JP2013211954A - Motor control method, control circuit for motor, motor with power supply module, compressor, and air conditioner - Google Patents

Motor control method, control circuit for motor, motor with power supply module, compressor, and air conditioner Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control method and control circuit for motor, capable of preventing degradation in the utilization rate of a voltage while omitting a smoothing capacitor.SOLUTION: The phase of an output voltage of a periodically changing AC-DC converter circuit is identified. The phase of the rotation of a motor is identified. The rotational speed of the motor is controlled, so that the phase of the rotation is made to coincide with the phase of the output voltage.

Description

本発明は、電動機の制御方法および電動機向け制御回路、並びに、それら制御方法や制御回路を利用した電源モジュール付き電動機および圧縮機および空気調和装置に関する。   The present invention relates to an electric motor control method, an electric motor control circuit, an electric motor with a power supply module using the control method and the control circuit, a compressor, and an air conditioner.

例えば圧縮機に組み込まれる電動機は一般に知られる。電動機の駆動にあたってインバータ回路が用いられる。インバータ回路にはAC/DC変換回路が接続される。AC/DC変換回路の出力電圧は交流電圧の周期的変動に応じて脈動する。AC/DC変換回路に平滑コンデンサが接続されると、AC/DC変換回路の出力電圧は平滑化される。   For example, an electric motor incorporated in a compressor is generally known. An inverter circuit is used for driving the electric motor. An AC / DC conversion circuit is connected to the inverter circuit. The output voltage of the AC / DC conversion circuit pulsates according to the periodic fluctuation of the AC voltage. When a smoothing capacitor is connected to the AC / DC conversion circuit, the output voltage of the AC / DC conversion circuit is smoothed.

特開平10−150795号公報JP-A-10-150795

特許文献1に開示されるように、平滑コンデンサの省略が模索される。平滑コンデンサが省略されると、インバータ回路には脈動する直流電圧が供給される。インバータ回路のスイッチング動作に基づき出力電圧の平滑化が試みられる。出力電圧はAC/DC変換回路の最大出力で平滑化されることはできず、電圧の利用率が低下してしまう。   As disclosed in Patent Document 1, an attempt to omit a smoothing capacitor is sought. When the smoothing capacitor is omitted, a pulsating DC voltage is supplied to the inverter circuit. An attempt is made to smooth the output voltage based on the switching operation of the inverter circuit. The output voltage cannot be smoothed by the maximum output of the AC / DC conversion circuit, and the voltage utilization rate decreases.

本発明のいくつかの態様によれば、平滑コンデンサを省略しながら電圧の利用率の低下を防止することができる電動機の制御方法および電動機向け制御回路は提供されることができる。   According to some aspects of the present invention, it is possible to provide a motor control method and a motor control circuit that can prevent a decrease in voltage utilization rate while omitting a smoothing capacitor.

本発明の一形態は、周期的に変動するAC/DC変換回路の出力電圧の位相を特定する工程と、電動機の回転の位相を特定する工程と、前記電動機の回転数を制御して前記出力電圧の位相に前記回転の位相を合わせる工程とを備える電動機の制御方法に関する。   One aspect of the present invention includes a step of specifying a phase of an output voltage of an AC / DC conversion circuit that varies periodically, a step of specifying a phase of rotation of an electric motor, and the output by controlling the rotation speed of the electric motor. And a step of adjusting the rotation phase to a voltage phase.

こうして出力電圧の周期的変動と回転の位相とは合わせ込まれる。回転の位相は負荷トルクの周期的変動に同期することから、出力電圧の周期的変動と負荷トルクの周期的変動とは同調することができる。その結果、出力電圧の調整は省略されることができる。負荷トルクの変動に拘わらず電動機の回転むらは抑制されることができる。平滑コンデンサは省略される。回転むらの解消にあたって出力電圧の周期的変動が利用されることから、出力電圧は切り捨てられずに最大限に利用されることができる。電圧の利用率の低下は防止されることができる。   Thus, the periodic variation of the output voltage and the phase of rotation are matched. Since the rotation phase is synchronized with the periodic variation of the load torque, the periodic variation of the output voltage and the periodic variation of the load torque can be synchronized. As a result, adjustment of the output voltage can be omitted. Irregular rotation of the electric motor can be suppressed regardless of fluctuations in the load torque. The smoothing capacitor is omitted. Since the periodic fluctuation of the output voltage is used to eliminate the rotation unevenness, the output voltage can be used to the maximum without being discarded. A decrease in the voltage utilization factor can be prevented.

電動機の制御方法は、前記位相の合わせ込みにあたって、前記出力電圧のゼロクロスを特定する工程と、前記電動機の回転に前記ゼロクロスの時点を照らし合わせる工程とを備えることができる。回転子の1回転内で電動機の負荷トルクは変動し、その変動が1回転ごとに繰り返される。こうした負荷トルクの変動は予め特定されることができる。例えば最低負荷トルクの回転位置に出力電圧のゼロクロスが合わせられれば、出力電圧の周期的変動と負荷トルクの周期的変動とは同調することができる。その結果、最大限に回転むらは阻止されることができる。   The method for controlling the electric motor can include a step of specifying a zero cross of the output voltage and a step of checking the time of the zero cross against the rotation of the electric motor when the phase is adjusted. The load torque of the electric motor fluctuates within one rotation of the rotor, and the fluctuation is repeated every rotation. Such fluctuations in load torque can be specified in advance. For example, if the zero crossing of the output voltage is adjusted to the rotational position of the minimum load torque, the periodic fluctuation of the output voltage and the periodic fluctuation of the load torque can be synchronized. As a result, the rotational unevenness can be prevented to the maximum.

電動機の制御方法は、前記出力電圧および前記回転の間で同期を維持する工程と、同期が維持される間に前記出力電圧および前記回転の間で位相ずれが検出されると、前記出力電圧の周期に一致する回転数から前記電動機の回転数を増減する工程とを備えることができる。こうして回転数が増減すると、出力電圧の位相に対して電動機の回転の位相はずれていく。回転の位相が出力電圧の位相に一致した時点で回転数が出力電圧に一致する回転数に戻されると、電動機の回転は出力電圧に対して位相の一致を維持したまま出力電圧の周期に同期することができる。出力電圧および回転の間で位相ずれは解消されることができる。   The method for controlling the electric motor includes a step of maintaining synchronization between the output voltage and the rotation, and a phase shift between the output voltage and the rotation is detected while the synchronization is maintained. And a step of increasing / decreasing the number of rotations of the electric motor from the number of rotations matching the cycle. When the rotational speed increases or decreases in this way, the phase of the motor rotation deviates from the phase of the output voltage. If the rotation speed is restored to the rotation speed that matches the output voltage when the rotation phase matches the output voltage phase, the rotation of the motor is synchronized with the output voltage period while maintaining the phase match with the output voltage. can do. The phase shift between output voltage and rotation can be eliminated.

本発明の他の形態は、周期的に変動するAC/DC変換回路の出力電圧の位相を特定する第1信号を受ける第1ポートと、電動機の回転の位相を特定する第2信号を受ける第2ポートと、前記第1ポートおよび前記第2ポートに接続されて、前記電動機の回転数を制御して前記出力電圧の位相に前記回転の位相を合わせる演算回路とを備える電動機向け制御回路に関する。こうした電動機向け制御回路は上述の制御方法の実現にあたって利用されることができる。   According to another aspect of the present invention, a first port that receives a first signal that specifies a phase of an output voltage of an AC / DC conversion circuit that varies periodically, and a second signal that specifies a phase of rotation of an electric motor. The present invention relates to a control circuit for an electric motor comprising two ports and an arithmetic circuit connected to the first port and the second port and controlling the rotational speed of the electric motor to adjust the phase of the rotation to the phase of the output voltage. Such a control circuit for an electric motor can be used to realize the above-described control method.

