JP2019187090A - 電動圧縮機の運転制御装置、電動圧縮機、電気機器および電動圧縮機の運転制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】共振による振動を回避しつつ、従来よりも幅広い範囲の回転周波数でモーターを駆動させることが可能な電動圧縮機の運転制御装置を提供する。【解決手段】モーターの共振による電動圧縮機の振動を回避すべく、予め定められた範囲の回転数での前記モーターの運転を禁止する運転禁止範囲を設定する運転禁止範囲設定部と、前記電動圧縮機の用途に応じた前記モーターの目標回転数および前記運転禁止範囲に基づき、前記モーターの回転数の設定をおこなうモーター回転数設定部と、前記回転数の設定に基づき、前記モーターの回転数を制御する制御信号を出力する信号出力部と、前記制御信号に基づき前記モーターに電圧を印加して前記モーターを回転させる電圧印加部と、前記モーターに流れる負荷電流値を検知する負荷電流検知部とを備え、前記運転禁止範囲設定部は、前記振動が発生する前記モーターの回転数が前記負荷電流値に応じて変化しうることを考慮して、前記負荷電流値に応じて前記運転禁止範囲を設定することを特徴とする電動圧縮機の運転制御装置。【選択図】図５

Description

本発明は、電動圧縮機の運転制御装置、電動圧縮機、電気機器および電動圧縮機の運転制御方法に関する。

エアコンの室外機や冷蔵庫等の電動圧縮機（以下、圧縮機ともいう）を駆動させるモーターの回転周波数は、インバータによって制御されている。
これらの圧縮機には固有振動数があり、インバータによってモーターの回転周波数を変化させる際に、圧縮機が固有振動数に共振して振動し、騒音を発する現象が知られている。

このような圧縮機の共振による騒音や振動または配管の劣化を防止するため、従来、圧縮機のケース或いは接続配管等に振動検出装置を設けることにより、この装置が検出した振動値が予め設定した異常振動値を越えた場合に電動機の回転周波数を上昇又は下降させる手段を備えたことを特徴とする電動圧縮機の防振装置の発明が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、圧縮機の共振周波数帯を含む運転禁止領域を予め設定しておき、連続して運転禁止領域で運転することを避けて共振回避を行なうことにより、圧縮機の配管の折損や共振による騒音・振動を防ぎ、圧縮機の信頼性を向上することができるインバータ制御装置の発明も開示されている（例えば、特許文献２を参照）。

特開昭６０−１２５７９０号公報 特開２０１１−７２０６１号公報

しかしながら、圧縮機のモーターの回転周波数に運転禁止領域を設ける従来の技術は、モーターの回転周波数範囲の限定により、インバータの制御が大きく制限されてしまうため、結果として圧縮機の性能が十分に発揮できなくなるという問題があった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、従来よりも幅広い範囲の回転周波数でモーターを駆動させることが可能な電動圧縮機の運転制御装置、電動圧縮機、電気機器および電動圧縮機の運転制御方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、モーターの共振による電動圧縮機の振動を回避すべく、予め定められた範囲の回転数での前記モーターの運転を禁止する運転禁止範囲を設定する運転禁止範囲設定部と、前記電動圧縮機の用途に応じた前記モーターの目標回転数および前記運転禁止範囲に基づき、前記モーターの回転数の設定をおこなうモーター回転数設定部と、前記回転数の設定に基づき、前記モーターの回転数を制御する制御信号を出力する信号出力部と、前記制御信号に基づき前記モーターに電圧を印加して前記モーターを回転させる電圧印加部と、前記モーターに流れる負荷電流値を検知する負荷電流検知部とを備え、前記運転禁止範囲設定部は、前記振動が発生する前記モーターの回転数が前記負荷電流値に応じて変化しうることを考慮して、前記負荷電流値に応じて前記運転禁止範囲を設定することを特徴とする電動圧縮機の運転制御装置が提供される。
また、本発明によれば、前記運転制御装置を備えた電動圧縮機が提供される。
また、本発明によれば、前記電動圧縮機を駆動させ、配管を介して冷媒を循環する熱サイクルにより、予め定められた対象を冷却または加熱する電気機器が提供される。
また、本発明によれば、モーターの共振による電動圧縮機の振動を回避すべく、予め定められた範囲の回転数での前記モーターの運転を禁止する運転禁止範囲を設定する運転禁止範囲設定ステップと、前記電動圧縮機の用途に応じた前記モーターの目標回転数および前記運転禁止範囲に基づき、前記モーターの回転数の設定をおこなうモーター回転数設定ステップと、前記回転数の設定に基づき、前記モーターの回転数を制御する制御信号を出力する信号出力ステップと、前記制御信号に基づき前記モーターに電圧を印加して前記モーターを回転させる電圧印加ステップと、前記モーターに流れる負荷電流値を検知する負荷電流検知ステップとを有し、前記運転禁止範囲設定ステップにおいて、前記振動が発生する前記モーターの回転数の範囲が前記負荷電流値に応じて変化しうることを考慮して、前記負荷電流値に応じて前記運転禁止範囲を設定することを特徴とする電動圧縮機の運転制御方法が提供される。

