである。 The present invention relates to an inverter device for an air conditioner intended to reduce high-frequency leakage current flowing from a winding of a compressor driving motor to ground via a stray capacitance.
従来、この種の空気調和機用インバータ装置は、漏れ電流の如何に関わらず、一定のキャリア周波数でインバータを駆動している(例えば、特許文献1参照)。そのため、インバータのチョッピングに伴い、圧縮機とアース間の浮遊容量を介して高周波の漏れ電流が流れる。この漏れ電流は、浮遊容量、キャリア周波数、電源電圧に比例する。 Conventionally, this type of inverter device for an air conditioner drives an inverter at a constant carrier frequency regardless of leakage current (see, for example, Patent Document 1). Therefore, with the chopping of the inverter, a high-frequency leakage current flows through the stray capacitance between the compressor and the ground. This leakage current is proportional to stray capacitance, carrier frequency, and power supply voltage.
この高周波漏れ電流は、交流電源へと誘電的に伝わり、当該空気調和機用インバータ装置に悪影響を及ぼしたり、他の機器やブレーカなどの誤動作を引き起こす恐れがある。 This high-frequency leakage current is dielectrically transmitted to the AC power source, which may adversely affect the air conditioner inverter device or cause malfunctions of other devices and breakers.
図4は、特許文献1に記載された従来の空気調和機用インバータ装置を示すものである。図4に示すように、三相巻線を有するモータを密閉ケースに収容した圧縮機1と、供給電源12と、コンバータ4と、平滑コンデンサ5と、インバータ6と、電流センサ13と、制御装置14から構成されている。
しかしながら、前記従来の構成では、漏れ電流を検知していないので、周囲環境(温度・湿度)に伴う浮遊容量の誘電率の変化や、経年変化による漏れ電流の増加には対処できず、当該空気調和機用インバータ装置に悪影響を及ぼしたり、他の機器やブレーカなどの誤動作を引き起こす、という課題を有していた。 However, since the conventional configuration does not detect the leakage current, it cannot cope with the change in the dielectric constant of the stray capacitance due to the surrounding environment (temperature / humidity) or the increase in the leakage current due to aging. It had the subject of having a bad influence on the inverter apparatus for harmonic machines, or causing malfunction of other apparatuses, a breaker, etc.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機駆動用モータの巻線からアースに浮遊容量を介して流れる高周波漏れ電流を低減する空気調和機用インバータ装置を提供することを目的としたものである。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide an inverter device for an air conditioner that reduces high-frequency leakage current flowing from a winding of a compressor driving motor to ground via a stray capacitance. It is a thing.
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インバータ装置は、三相巻線を有するモータを密閉ケースに収容しアースとの間に浮遊容量が存在する圧縮機と、交流電源の電圧を直流電圧に変換するコンバータと、前記交流電源とコンバータとの間に設けられ、前記浮遊容量に流れる漏れ電流を検出する漏れ電流検出器と、この漏れ電流検出器の出力とあらかじめ設定された第1の漏れ電流閾値との差を比較する第1の比較器と、圧縮機に印加される電圧である圧縮機電圧を前記圧縮機の運転周波数よりも高いキャリア周波数でチョッピングして、前記圧縮機を駆動するモータに印加される電圧を制御する電圧型PWM方式のインバータと、平滑コンデンサとインバータとの間に設けられ、前記第1の比較器の出力と前記インバータより出力されるDuty信号に応じて圧縮機電圧と前記インバータのキャリア周波数を制御する圧縮機制御器とを備え、前記漏れ電流が前記第1の漏れ電流閾値よりも大きければ、前記圧縮機電圧を降圧させるが、前記Duty信号が前記圧縮機制御器内部にあらかじめ設定された第1のDuty閾値よりも大きくなり、まだ前記漏れ電流が前記第1の漏れ電流閾値よりも大きければ、圧縮機電圧の降圧を保持し、前記キャリア周波数を低下させることを特徴としたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, an inverter device for an air conditioner according to the present invention includes a compressor in which a motor having a three-phase winding is housed in a hermetically sealed case and a stray capacitance is present between the ground and an AC power source. A converter that converts the voltage of the current into a DC voltage, a leakage current detector that is provided between the AC power supply and the converter and detects a leakage current flowing in the stray capacitance, and an output of the leakage current detector is preset. A first comparator that compares the difference between the first leakage current threshold and a compressor voltage that is a voltage applied to the compressor at a carrier frequency higher than the operating frequency of the compressor; A voltage-type PWM inverter that controls a voltage applied to a motor that drives the compressor; and a smoothing capacitor and an inverter, the output of the first comparator and the inverter A compressor controller that controls a compressor voltage and a carrier frequency of the inverter according to a duty signal output from the inverter, and if the leakage current is larger than the first leakage current threshold, the compressor voltage is If the duty signal becomes larger than the first duty threshold value preset in the compressor controller and the leakage current is still larger than the first leakage current threshold value, the compressor voltage is reduced. The step-down is maintained and the carrier frequency is lowered.