本発明の他の形態は、周期的に変動するAC/DC変換回路の出力電圧の位相を検出する第1検出回路と、回転子の位相を検出する第2検出回路と、前記第1検出回路および前記第2検出回路に接続されて、前記回転子の回転数を制御して前記出力電圧の位相に前記回転子の位相を合わせる演算回路とを備える電源モジュール付き電動機に関する。こうした電源モジュール付き電動機では前述の制御方法は簡単に実現されることができる。   According to another aspect of the present invention, a first detection circuit that detects a phase of an output voltage of an AC / DC conversion circuit that varies periodically, a second detection circuit that detects a phase of a rotor, and the first detection circuit And an arithmetic circuit connected to the second detection circuit and including an arithmetic circuit that controls the number of rotations of the rotor and adjusts the phase of the rotor to the phase of the output voltage. In such an electric motor with a power supply module, the aforementioned control method can be easily realized.

電源モジュール付き電動機は圧縮機に組み込まれて利用されることができる。このとき、圧縮機は、電源モジュール付き電動機と、前記電源モジュール付き電動機に連結されてピストン室内に圧縮室を区画するピストンとを備えることができる。圧縮機は空気調和装置に組み込まれて利用されることができる。   An electric motor with a power supply module can be used by being incorporated in a compressor. At this time, the compressor may include an electric motor with a power supply module and a piston that is connected to the electric motor with the power supply module and partitions the compression chamber in the piston chamber. The compressor can be used by being incorporated in an air conditioner.

一実施形態に係る圧縮機の構造を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view showing roughly the structure of the compressor concerning one embodiment. 図1の2−2線に沿った水平部分断面図である。It is a horizontal fragmentary sectional view along line 2-2 in FIG. 電動機の制御系を概略的に示す回路図である。It is a circuit diagram which shows roughly the control system of an electric motor. 本実施形態に係る圧縮機の負荷特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the load characteristic of the compressor which concerns on this embodiment. 制御回路の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a control circuit. 制御回路の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a control circuit. 本実施形態に係る制御の様子を概略的に示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the mode of control concerning this embodiment roughly. 一実施形態に係る空気調和装置の構成を概略的に示す構成図である。It is a lineblock diagram showing roughly the composition of the air harmony device concerning one embodiment.

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は一実施形態に係る圧縮機11を概略的に示す。圧縮機11は筐体12を備える。筐体12は密閉空間13を区画する。密閉空間13は気密に外部空間から隔てられる。筐体12には第1吸入管14a、第2吸入管14bおよび吐出管15が接続される。気体は第1および第2吸入管14a、14bから密閉空間13に流入することができる。密閉空間13内の気体は吐出管15から密閉空間の外側に吐出されることができる。   FIG. 1 schematically shows a compressor 11 according to an embodiment. The compressor 11 includes a housing 12. The housing 12 defines a sealed space 13. The sealed space 13 is airtightly separated from the external space. A first suction pipe 14a, a second suction pipe 14b, and a discharge pipe 15 are connected to the housing 12. The gas can flow into the sealed space 13 from the first and second suction pipes 14a and 14b. The gas in the sealed space 13 can be discharged from the discharge pipe 15 to the outside of the sealed space.

密閉空間13には電動機16および圧縮ユニット17が配置される。電動機16は駆動軸18を備える。駆動軸18は支持板19に回転自在に支持される。支持にあたって支持板19には軸受け21が形成される。支持板19は筐体12に固定される。こうして駆動軸18は筐体12に回転自在に取り付けられる。   An electric motor 16 and a compression unit 17 are disposed in the sealed space 13. The electric motor 16 includes a drive shaft 18. The drive shaft 18 is rotatably supported by the support plate 19. A bearing 21 is formed on the support plate 19 for support. The support plate 19 is fixed to the housing 12. Thus, the drive shaft 18 is rotatably attached to the housing 12.

電動機16は回転子22および固定子23を備える。回転子22は駆動軸18に固定される。回転子22は磁極24を有する。磁極24は例えば永久磁石で構成されることができる。固定子23は駆動軸18の軸心回りに配置される。固定子23は筐体12に固定される。固定子23は磁極25を有する、磁極25は例えばインダクタで構成されることができる。磁極24、25同士の相互作用で駆動軸18に回転駆動力は生成されることができる。   The electric motor 16 includes a rotor 22 and a stator 23. The rotor 22 is fixed to the drive shaft 18. The rotor 22 has a magnetic pole 24. The magnetic pole 24 can be composed of, for example, a permanent magnet. The stator 23 is arranged around the axis of the drive shaft 18. The stator 23 is fixed to the housing 12. The stator 23 has a magnetic pole 25. The magnetic pole 25 can be constituted by an inductor, for example. A rotational driving force can be generated on the drive shaft 18 by the interaction between the magnetic poles 24 and 25.

圧縮ユニット17はシリンダ26を備える。シリンダ26は筐体12に固定される。シリンダ26は上部材、環状の第1中間部材27、仕切り板28、環状の第2中間部材29および下部材31を備える。ここでは、第1中間部材27は支持板19および仕切り板28の間に挟まれる。これらは順番に重ね合わせられる。相互の接触面は駆動軸18の軸心に直交する平滑な平面に形成される。接触面同士は気密に接触することができる。同様に、第2中間部材29は仕切り板28および下部材31の間に挟まれる。これらは順番に重ね合わせられる。相互の接触面は駆動軸18の軸心に直交する平滑な平面に形成される。接触面同士は気密に接触することができる。第1中間部材27の中空空間は第1ピストン室32を形成する。第2中間部材29の中空空間は第2ピストン室33を形成する。   The compression unit 17 includes a cylinder 26. The cylinder 26 is fixed to the housing 12. The cylinder 26 includes an upper member, an annular first intermediate member 27, a partition plate 28, an annular second intermediate member 29, and a lower member 31. Here, the first intermediate member 27 is sandwiched between the support plate 19 and the partition plate 28. These are superimposed in order. The mutual contact surfaces are formed on a smooth plane orthogonal to the axis of the drive shaft 18. The contact surfaces can be in airtight contact with each other. Similarly, the second intermediate member 29 is sandwiched between the partition plate 28 and the lower member 31. These are superimposed in order. The mutual contact surfaces are formed on a smooth plane orthogonal to the axis of the drive shaft 18. The contact surfaces can be in airtight contact with each other. The hollow space of the first intermediate member 27 forms a first piston chamber 32. The hollow space of the second intermediate member 29 forms a second piston chamber 33.

第1中間部材27には吸入ポート34が形成される。吸入ポート34は第1ピストン室32に開口する。吸入ポート34には吸入管14aが接続される。こうしてピストン室32には吸入管14aから気体が導入されることができる。同様に、第2中間部材29には吸入ポート35が形成される。吸入ポート35は第2ピストン室33に開口する。吸入ポート35には吸入管14bが接続される。こうしてピストン室33には吸入管14bから気体が導入されることができる。   A suction port 34 is formed in the first intermediate member 27. The suction port 34 opens into the first piston chamber 32. A suction pipe 14 a is connected to the suction port 34. Thus, gas can be introduced into the piston chamber 32 from the suction pipe 14a. Similarly, a suction port 35 is formed in the second intermediate member 29. The suction port 35 opens into the second piston chamber 33. A suction pipe 14 b is connected to the suction port 35. Thus, gas can be introduced into the piston chamber 33 from the suction pipe 14b.

