JPH01150732A - Cooling compressor driven by brushless dc motor - Google Patents

Cooling compressor driven by brushless dc motor

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JPH01150732A
JPH01150732A JP63196217A JP19621788A JPH01150732A JP H01150732 A JPH01150732 A JP H01150732A JP 63196217 A JP63196217 A JP 63196217A JP 19621788 A JP19621788 A JP 19621788A JP H01150732 A JPH01150732 A JP H01150732A
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JP
Japan
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speed
motor
compressor
cooling system
pulse width
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Pending
Application number
JP63196217A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Louis E Sulfstede
ルイス イー.サルフステッド
Robert W Helt
ロバート ダブリュウ.ヘルト
Thomas E Jensen
トーマス イー.ジャンセン
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Trane US Inc
Original Assignee
American Standard Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

PURPOSE: To rigidly adjust the temp. zone in a comfortable zone by controlling a motor drive in response to an actual velocity of a compressor and temp. error concerning a cooling system. CONSTITUTION: A heat pump 10 has an adjustable speed compressor 14, expansion valve 18 and indoor heat exchanger 20, all continuously connected for circulating a refrigerant through a closely sealed cooling circuit 22. The compressor 14 is driven by a drive unit 27, a motor drive 32 rectifies a motor 28 and this rectification is made electronically in response to a rotor position sensor disposed in the motor. A circuit 48 has a totaling relay 52 for comparing the actual temp. in a comfortable zone with a set point temp. representing desired temp. zone, the totaling relay 52 generates a temp. error signal 58 representing the difference between the zone temp. and its set point. Based on the error signal 58 carrying function parts respectively generate desired cooling and heating compressor speed signals 64, 64'.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般に、可変速モータにより駆動されるコンプ
レッサを有する冷却システムに関し、特に、電子的に整
流される永久磁石の直流モータによって駆動されるコン
プレッサを有する冷却システムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates generally to refrigeration systems having compressors driven by variable speed motors, and more particularly to refrigeration systems having compressors driven by electronically commutated permanent magnet DC motors. It relates to a cooling system having a compressor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

多くの冷却システムにおける温度調節の要求度は非常に
高い。この事は、ニアコンディショナーやヒートポンプ
に見られるような、季節の変化、湿度の変化、日々の変
化、更には住人の変化といった具合に、住居に使用する
場合にも、企業に使用する場合にも当てはまる。その結
果、その要求を充足するために、システムの容量を変化
させる方法が、従来、開発されてきた。その1つの方法
は、比較的有効で、多様性のあるものとして現れ、シス
テムの冷却コンプレッサの速度を調整することによって
その容量を変化させるようにしたものである。
Temperature control requirements in many cooling systems are very high. This applies to both residential and commercial applications, such as near conditioners and heat pumps, which deal with seasonal changes, humidity changes, daily changes, and even changes in residents. apply. As a result, methods have been developed in the past to vary the capacity of systems to meet that demand. One method, which has emerged as relatively effective and versatile, involves varying the capacity of the system's refrigeration compressor by adjusting its speed.

[発明が解決しようとする課題] コンプレッサの速度を変化させる最も一般的な方法は、
インバータで駆動される交流誘導モータによるものであ
る。そのコンプレッサの速度は、インバータがコンプレ
ッサのモータへ供給される電流の周波数を変化させる時
に変化する。インバータで駆動されるモータが多年にわ
たって使用されてきたけれども、それに伴う欠点のいく
つかは、今だに解決されていない。
[Problem to be solved by the invention] The most common method of changing the compressor speed is
It is based on an AC induction motor driven by an inverter. The speed of the compressor changes when the inverter changes the frequency of the current supplied to the compressor motor. Although inverter-driven motors have been used for many years, some of the drawbacks associated with them have not yet been resolved.

インパークは比較的高価で大型の回路を必要とし、多く
の場合、他の駆動体より多く、線の干渉を生じさせる。
Impark requires relatively expensive and large circuitry, and often causes more line interference than other drivers.

さらにインバータで駆動される多くの誘導モータは、可
変速直流モータより有効性が低い。
Additionally, many inverter-driven induction motors are less effective than variable speed DC motors.

通常の直流モータの速度は、その直流供給電圧の大きさ
を変えることにより簡単に変化する。そのモータは、直
流供給電流を機械的に整流することによりモータの速度
と同期をなすようにする整流器及びブラシを有する。不
都合なことに、機械的手段を使ってモータを整流すると
、問題が生じる。ブラシは摩耗し、それを冷却コンプレ
ッサの密閉シェル内に備え付けると、取り替えができな
い。さらに、整流器とブラシとの間に生じる電流によっ
て電気ノイズが発生し、密閉シェル内の冷媒に化学的不
純物が生じる。
The speed of a typical DC motor is simply varied by changing the magnitude of its DC supply voltage. The motor has a rectifier and brushes that mechanically rectify the DC supply current to synchronize the speed of the motor. Unfortunately, problems arise when using mechanical means to commutate the motor. The brushes wear out and cannot be replaced once they are installed within the closed shell of the refrigeration compressor. Additionally, the current generated between the rectifier and the brushes creates electrical noise and chemical impurities in the refrigerant within the closed shell.

そこで、モータを機械的に整流することに伴う諸問題を
克服するために、永久磁石のブラシレス直流モータは電
子式整流法を用いる。その電子式整流法は、ブラシと整
流器に代えて、ロータの位置に応答してモータの電線に
供給される電圧を切りかえるような、電子スイッチ装置
を使用する。
Therefore, to overcome the problems associated with mechanically commutating a motor, permanent magnet brushless DC motors use electronic commutation. The electronic commutation method replaces brushes and rectifiers with an electronic switching device that switches the voltage supplied to the motor's wires in response to rotor position.

電子式に整流されるモータの速度は多分に予想できる電
圧と速度との関係に関連して直流供給電圧を変化させる
ことによってコントロールされる。
The speed of electronically commutated motors is controlled by varying the DC supply voltage in relation to a highly predictable voltage-speed relationship.

しかしながら、この関係は、それがモータにかかる負荷
によって影古される時に変化する。その結果、仮定に基
づく電圧と速度との関係に基づく速度調節機構は、例え
ばニアコンディショナーやヒートポンプのような広範囲
の負荷を受けるシステムには不適切である。モータの負
荷をその速度とトルクを乗じたものに等しくするには、
その他にセンサーを要し、さらに高価となる。
However, this relationship changes when it is influenced by the load on the motor. As a result, speed regulation mechanisms based on hypothetical voltage-speed relationships are inappropriate for systems subject to a wide range of loads, such as near conditioners and heat pumps. To make the load on a motor equal to its speed multiplied by its torque,
It also requires a sensor, making it even more expensive.

そこで本発明の目的は、モータがその安全な操作範囲に
ある場合、そのモータにかかる実際の瞬間的な負荷を顧
慮することなしに、コンプレッサの実際の速度と冷却シ
ステムに関連する温度誤差に応答してモータ駆動体をコ
ントロールし、電子的に整流される直流モータにより駆
動される可変速コンプレッサを有する冷却システムを提
供することである。
It is therefore an object of the present invention to respond to the actual speed of the compressor and temperature errors associated with the cooling system when the motor is within its safe operating range, without regard to the actual instantaneous load on that motor. The present invention provides a cooling system having a variable speed compressor driven by an electronically commutated DC motor with a motor drive controlled by the motor driver.

本発明のもうひとつの目的は、ロータ位置フィードバッ
クと、コンプレッサ速度フィードバックと、温度フィー
ドバックとを含む多数フィードバツク式制御機構を有す
る温度調節システムへ、電子的に整流されるモータを一
体的に組込むことである。
Another object of the present invention is to integrate an electronically commutated motor into a temperature regulation system having multiple feedback control mechanisms including rotor position feedback, compressor speed feedback, and temperature feedback. It is.

本発明のもうひとつの目的は、インバータで駆動される
誘導モータに関連して生じる高価な費用と非効率性を排
除することである。
Another object of the present invention is to eliminate the high cost and inefficiency associated with inverter driven induction motors.

本発明のもうひとつの目的は、直流モータの機械的整流
器に伴って一般的に生じる電気ノイズを排除することで
ある。
Another object of the present invention is to eliminate electrical noise commonly associated with mechanical commutators in DC motors.

本発明のさらにもうひとつの目的は、電子的に整流され
るモータによって駆動される冷却コンプレッサの密閉シ
ェルの内部に過誤スイッチ及びタコメータを使用しない
ことである。
Yet another object of the invention is to eliminate the use of faulty switches and tachometers inside the hermetic shell of a refrigeration compressor driven by an electronically commutated motor.

本発明のもうひとつの目的は、可変速コンプレッサと可
変速ファンとの両方を有する冷却システムを提供するこ
とである。
Another object of the invention is to provide a cooling system that has both a variable speed compressor and a variable speed fan.

本発明のさらにもうひとつの目的は、可変速コンプレッ
サと可変速屋内ファンとをヒートポンプシステムに備え
、コンプレッサ速度に対するファン速度の比率が加熱様
式の場合より冷却様式〇場合の方が高くなるようにそれ
らの速度をコントロールすることである。
Yet another object of the invention is to provide a heat pump system with a variable speed compressor and a variable speed indoor fan such that the ratio of fan speed to compressor speed is higher for cooling mode than for heating mode. The purpose is to control the speed of

本発明のもうひとつの目的は、好ましくないロータ位置
及び熱力学的な状態に応答して、コンプレッサの始動を
妨げ、モータの始動を試みさせ、そのように試みる始動
と始動との間で前記好ましくない状態を変化させること
を反復して行わせる冷却システムコントローラを提供す
ることである。
It is another object of the present invention to prevent the compressor from starting and cause the motor to attempt to start in response to unfavorable rotor position and thermodynamic conditions, and to prevent said unfavorable starts between such attempted starts. It is an object of the present invention to provide a cooling system controller that repeatedly changes a state.

