JP2710800B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

Info

Publication number
JP2710800B2
JP2710800B2 JP28030188A JP28030188A JP2710800B2 JP 2710800 B2 JP2710800 B2 JP 2710800B2 JP 28030188 A JP28030188 A JP 28030188A JP 28030188 A JP28030188 A JP 28030188A JP 2710800 B2 JP2710800 B2 JP 2710800B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
rotor
circuit
motor
refrigerant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP28030188A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02130285A (ja
Inventor
伸和 高木
毅 瀬戸
健一 遠藤
達也 下田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP28030188A priority Critical patent/JP2710800B2/ja
Priority to US07/286,365 priority patent/US5006045A/en
Priority to EP88121607A priority patent/EP0322804B1/en
Priority to SG1996005378A priority patent/SG54236A1/en
Priority to DE3854691T priority patent/DE3854691T2/de
Priority to CA000586990A priority patent/CA1322454C/en
Priority to KR1019880017399A priority patent/KR890010508A/ko
Publication of JPH02130285A publication Critical patent/JPH02130285A/ja
Priority to US07/676,963 priority patent/US5223759A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2710800B2 publication Critical patent/JP2710800B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/24Arrangements for stopping
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/0085Prime movers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/70Safety, emergency conditions or requirements
    • F04C2270/72Safety, emergency conditions or requirements preventing reverse rotation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、スクロールタイプの圧縮機を備えた空気調
和機に関する。
(従来の技術) 従来、空気調和機には、冷媒を圧縮する圧縮機を備え
ており、圧縮機としては、レシプロ型、あるいはローリ
ングピストン型の圧縮機を使用したものや、スクロール
形の圧縮機を用いたものが知られている(特開昭57−73
886号公報)。
上記レシプロ型やローリングピストン型の圧縮機は、
圧縮室の吸入側と吐出側にそれぞれ逆止弁を備え、これ
らの逆止弁の作用により冷媒の逆流を阻止しつつ、各圧
縮室での冷媒の圧縮を行なう構造となっている。
上記スクロール形の圧縮機は、冷媒の吸入側と吐出側
との間に複数の圧縮室が独立的に形成されるので、冷媒
の逆流がなく、冷媒の吸入側や吐出側に逆止弁を設ける
ことなく、冷媒の圧縮が行なえる利点を有し、このよう
なスクロール形の圧縮機を駆動する電動機には誘導電動
機が用いられている。
ところが、上記スクロール形圧縮機では、圧縮機の駆
動停止後に、吐出側の高圧の冷媒圧力により吐出側の圧
縮室から吸入側の圧縮室に冷媒が逆流し、可動側スクロ
ール部材が逆転してしまう。そして、逆回転により、固
定側スクロール部材と可動側スクロール部材の荷重方向
が変化し、双方のスクロール部材での摩耗箇所が異なる
こととなり、異音を発生するとともに耐久性を低下させ
るといった悪影響を生ずるおそれがある。
この場合、逆回転を阻止するために、可動側スクロー
ル部材に直結された誘導電動機の回転子を、電気的に固
定させることも考えられるが、誘導電動機では、回転子
を電気的に固定することはその駆動原理からして非常に
困難である。
そこで、従来のスクロール形圧縮機では、冷媒の吸入
側と吐出側のいずれかに逆止弁を設け(一般に吐出側に
設けられている)、これにより、駆動停止時の逆転防止
を図っている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述したような従来のスクロール形圧
縮機によれば、冷媒の吸入側か吐出側のいずれかに逆止
弁を設ける必要があるために、圧縮機の高速駆動時に
