JP5063570B2 - Fan drive device and air conditioner equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、ファン駆動装置に関し、特に屋外等外部から風を受ける環境に設置されるファンに関するものである。 The present invention relates to a fan drive device, and more particularly to a fan installed in an environment receiving wind from outside such as outdoors.
従来のファン駆動装置として、永久磁石モータを用いたファンが強風によって高速回転することによる回路損傷を回避することを目的として、出力電圧の位相を調整することによって直流電圧の上昇を抑制するものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional fan driving device, there is one that suppresses a DC voltage increase by adjusting the phase of the output voltage for the purpose of avoiding circuit damage caused by a fan using a permanent magnet motor rotating at high speed due to strong wind. It is disclosed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記のファン駆動装置は、強風で回転させられることにより端子間に起電圧が生じ、この起電圧がインバータの直流電圧を越えた場合、回路定格を越える懸念から保護動作を実施しているが、強風による回転エネルギーは装置内で使用されること無く消費されており、エネルギー利用ができていないという問題がある。
また、複数の室内機が接続される室外機は、いずれの室内機の運転要求にも応じる必要があることから待機用の電源が必要であり、この待機電力によるエネルギーの無駄があるという問題もある。
However, the fan drive device described above performs a protective operation from the concern that it exceeds the circuit rating when the electromotive voltage is generated between the terminals by being rotated by a strong wind and the electromotive voltage exceeds the DC voltage of the inverter. However, there is a problem that the rotational energy due to the strong wind is consumed without being used in the apparatus, and the energy cannot be used.
In addition, since an outdoor unit to which a plurality of indoor units are connected needs to respond to the operation request of any indoor unit, a power source for standby is necessary, and there is a problem that energy is wasted due to this standby power. is there.
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、外風によって発生するファンの回転による起電力のエネルギーを回生して利用し、待機電力削減及び消費電力低減を実現するファン駆動装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and regenerates and uses the energy of electromotive force generated by the rotation of a fan generated by outside wind to realize standby power reduction and power consumption reduction. It aims at obtaining a fan drive device.
本発明に係るファン駆動装置は、交流電源を整流及び平滑し、平滑コンデンサに直流電圧を発生させるコンバータと、該コンバータが発生させる直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、該インバータによって駆動され、接続されるファンを回転駆動させる永久磁石型同期電動機と、前記ファンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出手段と、前記インバータの入力電流又は出力電流を検出する電流検出手段と、前記インバータのスイッチング素子の開閉動作をPWM制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ファンが外風によって受ける回転動力を電気エネルギーに変換し前記平滑コンデンサに電力を蓄える回生動作モード及び前記ファンの前記回転動力を電気エネルギーに変換し前記平滑コンデンサの両端電圧を所定の値に保持するように制御する定電圧動作モードの二つの動作モードを有し、該二つの動作モードを切り替える動作モード切替手段を有し、前記動作モード切替手段は、前記回転数検出手段によって検出された回転数が所定回転数よりも高い場合又は前記電圧検出手段によって検出された前記両端電圧が所定電圧よりも高い場合に、前記定電圧動作モードに切り替え、前記回転数検出手段によって検出された回転数が所定回転数以下、かつ、前記電圧検出手段によって検出された前記両端電圧が所定電圧以下の場合に、前記回生動作モードに切り替え、前記制御手段は、前記回生動作モードにおいて、前記電圧検出手段により検出された両端電圧と、前記電流検出手段によって検出された電流とに基づいて、回生電力を繰り返し算出し、今回算出した前記回生電力が、前回算出した前記回生電力より大きい場合、前記インバータのPWM制御のデューティ比を増加させ、今回算出した前記回生電力が、前回算出した前記回生電力以下である場合、前記インバータのPWM制御のデューティ比を減少させることを特徴とする。
A fan driving device according to the present invention is driven by a converter that rectifies and smoothes an AC power source and generates a DC voltage in a smoothing capacitor, an inverter that converts a DC voltage generated by the converter into an AC voltage, Permanent magnet type synchronous motor for rotationally driving the connected fan, rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the fan, voltage detecting means for detecting the voltage across the smoothing capacitor, and input current or output of the inverter Current detecting means for detecting current; and control means for PWM controlling the opening / closing operation of the switching element of the inverter, wherein the control means converts the rotational power received by the fan by the external wind into electric energy and converts the smoothness Regenerative operation mode for storing electric power in a capacitor and the rotational power of the fan as electrical energy Has converted two modes of operation of the constant voltage operation mode for controlling so as to hold the voltage across the smoothing capacitor to a predetermined value, have a operation mode switching means for switching the two operation modes, the operation mode The switching means switches to the constant voltage operation mode when the rotation speed detected by the rotation speed detection means is higher than a predetermined rotation speed or when the both-end voltage detected by the voltage detection means is higher than a predetermined voltage. Switching, when the rotational speed detected by the rotational speed detection means is less than or equal to a predetermined rotational speed and the voltage across the terminals detected by the voltage detection means is lower than or equal to a predetermined voltage, the control means is switched to the regenerative operation mode. Is the both-end voltage detected by the voltage detection means and the current detected by the current detection means in the regenerative operation mode. Regenerative power is calculated repeatedly based on this, and when the regenerative power calculated this time is larger than the regenerative power calculated last time, the duty ratio of the PWM control of the inverter is increased, and the regenerative power calculated this time is calculated last time. The duty ratio of PWM control of the inverter is reduced when the regenerative power is equal to or less .
