JP3296335B2 - Air conditioner - Google Patents

Air conditioner

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JP3296335B2
JP3296335B2 JP18836399A JP18836399A JP3296335B2 JP 3296335 B2 JP3296335 B2 JP 3296335B2 JP 18836399 A JP18836399 A JP 18836399A JP 18836399 A JP18836399 A JP 18836399A JP 3296335 B2 JP3296335 B2 JP 3296335B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は冷媒圧縮用にスクロ
ール型圧縮機を用いた少なくとも冷暖房のいずれかの機
能を有する空気調和機に係り、特にスクロール型圧縮機
を駆動する電動機の制御にIGBTインバータを使用し
た空気調和機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner using a scroll compressor for refrigerant compression and having at least one of cooling and heating functions, and more particularly to an IGBT inverter for controlling an electric motor for driving a scroll compressor. To an air conditioner using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】インバータで制御される電動機により駆
動される運転周波数可変の冷媒圧縮機を備えた空気調和
機では、空気調和機の要求能力に応じてインバータの運
転周波数を変化させ、これにより電動機の回転数が変化
し圧縮機の容量が制御される。インバータは交流電源を
整流および平滑して得た直流を、運転周波数に対応する
周波数で開閉する電力スイッチング素子によって運転周
波数の交流に変換し、電動機に出力する。同一のトルク
を達成するという条件で運転周波数を増加させ、これに
対応して電動機の回転数を増加させるために、インバー
タの出力電圧を運転周波数の増加に応じて高くする必要
がある。そこで、一般的には出力交流電圧を運転周波数
よりも高い周波数でチョッピングし、そのオン・デュー
ティー比、つまり時間的平均出力電圧ガ運転周波数が高
くなる程大きくする様に構成した電圧形PWM方式のイ
ンバータを用いることが多い。
2. Description of the Related Art In an air conditioner provided with a refrigerant compressor having a variable operating frequency driven by an electric motor controlled by an inverter, the operating frequency of the inverter is changed in accordance with the required capacity of the air conditioner. Of the compressor changes, and the capacity of the compressor is controlled. The inverter converts a DC obtained by rectifying and smoothing the AC power supply into an AC having an operation frequency by a power switching element that opens and closes at a frequency corresponding to the operation frequency, and outputs the AC to an electric motor. In order to increase the operating frequency under the condition that the same torque is achieved, and to increase the rotation speed of the motor correspondingly, it is necessary to increase the output voltage of the inverter according to the increase in the operating frequency. Therefore, in general, the output AC voltage is chopped at a frequency higher than the operation frequency, and the on-duty ratio, that is, the temporal average output voltage is increased as the operation frequency increases. An inverter is often used.

【0003】従来この様な電圧形PWM方式のインバー
タを用いた空気調和機においては、圧縮機を駆動するイ
ンバータの運転周波数を30Hz〜115Hz、またインバ
ータのキャリア周波数を1kHz〜2kHzとしていた。若し
くは、可聴音帯域を外すためにキャリア周波数を20kH
z以上としていた。なお、この種の装置として関連する
ものに例えば、特開昭62−178832号公報に記載
のものが挙げられる。
Conventionally, in an air conditioner using such a voltage-type PWM inverter, the operating frequency of the inverter that drives the compressor is 30 Hz to 115 Hz, and the carrier frequency of the inverter is 1 kHz to 2 kHz. Alternatively, set the carrier frequency to 20 kHz to remove the audible sound band.
z or more. It should be noted that a related device of this type is, for example, a device described in JP-A-62-178832.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、電動
機を駆動するインバータのキャリア周波数が1〜2kHz
と低いため、電動機からこのキャリア周波数に起因する
可聴域の電磁音が発生していた。そして、特に空気調和
機の圧縮機が低周波数で運転される場合には、この電磁
音がそのまま騒音となって周囲に放射され、快適性を損
なうという不具合があった。一方、インバータのキャリ
ア周波数を高めると、確かに騒音は低減するものの高速
のスイッチングを実現するために、装置が大型化若しく
は高価になるという不具合があった。
In the above prior art, the carrier frequency of an inverter for driving an electric motor is 1 to 2 kHz.
Therefore, electromagnetic noise in the audible range caused by the carrier frequency was generated from the electric motor. In particular, when the compressor of the air conditioner is operated at a low frequency, there is a problem that the electromagnetic noise is directly radiated as noise to the surroundings, thereby impairing comfort. On the other hand, when the carrier frequency of the inverter is increased, noise is certainly reduced, but high-speed switching is realized.

