JP3298450B2 - 空気調和機及び電力変換装置 - Google Patents
空気調和機及び電力変換装置Info
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
- F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
- F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
- F24F11/84—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers using valves
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- H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
- H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインバータを使用し
た空気調和機に関し、特に高調波を低減、または力率の
改善を図るものに好適である。
た空気調和機に関し、特に高調波を低減、または力率の
改善を図るものに好適である。
【０００２】
【従来の技術】従来空気調和機の電源回路として、イン
バータを用いたものとして、交流／直流変換手段にスイ
ッチング素子設け、入力電流が入力電圧とほぼ同位相の
略正弦波となるように入力電流を検出し、この入力電流
に応じてスイッチング素子の制御の開始、停止を制御す
ることが知られ、例えば特開平５−６８３７６号記載の
ものがある。
バータを用いたものとして、交流／直流変換手段にスイ
ッチング素子設け、入力電流が入力電圧とほぼ同位相の
略正弦波となるように入力電流を検出し、この入力電流
に応じてスイッチング素子の制御の開始、停止を制御す
ることが知られ、例えば特開平５−６８３７６号記載の
ものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、軽
負荷時の出力電圧の異常上昇が抑制され、インバータ部
への直流電圧も安定する。しかし、複数台の室内機が接
続される多室空気調和機などのようにその負荷が大きく
変動する場合においても、より冷房能力等を拡大し、き
め細かい制御が必要とされ、より一層の改善が望まれて
いる。
負荷時の出力電圧の異常上昇が抑制され、インバータ部
への直流電圧も安定する。しかし、複数台の室内機が接
続される多室空気調和機などのようにその負荷が大きく
変動する場合においても、より冷房能力等を拡大し、き
め細かい制御が必要とされ、より一層の改善が望まれて
いる。
【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決すると共に、比較的簡素な構成で高調波の発生を低
減し、全体として安価な空気調和機を提供するものであ
る。
解決すると共に、比較的簡素な構成で高調波の発生を低
減し、全体として安価な空気調和機を提供するものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は室内熱交換器、室外熱交換器、四方弁、圧
縮機とが接続される冷凍サイクルを有し、交流電源を直
流に変換し前記圧縮機に内蔵された電動機をインバータ
制御する空気調和機において、前記交流電源を整流した
後の直流電源と並列に配置されたスイッチ素子と、前記
スイッチ素子と並列に接続された共振コンデンサと、前
記スイッチ素子と前記共振コンデンサとの間に配置され
た逆流防止ダイオードと、前記共振コンデンサと並列に
接続された平滑コンデンサと、前記共振コンデンサと前
記平滑コンデンサの間に配置された共振リアクトルと、
前記共振リアクトルを通過後の直流電圧を検出する直流
電圧検出手段と、を備え、前記直流電圧検出手段により
検出された直流電圧の変化に応じて前記スイッチ素子を
ＰＷＭ制御するものである。
に、本発明は室内熱交換器、室外熱交換器、四方弁、圧
縮機とが接続される冷凍サイクルを有し、交流電源を直
流に変換し前記圧縮機に内蔵された電動機をインバータ
制御する空気調和機において、前記交流電源を整流した
後の直流電源と並列に配置されたスイッチ素子と、前記
スイッチ素子と並列に接続された共振コンデンサと、前
記スイッチ素子と前記共振コンデンサとの間に配置され
た逆流防止ダイオードと、前記共振コンデンサと並列に
接続された平滑コンデンサと、前記共振コンデンサと前
記平滑コンデンサの間に配置された共振リアクトルと、
前記共振リアクトルを通過後の直流電圧を検出する直流
電圧検出手段と、を備え、前記直流電圧検出手段により
検出された直流電圧の変化に応じて前記スイッチ素子を
ＰＷＭ制御するものである。
【０００６】スイッチ素子がＯＮすると電流が急激に増
加し、その後スイッチ素子をＯＦＦすることにより共振
コンデンサに電流が流入して共振コンデンサの電圧が上
昇する。この時、共振リアクトルに逆位相の電流が流れ
電流を減少させるので、交流電源を歪ませるような余分