本発明のもうひとつの目的は、同一パルス幅調整信号(
Pulse−width modulated sig
nal)を使って冷却コンプレッサの速度と屋内ファン
の速度をm節することである。
Another object of the present invention is to provide the same pulse width adjustment signal (
Pulse-width modulated sig
nal) to divide the speed of the cooling compressor and the speed of the indoor fan by m.

本発明のもうひとつの目的は、信号の中断時にモータを
停止させるようなパルス幅調整制御信号によってモータ
駆動体を制御することである。
Another object of the present invention is to control a motor drive with a pulse width adjustable control signal such that the motor is stopped when the signal is interrupted.

本発明のもうひとつの目的は、コンプレッサの実際の速
度を正確にモニターしながら、また、膨張弁により蒸発
器を通る冷媒の流れを調整しながら、冷媒コンプレッサ
・の速度を変化させることによって快適ゾーンの温度を
厳密に調整することである。
Another object of the invention is to create a comfort zone by varying the speed of the refrigerant compressor while accurately monitoring the actual speed of the compressor and adjusting the flow of refrigerant through the evaporator by means of an expansion valve. It is necessary to strictly control the temperature of the

本発明のこれらの目的及び他の目的は、添付図面及び次
の好ましい実施例の説明から明らかとなるであろう。
These and other objects of the invention will become apparent from the accompanying drawings and the following description of the preferred embodiments.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この冷却システムの容量は、電子的に整流されるブラシ
レス直流モータにより駆動される密閉コンプレッサの速
度を変化させることによって変わる。このシステムの容
量とモータの速度は3個のフィードバック信号を使って
3個の相互に関連した閉鎖ループを有する制#S機構に
より調整される。
The capacity of this cooling system is varied by varying the speed of a hermetic compressor driven by an electronically commutated brushless DC motor. The capacity and motor speed of this system are regulated by a control system having three interrelated closed loops using three feedback signals.

これらのフィードバック信号は、モータの実際速度、ロ
ータの回転位置及び冷却システムにより調整されるゾー
ンの温度を表わす。
These feedback signals represent the actual speed of the motor, the rotational position of the rotor and the temperature of the zone regulated by the cooling system.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は冷却システムコントローラー12によって制御
されるヒートポンプシステム10を有する本発明の概略
図である。ヒートポンプ10は可変速コンプレッサ14
と、屋外熱交換器16と、膨張弁18と、屋内熱交換器
20とを有し、それらの全部は、密閉シールされた冷却
口N22を通って冷媒を循環させるために連続して接続
する。
FIG. 1 is a schematic diagram of the present invention having a heat pump system 10 controlled by a cooling system controller 12. FIG. The heat pump 10 is a variable speed compressor 14
, an outdoor heat exchanger 16, an expansion valve 18, and an indoor heat exchanger 20, all of which are connected in series to circulate the refrigerant through a hermetically sealed cooling port N22. .

このヒートポンプシステムはまた、逆転弁24を有し、
この弁は膨張弁18と側熱交換器16゜20を通って流
れる冷媒の流動方向を決定する。
The heat pump system also has a reversing valve 24;
This valve determines the flow direction of the refrigerant flowing through the expansion valve 18 and the side heat exchanger 16.20.

この流れの方向は、このシステムが冷却様式で作動する
か、或いは加熱様式で作動するかを決定する。弁24は
それが第1図に示すように位置する時、そのシステムを
冷却様式にする。言い換えれば、屋内熱交換器20は蒸
発器として機能し、屋内ファン26と共働して、快適ゾ
ーンに冷却効果を与える。加熱効果を与えるには、弁2
4は図示の位置から90’回転して、熱交換器16を蒸
発器として機能させ、熱交換器20をコンデンサーとし
て機能させ、それによってシステム10は加熱様式とな
る。
The direction of this flow determines whether the system operates in a cooling or heating mode. Valve 24 places the system in a cooling mode when it is positioned as shown in FIG. In other words, the indoor heat exchanger 20 functions as an evaporator and cooperates with the indoor fan 26 to provide a cooling effect to the comfort zone. To provide a heating effect, valve 2
4 is rotated 90' from the position shown to cause heat exchanger 16 to function as an evaporator and heat exchanger 20 to function as a condenser, thereby placing system 10 in heating mode.

第1図に示すシステムはヒートポンプであるけれども、
逆転弁24を使用する必要のない冷却様式のみで作動す
る冷却システムを使用fることも本発明の範囲内にある
。その他多くの変形例、例えば、逆転弁を使わないで適
切な回転コンプレッサの回転方向を逆にするとか、可変
速屋内ファンの代わりに、一定速屋内ファンを使うとか
、膨張弁を例えば毛細管やオリフィスのような種々の膨
張装置のいづれか1つに置きかえるといったことも、本
発明の範囲内にある。しかしながら、その中でも膨張弁
が好ましい。なぜなら、それは圧力や熱のような冷媒の
変化する熱力学的状態に応答して流れを調節できるから
である。第1図に示す冷媒回路22は概略図であって、
通常では2個の膨張装置とそれらの適切なバイパス逆止
弁との配置を有するが、ここでは膨張装置は1個だけし
か示されていない。
Although the system shown in Figure 1 is a heat pump,
It is also within the scope of the present invention to use a cooling system that operates solely in a cooling mode that does not require the use of reversing valve 24. There are many other variations, such as reversing the direction of rotation of a suitable rotary compressor without using a reversing valve, using a constant speed indoor fan instead of a variable speed indoor fan, or replacing the expansion valve with a capillary or orifice, for example. It is also within the scope of the invention to replace it with any one of a variety of expansion devices such as. However, among these, expansion valves are preferred. This is because it can adjust the flow in response to changing thermodynamic conditions of the refrigerant, such as pressure and heat. The refrigerant circuit 22 shown in FIG. 1 is a schematic diagram, and includes
Although there would normally be an arrangement of two expansion devices and their appropriate bypass check valves, only one expansion device is shown here.

ヒートポンプ及び他の冷却回路の基本的操作原理はこの
技術に熟達した人々にとってよく知られているので、そ
の詳細については説明しない。しかしながら、本発明の
1つの特徴を述べれば、コンプレッサの冷媒圧縮能力を
変化させることによって、システム10の温度調節能力
を調節することにある。これはコンプレッサ14の速度
を変化させることによって行われる。
The basic operating principles of heat pumps and other cooling circuits are well known to those skilled in the art and will not be described in detail. However, one feature of the present invention is to adjust the temperature regulation capability of the system 10 by varying the refrigerant compression capability of the compressor. This is done by varying the speed of compressor 14.

コンプレッサ14は可変速コンプレッサ駆動装置27に
より駆動され、その駆動装置27はその電気の供給30
をモータ駆動体32から受ける永久磁石のプラッシュレ
ス直流モータで成る。モータ駆動体32の目的は、モー
タの電気供給30の電圧と周波数を変化させることによ
ってモータ28を電子的に整流し、その速度を変化させ
ることである。通常の直流モータのように、モータ28
の速度はその供給電圧34の高さと共に速くなる。
The compressor 14 is driven by a variable speed compressor drive 27, which drives its electrical supply 30.
It consists of a permanent magnet plushless direct current motor that receives from a motor drive body 32. The purpose of the motor driver 32 is to electronically commutate the motor 28 and vary its speed by varying the voltage and frequency of the motor's electrical supply 30. Like a normal DC motor, the motor 28
The speed of increases with the height of its supply voltage 34.

モータ駆動体32は、モータの供給電圧34の相対的極
性を交互にし、モータの回転子の回転位置と極性の変化
を同期的にすることによってモータ28を整流する。モ
ータ28の整流は、そのモータ内に配置されたローフ位
置センサーに応答して電子的に行われる。この位置セン
サーは、好ましい実施例におけるように、電気機械的、
又は近接型スイッチのようなロータ位置フィードバック
信号を出すようになったいかなるロータ位置感知装置で
あってもよいが、位置フィードバック信号36は非加勢
状態のモータ巻き3日によってモータ28内から発生す
る。これは3本のモータ供給線40で示され、それらの
うち2本が一度に加勢される。
The motor driver 32 commutates the motor 28 by alternating the relative polarity of the motor supply voltage 34 and synchronously changing the rotational position and polarity of the motor rotor. Commutation of motor 28 is performed electronically in response to a loaf position sensor located within the motor. The position sensor is, as in the preferred embodiment, electromechanical,
The position feedback signal 36 is generated from within the motor 28 by winding the motor in an unenergized state, or any rotor position sensing device adapted to provide a rotor position feedback signal, such as a proximity switch. This is illustrated by three motor supply lines 40, two of which are energized at a time.

位置フィードバック信号36を運ぶ非加勢状態の巻き3
日は、ロータの回転時、3本の電線40への供給を連続
的に変化させる。この方法を使用すると、コンプレッサ
の密閉シェルを通過させなければならない電線の数を最
少限にすることができる。この典型的なモータ駆動体3
2と、ロータ位置を感知する手段やモータ速度を変化さ
せる手段のようなその基本的操作原理の説明とは、本文
に引用している米国特許第4,162.435号に開示
されている。本発明の好ましい実施例に使用しているモ
ータ駆動体32は、ゼネラルエレクトリックモデルX−
8794700AHGO3である。
Unenergized winding 3 carrying position feedback signal 36
The supply to the three electric wires 40 is continuously changed as the rotor rotates. Using this method, the number of electrical wires that must pass through the compressor's closed shell can be minimized. This typical motor drive body 3
2 and a description of its basic operating principles, such as the means for sensing rotor position and the means for varying motor speed, are disclosed in U.S. Pat. No. 4,162,435, which is incorporated herein by reference. The motor drive 32 used in the preferred embodiment of the invention is a General Electric Model X-
It is 8794700AHGO3.