は、逆止弁により冷媒の通流抵抗が増大し、高速駆動時
における体積効率が悪化し性能の向上が妨げられるとい
う問題を有していた。
そこで、本発明では、無刷子直流電動機を用いて、駆
動停止後に回転子の逆回転を電気的に阻止することによ
り、スクロール形圧縮機の逆回転を防止して逆止弁を不
要とし、上記問題点を解決することを目的としている。
(課題を解決するための手段) 本発明の空気調和機は、スクロール形圧縮機と、この
圧縮機の駆動軸に直結された電動機とを備えた空気調和
機であって、前記電動機を、回転子に永久磁石を有する
無刷子直流電動機とするとともに、この電動機を駆動す
る駆動回路に、電動機の巻線コイルを励磁することによ
り回転子の逆回転を阻止する制動回路を設ける構成とし
ている。
(作用) 圧縮機が駆動停止すると、吐出側の降圧の冷媒圧力に
より、圧縮機および電動機の回転子が逆回転しようとす
るが、この逆回転状態を制動回路において検出して固定
子の巻線コイルが励磁され、回転子の永久磁石との間に
作用する正方向への回転力により、逆回転しようとする
回転子が電気的に固定される。したがって、圧縮機の吸
入側や吐出側に設けられる逆止弁を削除することが可能
となる。
(実施例) 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図中、1は圧縮機、1A、1Bは互いに密閉状態に接
合された圧縮ケース、2A,2Bは互いに接合されケース1A
に固定された上部軸受支持部材、3はケース1Bに固定さ
れた下部軸受支持部材であり、上部軸受支持部材2A又は
2Bには軸受4又は5を介し、下部軸受支持部材3には軸
受6を介して電動機7の駆動軸8が支承されている。
駆動軸8には筒状の回転子9が固着され、この回転子
9は、磁石背面継鉄10と、この周面にN極とS極となる
ように配設された永久磁石11により構成されている。ま
た、永久磁石11の周囲には、積層鉄心からなる筒状の固
定子12が、支持部材13を介して下部軸受支持部材3に固
定されている。上記固定子12には三相の磁界を形成する
ように複数の巻線コイル14が設けられ、無刷子直流電動
機7を構成している。そして、電動機7の巻線コイル14
にはリード線15を通じて後述する駆動回路25が接線さ
れ、この駆動回路25により巻線コイル14の励磁が行なわ
れる。
上記駆動軸8の上端側には、駆動軸8から所定寸法l
だけ偏心した偏心部8Aが一体的に固着され、この偏心部
8Aが可動側スクロール部材16の連結部16Aに軸受17を介
して挿入されており、偏心部8Aの旋回によって可動側ス
クロール部材16が旋回駆動される。可動側スクロール部
材16は、ケース1Aに固定された固定側スクロール部材18
に噛み合っており、可動側スクロール部材16の背面側と
上部軸受支持部材2Aとの間には、可動側スクロール部材
16の自転をさせずに公転のみを許容するボール24が介装
されている。そして、可動側スクロール部材16は、固定
側スクロール部材18と駆動軸8の偏心量に従って摺動
し、噛み合いにより形成される密閉小室の容積を次第に
減少させて冷媒を圧縮し、固定側スクロール部材18の吐
出口19より吐出する。尚、図中、21は冷媒吸入パイプ、
22は冷媒吐出パイプである。
また、上記支持部材13には、各相に対応した磁石11に
対向するようホール素子23が取付けられ、これによっ
て、回転子9の各相の磁石11の位置検出が行なわれ、磁
石11の検出信号u,v,wが駆動回路25に入力されている。
このホール素子23は、潤滑油がガス中に混入している密
閉電動機内においても、汚れ等の影響を受けずに安定し
た磁石位置検出を行なうことができる。そして、このホ
ール素子23による回転時の磁石位置の検出に基づいて、
パルスレートモジュレーション(パルス幅変調,以下PW
Mという)による電圧制御を用いて駆動される構成であ
り、これにより簡単にしかも低コストで高効率の回転数
制御ができる。
駆動回路25は、第2図に示すように、圧縮機の駆動ス
イッチ或いは駆動停止スイッチの投入により、PWM発振
器27を制御するコントローラ26と、PWM発振器27からの
駆動指令信号Po(PWM信号)により、電動機7の巻線コ
イル14に三相の回転磁界を形成するプリドライバ回路28
およびトランジスタブリッジ回路29等により構成されて
おり、回転子9を停止させる制動回路30を備えている。
制動回路30は、ホール素子23からなる磁石位置センサか
らの位置検出信号u,v,wの波形を整える波形成形回路31
と、波形成形回路31の各相の出力パルス信号u,v,wをパ
ルス列に変換する論理和回路32と、波形回路31の出力パ
ルス信号u,v,wに基づいて回転子の回転方向を検出する
方向判別回路33と、この方向判別回路33の回転方向信号
Fにより切換られるスイッチ回路34と、論理和回路32か
らのパルス列を計数するアップダウンカウンタ35と、こ
のアップダウンカウンタ35のカウント値Cnをアナログ変
換し、PWM発振器27の指令信号Poのパルス幅を制御するD
/A変換器36とにより構成されている。
このような圧縮機1において、圧縮機の駆動時には駆
動スイッチの投入により、コントローラ26によりPWM発
振器27が制御され、PWM発振器27の駆動指令信号Poに基
づいてプリドライバ回路28およびトランジスタブリッジ
回路29により、固定子12の巻線コイル14に三相の直流励
磁電流U,V,Wが通流されて回転磁界が形成され、回転子
9が回転し、圧縮機1が駆動される。
圧縮機1の駆動停止時には、駆動停止スイッチの投入
により、コントローラ26からPWM発振器27の駆動停止信
号Poが出力され、各巻線コイル14には各相電流U,V,Wの
通流が停止され、これに伴い回転子9が停止する。
圧縮機1の駆動停止後には、吐出側の高圧の冷媒圧力