本発明に係るファン駆動装置によれば、外風によって発生するファンの回転による起電力のエネルギーを回生することができ、待機電力削減及び消費電力低減を実現できる。また、その実現にかかる構成要素はインバータ、回転検出手段、そして、直流電圧検出手段等、通常モータ駆動装置が備える要素であるため、極めて安価に実現できる。 According to the fan drive device of the present invention, it is possible to regenerate the electromotive force energy generated by the rotation of the fan generated by the external wind, and to realize standby power reduction and power consumption reduction. In addition, since the components related to the realization are elements that are normally provided in the motor drive device, such as an inverter, a rotation detection means, and a DC voltage detection means, it can be realized at a very low cost.
実施の形態1.
(ファン駆動装置の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係るファン駆動装置の構成図である。
図1において、交流電源1は、その交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ2に接続され、そのコンバータ2の出力側には負荷としてDC/DCコンバータ3が接続されている。また、コンバータ2の出力側には、さらにコンバータ2が出力する直流電圧を交流電圧に変換するインバータ4が接続されている。このインバータ4の入力側には電流検出手段13が設置されており、これによってインバータ4に入力される電流Idcが検出される。なお、この電流検出手段13は、インバータ4の出力側に設置され、インバータ4の出力電流を検出するものとしてもよい。インバータ4の出力側には、永久磁石型同期電動機であるブラシレスDCモータ5が接続されており、インバータ4から出力される交流電圧によって回転駆動する。このブラシレスDCモータ5の回転軸には、ファン6が連結されており、ブラシレスDCモータ5の回転動作に伴って回転し風力(以下、ファン風という)を発生させる。また、ブラシレスDCモータ5には、ファン6の回転数Nを検出する回転数検出手段14が設置されている。コンバータ2は、交流電源1に接続されるリアクトル9、そのリアクトル9を介して交流電源1と接続される整流手段10、及びその整流手段10の出力側に接続され、整流手段10が出力する電圧を平滑する平滑コンデンサ11によって構成されている。この平滑コンデンサ11の両端には、直流電圧検出手段12が接続されており、平滑コンデンサ11の両端電圧Vdcを検出する。インバータ4は、スイッチング素子15a〜15f及びダイオード16a〜16fによって構成される三相ブリッジ型インバータである。また、外部からの運転指令を入力し、その指令に基づいてインバータ4のスイッチング素子15a〜15fに対して制御信号を出力し、その開閉動作をPWM制御する制御手段7が備えられている。この制御手段7は、直流電圧検出手段12によって検出された平滑コンデンサ11の両端電圧Vdc、電流検出手段13によって検出された電流Idc、及び回転数検出手段14によって検出されたファン6の回転数Nの値を入力する。さらに、制御手段7は、後述する回生動作モードと定電圧動作モードとを切り替える動作モード切替手段8と制御情報等を記憶するメモリ17とを備えている。なお、メモリ17は、制御手段7の外部に備えられ、制御手段7との間で情報が送受信される構成としてもよい。上記のコンバータ2、DC/DCコンバータ3、インバータ4、ブラシレスDCモータ5、制御手段7、直流電圧検出手段12、電流検出手段13及び回転数検出手段14によってファン駆動装置31が構成されている。
(Overall configuration of fan drive unit)
FIG. 1 is a configuration diagram of a fan drive device according to
In FIG. 1, an
(ファン駆動装置の回生動作)
図2は、同ファン駆動装置が外風を受けている場合の制御手段7の動作を示すフローチャートである。ここで、本発明でいう外風とは、図1で示されるように、ファン6の回転によって発生するファン風ではなく、外部からファン6が受ける風を示すものとする。また、通常、ファン6は、外部からの運転指令がONの状態(回転要求有り)とOFFの状態(回転要求無し)を有し、その運転指令がONの状態では、制御手段7は、ファン6の回転数を所定の回転数に制御する等の回転制御を実施するが、本発明においては運転指令がOFFの状態を前提とした発明であるため、この場合の動作のみについて説明する。以下、図2及び図3を用いて、ファン駆動装置31の動作について説明する。
(Regenerative operation of fan drive unit)