これによって、周囲環境や経年変化などで高周波漏れ電流が増加した場合、まず圧縮機
電圧を降圧させるが、インバータのDutyが一定値以上となっても高周波漏れ電流が設定値以上ならば、圧縮機を駆動するモータの回転数が保つことができなくなるため、圧縮機電圧の降圧を停止して、インバータのキャリア周波数を低下させることで高周波漏れ電流を低減することが可能となるため、上記課題を解決することができる。
As a result, when the high frequency leakage current increases due to the surrounding environment, aging, etc., the compressor voltage is first stepped down. If the high frequency leakage current is equal to or higher than the set value even if the inverter duty is higher than a certain value, the compressor Since the rotation speed of the motor that drives the motor cannot be maintained, it is possible to reduce the high frequency leakage current by stopping the step-down of the compressor voltage and lowering the carrier frequency of the inverter. Can be solved.
また、本発明の空気調和機用インバータ装置は、三相巻線を有するモータを密閉ケースに収容しアースとの間に浮遊容量が存在する圧縮機と、交流電源の電圧を直流電圧に変換するコンバータと、前記交流電源とコンバータとの間に設けられ、前記浮遊容量に流れる漏れ電流を検出する漏れ電流検出器と、この漏れ電流検出器の出力とあらかじめ設定された第1の漏れ電流閾値との差を比較する第1の比較器と、前記漏れ電流検出器の出力とあらかじめ設定された第1の漏れ電流閾値よりも小さい第2の漏れ電流閾値との差を比較する第2の比較器と、圧縮機に印加される電圧である圧縮機電圧を前記圧縮機の運転周波数よりも高いキャリア周波数でチョッピングして、前記圧縮機を駆動するモータに印加される電圧を制御する電圧型PWM方式のインバータと、平滑コンデンサとインバータとの間に設けられ、前記第1の比較器の出力と前記第2の比較器の出力及び前記インバータより出力されるDuty信号に応じて圧縮機電圧と前記インバータのキャリア周波数を制御する圧縮機制御器とを備え、前記漏れ電流が漏れ電流が前記第1の漏れ電流閾値よりも大きければ、前記圧縮機電圧を降圧させるが、前記Duty信号が前記圧縮機制御器内部にあらかじめ設定された第1のDuty閾値よりも大きくなり、まだ前記漏れ電流が前記第1の漏れ電流閾値よりも大きければ、圧縮機電圧の降圧を保持し、前記キャリア周波数を低下させ、逆に、前記漏れ電流が前記第2の漏れ電流閾値よりも小さければ、前記キャリア周波数を上昇させ、キャリア周波数が初期の値まで上昇しても、まだ前記漏れ電流が前記第2の漏れ電流よりも小さければ、前記圧縮機電圧を昇圧させることと特徴としたものである。 The inverter device for an air conditioner according to the present invention converts a voltage of an AC power source into a DC voltage and a compressor in which a motor having a three-phase winding is housed in a sealed case and has a stray capacitance between the motor and the ground. A leakage current detector that is provided between the converter, the AC power supply, and the converter and detects a leakage current flowing through the stray capacitance; an output of the leakage current detector; and a preset first leakage current threshold value; A first comparator for comparing a difference between the second leakage current threshold and a second comparator for comparing a difference between an output of the leakage current detector and a second leakage current threshold smaller than a preset first leakage current threshold. And a voltage type PWM that controls the voltage applied to the motor that drives the compressor by chopping the compressor voltage, which is the voltage applied to the compressor, at a carrier frequency higher than the operating frequency of the compressor. Provided between the inverter of the equation, the smoothing capacitor and the inverter, the compressor voltage and the output