本発明において、「モーターの回転数」は、単位時間あたりのモーターの回転数であり、例えば、ｒｐｍ（１分当たりの回転数）である。

本発明の「電動圧縮機」は、圧縮機４０によって実現される。また、本発明の「信号出力部」は、インバータ制御部６０５によって実現される。また、本発明の「電圧印加部」は、ＡＣ電源６０４およびインバータ回路６０１の協働によって実現される。また、本発明の「負荷電流検知部」は、ＤＣ電流検出回路および電流値検出・負荷電流演算部６０５１の協働によって実現される。また、本発明の「運転禁止範囲設定部」および「モーター回転数設定部」は、モーター回転数設定部６０５２によって実現される。

本発明によれば、共振による振動を回避しつつ、従来よりも幅広い範囲の回転周波数でモーターを駆動させることが可能な電動圧縮機の運転制御装置、電動圧縮機、電気機器および電動圧縮機の運転制御方法を実現できる。

また、本発明の電動圧縮機の制御装置は、次のように構成されてもよく、それらが適宜組み合わされてもよい。

（２）前記運転禁止範囲設定部は、前記負荷電流値が予め定められた閾値以上の場合に前記運転禁止範囲を設定し、前記閾値未満の場合は前記運転禁止範囲を設定しないものであってもよい。

このようにすれば、前記負荷電流値が予め定められた閾値以上の場合のみに前記運転禁止範囲を設定するため、共振による振動を回避しつつ、従来よりも幅広い範囲の回転周波数でモーターを駆動させることが可能な電動圧縮機の運転制御装置を実現できる。

（３）前記運転禁止範囲設定部は、電動圧縮機の運転時の前記振動が予め定められた振動許容値以上となる前記モーターの回転数の範囲を前記運転禁止範囲として設定し、前記運転禁止範囲が複数存在する場合は、前記運転禁止範囲ごとに異なる前記閾値を設定するものであってもよい。

このようにすれば、前記運転禁止範囲ごとに異なる負荷電流値の閾値を設定するため、共振による振動を回避しつつ、従来よりも幅広い範囲の回転周波数でモーターを駆動させることが可能な電動圧縮機の運転制御装置を実現できる。

（４）前記運転禁止範囲設定部は、前記モーターの回転数に応じて異なる前記閾値を設定するものであってもよい。

このようにすれば、モーターの回転数に応じて異なる前記閾値を設定するため、共振による振動を回避しつつ、従来よりも幅広い範囲の回転周波数でモーターを駆動させることが可能な電動圧縮機の運転制御装置、電動圧縮機、電気機器および電動圧縮機の運転制御方法を実現できる。

本発明の実施形態１に係る空気調和機の室外機の内部構成を説明する分解図である。 図１の回路基板の概略構成を示すブロック図である。 従来のインバータ制御におけるモーターの回転数と運転禁止領域との関係を示すグラフである。 圧縮機の負荷電流値が変化したときのモーターの回転数と圧縮機の振動との関係を示すグラフである。 図２のインバータ制御部によるモーターの回転数の制御処理を示すフローチャートである。 モーターの負荷電流値と運転禁止領域の設定との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態２に係る空気調和機の室外機において、集塵機のモーターの負荷電流値と運転禁止領域の設定との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態３に係る空気調和機の室外機において、集塵機のモーターの負荷電流値と運転禁止領域の設定との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態３および４に係る空気調和機の室外機において、集塵機のモーターの負荷電流値と運転禁止領域の設定との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら本発明の電動圧縮機の一例としての室外機１の圧縮機４０の実施形態を詳説する。なお、以下の実施例の記載によって、本発明が限定されるものではない。