により可動側スクロール部材16とともに回転子9が逆回
転しようとするが、制動回路30により第3図のフローチ
ャートに示すように回転子9を制動する制御が行なわれ
る。
すなわち、圧縮機が駆動停止されると(S101)、各相
のパルス信号u,v,wに基づいて方向判別回路33において
逆回転かどうかが判別され(S102)、逆回転判別時には
回転方向信号Fによりスイッチ回路34がアップダウンカ
ウンタ35のアップ側(up)に接続されるとともに、コン
トローラ26によりアップダウンカウンタ34をリセット
し、そのカウンタ値Cnが初期値Kにセットされる
(S103)。そして、コントローラ26によりPWM発振器27
が駆動されるとともに、カウント値Cnに基づいてD/A変
換器36によりPWM発振器27のパルス幅が制御される。こ
れにより、巻線コイル14にはカウント値Cnに対応した大
きさの電流が通流され、回転子9の永久磁石11との間で
正方向への回転力を発生するように励磁されて制動が行
なわれる。
この場合、コントローラ26からアップダウンカウンタ
35のダウン側(down)には一定のパルス間隔Tcのパルス
Pcが出力され、このパルスPcのパルス間隔Tcに対し、論
理和回路32からアップ側(up)に出力されるパルス幅Ps
のパルス間隔Tsが小さいかどうかの判別が行なわれる
(S104)。
Ts<Tcの場合には、回転子9が逆回転方向に加速状態
にあり、更に大きな励磁電流が必要であるとして、アッ
プダウンカウンタ35では加算、即ちCn=Cn+1になる演
算(S105)によりカウント値を1つアップし、加算され
たカウント値に基づき、更に大きい励磁電流により、回
転子9の制動が行なわれる。そして、このような加算カ
ウント値に基づく制御がTs>Tcになるまで行なわれる。
この場合、カウント値を加算しながら励磁電流が制御さ
れるので過剰電流により逆に正回転とならないように制
動が行なわれるとともに、過剰電流によるコイルの発熱
の発生が防止される。
反対にTs<Tcでない場合には、制動が有効に作用して
回転子9の逆回転加速度が次第に小さくなった状態であ
るとして、アップダウンカウンタ35において減算、すな
わちCn=Cn−1なる演算が行なわれ(S106)、減算され
たカウント値に対応した励磁電流による制動が行なわ
れ、カウント値Cn=0となるまで(S107)、減算処理に
対応した制動制御が繰返えされる。
そして、カウント値がCn=0となると(S107)、圧縮
機1内の圧力バランスがとれて回転子9が停止状態であ
るとして回転子9のホールドモードが解除され
(S108)、制動制御が終了する。
この場合、制動制御時に、何らかの原因により、回転
子9が正回転を始めた場合には、方向判別回路33におい
て正回転が判別され、方向判別回路33の回転方向信号F
によりスイッチ回路34がアップ側(up)からダウン側
(down)に切換えられ、アップダウンカウンタ35により
減算処理が行なわれるため、巻線コイル11に通流される
励磁電流が減少し、電動機7の暴走は回避される。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、圧縮機を駆動
する電動機を無刷子直流電動機とするとともに、回転子
の駆動停止後の回転を阻止する制動回路を設けたことに
より、駆動停止後の回転子の逆回転を電気的に防止する
ことができるので、逆回転に伴う圧縮機の異音の発生や
耐久性の低下を回避でき、更に逆止弁をなくすることが
可能となるので、圧縮機の高速駆動時における通流抵抗
が減少し、高速駆動時の体積効率が大きくなり性能を向
上させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明の一実施例を示し、第1図
は圧縮機の縦断面図、第2図は制動回路を示す概略ブロ
ック図、第3図は制動制御の概略を示すフローチャート
である。 1……スクロール形圧縮機 7……無刷子直流電動機 8……駆動軸9……回転子 11……永久磁石14……巻線コイル 25……駆動回路30……制動回路
フロントページの続き (72)発明者 遠藤 健一 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイ コーエプソン株式会社内 (72)発明者 下田 達也 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイ コーエプソン株式会社内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スクロール形圧縮機と、この圧縮機の駆動
    軸に直結された電動機とを備えた空気調和機において、 前記電動機を、回転子に永久磁石を有する無刷子直流電
    動機とするとともに、この電動機を駆動する駆動回路
    に、電動機の巻線コイルを励磁することにより回転子の
    逆回転を阻止する制動回路を設けたことを特徴とする空
    気調和機。
JP28030188A 1987-12-24 1988-11-08 空気調和機 Expired - Lifetime JP2710800B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28030188A JP2710800B2 (ja) 1988-11-08 1988-11-08 空気調和機
US07/286,365 US5006045A (en) 1987-12-24 1988-12-16 Scroll compressor with reverse rotation speed limiter
SG1996005378A SG54236A1 (en) 1987-12-24 1988-12-23 A brushless dc motor