according to the output of the first comparator, the output of the second comparator and the duty signal output from the inverter A compressor controller for controlling the carrier frequency of the inverter, and if the leakage current is greater than the first leakage current threshold, the compressor voltage is reduced, but the Duty signal is the compressor If it becomes larger than the first duty threshold set in advance in the controller and the leakage current is still larger than the first leakage current threshold, the voltage drop of the compressor is maintained and the carrier frequency is lowered. On the contrary, if the leakage current is smaller than the second leakage current threshold, the carrier frequency is increased, and the carrier frequency is increased to an initial value. , Those still if the leakage current is less than the second leakage current, which was decided and features to boost the compressor voltage.
これによって、周囲環境や経年変化などで高周波漏れ電流が増加した場合、まず圧縮機電圧を降圧させるが、インバータのDutyが一定値以上となっても高周波漏れ電流が設定値以上ならば、圧縮機を駆動するモータの回転数が保つことができなくなるため、圧縮機電圧を保持して、インバータのキャリア周波数を低下させることで高周波漏れ電流を低減することが可能となるため、上記課題を解決することができる。逆に高周波漏れ電流が低下した場合、キャリア周波数を上昇させていき、キャリア周波数が初期の値に達しても、まだ高周波漏れ電流が設定値よりも低ければ、圧縮機電圧の昇圧を行うことが可能となるため、圧縮機を駆動するモータの回転数を上昇させることが可能となり、結果、高周波漏れ電流をある一定の幅に制御することが可能となる。 As a result, when the high frequency leakage current increases due to the surrounding environment, aging, etc., the compressor voltage is first stepped down. Since the rotation speed of the motor that drives the motor cannot be maintained, the high frequency leakage current can be reduced by maintaining the compressor voltage and lowering the carrier frequency of the inverter. be able to. Conversely, if the high-frequency leakage current decreases, the carrier frequency is increased, and even if the carrier frequency reaches the initial value, if the high-frequency leakage current is still lower than the set value, the compressor voltage can be boosted. Therefore, it is possible to increase the rotation speed of the motor that drives the compressor, and as a result, it is possible to control the high-frequency leakage current to a certain width.
本発明の空気調和機用インバータ装置は、高周波漏れ電流があらかじめ設定された閾値に応じて、圧縮機電圧を降圧・昇圧、キャリア周波数を上昇・低価させ、結果、高周波漏れ電流をあらかじめ設定された閾値以下に低減することが可能となり、漏れ電流による感電への安全性の確保が可能となる。 In the inverter device for an air conditioner of the present invention, the compressor voltage is stepped down / boosted and the carrier frequency is raised / lowered according to a preset threshold value, and as a result, the high frequency leakage current is preset. It is possible to reduce the threshold value to less than the threshold value, and it is possible to ensure safety against electric shock due to leakage current.