支持板19には吐出ポート36が形成される。吐出ポート36は第1ピストン室32に開口する。支持板19の外側には第1吐出室37が形成される。吐出ポート36は第1吐出室37に接続される。下部材31には吐出ポート38が形成される。吐出ポート38は第2ピストン室33に開口する。下部材31の外側には第2吐出室39が形成される。吐出ポート37は第2吐出室39に接続される。第2吐出室39は第1吐出室37に接続される。接続にあたって支持板19、第1中間部材27、仕切り板28、第2中間部材29および下部材31には貫通経路が形成されればよい。第1吐出室37は筐体12内の密閉空間13に開口する。こうして第1吐出室37および第2吐出室39は吐出管15に接続される。   A discharge port 36 is formed in the support plate 19. The discharge port 36 opens into the first piston chamber 32. A first discharge chamber 37 is formed outside the support plate 19. The discharge port 36 is connected to the first discharge chamber 37. A discharge port 38 is formed in the lower member 31. The discharge port 38 opens into the second piston chamber 33. A second discharge chamber 39 is formed outside the lower member 31. The discharge port 37 is connected to the second discharge chamber 39. The second discharge chamber 39 is connected to the first discharge chamber 37. A through path may be formed in the support plate 19, the first intermediate member 27, the partition plate 28, the second intermediate member 29, and the lower member 31 for connection. The first discharge chamber 37 opens into the sealed space 13 in the housing 12. Thus, the first discharge chamber 37 and the second discharge chamber 39 are connected to the discharge pipe 15.

圧縮ユニット17は第1ピストン41を備える。第1ピストン41は第1ピストン室32に収容される。第1ピストン41は駆動軸18に固定される。第1ピストン41は支持板19および仕切り板28の間にスライド自在に挟まれる。第1ピストン41は駆動軸18の軸心回りに途切れなく駆動軸18を囲む環状に形成される。第1ピストン41の上面および下面は1対の相互に平行な平面で仕切られる。上面および下面は駆動軸18の軸心に直交する。第1ピストン41は駆動軸18の軸心回りで全周にわたって上面で支持板19の下向き面に気密に接触し下面で仕切り板28の上向き面に気密に接触する。   The compression unit 17 includes a first piston 41. The first piston 41 is accommodated in the first piston chamber 32. The first piston 41 is fixed to the drive shaft 18. The first piston 41 is slidably sandwiched between the support plate 19 and the partition plate 28. The first piston 41 is formed in an annular shape surrounding the drive shaft 18 without interruption around the axis of the drive shaft 18. The upper surface and the lower surface of the first piston 41 are partitioned by a pair of mutually parallel planes. The upper surface and the lower surface are orthogonal to the axis of the drive shaft 18. The first piston 41 is hermetically in contact with the downward surface of the support plate 19 on the upper surface around the axis of the drive shaft 18 and hermetically in contact with the upward surface of the partition plate 28 on the lower surface.

圧縮ユニット17は第2ピストン42を備える。第2ピストン42は第2ピストン室33に収容される。第2ピストン42は駆動軸18に固定される。第2ピストン42は仕切り板28および下部材31の間にスライド自在に挟まれる。第2ピストン42は駆動軸18の軸心回りに途切れなく駆動軸18を囲む環状に形成される。第2ピストン42の上面および下面は1対の相互に平行な平面で仕切られる。上面および下面は駆動軸18の軸心に直交する。第2ピストン42は駆動軸18の軸心回りで全周にわたって上面で仕切り板28の下向き面に気密に接触し下面で下部材31の上向き面に気密に接触する。   The compression unit 17 includes a second piston 42. The second piston 42 is accommodated in the second piston chamber 33. The second piston 42 is fixed to the drive shaft 18. The second piston 42 is slidably sandwiched between the partition plate 28 and the lower member 31. The second piston 42 is formed in an annular shape surrounding the drive shaft 18 without interruption around the axis of the drive shaft 18. The upper surface and the lower surface of the second piston 42 are partitioned by a pair of mutually parallel planes. The upper surface and the lower surface are orthogonal to the axis of the drive shaft 18. The second piston 42 is hermetically in contact with the downward surface of the partition plate 28 on the upper surface around the axis of the drive shaft 18 and hermetically in contact with the upward surface of the lower member 31 on the lower surface.

図2に示されるように、第2ピストン室33は駆動軸18に同軸の円筒面で仕切られる。第2ピストン42は駆動軸18の軸心から偏心して駆動軸18に固定される。第2ピストン42は駆動軸18の軸心から最も離れる1母線で第2ピストン室33の内壁面に接触する。駆動軸18が軸心回りで回転すると、第2ピストン42は当該母線で第2ピストン室33の内壁面に接触し続けることができる。第2ピストン室33の内壁面と第2ピストン42の外壁との間には圧縮室が区画される。   As shown in FIG. 2, the second piston chamber 33 is partitioned by a cylindrical surface coaxial with the drive shaft 18. The second piston 42 is eccentric from the axis of the drive shaft 18 and is fixed to the drive shaft 18. The second piston 42 is in contact with the inner wall surface of the second piston chamber 33 at one bus bar farthest from the axis of the drive shaft 18. When the drive shaft 18 rotates about the axis, the second piston 42 can continue to contact the inner wall surface of the second piston chamber 33 at the bus. A compression chamber is defined between the inner wall surface of the second piston chamber 33 and the outer wall of the second piston 42.

第2ピストン室33内で第2中間部材29には羽根板43が組み込まれる。羽根板43は駆動軸18の軸心を含む平面に沿って広がる。羽根板43は駆動軸18の軸心を含む平面に平行に駆動軸18の軸心に対して進退自在に羽根溝44に挿入される。羽根板43は仕切り板28および下部材31の間で直線的に延びる接触縁43aを有する。羽根板43は接触縁43aで第2ピストン42の外壁に接触する。羽根板43には第2ピストン42に向かって押し付け力が付与される。その結果、第2ピストン42の偏心に拘わらず第2ピストン42の回転時に羽根板43の接触縁43aは第2ピストン42の外壁に接触し続けることができる。第1ピストン41は第2ピストン42と同様に第1ピストン室32に収容される。   A blade plate 43 is incorporated in the second intermediate member 29 in the second piston chamber 33. The vane plate 43 extends along a plane including the axis of the drive shaft 18. The blade plate 43 is inserted into the blade groove 44 so as to be movable forward and backward with respect to the axis of the drive shaft 18 in parallel to a plane including the axis of the drive shaft 18. The vane plate 43 has a contact edge 43 a extending linearly between the partition plate 28 and the lower member 31. The vane plate 43 contacts the outer wall of the second piston 42 at the contact edge 43a. A pressing force is applied to the blade plate 43 toward the second piston 42. As a result, regardless of the eccentricity of the second piston 42, the contact edge 43 a of the blade plate 43 can continue to contact the outer wall of the second piston 42 when the second piston 42 rotates. The first piston 41 is accommodated in the first piston chamber 32 in the same manner as the second piston 42.

