JP3419222B2

JP3419222B2 - 空調用インバータ装置

Info

Publication number: JP3419222B2
Application number: JP30438096A
Authority: JP
Inventors: 誠 ▲よし▼田; 尚美後藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 2003-06-23
Anticipated expiration: 2016-11-15
Also published as: JPH10150776A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定格電圧の異なる
複数の電源下で、空調用の電動圧縮機を駆動させるイン
バータ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のインバータ装置は、主に
室内空気調和装置（以下空調装置と称す）に用いられて
いる。またそれらの電源電圧は、単相ＡＣ１００Ｖ、単
相ＡＣ２００Ｖ、三相ＡＣ２００Ｖのようになってお
り、これらの交流電圧を整流して直流電源としてインバ
ータ装置へ供給している。

【０００３】以下、従来のインバータ装置について図面
を参照しながら説明する。図１３（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）は、従来の空調装置の電源回路とインバータ回路
を示した基本回路図であり、図１３（Ａ）は、単相ＡＣ
１００Ｖ用の基本回路図、図１３（Ｂ）は単相ＡＣ２０
０Ｖ用の基本回路図、図１３（Ｃ）は三相ＡＣ２００Ｖ
用の基本回路図を示したものである。また各電動圧縮機
に印加すべき周波数−電圧特性（以下Ｆ−Ｖ特性と称
す）は図１４に示すごとく等しいものとする。

【０００４】次に各回路について説明すると、図１３
（Ａ）は商用電源からの１００Ｖを倍電圧整流部１０に
て、直流電圧に変換し、インバータ装置１３へ供給して
いる。ここでインバータ装置１３へ供給される電圧は、
電動圧縮機２０が停止している場合には、ＡＣ１００Ｖ
の波高値の倍であるＤＣ２８２Ｖ程度となるが、実際に
圧縮機が作動している状態での平均的な電圧としては、
ＤＣ２３０Ｖ程度となる。そしてこの直流電圧を可変電
圧可変周波数のパルス幅変調（以下ＰＷＭと称す）交流
電圧に変換し、電動圧縮機２０を駆動している。

【０００５】また図１３（Ｂ）においては、商用電源か
らの単相２００Ｖを単相全波整流部１１にて、直流電圧
に変換し、インバータ装置１４へ供給している。ここで
の直流電圧も圧縮機が停止している場合は、ＡＣ２００
Ｖの波高値であるＤＣ２８２Ｖ程度となるが、実際に圧
縮機が作動している状態での平均的な電圧としては、Ｄ
Ｃ２５０Ｖ程度と高くなる。これは整流時の交流波の密
度が、倍電圧整流の場合と比較して密になるからであ
る。以下図１３（Ａ）の場合と同様に電動圧縮機を駆動
している。

【０００６】同様に図１３（Ｃ）においては、三相全波
整流部１２にて、直流電圧に変換しているので、実際に
圧縮機が作動している状態での平均的な電圧としては、
約ＤＣ２７０Ｖ程度とさらに高くなる。これもやはり整
流する交流波の密度が、単相全波整流の場合と比較して
さらに密になるからである。以下図１３（Ａ）の場合と
同様に電動圧縮機を駆動している。

【０００７】ここで、図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に
示すようなＤＣ電圧が異なる場合に、ＰＷＭにて一定の
Ｆ−Ｖ特性を実現する場合には、次のように制御する必
要がある。図１５はこのＤＣ電圧に対応したパルス幅の
補正を示した図である。図１５（Ａ）は、図１３（Ａ）
における９０Ｈｚ時の一相分の線間電圧波形を示したも
のであり、この時の圧縮機印加電圧は、図１４より１３
０Ｖに設定されている。また図１５（Ｂ）は、ＤＣ電圧
が異なった場合における同周波数（９０Ｈｚ）時に必要
なパルス幅の補正を示したもので、図１５（Ａ）の円内
のパルスだけを取り出したものである。実線はＤＣ２３
０Ｖ時、破線はＤＣ２５０Ｖ時、一点破線はＤＣ２７０
Ｖ時のものであり、この図に示すごとく、ＤＣ電圧の変
化に逆比例させてパルス幅を補正することにより、ＤＣ
電圧が異なっても一定のＦ−Ｖ特性を維持することがで
きる。尚この場合ＤＣ２３０Ｖを基準のＤＣ電圧として
いる。また、今、円内のパルスのみを取り出して説明し
たが、実際は、すべてのＰＷＭ交流電圧を構成するパル
スについて補正を行う必要がある。