（実施形態１）
図１および図２に基づき、本発明の実施形態１に係る空気調和機の室外機１の概略構成について説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係る空気調和機の室外機１の内部構成を説明する分解図である。また、図２は、図１の回路基板６０の概略構成を示すブロック図である。

＜室外機１の全体構成＞
図１に示すように、本発明の実施形態１に係る空気調和機の室外機１は、直方体形の筐体１０と、筐体１０内に収納された熱交換器（室外熱交換器）２０、モーター３０ａおよびプロペラファン３０ｂを有するファン３０、圧縮機４０、配管部５０およびケース（電装ボックス）にて覆われた回路基板６０と、ファン３０を支持するファン支持部材（モータアングル）７０と、筐体１０の一側面に取り付けられたカバー９３内に収納された図示しない二方弁および三方弁とを主たる構成要素として備える。

筐体１０は、底板（ドレンパン）１１、左右の側板１２、１３、前板１４、格子状の吸気口を有する後板１５および天板１６を有し、これらがビスにて連結して組み立てられる。
前板１４には、円形の吹出口１４ａが設けられると共に、吹出口１４ａに円形のファンガード１４ｂが取り付けられている。
熱交換器２０は、筐体１０の左側板１２と後板１５と右側板１３の内面に沿うように底板１１にて支持されると共に、配管部５０と接続されている。

また、筐体１０内には、ファン３０を収納する左側スペースと圧縮機４０および配管部５０を収納する右側スペース（機械室）とを遮蔽する遮蔽板１７が底板１１にて支持されるよう設けられている。左側スペースにおける左右の略中間位置にかつ熱交換器２０に沿ってファン支持部材（モータアングル）７０が底板１１にて支持されるよう設けられ、電装ボックス（回路基板６０）を水平状に支持する支持板１９がファン支持部材７０にて支持されるよう設けられている。

なお、底板１１の裏（下面）には左右一対の支持脚１８が取り付けられており、一対の支持脚１８によって底板１１が設置面から浮き上がっている。

配管部５０は、膨張弁またはキャピラリーチューブまたはその両方を有しかつ熱交換器２０と二方弁（不図示）とを接続する冷媒配管部と、四方弁を有しかつ熱交換器２０および三方弁（不図示）を前記四方弁を介して圧縮機４０に接続する冷媒配管部とを備える。
なお、二方弁および三方弁は、冷媒を流通させる渡り配管としての図示しない第１配管および第２配管を介して室内機の室内熱交換器（不図示）と接続される。
すなわち、圧縮機４０、四方弁、室外熱交換器、膨張機構（膨張弁、キャピラリーチューブ）、二方弁、第１配管、室内熱交換器、第２配管、三方弁にて冷凍サイクルが形成されている。

空気調和機の運転時、室外機１においては、圧縮機４０の駆動により冷媒が循環して熱サイクル（冷凍サイクル）が運転される。この際、ファン３０を駆動することにより熱交換器２０の周囲に気流が生じ、回転するプロペラファン３０ｂの吸引力によって外気が吸込され、熱交換器２０を通過して筐体１０内に流入する。熱交換器２０を通過した外気は熱交換されて吹出口１４ａから外部に吹き出される。

また、冷媒が図示しない第１配管と第２配管を介して室外機１と図外の室内機との間を循環し、室外機１の二方弁および三方弁のうちの一方には高温の冷媒が流れ、他方には低温の冷媒が流れる。具体的には、空気調和機の通常の冷房運転時には、圧縮機４０から吐出された高温高圧の気体冷媒は、四方弁を介して、室外熱交換器に流入する。室外熱交換器にて放熱し、中温高圧の液冷媒となり、膨張弁にて、低温低圧の液冷媒となる。二方弁に低温低圧の液冷媒が流れ、第１配管を通って、室内熱交換器に流入する。室内熱交換器にて吸熱し中温（通常、室内熱交換器に流入する液冷媒よりも高温）低圧の気体冷媒となる、気体冷媒は第２配管を通り、三方弁に中温の気体冷媒が流れる。気体冷媒は四方弁を介して、圧縮機４０に流入する。すなわち、通常の冷房運転時においては、基本的には二方弁の温度は三方弁の温度よりも低くなる。