【0005】本発明は、かかる従来の不具合を改良する
ために成されたものであって、その目的は耳障りな騒音
を低減し空気調和機の快適な運転を可能にすることにあ
る。本発明の他の目的は、圧縮機の高周波数運転時の損
失を低減した高性能な空気調和機を提供することにあ
る。本発明の更に他の目的は、小型で安価なインバータ
を備えた空気調和機を提供することにある。
[0005] The present invention has been made in order to improve the conventional disadvantages, and has as its object to reduce harsh noise and enable comfortable operation of an air conditioner. Another object of the present invention is to provide a high-performance air conditioner in which loss during high-frequency operation of a compressor is reduced. Still another object of the present invention is to provide an air conditioner equipped with a small and inexpensive inverter.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電動機で駆動される圧縮機と室外熱交換
器及び室内熱交換器とを配管接続し、冷媒が循環する冷
凍サイクルを有する空気調和機において、室内側と室外
側の運転状態を用いて圧縮機の運転周波数を指令する制
御演算装置と、固定スクロールと前記電動機に連結され
たクランク軸を介して駆動される旋回スクロールとを有
するスクロール型圧縮機とされ、圧縮された前記冷媒は
前記固定スクロールの中心部に形成された吐出口から前
記電動機を経て前記圧縮機外に吐出され、前記運転周波
数で容量制御される前記圧縮機と、前記電動機及び前記
圧縮機の胴部を胴部側板、上部を頭部カバー、底部を下
部カバーで覆うように形成され鋼又は鋳鉄製とされた密
封容器と、4kHz以上10kHz以下の一定のキャリ
ア周波数を決定し、前記圧縮機の運転周波数が基準値を
超えた高いところでは決定された前記キャリア周波数を
段階的に低下させ、圧縮機またはその近傍に騒音検出手
段を設け、騒音レベルが許容値を超えたらキャリア周波
数を上げ、電動機を駆動するインバータの容量を小さく
するものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention relates to a refrigeration cycle in which a compressor driven by an electric motor is connected to an outdoor heat exchanger and an indoor heat exchanger by piping, and a refrigerant circulates. In an air conditioner having a control operation device that commands the operating frequency of the compressor using the operating state of the indoor side and the outdoor side, an orbiting scroll driven through a fixed scroll and a crankshaft connected to the electric motor, Wherein the compressed refrigerant is discharged from the compressor through a discharge port formed at the center of the fixed scroll to the outside of the compressor via the electric motor, and the compression of which is volume-controlled at the operating frequency. A sealed container made of steel or cast iron formed so as to cover the body of the electric motor and the compressor with a body side plate, a top cover with a head cover, and a bottom cover with a lower cover, and 4 kHz. Determine the following constant carrier frequency above 10 kHz, the at higher the operating frequency of the compressor exceeds the reference value reduces the determined the carrier frequency stages, compressor or noise detection hand near the
Provide a step, and when the noise level exceeds the allowable value,
Increase the number and reduce the capacity of the inverter that drives the motor
Is what you do.

