JP2765668B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧縮機をベクトル制御に
より、インバータ制御をするための制御装置を備えた空
気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電源の周波数を可変にするインバ
ータ装置を用いて圧縮機の回転数を増減し、能力制御を
行う空気調和装置が利用されてきている。

【０００３】また汎用インバータのインバータ制御方式
としては優れた応答性、及び省電力性が得られることか
ら、ベクトル制御の採用が多い。そのため近年空気調和
装置の圧縮機の可変速制御方式にもベクトル制御が適用
されてきている。

【０００４】このベクトル制御方式には、二次磁束をベ
クトル量として検出し一次電流の制御信号に用いる磁束
検出形ベクトル制御方式と、磁束ベクトルを電動機定数
に基いて演算し制御するすべり周波数形ベクトル制御方
式が知られている。

【０００５】従来の技術としては、例えば、特開平２−
２０２３８７号公報に示されたものがある。

【０００６】以下図面を参照しながら、従来技術の動作
の一例について 図１５、図１６、図１７、図１８、図
１９を用いて説明する。

【０００７】図１５は従来の空気調和装置の構成図であ
る。図１６は従来の空気調和装置のインバータ装置であ
るすべり周波数形ベクトル制御装置のブロック図であ
る。

【０００８】図１７は図１６のトルク電流演算器２７の
構成を示したブロック図である。図１８は図１６のすべ
り周波数演算器３５の構成を示したブロック図である。

【０００９】図１９は従来の空気調和装置のインバータ
装置である磁束検出形ベクトル制御装置のブロック図で
ある。

【００１０】図１５において、１は圧縮機、２は四方
弁、３は室内熱交換器、４は減圧装置、５は室外熱交換
器であり、これらを環状に連結して冷凍回路を構成して
いる。

【００１１】６は室内ファン、７は室外ファンである。
８は圧縮機１の回転数制御を行うインバータ制御装置で
あり、９は三相交流電源である。すなわち１０は室内
機、１１は室外機の構成となっている。

【００１２】以下２種類のインバータ制御装置につい
て、図１６、図１７、図１８、図１９を用いて説明をす
る。

【００１３】従来のすべり周波数形ベクトル制御装置を
図１６に示す。圧縮機１は電力変換器１３によって可変
周波数の交流電力が供給され、圧縮機１の一次電流ｉａ
１，ｉｂ１，ｉｃ１を電流検出器３９，４０，４１によ
り検出し、速度を算出する速度検出器１４によって回転
周波数ωＲをピックアップしている。

【００１４】二次磁束指令φ２＊は励磁電流演算器２６
において励磁電流指令ｉｄ１＊へ、トルク指令τ＊はト
ルク電流演算器２７とこれに入力されるモータの二次抵
抗Ｒ２＊によりトルク電流指令ｉｑ１＊へ変換される。
励磁電流指令ｉｄ１＊とトルク電流指令ｉｑ１＊はベク
トル回転器２８によって回転磁束座標軸（ｄ，ｑ軸）上
での電流値ｉ１＊、位相角θ＊に変換される。

【００１５】一方トルク電流指令ｉｑ１＊と二次磁束指
令φ２＊とモータの二次抵抗Ｒ２＊を用いて、すべり周
波数演算器３５においてすべり周波数指令ωｓ＊を作
り、回転周波数ωＲとすべり周波数指令ωｓ＊の和すな
わち一次周波数ω１を作る。さらに一次周波数ω１は積
分器３６によって積分され回転座標軸の位相角φ１＊を
求め、加算器３４にて前記ｄｑ軸上での位相角θ＊との
和θ１＊を演算する。

【００１６】ここで、加算器３４では（数１）に従い演
算を行う。

【００１７】

【数１】

【００１８】（数１）により求めたθ１＊は静止軸上で
見た電流の位置となる。一次電流の絶対値ｉ１＊は励磁
電流成分とトルク電流成分の合成電流であり、位相角θ
１＊はその静止２軸上での位置を示す。従って２相−３
相変換器２９により一次電流の絶対値ｉ１＊、一次電流
の位相角θ１＊を２相−３相変換して３相電流指令ｉａ
１＊，ｉｂ１＊，ｉｃ１＊を作り比較器３０，３１，３
２において電力変換器の出力電流ｉａ１，ｉｂ１，ｉｃ
１と比較する。