モータ駆動体32はロータ位置フィードバック信号36
に応答してモータ28を電子的に整流し、比較的低い電
圧速度命令信号42に応答してモータの供給電圧34を
コントロールする。その命令信号42はオプトカプラー
(optcoupler )によって供給電圧34から
電気的に絶縁される。約5〜24ポルトの一定の大きさ
の直流電圧を有し、可変仕事率周期を有する速度命令信
号42は、マイクロコンピュータ回路46とインターフ
ェイス回路48とで成るコントローラー12によって生
しる。好ましい実施例では、三菱5743マイクロコン
ピユータを使用しているけれども、インテル8751及
び8022もまた、有効に使用されており、その他、種
々のマイクロコンピュータも使用できる。回路48はマ
イクロコンピュータ46と例えば温度設定点信号50の
ような種りのインプット信号との間にインターフェイス
を与える。
Motor driver 32 receives rotor position feedback signal 36
The motor 28 is electronically commutated in response to the motor 28 and the motor supply voltage 34 is controlled in response to the relatively low voltage speed command signal 42. The command signal 42 is electrically isolated from the supply voltage 34 by an optocoupler. A speed command signal 42 having a constant magnitude DC voltage of approximately 5 to 24 volts and having a variable power period is produced by controller 12 comprising a microcomputer circuit 46 and an interface circuit 48. Although the preferred embodiment uses a Mitsubishi 5743 microcomputer, Intel 8751 and 8022 microcomputers are also useful, and a variety of other microcomputers can be used. Circuit 48 provides an interface between microcomputer 46 and various input signals, such as a temperature set point signal 50.

インターフェイス回路48は比較的複雑でない回路であ
るので、第1図に示すその制御図から容易に理解できる
ものである。回路48は別個の集積回路部材の組合わせ
を有する。しかしながら、別個の電子部材だけを使って
基本的にはこれと同じ回路を再現できることも、この技
術に熟達した人々にとって明らかであろう。回路48は
快適ゾーンの実際の温度を、所望のゾーン温度を表わす
設定点温度に比較する合計用中継部52を有する。
Interface circuit 48 is a relatively uncomplicated circuit and is easily understood from its control diagram shown in FIG. Circuit 48 includes a combination of discrete integrated circuit components. However, it will also be apparent to those skilled in the art that essentially this same circuit can be recreated using only separate electronic components. Circuit 48 includes a summing relay 52 that compares the actual temperature of the comfort zone to a set point temperature representative of the desired zone temperature.

この好ましい実施例において、ゾーン温度は、快適ゾー
ンに関連したサーミスターによって生じるゾーン温度フ
ィードバック信号54によってインターフェイス回路4
8へ送られ、温度設定点信号50を出す手段としてデジ
タルキーボード56が使用される。しかしながら、ゾー
ン温度を感知し、温度の設定点信号を出すために多数の
等しく有効な手段があることは、この技術に熟達した人
々にとって明白であろう。
In this preferred embodiment, the zone temperature is determined by the interface circuit 4 by a zone temperature feedback signal 54 generated by a thermistor associated with the comfort zone.
8 and a digital keyboard 56 is used as a means for issuing temperature set point signals 50. However, it will be apparent to those skilled in the art that there are many equally effective means for sensing zone temperature and providing temperature set point signals.

ゾーン温度をその設定点に比較する際、合計用中継部5
2は、ゾーン温度とその設定点との間の差異を表わす温
度誤差信号58を発生する。その温度誤差信号58は移
送機能部60.62へ送られ、その誤差信号58に基づ
いて移送機能部は、それぞれ、冷却用と加熱用の所望の
コンプレッサ速度信号64.64’を発生させる。移送
機能60゜62の特性は単なる設計選択の問題であり、
特定の冷却システムの据え付は次第で′決まるものであ
る。有効な移送機能の簡単な例は、温度誤差58にゲイ
ンを乗じて、そこで生じた積に既定の定数を加えるとい
う比例コントロールである。その他の有効な移送a能と
しては、インテグラルコントロール、”PID”、ルッ
クアップテーブル、或いはこの好ましい実施例における
ように、比例プラスインテグラルコントロールが含まれ
る。
When comparing the zone temperature to its set point, the summation relay 5
2 generates a temperature error signal 58 representing the difference between the zone temperature and its set point. The temperature error signal 58 is sent to a transfer function 60.62, which based on the error signal 58 generates desired compressor speed signals 64.64' for cooling and heating, respectively. The characteristics of the transfer function 60°62 are simply a matter of design choice;
The specific cooling system installation is up to you. A simple example of a useful transfer function is a proportional control that multiplies the temperature error 58 by a gain and then adds a predetermined constant to the resulting product. Other useful transport capabilities include integral control, "PID", look-up tables, or, as in this preferred embodiment, proportional plus integral control.

様弐選沢スイッチ66の位置次第で、所望のコンプレッ
サの速度信号64又は64′の1つがパルス幅調整(P
 W M )インプット信号としてマイクロコンピュー
タ回路46へ送られる。マイクロコンピュータ回路46
はまた、コンプレッサ14の実際の速度を表わす速度フ
ィードバック信号68を受信する。コンプレッサの速度
を感知し、それに応答してフィードバック信号を発生さ
せる手段はいろいろある。その1つの例が、コンプレッ
サか、或いはそのモータに接続した発電機型、又は交流
発電器型タコメータによるものである。そのタコメータ
は、その振幅や周波数がコンプレッサの速度に比例する
よう・な電圧を発生させる。もうひとつの例は、光学的
センサーを使ったり、或いは成る他の型の近接センサ、
例えばホール効果を用いたものを使用することによって
時間との関係でロータの回転を計数するデジタルタコメ
ータである。この好ましい実施例に使用した方法は、駆
動装置27がモータの供給線40の中で電気の供給30
を切り換える時、コンプレッサ駆動装置27内から生じ
た電気パルスを成る時間にわたって計数することを伴う
Depending on the position of the switch 66, one of the desired compressor speed signals 64 or 64'
W M ) is sent to the microcomputer circuit 46 as an input signal. Microcomputer circuit 46
also receives a speed feedback signal 68 representative of the actual speed of compressor 14. There are various means of sensing compressor speed and generating a feedback signal in response. One example is with a generator-type or alternator-type tachometer connected to the compressor or its motor. The tachometer generates a voltage whose amplitude and frequency are proportional to the speed of the compressor. Another example is the use of optical sensors or other types of proximity sensors,
For example, a digital tachometer that counts the revolutions of the rotor in relation to time by using the Hall effect. The method used in this preferred embodiment is such that the drive 27 is connected to the electrical supply 30 in the motor supply line 40.
switching involves counting the electrical pulses generated from within the compressor drive 27 over a period of time.

所望のコンプレッサ速度信号64又は64′とコンプレ
ッサフィードバック信号68とに応答して、コントロー
ラ12はPWM速度命令信号42を発生させ、この信号
は、第2図に示す関数に従ってコンプレッサ14の速度
を制御する。この図面において、パルス幅が30%とい
う既定の最小値より小さいか又は90%という既定の最
大値より大きい時、速度命令信号42がゼロとなる点で
、この関数は不連続であることがわかる。その結果、コ
ンプレッサ14は速度命令信号42を運ぶ電線が短絡す
る時又は接続を断つ時、停止する。この特徴は、コンプ
レッサを停止させる簡単な手段を提供するばかりでなく
、極端な温度、圧力或いは電流に応答してコンプレッサ
を停止させる直列で接続したトリップスイッチ70を設
置するた゛めに都合のよい位置づけを与える。温度がモ
ニターされる所は、コンプレッサシェルの外面、コンプ
レッサシェルに取付けられた端子箱、モータ駆動体32
に含まれる電子装置であるが、この他にもある。しかし
ながら、トリップスイッチ70は、5〜24ボルトを運
ぶ低電圧ラインでもある速度フィードバックライン68
に位置づけることもできる。また30%値と90%値は
0%〜100%のいかなる既定値にも変えることができ
る。
In response to the desired compressor speed signal 64 or 64' and compressor feedback signal 68, controller 12 generates a PWM speed command signal 42, which controls the speed of compressor 14 according to the function shown in FIG. . In this figure, it can be seen that this function is discontinuous in that the speed command signal 42 is zero when the pulse width is less than a predetermined minimum value of 30% or greater than a predetermined maximum value of 90%. . As a result, compressor 14 shuts down when the wire carrying speed command signal 42 shorts or disconnects. This feature not only provides a simple means of shutting down the compressor, but also provides convenient positioning for installing a series connected trip switch 70 that shuts down the compressor in response to extreme temperatures, pressures, or currents. give. Temperature is monitored at the outer surface of the compressor shell, the terminal box attached to the compressor shell, and the motor drive body 32.
This includes electronic devices, but there are others as well. However, trip switch 70 is connected to speed feedback line 68, which is also a low voltage line carrying 5 to 24 volts.
It can also be positioned in Also, the 30% value and 90% value can be changed to any predetermined value between 0% and 100%.

速度命令信号42を出すために、コントローラ12は、
第3図に示すアルゴリズムに従って作動する。このアル
ゴリズムに入ると、制御ブロック72はモータの過誤の
有無を決定する。もし過誤があれば、フローチャートの
最後へ制御が向けられ、そこで種々のタイマー及びカウ
ンターがブロック?4,76.78の所でゼロにリセッ
トされる。プログラムの終わり80に達すると、自動的
に中断が始まり、そのプログラムは再びブロック72に
入る。この周期はモータの過誤が手でリセットされるま
で、即ち過誤が直るまで反復する。
To issue the speed command signal 42, the controller 12:
It operates according to the algorithm shown in FIG. Upon entering this algorithm, control block 72 determines if there is a motor fault. If there is an error, control is directed to the end of the flowchart where the various timers and counters are blocked. It is reset to zero at 4,76.78. When the end of the program 80 is reached, an automatic interruption begins and the program reenters block 72. This cycle repeats until the motor fault is manually reset, ie, the fault is corrected.