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the control means 7 when the fan driving device receives external wind. Here, the outside wind referred to in the present invention is not the fan wind generated by the rotation of the
まず、制御手段7は、メモリ17に記憶されているPWMデューティ比及びPWM増減フラグを初期化する(ステップS1)。次に、外部からの運転指令がOFFであるかどうかを判定する(ステップS2)。その判定の結果、運転指令がONである場合は、通常のファン駆動動作であるので、後述する制御中フラグをOFFとし(ステップS4)、処理を終了する。一方、運転指令がOFFである場合、ファン6の回転数Nが、発電を維持できる最小の回転数である発電維持下限回転数Nenよりも大きいかどうかを判定する(ステップS3)。その判定の結果、回転数Nが発電維持下限回転数Nen以下である場合、後述する制御中フラグをOFFとし(ステップS4)、処理を終了する。一方、回転数Nが発電維持下限回転数Nenよりも大きい場合、メモリ17に記憶されている前回回生電力P(t−1)を最新回生電力P(t)によって更新し、直流電圧検出手段12によって検出された両端電圧Vdc及び電流検出手段13によって検出された電流Idcに基づいて現在(時刻tとする)の回生電力を演算し、新たに最新回生電力P(t)としてメモリ17に記憶する(ステップS5)。
First, the control means 7 initializes the PWM duty ratio and the PWM increase / decrease flag stored in the memory 17 (step S1). Next, it is determined whether or not an external operation command is OFF (step S2). As a result of the determination, if the operation command is ON, it is a normal fan drive operation, so the in-control flag described later is turned OFF (step S4), and the process ends. On the other hand, when the operation command is OFF, it is determined whether or not the rotational speed N of the
次に、回転数Nと、外風による発電が可能となるカットイン回転数Nciとを比較し発電可能であるかどうかを判定する(ステップS6)。その判定の結果、回転数Nがカットイン回転数Nci以下である場合、発電のためのファン6の回転数が不足していると判断し、制御中フラグがONであるかどうか判定する(ステップS7)。その判定の結果、この制御中フラグがOFFである場合、制御中フラグをONにし(ステップS8)、PWMデューティ比を0%に設定し、PWM増減フラグを「増加」に設定してメモリ17に記憶させ(ステップS9)、PWMデューティ比を0%としてPMW制御、すなわち、インバータ4の下アーム側のスイッチング素子15d〜15fをOFFとするPWM制御信号を出力し(ステップS15)、ステップS2へ戻る。一方、この制御中フラグがONである場合には、後述するステップS10へ進む。また、ステップS7において、回転数Nがカットイン回転数Nciより大きい場合、回転数Nが外風が強風であることによって発電ができなくなるカットアウト回転数Ncoよりも大きいかどうか、又は、平滑コンデンサ11の両端電圧Vdcが、その所定の電圧上限値Vdcmaxよりも大きいかどうかを判定する(ステップS10)。その判定の結果、回転数Nがカットアウト回転数Ncoよりも大きい、又は、両端電圧Vdcが電圧上限値Vdcmaxよりも大きい場合、PWMデューティ比を100%に設定し、PWM増減フラグを「減少」に設定してメモリ17に記憶させ(ステップS11)、PWMデューティ比を100%としてPWM制御、すなわち、インバータ4の下アーム側のスイッチング素子15d〜15fをONとするPWM制御信号を出力し、ブラシレスDCモータ5の端子を電気的に短絡状態とさせ(ステップS15)、ステップS2へ戻る。このとき、ブラシレスDCモータ5の端子電圧には電圧が発生しないため、平滑コンデンサ11への電力の回生は無く、その両端電圧Vdcは上昇しない。一方、回転数Nがカットアウト回転数Nco以下であり、かつ、両端電圧Vdcが電圧上限値Vdcmax以下である場合、以下で説明する回生動作モードで動作することによって、山登り法による回生運転が実施される。まず、最新回生電力P(t)と前回回生電力P(t−1)とを比較する(ステップS12)。その比較の結果、最新回生電力P(t)が前回回生電力P(t−1)以下である場合、PWM増減フラグを反転してメモリ17に記憶させ(ステップS13)、そのPWM増減フラグに基づきPWMデューティ比を算出してメモリ17に記憶させる(ステップS14)。一方、最新回生電力P(t)が前回回生電力P(t−1)よりも大きい場合、PWM増減フラグはそのままとし、PWMデューティ比を算出してメモリ17に記憶させる(ステップS14)。ステップS14におけるPWMデューティ比を算出後、そのPWMデューティ比に基づいてPWM制御信号を出力する(ステップS15)。以上のような回生動作モードによって、最大電力点で回生するように制御される。このとき、平滑コンデンサ11に並列に接続される負荷であるDC/DCコンバータ3には、前述の回生電力が流入することから、交流電源1からの電力供給が減少し、ファン駆動装置の消費電力が抑制される。