【００１９】その後の電流制御は通常の比例形又は比例
と積分の兼用形の制御器により、実電流が指令電流に一
致するように制御される。

【００２０】以上の方法にてベクトル制御は可能にな
る。また、すべり周波数指令ωｓ＊はすべり周波数演算
器により（数２）で演算する。

【００２１】

【数２】

【００２２】（数２）において、Ｒ２＊は二次抵抗、Ｌ
２＊は二次インダクタンス、Ｍ＊は相互インダクタンス
を示す。

【００２３】トルク電流演算器２７の構成を図１７に示
す。トルク指令τ＊を係数器１５，１６、微分器１９を
通して出力された信号と、係数器１５のみを通して出力
された信号が作られ、加算器２０によりこれらの信号が
加算されトルク電流指令ｉｑ１＊が出力される。

【００２４】すべり周波数演算器３５の構成を図１８に
示す。トルク電流指令ｉｑ１＊を係数器１５’，１６’
を通して出力された信号は除算器１７で二次磁束指令φ
２＊で除算され係数器２１を通り、すべり周波数指令ω
ｓ＊が出力される。

【００２５】上述のようにトルク電流指令ｉｑ１＊およ
びすべり周波数指令ωｓ＊を演算する場合には二次抵抗
Ｒ２＊が直接関与するが、従来のベクトル制御方式で
は、この二次抵抗Ｒ２＊を一定として制御を行ってい
た。

【００２６】図１９は磁束検出形のベクトル制御方式の
例であり磁束は圧縮機１に印加される電圧ｖａ１，ｖｂ
１，ｖｃ１と電流検出器３９，４０，４１によって検出
された一次電流ｉａ１，ｉｂ１，ｉｃ１をもとにして磁
束演算器２４において演算により求められる。

【００２７】磁束演算器２４の出力は二次磁束ベクトル
の静止２軸成分φα１，φβ１であり、ベクトルアナラ
イザ２５によって絶対値成分｜φ２｜と位相角ｓｉｎ
φ、ｃｏｓφに変換される。

【００２８】一方、二次磁束指令φ２＊と発生トルク指
令τ＊は励磁電流演算器２６とトルク電流演算器２７の
処理が行われ回転磁束をｄ軸に考えた回転座標系におけ
る励磁電流指令ｉｄ１＊、トルク電流指令ｉｑ１＊に加
工され、ベクトル回転器２８は前記励磁電流指令ｉｄ１
＊、トルク電流指令ｉｑ１＊を、前記位相角φをもとに
固定子座標系における電流指令ｉα１＊，ｉβ１＊に変
換する。

【００２９】即ち、ベクトル回転器２８の出力ｉα１
＊，ｉβ１＊は二次磁束成分φα１，φβ１を作るため
の電流で、２相−３相変換器２９で変換を行って電力変
換器１３の一次電流指令ｉａ１＊，ｉｂ１＊，ｉｃ１＊
を作り、比較器３０，３１，３２で比較を行い、電力変
換器１３の出力電流を制御する。

【００３０】磁束検出形ベクトル制御方式においては電
流指令を与えて磁束を直接制御するので電動機定数で最
も不確定要素の多い２次側のインダクタンスや抵抗を必
要としない。

【００３１】従って、圧縮機１の内部のモータの１次回
路、２次回路の定数が変化しても、磁束演算器２４の入
力一次電圧ｖａ１，ｖｂ１，ｖｃ１、入力一次電流ｉａ
１，ｉｂ１，ｉｃ１の変化として受けとめられ、それに
応じて磁束の演算結果が変るので、パラメータの変化に
よるベクトル制御特性の劣化は少ない。

【００３２】しかしながら、磁束を磁束演算器２４とベ
クトルアナライザ２５により推定することについてはセ
ンサの精度及び分解能に問題が多く、特に低速時の電圧
ひずみのために演算精度に問題があり、実施できないの
が実情である。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
たすべり周波数形ベクトル制御において、温度によって
二次抵抗が変化すると、すべり周波数指令ωｓ＊の計算
に大きな誤差が発生し、本来のベクトル制御が維持でき
なくなり、特性が劣化する。

【００３４】従って何等かの手段により二次抵抗が温度
によって変化したことを検出または推定し、トルク電流
指令ｉｑ１＊およびすべり周波数指令ωｓ＊を演算する
過程でそれを反映させて、ベクトル制御特性を補償する
必要がある。