羽根板43の働きで圧縮室は二分割される。第2ピストン42の回転方向で羽根板43の下流側には第2ピストン室33の内壁面と第2ピストン42との間に拡張室46が区画される。拡張室46には吸入ポート35が開口する。吸入ポート35はできる限り羽根板43に近接して配置される。第2ピストン42の回転方向で羽根板43の上流側には第2ピストン室33の内壁面と第2ピストン42との間に縮小室47が区画される。縮小室47には吐出ポート38が開口する。吐出ポート38はできる限り羽根板43に近接して配置される。第2ピストン42の回転に応じて吸入ポート35が閉じられると、縮小室47は最大限に拡大する。その後、縮小室47は縮小する。その結果、縮小室47内の気体は圧縮される。圧縮された気体は吐出ポート38から吐出される。縮小室47が縮小していく間、平行して拡張室46は拡大していく。拡張室46には吸入ポート35から気体が導入される。こうして第2ピストン42の1回転ごとに気体の導入および圧縮が実現される。同様に、第1ピストン41の1回転ごとに気体の導入および圧縮は実現される。ただし、第1ピストン41の圧縮行程と第2ピストン42の圧縮行程とは駆動軸18の回転角で180度の位相差が設定される。   The compression chamber is divided into two parts by the action of the blades 43. An expansion chamber 46 is defined between the inner wall surface of the second piston chamber 33 and the second piston 42 on the downstream side of the blade plate 43 in the rotation direction of the second piston 42. A suction port 35 is opened in the expansion chamber 46. The suction port 35 is arranged as close to the blade plate 43 as possible. A reduction chamber 47 is defined between the inner wall surface of the second piston chamber 33 and the second piston 42 on the upstream side of the blade plate 43 in the rotation direction of the second piston 42. A discharge port 38 opens in the reduction chamber 47. The discharge port 38 is disposed as close to the blade plate 43 as possible. When the suction port 35 is closed according to the rotation of the second piston 42, the reduction chamber 47 expands to the maximum extent. Thereafter, the reduction chamber 47 is reduced. As a result, the gas in the reduction chamber 47 is compressed. The compressed gas is discharged from the discharge port 38. While the reduction chamber 47 is being reduced, the expansion chamber 46 is enlarged in parallel. Gas is introduced into the expansion chamber 46 from the suction port 35. In this way, gas introduction and compression are realized for each rotation of the second piston 42. Similarly, introduction and compression of gas are realized for each rotation of the first piston 41. However, a phase difference of 180 degrees is set between the compression stroke of the first piston 41 and the compression stroke of the second piston 42 by the rotation angle of the drive shaft 18.

図3は電動機の制御系を概略的に示す。なお、本実施形態に係る電動機16は4極電動機である。電動機16には電源モジュール51が接続される。電源モジュール51は電源回路52およびインバータ回路53を備える。電源回路52はAC/DC変換回路54を備える。AC/DC変換回路54は交流電源55に接続される。AC/DC変換回路54は交流電圧を全波整流する。その結果、AC/DC変換回路54は直流電圧を出力する。   FIG. 3 schematically shows a control system of the electric motor. The electric motor 16 according to the present embodiment is a four-pole electric motor. A power module 51 is connected to the electric motor 16. The power supply module 51 includes a power supply circuit 52 and an inverter circuit 53. The power supply circuit 52 includes an AC / DC conversion circuit 54. The AC / DC conversion circuit 54 is connected to an AC power supply 55. The AC / DC conversion circuit 54 performs full-wave rectification on the AC voltage. As a result, the AC / DC conversion circuit 54 outputs a DC voltage.

インバータ回路53はU相、V相およびW相に対応して3群のスイッチング素子56a、56bを備える。個々の群ごとにスイッチング素子56a、56bは直列に接続される。スイッチング素子56a、56bには電界効果トランジスタ(例えばMOSFET)が用いられることができる。上流のスイッチング素子56aのソースにAC/DC変換回路54の正極端子が接続される。上流のスイッチング素子56aのドレインに下流のスイッチング素子56bのソースが接続される。上流のスイッチング素子56aのドレインおよび下流のスイッチング素子56bのソースに群ごとに固定子23の磁極25の巻線が接続される。下流のスイッチング素子56bのドレインにはAC/DC変換回路54の負極端子が接続される。   The inverter circuit 53 includes three groups of switching elements 56a and 56b corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase. The switching elements 56a and 56b are connected in series for each group. A field effect transistor (for example, MOSFET) can be used for the switching elements 56a and 56b. The positive terminal of the AC / DC conversion circuit 54 is connected to the source of the upstream switching element 56a. The source of the downstream switching element 56b is connected to the drain of the upstream switching element 56a. The winding of the magnetic pole 25 of the stator 23 is connected to the drain of the upstream switching element 56a and the source of the downstream switching element 56b for each group. The negative terminal of the AC / DC conversion circuit 54 is connected to the drain of the downstream switching element 56b.

スイッチング素子56a、56bのゲートには制御回路57が接続される。制御回路57は各スイッチング素子56a、56bのゲートに制御信号を供給する。制御信号の供給にあたって制御回路57はPWM(パルス幅変調)制御を実行する。個々の群ごとに上流のスイッチング素子56aおよび下流のスイッチング素子56bのいずれかでゲートに制御電圧が供給される。制御電圧が供給されると、AC/DC変換回路54の出力はU相、V相およびW相ごとに磁極25の巻線に供給される。後述されるように、スイッチング素子56a、56bのオンオフが規定のパターンで繰り返される結果、固定子23に対して回転子22は回転する。こうして電動機16は作動する。   A control circuit 57 is connected to the gates of the switching elements 56a and 56b. The control circuit 57 supplies a control signal to the gates of the switching elements 56a and 56b. In supplying the control signal, the control circuit 57 executes PWM (pulse width modulation) control. A control voltage is supplied to the gate of either the upstream switching element 56a or the downstream switching element 56b for each group. When the control voltage is supplied, the output of the AC / DC conversion circuit 54 is supplied to the winding of the magnetic pole 25 for each of the U phase, the V phase, and the W phase. As will be described later, as a result of the switching elements 56a and 56b being repeatedly turned on and off in a prescribed pattern, the rotor 22 rotates with respect to the stator 23. Thus, the electric motor 16 operates.

制御回路57にはゼロクロス検出回路(第1検出回路)58および位置検出回路(第2検出回路)59が接続される。制御信号の生成にあたって制御回路57はゼロクロス検出回路58および位置検出回路59の出力を参照する。ゼロクロス検出回路58および位置検出回路59は制御回路57の第1ポート57aおよび第2ポート57bにそれぞれ接続されることができる。第1ポート57aおよび第2ポート57bは例えば制御回路57を構成するマイクロプロセッサーチップのそれぞれ1端子で提供されることができる。   A zero-cross detection circuit (first detection circuit) 58 and a position detection circuit (second detection circuit) 59 are connected to the control circuit 57. In generating the control signal, the control circuit 57 refers to the outputs of the zero cross detection circuit 58 and the position detection circuit 59. The zero-cross detection circuit 58 and the position detection circuit 59 can be connected to the first port 57a and the second port 57b of the control circuit 57, respectively. The first port 57a and the second port 57b can be provided, for example, as one terminal of a microprocessor chip constituting the control circuit 57.

ゼロクロス検出回路58はAC/DC変換回路54に接続される。ゼロクロス検出回路58はAC/DC変換回路54の入力電圧のゼロ点を検出する。AC/DC変換回路54は交流電流を整流することから、その出力電圧は一定の周期(電源電圧周期の1/2倍)で変動する。ゼロ点同士の間隔が変動の周期に相当する。したがって、出力電圧のゼロ点が検出されれば、出力電圧の位相は特定されることができる。ゼロクロス検出回路58はゼロクロス信号(第1信号)を出力する。ゼロクロス信号でAC/DC変換回路54の出力電圧の位相は特定される。   The zero cross detection circuit 58 is connected to the AC / DC conversion circuit 54. The zero cross detection circuit 58 detects the zero point of the input voltage of the AC / DC conversion circuit 54. Since the AC / DC conversion circuit rectifies the alternating current, the output voltage fluctuates at a constant period (1/2 times the power supply voltage period). The interval between zero points corresponds to the cycle of fluctuation. Therefore, if the zero point of the output voltage is detected, the phase of the output voltage can be specified. The zero cross detection circuit 58 outputs a zero cross signal (first signal). The phase of the output voltage of the AC / DC conversion circuit 54 is specified by the zero cross signal.