【0007】これにより、空気調和機の室内側と室外側
の運転状態を用いて圧縮機の運転周波数が指令され、圧
縮機は固定スクロールと前記電動機に連結されたクラン
ク軸を介して駆動される旋回スクロールとを有し、トル
ク変動を小さく抑えることのできるスクロール型圧縮機
とされるので、冷凍サイクルのトルク変動に起因する騒
音を低減できる。また、4kHz以上10kHz以下の
一定のキャリア周波数を決定し、圧縮機の運転周波数が
基準値を超えた高いところでは決定されたキャリア周波
数を段階的に低下させるので、圧縮機の高運転周波数域
で高キャリア周波数とならず、損失の増大を防止でき、
電動機は冷媒で冷却されてインバータの容量を小さくす
ることができる。さらに、電動機及び圧縮機の胴部を胴
部側板、上部を頭部カバー、底部を下部カバーで覆うよ
うに鋼又は鋳鉄製とされた密封容器内に収納されること
と相俟って、より一層騒音が低減され、装置の小型化を
実現できる。
[0007] Thus, the operating frequency of the compressor is commanded using the indoor and outdoor operating states of the air conditioner, and the compressor is driven via the fixed scroll and the crankshaft connected to the electric motor. Since the scroll-type compressor has the orbiting scroll and can suppress the torque fluctuation to a small value, the noise caused by the torque fluctuation of the refrigeration cycle can be reduced. In addition, 4 kHz or more and 10 kHz or less
Determine a constant carrier frequency and determine the operating frequency of the compressor.
The carrier frequency determined at high places beyond the reference value
As the number decreases gradually, the compressor's high operating frequency range
Does not result in a high carrier frequency, preventing an increase in loss,
The motor is cooled by the refrigerant to reduce the capacity of the inverter.
Can be In addition, the motor and compressor
Cover the upper part with the head cover and the lower part with the lower cover.
Stored in a sealed container made of steel or cast iron
In conjunction with this, the noise is further reduced and the size of the device is reduced.
realizable.

【0008】以上により、騒音の低下とインバータの損
失の低減との双方を満足し、空気調和機の電力損失及び
騒音が低減され装置の小型化を図りながら幅広い容量制
御が可能となる。
As described above, both the reduction of noise and the reduction of inverter loss are satisfied, the power loss and noise of the air conditioner are reduced, and a wide range of capacity control can be achieved while reducing the size of the device.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図面を参
照して説明する。図1において、冷凍サイクルは室内機
用熱交換器1、室外機用熱交換器2、室内機用熱交換器
1と室外機用熱交換器2との間に設けられた膨脹手段2
0、冷房と暖房で冷凍サイクル内の冷媒の流れ方向を変
える四方弁4、内部に誘導電動機6を有し誘導電動機6
の回転によって冷媒の吸入・圧縮・吐出を行なう機構を
有するスクロール型圧縮機5、およびこれらを順次接続
する冷凍サイクル用配管3とを備えている。そして、ス
クロール型圧縮機5内の誘導電動機6にはこの誘導電動
機6を回転数制御するインバータ8が、さらにこのイン
バータ8には供給電源8が夫々接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a refrigeration cycle includes an indoor unit heat exchanger 1, an outdoor unit heat exchanger 2, and expansion means 2 provided between the indoor unit heat exchanger 1 and the outdoor unit heat exchanger 2.
0, a four-way valve 4 for changing the flow direction of the refrigerant in the refrigeration cycle for cooling and heating, and an induction motor 6 having an induction motor 6 inside
A scroll type compressor 5 having a mechanism for sucking, compressing, and discharging the refrigerant by rotation of the refrigeration cycle, and a refrigeration cycle pipe 3 for sequentially connecting these. An inverter 8 for controlling the number of revolutions of the induction motor 6 is connected to the induction motor 6 in the scroll compressor 5, and a power supply 8 is connected to the inverter 8.