モータの過誤が設定されなければ、ブロック82と84
でそれぞれ示される変数TRll5PDとC?ID5P
Dは、初期速度値、ゼロとなる。 TRUSPDはコン
プレッサ14の実際の速度を表わすデジタル値であり、
CMDSPDはモータ駆動体32へ送られる速度命令信
号42に対応し、前記モータ駆動体32はコンプレッサ
モータ28の速度を制御する。次のブロック86は速度
カウンタを開始させ、これはモータ駆動体32がモータ
28を整流する時、そのモータ駆動体32が出すパルス
を連続的に計数する。
If no motor fault is set, blocks 82 and 84
The variables TRll5PD and C? are respectively indicated by ID5P
D is the initial velocity value, which is zero. TRUSPD is a digital value representing the actual speed of the compressor 14;
CMDSPD corresponds to a speed command signal 42 sent to motor driver 32, which controls the speed of compressor motor 28. The next block 86 starts a speed counter, which continuously counts the pulses that motor driver 32 emits as it commutates motor 28 .

モータ28の速度に比例した周波数で発生するパルスは
、モータ速度フィードバック信号6日を表わす。コンプ
レッサの速度(TRUSPD)は、決定ブロック90に
よって示されるように、0.9秒間にわたってパルスを
計数することによって決定される。ブロック92には、
変数” PULSES″が示され、その値は最後の0.
9秒間のインターバルで計数されたパルスの数を表わす
。この値はそれからブロック94で速度(TRUSPD
)に変換される。ブロック96.98は0.9秒タイマ
ーと速度カウンタをゼロにリセットし、その速度カウン
タは自動的にもうひとつの組のパルスを計数し始め、次
のコンプレッサの速度の読みを決定する。
The pulses generated at a frequency proportional to the speed of motor 28 represent the motor speed feedback signal. The compressor speed (TRUSPD) is determined by counting pulses over 0.9 seconds, as indicated by decision block 90. In block 92,
The variable "PULSES" is shown and its value is the last 0.
Represents the number of pulses counted in a 9 second interval. This value is then set to the speed (TRUSPD) in block 94.
) is converted to Block 96.98 resets the 0.9 second timer and speed counter to zero, and the speed counter automatically begins counting another set of pulses to determine the next compressor speed reading.

−旦、TRIJSPDが決定されると、決定ブロック1
00と102はコンプレッサの速度が1800〜720
0PPMの所定の速度制限の範囲内にあるか否かを決定
する。もし範囲内になければ、速度問題が生じ、その極
端な速度状態が後述するように、速度の上限に達するコ
ンプレッサ速度か、下限に達するコンプレッサ速度かに
よって、ブロック142,144,146,148.1
50か、或いはブロック142,126のいづれかによ
って矯正作用が行われる。TRUSPDが1800〜7
200PPMの範囲内にあるとすれば、決定ブロック1
06は0.2秒毎に、速度制御作用が行われるようにす
る。
- Once TRIJSPD is determined, decision block 1
00 and 102 have compressor speeds of 1800 to 720
Determine if you are within a predetermined speed limit of 0 PPM. If not, a speed problem occurs and the extreme speed condition is determined by blocks 142, 144, 146, 148.
Corrective action is performed by either block 50 or blocks 142 and 126. TRUSPD is 1800~7
If it is within 200 PPM, decision block 1
06 causes the speed control action to be performed every 0.2 seconds.

即ち、新しい命令速11 (CMDSPD)が計算され
、それは0.2秒毎に、モータ28の速度を変えるため
にモータ駆動体32へ供給される。0.2秒の間隔毎に
、0.2秒タイマーがブロック108によってゼロにリ
セットされ、マイクロコンピュータ回路46はインター
フェイス回路48が出す所望の速度信号64又は64′
を読みとり、ブロック110の変数5ETSPDへその
デジタル値を与える。ブロック112,114は5ET
SPD値を制限して、1950〜6950RPMの範囲
内にとどまるようにする。ブロック116は変数5PD
ERRをRTUSPD−(マイナス) 5ETSPDに
等しくなるように定める。
That is, a new commanded speed 11 (CMDSPD) is calculated and supplied to the motor driver 32 to change the speed of the motor 28 every 0.2 seconds. At every 0.2 second interval, the 0.2 second timer is reset to zero by block 108 and the microcomputer circuit 46 receives the desired speed signal 64 or 64' provided by the interface circuit 48.
and gives its digital value to variable 5ETSPD of block 110. Blocks 112 and 114 are 5ET
Limit the SPD value to stay within the range of 1950-6950 RPM. Block 116 is variable 5PD
Set ERR to be equal to RTUSPD - (minus) 5ETSPD.

これは実際のコンプレッサ速度TRUSPDと所望の速
度5ETSPDとの間の差を表わす。5PDERRが許
容範囲、即ちデッドバンドの範囲内にあれば、+4〜−
4のデッドバンドを有する決定ブロック118で示すよ
うに速度制御を変化させる必要はない。このデッドバン
ドをこえると、CM[1SPDは別の段階で適切に増減
するが、その新しい値は1800及び7200RPMに
対応するデジタル値として保管される速度制限の範囲内
に制限される。CMDSPDの新しい値の計算は、制御
ブロック120,122゜124.126,128によ
って行われ、その後、制御はブロック130へ移る。ブ
ロック130は速度の過誤を取り除いて、過誤カウンタ
ーをゼロにリセットする。速度の過誤とカウンターにつ
いては、後述する。計算されたCMDSPDがブロック
132によってPWM信号42に変換され、ブIコック
134の結果、モータ駆動体32へ送られる前に、コン
プレッサ28が実際に作動しているが否かを確かめるた
めにコントローラをチェンジする。これは外部の゛°コ
ンプレッサ、ON’”信号がマイクロコンピュータ46
へ送られたかどうかを決定する決定ブロック136によ
って達成される。
This represents the difference between the actual compressor speed TRUSPD and the desired speed 5ETSPD. If 5PDERR is within the allowable range, that is, within the dead band, +4 to -
There is no need to change the speed control as shown by decision block 118 with a dead band of 4. Beyond this deadband, CM[1 SPD increases or decreases appropriately in another step, but its new value is limited within the speed limits stored as digital values corresponding to 1800 and 7200 RPM. The calculation of the new value of CMDSPD is performed by control blocks 120, 122, 124, 126, 128, after which control passes to block 130. Block 130 removes the speed error and resets the error counter to zero. Speed errors and counters will be discussed later. The calculated CMDSPD is converted to a PWM signal 42 by block 132 and sent to the motor drive 32 as a result of the block I cock 134, which causes the controller to check whether the compressor 28 is actually operating. Change. This is an external compressor, and the ON' signal is from the microcomputer 46.
This is accomplished by decision block 136, which determines whether the data has been sent to the server.

コンプレンサON信号が存在しなければ、CHDSPD
はブロック138の所でゼロに変わり、そのコンプレッ
サはブロック138,132,134により停止するよ
うに命令される。その後、速度の過誤が存在しなければ
、制j11はその後、決定ブロック140を通ってブロ
ック90へ戻る。コンプレッサON信号が存在すれば、
CMDSPDはブロック122.124,126.12
8によって計算された値を保持し、CMDSPDは、P
WM信号42に変換され、この信号はブロック132,
134で示すようにモータ駆動体32へ送られる。速度
過誤が存在しなければ、制御はそれからブロック90へ
戻る。
If the compressor ON signal is not present, CHDSPD
changes to zero at block 138 and the compressor is commanded to stop by blocks 138, 132, and 134. Thereafter, if there is no speed error, control j11 then returns to block 90 through decision block 140. If the compressor ON signal exists,
CMDSPD blocks 122.124, 126.12
8, CMDSPD holds the value calculated by P
WM signal 42, this signal is transmitted to block 132,
The signal is sent to the motor drive body 32 as shown at 134. If no speed error exists, control then returns to block 90.

前述のように、速度問題は決定ブロック100゜102
によって決定される。決定ブロック100によって認識
されるように、過速度状態が生じる場合、決定ブロック
142が制御を矯正作用へ向ける、即ち、制御ブロック
126によってコンプレッサ速度を減退させるようにす
る。しかしながら、たとえCHDSPDが180ORP
Mの設計上の最低限界まで低下しても過速度状態が尚、
存在するといった具合に、次の速度チエツクでその試み
がうまくいかなかったことが判った場合、決定ブロック
142はその制御をブロック144へ向ける。
As mentioned above, the speed problem is determined by decision blocks 100 and 102.
determined by As recognized by decision block 100, if an overspeed condition occurs, decision block 142 directs control to corrective action, ie, causes control block 126 to reduce the compressor speed. However, even if CHDSPD is 180 ORP
Even if M is reduced to the lowest design limit, the overspeed condition still exists.
If the next speed check indicates that the attempt was unsuccessful, such that there is, then decision block 142 directs control to block 144.

ブロック144は速度過誤を設定し、ブロック146は
速度過誤カウンタのカウントを増加させる。そのカウン
タの値がブロック14Bで示すように、10という所定
の制限値をこえると、ブロック150はモータの過誤を
設定し、これがコンプレッサを停止させる。そのプログ
ラムは再び、ブロック74.76.78.80へ入り、
もうひとつの中断を開始する。しかしながら、コンプレ
ッサはモータの過誤が手でリセットされるまでは再び始
動することはない、過誤カウンタの値が10より小さい
場合、ブロック138はCHDSPDにゼロ値を割当て
るので、これによってコンプレッサが停止するが、それ
はブロック140,152で示すように、7分間の所定
の時間の遅延の間だけである。、7分間経過すると、コ
ンプレッサは、コンプレッサON信号が存在する限り、
自動的に再始動する。
Block 144 sets the speed error and block 146 increments the speed error counter. If the value of that counter exceeds a predetermined limit of 10, as shown by block 14B, block 150 sets a motor fault, which causes the compressor to stop. The program again enters block 74.76.78.80,
Begin another interruption. However, the compressor will not start again until the motor fault is manually reset; if the fault counter value is less than 10, block 138 assigns a zero value to CHDSPD, which will stop the compressor. , which is only for a predetermined time delay of 7 minutes, as shown in blocks 140 and 152. , after 7 minutes, the compressor will turn on as long as the compressor ON signal is present.
Automatically restart.