【００３５】本発明は上記課題に鑑み、すべり周波数形
ベクトル制御において、モータの二次抵抗の温度変化を
補正し、温度変化によるベクトル制御特性の低下を補償
する空気調和装置を提供することを目的とする。

【００３６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の空気調和装置は、電力変換器により回転数制
御される圧縮機と、前記圧縮機の一次電流を検出する電
流検出器と、前記圧縮機の回転数を前記電流検出器の出
力信号により検出する速度検出器と、前記圧縮機の吐出
圧力を検出するシェル吐出圧力検出器の出力信号と前記
圧縮機のシェル吐出管内の冷媒流量を検出する冷媒流量
検出器の出力信号とからシェル吐出温度とモータ温度を
推定するシェル吐出温度・モータ温度推定回路と、前記
シェル吐出温度・モータ温度推定回路の出力信号からモ
ータの二次抵抗を推定する二次抵抗推定回路と、前記速
度検出器の出力信号と前記二次抵抗推定回路の出力信号
とから前記電力変換器を駆動するベクトル制御指令演算
回路により構成されたものであり、前記二次抵抗推定回
路の出力信号によりベクトル制御指令の演算要素である
モータの二次抵抗の温度による変化を補正し、温度変化
によるベクトル制御特性の低下を補償するのである。

【００３７】また、前記圧縮機のシェル吐出圧力を検出
するシェル吐出圧力検出器の出力信号と前記圧縮機のシ
ェル吸入圧力を検出するシェル吸入圧力検出器の出力信
号と前記圧縮機のシェル吸入温度を検出するシェル吸入
温度検出器の出力信号とから前記圧縮機内部の吐出端温
度とモータ温度を推定する吐出端温度・モータ温度推定
回路と、前記吐出端温度・モータ温度推定回路の出力信
号から前記圧縮機内部のモータの二次抵抗を推定する二
次抵抗推定回路と、前記速度検出器の出力信号と前記二
次抵抗推定回路の出力信号とから前記電力変換器を駆動
するベクトル制御指令演算回路により構成されたもので
あり、ベクトル制御指令の演算の要素であるモータの二
次抵抗の温度による変化を補償する二次抵抗推定回路を
備えている。

【００３８】さらに、前記圧縮機のシェル吐出圧力を検
出するシェル吐出圧力検出器の出力信号と前記圧縮機の
シェル吸入圧力を検出するシェル吸入圧力検出器の出力
信号と、前記圧縮機のシェル吸入温度を検出するシェル
吸入温度検出器の出力信号とから前記圧縮機内部の吐出
端温度を推定し、前記吐出端温度と前記シェル吐出温度
検出器の出力信号から前記圧縮機内部のモータ温度を推
定する吐出端温度・モータ温度推定回路と、前記吐出端
温度・モータ温度推定回路の出力信号から前記圧縮機内
部のモータの二次抵抗を推定する二次抵抗推定回路と、
前記速度検出器の出力信号と、前記二次抵抗推定回路の
出力信号とから前記電力変換器を駆動するベクトル制御
指令演算回路により構成されたものであり、ベクトル制
御指令の演算の要素であるモータの二次抵抗の温度によ
る変化を補償する二次抵抗推定回路を備えている。

【００３９】

【作用】本発明は上記した構成によって、温度によって
変化する二次抵抗Ｒ２＊を補償して二次抵抗の変化によ
って制御精度の低下することを防止し、効率の良い空気
調和装置が実現できる。

【００４０】

【実施例】以下本発明の一実施例の空気調和装置につい
て、図面を参照しながら説明する。従来例と同一の構成
のものは同一符号を付して説明を省略する。

【００４１】図１、図２、図３、図４、図５、図６は、
本発明の第一実施例を示す。図１において、３７は圧縮
機１のシェル吐出圧力を検出するシェル吐出圧力検出器
で、４２は圧縮機１のシェル吐出管内の冷媒流量を検出
する冷媒流量検出器であり、このシェル吐出圧力検出器
３７と冷媒流量検出器４２は図２のシェル吐出温度・モ
ータ温度推定回路４３に接続され、シェル吐出温度・モ
ータ温度推定回路４３は二次抵抗推定回路３４に接続さ
れている。