【0012】また、誘導電動機とスクロール型圧縮機
に、またはその近傍に騒音を検出するための騒音検出手
段21が設けられている。この騒音検出手段としては、
通常の騒音計でも良いが、簡便のために、各種の加速度
センサ、AEセンサ等騒音や振動に関連した信号が得ら
れるものであれば良い。また、誘導電動機6またはスク
ロール型圧縮機5には回転数検出手段22が取り付けら
れている。この検出手段としては、光学センサや静電容
量型、電磁式のギャップセンサ等がある。
Further, a noise detecting means 21 for detecting noise is provided at or near the induction motor and the scroll compressor. As this noise detection means,
An ordinary sound level meter may be used, but for simplicity, any type of signal such as various acceleration sensors and AE sensors that can obtain signals related to noise and vibration may be used. Further, the induction motor 6 or the scroll compressor 5 is provided with a rotation speed detecting means 22. As the detection means, there are an optical sensor, a capacitance type, an electromagnetic gap sensor, and the like.

【0013】スクロール型圧縮機5は、例えば、図2の
断面図に示す構造を有している。回転軸に誘導電動機6
のロータが取り付けられ、この電動機ロータの反対端に
旋回スクロール14が取り付けられている。そして、誘
導電動機6が回転するとスクロール型圧縮機5では固定
スクロール14の外径側に形成された吸入口16から低
圧ガスが吸込まれ、次いでこのガスは渦巻状ラップを有
する固定スクロール14と旋回スクロール15とで形成
される圧縮空間に封じ込められ、誘導電動機6に連結し
たクランク軸を介して駆動される旋回スクロール15の
旋回運動によってスクロールの渦巻状ラップの中心に向
かうとともに、次第に圧縮されていく。圧縮空間は中心
部で最小であり、ガスは中心部において最高に圧縮さ
れ、固定スクロール14の中心部に形成された吐出口1
4'から上部吐出室に吐出され、次いで電動機室を経て
吐出管17から機外に吐出される。このようにして冷媒
ガスは吸入→圧縮→吐出が連続的に繰返され、吐出され
た冷媒は冷凍サイクル内を循環し冷房あるいは暖房作用
を行う。
The scroll compressor 5 has, for example, a structure shown in a sectional view of FIG. Induction motor 6 on rotating shaft
The orbiting scroll 14 is attached to the opposite end of the motor rotor. When the induction motor 6 rotates, low-pressure gas is sucked from the suction port 16 formed on the outer diameter side of the fixed scroll 14 in the scroll compressor 5, and the gas is then sucked into the fixed scroll 14 having a spiral wrap and the orbiting scroll. 15, the orbiting scroll 15 is driven through a crankshaft connected to the induction motor 6 to move toward the center of the spiral wrap of the scroll and is gradually compressed. The compression space is minimum at the center, the gas is compressed at the maximum at the center, and the discharge port 1 formed at the center of the fixed scroll 14 is formed.
It is discharged from 4 'to the upper discharge chamber, and then discharged from the discharge pipe 17 to the outside through the motor chamber. In this way, the suction, compression, and discharge of the refrigerant gas are continuously repeated, and the discharged refrigerant circulates in the refrigeration cycle to perform cooling or heating.

【0014】なお、誘導電動機6及びスクロール型圧縮
機5は、胴部を胴部側板24、上部を頭部カバー25、
底部を下部カバー25でそれぞれ覆われ、密封容器が形
成されている。ここで、この各カバーは鋼や鋳鉄等の騒
音を遮断する材料でこうせいされている。
The induction motor 6 and the scroll compressor 5 have a body portion at a body side plate 24, an upper portion at a head cover 25,
The bottoms are respectively covered with a lower cover 25 to form a sealed container. Here, each of the covers is made of a material that blocks noise, such as steel or cast iron.