決定ブロック102によって決定されるように、速度不
足状態が存゛在する場合、速度を上げる試みは行われず
、コンプレッサは決定ブロック148次第で、ブロック
144,146,148,138゜132.134を介
して、或いはブロック144゜146.148,15.
0を介して停止する。速度不足状態となると、不適切な
潤滑によってtn Qする可能性をな(すために、コン
プレッサは直ちに停止される。
If an underspeed condition exists, as determined by decision block 102, no attempt is made to speed up and the compressor is redirected to or block 144°146.148,15.
Stop via 0. In the event of an underspeed condition, the compressor is immediately shut down to avoid the possibility of tnQ due to inadequate lubrication.

前述のアルゴリズムは好ましい実施例の総合的制御機構
を説明しており、種々のハードウェア及びソフトウェア
の変形も本発明の範囲内にあることは、この技術に熟達
した人々にとって明らかである6例えば、アルゴリズム
の多くの部分はマイクロコンピュータそれ自体により容
易に分層され、ブロック144,146,148.15
0で成るモータ過誤回路のような周囲回路に含まれ、ブ
ロック152が7分間の時間的遅延を生じ、ブロック1
10.134によって達成されるように、デジタル信号
がパルス幅調整信号に変換され、或いはその逆も行われ
、さらに、制御アルゴリズムを開始させる中断が外部で
行われる、例えば、インターフェイス回路48に関連し
た制御アルゴリズムが第3図のアルゴリズムのために中
断を与え、これが順次回路48のために中断を与える。
It will be apparent to those skilled in the art that the foregoing algorithm describes the overall control mechanism of the preferred embodiment, and that various hardware and software variations are also within the scope of the invention6, for example: Many parts of the algorithm are easily layered by the microcomputer itself, and blocks 144, 146, 148.15
0, block 152 causes a 7 minute time delay, and block 1
10.134, the digital signal is converted into a pulse-width adjustment signal, or vice versa, and furthermore, the interruption that initiates the control algorithm is made externally, e.g. associated with the interface circuit 48. The control algorithm provides a break for the algorithm of FIG. 3, which provides a break for the sequential circuit 48.

ブロック82,84,90,100,102,106゜
112.114,118.148に限定されるもののよ
うに、所定のデジタル値の多くを変化させうることもま
た、明らかであり、そうすることが好ましい場合もある
It is also clear that many of the predetermined digital values can be varied, such as those limited to blocks 82, 84, 90, 100, 102, 106° 112.114, 118.148, and that doing so is In some cases it may be preferable.

前述の制御機構は冷却システムの診断様式中に無効にす
ることもできる。その診断様式において、技師が通常コ
ントローラ12から出る信号42を取り出し、これを容
易に入手できる供給源からの低電圧交流信号(25ボル
ト以下)に置きかえる。
The aforementioned control mechanisms may also be disabled during a diagnostic modality of the cooling system. In that diagnostic modality, a technician typically takes the signal 42 from the controller 12 and replaces it with a low voltage alternating current signal (25 volts or less) from a readily available source.

モータ駆動体32と直列をなすダイオードが、前記交流
信号を7、約50%の一定の仕事率周期をもつパルス直
流信号に変換する。
A diode in series with the motor driver 32 converts the AC signal into a pulsed DC signal with a constant power period of about 7.50%.

ここで第1図を参照すれば、本発明の好ましい実施例が
示され、それは可変速屋内ファン26をコンプレッサモ
ータ28に類似した第2プラツシユレス直流モータ15
4で駆動することによって変形することができる。ファ
ンモータ154はコントローラ12が出す第2PWM速
度命令信号15Bに応答してその速度を変えるためにモ
ータ駆動装置156によって電子的に整流される。ファ
ン26の速度は、第4図に示すように、コンブレッサ速
度の関数として制御される。冷却様式の関数160(第
4図)はインプット162(第1図)により与えられ、
加熱様式の関数164(第4図)は、インプット166
(第1図)によって与えられる。様式選択スイッチ16
8は、モータ駆動装置E156へのファン速度命令信号
(コンプレッサのCMDSPDに似た)158を計算す
るためにいずれの関数160か164を使用するがを決
定する。
Referring now to FIG. 1, a preferred embodiment of the present invention is shown in which a variable speed indoor fan 26 is connected to a second plasticless DC motor 15 similar to a compressor motor 28.
It can be deformed by driving with 4. Fan motor 154 is electronically commutated by motor drive 156 to vary its speed in response to a second PWM speed command signal 15B issued by controller 12. The speed of fan 26 is controlled as a function of compressor speed, as shown in FIG. Cooling modality function 160 (Figure 4) is provided by input 162 (Figure 1);
The heating mode function 164 (FIG. 4) is input to input 166.
(Figure 1). Style selection switch 16
8 determines which function 160 or 164 to use to calculate the fan speed command signal 158 (similar to a compressor's CMDSPD) to motor drive E 156.

第4図に示すように、関数160と164は目的に異な
る傾斜を存し、傾斜174は傾斜176より大きい。言
い換えれば、コンプレッサ速度に対するファン速度の比
は、冷却様式の方が加熱様式の場合より大きい、この事
は冷却様式において、冷却容量に対する屋内ファンの空
気の流量比の比率をほぼ一定にしくCFM/TOHの比
が一定)、加熱様式において、屋内気流の温度をほぼ一
定にする。
As shown in FIG. 4, functions 160 and 164 have different slopes for purposes, with slope 174 being greater than slope 176. In other words, the ratio of fan speed to compressor speed is greater in the cooling mode than in the heating mode, which means that in the cooling mode, the ratio of the indoor fan air flow rate to the cooling capacity is approximately constant and CFM/ (TOH ratio is constant), the temperature of the indoor airflow is approximately constant in the heating mode.

第1図に示すように、この基本的冷却システムは、その
速度が、コンプレッサ14の速度を制御するのに使用さ
れるのと同じ信号であるPWM速度命令信号42に応答
して制御されるようになった可変速屋外ファン17 ’
0を含むようにさらに変形される。
As shown in FIG. 1, this basic refrigeration system is such that its speed is controlled in response to a PWM speed command signal 42, which is the same signal used to control the speed of compressor 14. Variable speed outdoor fan 17'
It is further modified to include 0.

本発明は好ましい実施例に関連して説明されているけれ
ども、その変形例はこの技術に熟達した人々にとって明
らかであろう。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲
によって決定される。
Although the invention has been described in conjunction with a preferred embodiment, variations thereof will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the scope of the invention is determined by the claims that follow.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の概略模式図、 第2図はコンプレッサの速度とその制御用PW11信号
との間の関係を示すグラフ、 第3図は本発明の制御アルゴリズム、 第4図は冷却様式と加熱様式との両方において、屋内フ
ァンの速度とコンプレッサの速度との間の関係を示すグ
ラフである。 〔符  号  の  説  明〕 10・・・ヒートポンプシステム 12・・・冷却システムのコントローラ14・・・可変
速コンプレッサ 16・・・屋外熱交換器   18・・・膨張弁20・
・・屋内熱交換器   22・・・冷却回路24・・・
逆転弁 27・・・可変速コンプレッサ駆動装置28・・・ブラ
シレス直流モータ 30・・・電気供給体    32・・・モータ駆動体
34・・・供給電圧 36・・・位置フィードバック信号 38・・・巻き       40・・・供給線42・
・・速度命令信号 46・・・マイクロコンピュータ回路 48・・・インターフェイス回路 50・・・温度設定点信号  52・・・合計用中継部
58・・・温度誤差信号   60.62・・・移送機
能部70・・・トリップスイッチ 72.120,122,124,126,128・・・
制御卸フ゛ロック74.76.78・・・ブロック 90、100.102.106.118・・・決定ブロ
ック92.94.96,98,108,110.112
,114,126,142,144゜146、148.
150 ・・・ブロックPfT望い層内ファン遠度 CFM コツプレー、す。速度命令 PPM  (CHDSPC)) ン゛
Fig. 1 is a schematic diagram of the present invention; Fig. 2 is a graph showing the relationship between compressor speed and its control PW11 signal; Fig. 3 is a control algorithm of the present invention; Fig. 4 is a diagram showing the cooling mode and 2 is a graph showing the relationship between indoor fan speed and compressor speed in both heating modalities. [Explanation of symbols] 10... Heat pump system 12... Cooling system controller 14... Variable speed compressor 16... Outdoor heat exchanger 18... Expansion valve 20.
...Indoor heat exchanger 22...Cooling circuit 24...
Reversing valve 27...Variable speed compressor drive device 28...Brushless DC motor 30...Electricity supply body 32...Motor drive body 34...Supply voltage 36...Position feedback signal 38...Windling 40... Supply line 42.
...Speed command signal 46...Microcomputer circuit 48...Interface circuit 50...Temperature set point signal 52...Summing relay section 58...Temperature error signal 60.62...Transfer function section 70... Trip switch 72.120, 122, 124, 126, 128...
Control block 74.76.78...Block 90, 100.102.106.118...Decision block 92.94.96, 98, 108, 110.112
, 114, 126, 142, 144° 146, 148.
150...Block PfT Desired In-layer Fan Distance CFM Tips Play. Speed command PPM (CHDSPC))