【００４２】すべり周波数指令ωｓ＊は（数２）で計算
する。よってＲ２＊が温度によって変化するとトルク電
流指令ｉｑ１＊およびすべり周波数指令ωｓ＊に誤差が
含まれる。その結果として一次周波数ω１も誤差を含
み、一次電流の位相角θ１＊も誤差を含む。従って、励
磁電流とトルク電流の直交関係は維持できなくなり、ベ
クトル制御特性が劣化する。

【００４３】本実施例は圧縮機１のシェル吐出圧力を検
出するシェル吐出圧力検出器３７と、圧縮機１のシェル
吐出管内の冷媒流量を検出する冷媒流量検出器４２と、
シェル吐出温度と圧縮機１内部のモータ温度を推定する
シェル吐出温度・モータ温度推定回路４３と、モータ温
度から圧縮機１内部のモータの二次抵抗を推定する二次
抵抗推定回路３４を付加し、その結果をトルク電流演算
及びすべり周波数演算に反映させようとするものであ
る。

【００４４】以下二次抵抗の補正方法の流れについて、
図３、図４、図５、図６を用いて説明する。

【００４５】図３はモリエル線図であり縦軸は圧力、横
軸はエンタルピである。圧縮機１のシェル吐出圧力Ｐ２
とシェル吐出温度Ｔ２がわかれば、モータ温度Ｍｏを推
定する事ができる事がわかる。

【００４６】シェル吐出圧力検出器３７で検出した圧縮
機１のシェル吐出圧力Ｐ２と冷媒流量検出器４２で検出
された冷媒流量Ｇ１はシェル吐出温度・モータ温度推定
回路４３に入力される。

【００４７】シェル吐出温度・モータ温度推定回路４３
では、図４に示すような設計段階で設定されている圧縮
機１の冷媒流量Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２毎に設定されたシェル
吐出圧力とシェル吐出温度の関係を示す特性によりシェ
ル吐出温度Ｔ２を推定し、更に図５で示された設計段階
で設定されている圧縮機１の冷媒流量Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２
毎に設定されたシェル吐出温度とモータ温度の関係を示
す特性によりモータ温度Ｍｏを推定する。この結果は二
次抵抗推定回路３４に入力される。

【００４８】二次抵抗推定回路３４では、図６に示すよ
うな設計段階で設定されている二次抵抗とモータ温度の
関係を示す特性により二次抵抗Ｒ２＊を算出し、トルク
電流演算器２７およびすべり周波数演算器３５に入力
し、トルク電流演算器２７とすべり周波数演算器３５は
二次抵抗の温度に対する補正を行う。

【００４９】以上のように本実施例によれば、二次抵抗
の補正に必要なセンサが、圧縮機１のシェル吐出圧力と
吐出管内に流れる冷媒流量を検出する二種類のもので済
み、かつ二種類とも取り付けが容易で、冷媒流量とシェ
ル吐出圧力とシェル吐出温度の相関関係および圧縮機１
内部のモータの温度とモータ二次抵抗の相関特性を利用
し二次抵抗の補正をおこない、トルク電流指令およびす
べり周波数指令の演算を二次抵抗Ｒ２＊を一定値として
演算を行う従来と比べ、正確に行うことが出来る。

【００５０】次に本発明の第二の実施例について、図
７、図８、図９、図１０を参照しながら説明する。

【００５１】図７の３７は圧縮機１の吐出圧力を検出す
るシェル吐出圧力検出器で、４４は圧縮機１の吸入圧力
を検出するシェル吸入圧力検出器で、４５は圧縮機１の
吸入温度を検出するシェル吸入温度検出器である。また
このシェル吐出圧力検出器３７、シェル吸入圧力検出器
４４、シェル吸入温度検出器４５は図８の吐出端温度・
モータ温度推定回路４６に接続されており、吐出端温度
・モータ温度推定回路４６は二次抵抗推定回路３４に接
続されている。

【００５２】本実施例は圧縮機１の吐出圧力を検出する
シェル吐出圧力検出器３７と、吸入圧力を検出するシェ
ル吸入圧力検出器４４と、吸入温度を検出するシェル吸
入温度検出器４５と、圧縮機１内部の吐出端温度および
モータ温度を推定する吐出端温度・モータ温度推定回路
４６と、モータ温度から二次抵抗を推定する二次抵抗推
定回路３４を付加しその結果をトルク電流演算およびす
べり周波数演算に反映させようとするものである。

