JP4124205B2 - インバータ駆動圧縮機の予熱運転方法およびその装置 - Google Patents

インバータ駆動圧縮機の予熱運転方法およびその装置 Download PDF

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Description

この発明は、インバータ駆動圧縮機を昇温させるための予熱運転方法およびその装置に関する。
従来から、圧縮機が冷却された状態で起動されると、潤滑油中に多量の液冷媒が溶け込み、潤滑油が希薄になって圧縮機の破損を招くおそれがあることが知られている。
そして、圧縮機の破損を防止するために、圧縮機に印加される電圧及び電流を検出して、この値から圧縮機のモータ巻線の抵抗値を算出し、抵抗値の温度特性を利用して圧縮機の現在温度を算出し、現在温度が所定温度以下になったとき圧縮機の予熱を行うことが提案されている（特許文献１参照）。
また、外気温度が、圧縮機に冷媒が寝込む可能性がある第１の設定温度以下であり、かつインバータ等用の放熱器温度が、インバータが駆動していないと想定できる第２の設定温度以下である場合に、圧縮機駆動用モータの巻線に拘束通電（欠相通電）を行うことが提案されている（特許文献２参照）。
特開平５−２８８４１１号公報 特開２０００−２９２０１４号公報
特許文献１は、圧縮機の予熱に直流予熱を用いることを記載している。また、特許文献２は、圧縮機の予熱に拘束通電（欠相通電）を用いることを記載している。
しかし、インバータのキャリア周波数を変更することは全く記載されていないので、通常運転時と同じキャリア周波数を採用することになる。そして、キャリア周波数は、騒音発生などを考慮してかなり高めに設定されているので、圧縮機駆動用モータにより直流予熱を行い、または圧縮機駆動用モータに対する拘束通電を行う場合に、圧縮機駆動用モータが液冷媒に浸かった状態であれば、必然的に漏れ電流がかなり大きくなり、漏電ブレーカーが動作してしまうという不都合が生じる。
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、圧縮機駆動用モータが潤滑油に浸かった状態において、圧縮機を動作させない状態で圧縮機駆動用モータに通電させる場合における漏れ電流を低減できるインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法およびその装置を提供することを目的としている。
この発明のインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法は、インバータからの出力電力が供給されるモータを駆動源として動作し、冷媒を圧縮して循環流路に吐出するインバータ駆動圧縮機において、圧縮機を動作させない状態で、かつ通常運転時よりも低いキャリア周波数でインバータを動作させて、モータに通電する方法である。
この場合には、圧縮機を動作させない状態でモータに通電するのであるから、液冷媒が潤滑油に溶け込んでいる場合であっても、破損のおそれを未然に防止して圧縮機を昇温させることができ、潤滑油に溶け込んでいた冷媒をガス化することができる。また、モータが潤滑油に浸かっている状態であっても、キャリア周波数を低くするので、漏れ電流を低減することができ、漏電ブレーカーが誤動作してしまうという不都合の発生を抑制することができる。
ただし、通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房定格能力｛ＪＩＳ Ｂ８６１６に記載される条件（室内側２７℃ＤＢ、１９℃ＷＢ、外気温度３５℃ＤＢ）における冷房能力｝または暖房定格能力｛ＪＩＳ Ｂ８６１６に記載される条件（室内側２０℃ＤＢ、外気温度７℃ＤＢ、６℃ＷＢ）における暖房能力｝を発生する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数であってもよく、また、冷房定格能力｛ＪＩＳ Ｂ８６１６に記載される条件（室内側２７℃ＤＢ、１９℃ＷＢ、外気温度３５℃ＤＢ）における冷房能力｝または暖房定格能力｛ＪＩＳ Ｂ８６１６に記載される条件（室内側２０℃ＤＢ、外気温度７℃ＤＢ、６℃ＷＢ）における暖房能力｝の１／２の能力を発生する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数であってもよく、また、圧縮機の回転数が１０ｒｐｓ〜１２０ｒｐｓの間で、最も高いキャリア周波数よりも低いキャリア周波数であってもよい。
この発明のインバータ駆動圧縮機の予熱運転装置は、インバータからの出力電力が供給されるモータを駆動源として動作し、冷媒を圧縮して循環流路に吐出するインバータ駆動圧縮機において、圧縮機を動作させない状態で、かつ通常運転時よりも低いキャリア周波数でインバータを動作させて、モータに通電する通電制御手段を含むものである。
この場合には、圧縮機を動作させない状態でモータに通電するのであるから、液冷媒が潤滑油に溶け込んでいる場合であっても、破損のおそれを未然に防止して圧縮機を昇温させることができ、潤滑油に溶け込んでいた冷媒をガス化することができる。また、モータが潤滑油に浸かっている状態であっても、キャリア周波数を低くするので、漏れ電流を低減することができ、漏電ブレーカーが誤動作してしまうという不都合の発生を抑制することができる。
ただし、通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房定格能力｛ＪＩＳ Ｂ８６１６に記載される条件（室内側２７℃ＤＢ、１９℃ＷＢ、外気温度３５℃ＤＢ）における冷房能力｝または暖房定格能力｛ＪＩＳ Ｂ８６１６に記載される条件（室内側２０℃ＤＢ、外気温度７℃ＤＢ、６℃ＷＢ）における暖房能力｝を発生する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数であってもよく、また、冷房定格能力｛ＪＩＳ Ｂ８６１６に記載される条件（室内側２７℃ＤＢ、１９℃ＷＢ、外気温度３５℃ＤＢ）における冷房能力｝または暖房定格能力｛ＪＩＳ Ｂ８６１６に記載される条件（室内側２０℃ＤＢ、外気温度７℃ＤＢ、６℃ＷＢ）における暖房能力｝の１／２の能力を発生する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数であってもよく、また、圧縮機の回転数が１０ｒｐｓ〜１２０ｒｐｓの間で、最も高いキャリア周波数よりも低いキャリア周波数であってもよい。
モータが潤滑油に浸かっている状態であっても、漏れ電流を低減することができ、漏電ブレーカーが誤動作してしまうという不都合の発生を抑制することができる。
以下、添付図面を参照して、この発明のインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法およびその装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明のインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法が適用される空調機室外機の主要部の構成を示す概略ブロック図である。
この空調機室外機は、モータ１１を駆動源とする圧縮機１と、交流電源（好ましくは、三相交流電源）２を入力とし、所定の処理を行ってモータ１１に駆動電力を供給する圧縮機制御部３とを有している。
前記モータ１１としては、三相同期モータなど、種々の構成のものが採用可能である。
前記圧縮機制御部３は、図２に示すように、交流電源２を入力とするコンバータなどの直流電源３１と、直流電源３１を入力として所定のスイッチング動作を行うことにより３相交流電力を出力して駆動電力としてモータ１１に供給する３相インバータ３２と、直流電源３１と３相インバータ３２との間に接続された抵抗３３と、直流電源３１から出力される電圧、および抵抗３３を用いて検出される電流を入力として所定の処理を行い（例えば、欠相運転を行わせるか、通常運転を行わせるかの判定などを行い）、３相インバータ３２の各トランジスタに対する制御信号（インバータスイッチング信号）を出力するマイクロコンピュータ３４とを有している。
前記圧縮機１は、例えば図３に示すように、冷媒吐出管１４および冷媒吸入管１５を有する圧縮機ケーシング１３の内部に圧縮機構部１２と駆動源としてのモータ１１とを有している。なお、１６はモータ１１に給電するためのターミナルである。
図４はインバータ駆動圧縮機の予熱処理の一例を説明するフローチャートである。
ステップＳＰ１において、圧縮機が運転されている場合には、インバータのキャリア周波数を通常運転時の第１キャリア周波数に設定する。そして、ステップＳＰ２において、圧縮機が運転停止されれば、ステップＳＰ３において、インバータのキャリア周波数を第１キャリア周波数よりも低い第２キャリア周波数に設定し、かつ欠相通電を行うことにより、圧縮機を予熱する。そして、圧縮機の起動指令が入れば、ステップＳＰ４において、圧縮機を起動する。
ここで、圧縮機の予熱の完了は、温度検出、欠相通電時間検出などによって検出することが可能である。
したがって、図４のフローチャートの処理を行えば、圧縮機の起動に先立って必ず欠相通電による予熱を行うので、圧縮機を昇温させてから起動することができる。
そして、図４の実施形態において、回転しないようにモータに通電する処理において、圧縮機駆動部３に含まれるインバータのキャリア周波数を、通常運転時のキャリア周波数よりも低く設定するのであるから、図５に示すように、漏れ電流を低減することができ、回転しないようにモータに通電する処理を行っている間に漏電ブレーカーが動作してしまうという不都合を未然に防止することができる。
具体的には、約３００Ｈｚ以下に設定することが好ましく、電気用品安全法の漏電基準である１ｍＡ以下の漏れ電流を実現することができる。
上記において、室外機の電源が投入された場合に図４のフローチャートの処理を行ってもよいが、通常運転時であって、圧縮機運転指令が供給された場合にも図４のフローチャートの処理を行ってもよい。
この発明のインバータ駆動圧縮機の寝込検知方法、起動方法が適用される空調機室外機の主要部の構成を示す概略ブロック図である。 圧縮機制御部の構成を詳細に示すブロック図である。 圧縮機の構成を示す縦断面図である。 インバータ駆動圧縮機の余熱処理の一例を説明するフローチャートである。 漏れ電流―キャリア周波数特性の一例を示す図である。
符号の説明
１ 圧縮機
１１ モータ