第1の発明は、三相巻線を有するモータを密閉ケースに収容しアースとの間に浮遊容量が存在する圧縮機と、交流電源の電圧を直流電圧に変換するコンバータと、前記交流電源とコンバータとの間に設けられ、前記浮遊容量に流れる漏れ電流を検出する漏れ電流検出器と、この漏れ電流検出器の出力とあらかじめ設定された第1の漏れ電流閾値との差を比較する第1の比較器と、圧縮機に印加される電圧である圧縮機電圧を前記圧縮機の運転周波数よりも高いキャリア周波数でチョッピングして、前記圧縮機を駆動するモータに印加される電圧を制御する電圧型PWM方式のインバータと、平滑コンデンサとインバータとの間に設けられ、前記第1の比較器の出力と前記インバータより出力されるDuty信号
に応じて圧縮機電圧と前記インバータのキャリア周波数を制御する圧縮機制御器とを備え、前記漏れ電流が前記第1の漏れ電流閾値よりも大きければ、前記圧縮機電圧を降圧させるが、前記Duty信号が前記圧縮機制御器内部にあらかじめ設定された第1のDuty閾値よりも大きくなり、まだ前記漏れ電流が前記第1の漏れ電流閾値よりも大きければ、圧縮機電圧の降圧を保持し、前記キャリア周波数を低下させることを特徴とした空気調和機用インバータ装置とすることにより、周囲環境や経年変化などで高周波漏れ電流が増加した場合、まず圧縮機電圧を降圧させるが、インバータのDutyが一定値以上となっても高周波漏れ電流が設定値以上ならば、圧縮機を駆動するモータの回転数が保つことができなくなるため、圧縮機電圧の降圧を停止して、インバータのキャリア周波数を低下させることで高周波漏れ電流を低減することが可能となり、漏れ電流による感電への安全性が確保できる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a compressor in which a motor having a three-phase winding is housed in a hermetically sealed case and a stray capacitance is present between the motor, a converter for converting a voltage of an AC power source into a DC voltage, and the AC power source A leakage current detector provided between the converter and configured to detect a leakage current flowing in the stray capacitance, and a first difference for comparing a difference between an output of the leakage current detector and a preset first leakage current threshold value. And a voltage for controlling the voltage applied to the motor driving the compressor by chopping the compressor voltage, which is the voltage applied to the compressor, at a carrier frequency higher than the operating frequency of the compressor Type PWM inverter, a smoothing capacitor, and an inverter. The compressor voltage and the inverter are set in accordance with the output of the first comparator and the duty signal output from the inverter. A compressor controller for controlling the carrier frequency of the compressor, and if the leakage current is greater than the first leakage current threshold, the compressor voltage is stepped down; however, the Duty signal is the compressor controller. If the leakage current is larger than the first preset duty threshold value set in advance and the leakage current is still larger than the first leakage current threshold value, the step-down of the compressor voltage is maintained and the carrier frequency is decreased. By using the inverter device for air conditioners as a feature, when the high-frequency leakage current increases due to the ambient environment or aging, the compressor voltage is first stepped down. If the leakage current is equal to or higher than the set value, the rotation speed of the motor that drives the compressor cannot be maintained. It is possible to reduce high-frequency leakage current by lowering the carrier frequency, safety for electric shock due to leakage current can be secured.