【００５３】以下二次抵抗の補正方法の流れについて、
図９、図１０を用いて説明する。図９はモリエル線図で
あり、縦軸は圧力、横軸はエンタルピである。圧縮機１
の内部のモータ温度を負荷変動に対し精度良く検出する
ためには、圧縮機１の吐出端圧力Ｐ２と吐出端温度Ｔ３
の２点が検出できれば、モータ温度Ｍｏが推定できる事
がわかる。

【００５４】そこでシェル吸入圧力検出器４４で検出し
た圧縮機１の吸入圧力Ｐ１、シェル吸入温度検出器４５
で検出した圧縮機１の吸入温度Ｔ１、シェル吐出圧力検
出器３７で検出した圧縮機１の吐出圧力Ｐ２が吐出端温
度・モータ温度推定回路４６に入力され、吐出端温度・
モータ温度推定回路４６は吐出端温度Ｔ３を推定し、
（数３）によりモータ温度の推定値Ｍｏを得、得られた
モータ温度の推定値Ｍｏが二次抵抗推定回路３４に入力
される。

【００５５】

【数３】

【００５６】（数３）において、Ｍｏはモータ温度、Ｔ
３は吐出端温度、ΔＴは設計段階で設定されている補正
係数である。

【００５７】二次抵抗推定回路３４では、図１０に示す
ような設計段階で設定されている二次抵抗とモータ温度
の関係を示す特性より、二次抵抗Ｒ２＊を算出し、トル
ク電流演算器２７およびすべり周波数演算器３５に入力
し、トルク電流演算器２７とすべり周波数演算器３５は
二次抵抗の温度に対する補正を行う。

【００５８】以上のように本実施例によれば、二次抵抗
の補正に圧縮機１の吐出圧力の検出と吸入圧力の検出と
吸入温度の検出の三種類のセンサが必要となるが、圧縮
機１内部の吐出端温度からモータ温度を推定する事で二
次抵抗の補正を負荷変動に対して精度良く検出出来るた
め、従来に比べ細かなシステム内の負荷変動に対して敏
感に制度良く反応し、トルク電流指令およびすべり周波
数指令の演算をより正確に行う事ができる。

【００５９】次に本発明の第３の実施例について、図１
１、図１２、図１３、図１４を参照しながら説明する。

【００６０】図１１で４５は圧縮機１の吸入温度を検出
するシェル吸入温度検出器で、４４は吸入圧力を検出す
るシェル吸入圧力検出器で、３３は吐出温度を検出する
シェル吐出温度検出器で、３７は吐出圧力を検出するシ
ェル吐出圧力検出器である。

【００６１】また、このシェル吸入温度検出器４５とシ
ェル吸入圧力検出器４４とシェル吐出温度検出器３３と
シェル吐出圧力検出器３７は図１２の吐出端温度・モー
タ温度推定回路４９に接続されており、吐出端温度・モ
ータ温度推定回路４９は二次抵抗推定回路３４に接続さ
れている。

【００６２】本実施例は圧縮機１の吸入温度を検出する
シェル吸入温度検出器４５と、吸入圧力を検出するシェ
ル吸入圧力検出器４４と、吐出温度を検出するシェル吐
出温度検出器３３と、吐出圧力を検出するシェル吐出圧
力検出器３７と、圧縮機１内部の吐出端温度とモータ温
度を推定する吐出端温度・モータ温度推定回路４９と、
モータ温度から圧縮機１内部のモータの二次抵抗を推定
する二次抵抗推定回路３４を付加し、その結果をトルク
電流演算およびすべり周波数演算に反映させようとする
ものである。

【００６３】以下二次抵抗の補正方法の流れについて、
図１３、図１４を用いて説明する。図１３はモリエル線
図であり、縦軸は圧力、横軸はエンタルピである。圧縮
機１の内部のモータの温度を負荷変動に対し、精度よく
検出するためには圧縮機１の吐出圧力であるＰ２に対し
てシェル吐出温度であるＴ２と圧縮機１内部の吐出端温
度であるＴ３の２点を検出することで、モータの温度Ｍ
ｏが正確に推定できることがわかる。

【００６４】そこでシェル吸入温度検出器４５とシェル
吸入圧力検出器４４とシェル吐出温度検出器３３とシェ
ル吐出圧力検出器３７で検出した圧縮機１のシェル吸入
温度Ｔ１とシェル吸入圧力Ｐ１とシェル吐出温度Ｔ２と
シェル吐出圧力Ｐ２が吐出端温度・モータ温度推定回路
４９に入力される。この吐出端温度・モータ温度推定回
路４９ではシェル吸入温度Ｔ１、シェル吸入圧力Ｐ１、
シェル吐出圧力Ｐ２から吐出端温度Ｔ３を推定するのに
加えて（数４）に示す演算を行いモータ温度を推定す
る。