位置検出回路59は固定子23に対して回転子22の位置を検出する。検出にあたってU相、V相およびW相の誘起電圧が監視される。誘起電圧は基準電圧に比較される。電動機16はいわゆるセンサーレスに構成される。回転子22上に検出点が設定される。検出点の通過が均一な角度間隔の固定点で監視される。通過のたびに位置検出回路59は回転子の位置信号(第2信号)を出力する。すなわち、位置信号で回転子22の位置は特定される。電動機16の負荷トルクは回転子22の1回転内で変動し、その変動が1回転ごとに繰り返される。したがって、負荷トルクの変動は回転子22の位置に関連づけられることができる。こうして位置信号で回転子22の負荷トルクの位相は特定されることができる。ここでは、図4に示されるように、電動機16の負荷トルクは2つのピストン41、42の作用で回転子22の1/2回転の周期で変動する。   The position detection circuit 59 detects the position of the rotor 22 with respect to the stator 23. In detection, the induced voltages of the U phase, the V phase, and the W phase are monitored. The induced voltage is compared to a reference voltage. The electric motor 16 is configured in a so-called sensorless manner. Detection points are set on the rotor 22. The passage of detection points is monitored at fixed points with uniform angular intervals. The position detection circuit 59 outputs a rotor position signal (second signal) each time it passes. That is, the position of the rotor 22 is specified by the position signal. The load torque of the electric motor 16 fluctuates within one rotation of the rotor 22, and the fluctuation is repeated every rotation. Therefore, the variation in load torque can be related to the position of the rotor 22. Thus, the phase of the load torque of the rotor 22 can be specified by the position signal. Here, as shown in FIG. 4, the load torque of the electric motor 16 fluctuates at a period of ½ rotation of the rotor 22 by the action of the two pistons 41 and 42.

次に制御回路57の動作を説明する。制御回路57は演算回路を含む。演算回路は所定のソフトウェアプログラムに基づき動作を実現することができる。その他、制御回路57は個々の動作に対応する機能ブロックを有するハードウェアで構成されることができる。図5に示されるように、制御回路57は電動機16の回転数を制御する。ステップS1で圧縮機11の起動処理を実施する。ステップS2で制御回路57は位置検出回路59から位置信号を取得する。位置信号を取得すると、ステップS3で制御回路57は電動機16の相を切り替える。スイッチング素子56a、56bが切り替えられる。位置検出信号はスイッチング素子56a、56bの切り替えのトリガーとなる。   Next, the operation of the control circuit 57 will be described. The control circuit 57 includes an arithmetic circuit. The arithmetic circuit can realize an operation based on a predetermined software program. In addition, the control circuit 57 can be configured by hardware having functional blocks corresponding to individual operations. As shown in FIG. 5, the control circuit 57 controls the rotation speed of the electric motor 16. In step S1, the compressor 11 is started up. In step S <b> 2, the control circuit 57 acquires a position signal from the position detection circuit 59. When the position signal is acquired, the control circuit 57 switches the phase of the electric motor 16 in step S3. The switching elements 56a and 56b are switched. The position detection signal is a trigger for switching the switching elements 56a and 56b.

ステップS4では制御回路57は今回の位置信号の時点と前回の位置信号の時点とに基づき時間間隔を算出する。この時間間隔は電動機16の相の時間長さに相当する。回転速度が上昇すると、相の時間長さは短縮される。回転速度が下降すると、相の時間長さは増大する。   In step S4, the control circuit 57 calculates the time interval based on the time of the current position signal and the time of the previous position signal. This time interval corresponds to the time length of the phase of the electric motor 16. As the rotational speed increases, the time length of the phase is reduced. As the rotational speed decreases, the time length of the phase increases.

ステップS5で制御回路57は時間長さに基づき回転子22の回転速度すなわち実回転数を算出する。ここでは、個々の相は12分割の角度範囲で固定されるため、時間間隔から簡単に回転速度は算出されることができる。ステップS6で制御回路57は指示回転数に実回転数を照らし合わせる。実回転数が指示回転数を下回っていれば、ステップS7で制御回路57はPWM制御のパルス幅を増してインバータ回路53の出力電圧を上げる。その結果、実回転数の上昇が見込まれる。制御回路57の処理動作はステップS2に戻る。制御回路57は次の位置信号の入力まで待機する。ステップS8で実回転数が指示回転数を上回っていれば、制御回路57はステップS9でPWM制御のパルス幅を縮小してインバータ回路53の出力電圧を下げる。その結果、実回転数の下降が見込まれる。制御回路57の処理動作はステップS2に戻る。実回転数が指示回転数に一致すれば、制御回路57の処理動作はステップS8からステップS2に戻る。こうして回転子22の回転は指示回転数に維持される。   In step S5, the control circuit 57 calculates the rotational speed of the rotor 22, that is, the actual rotational speed, based on the time length. Here, since each phase is fixed in an angle range of 12 divisions, the rotation speed can be easily calculated from the time interval. In step S6, the control circuit 57 compares the actual rotational speed with the designated rotational speed. If the actual rotational speed is lower than the designated rotational speed, the control circuit 57 increases the pulse width of the PWM control to increase the output voltage of the inverter circuit 53 in step S7. As a result, an increase in the actual rotational speed is expected. The processing operation of the control circuit 57 returns to step S2. The control circuit 57 waits until the next position signal is input. If the actual rotational speed exceeds the instruction rotational speed in step S8, the control circuit 57 reduces the pulse width of the PWM control and decreases the output voltage of the inverter circuit 53 in step S9. As a result, the actual rotational speed is expected to decrease. The processing operation of the control circuit 57 returns to step S2. If the actual rotational speed matches the instruction rotational speed, the processing operation of the control circuit 57 returns from step S8 to step S2. Thus, the rotation of the rotor 22 is maintained at the indicated rotational speed.

その一方で、制御回路57は、図6に示されるように、回転子22の回転数を制御することで結果として負荷トルクの位相を制御する。負荷トルクの位相は位置信号に対応する。この制御では回転子22の特定の位置は出力電圧のゼロクロスに合わせ込まれる。ステップT1で制御回路57はゼロクロス信号を取得する。ゼロクロス信号を取得すると、ステップT2で制御回路57はゼロクロス信号の取得の時点で電動機16の相を特定する。特定された相は記憶される。前述のように、負荷トルクの変動は回転子22の位置に関連づけられることから、相の記憶に応じて負荷トルクの位相は記憶されることができる。   On the other hand, the control circuit 57 controls the phase of the load torque as a result by controlling the rotational speed of the rotor 22 as shown in FIG. The phase of the load torque corresponds to the position signal. In this control, the specific position of the rotor 22 is adjusted to the zero cross of the output voltage. In step T1, the control circuit 57 acquires a zero cross signal. When the zero cross signal is acquired, the control circuit 57 specifies the phase of the electric motor 16 at the time of acquiring the zero cross signal in step T2. The identified phase is remembered. As described above, since the variation of the load torque is related to the position of the rotor 22, the phase of the load torque can be stored according to the storage of the phase.