【０００８】そしてここで注目すべきは、図１３の従来
の空調用インバータ装置においては、これらの電源電圧
の違いによるＦ−Ｖ制御の補正のためにそれぞれのイン
バータ装置１３，１４，１５において、Ｆ−Ｖ制御をつ
かさどる制御手段１６，１７，１８が、類似はしている
が異なったものとなっているということである。尚、図
１３中のインバータ装置内のアルファベットＡ，Ａ’，
Ａ”は、使用されている制御手段１６，１７，１８の種
類を示しており、それぞれ類似しているが同一のもので
はないということを示している。具体的には、Ｆ−Ｖ特
性の基本データを記憶させてある制御手段内の読み出し
専用メモリー（以下ＲＯＭと称す）が異なったものとな
っている。

【０００９】また従来の空調用インバータ装置において
は、商用電源を電源としているので電圧が標準化されて
おり、この直流電圧の違いによるインバータ装置の種類
の増加も、各電源用に数種類準備しておけばよく、さほ
ど問題となることはなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のよ
うな構成では、（表１）に示す電気自動車のように、電
源の定格電圧が車によってまちまちな場合には、各定格
電圧毎にＲＯＭを交換する必要があり、制御手段が定格
電圧毎に異なった仕様となり、その結果、制御手段の種
類や機種が格段に増えて、メーカーでの設計工数、管理
工数が多くかかるという問題があった。

【００１１】またプリント基板組立工程では、機種切り
換えの手間が増え、製造効率が悪化するという問題があ
った。

【００１２】さらに部品のリサイクルという観点から、
他の電源電圧へのリサイクルができないという問題があ
った。

【００１３】そしてそれらの結果、最終製品のインバー
タ装置がコストアップするという問題があった。

【００１４】特にこの電気自動車のように、各車両毎の
生産量が年間数台から数百台の場合には、「如何に工数
をかけずに効率よく開発・製造しコストを低減するか」
ということが深刻な問題となっており、実際このコスト
アップが電気自動車の普及に大きなブレーキをかけてい
る。

【００１５】

【表１】

【００１６】本発明は、上記課題を解決するためのもの
であり、定格電圧の異なる電源下においても、標準化さ
れた共通の制御手段を用いることができ、メーカーでの
各種工数が少なくて済む、安価なインバータ装置を提供
することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧
に変換し、前記交流電圧の電圧を周波数に対して所定の
一意関係で変化させて空調用の電動圧縮機を駆動し、電
源の定格電圧を設定する定格電圧設定手段と、前記Ｆ−
Ｖ特性を実現するとともに、装置全体の動作を制御する
制御手段とを備え、前記制御手段は、前記定格電圧設定
手段で設定させた定格電圧に応じて、前記Ｆ−Ｖ特性
を、予め設定されたように制御するものである。