な電流が生じることがなく高調波の発生を抑制できる。
また、負荷変動により電流が増加した場合、スイッチ素
子を直流電圧の変化に応じてＰＷＭ制御するので、平滑
コンデンサの電圧を一定にして負荷変動に係わらず高調
波の低減を行うことができる。
加し、その後スイッチ素子をＯＦＦすることにより共振
コンデンサに電流が流入して共振コンデンサの電圧が上
昇する。この時、共振リアクトルに逆位相の電流が流れ
電流を減少させるので、交流電源を歪ませるような余分
な電流が生じることがなく高調波の発生を抑制できる。
また、負荷変動により電流が増加した場合、スイッチ素
子を直流電圧の変化に応じてＰＷＭ制御するので、平滑
コンデンサの電圧を一定にして負荷変動に係わらず高調
波の低減を行うことができる。
【０００７】また、上記に記載のものにおいて、ＰＷＭ
のキャリヤ周波数を前記共振コンデンサと前記共振リア
クトルの共振周波数より大きく３倍以下の値としたこと
が望ましい。
のキャリヤ周波数を前記共振コンデンサと前記共振リア
クトルの共振周波数より大きく３倍以下の値としたこと
が望ましい。
【０００８】これにより、交流リアクトルを流れる電流
を制御することが可能となり、より一層きめ細かい制御
が可能となる。
を制御することが可能となり、より一層きめ細かい制御
が可能となる。
【０００９】さらに、本発明は複数の室内熱交換器、室
外熱交換器、四方弁、圧縮機とが接続される冷凍サイク
ルを有し、交流電源を直流に変換し圧縮機に内蔵された
電動機をインバータ制御する多室の空気調和機におい
て、交流電源を整流した後の直流電源と並列に配置され
たスイッチ素子と記スイッチ素子と並列に接続された共
振コンデンサと、スイッチ素子と共振コンデンサとの間
に配置された逆流防止ダイオードと、共振コンデンサと
並列に接続された平滑コンデンサと、共振コンデンサと
平滑コンデンサの間に配置された共振リアクトルと、電
動機に与える交流出力を得るためのトランジスタモジュ
ールを有するインバータ部と、インバータ部をＰＷＭ制
御するインバータ制御手段と、インバータ制御手段から
交流出力の出力情報を得てそれに基づきスイッチ素子を
ＰＷＭ制御手段するものである。
外熱交換器、四方弁、圧縮機とが接続される冷凍サイク
ルを有し、交流電源を直流に変換し圧縮機に内蔵された
電動機をインバータ制御する多室の空気調和機におい
て、交流電源を整流した後の直流電源と並列に配置され
たスイッチ素子と記スイッチ素子と並列に接続された共
振コンデンサと、スイッチ素子と共振コンデンサとの間
に配置された逆流防止ダイオードと、共振コンデンサと
並列に接続された平滑コンデンサと、共振コンデンサと
平滑コンデンサの間に配置された共振リアクトルと、電
動機に与える交流出力を得るためのトランジスタモジュ
ールを有するインバータ部と、インバータ部をＰＷＭ制
御するインバータ制御手段と、インバータ制御手段から
交流出力の出力情報を得てそれに基づきスイッチ素子を
ＰＷＭ制御手段するものである。
【００１０】三相交流出力の出力情報を得て複数の室内
熱交換器を有する多室の空気調和機の場合、負荷の大き
さを予測し、それに基づきスイッチ素子をパルス幅変調
で制御するので、交流電源が整流された後の直流電圧を
直接検出することなく、スイッチ素子を制御できる。ま
た、負荷が小さい場合は、高調波の発生量も小さいの
で、スイッチ素子の動作を停止してこの素子による電力
損失を軽減するなど融通性の良い制御が可能となる。よ
って、空気調和機の電力損失を低減し、高調波の発生を
抑制することができる。また、一つの演算装置でコンバ
ータ部（直流電圧の生成）とインバータ部を制御できる
ので、低コスト化を図ることができる。
熱交換器を有する多室の空気調和機の場合、負荷の大き
さを予測し、それに基づきスイッチ素子をパルス幅変調
で制御するので、交流電源が整流された後の直流電圧を
直接検出することなく、スイッチ素子を制御できる。ま
た、負荷が小さい場合は、高調波の発生量も小さいの
で、スイッチ素子の動作を停止してこの素子による電力
損失を軽減するなど融通性の良い制御が可能となる。よ
って、空気調和機の電力損失を低減し、高調波の発生を
抑制することができる。また、一つの演算装置でコンバ
ータ部（直流電圧の生成）とインバータ部を制御できる
ので、低コスト化を図ることができる。
【００１１】さらに、上記のものにおいて、スイッチ素
子のオンオフ比より負荷電流を予測し、その値が所定の
値よりも小さいときはスイッチ素子の制御動作を停止す
ることが望ましい。
子のオンオフ比より負荷電流を予測し、その値が所定の
値よりも小さいときはスイッチ素子の制御動作を停止す
ることが望ましい。
【００１２】さらに、上記のものにおいて、共振コンデ
ンサを２〜８μＦ、平滑コンデンサを1000〜3000μＦ、
共振リアクトルを４０〜１００μＨとしたことが望まし
い。
ンサを２〜８μＦ、平滑コンデンサを1000〜3000μＦ、
共振リアクトルを４０〜１００μＨとしたことが望まし
い。
【００１３】さらに、本発明は上記に記載のものにおい
て、外部から前記スイッチ素子の制御動作を停止するこ
とが可能にされたものである。
て、外部から前記スイッチ素子の制御動作を停止するこ
とが可能にされたものである。
【００１４】これにより、機器を停止した後、直流電圧
が安全な電圧まで降下するのに必要な時間を短縮でき、
空気調和機のサービス作業を軽減できる。
が安全な電圧まで降下するのに必要な時間を短縮でき、
空気調和機のサービス作業を軽減できる。
【００１５】さらに、本発明は交流電源を直流に変換し
それをトランジスタモジュールに供給する電力変換装置
において、交流電源に交流リアクトルを介して接続され
た整流ダイオードモジュールによって整流された直流電
源と並列に配置されたスイッチ素子と、スイッチ素子と
並列に接続された共振コンデンサと、スイッチ素子と共
振コンデンサとの間に配置された逆流防止ダイオード
と、共振コンデンサと並列に接続された平滑コンデンサ
と、共振コンデンサと平滑コンデンサの間に配置された
共振リアクトルと、共振リアクトルを通過後の直流電圧
を検出する直流電圧検出手段と、を備え、直流電圧検出
手段により検出された直流電圧の変化に応じてスイッチ
素子を共振コンデンサと共振リアクトルの共振周波数よ
り大きく３倍以下の値のキャリヤ周波数でＰＷＭ制御す
るものである。
それをトランジスタモジュールに供給する電力変換装置
において、交流電源に交流リアクトルを介して接続され
た整流ダイオードモジュールによって整流された直流電
源と並列に配置されたスイッチ素子と、スイッチ素子と
並列に接続された共振コンデンサと、スイッチ素子と共
振コンデンサとの間に配置された逆流防止ダイオード
と、共振コンデンサと並列に接続された平滑コンデンサ
と、共振コンデンサと平滑コンデンサの間に配置された
共振リアクトルと、共振リアクトルを通過後の直流電圧
を検出する直流電圧検出手段と、を備え、直流電圧検出
手段により検出された直流電圧の変化に応じてスイッチ
素子を共振コンデンサと共振リアクトルの共振周波数よ
り大きく３倍以下の値のキャリヤ周波数でＰＷＭ制御す
るものである。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例によるイ
ンバータを示すブロック図であり、図２は、インバータ
付き空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図であ
る。
ンバータを示すブロック図であり、図２は、インバータ
付き空気調和機の冷凍サイクルを示すブロック図であ
る。
【００２０】図２において、冷凍サイクル２０は、複数
の室内熱交換器２１、２２と室外熱交換器２３とが接続
され、冷房、暖房で冷凍サイクル２０内の冷媒の流れ方
向を変える四方弁２４、圧縮機２５を有している。圧縮
機２５は、内部に電動機１８を備え、電動機１８の回転
に応じて冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う。インバータ１
４は、交流電源１から電動機１８を駆動する直流電圧を
生成してＰＷＭ制御にて電動機１８の回転数を制御す
る。図１は、このインバータの詳細を示している。
の室内熱交換器２１、２２と室外熱交換器２３とが接続
され、冷房、暖房で冷凍サイクル２０内の冷媒の流れ方
向を変える四方弁２４、圧縮機２５を有している。圧縮
機２５は、内部に電動機１８を備え、電動機１８の回転
に応じて冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う。インバータ１
４は、交流電源１から電動機１８を駆動する直流電圧を
生成してＰＷＭ制御にて電動機１８の回転数を制御す
る。図１は、このインバータの詳細を示している。
【００２１】図１において、１７は昇圧動作を行うため
の交流リアクトル、１５は電源の遮断を行う開閉器、２
は三相交流から直流電圧を整流する整流ダイオードモジ
ュールである。スイッチ素子３は交流リアクトル１７の
電流を制御することにより直流電圧Ｖｄｃを上昇させ、
ＰＷＭ制御手段１１によってＰＷＭ制御（あるいはチョ
ッパ制御）される。ＰＷＭ制御手段１１は直流電圧検出
手段１０によって検出された入力パラメータである直流
電圧Ｖｄｃの変化に応じて制御される。
の交流リアクトル、１５は電源の遮断を行う開閉器、２
は三相交流から直流電圧を整流する整流ダイオードモジ
ュールである。スイッチ素子３は交流リアクトル１７の
電流を制御することにより直流電圧Ｖｄｃを上昇させ、
ＰＷＭ制御手段１１によってＰＷＭ制御（あるいはチョ
ッパ制御）される。ＰＷＭ制御手段１１は直流電圧検出
手段１０によって検出された入力パラメータである直流
電圧Ｖｄｃの変化に応じて制御される。
【００２２】コンバータ部は共振コンデンサ４、交流リ
アクトル１７、交流リアクトル１７の電流を遮断する方
向に電流を流す共振リアクトル７、共振リアクトル７か
らの電流の逆流を防止する転流防止ダイオード５、直流
電圧平滑用の平滑コンデンサ６より構成される。コンバ
ータの出力側は、三相交流出力を作るための素子をモジ
ュール化したトランジスタモジュール８、トランジスタ
モジュール８をＰＷＭ制御するインバータ制御手段１
２、電動機１８からなるインバータ回路１４に接続され
る。
アクトル１７、交流リアクトル１７の電流を遮断する方
向に電流を流す共振リアクトル７、共振リアクトル７か
らの電流の逆流を防止する転流防止ダイオード５、直流
電圧平滑用の平滑コンデンサ６より構成される。コンバ
ータの出力側は、三相交流出力を作るための素子をモジ
ュール化したトランジスタモジュール８、トランジスタ
モジュール８をＰＷＭ制御するインバータ制御手段１
２、電動機１８からなるインバータ回路１４に接続され
る。
【００２３】スイッチ素子３を制御するＰＷＭのキャリ
ア周波数（あるいは通電率を制御するスイッチング周波
数）は、共振コンデンサ４と共振リアクトル７の共振周
波数より大きく３倍以下の値とする。スイッチ素子３が
ＯＮすると交流リアクトル１７を流れる電流は急激に増
加すし、その後ＯＦＦすることにより、交流リアクトル
を流れていた電流は共振コンデンサ４に流入する。
ア周波数（あるいは通電率を制御するスイッチング周波
数）は、共振コンデンサ４と共振リアクトル７の共振周
波数より大きく３倍以下の値とする。スイッチ素子３が
ＯＮすると交流リアクトル１７を流れる電流は急激に増
加すし、その後ＯＦＦすることにより、交流リアクトル
を流れていた電流は共振コンデンサ４に流入する。
【００２４】つぎに、共振コンデンサ４の電圧は上昇
し、交流リアクトル１７を流れる電流は減少する。この
時、共振リアクトル７にも交流リアクトル１７を流れて
いる電流と逆位相の電流が流れ、交流リアクトル１７を
流れる電流を減少させる。これにより、交流リアクトル
１７を流れる電流は確実に遮断され、交流リアクトル１
７を流れる電流を不連続で制御し、高調波を含んだ波形
を改善することができる。この時の交流リアクトル１７
に流れる電流波形を図４に示す。
し、交流リアクトル１７を流れる電流は減少する。この
時、共振リアクトル７にも交流リアクトル１７を流れて
いる電流と逆位相の電流が流れ、交流リアクトル１７を
流れる電流を減少させる。これにより、交流リアクトル
１７を流れる電流は確実に遮断され、交流リアクトル１
７を流れる電流を不連続で制御し、高調波を含んだ波形
を改善することができる。この時の交流リアクトル１７
に流れる電流波形を図４に示す。
【００２５】具体的には、多室の空気調和機の場合、実
際に生じる負荷変動及び高調波の発生を実用的な範囲ま
でに抑制することを考慮すると、共振コンデンサ４は２
〜８μＦ、の交流リアクトル１７は４０〜１００μＨ、
平滑コンデンサ６は1000〜3000μＦとすることが望まし
い。
際に生じる負荷変動及び高調波の発生を実用的な範囲ま
でに抑制することを考慮すると、共振コンデンサ４は２
〜８μＦ、の交流リアクトル１７は４０〜１００μＨ、
平滑コンデンサ６は1000〜3000μＦとすることが望まし
い。
【００２６】負荷電流が増加した場合、が放電するため
交流リアクトル１７を流れる電流が増加する。そこでス
イッチ素子３を直流電圧の変化に応じてＰＷＭ制御し、
常に平滑コンデンサ６の電圧が一定となるように制御を
行う。これにより空気調和機の負荷に応じた高調波制御
を行うことができる。
交流リアクトル１７を流れる電流が増加する。そこでス
イッチ素子３を直流電圧の変化に応じてＰＷＭ制御し、
常に平滑コンデンサ６の電圧が一定となるように制御を
行う。これにより空気調和機の負荷に応じた高調波制御
を行うことができる。
【００２７】上記において、スイッチ素子３のキャリア
周波数制御手段１６を設け、直流電圧の制御はスイッチ
素子３を制御するＰＷＭ出力のキャリア周波数によって
も行わうこととしても良い。これによっても、交流リア
クトル１７を流れる電流を制御することが可能となる。
周波数制御手段１６を設け、直流電圧の制御はスイッチ
素子３を制御するＰＷＭ出力のキャリア周波数によって
も行わうこととしても良い。これによっても、交流リア
クトル１７を流れる電流を制御することが可能となる。
【００２８】また、６個のトランジスタをＰＷＭ制御す
る３相アクティブコンバータは、制御部分の負担が大き
くコストが高いものとなり、演算が多いため、インバー
タとの演算装置との共用化が難しく簡素化を実行しにく
い。さらに、ＰＷＭのＤｕｔｙ制御だけでは、直流電圧
を十分に制御することができない問題がある。そして、
インバータ出力電流が増加すると、直流電圧Ｖｄｃが変
化するため、常時直流電圧を連続的に読みとり、制御す
る必要がある。さらに、アクティブコンバータ方式で
は、直流電圧Ｖｄｃを昇圧するため、平滑コンデンサに
高い電圧が蓄えられ、機器を停止した後も、平滑コンデ
ンサの電圧が安全な電圧まで降下するのに時間がかかる
問題がある。
る３相アクティブコンバータは、制御部分の負担が大き
くコストが高いものとなり、演算が多いため、インバー
タとの演算装置との共用化が難しく簡素化を実行しにく
い。さらに、ＰＷＭのＤｕｔｙ制御だけでは、直流電圧
を十分に制御することができない問題がある。そして、
インバータ出力電流が増加すると、直流電圧Ｖｄｃが変
化するため、常時直流電圧を連続的に読みとり、制御す
る必要がある。さらに、アクティブコンバータ方式で
は、直流電圧Ｖｄｃを昇圧するため、平滑コンデンサに
高い電圧が蓄えられ、機器を停止した後も、平滑コンデ
ンサの電圧が安全な電圧まで降下するのに時間がかかる
問題がある。
【００２９】図１のものにおいて開閉器１５をＯＦＦす
ることにより直流電圧Ｖｄｃは減少するが、安全な電圧
になるまでに時間がかかり、サービス作業時には弊害と
なる。そこで、インバータ回路１４を一瞬駆動すること
により平滑コンデンサ６の放電を加速することができ
る。
ることにより直流電圧Ｖｄｃは減少するが、安全な電圧
になるまでに時間がかかり、サービス作業時には弊害と
なる。そこで、インバータ回路１４を一瞬駆動すること
により平滑コンデンサ６の放電を加速することができ
る。
【００３０】次に図３を参照して他の実施例を説明す
る。図３は、他の実施例によるインバータを示すブロッ
ク図であり、インバータ制御手段１２からインバータの
出力情報を受信し、Ｖｄｃ予測手段１３で現在の直流電
圧Ｖｄｃを予測し、それを基にして、スイッチ素子３を
ＰＷＭ制御することに特徴がある。複数の室内熱交換器
を有する多室の空気調和機の場合、その特性より十分予
測が可能であり、この場合、図１のものにおける直流電
圧検出手段１０は不要となる。
る。図３は、他の実施例によるインバータを示すブロッ
ク図であり、インバータ制御手段１２からインバータの
出力情報を受信し、Ｖｄｃ予測手段１３で現在の直流電
圧Ｖｄｃを予測し、それを基にして、スイッチ素子３を
ＰＷＭ制御することに特徴がある。複数の室内熱交換器
を有する多室の空気調和機の場合、その特性より十分予
測が可能であり、この場合、図１のものにおける直流電
圧検出手段１０は不要となる。
【００３１】つぎに、図５のフローチャートに従ってさ
らに他の実施例を説明する。直流電圧を一定とした場合
にＤｕｔｙと負荷の関係は、図６に示すように右上がり
の曲線となる。図６の曲線から、負荷電流の大きさを予
測することができ、図５のステップ５−２において、負
荷電流が所定の値Ｉ1よりも小さいときは微少負荷であ
ると判定し、この場合は高調波の発生量も少ないため、
スイッチ素子３の動作をステップ５−４のように停止し
て、スイッチ素子３による損失を軽減する。
らに他の実施例を説明する。直流電圧を一定とした場合
にＤｕｔｙと負荷の関係は、図６に示すように右上がり
の曲線となる。図６の曲線から、負荷電流の大きさを予
測することができ、図５のステップ５−２において、負
荷電流が所定の値Ｉ1よりも小さいときは微少負荷であ
ると判定し、この場合は高調波の発生量も少ないため、
スイッチ素子３の動作をステップ５−４のように停止し
て、スイッチ素子３による損失を軽減する。
【００３２】さらに他の実施例を図１にて説明する。図
１において外部要求信号受信手段１６を備え、高調波電
流の抑制を設置者の要求により行わうことを可能とす
る。つまり、外部要求信号受信手段１６に信号を入力す
ることにより、任意に高調波抑制制御を停止できる。高
調波電流の抑制は、場合によっては必要のない場合もあ
り、高調波抑制中はコンバータ部でも損失が発生するの
で、不要の場合は任意に高調波抑制制御を解除できるよ
うにしておくことが望ましい。
１において外部要求信号受信手段１６を備え、高調波電
流の抑制を設置者の要求により行わうことを可能とす
る。つまり、外部要求信号受信手段１６に信号を入力す
ることにより、任意に高調波抑制制御を停止できる。高
調波電流の抑制は、場合によっては必要のない場合もあ
り、高調波抑制中はコンバータ部でも損失が発生するの
で、不要の場合は任意に高調波抑制制御を解除できるよ
うにしておくことが望ましい。
【００３３】以上において、図１のＰＷＭ制御手段１１
はインバータ制御手段１２の演算装置で兼用して制御す
れば空気調和機全体のコストを低減できる。
はインバータ制御手段１２の演算装置で兼用して制御す
れば空気調和機全体のコストを低減できる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、空気調和機の冷房能力
等を拡大して、かつきめ細かい能力制御が可能となる。
そして比較的簡素な構成で高調波の発生を低減し、全体
としてとして安価な空気調和機を得ることができる。
等を拡大して、かつきめ細かい能力制御が可能となる。
そして比較的簡素な構成で高調波の発生を低減し、全体
としてとして安価な空気調和機を得ることができる。
【００３５】また、本発明によれば空気調和機の電力損
失を低減し、高調波の発生を抑制することができる。そ
して、一つの演算装置でコンバータ部とインバータ部を
制御できるので、低コスト化を図ることができる。
失を低減し、高調波の発生を抑制することができる。そ
して、一つの演算装置でコンバータ部とインバータ部を
制御できるので、低コスト化を図ることができる。
【００３６】さらに、本発明によればスイッチ素子と並
列に接続された共振コンデンサを２〜８μＦに、平滑コ
ンデンサを1000〜3000μＦに、共振リアクトルを４０〜
１００μＨの値としているので、多室の空気調和機とし
て実際に生じる負荷変動に十分対応してスイッチ素子を
パルス幅変調で安定に制御でき、このときの負荷の急激
な変化に対しても高調波の発生を実用的な範囲までに抑
制することができる。
列に接続された共振コンデンサを２〜８μＦに、平滑コ
ンデンサを1000〜3000μＦに、共振リアクトルを４０〜
１００μＨの値としているので、多室の空気調和機とし
て実際に生じる負荷変動に十分対応してスイッチ素子を
パルス幅変調で安定に制御でき、このときの負荷の急激
な変化に対しても高調波の発生を実用的な範囲までに抑
制することができる。
【図１】 本発明の一実施例によるインバータの構成を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図２】 インバータ付き空気調和機の冷凍サイクルを
示すブロック図。
示すブロック図。
【図３】 他の実施例によるインバータの構成を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図４】 交流リアクトルに流れる電流波形を示す波形
図。
図。
【図５】 他の実施例による高調波抑制を示すフローチ
ャート。
ャート。
【図６】 各実施例による負荷電流の変化を示す特性
図。
図。
１…交流電源、１５…開閉器、２…整流ダイオードモジ
ュール、３…スイッチ素子、４…共振コンデンサ４、５
…逆流防止ダイオード、６…平滑コンデンサ、７…共振
リアクトル、８…トランジスタモジュ−ル、１０…直流
電圧検出手段、１１…ＰＷＭ制御手段、１４…インバー
タ部（インバ−タ回路）、１５…開閉器、１８…電動
機、２０…冷凍サイクル、２１、２２…室内熱交換器、
２３…室外熱交換器、２４…四方弁、２５…圧縮機。
ュール、３…スイッチ素子、４…共振コンデンサ４、５
…逆流防止ダイオード、６…平滑コンデンサ、７…共振
リアクトル、８…トランジスタモジュ−ル、１０…直流
電圧検出手段、１１…ＰＷＭ制御手段、１４…インバー
タ部（インバ−タ回路）、１５…開閉器、１８…電動
機、２０…冷凍サイクル、２１、２２…室内熱交換器、
２３…室外熱交換器、２４…四方弁、２５…圧縮機。
フロントページの続き (72)発明者 久保 謙二 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 安藤 達夫 静岡県清水市村松390番地 株式会社 日立製作所 空調システム事業部内 (56)参考文献 特開 平７−167480（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−47084（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−22947（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 F24F 11/02
Claims (7)
- 【請求項１】室内熱交換器、室外熱交換器、四方弁、圧
縮機とが接続される冷凍サイクルを有し、交流電源を直
流に変換し前記圧縮機に内蔵された電動機をインバータ
制御する空気調和機において、 前記交流電源を整流した後の直流電源と並列に配置され
たスイッチ素子と、前記スイッチ素子と並列に接続された共振コンデンサ
と、 前記スイッチ素子と前記共振コンデンサとの間に配置さ
れた逆流防止ダイオードと、前記共振コンデンサと並列に接続された平滑コンデンサ
と、 前記共振コンデンサと前記平滑コンデンサの間に配置さ
れた共振リアクトルと、前記共振リアクトルを通過後の
直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、を備え、前記直流電圧検出手段により検出された直流電
圧の変化に応じて前記スイッチ素子をＰＷＭ制御する こ
とを特徴とする空気調和機。 - 【請求項２】請求項１に記載のものにおいて、前記ＰＷ
Ｍのキャリヤ周波数を前記共振コンデンサと前記共振リ
アクトルの共振周波数より大きく３倍以下の値としたこ
とを特徴とする空気調和機。 - 【請求項３】複数の室内熱交換器、室外熱交換器、四方
弁、圧縮機とが接続される冷凍サイクルを有し、交流電
源を直流に変換し前記圧縮機に内蔵された電動機をイン
バータ制御する多室の空気調和機において、 前記交流電源を整流した後の直流電源と並列に配置され
たスイッチ素子と、前記スイッチ素子と並列に接続された共振コンデンサ
と、 前記スイッチ素子と前記共振コンデンサとの間に配置さ
れた逆流防止ダイオードと、前記共振コンデンサと並列に接続された平滑コンデンサ
と、 前記共振コンデンサと前記平滑コンデンサの間に配置さ
れた共振リアクトルと、前記電動機に与える交流出力を
得るためのトランジスタモジュールを有するイン バータ
部と、 前記インバータ部をＰＷＭ制御するインバータ制御手段
と、 前記インバータ制御手段から前記交流出力の出力情報を
得てそれに基づき前記スイッチ素子をＰＷＭ制御手段す
る ことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項４】請求項１又は３に記載のものにおいて、前
記スイッチ素子のオンオフ比より負荷電流を予測し、そ
の値が所定の値よりも小さいときは前記スイッチ素子の
制御動作を停止することを特徴とする空気調和機。 - 【請求項５】請求項１又は３に記載のものにおいて、前
記共振コンデンサを２〜８μＦ、前記平滑コンデンサを
1000〜3000μＦ、前記共振リアクトルを４０〜１００μ
Ｈとしたことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項６】請求項１又は３に記載のものにおいて、外
部から前記スイッチ素子の制御動作を停止することが可
能にされたことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項７】交流電源を直流に変換しそれをトランジス
タモジュールに供給する電力変換装置において、 前記交流電源に交流リアクトルを介して接続された整流
ダイオードモジュールによって整流された直流電源と並
列に配置されたスイッチ素子と、 前記スイッチ素子と並列に接続された共振コンデンサ
と、 前記スイッチ素子と前記共振コンデンサとの間に配置さ
れた逆流防止ダイオードと、 前記共振コンデンサと並列に接続された平滑コンデンサ
と、 前記共振コンデンサと前記平滑コンデンサの間に配置さ
れた共振リアクトルと、前記共振リアクトルを通過後の
直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、 を備え、前記直流電圧検出手段により検出された直流電
圧の変化に応じて前記スイッチ素子を前記共振コンデン
サと前記共振リアクトルの共振周波数より大きく３倍以
下の値のキャリヤ周波数でＰＷＭ制御することを特徴と
する電力変換装置。
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| EP98104720A EP0866284B1 (en) | 1997-03-19 | 1998-03-16 | Air conditioning system and power converter apparatus for the same |
| ES98104720T ES2248860T3 (es) | 1997-03-19 | 1998-03-16 | Sistema de acondicionamiento de aire y aparato convertidor de potencia para el mismo. |
| DE69832428T DE69832428T2 (de) | 1997-03-19 | 1998-03-16 | Klimaanlage und Stromrichterschaltungsanordnung dafür |
| CN98105666A CN1119578C (zh) | 1997-03-19 | 1998-03-18 | 空调机 |
| CNB031029086A CN1249902C (zh) | 1997-03-19 | 2003-01-21 | 电力变换装置 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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ID=13305646
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| JP (1) | JP3298450B2 (ja) |
| CN (2) | CN1119578C (ja) |
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| TW (1) | TW371711B (ja) |
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| ES2157782B1 (es) * | 1999-04-26 | 2002-03-01 | Jesus Maria Aguirre S A | Dispositivo perfeccionado de sincronismo en generacion de energia electrica. |
| WO2001073933A1 (fr) | 2000-03-27 | 2001-10-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Convertisseur a une seule phase, convertisseur et dispositif pour cycle de refrigeration |
| JP3584847B2 (ja) * | 2000-04-03 | 2004-11-04 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和機 |
| JP2004215406A (ja) * | 2002-12-28 | 2004-07-29 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置用モータ駆動装置 |