【0015】誘導電動機6を制御するインバータ8は、
図3に示すように供給電源7からの交流を直流に変換す
る整流素子9、平滑コンデンサ10,直流から新たに所
望の周波数の交流に変換するスイッチング素子11,誘
導電動機6へ流れる電流を検出する電流センサ12,電
流センサ12の検出した電流値を取り込み、スイッチン
グ素子11を駆動する制御装置13等を備えている。一
方、ここでは図示していないが、図3の空気調和機の室
内側の運転状態、例えば室温等と、室外側の運転状態、
例えば室外熱交換器温度等を用いて、室外側に設けた空
気調和機の制御演算装置において圧縮機の運転状態を計
算し、その値を運転周波数指令として制御装置13へ送
信する。この運転指令を受けて制御装置13はスイッチ
ング素子11をスイッチングする。これにより運転指令
に従った所望の運転周波数の交流を発生し、これを誘導
電動機6に供給し、誘導電動機6を回転させる。スイッ
チング素子11には、本実施例では、IGBTが用いら
れている。また、インバータ制御装置13では、運転周
波数が高いほど誘導電動機6への出力電圧を高くするパ
ルス幅変調が行なわれている。したがって、電動機6の
運転周波数が高いほど高い回転数で回転し、スクロール
型圧縮機5の容量制御が可能となる。
The inverter 8 for controlling the induction motor 6 includes:
As shown in FIG. 3, a rectifying element 9 for converting an alternating current from the power supply 7 to a direct current, a smoothing capacitor 10, a switching element 11 for converting a direct current to an alternating current of a desired frequency, and a current flowing to the induction motor 6 are detected. A current sensor 12 and a control device 13 for taking in the current value detected by the current sensor 12 and driving the switching element 11 are provided. On the other hand, although not shown here, the indoor operation state of the air conditioner of FIG.
For example, using the outdoor heat exchanger temperature or the like, the operation state of the compressor is calculated in the control operation device of the air conditioner provided on the outdoor side, and the value is transmitted to the control device 13 as an operation frequency command. Upon receiving this operation command, the control device 13 switches the switching element 11. As a result, an AC having a desired operation frequency according to the operation command is generated and supplied to the induction motor 6 to rotate the induction motor 6. In this embodiment, an IGBT is used for the switching element 11. In the inverter control device 13, pulse width modulation is performed such that the higher the operating frequency is, the higher the output voltage to the induction motor 6 is. Therefore, the higher the operating frequency of the electric motor 6 is, the higher the number of revolutions is, and the capacity of the scroll compressor 5 can be controlled.

【0016】ここで、パルス幅変調の概要を図4に示
す。スクロール型圧縮機5の容量が指示されると、イン
バータはキャリア周波数を決定する。ここでは、キャリ
ア周波数が圧縮機の運転周波数に関わらず、一定、例え
ば5kHzとする(同図(a))。圧縮機の容量、すなわ
ち運転周波数として50Hzが指定されると、電圧の1周
期間には100個のキャリア信号が出力される。つま
り、1波長の間(20msec)を100に等分割し、その等分
割のタイミング(0.2msec)における正弦波の値を演
算し、この演算結果から各区間毎におけるスイッチング
素子への印加時間を決める印加信号が付与される(同図
(b))。この結果、同図(c)におけるような電圧波
形が得られる。この例では、キャリア信号を一定にした
が、後述するように、運転周波数と共に、キャリア信号
を変化させても良い。
FIG. 4 shows an outline of pulse width modulation. When the capacity of the scroll compressor 5 is indicated, the inverter determines the carrier frequency. Here, the carrier frequency is constant, for example, 5 kHz irrespective of the operating frequency of the compressor (FIG. 7A). When 50 Hz is specified as the capacity of the compressor, that is, the operating frequency, 100 carrier signals are output during one cycle of the voltage. That is, one wavelength (20 msec) is equally divided into 100, the value of the sine wave at the equal division timing (0.2 msec) is calculated, and the application time to the switching element in each section is calculated from the calculation result. A determined application signal is applied (FIG. 2B). As a result, a voltage waveform as shown in FIG. In this example, the carrier signal is fixed, but the carrier signal may be changed together with the operating frequency, as described later.

