JP6486224B2 - 二相誘導モータの制御装置およびヒートポンプ機器 - Google Patents
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Description
[二相誘導モータの制御装置の構成]
図1は、第1の実施形態による二相誘導モータの制御装置の構成を示すブロック図である。図1を参照して、二相誘導モータ2を駆動制御する制御装置10は、切替回路20と、第1の駆動回路30と、第2の駆動回路60と、交流電圧検出器70,73,74と、交流電流検出器71,72と、制御部61とを含む。
以下、ランニングコンデンサ方式で二相誘導モータを駆動する場合、ならびにインバータ駆動方式で二相誘導モータを駆動する場合の各々の問題点について説明する。
以上の問題点を考慮して、この実施形態の制御装置10の制御部61は、以下のように二相誘導モータの運転制御を行う。
図4は、入力電源電圧の実効値と二相誘導モータの最大回転速度および起動時のモータ電流のピーク値との関係を概略的に示す図である。
以上の二相誘導モータの駆動装置によれば、起動時のモータ電流のピーク値を抑制するとともにモータ電圧ができるだけ制限されないように二相誘導モータを制御できる。
第2の実施形態では、第1の実施形態の二相誘導モータの制御装置を、ヒートポンプ機器の圧縮機に適用した場合について説明する。以下では、空気調和機を例に挙げて説明するが、以下の実施形態は、空気調和機以外のヒートポンプ機器(たとえば、冷蔵庫、給湯機など)にも適用可能である。
図9は、空気調和機の冷媒回路を模式的に示す図である。図9を参照して、空気調和機100は、室外機側の熱交換器(以下「室外熱交換器」という)101と、膨張弁102と、室内機側の熱交換器(以下「室内熱交換器」という)103と、四方弁104と、圧縮機105とを含み、それらが順に閉ループ状に接続されている。圧縮機105は、冷媒を圧縮する。室外熱交換器101は、室外の空気および冷媒の間で熱交換する。膨張弁102は、冷媒の流量を調整するために制御される。室内熱交換器103は、室内の空気および冷媒の間で熱交換する。四方弁104は、冷房運転および暖房運転において冷媒の巡回方向を切替える。
図9に示す冷媒回路を駆動するヒートポンプ機器の場合、圧縮機105を駆動する二相誘導モータの負荷トルクは圧縮機105の出力側の冷媒温度によって変化する。したがって、冷媒温度に応じて図3のステップS110で用いられる閾値が変化することになる。以下、この点について詳しく説明する。
空気調和機で冷房運転または暖房運転を行う場合には、室内温度が設定温度に達したら圧縮機(すなわち、二相誘導モータ)を停止し、室内温度と設定温度との差の絶対値が所定値以上の場合に圧縮機(すなわち、二相誘導モータ)の運転を開始するように圧縮機の運転制御が行われる場合がある。このように圧縮機をオンオフ制御する場合にも、停止時の凝縮器温度(または凝縮器周辺温度)に基づいて、次に圧縮機を始動するときの運転モードを第1の運転モードおよび第2の運転モードのいずれかに切替えることができる。これによって、第2の実施形態の場合と同様に、起動時のモータ電流のピーク値を抑制するとともにモータ電圧ができるだけ制限されないように、圧縮機用の二相誘導モータを制御することができる。
以下、以上の各実施形態で開示された発明の一部を列挙する。
Claims (5)
- 二相誘導モータの制御装置であって、
前記二相誘導モータは、回転磁界を生成するための第1巻線および第2巻線を含み、
前記制御装置は、
単相交流電圧の供給先を切替える切替回路と、
前記切替回路から供給された前記単相交流電圧を前記第1巻線に印加するとともにコンデンサを介して前記第2巻線に印加する第1の駆動回路と、
コンバータおよびインバータを含む第2の駆動回路とを備え、
前記コンバータは、前記切替回路から供給された前記単相交流電圧を直流電圧に変換し、
前記インバータは、前記コンバータの出力直流電圧を2相交流電圧に変換し、変換した前記2相交流電圧を前記第1および第2巻線に印加し、
さらに、前記切替回路の切替制御を行うことによって、前記単相交流電圧の実効値または振幅が閾値以下の場合に、前記第1の駆動回路を用いて前記二相誘導モータの起動および運転を行い、前記単相交流電圧の実効値または振幅が前記閾値を超える場合に、前記第2の駆動回路を用いて前記二相誘導モータの起動および運転を行う制御部とを備える、二相誘導モータの制御装置。 - 前記第1の駆動回路によって前記二相誘導モータが駆動される場合、前記単相交流電圧の実効値または振幅が増加するにつれて、前記二相誘導モータの起動時における前記第1および第2巻線の電流ピーク値は増加し、
前記起動時の電流ピーク値が上限値に達したときの前記単相交流電圧の実効値または振幅を第1の基準値とすると、前記閾値は前記第1の基準値に等しく設定される、請求項1に記載の二相誘導モータの制御装置。 - 前記第2の駆動回路によって前記二相誘導モータが駆動される場合、前記単相交流電圧の実効値または振幅が増加するにつれて、前記二相誘導モータの最大回転速度は増加し、
前記第2の駆動回路によって駆動された場合の前記二相誘導モータの最大回転速度が、前記第1の駆動回路によって駆動された場合の前記二相誘導モータの回転速度に達したときの前記単相交流電圧の実効値または振幅を第2の基準値とすると、前記第1の基準値が前記第2の基準値未満の場合、前記閾値は前記第1の基準値に等しく設定され、前記第1の基準値が前記第2の基準値以上の場合、前記閾値は前記第2の基準値に等しく設定される、請求項2に記載の二相誘導モータの制御装置。 - 冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器を通過した前記冷媒を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁を通過した前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器を通過した前記冷媒を圧縮し、圧縮した前記冷媒を前記凝縮器に吐出する圧縮機とを備え、
前記圧縮機は、
圧縮機構を駆動する二相誘導モータと、
前記二相誘導モータを制御する請求項1に記載の制御装置とを含む、ヒートポンプ機器。 - 前記制御部は、前記圧縮機の運転を開始する直前の前記凝縮器の温度または前記凝縮器の周辺温度に基づいて前記閾値を設定する、請求項4に記載のヒートポンプ機器。
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