第2の発明は、三相巻線を有するモータを密閉ケースに収容しアースとの間に浮遊容量が存在する圧縮機と、交流電源の電圧を直流電圧に変換するコンバータと、前記交流電源とコンバータとの間に設けられ、前記浮遊容量に流れる漏れ電流を検出する漏れ電流検出器と、この漏れ電流検出器の出力とあらかじめ設定された第1の漏れ電流閾値との差を比較する第1の比較器と、前記漏れ電流検出器の出力とあらかじめ設定された第1の漏れ電流閾値よりも小さい第2の漏れ電流閾値との差を比較する第2の比較器と、圧縮機に印加される電圧である圧縮機電圧を前記圧縮機の運転周波数よりも高いキャリア周波数でチョッピングして、前記圧縮機を駆動するモータに印加される電圧を制御する電圧型PWM方式のインバータと、平滑コンデンサとインバータとの間に設けられ、前記第1の比較器の出力と前記第2の比較器の出力及び前記インバータより出力されるDuty信号に応じて圧縮機電圧と前記インバータのキャリア周波数を制御する圧縮機制御器とを備え、前記漏れ電流が漏れ電流が前記第1の漏れ電流閾値よりも大きければ、前記圧縮機電圧を降圧させるが、前記Duty信号が前記圧縮機制御器内部にあらかじめ設定された第1のDuty閾値よりも大きくなり、まだ前記漏れ電流が前記第1の漏れ電流閾値よりも大きければ、圧縮機電圧の降圧を保持し、前記キャリア周波数を低下させ、逆に、前記漏れ電流が前記第2の漏れ電流閾値よりも小さければ、前記キャリア周波数を上昇させ、キャリア周波数が初期の値まで上昇しても、まだ前記漏れ電流が前記第2の漏れ電流よりも小さければ、前記圧縮機電圧を昇圧させることと特徴とした空気調和機用インバータ装置とすることにより、周囲環境や経年変化などで高周波漏れ電流が増加した場合、まず圧縮機電圧を降圧させるが、インバータのDutyが一定値以上となっても高周波漏れ電流が設定値以上ならば、圧縮機を駆動するモータの回転数が保つことができなくなるため、圧縮機電圧を保持して、インバータのキャリア周波数を低下させることで高周波漏れ電流を低減することが可能となり、漏れ電流による感電への安全性が確保できる。その上、逆に高周波漏れ電流が低下した場合、キャリア周波数を上昇させていき、キャリア周波数が初期の値に達しても、まだ高周波漏れ電流が設定値よりも低ければ、圧縮機電圧の昇圧を行うことが可能となるため、圧縮機を駆動するモータの回転数を上昇させることが可能となり、結果、高周波漏れ電流をある一定の幅に制御することが可能となる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a compressor in which a motor having a three-phase winding is housed in a sealed case and has a stray capacitance between the ground, a converter for converting a voltage of an AC power source into a DC voltage, and the AC power source A leakage current detector provided between the converter and configured to detect a leakage current flowing in the stray capacitance, and a first difference for comparing a difference between an output of the leakage current detector and a preset first leakage current threshold value. Applied to the compressor, a second comparator for comparing a difference between an output of the leakage current detector and a second leakage current threshold value smaller than a first leakage current threshold value set in advance. A voltage-type PWM inverter that controls the voltage applied to the motor that drives the compressor by chopping the compressor voltage, which is a voltage generated by the compressor, at a carrier frequency higher than the operating frequency of the compressor; The compressor voltage and the carrier frequency of the inverter are controlled according to the output of the first comparator, the output of the second comparator, and the duty signal output from the inverter. A compressor controller configured to reduce the compressor voltage if the leakage current is greater than the first leakage current threshold, but the Duty signal is preset in the compressor controller. If the leakage current is still greater than the first leakage current threshold, the compressor voltage step-down is maintained, the carrier frequency is decreased, and conversely, the leakage current is decreased. If the current is smaller than the second leakage current threshold, the carrier frequency is increased, and even if the carrier frequency is increased to an initial value, the leakage current is still If the leakage current is smaller than the leakage current, the inverter voltage for the air conditioner is characterized by boosting the compressor voltage. However, if the high-frequency leakage current is equal to or higher than the set value even if the inverter duty is equal to or higher than a certain value, the rotational speed of the motor that drives the compressor cannot be maintained. By reducing the carrier frequency of the inverter, it is possible to reduce high-frequency leakage current, and safety against electric shock due to leakage current can be ensured. In addition, if the high-frequency leakage current decreases, the carrier frequency is increased, and if the high-frequency leakage current is still lower than the set value even if the carrier frequency reaches the initial value, the compressor voltage is increased. Therefore, it is possible to increase the number of rotations of the motor that drives the compressor, and as a result, it is possible to control the high-frequency leakage current to a certain width.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明の漏れ電流検出器を、平滑コンデンサと圧縮機制御器の間に設けることにより、交流側と直流側の絶縁が不要となり、低コストを図ることができる。 In particular, the leakage current detector according to the first or second aspect of the present invention is provided between the smoothing capacitor and the compressor controller, so that the insulation between the AC side and the DC side becomes unnecessary, and the cost is reduced. Can be planned.
