JP6844290B2 - インバータ装置及び、ヒートポンプ装置の室外機 - Google Patents
インバータ装置及び、ヒートポンプ装置の室外機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6844290B2 JP6844290B2 JP2017021004A JP2017021004A JP6844290B2 JP 6844290 B2 JP6844290 B2 JP 6844290B2 JP 2017021004 A JP2017021004 A JP 2017021004A JP 2017021004 A JP2017021004 A JP 2017021004A JP 6844290 B2 JP6844290 B2 JP 6844290B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- inverter device
- control unit
- inverter
- heating operation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
- H02P29/68—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/02—Compressor arrangements of motor-compressor units
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
- H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
- H02P29/62—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive for raising the temperature of the motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/01—Heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/31—Low ambient temperatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
- H02M1/327—Means for protecting converters other than automatic disconnection against abnormal temperatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2201/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
- H02P2201/03—AC-DC converter stage controlled to provide a defined DC link voltage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
Description
かかる問題点に鑑み、本発明は、既存の部品を利用して、インバータ装置の動作保証温度より低い気温での始動であっても、インバータ装置が確実に性能を発揮できるようにすることを目的とする。
(1)本開示は、直流から交流へ変換して負荷に電力を供給するインバータ装置であって、当該インバータ装置の温度を直接又は間接に検出する温度センサと、平滑コンデンサを含むDCリンクと、前記DCリンクと前記負荷との間に設けられたインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記インバータ回路を動作させる指令を受けていない場合で、かつ、前記温度センサによって検出された温度が所定温度以下である場合に、前記DCリンクに強制通電する、インバータ装置である。
(2)また、(1)のインバータ装置において、前記DCリンクに強制通電した後、前記制御部は、前記インバータ回路に加熱運転を行わせ、前記温度が所定温度に達したとき前記加熱運転を停止させるようにしてもよい。
この場合、DCリンクへの強制通電に加えて加熱運転によりインバータ装置を暖めることができる。
この場合、モータの巻線にパルス幅分の瞬間的な電流が流れるが、直後に逆方向の電流が流れるという繰り返しになり、回転トルクを生じさせるような電流は実質的に流れていないのと同じである。従って、モータは回転しない。しかし、その一方で、インバータ回路はスイッチング損失により発熱して、インバータ装置を暖めることができる。
この場合、欠相運転となるが、モータへの通電により、インバータ装置及びモータが暖められる。
図1は、例えば空気調和機の室外機1における電装関係の一部を概念的に簡略に示した図である。室外機1内には、例えば、電装品を集約して収めるための電装品ボックス2が設けられている。電装品ボックス2内には、制御基板3が設けられている。制御基板3には、パワーモジュール4、制御部5、その他の、電子部品が搭載されている。温度センサ6は、例えば外気温を検出するために空気の吸込口(図示せず。)近傍に設けられており、その検出出力は制御部5に提供される。
図3は、インバータ装置100の回路図である。図において、メインリレー8が閉じているとして、3相の交流電源11から供給される交流電圧は整流回路41によって整流された後、リアクトル9及び平滑コンデンサ7により平滑され、直流電圧となる。整流回路41の出力側の直流回路部分はDCリンク10と称される。
ユーザーが、空気調和機の室内機側で、リモコン装置(図示せず。)をオン操作すると、オン操作の指令が制御部5に届き、制御部5はまず、メインリレー8を閉じる。これにより、平滑コンデンサ7が充電され、リアクトル9と共に、整流回路41の出力は平滑化される。また、制御部5の制御により、スイッチング素子Q1〜Q6はPWM制御されたスイッチングを行う。これにより、モータ12が回転する。
次に、空気調和機の運転停止中における加熱運転について説明する。図4は、加熱運転の一例を示すフローチャートである。フローチャートの実行主体は制御部5である。図4に示す加熱運転の処理は、運転停止のとき定期的に実行される。
上記の加熱運転は、例えば以下の要領で行うことができる。
図5は、加熱運転時のゲートパルスの一例を示す図である。例えば図3のモータ12のU−V線間の巻線に電流を流すことを考えると、図5の(a)は、例えばスイッチング素子Q1,Q4に対するゲートパルスである。図5の(b)は、スイッチング素子Q2,Q3に対するゲートパルスである。(a)、(b)それぞれの一発のパルスは等幅(等時間)Δtであり、オン・オフは交互に入れ替わる。(a)、(b)のパルスは交互にオンとなり、また、(a)のオンから(b)のオンに切り替わる瞬間には、両者が同時にオンとならないようデッドタイムが設けられている。パルスの周波数は例えばkHzのオーダーである。