【0017】この様なパルス幅変調においては、これま
でキャリア周波数を10kHz以上にして、可聴周波数の
電磁音が電動機6から発生しない様に制御していたが、
本実施例ではスイッチング素子にIGBTを用い、キャ
リア周波数を10kHz以下の比較的低い周波数に設定し
ている。この様にキャリア周波数を可聴域に設定し電動
機単体で運転した場合の騒音測定結果を図5に示す。こ
の図に示すように、キャリア周波数が10kHz以下とな
ると、運転周波数が低下するにつれて騒音値が上昇す
る。しかしながら、本実施例の場合、インバータで駆動
されるモータを、図2に示す様に鉄製の容器内に収納
し、加えてスクロール型圧縮機の固有振動数を上記キャ
リア周波数及びその整数倍と一致しない様に設定して、
モータから発生するキャリア周波数と同一周波数成分の
電磁音がスクロール型圧縮機外部へ漏れるのを抑制して
いる。
In such a pulse width modulation, the carrier frequency has been controlled so as to be 10 kHz or more so that an electromagnetic sound of an audible frequency is not generated from the motor 6.
In this embodiment, an IGBT is used as a switching element, and the carrier frequency is set to a relatively low frequency of 10 kHz or less. FIG. 5 shows the results of noise measurement when the carrier frequency was set in the audible range and the motor was operated alone. As shown in this figure, when the carrier frequency is 10 kHz or less, the noise value increases as the operating frequency decreases. However, in the case of this embodiment, the motor driven by the inverter is housed in an iron container as shown in FIG. 2, and the natural frequency of the scroll compressor is equal to the carrier frequency and its integral multiple. Set not to
Electromagnetic noise having the same frequency component as the carrier frequency generated from the motor is suppressed from leaking to the outside of the scroll compressor.

【0018】図6にスクロール型圧縮器を運転したとき
の騒音の測定結果を示す。キャリア周波数が5〜6kHz
である比較的低い周波数値で制御した場合においても、
キャリア周波数が10kHz以上の場合と同様の騒音レベ
ルとなっている。そして、キャリア周波数が1〜2kHz
の場合と比較すると、騒音が大幅に低減している。この
騒音の低下は特に低速域で著しい。これより、圧縮機の
運転周波数が低いところでは、キャリア周波数を高めに
するのがよい。また本発明者等の実験によれば、キャリ
ア周波数をどんどん低下させると、耳障りな音が徐々に
増えてくる。これは、特に4kHz以下において顕著であ
り、5kHz以上にすると殆ど気にならなくなってくる。
FIG. 6 shows the measurement results of noise when the scroll compressor is operated. Carrier frequency is 5-6kHz
Even when controlled at a relatively low frequency value,
The noise level is the same as when the carrier frequency is 10 kHz or higher. And the carrier frequency is 1-2kHz
The noise is significantly reduced as compared with the case of. This reduction in noise is remarkable especially in a low speed range. Therefore, it is preferable to increase the carrier frequency where the operating frequency of the compressor is low. Further, according to experiments by the present inventors, when the carrier frequency is decreased steadily, harsh sounds gradually increase. This is particularly remarkable below 4 kHz, and becomes almost unnoticeable above 5 kHz.