ステップT3で制御回路57は今回のゼロクロス信号の時点と前回のゼロクロス信号の時点との時間間隔を算出する。この時間間隔は出力電圧の周期に相当する。この出力電圧の周期は交流電源55の電圧周波数の2倍である。したがって、交流電源55の電圧周波数が低下すれば、出力電圧の周期は延びる。   In step T3, the control circuit 57 calculates the time interval between the time of the current zero cross signal and the time of the previous zero cross signal. This time interval corresponds to the period of the output voltage. The cycle of this output voltage is twice the voltage frequency of the AC power supply 55. Therefore, if the voltage frequency of the AC power supply 55 decreases, the cycle of the output voltage is extended.

ステップT4で制御回路57は出力電圧の周期に基づき電源周波数を算出する。ステップT5で制御回路57は回転制御の指示回転数を設定する。指示回転数には電源周波数(交流電源55の電圧周波数)に相当する回転数が設定される。したがって、出力電圧の変動と負荷トルクの変動とは同期する。   In step T4, the control circuit 57 calculates the power supply frequency based on the period of the output voltage. In step T5, the control circuit 57 sets an instruction rotational speed for rotational control. A rotation speed corresponding to the power supply frequency (voltage frequency of the AC power supply 55) is set as the instruction rotation speed. Therefore, the fluctuation of the output voltage and the fluctuation of the load torque are synchronized.

ステップT6で制御回路57は指示回転数に実回転数を照らし合わせる。実回転数が指示回転数に一致すれば、制御回路57はステップT7で出力電圧および回転子22の回転同期の間の位相ずれを検出する。制御回路57は出力電圧および負荷トルクの間で同期が維持されると判断する。実回転数が指示回転数からずれていれば、制御回路57は位相制御を終了する。出力電圧および負荷トルクの間で同期が確保されないと制御回路57は判断する。制御回路57の処理動作はステップT1に戻る。制御回路57は次のゼロクロス信号の入力まで待機する。   In step T6, the control circuit 57 compares the actual rotational speed with the designated rotational speed. If the actual rotational speed matches the indicated rotational speed, the control circuit 57 detects a phase shift between the output voltage and the rotational synchronization of the rotor 22 at step T7. The control circuit 57 determines that synchronization is maintained between the output voltage and the load torque. If the actual rotational speed deviates from the designated rotational speed, the control circuit 57 ends the phase control. The control circuit 57 determines that synchronization is not ensured between the output voltage and the load torque. The processing operation of the control circuit 57 returns to step T1. The control circuit 57 waits until the next zero cross signal is input.

位相ずれの検出にあたって制御回路57はステップT2で記憶した回転子22の位置を呼び出す。回転子22の位相が所望の位相に一致すれば、制御回路57の処理動作はステップT1に戻る。位相ずれは確認されない。制御回路57は次のゼロクロス信号の入力まで待機する。ステップT7で位相ずれが確認されると、制御回路57はステップT8で指示回転数を設定し直す。制御回路57は微小な回転数βだけ電源周波数に相当する回転数から指示回転数を増減する。   In detecting the phase shift, the control circuit 57 calls the position of the rotor 22 stored in step T2. If the phase of the rotor 22 matches the desired phase, the processing operation of the control circuit 57 returns to step T1. No phase shift is confirmed. The control circuit 57 waits until the next zero cross signal is input. When the phase shift is confirmed in step T7, the control circuit 57 resets the designated rotational speed in step T8. The control circuit 57 increases or decreases the indicated rotational speed from the rotational speed corresponding to the power supply frequency by a minute rotational speed β.

ステップT8で指示回転数が設定し直されると、制御回路57はステップT9で位相ずれの解消を監視する。位相ずれが解消されれば、制御回路57はステップT10で指示回転数を設定し直す。指示回転数は電源周波数に相当する回転数に戻される。その結果、再び出力電圧および回転子22の回転の間で同期が確保される。位相の一致は維持される。   When the command rotational speed is reset at step T8, the control circuit 57 monitors the elimination of the phase shift at step T9. If the phase shift is eliminated, the control circuit 57 resets the indicated rotational speed in step T10. The command rotational speed is returned to the rotational speed corresponding to the power supply frequency. As a result, synchronization is again ensured between the output voltage and the rotation of the rotor 22. Phase matching is maintained.

ステップT9で位相ずれが解消されていなければ、制御回路57はステップT11で次のゼロクロス信号の入力まで待機する。ゼロクロス信号を取得すると、制御回路57はステップT12で電動機16の相を特定する。特定された相は記憶される。こうして位相ずれが解消されるまで、ステップT9、T11およびT12の処理は繰り返される。その結果、出力電圧および負荷トルクの間で位相は一致する。   If the phase shift is not eliminated in step T9, the control circuit 57 stands by until the next zero cross signal is inputted in step T11. When the zero-cross signal is acquired, the control circuit 57 specifies the phase of the electric motor 16 in step T12. The identified phase is remembered. The processes in steps T9, T11, and T12 are repeated until the phase shift is eliminated in this way. As a result, the phase matches between the output voltage and the load torque.

図7に示されるように、電源モジュール51ではスイッチング素子56a、56bのオンオフが切り替えられる。例えばスイッチング素子56a(U)およびスイッチング素子56b(Y)に制御信号が供給されると、電動機16でUY相は確立される。回転子22の半回転にあたって「UY相」「UZ相」「VZ相」「VX相」「WX相」「WY相」が順番に確立される。こうしてスイッチング素子56a、56bの組み合わせに応じて「相」が切り替えられる。ここで、第1ピストン41および第2ピストン42は駆動軸18に固定されることから、圧縮機11の負荷変動は電動機16の相に関連づけられる。ここでは、電動機16の「UY相」は圧縮機11の最軽負荷相に相当する。   As shown in FIG. 7, in the power supply module 51, the switching elements 56a and 56b are turned on and off. For example, when a control signal is supplied to the switching element 56 a (U) and the switching element 56 b (Y), the UY phase is established in the electric motor 16. In the half rotation of the rotor 22, “UY phase”, “UZ phase”, “VZ phase”, “VX phase”, “WX phase”, and “WY phase” are established in order. In this way, the “phase” is switched according to the combination of the switching elements 56a and 56b. Here, since the first piston 41 and the second piston 42 are fixed to the drive shaft 18, the load fluctuation of the compressor 11 is related to the phase of the electric motor 16. Here, the “UY phase” of the electric motor 16 corresponds to the lightest load phase of the compressor 11.