【００１８】そしてこの構成によれば、上記定格電圧設
定手段によって電源の定格電圧を設定し、制御手段がそ
の定格電圧に応じて、Ｆ−Ｖ特性を予め設定されたよう
に制御することにより、定格電圧毎に制御手段を変える
必要がなくなり、共通のインバータ制御手段を用いるこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の空調用インバー
タ装置は、直流電源からの直流電圧を可変電圧可変周波
数の交流電圧に変換し圧縮機用電動機を駆動するスイッ
チング素子群と、前記交流電圧を周波数に対して所定の
一意関係で変化させる周波数−電圧特性を複数記憶し前
記スイッチング素子群を作動させる制御手段と、前記直
流電源の定格電圧値を前記制御手段へ出力する定格電圧
設定手段とを備え、前記周波数−電圧特性は圧縮機用電
動機毎に適用される特性であり、個々の周波数−電圧特
性に対し複数の定格電圧値が割り当てられ、前記定格電
圧設定手段から定格電圧値が出力されると、前記制御手
段は、前記複数の周波数−電圧特性の中から出力された
定格電圧値が割り当てられている周波数−電圧特性を選
択するとともに、その選択された周波数−電圧特性を達
成すべく前記スイッチング素子群を作動させ、圧縮機用
電動機を駆動するものである。

【００２０】そしてこの構成によれば、制御手段に、圧
縮機用電動機毎に定まる周波数−電圧特性が複数記憶さ
れているので、複数種類の圧縮機を駆動することができ
る。また、個々の周波数−電圧特性に対し複数の定格電
圧値が割り当てられていることにより、圧縮機を複数種
類の定格電圧（直流電源）で駆動することができる。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１から図３は、電気自動車用空調
装置における、本発明のインバータの応用例を示した基
本回路図であり、まず図１において各構成を説明する。

【００３４】１は電気自動車のメインバッテリーであ
り、空調用インバータ装置２はこのメインバッテリーか
ら直流電圧の供給を受け、この直流電圧を可変電圧可変
周波数のＰＷＭ交流電圧に変換して、電動圧縮機８を駆
動している。このインバータ装置２は、３相ブリッジ接
続されたスイッチング素子群７と、そのスイッチング素
子群をスイッチングするための源信号を生成するととも
に、Ｆ−Ｖ特性や各種保護等の装置全体の制御をつかさ
どる制御手段３、及び電源の定格電圧を設定する定格電
圧設定手段５から構成されている。

【００３５】ここで、定格電圧設定手段５は、メインバ
ッテリー１の定格電圧を設定するためのもので、アナロ
グボリュームによって、定格電圧をリニアーに設定でき
るようになっている。例えば、定格電圧が３００Ｖの場
合は、３．００Ｖ、定格電圧が１００Ｖの場合は、１．
００Ｖという電圧を制御手段３内のマイコン６へ直接入
力するようになっており、マイコン６はその信号により
定格電圧を認知することが出来る。

【００３６】マイコン６の主な機能は、ＰＷＭ源信号を
生成するとともに、それを圧縮機が効率良く作動するよ
うに設定されたＦ−Ｖ特性として実現することである。

【００３７】またＲＯＭ４は、そのＦ−Ｖ特性の基本デ
ータを記憶しておくためのものである。

【００３８】次に、本発明における定格電圧に対する圧
縮機選定の考え方について説明する。

【００３９】はじめに電気自動車のメインバッテリーの
電源電圧は、表１に示すごとく非常に広範囲で、かつま
ちまちに分布しているので、まずこの電圧を、定格電圧
によって、１００Ｖ系，２００Ｖ系，３００Ｖ系と大き
く３種類に分類する（以下これを電源系と称す）。そし
て駆動する圧縮機は、その電源系に応じて３種類あり、
それぞれ必要なＦ−Ｖ特性が異なっているものとする。
この理由は、一般にインバータ装置においては、入力の
直流電圧によって最大出力可能な交流電圧が決定される
ので、電源電圧が（表１）のように大きく変わると、当
然同一の電動圧縮機では、広い電源範囲にわたって、効
率良く駆動することは難しくなるからである。

