JPH01224484A

JPH01224484A - 回転数制御圧縮機の制御法

Info

Publication number: JPH01224484A
Application number: JP63049532A
Authority: JP
Inventors: Masao Shiibayashi; 正夫椎林; Katsuaki Kikuchi; 勝昭菊地; Tetsuya Arata; 哲哉荒田; Yoshikatsu Tomita; 好勝富田; Tomio Yoshikawa; 富夫吉川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1989-09-07
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JP2619461B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、回転数制御圧縮機の制−法に係り、−特にイ
ンバータを用い、冷暖房に応じて適切な圧縮機の容量制
御を行うために好適な回転数制御圧縮機の制御法に関す
る。

〔従来の技術〕

従来技術として、特開昭６２−７１４８３号公報に記載
のように、圧縮機の振動を抑えるため、電動機部のコイ
ル内を流れる電流を変化させて電動機部のトルクと圧縮
機要素部の負荷トルクとをマツチングさせる制御方法が
開示されている。

一方、実開昭５９−９４２２３１号公報に記載のように
、室温と設定温度との差、および一定時間内の室温変化
を検出してインバータ制御する制御技術も開示されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来技術は、圧縮機の振動低減を図るため、電ｄＪ
機部側の電磁トルクを制御するもので、圧縮機全体の系
を考慮して振動を低減させるという点に配慮がなされて
いない。圧縮機全体の系を考慮して振動の低減を図らな
ければならない理由は、インバータ高調波周波数と、圧
縮機の密閉容器の固有振動数２よび圧縮機要素部の周辺
の固有振動数並びに電動機電磁周波数との共振作用が発
生し、これらの共振作用のほかに、スクロール圧縮機で
はインバータ高調波周波数と、旋回スクロールの自転防
止手段としてのオルダムリングの周辺の固有周波数との
共振作用が発生するからであるこれらの共振作用を考慮
しないと、回転数域が狭められる問題が起こるおそれが
ある。また、共振点は比較的数多く点在しており、イン
バータ制−により制御されたインバータ高調波周波数と
、密閉容器の固有振動数とが共振した場合、大きな振動
値となり、ひいては騒音が異常に高くなるという問題が
あり、同じ仕様の圧縮機において、個々の圧縮機により
騒音が発生したりしなかったりする等、騒音のばらつき
が大きくなり、製品の品質上の問題が生じる。特に、ス
クロール圧縮機の場合、インバータ高調波周波数とオル
ダムリングの周辺の固有振動数との共振作用が生じると
、オルダムリングのオルダムキーと午−溝とが異常に摩
耗し、ひいてはこの部分が破壊するという問題が起こる
おそれがある。

本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、圧縮機
全体の系の共振作用を回避し、圧縮機全体の振動および
騒音の発生とそのばらつきを低減でき、しかも振動およ
び１騒音の低減を、圧ａｊ＠の構造を全く変更すること
なくかつ使用するインバータの種類に制約を与えること
なく達成でき、広い範囲の周波数を使って安定した運転
が可能な回転数制御圧縮機の制御法を提供することにあ
る。

また、本発明の他の目的は、特に回転数制御による容量
制御に最適なスクロール圧縮機に適用して、より一層有
効な回転数制御圧縮機の制御法を提供すをことにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明では圧縮機全体の系の
固有振動数を予め実験により把握して空調制御部に記憶
させ、該空調制御部により前記固有振動数と相関関係に
ある危険局波数域を演算し、この危険局波数域も前記空
調制御部に記憶させておき、前記空Ａ部ｊ脚部で、空調
負荷により定まるインバータ出力周波数を計算し、危険
局波数域から外れたインバータ出力周波数を運転周波数
として設定し、この運転周波数により圧縮機を回転数制
御するようにしている。

また、本発明では前記制御法において、前記圧縮機全体
の系の固有振動数を、圧縮機の運転中に常時監視し、危
険局波数域から外れた運転周波数を設定するようにして
いる。