図7に示されるように、AC/DC変換回路54に平滑コンデンサが接続されないことから、AC/DC変換回路54の出力電圧は交流電圧の周期Tの2分の1の周期で変動する。PWM制御のデューティ比が100%で維持されると、インバータ回路53の出力電圧はT/2の周期で変動する。このとき、圧縮機11の負荷の最軽負荷相と出力電圧のゼロクロスの時点とが合わせ込まれると、出力電圧の変動と負荷トルクの変動とは同調することができる。出力電圧の周期的変動と負荷トルクの周期的変動とは合わせ込まれる。その結果、出力電圧の調整は省略されることができる。出力電圧は負荷トルクの変動を反映することから、負荷トルクの変動に拘わらず電動機16の回転むらは抑制されることができる。回転むらの解消にあたって出力電圧の周期的変動が利用されることから、出力電圧は切り捨てられずに最大限に利用されることができる。電圧の利用率の低下は防止されることができる。ここでは、最軽負荷相は最低負荷トルクの回転位置に相当する。   As shown in FIG. 7, since no smoothing capacitor is connected to the AC / DC conversion circuit 54, the output voltage of the AC / DC conversion circuit 54 fluctuates in a cycle that is a half of the cycle T of the AC voltage. When the duty ratio of the PWM control is maintained at 100%, the output voltage of the inverter circuit 53 varies in a cycle of T / 2. At this time, if the lightest load phase of the load of the compressor 11 and the time point of zero crossing of the output voltage are matched, the fluctuation of the output voltage and the fluctuation of the load torque can be synchronized. The periodic variation of the output voltage is combined with the periodic variation of the load torque. As a result, adjustment of the output voltage can be omitted. Since the output voltage reflects the fluctuation of the load torque, the uneven rotation of the electric motor 16 can be suppressed regardless of the fluctuation of the load torque. Since the periodic fluctuation of the output voltage is used to eliminate the rotation unevenness, the output voltage can be used to the maximum without being discarded. A decrease in the voltage utilization factor can be prevented. Here, the lightest load phase corresponds to the rotational position of the lowest load torque.

前述のように回転子22の1回転内で電動機16の負荷トルクは変動し(図4参照)、その変動が1回転ごとに繰り返される。こうした負荷トルクの変動は予め特定されることができる。前述のように最低負荷トルクの回転位置に出力電圧のゼロクロスが合わせられれば、出力電圧の周期的変動と負荷トルクの周期的変動とは同調することができる。増減のタイミングが一致する。その結果、最大限に回転むらは阻止されることができる。   As described above, the load torque of the electric motor 16 varies within one rotation of the rotor 22 (see FIG. 4), and the variation is repeated every rotation. Such fluctuations in load torque can be specified in advance. As described above, if the zero crossing of the output voltage is adjusted to the rotational position of the minimum load torque, the periodic fluctuation of the output voltage and the periodic fluctuation of the load torque can be synchronized. The increase / decrease timing matches. As a result, the rotational unevenness can be prevented to the maximum.

本実施形態では位相の制御にあたって指示回転数は電源周波数に相当する回転数から意図的にずらされる。こうして回転数がずれると、出力電圧の位相に対して電動機16の回転の位相はずれていく。回転の位相が出力電圧の位相に一致した時点で回転数が出力電圧に一致する回転数に戻されると、電動機16の回転は出力電圧に対して位相の一致を維持したまま出力電圧の周期に同期することができる。出力電圧および負荷トルクの間で位相ずれは解消されることができる。   In the present embodiment, the instruction rotational speed is intentionally shifted from the rotational speed corresponding to the power supply frequency in controlling the phase. When the rotational speed deviates in this way, the phase of rotation of the electric motor 16 deviates from the phase of the output voltage. When the rotation speed is returned to the rotation speed that matches the output voltage at the time when the rotation phase matches the phase of the output voltage, the rotation of the motor 16 keeps the phase of the output voltage at the output voltage period. Can be synchronized. The phase shift between the output voltage and the load torque can be eliminated.

図8は空気調和装置の構成を概略的に示す。空気調和装置101は圧縮機11を備える。圧縮機11は第1循環経路102に組み込まれる。第1循環経路102は四方弁103の第1口103aおよび第2口103bを相互に結ぶ。圧縮機11の第1および第2吸入管14a、14bは四方弁103の第1口103aに冷媒配管を介して接続される。第1口103aからガス冷媒は圧縮機11の第1および第2吸入管14a、14bに供給される。圧縮機11は低圧のガス冷媒を所定の圧力まで圧縮する。圧縮機11の吐出管15は四方弁103の第2口103bに冷媒配管を介して接続される。圧縮機11の吐出管15からガス冷媒は四方弁103の第2口103bに供給される。第1循環経路102は例えば銅管などの冷媒配管で形成される。   FIG. 8 schematically shows the configuration of the air conditioner. The air conditioner 101 includes a compressor 11. The compressor 11 is incorporated in the first circulation path 102. The first circulation path 102 connects the first port 103a and the second port 103b of the four-way valve 103 to each other. The first and second suction pipes 14a and 14b of the compressor 11 are connected to the first port 103a of the four-way valve 103 via a refrigerant pipe. The gas refrigerant is supplied from the first port 103a to the first and second suction pipes 14a and 14b of the compressor 11. The compressor 11 compresses the low-pressure gas refrigerant to a predetermined pressure. The discharge pipe 15 of the compressor 11 is connected to the second port 103b of the four-way valve 103 via a refrigerant pipe. Gas refrigerant is supplied from the discharge pipe 15 of the compressor 11 to the second port 103 b of the four-way valve 103. The first circulation path 102 is formed by a refrigerant pipe such as a copper pipe.

四方弁103の第3口103cおよび第4口103dには第2循環経路104を形成する冷媒配管が接続される。第2循環経路104は四方弁103の第3口103cおよび第4口103dを相互に結ぶ。第2循環経路104には、第3口103c側から順番に室外熱交換器105、膨張弁106および室内熱交換器107が組み込まれる。室外熱交換器105は、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギーの交換を実現する。室内熱交換器107は、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギーの交換を実現する。第2循環経路1104は例えば銅管などの冷媒配管で形成されればよい。   Refrigerant piping that forms the second circulation path 104 is connected to the third port 103 c and the fourth port 103 d of the four-way valve 103. The second circulation path 104 connects the third port 103c and the fourth port 103d of the four-way valve 103 to each other. An outdoor heat exchanger 105, an expansion valve 106, and an indoor heat exchanger 107 are incorporated into the second circulation path 104 in order from the third port 103c side. The outdoor heat exchanger 105 realizes heat energy exchange between the refrigerant passing therethrough and ambient air. The indoor heat exchanger 107 realizes heat energy exchange between the refrigerant passing therethrough and ambient air. The second circulation path 1104 may be formed by a refrigerant pipe such as a copper pipe.

室外熱交換器105に関連づけられて送風ファン108が設置される。送風ファン108は羽根車の回転に応じて気流を生成する。気流は室外熱交換器105を通過する。通過する気流の流量は羽根車の毎分回転数に応じて調整される。気流の流量に応じて室外熱交換器105では冷媒と空気との間で交換される熱エネルギー量が調整される。   A blower fan 108 is installed in association with the outdoor heat exchanger 105. The blower fan 108 generates an air flow according to the rotation of the impeller. The airflow passes through the outdoor heat exchanger 105. The flow rate of the passing air flow is adjusted according to the number of revolutions per minute of the impeller. In the outdoor heat exchanger 105, the amount of heat energy exchanged between the refrigerant and the air is adjusted according to the flow rate of the airflow.

室内熱交換器107に関連づけられて送風ファン109が設置される。送風ファン109は羽根車の回転に応じて気流を生成する。気流は室内熱交換器107を通過する。通過する気流の流量は羽根車の毎分回転数に応じて調整される。気流の流量に応じて室内熱交換器107では冷媒と空気との間で交換される熱エネルギー量が調整されることができる。室内熱交換器107および送風ファン109は例えば室内機に組み込まれる。室内機は例えば建物内の室内空間RMに設置される。その他、室内機は室内空間RMに相当する環境空間に設置されればよい。   A blower fan 109 is installed in association with the indoor heat exchanger 107. The blower fan 109 generates an air flow according to the rotation of the impeller. The airflow passes through the indoor heat exchanger 107. The flow rate of the passing air flow is adjusted according to the number of revolutions per minute of the impeller. In the indoor heat exchanger 107, the amount of heat energy exchanged between the refrigerant and the air can be adjusted according to the flow rate of the airflow. The indoor heat exchanger 107 and the blower fan 109 are incorporated in, for example, an indoor unit. The indoor unit is installed in an indoor space RM in a building, for example. In addition, the indoor unit may be installed in an environmental space corresponding to the indoor space RM.