DE3854691T DE3854691T2 (de) 1987-12-24 1988-12-23 Mit einem Verdichter in Spiralbauweise ausgerüstetes Klimagerät.
EP88121607A EP0322804B1 (en) 1987-12-24 1988-12-23 Air conditioner equipped with scroll type compressor
CA000586990A CA1322454C (en) 1987-12-24 1988-12-23 Air conditioner equipped with scroll type compressor
KR1019880017399A KR890010508A (ko) 1987-12-24 1988-12-24 스크로울형 압축기를 마련한 공기조화기
US07/676,963 US5223759A (en) 1987-12-24 1991-03-29 DC brushless motor with solid rotor having permanent magnet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28030188A JP2710800B2 (ja) 1988-11-08 1988-11-08 空気調和機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02130285A JPH02130285A (ja) 1990-05-18
JP2710800B2 true JP2710800B2 (ja) 1998-02-10

Family

ID=17623080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28030188A Expired - Lifetime JP2710800B2 (ja) 1987-12-24 1988-11-08 空気調和機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2710800B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6672846B2 (en) * 2001-04-25 2004-01-06 Copeland Corporation Capacity modulation for plural compressors
CN102661275A (zh) * 2012-05-08 2012-09-12 苏州英华特制冷设备技术有限公司 一种带有防反转装置的涡旋式压缩机
WO2019138502A1 (ja) * 2018-01-11 2019-07-18 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 スクロール圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02130285A (ja) 1990-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0322804B1 (en) Air conditioner equipped with scroll type compressor
JPH09163791A (ja) 電動式圧縮機の駆動方法及び駆動装置
US5820349A (en) Rotary compressor with reverse rotating braking
US6121746A (en) Speed reduction switch
US7750585B2 (en) Asymmetric control system for a sensorless and brushless electric motor
JP2710800B2 (ja) 空気調和機
RU2146074C1 (ru) Система электропривода в тележках подъемника
US6242874B1 (en) Phase commutation of a switched reluctance motor by single phase sensing of inductance
JP2665340B2 (ja) 密閉形電動圧縮機
JPH0599165A (ja) 圧縮機の起動制御装置
JP2002027777A (ja) モータのトルク制御方法
JPH07312892A (ja) ポンプモータ制御装置
JP2000228890A (ja) ブラシレスモータ
JPH0731188A (ja) 歯科用研磨装置用のブラシレスモータの回転制御装置
JP2003514502A (ja) 自動車用空調バルブアクチュエータ
JP3420261B2 (ja) ポンプの運転方法およびポンプ装置
JP3328972B2 (ja) 位置センサレス・ブラシレスdcモータの制御装置
US11979101B2 (en) Sensor-free commutation method
JP3885284B2 (ja) 複合型圧縮装置
JP2004144026A (ja) 冷媒圧縮機
EP3382888B1 (en) Pump assembly and controlling method
KR102236689B1 (ko) 전동 압축기 제어 장치 및 방법
JP2670133B2 (ja) 電動式圧縮機の駆動装置
JP2003532360A (ja) 電気油圧変換器、特にドライビングダイナミクス電子コントロールシステム用のモータとポンプのモジュール
JP2004064981A (ja) ブラシレスdcモータおよび圧縮機