そして、本発明では前記制御法を密閉容器と、これの内
部に取り付けられたスクロール圧縮機要素部および電動
機部とを言むスクロール圧縮機に適用している。

また、本発明では前記スクロール圧縮機の制御法におい
て、前記圧縮機全体の系の固有振動数のほかに、スクロ
ール圧縮機要素部における旋回スクロールの自転防止手
段の周辺の固有振動数をも把握し、前記圧縮機全体の系
の固有振動数と、自転防止手段の周辺の固有振動数とを
基準として危険局波数域から外れた運転周波数を設定す
るようにしている。

さらに、本発明では同スクロール圧縮機の制御法におい
て、前記圧縮機全体の系の固有振動数のほかに、電動機
部の周辺の固有振動数をも把握し、前記圧縮機全体の系
の固有振動数と電動機部の周辺の固有振動数とを基準と
して危険局波数域から外れた運転周波数を設定するよう
にしている。

さらにまた、本発明では同スクロール圧縮機の制御法に
おいて、前記圧縮機全体の系の固有振動数のほかに、ス
クロール圧縮機要素部における旋回スクロールの自転防
止手段の周辺の固有振動数と、電動機部の周辺の固有振
動数とを把握し、前記圧縮機全体の系の固有振動数と、
自転防止手段の周辺の固有振動数と、電動機部の周辺の
固有振動数とを基準として危険局波数域から外れた運転
周波数を設定するようにしている。

そして、本発明では同スクロール圧縮機の制御法におい
て、当該各部の固有振動数を、スクロール圧縮機の運転
中に常時監視し、危険局波数域から外れた運転周波数を
設定するようにしている。

〔作用〕

本発明では、圧縮機全体の系の固有振動数を予め実験に
より把握し、この固有振動数と相関関係にある危険局波
数域を演算し、また空調負荷により定まるインバータ周
波数を計算し、危険局波数域から外れたインバータ出力
周波数を運転周波数として設定するよりにしており、イ
ンバータ高調波周波数と圧縮機全体の系の固有振動数と
の共振作用を回避できるので、圧縮機全体の振動および
騒音の発生を低減でき、これら振動および騒音のばらつ
きを低減することができる。

また、本発明では実際の圧縮機を対象として圧縮機全体
の系の固有振動数を把握し、その固有振動数から当該圧
縮機の危険局波数域を演算し、この危険局波数域から外
れたインバータ出力周波数を運転周波数として設定する
ようにしているので、圧縮機の構造を全く変更すること
なく、圧縮機全体の振動および騒音の発生を低減でき、
振動および騒音を低減するために使用するインバータの
種類の制約も解除し、汎用性を持たせることができる。

さらに、本発明では危険局波数域から外れかつ計算で求
めたインバータ出力周波数に近い値を運転周波数として
設定できることと、圧縮機全体の振動を低減できること
とが相俟って、広い範囲の周波数を使って安定した運転
を行うことができるまた、本発明では圧縮機全体の系の
固有振動数を、圧縮機の運転中に常時監視し、危険局波
数域から外れた運転周波数を設定するようにしているの
で、運転中に突発的に起きる共振作用をも回避すること
ができる。

そして、本発明では圧縮機として回転数制御により容量
制御に最適なスクロール圧縮機にこの制御法を適用して
いるので、スクロール圧縮機の持つ前記機能なよ抄−層
有効に発揮させることができる。

また、本発明では前記スクロール圧縮機の制御法におい
て、スクロール圧縮機全体の系の固有振動数と、旋回ス
クロールの自転防止手段の周辺のた運転周波数を設定す
るようにしているので、インバータ高調波周波数と、圧
縮機全体の系の固有振動数および自転防止手段の周辺の
固有振動数との共振作用を回避できる結果、共振作用に
よる自転防止手段の異常な摩耗等のトラブルを未然に解
消することができる。

さらに、本発明では前記スクロール圧縮機の制−法にお
いて、スクロール圧縮機全体の系の固有振動数と、電動
機部の周辺の固有振動数とを基準として危険局波数域か
ら外れた運転周波数を設定するようにしているので、イ
ンバータ高調波周波数と、スクロール圧縮機全体の系の
固有振動数および電動機部の周辺の固有振動数との共振
作用を回避できる結果、電動機部と旋回スクロールとを
駆動運転している回転軸の異常な振動等のトラブルを未
然に解消することができる。

さらにまた、本発明では前記スクロール圧縮機の制御法
おりて、スクロール圧ａｍ全体の系の固有振動数と、旋
回スクロールの自転防止手段の周辺の固有振動数と、電
動機部の周辺の固有振動数とを基準として危険局波数域
から外れた運転周波数を設定するようにしているので、
インバータ高調波周波数と、スクロール圧縮機全体の系
の固有振動数および自転防止手段の周辺の固有振動数並
びに電動機部の周辺の固有振動数との共振作用を回避で
きる結果、共振作用に起因する色々なトラブルを未然に
解消することができる。

そして、本発明では前記スクロール圧縮機の制御法にお
いて当該各部の固有振動数をスクロール圧縮機の運転中
、常時監視するようにしているので、運転中に共振作用
で突然起こる異常事態を解消できる結果、信頼性を向上
させることができる〔実施例〕以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図〜第７図は、本発明の一実施例を示す。

そして、第１図はインバータによって行う回転数制御に
よる容量制御が可能な圧縮機を含む冷凍装置のブロック
図である。

この第１図に示す冷凍装置は、交流′電源１と、コンバ
ータ２と、圧縮機を回転数制御するインバータ３と、イ
ンタフェース４と、制御部５ａおよびＣＰＵ　（中央演
算処理装置）５ｂとを有する空調制御部５と、回転数制
御が可能な電動機部を有する圧縮機６と、ガス流路切換
用四方弁８と、室外側熱交換器９と、絞り装置１０と、
室内側熱交換器１１と、室内部１２０室内空間１３に設
置された室温センサ１４と、前記圧縮機６の密閉容器に
取り付けられた振動センサ１５とを備えているこの冷凍
装置では、室温センサ１４により室内部１２の温度を検
出し、その出力信号をインタフェース４を介して空調制
御部５に送り込む。この空調制御部５では室温セ／１１
４により検出された室内温度と設定温度との差を計算し
、この温度差に対応する制御信号をインバータ３に対し
て出力する。

また、この冷凍装置では圧縮機６に取り付けられた振動
センサ１５により圧縮機全体の系の固有振動数を検出し
、その出力信号もインタフェース４を介して空調制御部
５に送り込む。この空調制御部５では、前記振動センｆ
＋５から送り込まれた圧Ｊ機全体の系の固有振動数を取
り込んで処理し、危険出力周波数域から外れた運転周波
数を計算し、この運転周波数をインバータ３に対して出
力する。そのプロセスの詳細は後述する。

次に、第２図は圧縮機の制御回路を示すブロック図であ
る。

この第２図に示す圧縮機の制御回路は、交流電源１と、
コンバータ２と、インバータ出力部３ａおよびインバー
タ制御部３ｂとを有するインバータ３と、インタフェー
ス４と、空調制御部５と、室温センサ１４と、振動上／
す１５とを備え、インタフェース３により圧縮機の電動
機部７を回転数制御するようになっている。

前記コンバータ２は、交流電源１に接続され、交流電力
を直流電力に変換し、インバータ出力部３ａに供給する
ようになっている。

前記インバータ出力部３ａＫｒｔ、一般にパワートラン
ジスタが使用され、このバワートランジスタをインバー
タ制御部３ｂから出力される周期。

タイミングでオン／オフさせることにより、圧縮機の電
動機部７の回転数を制御するようにしている。

前記インバータ制御部３ｂで出力されるインバータ高調
波周波数ｆｏＶｉ次式で与えられる。

ここで、ｆｏ：電源周波数（駆動周波数）ｚｄ：インバ
ータパルス数ＳニスリップＰ：極数Ｒｏ二定数である。

前記インバータ高調波周波数ｆ、（加振周波数）が、圧
縮機全体の系と、特に密閉容器の固有振動数と共振しな
いように、実際の運転周波数を設定するものである。

前記（１）式から分かるように、インバータ高調波周波
数ｆ、はインバータパルス数Ｚ、値等により変化するも
ので、これは使用するインバータの種類によって、同一
の圧縮機を用いた場合でも振動が大きく出たり、出なか
ったりすることを意味する。