【0019】次に、上記構成の本実施例でキャリア周波
数を変化させた場合のインバータの損失を実験により求
めた結果を図7に示す。インバータ部のスイッチング素
子であるIGBTの損失を、キャリア周波数10kHzの
値で正規化して示している。この図7から分かるよう
に、IGBTの損失はキャリア周波数の低下と共に減少
している。そして、キャリア周波数が10kHzの場合と
5kHzの場合を比較すると、キャリア周波数が5kHzの場
合には、この例では、IGBTの損失が18%も低減し
ている。これより、キャリア周波数を低くして運転すれ
ば効率の面では利点が多いが、一方、騒音はキャリア周
波数が低いほど大きくなるから、実際の運転では、これ
らを組み合わせて運転するのが望ましい。すなわち、出
来るだけ、キャリア周波数を低くして運転し、騒音レベ
ルが許容値を超えたら、キャリア周波数を上げるように
する。これにより、インバータの容量を小さくすること
ができ、小型化及び低廉化が可能になる。ここで、騒音
レベルの検出には、上述したセンサの出力を用いる。
Next, FIG. 7 shows the result of experimentally determining the loss of the inverter when the carrier frequency is changed in the present embodiment having the above configuration. The loss of the IGBT which is a switching element of the inverter unit is normalized by a value of a carrier frequency of 10 kHz. As can be seen from FIG. 7, the loss of the IGBT decreases as the carrier frequency decreases. When comparing the case where the carrier frequency is 10 kHz and the case where the carrier frequency is 5 kHz, the loss of the IGBT is reduced by 18% in this example when the carrier frequency is 5 kHz. Thus, if the operation is performed with a lower carrier frequency, there are many advantages in terms of efficiency. On the other hand, since the noise increases as the carrier frequency is lower, it is desirable to operate in combination with the actual operation. That is, the operation is performed with the carrier frequency lowered as much as possible, and when the noise level exceeds the allowable value, the carrier frequency is increased. Thus, the capacity of the inverter can be reduced, and the size and cost can be reduced. Here, the output of the above-described sensor is used for detecting the noise level.

【0020】次に、図8に上記実施例の変形例を示す。
この実施例においては、運転周波数が高いときにキャリ
ア周波数を連続的に、または段階的に低下させている。
キャリア周波数をこのように選ぶことにより、IGBT
の損失が増大する高運転周波数域で高キャリア周波数に
なることを防止できる効果がある。
Next, FIG. 8 shows a modification of the above embodiment.
In this embodiment, when the operating frequency is high, the carrier frequency is reduced continuously or stepwise.
By selecting the carrier frequency in this way, the IGBT
There is an effect that it is possible to prevent the carrier frequency from becoming high in the high operating frequency range where the loss of the carrier increases.

【0021】以上述べたように、容量制御可能なスクロ
ール型圧縮機と、電動機を密閉容器内に収納し、インバ
ータのキャリア周波数を4kHz以上10kHz以下としたの
で、騒音の低下とインバータの損失の低減との双方を満
足する空気調和機を実現できる。また、キャリア周波数
を低下させ、装置の小型化をできるので、IGBTから
の発熱を低減でき、冷却系統が簡単になる。さらに、イ
ンバータおよびモータ効率を上げることが可能となり、
圧縮機の作動範囲を広げることが可能となり、幅広い容
量制御も実現できる。
As described above, since the scroll type compressor and the electric motor whose capacity can be controlled are housed in a closed container and the carrier frequency of the inverter is set to 4 kHz to 10 kHz, noise reduction and inverter loss reduction are achieved. And an air conditioner that satisfies both. Further, since the carrier frequency can be reduced and the size of the device can be reduced, the heat generated from the IGBT can be reduced and the cooling system can be simplified. In addition, it is possible to increase inverter and motor efficiency,
The operating range of the compressor can be expanded, and a wide range of capacity control can be realized.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば、騒音の低下とインバー
タの損失の低減との双方を満足し、空気調和機の電力損
失及び騒音が低減され装置の小型化を図ることができ
る。
According to the present invention, both the reduction of noise and the reduction of inverter loss are satisfied, the power loss and noise of the air conditioner are reduced, and the size of the apparatus can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の空気調和機の冷凍サイクル
を示す模式図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a refrigeration cycle of an air conditioner according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明に用いるスクロール型圧縮機の一実施例
の縦断面図。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of one embodiment of a scroll compressor used in the present invention.

【図3】空気調和機に使用するインバータの構成ブロッ
ク図。
FIG. 3 is a configuration block diagram of an inverter used in the air conditioner.

【図4】パルス幅変調を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating pulse width modulation.

【図5】インバータのキャリア周波数を変化させたとき
のモータ単体騒音レベルの変化を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a change in a motor single-unit noise level when a carrier frequency of an inverter is changed.