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は、本発明第1の実施の形態における空気調和機用インバータ装置のブロック図を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a block diagram of an inverter device for an air conditioner according to a first embodiment of the present invention.
図1において、1は三相巻線を有したモータを密閉ケースに収容した圧縮機、2は圧縮機1とアースとの間に浮遊する浮遊容量、3は交流電源、4は交流電源3の電圧を直流電圧に変換するコンバータ、5はコンバータ4で整流された直流電圧を平滑する平滑コンデンサ、6は浮遊容量2に流れる高周波漏れ電流を検出する漏れ電流検出器、7は漏れ電流検出器6の出力と第1の漏れ電流閾値との差を比較する第1の比較器、8は印加された電圧である圧縮機電圧をキャリア周波数でチョッピングして圧縮機1を駆動するモータに印加される電圧を制御する電圧型PWM方式のインバータ、9は平滑コンデンサ5とインバータ8との間に設けられ、第1の比較器7の出力とインバータ8からのDuty信号に応じて圧縮機に印加する電圧である圧縮機電圧及びキャリア周波数を制御する圧縮機制御器である。
In FIG. 1, 1 is a compressor in which a motor having a three-phase winding is housed in a sealed case, 2 is a stray capacitance floating between the compressor 1 and the ground, 3 is an AC power supply, 4 is an AC power supply 3 A converter that converts a voltage into a DC voltage, 5 is a smoothing capacitor that smoothes the DC voltage rectified by the
以上のように構成された空気調和機用インバータ装置について、以下にその動作、作用を説明する。 About the inverter apparatus for air conditioners comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
交流電源3の電圧をコンバータ4で直流電源に変換したのち、平滑コンデンサ5で平滑し、リプルの小さい直流電圧に整流する。この直流電圧を第1の比較器7の出力とインバータ8から出力されるDuty信号に応じて、圧縮機電圧を昇圧もしくは降圧する。この調整された圧縮機電圧をインバータ9でキャリア周波数にてチョッピングして、圧縮機駆動用モータに印加される電圧を制御し、圧縮機1の運転周波数を制御している。
After the voltage of the
ここで、浮遊容量2に流れる高周波漏れ電流が増加すると、漏れ電流検出器6の出力が増加する。この出力が第1の漏れ電流閾値よりも大きくなると、第1の比較器7の出力が反転する。第1の比較器7の出力が反転すると、圧縮機制御器9は直流電圧を降圧させる動作を行う。圧縮機電圧が低下すると、電圧に比例した高周波漏れ電流が低下する。この低下した高周波漏れ電流による漏れ電流検出器6の出力が、まだ第1の漏れ電流閾値よりも大きいと、一層の降圧を図り、逆に第1の漏れ電流閾値よりも小さいと、その圧縮機電圧で固定する。しかし、インバータ8からのDuty信号が一定値以上となっても、第1の比較器6の出力が反転したままであれば、圧縮機を駆動するモータの回転数が保つことができなくなるため、圧縮機電圧の降圧を停止し、圧縮機制御器9はインバータ8のキャリア周波数を低下させる動作を行う。キャリア周波数が低下すると、周波数に比例した高周波漏れ電流が低下する。この低下した高周波漏れ電流による漏れ電流検出器6の出力が、まだ第1の漏れ電流閾値よりも大きいと、一層のキャリア周波数の低下を図り、逆に第1の漏れ電流閾値よりも小さいと、そのキャリア周波数で固定する。
Here, when the high-frequency leakage current flowing through the
以上のように、本実施の形態においては、高周波漏れ電流が増加した場合、圧縮機電圧の降圧およびキャリア周波数の低下を図ることで、高周波漏れ電流を低減させることが可能となる。 As described above, in the present embodiment, when the high-frequency leakage current increases, the high-frequency leakage current can be reduced by reducing the compressor voltage and lowering the carrier frequency.