Claims (8)

  1. インバータからの出力電力が供給されるモータ（１１）を駆動源として動作し、冷媒を圧縮して循環流路に吐出するインバータ駆動圧縮機（１）において、
    圧縮機（１）を動作させない状態で、かつ通常運転時よりも低いキャリア周波数でインバータを動作させて、モータ（１１）に通電する
    ことを特徴とするインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法。
  2. 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房または暖房定格能力を発生する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数である請求項１に記載のインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法。
  3. 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房または暖房定格能力の１／２の能力を発生する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数である請求項１に記載のインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法。
  4. 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、圧縮機の回転数が１０ｒｐｓ〜１２０ｒｐｓの間で、最も高いキャリア周波数よりも低いキャリア周波数である請求項１に記載のインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法。
  5. インバータからの出力電力が供給されるモータ（１１）を駆動源として動作し、冷媒を圧縮して循環流路に吐出するインバータ駆動圧縮機（１）において、
    圧縮機（１）を動作させない状態で、かつ通常運転時よりも低いキャリア周波数でインバータを動作させて、モータ（１１）に通電する通電制御手段を含む
    ことを特徴とするインバータ駆動圧縮機の予熱運転装置。
  6. 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房または暖房定格能力を発生する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数である請求項５に記載のインバータ駆動圧縮機の予熱運転装置。
  7. 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房または暖房定格能力の１／２の能力を発生する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数である請求項５に記載のインバータ駆動圧縮機の予熱運転装置。
  8. 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、圧縮機の回転数が１０ｒｐｓ〜１２０ｒｐｓの間で、最も高いキャリア周波数よりも低いキャリア周波数である請求項５に記載のインバータ駆動圧縮機の予熱運転装置。
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