【００６５】

【数４】

【００６６】（数４）において、Ｔ２はシェル吐出温
度、Ｔ３は圧縮機１内部の吐出端温度、Ｋは設計段階で
設定されている定数である。

【００６７】そして吐出端温度・モータ温度推定回路４
９の出力であるモータ温度Ｍｏが、二次抵抗推定回路３
４に入力される。

【００６８】二次抵抗推定回路３４では、設計段階で設
定されている図１４に示す二次抵抗とモータ温度の関係
を示す特性により、２次抵抗Ｒ２＊を算出し、トルク電
流演算器２７およびすべり周波数演算器３５に入力し、
トルク電流演算器２７とすべり周波数演算器３５は二次
抵抗の温度に対する補正を行う。

【００６９】以上のように本実施例によれば、二次抵抗
の補正に対し、圧縮機１の吸入温度の検出と吸入圧力の
検出と吐出温度の検出と吐出圧力を検出する四種類のセ
ンサが必要となるが、二次抵抗の補正を負荷変動に対し
て精度よく検出でき、こまかなシステムの負荷変動に対
して敏感に精度よく反応する事に加えて、圧縮機１内部
のモータの温度をシェル吐出温度と圧縮機１内部の吐出
端温度から推定する事で推定温度範囲を狭く出来るた
め、二次抵抗の推定値自体がより正確になり、トルク電
流指令およびすべり周波数指令の演算を高精度に行うこ
とが出来る。

【００７０】また第一、二、三実施例中のシェル吸入温
度、シェル吸入圧力、シェル吐出温度、シェル吐出圧力
は、空気調和装置のシステム制御で使用しているため、
本発明の二次抵抗の補正制御と兼用することが出来、か
つ、容易に実現可能である。

【００７１】

【発明の効果】以上のように本発明は、電力変換器によ
り回転数制御される圧縮機と、前記圧縮機の一次電流を
検出する電流検出器、前記圧縮機の回転数を前記電流検
出器の出力から検出する速度検出器と、電力変換器のベ
クトル制御を行うベクトル制御指令演算回路に加えて、
前記圧縮機のシェル吐出圧力を検出するシェル吐出圧力
検出器と前記圧縮機のシェル吐出管内の冷媒流量を検出
する冷媒流量検出器から、前記シェル吐出圧力検出器の
出力信号と前記冷媒流量検出器の出力信号の情報により
シェル吐出温度を推定し更にシェル吐出温度と冷媒流量
より前記圧縮機内部のモータ温度を推定するシェル吐出
温度・モータ温度推定回路と、推定したモータ温度から
前記圧縮機内部のモータの二次抵抗を推定する二次抵抗
推定回路を備えることで、二次抵抗の補正に必要なセン
サが、圧縮機の吐出圧力と吐出管内に流れる冷媒流量を
検出する二種類のもので済み、かつ二種類とも取り付け
が容易で、かつ冷媒流量とシェル吐出圧力とシェル吐出
温度の相関関係および圧縮機内部のモータの温度とモー
タ二次抵抗の相関特性を利用し二次抵抗の補正をおこな
い、トルク電流指令およびすべり周波数指令の演算を二
次抵抗を一定値として演算を行う従来と違い正確に行う
ことが出来る。

【００７２】また前記圧縮機の吐出圧力を検出するシェ
ル吐出圧力検出器と前記圧縮機の吸入圧力を検出するシ
ェル吸入圧力検出器と前記圧縮機の吸入温度を検出する
シェル吸入温度検出器から、前記シェル吐出圧力検出器
の出力信号と前記シェル吸入圧力検出器の出力信号と前
記シェル吸入温度検出器の出力信号の情報により前記圧
縮機内部の吐出端温度を推定し、推定された前記吐出端
温度から前記圧縮機内部のモータ温度を推定する吐出端
温度・モータ温度推定回路と、推定した前記圧縮機内部
のモータ温度から前記圧縮機内部のモータの二次抵抗を
推定する二次抵抗推定回路を備えることで、二次抵抗の
補正に圧縮機１の吐出圧力の検出と吸入圧力の検出と吸
入温度の検出の三種類のセンサが必要となるが、圧縮機
内部の吐出端温度からモータ温度を推定する事で二次抵
抗の補正を負荷変動に対して精度良く検出出来るため、
従来に比べ細かなシステム内の負荷変動に対して敏感に
制度良く反応し、トルク電流指令およびすべり周波数指
令の演算を、細かな負荷変動に対しより正確に行う事が
できる。

