JP6619329B2 - ヒートポンプ装置およびヒートポンプシステム - Google Patents
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Description
実施の形態1では、ヒートポンプ装置100の基本的な構成および動作について説明する。
(2)Vv*=V*cos(θ−(2/3)π)
(3)Vw*=V*cos(θ+(2/3)π)
(5)Vv*=V*cos(θ−(2/3)π)+OFFSET
(6)Vw*=V*cos(θ+(2/3)π)+OFFSET
加熱判定部12は、圧縮機1の運転停止中に、上述した動作により高周波電圧発生部11を動作させるかを判断する。高周波電圧発生部11を動作させると加熱判定部12が判断した場合、すなわち、加熱判定部12の出力値が1(オン)の場合(ステップS1:Yes)、処理をステップS2へ進め、予熱用のPWM信号を発生させる。一方、高周波電圧発生部11を動作させないと加熱判定部12が判断した場合、すなわち、加熱判定部12の出力値が0(オフ)の場合(ステップS1:No)、加熱判定部12は、所定時間経過後に、再び高周波電圧発生部11を動作させるかを判断する。
選択部23は、電圧指令値V*と基準位相θfとを選択し、また、位相θpまたは位相θnを選択する。加算部27は、選択部23が選択した基準位相θfと位相θpまたは位相θnを加算することで電圧指令値位相θを求める。そして、電圧指令生成部25は、電圧指令値V*と、電圧指令値位相θと、オフセットOFFSETと、に基づいて、式(4)〜式(6)により任意のオフセットOFFSETで電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を計算し、計算した電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*をPWM信号生成部26へ出力する。
PWM信号生成部26は、電圧指令生成部25が出力した電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*とキャリア信号とを比較して、PWM信号UP,VP,WP,UN,VN,WNを得て、インバータ9へ出力する。これにより、インバータ9のスイッチング素子18a〜18fを駆動してモータ8に高周波電圧を印加する。
実施の形態2では、ヒートポンプ装置100の回路構成の一例について説明する。なお、例えば、図1等では、圧縮機1と、四方弁2と、熱交換器3と、膨張機構4と、熱交換器5とが冷媒配管6により順次接続されたヒートポンプ装置100について示した。実施の形態2では、より具体的な構成のヒートポンプ装置100について説明する。
Claims (7)
- 圧縮機の運転周波数以上の高周波電圧であって周波数スペクトルを拡散した前記高周波電圧を、前記圧縮機を駆動するモータに印加するインバータと、
前記インバータの上側スイッチング素子群全てがオン、下側スイッチング素子群全てがオフの環流状態を第1の無通電区間とし、前記下側スイッチング素子群全てがオン、前記上側スイッチング素子群全てがオフの環流状態を第2の無通電区間とした場合に、前記インバータが印加する前記高周波電圧の1周期において、前記第1の無通電区間および前記第2の無通電区間の時間比率を変化させ、さらに単位時間あたりの前記第1の無通電区間の時間および前記第2の無通電区間の時間を加算した時間に対して前記単位時間あたりの前記第1の無通電区間の時間を加算した時間の比率の平均が50%になるように、前記第1の無通電区間および前記第2の無通電区間の時間比率を変化させ、また、前記第1の無通電区間と前記第2の無通電区間との間の区間において負の電圧を出力させ、前記第2の無通電区間と前記第1の無通電区間との間の区間において正の電圧を出力させ、時間平均で見た場合に一定の電圧または一定の電力で前記モータを加熱するインバータ制御手段と、
を備えるヒートポンプ装置。 - 前記インバータ制御手段は、前記時間比率を周期的に変化させる、
請求項1に記載のヒートポンプ装置。 - 前記インバータ制御手段は、前記時間比率をランダムに変化させる、
請求項1に記載のヒートポンプ装置。 - 前記上側スイッチング素子群および前記下側スイッチング素子群の少なくとも一方をワイドバンドギャップ半導体によって形成されたインバータとする、
請求項1から3のいずれか1つに記載のヒートポンプ装置。 - 前記インバータを構成するダイオードを、ワイドバンドギャップ半導体によって形成する、
請求項1から3のいずれか1つに記載のヒートポンプ装置。 - 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドである、
請求項4または5に記載のヒートポンプ装置。 - 圧縮機、第1熱交換器、膨張機構、および第2熱交換器が配管により順次接続された冷媒回路を備えるヒートポンプ装置と、前記第1熱交換器で冷媒と熱交換された流体を利用する流体利用装置と、を備えるヒートポンプシステムであって、
前記ヒートポンプ装置は、さらに、
前記圧縮機の運転周波数以上の高周波電圧であって周波数スペクトルを拡散した前記高周波電圧を、前記圧縮機を駆動するモータに印加するインバータと、
前記インバータの上側スイッチング素子群全てがオン、下側スイッチング素子群全てがオフの環流状態を第1の無通電区間とし、前記下側スイッチング素子群全てがオン、前記上側スイッチング素子群全てがオフの環流状態を第2の無通電区間とした場合に、前記インバータが印加する前記高周波電圧の1周期において、前記第1の無通電区間および前記第2の無通電区間の時間比率を変化させ、さらに単位時間あたりの前記第1の無通電区間の時間および前記第2の無通電区間の時間を加算した時間に対して前記単位時間あたりの前記第1の無通電区間の時間を加算した時間の比率の平均が50%になるように、前記第1の無通電区間および前記第2の無通電区間の時間比率を変化させ、また、前記第1の無通電区間と前記第2の無通電区間との間の区間において負の電圧を出力させ、前記第2の無通電区間と前記第1の無通電区間との間の区間において正の電圧を出力させ、時間平均で見た場合に一定の電圧または一定の電力で前記モータを加熱するインバータ制御手段と、
を備えるヒートポンプシステム。
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