冷房運転が設定されると、四方弁103は第2口103bおよび第3口103cを相互に接続し第1口103aおよび第4口103dを相互に接続する。したがって、圧縮機11から高温高圧の冷媒が室外熱交換器105に供給される。冷媒は室外熱交換器105、膨張弁106および室内熱交換器107を順番に流通する。室外熱交換器105では冷媒の熱エネルギーが外気に放出される。膨張弁106で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室内熱交換器107で周囲の空気から吸熱する。冷気が生成される。冷気は送風ファン109の働きで室内空間RMに流される。   When the cooling operation is set, the four-way valve 103 connects the second port 103b and the third port 103c to each other and connects the first port 103a and the fourth port 103d to each other. Therefore, high-temperature and high-pressure refrigerant is supplied from the compressor 11 to the outdoor heat exchanger 105. The refrigerant flows through the outdoor heat exchanger 105, the expansion valve 106, and the indoor heat exchanger 107 in order. In the outdoor heat exchanger 105, the heat energy of the refrigerant is released to the outside air. The refrigerant is decompressed to a low pressure by the expansion valve 106. The decompressed refrigerant absorbs heat from ambient air in the indoor heat exchanger 107. Cold air is generated. The cold air is caused to flow into the indoor space RM by the function of the blower fan 109.

暖房運転が設定されると、四方弁103は第2口103bおよび第4口104dを相互に接続し第1口103aおよび第3口103cを相互に接続する。圧縮機11から高温高圧の冷媒が室内熱交換器107に供給される。冷媒は室内熱交換器107、膨張弁106および室外熱交換器105を順番に流通する。室内熱交換機107では冷媒の熱エネルギーが周囲の空気に放出される。暖気が生成される。暖気は送風ファン109の働きで室内空間RMに流される。膨張弁106で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室外熱交換器105で周囲の空気から吸熱する。その後、冷媒は圧縮機11に戻される。   When the heating operation is set, the four-way valve 103 connects the second port 103b and the fourth port 104d to each other and connects the first port 103a and the third port 103c to each other. A high-temperature and high-pressure refrigerant is supplied from the compressor 11 to the indoor heat exchanger 107. The refrigerant flows through the indoor heat exchanger 107, the expansion valve 106, and the outdoor heat exchanger 105 in order. In the indoor heat exchanger 107, the heat energy of the refrigerant is released to the surrounding air. Warm air is generated. The warm air is caused to flow into the indoor space RM by the function of the blower fan 109. The refrigerant is decompressed to a low pressure by the expansion valve 106. The decompressed refrigerant absorbs heat from the surrounding air in the outdoor heat exchanger 105. Thereafter, the refrigerant is returned to the compressor 11.

その他、圧縮機11は冷蔵庫、冷凍庫、冷蔵商品ケース、冷凍商品ケース、車載用空調装置、その他の機器で使用されることができる。その他、圧縮機11には、前述のようなロータリーピストンだけでなく、レシプロピストンやスクロールピストンが用いられることができる。   In addition, the compressor 11 can be used in a refrigerator, a freezer, a refrigerated product case, a frozen product case, an in-vehicle air conditioner, and other devices. In addition to the rotary piston as described above, a reciprocating piston or a scroll piston can be used for the compressor 11.

11 圧縮機、16 電動機、54 AC/DC変換回路、57 制御回路、57a 第1ポート、57b 第2ポート、58 第1検出回路(ゼロクロス検出回路)、59 第2検出回路(位置検出回路)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Compressor, 16 Electric motor, 54 AC / DC conversion circuit, 57 Control circuit, 57a 1st port, 57b 2nd port, 58 1st detection circuit (zero cross detection circuit), 59 2nd detection circuit (position detection circuit)

Claims (7)

周期的に変動するAC/DC変換回路の出力電圧の位相を特定する工程と、
電動機の回転の位相を特定する工程と、
前記電動機の回転数を制御して前記出力電圧の位相に前記回転の位相を合わせる工程と
を備えることを特徴とする電動機の制御方法。
Identifying the phase of the output voltage of the AC / DC conversion circuit that varies periodically;
Identifying the phase of rotation of the motor;
And a step of controlling the number of rotations of the motor to adjust the phase of the rotation to the phase of the output voltage.
請求項1に記載の電動機の制御方法において、前記位相の合わせ込みにあたって、前記出力電圧のゼロクロスを特定する工程と、前記電動機の回転に前記ゼロクロスの時点を照らし合わせる工程とを備えることを特徴とする電動機の制御方法。   The method for controlling an electric motor according to claim 1, further comprising: a step of specifying a zero cross of the output voltage in matching the phase; and a step of comparing the time of the zero cross with the rotation of the electric motor. To control the motor. 請求項1に記載の電動機の制御方法において、前記出力電圧および前記回転の間で同期を維持する工程と、同期が維持される間に前記出力電圧および前記回転の間で位相ずれが検出されると、前記出力電圧の周期に一致する回転数から前記電動機の回転数を増減する工程とを備えることを特徴とする電動機の制御方法。   2. The method for controlling an electric motor according to claim 1, wherein a step of maintaining synchronization between the output voltage and the rotation and a phase shift between the output voltage and the rotation are detected while the synchronization is maintained. And a step of increasing / decreasing the number of revolutions of the motor from the number of revolutions coincident with the cycle of the output voltage. 周期的に変動するAC/DC変換回路の出力電圧の位相を特定する第1信号を受ける第1ポートと、
電動機の回転の位相を特定する第2信号を受ける第2ポートと、
前記第1ポートおよび前記第2ポートに接続されて、前記電動機の回転数を制御して前記出力電圧の位相に前記回転の位相を合わせる演算回路と
を備えることを特徴とする電動機向け制御回路。
A first port that receives a first signal that specifies a phase of an output voltage of an AC / DC conversion circuit that varies periodically;
A second port for receiving a second signal specifying the phase of rotation of the electric motor;
An electric motor control circuit, comprising: an arithmetic circuit connected to the first port and the second port to control the rotation speed of the electric motor and adjust the phase of the rotation to the phase of the output voltage.
周期的に変動するAC/DC変換回路の出力電圧の位相を検出する第1検出回路と、
回転子の位相を検出する第2検出回路と、
前記第1検出回路および前記第2検出回路に接続されて、前記回転子の回転数を制御して前記出力電圧の位相に前記回転子の位相を合わせる演算回路と
を備えることを特徴とする電源モジュール付き電動機。
A first detection circuit for detecting a phase of the output voltage of the AC / DC conversion circuit that varies periodically;
A second detection circuit for detecting the phase of the rotor;
And an arithmetic circuit connected to the first detection circuit and the second detection circuit, for controlling the number of rotations of the rotor to adjust the phase of the rotor to the phase of the output voltage. Motor with module.
請求項5に記載の電源モジュール付き電動機と、前記電源モジュール付き電動機に連結されてピストン室内に圧縮室を区画するピストンとを備えることを特徴とする圧縮機。   6. A compressor comprising: the electric motor with a power module according to claim 5; and a piston connected to the electric motor with the power module and defining a compression chamber in a piston chamber. 請求項6に記載の圧縮機を備えることを特徴とする空気調和装置。   An air conditioner comprising the compressor according to claim 6.
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