【００７３】さらに前記圧縮機の吐出圧力を検出するシ
ェル吐出圧力検出器と前記圧縮機の吸入圧力を検出する
シェル吸入圧力検出器と前記圧縮機の吸入温度を検出す
るシェル吸入温度検出器と前記圧縮機の吐出温度を検出
するシェル吐出温度検出器から、前記シェル吐出圧力検
出器の出力信号と前記シェル吸入圧力検出器の出力信号
と前記シェル吸入温度検出器の出力信号の情報により前
記圧縮機内部の吐出端温度を推定し、前記シェル吐出温
度検出器の出力信号と推定した前記吐出端温度の情報に
より前記圧縮機内部のモータ温度を推定する吐出端温度
・モータ温度推定回路と、推定した前記圧縮機内部のモ
ータ温度から前記圧縮機内部のモータの二次抵抗を推定
する二次抵抗推定回路とを備えることで、二次抵抗の補
正に圧縮機のシェル吸入温度の検出とシェル吸入圧力の
検出とシェル吐出温度の検出とシェル吐出圧力を検出す
る四種類のセンサが必要となるが、二次抵抗の補正を負
荷変動に対して精度よく検出でき、こまかなシステムの
負荷変動に対して敏感に精度よく反応する事に加えて、
圧縮機内部のモータの温度をシェル吐出温度と圧縮機内
部の吐出端温度から推定する事で推定温度範囲を狭く出
来るため、二次抵抗の推定値自体がより正確に推定で
き、トルク電流指令およびすべり周波数指令の演算を高
精度に行うことが出来る。

【００７４】これらの構成により、温度によって変化す
る二次抵抗を補償して、二次抵抗の変化によって制御精
度が低下することを防止し、効率の良い空気調和装置が
実現でき、その実用的効果は大なるものがある。

【００７５】また圧縮機の吸入温度、吸入圧力、吐出温
度、吐出圧力は空気調和装置のシステム制御で使用して
いるため、本発明の二次抵抗の補償制御と兼用すること
が出来、容易に実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例における空気調和装置の概
略構成図