通常の暖房運転時には圧縮機４０から吐出された高温高圧の冷媒は、四方弁を介して、三方弁を通る。すなわち、三方弁には、高温高圧の気体冷媒が流れる。三方弁を通った冷媒は、第２配管を通り、室内熱交換器に流入する。室内熱交換器にて放熱し、中温高圧（通常、室内熱交換器に流入する気体冷媒よりも低温）の液冷媒となり、第１配管を通って、二方弁に流入する。すなわち、二方弁には低温の液体冷媒が流れる。その後、膨張弁にて、低温低圧の液冷媒となり、室外熱交換器に流入する。室外熱交換器にて吸熱し、中温低圧の気体冷媒となり、四方弁を介して、圧縮機４０に流入する。すなわち、通常の暖房運転時においては、基本的には二方弁の温度は三方弁の温度よりも低くなる。
すなわち、通常の冷房運転時、通常の暖房運転時いずれにおいても、基本的には二方弁を流れる冷媒の温度は、三方弁を流れる冷媒の温度よりも低くなる。

＜回路基板６０の概略構成＞
図２に示すように、回路基板６０の概略構成について説明する。

図２に示すように、回路基板６０は、インバータ回路６０１、ＤＣ電流検出回路６０２、整流回路６０３、ＡＣ電源６０４およびインバータ制御部６０５を備える。

以下、回路基板６０の各構成要素を説明する。

インバータ回路６０１は、モーター３０ａに接続され、モーター回転数設定部６０５２によって設定された目標回転数に基づき、モーター３０ａを適宜所定の回転数で回転するよう回転指令信号を送信してモーター３０ａを駆動することにより、モーター３０ａの回転を制御する回路である。

ＤＣ電流検出回路６０２は、インバータ回路６０１を流れるＤＣ電流の電流値を検知する回路である。

整流回路６０３は、ＡＣ電源６０４に接続され、ダイオード、チョークコイルおよびコンデンサーから構成され、ＡＣ電源６０４からの交流電圧を直流電圧に変換する回路である。

ＡＣ電源６０４は、所定の電圧および周波数の交流電力をインバータ回路６０１およびモーター３０ａに供給する部分である。

インバータ制御部６０５は、電流値検出・負荷電流演算部６０５１およびモーター回転数設定部６０５２を備え、インバータ回路６０１の動作を制御する部分である。

電流値検出・負荷電流演算部６０５１は、ＤＣ電流検出回路６０２に接続され、ＤＣ電流検出回路６０２によって検出されたインバータ回路６０１を流れるＤＣ電流の電流値を検出し、モーター３０ａにかかる負荷電流値Iｑを演算により算出する部分である。

モーター回転数設定部６０５２は、電流値検出・負荷電流演算部６０５１によって算出されたモーター３０ａにかかる負荷電流値Iｑに基づき、モーター３０ａの回転数を設定し、インバータ回路６０１に制御信号を出力する部分である。

＜従来のインバータ制御の問題点＞
次に、図３および図４に基づき、従来のインバータ制御の問題点について説明する。
図３は、従来のインバータ制御におけるモーター３０ａの回転数と運転禁止領域との関係を示すグラフである。また、図４は、圧縮機４０の負荷電流値Iｑが変化したときのモーター３０ａの回転数と圧縮機４０の振動との関係を示すグラフである。
図３および図４において、グラフの横軸はモーター３０ａの回転数（ｒｐｍ）を示し、縦軸は圧縮機４０の振動の大きさ（μｍ）を示す。
以下の図６，７および８においても同様である。

従来のインバータ制御は、圧縮機４０が共振による騒音や振動または配管の劣化を防止するため、図３に示すように、圧縮機４０の共振周波数帯を含む運転禁止領域を予め設定しておき、当該運転禁止領域内に入らないように、モーター３０ａの回転数の制御をおこなっていた。