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、a)密閉シェルに配置されるコンプレッサと、屋外
熱交換器と、膨張装置と、屋内熱交換器と、それらの全
ては直列で接続し、快適ゾーンの温度を調節するため密
閉シールされた冷却回路で成る事と、 b)ゾーン温度の設定点と、前記快適ゾーンの温度とに
応答してパルス幅調整速度命令信号を発生させる冷却シ
ステムコントローラーと、c)前記パルス幅調整速度命
令信号に応答して以下のようになるように制御される可
変速コンプレッサモータと、 i)前記速度命令信号のパルス幅が所定の下方パルス幅
範囲内にある時、前記モータが非加勢状態にあり、 ii)前記速度命令信号の前記パルス幅が所定の上方パ
ルス幅範囲内にある時、前記モータが非加勢状態にあり
、 iii)前記速度命令信号の前記パルス幅が前記上方範
囲と下方範囲との間にある所定の中間範囲内にある時、
前記パルス幅の関数として前記モータの速度が変化する
ように制御される事とで成る、冷却システム。 2、前記屋内熱交換器に関連した可変速屋内ファンを有
し、そのファンの速度は、第2パルス幅調整速度命令信
号に応答して変化する事を特徴とする、請求項2に記載
の冷却システム。 3、前記システムは、加熱様式、又は冷却様式で選択的
に作動し、前記コントローラは前記コンプレッサモータ
の速度と前記屋内ファンの速度を制御して、コンプレッ
サ速度に対するファン速度の比率が前記冷却様式の場合
における方が前記加熱様式の場合よりも大きくなるよう
にすることを特徴とする、請求項2に記載の冷却システ
ム。 4、前記パルス幅調整速度命令信号が直流信号であるこ
とを特徴とする、請求項1に記載の冷却システム。 5、前記システムは診断様式で選択的に作動し、前記コ
ンプレッサのモータは前記冷却システムが前記診断様式
にある時、交流速度命令信号に応答して制御されること
を特徴とする、請求項4に記載の冷却システム。 6、前記パルス幅調整速度命令信号はオプトカプラーを
横切って運ばれることを特徴とする、請求項1に記載の
冷却システム。 7、前記パルス幅調整速度命令信号は、前記冷却システ
ムに生じる過誤に応答して開くトリップスイッチを介し
て運ばれることを特徴とする、請求項1に記載の冷却シ
ステム。 8、前記パルス幅調整信号に応答してその速度が変化す
る可変速屋外ファンを有することを特徴とする、請求項
2に記載の冷却システム。 9、a)密閉シェルに配置されたコンプレッサと、屋外
熱交換器と、膨張装置と、屋内熱交換器と、それらの全
ては連続して接続し、快適ゾーンの温度を調節するため
密閉シール冷却回路で成る事と、b)前記快適ゾーンの
温度を表わす温度フィードバック信号を出す温度センサ
ーと、 c)前記ゾーンの所望の温度を表わす温度設定点信号を
出す装置と、 d)前記コンプレッサを駆動する可変速電気モータの実
際の回転速度を感知し、モータの実際の回転速度を表わ
すモータ速度フィードバック信号を出す速度感知装置と
、 e)前記温度フィードバック信号、前記温度設定点信号
及び前記モータ速度フィードバック信号に応答してその
パルス幅が変化するようなパルス幅調整信号を発生する
装置と、 f)前記モータのロータの回転位置を感知し、その回転
位置に応答してロータの位置フィードバック信号を出す
位置感知装置と、 g)前記モータへ供給電気を運び、前記パルス幅調整信
号と前記ロータの位置フィードバック信号とに応答して
前記供給電気を調節するモータ駆動体とで成る冷却シス
テム。 10、前記モータ駆動体は前記パルス幅調整信号に応答
して前記モータの速度を変化させ、前記ロータの位置フ
ィードバック信号に応答して前記モータを電子的に整流
することを特徴とする、請求項9に記載の冷却システム
。 11、前記モータ駆動体は、前記パルス幅調整信号のパ
ルス幅が所定の最低幅より小さい時、その電気供給を中
断することによって前記モータを停止させることを特徴
とする、請求項9に記載の冷却システム。 12、前記モータ駆動体は、前記パルス幅調整信号のパ
ルス幅が所定の最大幅より大きい時、その電気供給を中
断することによって前記モータを停止させることを特徴
とする、請求項9に記載の冷却システム。 13、前記パルス幅調整信号はオプトカプラーによって
モータの電気供給から隔離されることを特徴とする、請
求項9に記載の冷却システム。 14、前記冷却システムに生じる過誤に応答して前記パ
ルス幅調整信号を中断するため前記モータの電気供給か
ら切り離された低電圧ラインに接続したトリップスイッ
チを有することを特徴とする、請求項9に記載の冷却シ
ステム。 15、前記過誤は冷媒圧が所定の圧力限界に達した状態
であることを特徴とする、請求項14に記載の冷却シス
テム。 16、前記トリップスイッチは所定の温度の限界の感知
に応答して開くようになった温度応答スイッチであるこ
とを特徴とする、請求項14に記載の冷却システム。 17、前記過誤はモータの電気供給の電流が所定の電流
限界をこえたこととして限定されることを特徴とする、
請求項14に記載の冷却システム。 18、前記システムはそこを通って熱力学的状態が変化
するような冷媒を含み、さらに、前記モータで駆動され
るコンプレッサを始動させるように試みる装置を含むが
、その装置は前記モータが前記速度感知装置によって指
示されるように連続回転しない場合には、所定の時間の
経過後に前記試みを断ち、前記モータの始動時、次の試
みを行う前にもうひとつの所定の期間を自動的に待つよ
うになっており、それによって、前記モータの始動を反
復して試み、前記モータが連続的に回転するか、又は、
不成功の始動試みの数がシステムの過誤を示す所定数に
達するか、そのいずれが生じてもとにかく両者のうち早
い方が生じるまで、前記冷媒の前記熱力学的状態と前記
ロータの回転位置とを不成功の始動試みの間で変化させ
ることができることを特徴とする、請求項9に記載の冷
却システム。 19、前記屋内熱交換器に関連した可変速ファンをさら
に含み、そのファンは第2パルス幅調整信号に応答して
その速度が変化するブラシレス直流電気モータによって
駆動されることを特徴とする、請求項9に記載の冷却シ
ステム。 20、その速度が前記パルス幅調整信号に応答して変化
する可変速屋外ファンをさらに含むことを特徴とする、
請求項9に記載の冷却システム。 21、前記システムは加熱様式で、或いは冷却様式で選
択的に作動し、前記ファンと前記コンプレッサとの速度
に関して、コンプレッサの速度に対するファン速度の割
合は前記冷却様式の場合の方が前記加熱様式の場合より
大きいことを特徴とする、請求項19に記載の冷却シス
テム。 22、a)快適ゾーンの温度を感知し、 b)前記快適ゾーンの温度を所望のゾーン温度に比較す
ることによって温度誤差を決定し、c)その温度誤差の
関数として所望のコンプレッサ速度を誘導し、 d)可変速・ブラシレス直流電気モータによって駆動さ
れる冷却コンプレッサの実際の速度を感知し、 e)モータの非加勢状態の巻きによって生じる位置フィ
ードバック信号を感知することによって直流モータのロ
ータの回転位置を決定し、f)ロータの回転位置に応答
してモータを電子的に整流し、 g)所望のコンプレッサ速度を表わす第1デジタル値を
、実際のコンプレッサ速度を表わす第2デジタル値に比
較し、それによって、コンプレッサに、別個の制限のあ
るインクレメントの速度で作動するように命令するデジ
タル命令速度値を誘導する事と、 h)所定の速度制限を表わす第3デジタル値をマイクロ
コンピュータに保管し、 i)モータの実際速度が所定の速度制限に達することを
特徴とするような極端な速度状態が生じた場合には、そ
れを認識し、 j)極端な速度状態が存在しない場合、デジタル命令速
度値を、制限のある別個のインクレメントに変化させる
ことによってコンプレッサの速度を変化させ、 k)極端な速度状態が存在する場合、デジタル命令速度
値を別個のインクレメントに変化させることによってそ
の極端な速度状態の矯正を試み、l)極端な速度状態を
矯正する試みの段階が不成功に終わる場合、モータを非
加勢状態にする段階で成る冷却システムの制御方法。 23、冷媒の熱力学的状態に応答して冷却システムを通
る冷媒の流れを調整するため膨張弁を使用する段階を含
むことを特徴とする、請求項22に記載の方法。 24、コンプレッサの実際の速度を感知する段階は、モ
ータを電子的に整流した結果複数のモータ供給線の中で
、そのモータへ運ばれる電気供給を切りかえる度数を或
る時間にわたって計数することを含むことを特徴とする
、請求項22に記載の方法。 25、コンプレッサの速度がパルス幅調整信号に応答し
て変化するように、デジタル命令速度値をパルス幅調整
信号に変換する段階をさらに含むことを特徴とする、請
求項22に記載の方法。 26、パルス幅調整信号のパルス幅が所定の最低パルス
幅より小さい時、モータは非加勢状態にされることを特
徴とする、請求項25に記載の方法。 27、パルス幅調整信号のパルス幅が所定の最大パルス
幅より大きい時、モータは非加勢状態にされることを特
徴とする、請求項25に記載の方法。 28、パルス幅調整信号はオプトカプラーによってモー
タの電気供給から隔離されていることを特徴とする、請
求項25に記載の方法。 29、冷却システムに生じる過誤に応答するトリップス
イッチによりモータの電気供給を中断する段階をさらに
含み、前記トリップスイッチは、モータの電気供給電圧
より低い電圧をもった低電圧ラインに接続していること
を特徴とする、請求項22に記載の方法。 30、前記トリップスイッチは所定の温度限界の感知に
応答して開くことを特徴とする、請求項29に記載の方
法。 31、冷却システムの冷媒圧が所定の圧力限界に達する
ことを過誤と限定することを特徴とする、請求項29に
記載の方法。 32、前記過誤は、モータの電気供給の電流が所定の電
流限界をこえたことと限定されることを特徴とする、請
求項29に記載の方法。 33、冷却システムはそこを通って変化するような熱力
学的状態を有する冷媒を含み、さらに、モータで駆動さ
れるコンプレッサを始動させるように試みる段階を有す
るが、それは、速度感知段階によって指示されるように
、モータが連続回転しない場合、所定の時間の経過後、
その試みを断ち、そしてモータの始動時、次の試みをす
る前にもうひとつの所定の時間だけ自動的に待機し、そ
れによって、モータで駆動されるコンプレッサの始動を
反復して試み、その始動試みの不成功の数がシステムの
過誤を指示する所定数に達するまで、いずれが先であっ
ても、冷媒の熱力学的状態と、モータの回転位置とを、
不成功の始動試みの間で変化させることができることを
特徴とする、請求項22に記載の方法。 34、冷却システムは屋内熱交換器に関連した屋内ファ
ンを有し、さらに、第2パルス幅調整信号に応答して前
記ファンの速度を変化させる段階を含むことを特徴とす
る、請求項25に記載の方法。 35、前記ファンは第2ブラシレス直流モータによって
駆動されることを特徴とする、請求項34に記載の方法
。 36、冷却システムは加熱様式で、又は冷却様式で選択
的に作動し、さらにコンプレッサ速度に対するファン速
度の比率が冷却様式の場合の方が加熱様式の場合より大
きくなるように、コンプレッサとファンとの速度を変化
させる段階を有することを特徴とする、請求項34に記
載の方法。 37、冷却システムは屋外ファンを有し、さらに、前記
パルス幅調整信号に応答して屋外ファンの速度を変化さ
せる段階を含むことを特徴とする、請求項25に記載の
方法。 38、極端な速度状態の矯正を試みる前記段階は、モー
タの速度を所定の速度限界より小さい速度に低下させる
試みを伴うことを特徴とする、請求項22に記載の方法
。 39、極端な速度状態の矯正を試みる前記段階は、モー
タの速度を所定の速度限界より大きい速度まで上げる試
みを伴うことを特徴とする、請求項22に記載の方法。 40、a)蒸発器として機能する熱交換器を通って冷媒
の流れを調整する膨張弁と、 b)前記膨張弁と直列で接続し、快適ゾーンの温度を調
整するため屋内ファンと共働する屋内熱交換器と、 c)前記屋内熱交換器と直列で接続した屋外熱交換器と
、 d)前記屋内熱交換器を通って連続流で運ばれる冷媒を
圧縮する能力に、その速度が影響するような、密閉シー
ルされた冷却コンプレッサと、e)種々の容量を出すよ
うに種々の速度で前記コンプレッサを駆動するように接
続した可変速コンプレッサ駆動体と、そのコンプレッサ
駆動体は、モータ駆動体に電気的に接続したブラシレス
直流モータで成ることと、 f)前記快適ゾーンの温度を感知する温度センサーと、 g)前記快適ゾーンに所望の温度設定点を与える装置と
、 h)前記コンプレッサ駆動体と、前記温度センサーと、
所望の設定点温度を設定する前記装置とに電気的に接続
したコントローラと、そのコントローラは、そのコント
ローラに相互に関連する第1、第2、第3の閉鎖ループ
と、前記モータ駆動体と、前記直流モータと、前記温度
センサーとを含む制御機構内で作動する事と、 i)前記第1閉鎖ループは次のもので成る、即ち、 前記コントローラによって発生し、前記 コンプレッサ駆動体へ運ばれる速度命令信号と、前記直
流モータへ送られ、前記速度命令 信号に応答して変化する電圧及び周波数を有する電気供
給と、それによって前記コンプレッサの速度は前記速度
命令信号に応答して変化する事と、前記冷却システムに
よって発生し、前記 屋内ファンと共働する前記屋内熱交換器によりその温度
を調整するため前記快適ゾーンに作用する温度調節効果
と、その温度調節効果は前記コンプレッサの速度と共に
増大する事と、 前記快適ゾーンの温度を表わし、前記温 度センサーによって生じるゾーン温度フィードバック信
号と、そのゾーン温度フィードバック信号は前記速度命
令信号に影響するように前記コントローラへ戻され、そ
れによって前記第1閉鎖ループを閉鎖する事と、 ii)前記第2閉鎖ループは、前記コンプレッサの実際
の速度を表わす速度フィードバック信号に応答する前記
速度命令信号で成り、前記速度フィードバック信号は前
記コンプレッサ駆動体によって生じ、前記コントローラ
へ戻され、それによって前記第2閉鎖ループを閉鎖する
事と、 iii)前記第3閉鎖ループは、前記モータのロータの
回転位置を示すロータ位置フィードバック信号に応答し
て前記モータ駆動体から前記モータへ運ばれる前記電気
供給で成り、前記ロータ位置フィードバック信号は前記
モータ内から発生し、前記モータ駆動体へ戻され、それ
によって前記第3閉鎖ループを閉鎖すること;とで成る
、3つの相互に関係した制御閉鎖ループのもとで作動す
る冷却システム。 41、前記速度命令信号はパルス幅調整信号であること
を特徴とする、請求項40に記載の冷却システム。 42、前記パルス幅調整信号のパルス幅が所定の最低パ
ルス幅より小さい時、前記モータは非加勢状態におかれ
ることを特徴とする、請求項41に記載の冷却システム
。 43、前記パルス幅調整信号のパルス幅が所定の最大パ
ルス幅より大きい時、前記モータは非加勢状態にされる
ことを特徴とする、請求項41に記載の冷却システム。 44、前記モータへ送られる前記電気供給から前記パル
ス幅調整信号を隔離するオプトカプラーをさらに含むこ
とを特徴とする、請求項41に記載の冷却システム。 45、前記冷却システムで生じる過誤に応答して前記モ
ータを非加勢状態にするため前記電気供給から分離され
た低電圧ラインに接続したトリップスイッチをさらに含
むことを特徴とする、請求項40に記載の冷却システム
。 46、前記トリップスイッチは前記速度命令信号を運ぶ
ように接続していることを特徴とする、請求項45に記
載の冷却システム。 47、前記トリップスイッチは前記速度フィードバック
信号を運ぶように接続していることを特徴とする、請求
項45に記載の冷却システム。 48、前記コントローラは前記コンプレッサを始動させ
るように試みるが、前記速度フィードバック信号によっ
て示されるように、前記モータが連続的に回転しない場
合には、所定の時間経過した後、その試みを断つように
なっており、前記コントローラはさらに前記コンプレッ
サの始動時、次の試みを行う前にもうひとつの所定の時
間だけ自動的に待つことによって前記モータをゆすり、
そして、前記モータが連続回転するまで、又は不成功の
始動試みの回数がシステムの過誤を示す所定数に達する
まで、そのいずれか先のものが生じるまで前記冷媒の熱
力学的状態と、前記ロータの回転位置とを、不成功の始
動試みの間で変化させることができるようになっている
事を特徴とする、請求項40に記載の冷却システム。 49、前記屋内ファンは、その速度が第2パルス幅調整
信号に応答して変化するような第2ブラシレス直流電気
モータによって駆動されることを特徴とする、請求項4
0に記載の冷却システム。 50、前記冷却システムは加熱様式又は冷却様式で選択
的に作動し、前記ファンの速度と前記コンプレッサの速
度とは、コンプレッサの速度に対するファン速度の比率
が前記加熱様式の場合より、前記冷却様式の場合の方が
大きくなるように制御されることを特徴とする、請求項
49に記載の冷却システム。
[Claims] 1. a) A compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion device, and an indoor heat exchanger arranged in a closed shell, all of which are connected in series to regulate the temperature of the comfort zone. b) a cooling system controller for generating a pulse width adjusted speed command signal in response to a zone temperature set point and the temperature of the comfort zone; and c) a variable speed compressor motor that is controlled in response to a width-adjusted speed command signal such that: i) when the pulse width of said speed command signal is within a predetermined lower pulse width range, said motor is in a non-operational state; ii) the motor is in a non-energized state when the pulse width of the speed command signal is within a predetermined upper pulse width range, and iii) the pulse width of the speed command signal is within the upper range. within a predetermined intermediate range between and the lower range,