Next, it is determined whether power generation is possible by comparing the rotation speed N with the cut-in rotation speed Nci that enables power generation by external wind (step S6). As a result of the determination, if the rotational speed N is equal to or lower than the cut-in rotational speed Nci, it is determined that the rotational speed of the
また、ステップS10において、平滑コンデンサ11の両端電圧Vdcが過電圧、すなわちVdc>Vdcmaxとなった場合には、負荷であるDC/DCコンバータ3の電力消費によって徐々にVdcは低下していく。その後、両端電圧Vdcが電圧上限値Vdcmax以下となると、再び回生動作が実施され、両端電圧Vdcが上昇し、これを繰り返すことによって両端電圧Vdcは定電圧になるように制御される。ここで、この両端電圧Vdcが定電圧に維持される動作モードを定電圧動作モードという。以上のように、外風の風速の状態において発電しうる最大の回生電力点で回生動作するように制御される回生動作モードと両端電圧Vdcが定電圧に維持される定電圧動作モードとが制御手段7が有する動作モード切替手段8によって適宜切り替えられて回生動作が実施される。
In step S10, when the voltage Vdc across the smoothing
なお、ステップS10においては、ファン6の回転数N及び平滑コンデンサ11の両端電圧Vdcの値に基づいて判定が実施されているが、これに限らず、回転数Nのみ、又は、両端電圧Vdcのみに基づいて判定が実施されるものとしてもよく、電流検出手段13によって検出される電流Idcに基づいて判定が実施されるものとしてもよい。
In step S10, the determination is performed based on the value of the rotational speed N of the
図3は、同ファン駆動装置が外風を受けている場合の制御手段の動作を示すタイムチャートである。以下、外風の風速が変化する場合のファン6の回転数N、回生電力及び平滑コンデンサ11の両端電圧Vdc等の挙動を、図3を参照しながら説明する。
まず、外風が発生するとファン6の回転数Nが上昇し、回転数Nがカットイン回転数Nciに達すると、PWMデューティ比が徐々に増加して発電が開始され回生電力も増加していき、平滑コンデンサ11が充電され両端電圧Vdcが増加する。その外風の風速の状態において発電しうる最大の回生電力点近傍になると、PWMデューティ比が増減を繰り返し、略最大効率動作点に安定する。さらに外風風速が増加し、両端電圧Vdcが上昇して電圧上限値Vdcmaxに達すると、PWMデューティ比は100%、すなわち、インバータ4の下アーム側のスイッチング素子15d〜15fがONとなり、回生電力を0として、Vdcの上昇を抑制するように動作する。
FIG. 3 is a time chart showing the operation of the control means when the fan driving device receives external wind. Hereinafter, the behavior of the rotational speed N of the
First, when outside wind is generated, the rotational speed N of the
(実施の形態1の効果)
以上のような構成及び動作によって、外風によって発生するファン6の回転による起電力のエネルギーを回生することができ、待機電力削減及び消費電力低減を実現できる。
また、その実現にかかる構成要素はインバータ、回転数検出手段、そして、直流電圧検出手段等、通常のモータ駆動装置が備える要素であるため、極めて安価に実現できる。
そして、ファン6の回転による回生動作によって充電される平滑コンデンサ11の両端電圧Vdcを定電圧に制御することができるので過電圧による回路の損傷を回避することができる。
さらに、実施の形態1では回生電力及び両端電圧Vdcの制御方式としてインバータ4の下アームのみを使用するようにしたため、両端電圧Vdcが低く、インバータ4の上アームの駆動電圧が不足となっても動作が可能であり、信頼性の高い装置とすることができる。
(Effect of Embodiment 1)
With the configuration and operation as described above, it is possible to regenerate the electromotive force energy generated by the rotation of the
Moreover, since the components related to the realization are elements provided in a normal motor driving device such as an inverter, a rotation speed detection means, and a DC voltage detection means, it can be realized at a very low cost.