図３において、モーター３０ａの回転数が２８００〜３１００ｒｐｍの範囲では、圧縮機４０の振動は、４２μｍの振動許容値を超えるため、この範囲を運転禁止領域として設定している。

しかしながら、圧縮機４０の振動の変化の仕方は一様ではなく、圧縮機４０の負荷電流値Iｑに応じて大きく変化することが知られている。
図４において、下からそれぞれ圧縮機４０の負荷電流値Iｑが３、５および７Ａの例が示されている。

圧縮機４０の負荷電流値Iｑは、現在の温度と目標温度との温度差が大きい場合に室外機１を動作させるなど、一般に負荷が大きくなるほど大きくなる傾向がある。

また、図４に示すように、負荷電流値Iｑが大きくなると、圧縮機４０の振動も大きくなる傾向がある。

一方、負荷電流値Iｑが小さいほど、圧縮機４０の振動も小さくなるため、例えば、負荷電流値Iｑが３（Ａ）の場合は、モーター３０ａの回転数が２８００〜３１００ｒｐｍの運転禁止領域内にあっても、圧縮機４０の振動が振動許容値を超えることはない。

それゆえ、負荷電流値Iｑの小さい場合、圧縮機４０の共振による騒音や振動が生じる可能性がほとんどないのにもかかわらず、従来のインバータ制御において、運転禁止領域内に入らないようにモーター３０ａの回転数を制御していたため、従来、インバータの性能が必要以上に制限されていた。

本発明は、このような問題を解決すべく、圧縮機４０の負荷電流値Iｑを考慮して、圧縮機４０の振動が振動許容値よりも高くなる場合のみ、運転禁止領域を有効にすることで、より幅広い範囲で圧縮機４０の動作の制御が可能なインバータ制御装置および制御方法を提供する。

＜モーター３０ａの回転数の制御方法＞
次に、図５および図６に基づき、本発明の実施形態１に係る室外機１のモーター３０ａの回転数の制御方法について説明する。
回転数の制御とは、目標となる回転数の指令がモーター回転数設定部６０５２に与えられて、その目標回転数に実際のモーター３０ａの回転数を近づけることである。
また、モーター回転数設定部６０５２に与えられる回転数の指令は、目標の室内温度へ近づけるように室内機から送られてくる信号を元にすることが一般的である。

図５は、図２のインバータ制御部６０５によるモーター３０ａの回転数の制御処理を示すフローチャートである。

室外機１の運転開始後、図５のステップＳ１において、電流値検出・負荷電流演算部６０５１は、ＤＣ電流検出回路６０２によって検出されたＤＣ電流値に基づき、圧縮機４０の負荷電流値Iｑを算出する（ステップＳ１）。

次に、ステップＳ２において、インバータ制御部６０５は、算出した負荷電流値Iｑにおいて、モーター３０ａの回転数の運転禁止領域が設定されているか否かを判定する（ステップＳ２）。

図６は、モーター３０ａの負荷電流値Iｑと運転禁止領域の設定との関係を示すグラフである。

図６（Ａ）に示すように、圧縮機４０の負荷電流値Iｑが５（Ａ）以上の場合、モーター３０ａの回転数が圧縮機４０の固有振動数付近で共振により増大する。
図６（Ａ）の例では、モーター３０ａの回転数が２８００〜３１００ｒｐｍの範囲で、圧縮機４０の振動が振動許容値４２μｍ以上となる。

ここで、圧縮機４０の振動が所定の振動許容値を超えたとき、騒音や振動による配管の劣化などが生じる危険性があるため、この範囲を運転禁止領域に設定する必要がある。

図６（Ａ）に示すように、圧縮機４０の負荷電流値Iｑが５Ａ以上の場合は、当該２８００〜３１００ｒｐｍの範囲を運転禁止領域として設定する。

一方、圧縮機４０の負荷電流値Iｑが５Ａ未満の場合、０〜５０００ｒｐｍの全範囲において、圧縮機４０の振動が振動許容値４２μｍを超えることはない。

それゆえ、圧縮機４０の負荷電流値Iｑが５Ａ未満の場合は、運転禁止領域を設定しない。

図５のステップＳ２において、算出した負荷電流値Iｑにおいて、モーター３０ａの回転数の運転禁止領域が設定されている場合（ステップＳ２の判定がＹｅｓの場合）、インバータ制御部６０５は、ステップＳ３の判定をおこなう（ステップＳ３）。