a cooling system wherein the speed of the motor is controlled to vary as a function of the pulse width. 2. A variable speed indoor fan associated with the indoor heat exchanger, the speed of the fan changing in response to a second pulse width adjusted speed command signal. cooling system. 3. The system selectively operates in a heating mode or a cooling mode, and the controller controls the speed of the compressor motor and the speed of the indoor fan such that the ratio of fan speed to compressor speed is in the cooling mode. 3. Cooling system according to claim 2, characterized in that the heating mode is larger than the heating mode. 4. The cooling system according to claim 1, wherein the pulse width adjustment speed command signal is a DC signal. 5. The system is selectively operated in a diagnostic mode, and the compressor motor is controlled in response to an AC speed command signal when the cooling system is in the diagnostic mode. Cooling system as described in. 6. The cooling system of claim 1, wherein the pulse width adjusted speed command signal is carried across an optocoupler. 7. The cooling system of claim 1, wherein the pulse width adjustment speed command signal is carried through a trip switch that opens in response to a fault occurring in the cooling system. 8. The cooling system of claim 2, further comprising a variable speed outdoor fan whose speed changes in response to the pulse width adjustment signal. 9.a) A compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion device, and an indoor heat exchanger arranged in a closed shell, all of which are connected in series and closed seal cooling to regulate the temperature of the comfort zone. b) a temperature sensor for providing a temperature feedback signal representative of the temperature of said comfort zone; c) a device for providing a temperature set point signal representative of a desired temperature of said zone; and d) driving said compressor. a speed sensing device for sensing the actual rotational speed of a variable speed electric motor and providing a motor speed feedback signal representative of the actual rotational speed of the motor; e) said temperature feedback signal, said temperature set point signal and said motor speed feedback signal; f) a position for sensing the rotational position of a rotor of the motor and for generating a rotor position feedback signal in response to the rotational position; a sensing device; and g) a motor driver for conveying an electrical supply to the motor and adjusting the electrical supply in response to the pulse width adjustment signal and the rotor position feedback signal. 10. Claim 10, wherein the motor driver changes the speed of the motor in response to the pulse width adjustment signal and electronically commutates the motor in response to the rotor position feedback signal. 9. The cooling system according to 9. 11. The motor driver stops the motor by interrupting its electricity supply when the pulse width of the pulse width adjustment signal is smaller than a predetermined minimum width. cooling system. 12. The motor driver stops the motor by interrupting its electricity supply when the pulse width of the pulse width adjustment signal is larger than a predetermined maximum width. cooling system. 13. Cooling system according to claim 9, characterized in that the pulse width adjustment signal is isolated from the motor's electrical supply by an optocoupler. 14. According to claim 9, further comprising a trip switch connected to a low voltage line disconnected from the electrical supply of the motor for interrupting the pulse width adjustment signal in response to a fault occurring in the cooling system. Cooling system as described. 15. The cooling system according to claim 14, wherein the fault is a condition in which the refrigerant pressure reaches a predetermined pressure limit. 16. The cooling system of claim 14, wherein the trip switch is a temperature responsive switch adapted to open in response to sensing a predetermined temperature limit. 17. characterized in that the fault is defined as the current of the electrical supply of the motor exceeding a predetermined current limit;
A cooling system according to claim 14. 18. The system includes a refrigerant through which the thermodynamic state is changed, and further includes a device for attempting to start a compressor driven by the motor, the device including a device for attempting to start a compressor driven by the motor, the device including a refrigerant through which the thermodynamic state is changed. If the motor does not rotate continuously as indicated by the sensing device, cutting off the attempt after a predetermined period of time and automatically waiting another predetermined period before making the next attempt when starting the motor. such that repeated attempts are made to start the motor, causing the motor to rotate continuously; or
the thermodynamic state of the refrigerant and the rotational position of the rotor until the number of unsuccessful start-up attempts reaches a predetermined number indicative of a fault in the system, or the earlier of the two occurs, in any case; 10. Cooling system according to claim 9, characterized in that: can be varied between unsuccessful start-up attempts. 19. Claim 19 further comprising a variable speed fan associated with the indoor heat exchanger, the fan being driven by a brushless DC electric motor whose speed varies in response to a second pulse width adjustment signal. The cooling system according to item 9. 20, further comprising a variable speed outdoor fan whose speed varies in response to the pulse width adjustment signal;
A cooling system according to claim 9. 21. The system is selectively operated in a heating mode or in a cooling mode, and with respect to the speeds of the fan and the compressor, the ratio of fan speed to compressor speed is lower for the cooling mode than for the heating mode. 20. Cooling system according to claim 19, characterized in that the cooling system is larger than the case. 22, a) sensing the temperature of a comfort zone; b) determining a temperature error by comparing the temperature of the comfort zone to a desired zone temperature; and c) inducing a desired compressor speed as a function of the temperature error. d) sensing the actual speed of a refrigeration compressor driven by a variable speed brushless DC electric motor; and e) determining the rotational position of the DC motor rotor by sensing a position feedback signal produced by the unforced windings of the motor. f) electronically commutating the motor in response to the rotary position of the rotor; g) comparing a first digital value representing the desired compressor speed to a second digital value representing the actual compressor speed; inducing a digital command speed value thereby commanding the compressor to operate at a speed in discrete limited increments; h) storing in the microcomputer a third digital value representing the predetermined speed limit; i) recognizing if an extreme speed condition occurs, characterized by the actual speed of the motor reaching a predetermined speed limit; j) if no extreme speed condition exists, the digital instruction changing the speed of the compressor by changing the speed value in discrete increments with limits; k) if extreme speed conditions exist, changing the speed value to the digitally commanded speed value in discrete increments; 1) attempting to correct an extreme speed condition, if the step of attempting to correct an extreme speed condition is unsuccessful, disengaging the motor; 23. The method of claim 22, comprising the step of: using an expansion valve to adjust the flow of refrigerant through the refrigeration system in response to the thermodynamic conditions of the refrigerant. 24. Sensing the actual speed of the compressor includes counting the number of times over time that electronically commutating the motor switches the electrical supply carried to the motor in the plurality of motor supply lines. 23. Method according to claim 22, characterized in that. 25. The method of claim 22, further comprising converting the digital command speed value into a pulse width adjustment signal such that the speed of the compressor changes in response to the pulse width adjustment signal. 26. The method according to claim 25, characterized in that the motor is deenergized when the pulse width of the pulse width adjustment signal is less than a predetermined minimum pulse width. 