JP2009228955A

JP2009228955A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2009228955A
Application number: JP2008073731A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Marutani; 裕樹丸谷
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2009-10-08
Also published as: CN101539357A

Abstract

【課題】簡単にインバータによる制御を行うことができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵庫１０の圧縮機１２を駆動するインバータ部１８において、予め決められた起動パターンによってこのインバータ部１８を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導モータによって駆動する圧縮機を搭載した冷蔵庫に関するものである。

従来より、冷蔵庫の圧縮機を駆動するために誘導モータを用いている。この誘導モータ１００を制御するための従来の回路構成について図５に基づいて説明する。

図５に示すように、誘導モータ１００には、制御装置１０２が設けられている。この制御装置１０２は、商用電源１０４によって駆動し、また、冷蔵庫の庫内温度を測定するための庫内センサ１０６、冷気を庫内に送風するファン１０８、扉の開閉を検知する扉スイッチ１１０が接続されている。

また、誘導モータ１００は、主巻線と補助巻線からなる２相であり、コモン端末Ｃと制御装置１０２との間には、オーバーロード用のリレー１１２が接続され、補助巻線端末Ａと主巻線端末Ｂ及び制御装置１０２との間には、リレー１１４とコンデンサ１１６が接続されている。

このような従来例であると、庫内センサ１０６の温度を検知して、その検知温度によりファン１０８及び圧縮機１１８の制御を行い、この圧縮機１１８を駆動する誘導モータ１００は、商用電源１０４からの交流電圧を制御装置１０２によって電源オン／オフして動作させる。

しかしながら、最近の冷蔵庫においては省エネルギーを達成するために図５に示すような回路構成ではなく、インバータによる周波数制御を行う制御方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１８４８８５号公報

しかしながら、上記のようなインバータによる制御を行うためには電子制御装置を大幅に変更する必要があり、特に海外においてはなかなか普及することがなかった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、簡単にインバータによる制御を行うことができる冷蔵庫を提供する。

本発明は、誘導モータによって駆動する圧縮機を搭載した冷蔵庫において、前記誘導モータを制御するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御するための制御パターンを記憶した記憶部と、前記インバータ回路は電源オン時に、前記記憶部からの前記制御パターンに基づいて起動する制御部と、を有したことを特徴とする冷蔵庫である。

本発明は、誘導モータによって駆動する圧縮機を搭載した冷蔵庫において、前記誘導モータを制御するインバータ回路と、前記インバータ回路に制御信号を送信する電源回路と、を有したことを特徴とする冷蔵庫である。

本発明によれば、インバータ制御によって誘導モータが回転するため、省エネルギーを実現できる。

以下、本発明の一実施形態の冷蔵庫１０について、図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の冷蔵庫１０について、図１と図２に基づいて説明する。

本実施形態の冷蔵庫１０は、圧縮機１２を駆動するために２相の誘導モータ１４を有し、制御装置１５によってその回転を制御される。この誘導モータ１４は、主巻線と補助巻線とを有し、また、補助巻線端末Ａ、主巻線端末Ｂ、コモン端末Ｃを有している。

（１）制御装置１５の構成
図１に基づいて、誘導モータ１４の制御装置１５の構成について説明する。

制御装置１５は、制御部１６とインバータ部１８を有している。

制御部１６は、商用電源２０によって駆動するものであり、庫内センサ２２、ファン２４、扉スイッチ２６が接続されている。この制御部１６からの交流電圧の出力がインバータ部１８に入力される。インバータ部１８は、メモリを有するモータ制御回路２８、整流回路３０、インバータ回路３２とから構成されている。

整流回路３０は、制御部１６から出力された交流電圧を整流して平滑化し、インバータ回路３２に出力する。

インバータ回路３２は、整流回路３０からの平滑された直流電圧によって駆動するものであり、モータ制御回路２８のメモリに記憶された制御パターンの制御信号によって駆動する。

制御装置３２からの出力は、誘導モータ１４の補助巻線端末Ａ、主巻線端末Ｂ、コモン端末Ｃに出力される。このとき、この駆動電圧の電圧値及び周波数によって、圧縮機１２の制御状態が決定される。

（２）制御状態
次に、上記の制御装置１５の制御状態について説明する。

庫内センサ２２が検知した庫内温度が、基準温度よりも上昇すると、圧縮機１２を動作させて冷却する必要がある。そのため、制御部１６からインバータ部１８に対し電源がオンとなる。電源がオンされると、モータ制御回路２８のメモリから予め決められた制御パターンの制御信号が出力され、この制御パターンの制御信号に基づいてインバータ回路３２が誘導モータ１４を駆動する。

この制御パターンは、図２のグラフに示すように、第１のパターンと第２のパターンからなる。具体的には、第１のパターンは電源オン時から時刻ｔ１まで、商用電源２０と同じ電圧値１００［Ｖ］の駆動電圧と周波数５０［Ｈｚ］で駆動し、第２のパターンは、時刻ｔ１経過後には駆動電圧を８０［Ｖ］及び周波数４０［Ｈｚ］に減少させて運転を行う。