Since the voltage Vdc across the smoothing
Further, in the first embodiment, only the lower arm of the
なお、上記の回生動作はインバータ4における下アームのみに対するPWM制御によって実施されているが、これに限られるものではなく、上アームのみに対するPWM制御によっても実施可能である。
また、この回生動作の制御方法としてスイッチング素子のPWM制御を用いているが、これに限られるものではなく、特許文献1に係る送風機駆動装置において実施されている電圧位相の移相制御によっても可能である。
The above regenerative operation is performed by PWM control only for the lower arm in the
Moreover, although PWM control of a switching element is used as a control method of this regenerative operation, it is not limited to this, and it is also possible by voltage phase phase shift control implemented in the blower driving device according to
実施の形態2.
(空気調和機の全体構成)
図4は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機の回路構成図であり、図5は、同空気調和機における室外機の外観斜視図である。
実施の形態2に係る空気調和機内を循環する冷媒流路は、圧縮機32、四方弁33、室外機熱交換器34、膨張弁35、室内機熱交換器36、そして再び四方弁33を経由して圧縮機32に戻るという順序で冷媒配管で接続されて構成されている。室外機熱交換器34にはファン6が設置されており、そのファン6はファン駆動装置31に接続されている。そのファン駆動装置31は、交流電源1から交流電圧の供給を受ける。室内機熱交換器36には室内ファン37が設置されており、その室内ファン37は室内ファンモータ38に接続されている。前述の圧縮機32、四方弁33、室外機熱交換器34、ファン駆動装置31及びファン6から室外機21が構成されており、また、膨張弁35、室内機熱交換器36、室内ファン37及び室内ファンモータ38から室内機22が構成されている。
(Overall configuration of air conditioner)
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of an air conditioner according to
The refrigerant flow path circulating in the air conditioner according to
(空気調和機の基本動作)
圧縮機32に流入した冷媒は、圧縮され高温高圧のガス冷媒となって、四方弁33を経由し室外機熱交換器34へ送られる。室外機熱交換器34へ流入したガス冷媒は、ファン駆動装置31の駆動によって回転するファン6によって送り込まれた空気と熱交換が実施され凝縮して液冷媒となり、膨張弁35に送られる。膨張弁35に流入した液冷媒は、減圧され低圧の二相冷媒となり、室内機熱交換器36へ送られる。室内機熱交換器36に流入した二相冷媒は、室内ファンモータ38の駆動によって回転する室内ファン37によって送り込まれた空気と熱交換が実施され蒸発してガス冷媒となり、四方弁33を経由して再び圧縮機32に送られる。以後、上記の動作が繰り返される。
(Basic operation of air conditioner)
The refrigerant flowing into the
図5において示されるように、室外機21のファン6が外部から外風を受けると、ファン6は回転動力を受け、その回転に伴ってファン駆動装置31内部において起電力が発生し、実施の形態1と同様の回生動作が実施される。
As shown in FIG. 5, when the
(空気調和機の電源配線形態)
図6は、同空気調和機の電源配線形態の例を示す図である。
図6において(a)は、室内機22がコンセント25を介して商用電源から交流電力を受け、室外機21に電力を供給する室内機受電形を示す図であり、(b)は、室外機21がコンセント25を介して商用電源から交流電力を受け、室内機22に電力を供給する室外機受電形を示す図であり、そして(c)は、室外機21及び室内機22がそれぞれコンセント25を介して独立に商用電源から交流電力を受ける独立受電形を示す図である。このとき、いずれの電源配線形態においても、室内機22側にコントローラ(図示せず)やリモコン等による制御が実施されるため、室内機22は常時待機状態とするための電源が必要となる。(a)の場合、室内機22が運転指令を検出した後、室外機21側へ電源を供給するとともに運転指令を送信するように構成すると、室外機21の待機電力を0とすることが容易に実現できる。(b)及び(c)の場合、室外機21は直接商用電源から電源供給を受けるので、待機電力を省くことができず、エネルギーロスが発生する。
(Power supply wiring form for air conditioner)
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a power supply wiring form of the air conditioner.