また、加熱運転として、上記の制御とは別に、モータ12の欠相運転を行ってもよい。この場合、モータ12のU,V,Wのうち、U−V間、V−W間、W−U間のいずれか1つにのみ電流を流す。この場合の駆動電流は、通常の駆動時と同様であり、ただ欠相になっているという駆動法である。この場合も、インバータ回路42にはスイッチング損失が発生する。このスイッチング損失によりインバータ回路42が暖められ、パワーモジュール4を含むインバータ装置100全体が暖められる。また、この場合、モータの巻線にも相応の電流が流れるので、モータ12も加熱される。これにより圧縮機が加熱され、油と溶け合っている冷媒の分離にも寄与する。
なお、上記の実施形態では、外気温を検出する温度センサを用いた例を示した。このような温度センサは、元々設けられているので、新規に部品を追加しなくて済む利点がある。但し、パワーモジュール4の温度を直接検出する訳ではないので、加熱運転を停止する際の温度確認は推定であり、間接的な検出になる。そこで、パワーモジュール4の温度を直接検出する温度センサを設ければ、推定に頼らず、実際の温度に基づいて、より正確に、加熱運転の開始及び停止を行うことができる。すなわち、本開示は、パワーモジュール4の温度を直接検出する温度センサを設けることを排除するものではない。
以上のように、本実施形態のインバータ装置100は、制御部5により、インバータ回路42を動作させる指令を受けていない場合で、かつ、温度センサ6によって検出された温度が所定温度以下である場合に、DCリンク10に強制通電を行う。
このようなインバータ装置100では、気温が低いために、インバータ装置(温度センサを除く。)100の温度が、動作保証温度の下限値より低い場合に、DCリンク10に強制通電して電気的損失(例えば少なくとも平滑コンデンサ7の内部抵抗による損失)を生じさせる。この結果、電気的損失による発熱でインバータ装置100を暖めることができる。このようにして動作保証温度の下限値以上の温度を維持すれば、気温が極めて低い場合であっても、インバータ装置100を常に動作保証温度の範囲内で使用して、その性能を確実に発揮させることができる。
この場合、モータ12の巻線にパルス幅分(Δt)の瞬間的な電流が流れるが、直後に逆方向の電流が流れるという繰り返しになり、回転トルクを生じさせるような電流は実質的に流れていないのと同じである。従って、モータ12は回転しない。しかし、その一方で、インバータ回路42はスイッチング損失により発熱して、インバータ装置100を暖めることができる。
この場合、欠相運転となるが、モータ12への通電により、インバータ装置100及びモータ12が暖められる。
なお、上記実施形態では、空気調和機の室外機におけるインバータ装置として説明したが、当該インバータ装置は、空気調和機に限らず、広く、ヒートポンプ装置の室外機におけるインバータ装置でもあり得る。また、ヒートポンプ式の給湯器も、ヒートポンプ装置の一種であるので、室外機に同様のインバータ装置を搭載することができる。
さらには、冷凍サイクルを有する装置に限らず、寒冷地の室外にインバータ装置を搭載する各種の電気機器(動作保証温度の下限値より低い温度で使用される可能性のある電気機器)にも、このような、いわば保温機能付きのインバータ装置を適用することができる。
Claims (5)
- 直流から交流へ変換して負荷(12)に電力を供給するインバータ装置であって、
当該インバータ装置の温度を直接又は間接に検出する温度センサ(6)と、
平滑コンデンサ(7)を含むDCリンク(10)と、
前記DCリンク(10)と前記負荷(12)との間に設けられたインバータ回路(42)と、
前記インバータ回路(42)を制御する制御部(5)と、を備え、
前記制御部(5)は、
前記負荷(12)の運転停止中において定期的に、
前記インバータ回路(42)を動作させる指令を受けていない場合で、かつ、前記温度センサ(6)によって検出された温度が所定温度以下である場合に、
前記DCリンク(10)に強制通電して前記DCリンク(10)により熱を発生させる、インバータ装置。 - 前記DCリンク(10)に強制通電した後、前記制御部(5)は、前記インバータ回路(42)に加熱運転を行わせ、前記温度が所定温度に達したとき前記加熱運転を停止させる請求項1に記載のインバータ装置。
- 前記負荷はモータ(12)であり、前記制御部(5)は、当該モータ(12)の巻線に対して一方向及びその逆方向に、交互にパルス電流を繰り返し流すことで、前記インバータ回路(42)にスイッチング損失を生じさせることで前記加熱運転とする請求項2に記載のインバータ装置。
- 前記負荷は3相モータ(12)であり、当該3相モータ(12)に対して、前記制御部(5)は欠相運転を行うことで前記加熱運転とする請求項2に記載のインバータ装置。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインバータ装置を搭載したヒートポンプ装置の室外機。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017021004A JP6844290B2 (ja) | 2017-02-08 | 2017-02-08 | インバータ装置及び、ヒートポンプ装置の室外機 |
CA2993969A CA2993969C (en) | 2017-02-08 | 2018-02-02 | Inverter device and outdoor unit of heat pump device |
US15/890,609 US10284133B2 (en) | 2017-02-08 | 2018-02-07 | Inverter device and outdoor unit of heat pump device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017021004A JP6844290B2 (ja) | 2017-02-08 | 2017-02-08 | インバータ装置及び、ヒートポンプ装置の室外機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018129925A JP2018129925A (ja) | 2018-08-16 |
JP6844290B2 true JP6844290B2 (ja) | 2021-03-17 |
Family
ID=63037424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017021004A Active JP6844290B2 (ja) | 2017-02-08 | 2017-02-08 | インバータ装置及び、ヒートポンプ装置の室外機 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10284133B2 (ja) |
JP (1) | JP6844290B2 (ja) |
CA (1) | CA2993969C (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6828516B2 (ja) * | 2017-03-02 | 2021-02-10 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換装置 |
JP7218131B2 (ja) * | 2018-09-19 | 2023-02-06 | 東芝キヤリア株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