(実施の形態2)
図2は、本発明第2の実施の形態における空気調和機用インバータ装置のブロック図を示すものである。
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows a block diagram of an inverter device for an air conditioner according to the second embodiment of the present invention.
図2において、1は三相巻線を有したモータを密閉ケースに収容した圧縮機、2は圧縮機1とアースとの間に浮遊する浮遊容量、3は交流電源、4は交流電源3の電圧を直流電圧に変換するコンバータ、5はコンバータ4で整流された直流電圧を平滑する平滑コンデンサ、6は浮遊容量2に流れる高周波漏れ電流を検出する漏れ電流検出器、7は漏れ電流検出器6の出力と第1の漏れ電流閾値との差を比較する第1の比較器、10は漏れ電流検出器6の出力と第1の漏れ電流閾値よりも小さい第2の漏れ電流閾値との差を比較する第2の比較器、8は圧縮機電圧をキャリア周波数でチョッピングして圧縮機1を駆動するモ
ータに印加される電圧を制御する電圧型PWM方式のインバータ、9は平滑コンデンサ5とインバータ8との間に設けられ、第1の比較器7の出力と第2の比較器10及びインバータ8からのDuty信号に応じて圧縮機に印加する電圧である圧縮機電圧及びキャリア周波数を制御する圧縮機制御器である。
In FIG. 2, 1 is a compressor in which a motor having a three-phase winding is housed in a sealed case, 2 is a floating capacity floating between the compressor 1 and the ground, 3 is an AC power source, 4 is an AC power source 3 A converter that converts a voltage into a DC voltage, 5 is a smoothing capacitor that smoothes the DC voltage rectified by the
以上のように構成された空気調和機用インバータ装置について、以下にその動作、作用を説明する。 About the inverter apparatus for air conditioners comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
交流電源3の電圧をコンバータ4で直流電源に変換したのち、平滑コンデンサ5で平滑し、リプルの小さい直流電圧に整流する。この直流電圧を第1の比較器7の出力とインバータ8から出力されるDuty信号に応じて、圧縮機電圧を昇圧もしくは降圧する。この調整された圧縮機電圧をインバータ9でキャリア周波数にてチョッピングして、圧縮機駆動用モータに印加される電圧を制御し、圧縮機1の運転周波数を制御している。
After the voltage of the
ここで、浮遊容量2に流れる高周波漏れ電流が増加すると、漏れ電流検出器6の出力が増加する。この出力が第1の漏れ電流閾値よりも大きくなると、第1の比較器7の出力が反転する。第1の比較器7の出力が反転すると、圧縮機制御器9は直流電圧を降圧させる動作を行う。圧縮機電圧が低下すると、電圧に比例した高周波漏れ電流が低下する。この低下した高周波漏れ電流による漏れ電流検出器6の出力が、まだ第1の漏れ電流閾値よりも大きいと、一層の降圧を図り、逆に第1の漏れ電流閾値よりも小さいと、その圧縮機電圧で固定する。しかし、インバータ8からのDuty信号が一定値以上となっても、第1の比較器6の出力が反転したままであれば、圧縮機を駆動するモータの回転数が保つことができなくなるため、圧縮機電圧の降圧を停止し、圧縮機制御器9はインバータ8のキャリア周波数を低下させる動作を行う。キャリア周波数が低下すると、周波数に比例した高周波漏れ電流が低下する。この低下した高周波漏れ電流による漏れ電流検出器6の出力が、まだ第1の漏れ電流閾値よりも大きいと、一層のキャリア周波数の低下を図り、逆に第1の漏れ電流閾値よりも小さいと、そのキャリア周波数で固定する。
Here, when the high-frequency leakage current flowing through the
また、漏れ電流検出器6の出力が第2の漏れ電流閾値よりも小さくなると、第2の比較器10の出力が反転する。第2の比較器10の出力が反転すると、圧縮機制御器9はキャリア周波数を上昇させる動作を行う。キャリア周波数が大きくなると、周波数に比例した高周波漏れ電流が上昇する。この上昇した高周波漏れ電流による漏れ電流検出器6の出力が、まだ第2の漏れ電流閾値よりも小さいと、一層のキャリア周波数の上昇を図り、第2の漏れ電流閾値よりも大きいと、キャリア周波数を固定する。しかし、キャリア周波数が初期の値まで上昇しても、高周波漏れ電流による漏れ電流検出器6の出力が、まだ第2の漏れ電流閾値よりも小さいと、圧縮機制御器9は圧縮機電圧を上昇させる動作を行う。圧縮機電圧が大きくなると、電圧に比例した高周波漏れ電流が上昇する。この上昇した高周波漏れ電流による漏れ電流検出器6の出力が、まだ第2の漏れ電流閾値よりも小さいと、一層の圧縮機電圧の昇圧を測り、第2の漏れ電流閾値よりも大きいと、その圧縮機電圧で固定する。
Further, when the output of the leakage