【００４０】次に、本発明の動作について説明する。図
１は本発明において、電源系が２００Ｖ系、定格電圧が
２００Ｖの場合の基本回路図を示したものである。メイ
ンバッテリー１の定格電圧は、２００Ｖとなっており、
駆動する２００Ｖ系の電動圧縮機８は、図４の実線に示
すＦ−Ｖ特性で駆動するものとする。そこでまず、図１
における、定格電圧設定手段５のアナログボリューム
が、２．００Ｖの電圧を出力するように設定する。これ
によってマイコン６は、その電圧の１００倍即ち２００
Ｖが定格電圧であると認知する。また同時に電源系が２
００Ｖ系であるということも認知する。次にその電源系
に応じて、必要なＦ−Ｖ特性の基本データをＲＯＭ４か
ら選択する（この場合２００Ｖ系を選択）。ここでこの
ＲＯＭ４に記憶させてあるＦ−Ｖ特性の基本データと
は、図５に示すような、各電源系毎に設定された基準定
格電圧時に、各周波数に対応して、何％のＰＷＭ正弦波
電圧を印加すればよいかというパーセンテージ（以下Ｋ
ｆと称す）で記憶されており、この場合のＫｆ＝１００
％のＰＷＭ正弦波電圧とは、例えば１００Ｖ系の場合１
００Ｖ／√２＝約７１Ｖということになる。

【００４１】そして各周波数毎に前述したＫｆを読み込
む。次にマイコン６内で、設定されている定格電圧に対
する基準定格電圧の割合（以下Ｋｖと称す）を計算す
る。この図１の２００Ｖ系の場合には、定格電圧が２０
０Ｖで、基準定格電圧も図５より２００Ｖと設定されて
いるので、Ｋｖ＝（２００／２００）×１００％＝１０
０％となる。そして次に各周波数毎に読み込まれるＫｆ
と、定格電圧によって決まるＫｖを乗じて総正弦波係数
（Ｋｔｏｔａｌ）を計算する。例えば６０Ｈｚの場合に
は、図５よりＫｆ＝５７％であるので、Ｋｔｏｔａｌ＝
Ｋｆ×Ｋｖ＝（５７／１００）×（１００／１００）×
１００％＝５７％となる。そしてこのＫｔｏｔａｌに応
じて、図６に示す基準ＰＷＭ波形のパルス幅を相似に変
化させることによって、図７に示すような波形が得ら
れ、これは図４実線に示す、２００Ｖ系の６０Ｈｚにお
ける電圧（約８０Ｖ＝（２００／√２）×０．５７）に
相当している。

【００４２】このように、各周波数に対応してＫｔｏｔ
ａｌを計算し、図６に示す基準ＰＷＭ波形のパルス幅
を、Ｋｔｏｔａｌに応じて相似に変化させることによっ
て、図４実線に示すＦ−Ｖ特性を実現することができ
る。尚、図６に示す基準ＰＷＭ波形とは、１００％出力
時のＰＷＭ正弦波の電圧波形のことである。

【００４３】次に同じ電源系において、定格電圧が異な
る場合について、どのように制御手段３の共用化が図れ
るのかを説明する。

【００４４】図２は、前述した図１と同様に電源系が２
００Ｖで、定格電圧が２４０Ｖと異なる場合の基本回路
図である。この図２のインバータ装置２において、図１
と異なっているのは、定格電圧設定手段５の設定だけで
ある。以下この動作について説明する。まず定格電圧設
定手段にて２４０Ｖに相当する２．４Ｖという電圧を設
定し、これを受けてマイコンは定格電圧を２４０Ｖとま
た電源系が２００Ｖ系であることを認知する。そしてマ
イコンは、ＲＯＭから２００Ｖ系のＦ−Ｖ特性データを
選択する。そして各周波数毎に、図５より２００Ｖ系の
Ｋｆを読み込む。次にマイコン内で、Ｋｖを計算する。
この場合には、定格電圧が２４０Ｖで、基準定格電圧が
図５より２００Ｖと設定されているので、Ｋｖ＝（２０
０／２４０）×１００％＝８３％となる。そして次に各
周波数毎に読み込まれるＫｆと、定格電圧によって決ま
るＫｖを乗じて総正弦波係数（Ｋｔｏｔａｌ）を計算す
る。例えば６０Ｈｚの場合には、図５よりＫｆ＝５７％
であるので、Ｋｔｏｔａｌ＝Ｋｆ×Ｋｖ＝（５７／１０
０）×（８３／１００）×１００％＝４７％となる。そ
してこのＫｔｏｔａｌに応じて、図６に示す基準ＰＷＭ
波形のパルス幅を相似に変化させることによって、図８
に示すような波形が得られ、これは定格電圧が２００Ｖ
の場合で説明したように、図４実線に示す、２００Ｖ系
の６０Ｈｚにおける電圧（約８０Ｖ＝（２４０／√２）
×０．４７）に相当している。そして各周波数に対応し
てＫｔｏｔａｌを計算し、図６に示す基準ＰＷＭ波形の
パルス幅を、Ｋｔｏｔａｌに応じて相似に変化させるこ
とによって、やはり図４実線に示すＦ−Ｖ特性を実現す
ることができる。

【００４５】このように同じ電源系で、定格電圧が異な
った場合には、Ｋｖを変化させることによって、制御手
段を変えることなく、同じＦ−Ｖ特性を実現させること
が出来る。

【００４６】次に電源系が異なった場合について、どの
ように制御手段３の共用化が図れるのかを説明する。

【００４７】図３は、電源系が３００Ｖ系で、定格電圧
も３００Ｖと、図１とは電源系が異なる場合の基本回路
図である。この図３のインバータ装置２’において、図
１と異なっているのは、定格電圧設定手段の設定とスイ
ッチング素子群７’の電流容量である。ここで電流容量
が２０Ａと異なっているのは、電源電圧が高くなるにつ
れて、圧縮機への印加電圧も高くすることができ、低電
流タイプの圧縮機を使用することができるためである。

【００４８】以下この動作について説明する。まず定格
電圧設定手段にて３００Ｖに相当する３．０Ｖという電
圧を設定し、以下図１の場合と同様に、マイコンは定格
電圧を３００Ｖと、また電源系が３００Ｖ系であること
を認知し、そしてＲＯＭから３００Ｖ系のＦ−Ｖ特性デ
ータを選択する。そして各周波数毎に、図５より３００
Ｖ系のＫｆを読み込む。ここで電源系が異なる場合に
は、このＫｆが異なっている。次にマイコン内でＫｖを
計算する。この場合には、定格電圧が３００Ｖで、基準
定格電圧が（表２）より３００Ｖと設定されているの
で、Ｋｖ＝（３００／３００）×１００％＝１００％と
なる。そして次に各周波数毎に読み込まれる先程とは異
なったＫｆと、定格電圧によって決まるＫｖを乗じて総
正弦波係数（Ｋｔｏｔａｌ）を計算する。例えば６０Ｈ
ｚの場合には、図５よりＫｆ＝４７％であるので、Ｋｔ
ｏｔａｌ＝Ｋｆ×Ｋｖ＝（４７／１００）×（１００／
１００）×１００％＝４７％となる。そしてこのＫｔｏ
ｔａｌに応じて、図６に示す基準ＰＷＭ波形のパルス幅
を相似に変化させることによって、図９に示すような波
形が得られ、これは図４の一点破線に示す、３００Ｖ系
の６０Ｈｚにおける電圧（約１００Ｖ＝（３００／√
２）×０．４７）に相当している。そして同様に各周波
数に対応してＫｔｏｔａｌを計算し、図６に示す基準Ｐ
ＷＭ波形のパルス幅を、Ｋｔｏｔａｌに応じて相似に変
化させることによって、図４の一点破線に示す３００Ｖ
系のＦ−Ｖ特性を実現することが出来る。

【００４９】このように電源系が異なった場合には、Ｋ
ｆを変化させることによって、その電源系に応じたＦ−
Ｖ特性を、同一の制御手段を用いて実現させることが出
来る。

【００５０】尚、電源系が１００Ｖ系の場合にも同様
に、図３における定格電圧設定手段の設定と、スイッチ
ング素子群７’の容量を変える（例えば５０Ａに変更す
る）ことで、制御手段３が共用出来ることは明白であ
る。

【００５１】次に図１０は、制御手段３における制御フ
ローチャートであり、以下これについて説明する。先ず
定格電圧設定手段５で設定される設定電圧が、どの電圧
範囲にあるかを判定する（ステップ１０１、１０２）。
そしてその電圧範囲に応じて電源系を判定し、ＲＯＭデ
ータを選択する（ステップ１０３，１０４，１０５）。
そして現在運転中の周波数に対応するＫｆをロードする
（ステップ１０６，１０７，１０８）。次に定格電圧を
設定電圧の１００倍とし（ステップ１０９，１１０，１
１１）、Ｋｖを計算し（ステップ１１２，１１３，１１
４）、ステップ１１５にてＫｆとＫｖを乗じてＫｔｏｔ
ａｌを計算する。そして出力パルス幅を基本パルス幅か
らＫｔｏｔａｌの割合分変化させたものとする（ステッ
プ１１６）。このようにして出力パルス幅を、電源系及
び定格電圧に応じて補正することによって、電源系及び
定格電圧が異なっても、同一の制御手段３を用いて、圧
縮機を効率よく制御駆動することができる。尚、図６に
示す基本パルス幅ａ、ｂ、ｃは、予めマイコン内で計算
されているか、またはデータとして記憶されているもの
とする。

【００５２】尚上記説明においては、図４に示されるＦ
−Ｖ特性を、誘導モータを搭載した圧縮機のものとして
説明したが、これは図１２に示すようなＤＣブラシレス
モータを搭載した圧縮機の起動時のＦ−Ｖ特性の場合で
も、同様に制御することで対応することができる。

【００５３】また定格電圧設定手段は、アナログボリュ
ームとして説明したが、分圧抵抗、あるいはスイッチの
ようなものでもよい。またその定格電圧設定手段を、制
御手段とは別体として説明したが、これは制御手段と同
一のプリント基板上に配してもよい。

【００５４】尚、図１１は本発明のインバータ装置の外
観図を示したもので、５が定格電圧設定手段としてのロ
ータリーボリューム、６がマイコンで、このマイコン内
のＲＯＭに各電源系に対応するＦ−Ｖ特性データが記憶
されている。そして、９はプリント基板であり、７は６
個のＩＧＢＴを内蔵したスイッチング素子群で、本発明
のインバータ装置においては、プリント基板９の下に直
接スイッチング素子群７を取り付け、そのスイッチング
素子の下にヒートシンクを取り付けるようになっている
ので、電源系が変って異なる圧縮機を駆動する際には、
スイッチング素子群７を交換すれば、ヒートシンクやイ
ンバータ装置のハウジング（ケース）も共用することが
できる。

【００５５】上記実施例から明らかなように、請求項１
に記載の空調用インバータ装置は、直流電源からの直流
電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換し圧縮機用
電動機を駆動するスイッチング素子群と、前記交流電圧
を周波数に対して所定の一意関係で変化させる周波数−
電圧特性を複数記憶し前記スイッチング素子群を作動さ
せる制御手段と、前記直流電源の定格電圧値を前記制御
手段へ出力する定格電圧設定手段とを備え、前記周波数
−電圧特性は圧縮機用電動機毎に適用される特性であ
り、個々の周波数−電圧特性に対し複数の定格電圧値が
割り当てられ、前記定格電圧設定手段から定格電圧値が
出力されると、前記制御手段は、前記複数の周波数−電
圧特性の中から出力された定格電圧値が割り当てられて
いる周波数−電圧特性を選択するとともに、その選択さ
れた周波数−電圧特性を達成すべく前記スイッチング素
子群を作動させ、圧縮機用電動機を駆動するものであ
り、この構成によれば、制御手段に、圧縮機用電動機毎
に定まる周波数−電圧特性が複数記憶されているので、
複数種類の圧縮機を駆動することができる。また、個々
の周波数−電圧特性に対し複数の定格電圧値が割り当て
られていることにより、圧縮機を複数種類の定格電圧
（直流電源）で駆動することができる。さらに共通のイ
ンバータ装置で、複数種類の圧縮機に、また、個々の圧
縮機に対し複数種類の定格電圧（直流電源）で対応でき
ることにより、インバータ装置の標準化を図ることがで
き、これによりインバータ装置の設計、管理工数の低減
や製造効率のアップを図ることもできる。