JP7168854B2 (ja) * | 2019-01-15 | 2022-11-10 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和機及び予熱運転方法 |
KR102256252B1 (ko) * | 2019-02-22 | 2021-05-25 | 엘에스일렉트릭(주) | 모터 구동장치의 인터페이스 회로 |
CN113531802B (zh) * | 2021-06-22 | 2022-10-28 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 用于空调器预热的方法、空调器、空调系统 |
US11716014B2 (en) * | 2021-12-27 | 2023-08-01 | GM Global Technology Operations LLC | Method for detecting early degradation within the inverter module |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05296527A (ja) * | 1992-01-07 | 1993-11-09 | Matsushita Seiko Co Ltd | 圧縮機の予備加熱装置 |
US20060130504A1 (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-22 | Agrawal Nityanand J | Method and apparatus for control of a variable speed compressor |
JP4821507B2 (ja) | 2006-08-28 | 2011-11-24 | ティアック株式会社 | 温度調節機構および温度調節方法 |
JP5303295B2 (ja) * | 2009-02-02 | 2013-10-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車両用電力変換装置および電動車両 |
GB2503670B (en) * | 2012-07-03 | 2014-12-10 | Dyson Technology Ltd | Method of preheating a brushless motor |
JP5959500B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2016-08-02 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機及び空気調和機の制御方法 |
-
2017
- 2017-02-08 JP JP2017021004A patent/JP6844290B2/ja active Active
-
2018
- 2018-02-02 CA CA2993969A patent/CA2993969C/en active Active
- 2018-02-07 US US15/890,609 patent/US10284133B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018129925A (ja) | 2018-08-16 |
US20180226911A1 (en) | 2018-08-09 |
CA2993969C (en) | 2019-12-17 |
US10284133B2 (en) | 2019-05-07 |
CA2993969A1 (en) | 2018-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6844290B2 (ja) | インバータ装置及び、ヒートポンプ装置の室外機 | |
JP5805317B2 (ja) | ヒートポンプ装置、空気調和機および冷凍機 | |
JP5115636B2 (ja) | 電力変換回路および空気調和装置 | |
WO2013102999A1 (ja) | ヒートポンプ装置、空気調和機および冷凍機 | |
JP6921221B2 (ja) | 電動機駆動装置、冷凍サイクル装置、空気調和機、給湯機、及び冷蔵庫 | |
JP6231749B2 (ja) | 空気調和機 | |
JP3442203B2 (ja) | 室外送風機の駆動装置 | |
JP2015087076A (ja) | 空気調和機 | |
JP2008005592A (ja) | モータ駆動装置およびそのモータ駆動装置を具備した貯蔵装置 | |
JP6789654B2 (ja) | 電源装置 | |
JP4436651B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP6182462B2 (ja) | 電力変換装置 | |
KR101878674B1 (ko) | 실외기 팬 제어장치, 실외기 팬 제어장치의 역회전 판단 방법 및 시동 방법 | |
JP6926272B2 (ja) | 電源装置 | |
JP6925448B2 (ja) | 空気調和機 | |
JP6758513B2 (ja) | 突入電流制限回路を備えた空気調和機 | |
JP2006223014A (ja) | モータ駆動装置 | |
JP5999141B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6711385B2 (ja) | 電源回路、その電源回路を備えたモータ駆動回路、及び、その電源回路又はそのモータ駆動回路を備えた冷凍装置 | |
JP5707352B2 (ja) | 永久磁石電動機および空調機 | |
JP2000292014A (ja) | 空気調和機用圧縮機の駆動制御装置および空気調和機用圧縮機の冷媒寝込み防止制御方法 | |
WO2022176078A1 (ja) | 電動機駆動装置、冷凍サイクル装置、空気調和機、給湯器および冷蔵庫 | |
WO2019155620A1 (ja) | 空気調和機 | |
JP6429504B2 (ja) | 燃焼装置 | |
JP3636096B2 (ja) | 電気湯沸かし器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180207 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200910 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200923 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201116 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210126 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210208 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6844290 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |