JP5962060B2 - 空気調和機 - Google Patents
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このコンバータは、交流電源から入力される交流電力を全波整流する整流回路RFY1と、整流回路RFY1の出力を分岐する分岐配線と、同分岐配線に設けられたインダクタL11,L12と、同インダクタL11,L12に直列に接続されたダイオードD11,D12と、同ダイオードから出力される電流をチャージするコンデンサCout1と、インダクタL11,L12に対応して設けられ、インダクタL11,L12に流れる電流を断続させるトランジスタQ11,Q12と、入力電流が正弦波状となるようにトランジスタQ11,Q12とに駆動信号を出力するPFCコントローラIC11とを備えている(例えば、特許文献1参照。)。
このため、低負荷に時に効率よく電源を供給できるインターリーブ方式の電源を備えた空気調和機が望まれていた。
前記室外機は、交流電源を入力して直流電源に変換するコンバータと、変換された直流電源を交流電源に変換するインバータと、変換された交流電源で駆動されるモータと、これらを制御する室外機制御部とを備え、
前記コンバータは、前記交流電源を整流する整流器と、コンデンサと、入力端が前記整流器の正極に接続されて出力端が前記コンデンサの正極端に接続された2つのスイッチング回路と、同スイッチング回路を制御する電源制御回路と、短絡スイッチとを備え、
前記スイッチング回路は、前記入力端に一端が接続されたコイルと、同コイルの他端がアノード端子に接続されカソード端子が前記出力端に接続されたダイオードと、前記コイルの他端と前記整流器の負極との間に接続されて前記電源制御回路からのスイッチング信号によりオン/オフするスイッチング素子とを備えており、
前記電源制御回路は、前記室外機制御部から出力されるスイッチング許可信号に従って一方の前記スイッチング回路の前記スイッチング素子のスイッチングを許可/禁止し、
前記短絡スイッチは、前記室外機制御部の指示により、2つの前記スイッチング回路の前記コイルの他端同士を接続/開放するように接続され、
前記室外機制御部は、前記室内機の要求に対応して前記インバータを介して前記モータの回転数を制御すると共に、前記モータの回転による前記インバータの負荷の大きさに対応して、前記コイルの前記他端同士を接続/開放するためのコイル接続閾値、及び前記スイッチング素子のスイッチングを許可/禁止するための片相運転閾値とを予め前記室外機制御部の内部に記憶し、
前記モータの負荷が前記片相運転閾値以上の場合は前記スイッチング許可信号により前記スイッチング素子のスイッチングを許可し、前記モータの負荷が前記片相運転閾値未満の場合は前記スイッチング許可信号により前記スイッチング素子のスイッチングを禁止し、前記モータの負荷が前記片相運転閾値未満の場合で、かつ、前記モータの負荷が前記コイル接続閾値未満の時に前記短絡スイッチを接続することを特徴とする。
この空気調和機は交流電源3が接続された室外機1と室内機2とで構成され、室外機1の内部には、交流電源3を入力して所定の直流電源に変換するインターリーブ方式のコンバータ40と、同コンバータ40から出力された直流電源を入力し、3相の交流電源に変換するインバータ10と、同インバータ10から出力される3相の交流電源を入力して図示しない圧縮機を駆動するモータ20と、コンバータ40とインバータ10とを制御する室外機制御部30とを備えている。なお、室外機1の室外機制御部30は室内機2と通信接続され、室内機2からの指示によりインバータ10を介してモータ20の回転数制御を行う。
このスイッチング回路120は常時動作する基本スイッチング回路である。
このスイッチング回路130は電源装置100の負荷が大きいときにのみ動作する増設スイッチング回路である。スイッチング素子122,132は、電界効果トランジスタ(MOSFET)、もしくは、IGBT( Insulated Gate Bipolar Transistor)であり、後述の制御回路151によりオン/オフ制御される。
インターリーブ方式では前述した2つのスイッチング回路120,130を互いに位相をずらしたスイッチング信号で駆動するようになっている。このため、一方のスイッチング回路のコイルに整流器110から電流が流れ込んでいる間、他方のスイッチング回路のコイルからコンデンサ140へ電流が出力される。このため効率よくコンデンサ140に電流を出力することができる。
そして、スイッチング回路120のコイル121の電流と、スイッチング回路130のコイル131の電流とへ流れ込む電流の合計、即ち、コンバータ40への入力電流の波形が、交流電源の電圧波形と可能な限り相似形になり且つ位相が合うように、電流検出器153により検出された電流に基づいてスイッチング素子122、132を、PWM制御されたパルスであるスイッチング信号によりオン/オフ制御する。
このようにモータの20の回転数が片相運転閾値:60回転/秒の回転数以上の場合は一般的なインターリーブ方式の電源として動作する。
図5(5)に示すように、モータ20の回転数が50回転/秒からさらに下がってくると、負荷がさらに軽くなるためスイッチング素子122のオン時間が減少し、これに対応してコイル121を流れる電流も減少する。そして、室外機制御部30は、モータ20の回転数がコイル接続閾値:30回転/秒未満になると図5(6)に示すように短絡スイッチ54を閉にする。