6A is a diagram illustrating an indoor unit power receiving type in which the
実施の形態2に係る空気調和機は、図6における(b)又は(c)で示される電源配線形態となっており、実施の形態1と同様の回生動作が実施されることで、室外機21で発生する待機電力を削減する。なお、図6における(b)又は(c)で示されるように、室外機21を共通とし、室内機22が複数設置される構成としてもよい。
The air conditioner according to the second embodiment has a power supply wiring configuration shown by (b) or (c) in FIG. 6, and an outdoor unit is performed by performing the same regenerative operation as in the first embodiment. The standby power generated at 21 is reduced. In addition, as shown in (b) or (c) in FIG. 6, the
(実施の形態2の効果)
以上の構成及び動作によって、実施の形態1と同様に外風によって発生するファン6の回転による起電力のエネルギーを回生することができ、待機電力削減及び消費電力低減を実現する空気調和機を得ることができる。
また、図6における(b)及び(c)で示される電源配線形態においては、空気調和機の全消費電力に占める室外機の待機電力の比率が大きいため、ファン6の回転によって発生する回生電力によって、待機電力削減及び消費電力低減の効果は大きい。
(Effect of Embodiment 2)
With the configuration and operation described above, an air conditioner that can regenerate the energy of the electromotive force generated by the rotation of the
Further, in the power supply wiring forms shown in (b) and (c) in FIG. 6, since the ratio of the standby power of the outdoor unit to the total power consumption of the air conditioner is large, the regenerative power generated by the rotation of the
実施の形態2において空気調和機の待機電力削減効果を例示したが、屋外の送風機が独立受電となるシステムであれば幅広く適用可能であり、例えば、ヒートポンプ式給湯機又は防霜扇等にも適用が可能である。 Although the standby power reduction effect of the air conditioner has been exemplified in the second embodiment, it can be widely applied as long as the outdoor blower is an independent power receiving system. For example, it can be applied to a heat pump water heater or a defrost fan. Is possible.