一方、算出した負荷電流値Iｑにおいて、モーター３０ａの回転数の運転禁止領域が設定されていない場合（ステップＳ２の判定がＮｏの場合）、インバータ制御部６０５は、ステップＳ６において、予め定められた制御方法に従って、モーター３０ａの目標回転数を設定する（ステップＳ６）。
その後、インバータ制御部６０５は、ステップＳ７の判定をおこなう（ステップＳ７）。

次に、ステップＳ３において、インバータ制御部６０５は、モーター３０ａの目標回転数が運転禁止領域内にあるか否かを判定する（ステップＳ３）。

モーター３０ａの目標回転数が運転禁止領域内にある場合（ステップＳ３の判定がＹｅｓの場合）、モーター回転数設定部６０５２は、ステップＳ４において、圧縮機４０の振動が振動許容値以下になるようにモーター３０ａの目標回転数を設定する（ステップＳ４）。

具体的には、モーター回転数設定部６０５２は、モーター３０ａの目標回転数と、運転禁止領域のモーター３０ａの回転数の上限値および下限値との回転数の差ＤＲＮ１およびＤＲＮ２をそれぞれ算出する。

次に、モーター回転数設定部６０５２は、運転禁止領域の上限値および下限値のうち、当該上限値および下限値との回転数の差ＤＲＮ１およびＤＲＮ２が小さいほうにモーター３０ａの目標回転数を変化させる。

例えば、モーター３０ａの目標回転数と運転禁止領域のモーター３０ａの回転数の上限値との回転数の差ＤＲＮ１が、モーター３０ａの目標回転数と運転禁止領域のモーター３０ａの回転数の下限値との回転数の差ＤＲＮ２より小さい場合は、モーター回転数設定部６０５２は、モーター３０ａの目標回転数を当該上限値まで増加させる。

一方、モーター３０ａの目標回転数と運転禁止領域のモーター３０ａの回転数の下限値との回転数の差ＤＲＮ２が、モーター３０ａの目標回転数と運転禁止領域のモーター３０ａの回転数の上限値との回転数の差ＤＲＮ１より小さい場合は、モーター回転数設定部６０５２は、モーター３０ａの目標回転数を当該下限値まで減少させる。

次に、図５のステップＳ３において、モーター３０ａの目標回転数が運転禁止領域外にある場合（ステップＳ３の判定がＮｏの場合）、モーター回転数設定部６０５２は、ステップＳ５において、予め定められた制御方法に従って、モーター３０ａの目標回転数を設定する（ステップＳ５）。

図５のステップＳ４またはＳ５の処理を終了した後、インバータ制御部６０５は、ステップＳ７の処理をおこなう（ステップＳ７）。

次に、ステップＳ７において、インバータ制御部６０５は、圧縮機４０の運転が終了したか否かを判定する（ステップＳ７）。

圧縮機４０の運転が終了した場合（ステップＳ７の判定がＹｅｓの場合）、インバータ制御部６０５は処理を終了させる。

一方、圧縮機４０の運転が終了していない場合（ステップＳ７の判定がＮｏの場合）、インバータ制御部６０５はステップＳ１の処理を繰り返す（ステップＳ１）。

このようにして、モーター３０ａの負荷電流値Iｑに応じて、モーター３０ａの運転禁止領域の設定の有無を確認し、運転禁止領域が設定されている場合は、当該運転禁止領域に基づいてモーター３０ａの目標回転数を設定することにより、従来よりも幅広い範囲の回転周波数でモーター３０ａを駆動させることが可能な圧縮機４０を実現できる。

（実施形態２）
次に、図７に基づき、本発明の実施形態２に係る圧縮機のインバータ制御部６０５によるモーター３０ａの回転数の制御処理について説明する。
図７は、本発明の実施形態２に係る空気調和機の室外機１において、圧縮機４０のモーター３０ａの負荷電流値Iｑと運転禁止領域の設定との関係を示すグラフである。