モータ回転数が片相運転閾値未満の場合(ST4−N)、スイッチング許可信号をLレベル(禁止)にする(ST11)。次にモータ回転数はコイル接続閾値以上か確認する(ST5)。モータ回転数がコイル接続閾値未満の場合(ST5−N)、短絡スイッチ54を閉にする(ST6)。そして、ST1へジャンプする。
なお、指示が回転数の増加の場合(ST2−Y)、インバータ10を制御してモータ20の回転数を指示された回転数まで増加させる(ST8)。そして、ST4へジャンプする。
例えばモータの負荷状態の1つであるトルクは、PWM制御されるインバータ内のスイッチング素子の駆動パルス幅と対応しているため、このパルス幅と対応させて片相運転閾値とコイル接続閾値とを設け、このパルス幅と対応させてスイッチング許可信号や短絡スイッチを制御するようにしてもよい。
また、他の方法として電流検出器で検出した瞬時電流値を積分してコンバータの消費電流値を生成し、モータの負荷状態の1つである消費電流に対応した片相運転閾値とコイル接続閾値とを設けて、スイッチング許可信号と短絡スイッチとを制御するようにしてもよい。
また、本実施例ではスイッチング回路を2回路備えた例を説明しているが、これに限るものでなく、3回路以上備えていてもよい。
2 室内機
3 交流電源
10 インバータ
20 モータ
30 室外機制御部
40 コンバータ
54 短絡スイッチ
100 電源装置
110 整流器
120 スイッチング回路
121 コイル(インダクタ)
122 スイッチング素子
123 ダイオード
130 スイッチング回路
130 ダイオード
131 コイル
132 スイッチング素子
133 ダイオード
140 コンデンサ
151 制御回路
153 電流検出器
155 電圧検出器
160 電源制御装置
Claims (1)
- 室内機と室外機とを備えた空気調和機であって、
前記室外機は、交流電源を入力して直流電源に変換するコンバータと、変換された直流電源を交流電源に変換するインバータと、変換された交流電源で駆動されるモータと、これらを制御する室外機制御部とを備え、
前記コンバータは、前記交流電源を整流する整流器と、コンデンサと、入力端が前記整流器の正極に接続されて出力端が前記コンデンサの正極端に接続された2つのスイッチング回路と、同スイッチング回路を制御する電源制御回路と、短絡スイッチとを備え、
前記スイッチング回路は、前記入力端に一端が接続されたコイルと、同コイルの他端がアノード端子に接続されカソード端子が前記出力端に接続されたダイオードと、前記コイルの他端と前記整流器の負極との間に接続されて前記電源制御回路からのスイッチング信号によりオン/オフするスイッチング素子とを備えており、
前記電源制御回路は、前記室外機制御部から出力されるスイッチング許可信号に従って一方の前記スイッチング回路の前記スイッチング素子のスイッチングを許可/禁止し、
前記短絡スイッチは、前記室外機制御部の指示により、2つの前記スイッチング回路の前記コイルの他端同士を接続/開放するように接続され、
前記室外機制御部は、前記室内機の要求に対応して前記インバータを介して前記モータの回転数を制御すると共に、前記モータの回転による前記インバータの負荷の大きさに対応して、前記コイルの前記他端同士を接続/開放するためのコイル接続閾値、及び前記スイッチング素子のスイッチングを許可/禁止するための片相運転閾値とを予め前記室外機制御部の内部に記憶し、
前記モータの負荷が前記片相運転閾値以上の場合は前記スイッチング許可信号により前記スイッチング素子のスイッチングを許可し、前記モータの負荷が前記片相運転閾値未満の場合は前記スイッチング許可信号により前記スイッチング素子のスイッチングを禁止し、前記モータの負荷が前記片相運転閾値未満の場合で、かつ、前記モータの負荷が前記コイル接続閾値未満の時に前記短絡スイッチを接続することを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (1)
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JP2012041205A JP5962060B2 (ja) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | 空気調和機 |
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JP2012041205A JP5962060B2 (ja) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | 空気調和機 |
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Family
ID=49269807
Family Applications (1)
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JP2012041205A Active JP5962060B2 (ja) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | 空気調和機 |
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2012
- 2012-02-28 JP JP2012041205A patent/JP5962060B2/ja active Active
Also Published As
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