（３）効果
本実施形態によれば、時刻ｔ１経過後に駆動電圧及び周波数が下がるため、省エネルギー運転を行うことができる。

また、従来の制御部１６と誘導モータ１４との間にインバータ部１８を接続するだけで、従来からある誘導モータ１４であっても省エネルギー運転を行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の冷蔵庫１０について、図３及び図４に基づいて説明する。本実施形態と第１の実施形態の異なる点は、モータ制御回路２８が制御パターンを記憶しておらず、代わりに制御部１６からの制御信号３４が入力して、この制御信号３４によって誘導モータ１４が制御される。

本実施形態であっても、従来の制御部１６と誘導モータ１４との間にインバータ部１８を接続するだけで、従来からある誘導モータ１４であっても省エネルギー運転を行うことができる。

以下、制御装置１５の各制御方法について順番に説明する。

（１）第１の制御方法
第１の制御方法は、庫内センサ２２により庫内温度を検知し、庫内が冷えてきた場合はインバータ部１８に対して、回転数を下げる指令を制御信号３４に基づいて行う。

また、庫内が基準温度以下になった場合には、停止の指令を出力する。さらに、庫内温度の上昇を検知した場合には、庫内温度を早急に下げる必要があるため、回転数を上げるように指令を出す。

第１の制御方法であると、制御部１６は、庫内センサ２２により冷蔵庫１０の負荷変動を検知できるため、その温度変化に合わせて圧縮機１２の回転数を制御することで、より省エネルギー運転を実現できる。

（２）第２の制御方法
第２の制御方法は、庫内センサ２２により庫内温度を検知し、庫内が冷えてきた場合はインバータ部１８に対して、電圧を下げる指令を行う。このときに、誘導モータ１４の主巻線及び補助巻線に対して個別で電圧を調整する。また、庫内温度の上昇を検知した場合には、庫内温度を早急に下げる必要があるため、駆動電圧を電源電圧まで上げて運転するように指令を行う。

第２の制御方法であると、制御部１６は庫内センサ２２により冷蔵庫１０の負荷変動を検知できるため、その温度変化に合わせて圧縮機１２の駆動電圧を制御することで、より省エネルギー運転を実現できる。

（３）第３の制御方法
誘導モータ１４の主巻線及び補助巻線に印加する電圧の位相差は通常９０度程度であるが、第３の制御方法においては、この位相差をモータ特性に対応して効率のよい位置に調整する指令を行う。

第３の制御方法であると、モータ特性に応じて最も効率のよい位置へ位相を調整して、省エネルギー運転を行う。

（４）第４の制御方法
第４の制御方法では、モータ制御回路２８が、インバータ回路３２に対しＰＷＭ制御を行う。しかし、ＰＷＭ制御では、ＰＷＭ周波数を高くするとより細やかな制御を行うことができるが、その分、スイッチング回数が増え、スイッチング損失も増える。一方、ＰＷＭ周波数を低くすればスイッチング損失を抑えることができる。

そのため、制御部１６はモータ特性や冷凍サイクルに合わせて最適なＰＷＭ信号を出力するようにモータ制御回路２８を制御して、省エネルギー運転を行う。

（５）第５の制御方法
第５の制御方法では、制御部１６からの指令によりモータ制御部３４がモータ周波数や駆動電圧を変更する際に、その変化率を変更可能とするものである。

第５の制御方法であると、変化に対する追随性をモータ特性に合わせて微調整できる。

（６）第６の制御方法
第６の制御方法では、インバータによる誘導モータ１４を駆動する際に、その起動パターンを変更可能とする。例えば、図４に示すように駆動電圧及び周波数を次第に増加させて制御を行うが、その傾きＡ１、Ａ２及び初期値Ｆｂ、Ｖｂを調整する。

また、このようにリニアな制御だけでなく、様々なパターンに対応してもよく、圧縮機１２の吸い込みと吹き出しの圧力差があるときなどにパターンを変更してもよい。

第６の制御方法であると、微調整を行うことで起動の失敗をなくすことができる。

（変更例）
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。

第１の実施形態の誘導モータの制御構成を示すブロック図である。制御パターンを示すグラフである。第２の実施形態の誘導モータの制御構成を示すブロック図である。第６の制御方法の説明図である。従来例の誘導モータの制御構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０冷蔵庫
１２圧縮機
１４誘導モータ
１５制御装置
１６制御部
１８インバータ部
２０商用電源
２２庫内センサ
２４ファン
２６扉スイッチ
２８モータ制御回路
３２インバータ回路

Claims

誘導モータによって駆動する圧縮機を搭載した冷蔵庫において、
前記誘導モータを制御するインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御するための制御パターンを記憶した記憶部と、
前記インバータ回路は電源オン時に、前記記憶部からの前記制御パターンに基づいて起動する制御部と、
を有したことを特徴とする冷蔵庫。
前記制御パターンは、
前記電源オン時から時刻ｔ１まで、前記誘導モータを回転させる周波数がＳ１［Ｈｚ］であり、前記誘導モータに印加する駆動電圧がＶ１［Ｖ］の第１のパターンと、
前記時刻ｔ１後は、前記周波数がＳ２［Ｈｚ］（但し、Ｓ１＞Ｓ２である）で回転させ、前記駆動電圧がＶ２［Ｖ］（但し、Ｖ１＞Ｖ２である）になる第２のパターンと、
を含むことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
誘導モータによって駆動する圧縮機を搭載した冷蔵庫において、
前記誘導モータを制御するインバータ回路と、
前記インバータ回路に制御信号を送信する電源回路と、
を有したことを特徴とする冷蔵庫。