以上のように、本実施の形態においては、高周波漏れ電流が増加した場合、圧縮機電圧の降圧およびキャリア周波数の低下を図ることで、高周波漏れ電流を低減させることが可能となると共に、高周波漏れ電流が低下した場合には、キャリア周波数の上昇および圧縮機の昇圧を図ることで、高周波漏れ電流をある一定の幅に制御することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, when the high-frequency leakage current increases, the high-frequency leakage current can be reduced and the high-frequency leakage current can be reduced by lowering the compressor voltage and lowering the carrier frequency. When the current decreases, the high frequency leakage current can be controlled to a certain width by increasing the carrier frequency and boosting the compressor.
(実施の形態3)
図3は、本発明の第3の実施の形態における空気調和機用インバータ装置のブロック図を示すものである。本実施の形態において実施の形態1と異なる点は、漏れ電流検出器6を平滑コンデンサ5と圧縮機電圧調整器9の間に設けている点である。
(Embodiment 3)
FIG. 3 shows a block diagram of an inverter device for an air conditioner according to a third embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that a leakage
以上のように構成された空気調和機用インバータ装置についも、実施の形態1と同様に、高周波漏れ電流が増加した場合、圧縮機電圧の降圧およびキャリア周波数の低下を図ることで、高周波漏れ電流を低減させることが可能となる。また、全て直流側で構成が可能なため、交流側と直流側の絶縁が不要となり、低コストを図ることができる。 As for the inverter device for an air conditioner configured as described above, as in the first embodiment, when the high-frequency leakage current increases, the high-frequency leakage current is reduced by reducing the compressor voltage and lowering the carrier frequency. Can be reduced. In addition, since all can be configured on the direct current side, insulation between the alternating current side and the direct current side is not necessary, and the cost can be reduced.
図示はしていないが、実施の形態2においても、漏れ電流検出器6を平滑コンデンサ5と圧縮機制御器9との間に設けることで同様の効果を得ることができる。
Although not shown, also in the second embodiment, the same effect can be obtained by providing the leakage
以上のように、本発明にかかる空気調和機用インバータ装置は、高周波漏れ電流があらかじめ設定された閾値を超えると、圧縮機電圧及びキャリア周波数を制御することで、高周波漏れ電流の低減を図ることが可能となるので、冷凍装置や冷蔵庫、ヒートポンプ式給湯機、ヒートポンプ式洗濯乾燥機等の用途にも適用できる。 As described above, the inverter device for an air conditioner according to the present invention reduces the high-frequency leakage current by controlling the compressor voltage and the carrier frequency when the high-frequency leakage current exceeds a preset threshold value. Therefore, it can be applied to uses such as a refrigeration apparatus, a refrigerator, a heat pump type hot water heater, and a heat pump type washing and drying machine.
1 圧縮機
2 浮遊容量
3 交流電源
4 コンバータ
5 平滑コンデンサ
6 漏れ電流検出器
7 第1の比較器
8 インバータ
9 圧縮機制御器
10 第2の比較器
11 3相供給電源
12 電流センサ
13 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
- 2006-10-16 JP JP2006281095A patent/JP2008099507A/en active Pending
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