実施形態２においては、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、圧縮機４０の負荷電流値Iｑに応じて、圧縮機４０の振動が振動許容値以下になるよう、異なる範囲の運転禁止領域を設定する。

例えば、図７（Ａ）では、７Ａの負荷電流値Iｑに対して約２８００〜３１００ｒｐｍの範囲に運転禁止領域を設定したが、図７（Ｂ）では、５Ａの負荷電流値Iｑに対して約２９００〜２９５０ｒｐｍの範囲に運転禁止領域を設定する。

このように、圧縮機４０のモーター３０ａの負荷電流値Iｑに応じて、運転禁止領域を設定することにより、従来よりも幅広い範囲の回転周波数でモーター３０ａを駆動させることが可能な圧縮機４０を実現できる。

（実施形態３）
次に、図８に基づき、本発明の実施形態３に係る圧縮機４０のインバータ制御部６０５によるモーター３０ａの回転数の制御処理について説明する。
図８は、本発明の実施形態３に係る空気調和機の室外機１において、圧縮機４０のモーター３０ａの負荷電流値Iｑと運転禁止領域の設定との関係を示すグラフである。

実施形態１および２では、１つの運転禁止領域のみが設定されている場合について考えたが、実施形態３では、複数の運転禁止領域が設定されている場合について考える。

図８（Ａ）の例では、負荷電流値Iｑが７Ａの場合、モーター３０ａの回転数の２つの範囲１４００〜１６００ｒｐｍおよび２７００〜３０００ｒｐｍになったとき、圧縮機４０の振動が振動許容値４２μｍを超えるため、それぞれの範囲に対応する２つの運転禁止領域１および２がそれぞれ設定されている。

一方、図８（Ｂ）の例では、負荷電流値Iｑが５Ａの場合、モーター３０ａの回転数の範囲２８００〜３０００ｒｐｍになったとき、圧縮機４０の振動が振動許容値４２μｍを超えるため、この範囲に対応する１つの運転禁止領域２のみが設定されている。

それゆえ、負荷電流値Iｑが７Ａ以上の場合に運転禁止領域１が設定され、負荷電流値Iｑが５Ａ以上の場合に運転禁止領域２が設定される。

このように、複数の運転禁止領域が存在する場合、運転禁止領域ごとに異なる負荷電流値Iｑの閾値を設定することにより、従来よりも幅広い範囲の回転周波数でモーター３０ａを駆動させることが可能な圧縮機４０を実現できる。

（実施形態４）
次に、図９に基づき、本発明の実施形態４に係る圧縮機４０のインバータ制御部６０５によるモーター３０ａの回転数の制御処理について説明する。
図９は、本発明の実施形態３および４に係る空気調和機の室外機１において、圧縮機４０のモーター３０ａの負荷電流値Iｑと運転禁止領域の設定との関係を示すグラフである。
図９において、グラフの横軸はモーター３０ａの回転数（ｒｐｍ）を示し、縦軸は負荷電流値Iｑの大きさ（Ａ）を示す。

実施形態３では、複数の運転禁止領域が存在する場合、運転禁止領域ごとに異なる負荷電流値Iｑの閾値を設定していた。
これは、図９（Ａ）に示すように、負荷電流値Iｑが予め定められた閾値以上であれば、運転禁止領域を設定することに対応する。

図９（Ａ）の例では、モーター３０ａの回転数が１４００〜１６００ｒｐｍの範囲で負荷電流値Iｑの閾値が７Ａとなり、モーター３０ａの回転数が２７００〜３０００ｒｐｍの範囲で負荷電流値Iｑの閾値が５Ａとなっている。
また、その他のモーター３０ａの回転数の範囲では、負荷電流値Iｑの閾値は無限大に設定されている。

一方、実施形態４では、図９（Ｂ）に示すように、連続的な負荷電流値Iｑの閾値を設定する。

図９（Ｂ）の例では、負荷電流値Iｑの閾値がなめらかに連続した関数で設定されており、負荷電流値Iｑが当該閾値以上である場合に、運転禁止領域が設定される。

このように、複数の運転禁止領域が存在する場合、連続的な負荷電流値Iｑの閾値を設定することにより、細かい運転禁止領域の設定が可能となるため、従来よりも幅広い範囲の回転周波数でモーター３０ａを駆動させることが可能な圧縮機４０を実現できる。