【図２】本発明の第一実施例における空気調和装置のイ
ンバータ制御装置のブロック図

【図３】本発明の第一実施例における空気調和装置のモ
リエル線図

【図４】本発明の第一実施例におけるシェル吐出温度・
モータ温度推定回路に設定されているシェル吐出圧力と
シェル吐出温度と冷媒流量の関係を示す特性図

【図５】本発明の第一実施例におけるシェル吐出温度・
モータ温度推定回路に設定されているシェル吐出温度と
モータ温度と冷媒流量の関係を示す特性図

【図６】２次抵抗推定回路に設定されているモータ温度
と２次抵抗の関係を示す特性図

【図７】本発明の第二実施例における空気調和装置の概
略構成図

【図８】本発明の第二実施例における空気調和装置のイ
ンバータ制御装置のブロック図

【図９】本発明の第二実施例における空気調和装置のモ
リエル線図

【図１０】二次抵抗推定回路に設定されているモータ温
度と二次抵抗の関係を示す特性図

【図１１】本発明の第三実施例における空気調和装置の
概略構成図

【図１２】本発明の第三実施例における空気調和装置の
インバータ制御装置のブロック図

【図１３】本発明の第三実施例における空気調和装置の
モリエル線図

【図１４】二次抵抗推定回路に設定されているモータ温
度と二次抵抗の関係を示す特性図

【図１５】従来例における空気調和装置の概略構成図

【図１６】従来例における空気調和装置のすべり周波数
形ベクトル制御インバータ装置のブロック図

【図１７】従来例における空気調和装置のすべり周波数
形ベクトル制御インバータ装置のトルク電流演算器のブ
ロック図

【図１８】従来例における空気調和装置のすべり周波数
形ベクトル制御インバータ装置のすべり周波数演算器の
ブロック図

【図１９】従来例における空気調和装置の磁束検出形ベ
クトル制御インバータ装置のブロック図

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２７ トルク電流演算器 ３３ シェル吐出温度検出器 ３５ すべり周波数演算器 ３４ 二次抵抗推定回路 ３７ シェル吐出圧力検出器 ４２ 冷媒流量検出器 ４３ シェル吐出温度・モータ温度推定回路 ４４ シェル吸入圧力検出器 ４５ シェル吸入温度検出器 ４６ 吐出端温度・モータ温度推定回路 ４９ 吐出端温度・モータ温度推定回路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力変換器により回転数制御される圧縮
   機と、前記圧縮機の一次電流を検出する電流検出器と、
   前記圧縮機の回転数を前記電流検出器の出力信号により
   検出する速度検出器と、前記圧縮機の吐出圧力を検出す
   るシェル吐出圧力検出器の出力信号と前記圧縮機のシェ
   ル吐出管内の冷媒流量を検出する冷媒流量検出器の出力
   信号とからシェル吐出温度とモータ温度を推定するシェ
   ル吐出温度・モータ温度推定回路と、前記シェル吐出温
   度・モータ温度推定回路の出力信号からモータの二次抵
   抗を推定する二次抵抗推定回路と、前記速度検出器の出
   力信号と前記二次抵抗推定回路の出力信号とから前記電
   力変換器を駆動するベクトル制御指令演算回路により構
   成されたものであり、前記ベクトル指令演算回路は前記
   二次抵抗推定回路の出力信号によりベクトル制御指令の
   演算要素であるモータの二次抵抗の温度変化を補正し、
   温度変化によるベクトル制御特性の低下を補償する事を
   特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】 電力変換器により回転数制御される圧縮
   機と、前記圧縮機の一次電流を検出する電流検出器と、
   前記圧縮機の回転数を前記電流検出器の出力信号により
   検出する速度検出器と前記圧縮機のシェル吐出圧力を検
   出するシェル吐出圧力検出器の出力信号と前記圧縮機の
   シェル吸入圧力を検出するシェル吸入圧力検出器の出力
   信号と前記圧縮機のシェル吸入温度を検出するシェル吸
   入温度検出器の出力信号とから前記圧縮機内部の吐出端
   温度とモータ温度を推定する吐出端温度・モータ温度推
   定回路と、前記吐出端温度・モータ温度推定回路の出力
   信号から前記圧縮機内部のモータの二次抵抗を推定する
   二次抵抗推定回路と、前記速度検出器の出力信号と前記
   二次抵抗推定回路の出力信号とから前記電力変換器を駆
   動するベクトル制御指令演算回路により構成されたもの
   であり、前記ベクトル制御指令演算回路は前記二次抵抗
   推定回路の出力信号によりベクトル制御指令の演算要素
   であるモータの二次抵抗の温度変化を補正し、温度変化
   によるベクトル制御特性の低下を補償する事を特徴とす
   る空気調和装置。
3. 【請求項３】 電力変換器により回転数制御される圧縮
   機と、前記圧縮機の一次電流を検出する電流検出器と、
   前記圧縮機の回転数を前記電流検出器の出力信号により
   検出する速度検出器と、前記圧縮機のシェル吐出圧力を
   検出するシェル吐出圧力検出器の出力信号と前記圧縮機
   のシェル吸入圧力を検出するシェル吸入圧力検出器の出
   力信号と前記圧縮機のシェル吸入温度を検出するシェル
   吸入温度検出器の出力信号とから前記圧縮機内部の吐出
   端温度を推定し、前記吐出端温度と前記圧縮機のシェル
   吐出温度を検出する前記シェル吐出温度検出器の出力信
   号から前記圧縮機内部のモータ温度を推定する吐出端温
   度・モータ温度推定回路と、前記吐出端温度・モータ温
   度推定回路の出力信号から前記圧縮機内部のモータの二
   次抵抗を推定する二次抵抗推定回路と、前記速度検出器
   の出力信号と、前記二次抵抗推定回路の出力信号とから
   前記電力変換器を駆動するベクトル制御指令演算回路に
   より構成されたものであり、前記ベクトル制御指令演算
   回路は前記二次抵抗推定回路の出力信号によりベクトル
   制御指令の演算要素であるモータの二次抵抗の温度変化
   を補正し、温度変化によるベクトル制御特性の低下を補
   償する事を特徴とする空気調和装置。