【００５６】

【００５７】

【００５８】請求項２に記載の空調用インバータ装置
は、パルス幅変調により直流電源の直流電圧を可変電圧
可変周波数の交流電圧に変換するものであり、この構成
によれば、異なる定格電圧下で共通のＰＷＭインバータ
制御手段を用いて、多種類の圧縮機に対して、周波数−
電圧特性を設定することができるので、圧縮機の周波数
−電圧特性の違いに対する、ＰＷＭインバータ制御手段
の標準化が図れる。このことでメーカーにおける、圧縮
機の違いに対するＰＷＭインバータ制御手段の設計、管
理工数の低減や製造効率のアップが図れ、コストダウン
をすることができる。また、他のＰＷＭインバータ用圧
縮機を使用した機種へのリサイクルも可能となる。

【００５９】

【００６０】請求項３に記載の空調用インバータ装置
は、周波数−電圧特性が、センサレスＤＣブラシレスモ
ータの起動時の周波数−電圧特性であるものであり、こ
の構成によれば、圧縮機モータがセンサレスＤＣブラシ
レスモータの場合に前述効果を発する。

【００６１】請求項４に記載の空調用インバータ装置
は、電源が電気自動車のバッテリーであることを特徴と
するものであり、この構成によれば、定格電圧が多様
で、かつ生産量も少なく製造効率の悪い電気自動車の場
合に格別の前述効果を発し、その結果、電気自動車の普
及率を上げることができ、ひいては地球環境（特に大気
汚染）の良化に寄与することも出来る。

【００６２】請求項５に記載の空調用インバータ装置
は、定格電圧をリニアーに設定することができる定格電
圧設定手段を備えたものであり、この構成によれば、あ
らゆる定格電圧にも対応することが出来る。例えば、あ
らゆる国々のインバータ装置、または１セル当たりの単
位電圧が異なるあらゆる種類のバッテリー（例えば、鉛
蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池
等）を搭載した電気自動車用インバータ制御手段の標準
化が可能となり、さらなる設計、管理工数の低減や製造
効率のアップによるコストダウンが期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２００Ｖ系で定格電圧が２００Ｖの時
の基本回路図

【図２】本発明の２００Ｖ系で定格電圧が２４０Ｖの時
の基本回路図

【図３】本発明の３００Ｖ系で定格電圧が３００Ｖの時
の基本回路図

【図４】本発明の各電源系における圧縮機のＦ−Ｖ特性
図

【図５】本発明のＲＯＭ内のＦ−Ｖ特性の基本データ説
明図

【図６】１００％電圧出力時の基準ＰＷＭ波形図

【図７】本発明の２００Ｖ系で定格電圧が２００Ｖの時
の６０Ｈｚ時のＰＷＭ波形図

【図８】本発明の２００Ｖ系で定格電圧が２４０Ｖの時
の６０Ｈｚ時のＰＷＭ波形図

【図９】本発明の３００Ｖ系で定格電圧が３００Ｖの時
の６０Ｈｚ時のＰＷＭ波形図

【図１０】本発明の制御手段における制御フローチャー
ト

【図１１】本発明のインバータ装置の外観図

【図１２】本発明のセンサレスＤＣブラシレスモータの
起動時のＦ−Ｖ特性図

【図１３】（Ａ）従来の家庭用空調装置における単相１
００Ｖ電源時の電源及びインバータの基本回路図（Ｂ）同単相２００Ｖ電源時の電源及びインバータの基
本回路図（Ｃ）同三相２００Ｖ電源時の電源及びインバータの基
本回路図