また、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１：室外機、 １０：筐体、 １１：底板（ドレンパン）、 １２：左側板、 １３：右側板、 １４：前板、 １４ａ：吹出口、 １４ｂ：ファンガード、 １５：後板、 １６：天板、 １７：遮蔽板、 １８：支持脚、 １９：支持板、 ２０：熱交換器、 ３０：ファン、 ３０ａ：モーター、 ３０ｂ：プロペラファン、 ４０：圧縮機、 ５０：配管部、 ６０：回路基板、 ７０：ファン支持部材（モータアングル）、 ９３：カバー、 ６０１：インバータ回路、 ６０２：ＤＣ電流検出回路、 ６０３：整流回路、 ６０４：ＡＣ電源、 ６０５：インバータ制御部、 ６０５１：電流値検出・負荷電流演算部、 ６０５２：モーター回転数設定部、 ＤＲＮ１，ＤＲＮ２：回転数の差、 Iｑ：負荷電流値

Claims (7)

1. モーターの共振による電動圧縮機の振動を回避すべく、予め定められた範囲の回転数での前記モーターの運転を禁止する運転禁止範囲を設定する運転禁止範囲設定部と、
   前記電動圧縮機の用途に応じた前記モーターの目標回転数および前記運転禁止範囲に基づき、前記モーターの回転数の設定をおこなうモーター回転数設定部と、
   前記回転数の設定に基づき、前記モーターの回転数を制御する制御信号を出力する信号出力部と、
   前記制御信号に基づき前記モーターに電圧を印加して前記モーターを回転させる電圧印加部と、
   前記モーターに流れる負荷電流値を検知する負荷電流検知部とを備え、
   前記運転禁止範囲設定部は、前記振動が発生する前記モーターの回転数が前記負荷電流値に応じて変化しうることを考慮して、前記負荷電流値に応じて前記運転禁止範囲を設定することを特徴とする電動圧縮機の運転制御装置。
2. 前記運転禁止範囲設定部は、前記負荷電流値が予め定められた閾値以上の場合に前記運転禁止範囲を設定し、前記閾値未満の場合は前記運転禁止範囲を設定しない請求項１に記載の電動圧縮機の運転制御装置。
3. 前記運転禁止範囲設定部は、電動圧縮機の運転時の前記振動が予め定められた振動許容値以上となる前記モーターの回転数の範囲を前記運転禁止範囲として設定し、
   前記運転禁止範囲が複数存在する場合は、前記運転禁止範囲ごとに異なる前記閾値を設定する請求項２に記載の電動圧縮機の運転制御装置。
4. 前記運転禁止範囲設定部は、前記モーターの回転数に応じて異なる前記閾値を設定する請求項２に記載の電動圧縮機の運転制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つの運転制御装置を備えた電動圧縮機。
6. 請求項５に記載の電動圧縮機を駆動させ、配管を介して冷媒を循環する熱サイクルにより、予め定められた対象を冷却または加熱する電気機器。
7. モーターの共振による電動圧縮機の振動を回避すべく、予め定められた範囲の回転数での前記モーターの運転を禁止する運転禁止範囲を設定する運転禁止範囲設定ステップと、
   前記電動圧縮機の用途に応じた前記モーターの目標回転数および前記運転禁止範囲に基づき、前記モーターの回転数の設定をおこなうモーター回転数設定ステップと、
   前記回転数の設定に基づき、前記モーターの回転数を制御する制御信号を出力する信号出力ステップと、
   前記制御信号に基づき前記モーターに電圧を印加して前記モーターを回転させる電圧印加ステップと、
   前記モーターに流れる負荷電流値を検知する負荷電流検知ステップとを有し、
   前記運転禁止範囲設定ステップにおいて、前記振動が発生する前記モーターの回転数の範囲が前記負荷電流値に応じて変化しうることを考慮して、前記負荷電流値に応じて前記運転禁止範囲を設定することを特徴とする電動圧縮機の運転制御方法。