1 交流電源、2 コンバータ、3 DC/DCコンバータ、4 インバータ、5 ブラシレスDCモータ、6 ファン、7 制御手段、8 動作モード切替手段、9 リアクトル、10 整流手段、11 平滑コンデンサ、12 直流電圧検出手段、13 電流検出手段、14 回転数検出手段、15a〜15f スイッチング素子、16a〜16f ダイオード、17 メモリ、21 室外機、22 室内機、25 コンセント、31 ファン駆動装置、32 圧縮機、33 四方弁、34 室外機熱交換器 35 膨張弁、36 室内機熱交換器、37 室内ファン、38 室内ファンモータ。
1 AC power supply, 2 converter, 3 DC / DC converter, 4 inverter, 5 brushless DC motor, 6 fan, 7 control means, 8 operation mode switching means, 9 reactor, 10 rectifying means, 11 smoothing capacitor, 12 DC voltage detecting means , 13 Current detection means, 14 Rotation speed detection means, 15a to 15f Switching element, 16a to 16f Diode, 17 Memory, 21 Outdoor unit, 22 Indoor unit, 25 Outlet, 31 Fan drive unit, 32 Compressor, 33 Four-way valve, 34 outdoor
Claims (5)
該コンバータが発生させる直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
該インバータによって駆動され、接続されるファンを回転駆動させる永久磁石型同期電動機と、
前記ファンの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出手段と、
前記インバータの入力電流又は出力電流を検出する電流検出手段と、
前記インバータのスイッチング素子の開閉動作をPWM制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記ファンが外風によって受ける回転動力を電気エネルギーに変換し前記平滑コンデンサに電力を蓄える回生動作モード及び前記ファンの前記回転動力を電気エネルギーに変換し前記平滑コンデンサの両端電圧を所定の値に保持するように制御する定電圧動作モードの二つの動作モードを有し、
該二つの動作モードを切り替える動作モード切替手段を有し、
前記動作モード切替手段は、
前記回転数検出手段によって検出された回転数が所定回転数よりも高い場合又は前記電圧検出手段によって検出された前記両端電圧が所定電圧よりも高い場合に、前記定電圧動作モードに切り替え、
前記回転数検出手段によって検出された回転数が所定回転数以下、かつ、前記電圧検出手段によって検出された前記両端電圧が所定電圧以下の場合に、前記回生動作モードに切り替え、
前記制御手段は、
前記回生動作モードにおいて、
前記電圧検出手段により検出された両端電圧と、前記電流検出手段によって検出された電流とに基づいて、回生電力を繰り返し算出し、
今回算出した前記回生電力が、前回算出した前記回生電力より大きい場合、前記インバータのPWM制御のデューティ比を増加させ、
今回算出した前記回生電力が、前回算出した前記回生電力以下である場合、前記インバータのPWM制御のデューティ比を減少させる
ことを特徴とするファン駆動装置。 A converter that rectifies and smoothes an AC power supply and generates a DC voltage in a smoothing capacitor;
An inverter that converts a DC voltage generated by the converter into an AC voltage;
A permanent magnet type synchronous motor driven by the inverter and rotationally driving a connected fan;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the fan;
Voltage detecting means for detecting a voltage across the smoothing capacitor;
Current detecting means for detecting an input current or an output current of the inverter;
Control means for PWM control of the switching operation of the switching element of the inverter;
With
The control means includes
Regenerative operation mode in which the rotational power received by the fan by the external wind is converted into electric energy and electric power is stored in the smoothing capacitor, and the rotational power of the fan is converted into electric energy and the voltage across the smoothing capacitor is held at a predetermined value. Has two operation modes of constant voltage operation mode to control,
Have a operation mode switching means for switching the two operation modes,
The operation mode switching means is
When the rotational speed detected by the rotational speed detection means is higher than a predetermined rotational speed, or when the both-end voltage detected by the voltage detection means is higher than a predetermined voltage, switching to the constant voltage operation mode,
When the rotational speed detected by the rotational speed detection means is equal to or lower than a predetermined rotational speed, and the both-end voltage detected by the voltage detection means is equal to or lower than a predetermined voltage, switching to the regenerative operation mode,
The control means includes
In the regenerative operation mode,
Based on the both-end voltage detected by the voltage detection means and the current detected by the current detection means, regenerative power is repeatedly calculated,
When the regenerative power calculated this time is larger than the regenerative power calculated last time, the duty ratio of PWM control of the inverter is increased,
The fan drive device according to claim 1, wherein when the regenerative power calculated this time is equal to or less than the regenerative power calculated last time, a duty ratio of PWM control of the inverter is decreased .
ことを特徴とする請求項1記載のファン駆動装置。 Wherein, the in the regeneration operation mode, according to claim 1 Symbol placement of the fan drive, characterized in that PWM control the opening and closing operation of the switching elements in only or only the upper arm lower arm of the inverter.
前記室外機は、請求項1または請求項2記載のファン駆動装置を備える
ことを特徴とする空気調和機。 It is composed of an outdoor unit, an indoor unit, and a refrigerant pipe connecting the outdoor unit and the indoor unit,
The said outdoor unit is provided with the fan drive device of Claim 1 or Claim 2. The air conditioner characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項3記載の空気調和機。 The air conditioner according to claim 3 , wherein the number of the outdoor units is one, and the number of the indoor units is plural.
ことを特徴とする請求項3又は請求項4記載の空気調和機。 The air conditioner according to claim 3 or 4 , wherein the outdoor unit is directly supplied with power from a commercial power source.
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