27. The method according to claim 25, characterized in that the motor is deenergized when the pulse width of the pulse width adjustment signal is greater than a predetermined maximum pulse width. 28. Method according to claim 25, characterized in that the pulse width adjustment signal is isolated from the electrical supply of the motor by an optocoupler. 29. further comprising interrupting the electrical supply to the motor by means of a trip switch responsive to a fault occurring in the cooling system, said trip switch being connected to a low voltage line having a voltage lower than the electrical supply voltage of the motor; 23. A method according to claim 22, characterized in that. 30. The method of claim 29, wherein the trip switch opens in response to sensing a predetermined temperature limit. 31. Method according to claim 29, characterized in that the fault is defined as the refrigerant pressure of the cooling system reaching a predetermined pressure limit. 32. Method according to claim 29, characterized in that the fault is defined as the current of the motor's electrical supply exceeding a predetermined current limit. 33, the refrigeration system includes a refrigerant having a changing thermodynamic state therethrough and further includes a step attempting to start a motor-driven compressor, which is directed by a speed sensing step. If the motor does not rotate continuously, after a certain period of time,
cutting off that attempt, and automatically waiting another predetermined period of time when the motor starts, before making the next attempt, thereby repeatedly attempting to start the motor-driven compressor and starting the motor. The thermodynamic state of the refrigerant and the rotational position of the motor, whichever comes first, until the number of unsuccessful attempts reaches a predetermined number indicating a fault in the system.
23. The method according to claim 22, characterized in that it can vary between unsuccessful startup attempts. 34. The cooling system of claim 25, wherein the cooling system includes an indoor fan associated with an indoor heat exchanger, further comprising varying the speed of the fan in response to a second pulse width adjustment signal. Method described. 35. The method of claim 34, wherein the fan is driven by a second brushless DC motor. 36. The cooling system operates selectively in a heating mode or in a cooling mode, and the compressor and fan are coupled such that the ratio of fan speed to compressor speed is greater in the cooling mode than in the heating mode. 35. A method according to claim 34, characterized in that it comprises the step of varying the speed. 37. The method of claim 25, wherein the cooling system includes an outdoor fan and further comprising varying the speed of the outdoor fan in response to the pulse width adjustment signal. 38. The method of claim 22, wherein the step of attempting to correct an extreme speed condition involves attempting to reduce the speed of the motor to a speed less than a predetermined speed limit. 39. The method of claim 22, wherein the step of attempting to correct an extreme speed condition involves attempting to increase the speed of the motor to a speed greater than a predetermined speed limit. 40, a) an expansion valve regulating the flow of refrigerant through a heat exchanger functioning as an evaporator; b) connected in series with said expansion valve and cooperating with an indoor fan to regulate the temperature of the comfort zone; an indoor heat exchanger; c) an outdoor heat exchanger connected in series with said indoor heat exchanger; and d) a speed thereof that affects its ability to compress a refrigerant conveyed in continuous flow through said indoor heat exchanger. e) a variable speed compressor drive connected to drive said compressor at different speeds to produce different capacities, the compressor drive comprising a motor drive; f) a temperature sensor for sensing the temperature of the comfort zone; g) a device for providing a desired temperature set point in the comfort zone; and h) a drive for the compressor. and the temperature sensor;
a controller electrically connected to said device for setting a desired set point temperature; said controller having first, second and third closed loops interrelated therewith; said motor drive; operating in a control mechanism comprising said DC motor and said temperature sensor; i) said first closed loop comprising: a velocity generated by said controller and conveyed to said compressor drive; a command signal; and an electrical supply sent to the DC motor having a voltage and frequency that varies in response to the speed command signal, whereby the speed of the compressor varies in response to the speed command signal; a temperature regulating effect generated by the cooling system and acting on the comfort zone to regulate its temperature by the indoor heat exchanger cooperating with the indoor fan, and that the temperature regulating effect increases with the speed of the compressor; and a zone temperature feedback signal representative of the temperature of the comfort zone and produced by the temperature sensor, and the zone temperature feedback signal being returned to the controller to influence the speed command signal, thereby controlling the first closed loop. ii) said second closed loop comprises said speed command signal responsive to a speed feedback signal representative of the actual speed of said compressor, said speed feedback signal produced by said compressor driver and transmitted to said controller. iii) the third closed loop is configured to provide feedback from the motor driver to the motor in response to a rotor position feedback signal indicative of the rotational position of a rotor of the motor; the electrical supply being conveyed, the rotor position feedback signal originating from within the motor and being returned to the motor drive, thereby closing the third closed loop; A cooling system that operates under a controlled closed loop. 41. The cooling system of claim 40, wherein the speed command signal is a pulse width adjustment signal. 42. The cooling system of claim 41, wherein the motor is placed in a non-energized state when the pulse width of the pulse width adjustment signal is smaller than a predetermined minimum pulse width. 43. The cooling system of claim 41, wherein the motor is deenergized when the pulse width of the pulse width adjustment signal is greater than a predetermined maximum pulse width. 44. The cooling system of claim 41 further comprising an optocoupler isolating the pulse width adjustment signal from the electrical supply sent to the motor. 45, further comprising a trip switch connected to a low voltage line isolated from the electrical supply for disabling the motor in response to a fault occurring in the cooling system. cooling system. 46. The cooling system of claim 45, wherein the trip switch is connected to carry the speed command signal. 47. The cooling system of claim 45, wherein the trip switch is connected to carry the speed feedback signal. 48. The controller attempts to start the compressor, but sever the attempt after a predetermined period of time if the motor does not rotate continuously, as indicated by the speed feedback signal. , and the controller further agitates the motor by automatically waiting another predetermined period of time before making a next attempt when starting the compressor;
and the thermodynamic state of the refrigerant and the rotor until the motor rotates continuously or until the number of unsuccessful start attempts reaches a predetermined number indicating a system fault, whichever comes first. 41. Cooling system according to claim 40, characterized in that the rotational position of the cooling system can be changed between unsuccessful starting attempts. 49. The indoor fan is driven by a second brushless DC electric motor, the speed of which varies in response to a second pulse width adjustment signal.
The cooling system according to 0. 50. The cooling system selectively operates in a heating mode or a cooling mode, and the fan speed and the compressor speed are such that the ratio of fan speed to compressor speed is higher for the cooling mode than for the heating mode. 50. Cooling system according to claim 49, characterized in that the cooling system is controlled such that the cooling temperature is increased.
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