| JP2004364491A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-12-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源システム及び空気調和装置 |
| JP2005265220A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Aisin Seiki Co Ltd | ガスヒートポンプ式空気調和装置 |
| JP4792849B2 (ja) * | 2005-07-15 | 2011-10-12 | パナソニック株式会社 | 空気調和機の直流電源装置 |
| NL1030481C2 (nl) | 2005-11-22 | 2007-05-23 | Atlas Copco Airpower Nv | Inrichting voor aansluiting op een impedantie met een voornamelijk inductief karakter. |
| CN101001051B (zh) * | 2006-01-12 | 2010-10-20 | 力博特公司 | 无输出变压器的ups |
| JP4848187B2 (ja) * | 2006-01-17 | 2011-12-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
| DE102007060975A1 (de) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Hanning Elektro-Werke Gmbh & Co. Kg | Antrieb |
| KR101463159B1 (ko) | 2007-12-21 | 2014-11-20 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기의 전동기 제어장치 |
| JP5260092B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2013-08-14 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置及び発電変換システム |
| CN101362444B (zh) * | 2008-04-10 | 2010-06-09 | 北京交通大学 | 一种混合式牵引供电装置及控制方法 |
| CN102160274B (zh) * | 2008-09-22 | 2014-01-08 | 大金工业株式会社 | 电力变换器及其控制方法以及直接型矩阵变流器 |
| US9739515B2 (en) * | 2012-04-16 | 2017-08-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat pump device, air conditioner, and freezer that efficiently heats refrigerant on standby |
| AT512995A1 (de) * | 2012-05-18 | 2013-12-15 | Fronius Int Gmbh | Verfahren zur Regelung einer Stromquelle, sowie Stromquelle und Prozessregler hierfür |
| JP2014107937A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Fujitsu General Ltd | モータ駆動装置 |
| JP6031974B2 (ja) * | 2012-11-29 | 2016-11-24 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和機の室外機 |
| CN103997208A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-08-20 | 深圳市英可瑞科技开发有限公司 | 一种用于逆变器中直流bus电压控制的电路及方法 |
| CN106093775A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-11-09 | 深圳市若腾科技有限公司 | 无刷电动机驱动器检测电路 |
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-
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-
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- 2003-01-21 CN CNB031029086A patent/CN1249902C/zh not_active Expired - Fee Related
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