【図１４】従来の家庭用空調装置におけるＦ−Ｖ特性図

【図１５】（Ａ）従来のＤＣ電圧に対応したパルス幅補
正の９０Ｈｚ時の１相分の線間電圧図（Ｂ）（Ａ）における１パルスの拡大図

【符号の説明】

１バッテリー（定格電圧２００Ｖ）１’ バッテリー（定格電圧２４０Ｖ）１” バッテリー（定格電圧３００Ｖ）２インバータ装置（２００Ｖ系）２’ インバータ装置（３００Ｖ系）３制御手段４ＲＯＭ（読み出し専用メモリー）５定格電圧設定手段６マイコン７スイッチング素子群（３０Ａ）７’ スイッチング素子群（２０Ａ）８圧縮機（２００Ｖ系）８’ 圧縮機（３００Ｖ系）９プリント基板１０倍電圧整流部１１単相全波整流部１２三相全波整流部１３インバータ装置（単相１００Ｖ用）１４インバータ装置（単相２００Ｖ用）１５インバータ装置（三相２００Ｖ用）１６制御手段（単相１００Ｖ用）１７制御手段（単相２００Ｖ用）１８制御手段（三相２００Ｖ用）１９スイッチング素子群２０圧縮機Ｋｆ各周波数に対するＰＷＭ正弦波の出力電圧割合Ｋｖ定格電圧に対する基準定格電圧の割合ａ基準ＰＷＭ波形の基本パルス幅ｂ基準ＰＷＭ波形の基本パルス幅ｃ基準ＰＷＭ波形の基本パルス幅Ａ単相１００Ｖ用の制御手段Ａ’ 単相２００Ｖ用の制御手段Ａ” 三相２００Ｖ用の制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−85332（ＪＰ，Ａ) 特開平８−9678（ＪＰ，Ａ) 特開平８−33392（ＪＰ，Ａ) 特開平５−122945（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源からの直流電圧を可変電圧可変
周波数の交流電圧に変換し圧縮機用電動機を駆動するス
イッチング素子群と、前記交流電圧を周波数に対して所
定の一意関係で変化させる周波数−電圧特性を複数記憶
し前記スイッチング素子群を作動させる制御手段と、前
記直流電源の定格電圧値を前記制御手段へ出力する定格
電圧設定手段とを備え、前記周波数−電圧特性は圧縮機
用電動機毎に適用される特性であり、個々の周波数−電
圧特性に対し複数の定格電圧値が割り当てられ、前記定
格電圧設定手段から定格電圧値が出力されると、前記制
御手段は、前記複数の周波数−電圧特性の中から出力さ
れた定格電圧値が割り当てられている周波数−電圧特性
を選択するとともに、その選択された周波数−電圧特性
を達成すべく前記スイッチング素子群を作動させ、圧縮
機用電動機を駆動する空調用インバータ装置。
【請求項２】パルス幅変調により直流電源の直流電圧
を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換する請求項１記
載の空調用インバータ装置。
【請求項３】周波数−電圧特性が、センサレスＤＣブ
ラシレスモータ起動時の周波数−電圧特性である請求項
１または２記載の空調用インバータ装置。
【請求項４】直流電源が電気自動車のバッテリーであ
ることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の空調
用インバータ装置。
【請求項５】定格電圧をリニアーに設定することがで
きる定格電圧設定手段を備えた請求項１〜４いずれかに
記載の空調用インバータ装置。