【図6】空気調和機の圧縮機各運転周波数における騒音
レベルのキャリア周波数による変化を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a change in noise level depending on a carrier frequency at each operating frequency of a compressor of an air conditioner.

【図7】IGBTにおける損失のキャリア周波数による
変化を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a change in loss in an IGBT depending on a carrier frequency.

【図8】本発明の変形例のキャリア周波数の制御を示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing control of a carrier frequency according to a modification of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…室内機用熱交換器,2…室外機用熱交換器,3…冷
媒配管,4…四方弁,5…スクロール型圧縮機,6…誘
導電動機,7…供給電源,8…インバータ,9…整流素
子,10…平滑コンデンサ,11…スイッチング素子,
12…電流センサ,13…スイッチング素子駆動用制御
装置,14…固定スクロール,14'…固定スクロール
中心部の吐出口,15…旋回スクロール,16…吸入
口,17…吐出口,21…騒音検出手段,22…回転数
検出手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat exchanger for indoor units, 2 ... Heat exchanger for outdoor units, 3 ... Refrigerant piping, 4 ... Four-way valve, 5 ... Scroll compressor, 6 ... Induction motor, 7 ... Power supply, 8 ... Inverter, 9 ... Rectifier element, 10 ... Smoothing capacitor, 11 ... Switching element,
12: current sensor, 13: control device for driving the switching element, 14: fixed scroll, 14 ': discharge port at the center of the fixed scroll, 15: orbiting scroll, 16: suction port, 17: discharge port, 21: noise detection means , 22... Rotation speed detecting means.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電動機で駆動される圧縮機と室外熱交換器
及び室内熱交換器とを配管接続し、冷媒が循環する冷凍
サイクルを有する空気調和機において、 室内側と室外側の運転状態を用いて圧縮機の運転周波数
を指令する制御演算装置と、 固定スクロールと前記電動機に連結されたクランク軸を
介して駆動される旋回スクロールとを有するスクロール
型圧縮機とされ、圧縮された前記冷媒は前記固定スクロ
ールの中心部に形成された吐出口から前記電動機を経て
前記圧縮機外に吐出され、前記運転周波数で容量制御さ
れる前記圧縮機と、 前記電動機及び前記圧縮機の胴部を胴部側板、上部を頭
部カバー、底部を下部カバーで覆うように形成され鋼又
は鋳鉄製とされた密封容器と、 4kHz以上10kHz以下の一定のキャリア周波数を
決定し、前記圧縮機の運転周波数が基準値を超えた高い
ところでは決定された前記キャリア周波数を段階的に低
させ、前記圧縮機またはその近傍に騒音検出手段を設
け、騒音レベルが許容値を超えたら前記キャリア周波数
を上げ、前記電動機を駆動するインバータの容量を小さ
くすることを特徴とする空気調和機。
1. An air conditioner having a refrigeration cycle in which a compressor driven by an electric motor is connected to an outdoor heat exchanger and an indoor heat exchanger by pipes to circulate a refrigerant. A scroll type compressor having a control operation device for instructing the operating frequency of the compressor by using a fixed scroll and an orbiting scroll driven via a crankshaft connected to the electric motor, wherein the compressed refrigerant is The compressor, which is discharged from the compressor through the motor through a discharge port formed at the center of the fixed scroll and whose volume is controlled by the operating frequency, the body of the motor and the compressor being a body A steel or cast iron sealed container formed to cover the side plate, top cover with the top cover and bottom cover with the lower cover, and a fixed carrier frequency of 4 kHz or more and 10 kHz or less are determined. When the operating frequency of the compressor exceeds a reference value, the determined carrier frequency is reduced stepwise, and noise detecting means is provided at or near the compressor.
If the noise level exceeds the allowable value, the carrier frequency
And reduce the capacity of the inverter that drives the motor.
Air conditioner, characterized in that Kusuru.
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