そこで、圧縮機全体の構造を変更することなく、また使
用するインバータの種類に制約されることなく、インバ
ータ３側の交流電源１の加振周波数、つまりインバータ
高調波周波数ｆ、と圧縮機全体の系の固有振動数との共
振作用を回避する必要がある。

同様に、電動機部７の電磁力の周波数、つまり電動機電
磁周波数と圧縮機全体の系の固有振動数との共振作用を
避けた方がよい。前記電動機電磁周波数ｆｐ（加振周波
数）は、次式で与えられるここで、Ｚ２：ロータの溝数Ｐ：極数ＳニスリップＲ１：定数ｆｏ＝電源周波数（駆動周波数）である。

このように、（１）式と（２）式で与えられるインバー
タ高周波周波数ｆ、と電動機電磁周波数ｆｐとが、圧縮
機全体の系の固有振動数と共振作用を起こさないように
する必要がある。

ついで、第３図は本発明回転数側−圧縮機の制御法の一
実施例を示すフローチャートである。

この第３図に示す回転数制御圧縮機の制御法では、実機
について圧縮機全体の系の固有振動数ｆ０を把握し、こ
れを第１図、第２図に示す空調制御部５に記憶させる。

圧縮機全体の系の固有振動数ｆ、Ｖｉ、第１図に示すよ
りに、圧縮機６の密閉容器に取り付けられた振動上ンサ
１５により検出した振動数をもって把握してもよい。

次に、前記空調制御部５で圧縮機全体の系の固有振動数
ｆ、と相関関係にある危険局波数域Δｆを演算し、これ
も空調制御部５に記憶させる。

ついで、前記空調制御部５で空調負荷により定まるイン
バータ出力周波数ｆ。を計算する。

続いて、前記空調制御部５により、危険局波数域Δｆの
範囲に、計算で求めたインバータ出力周波数ｆ。が入る
か、否か判断する。

判断の結果、計算で求めたインバータ出力周波数ｆ。が
危険局波数域Δｆの範囲に入るときは、この危険局波数
域Δｆから外れかつ計算で求めたインバータ出力周波数
ｆ０に近い周波数を実際に使用するインバータ出力周波
数ｆとして設定する。また、判断の結果、計算で求めｔ
インバータ出力周波数ｆ。が危険局波数域Δｆの範囲に
入っていないときは、この周波数を実際に使用する運転
周波数ｆとして設定する。

そして、前記危険局波数域Δｆから外れたインバータ出
力周波数で第２図に示す圧縮機の電動機部７を運転すべ
く、空調制御部５からインバータ制御部３ｂへ指令を送
り、インバータ制御部３ｂからインバータ出力部３ａへ
前記インバータ出力周波数を運転周波数ｆとして圧縮機
の電動機部７を制御するように制御信号が送出され、圧
縮機の電動機部７が回転数制御される。

前記危険局波数域Δｆは、圧縮機全体の系の固有振動数
ｆｎに対して数ヘルツ（Ｈｚ）の小幅をもたせたもので
、この危険局波数域Δｆを回避したインバータ出力周波
数ｆを設定しても、計算で求めたインバータ出力周波数
ｆ。に近いインバータ出力周波数を設定することにより
、所望の圧縮機の冷凍容量、暖房能力に対して大きな差
ｒよなく、快適な失調空間を作り出すことができる。

ついで、第４図は計算で求めたインバータ出力周波数か
ら危険局波数域を外れた運転周波数を設定する過程を示
すフローチャート、第５図ｔま計算で求めたインバータ
出力周波数と運転周波数との関係を示す図である。

いま、第１図２よびＭ２図に示す空調制御部５からの指
令により運転周波数ｆのインバータ出力周波数で運転し
ているときに、空調負荷が変化したことにより、空調制
御部５での演算により危険局波数域（ｆＣＪ〜ｆｃｈ）
の周波数が算出されたとする。このとき、空調制御部５
ではインバータ出力周波数の増加、減少モードをチエツ
クし、第４図および第５図から分かるよりに、増加モー
ドでは危険局波数域（ｆｃｊ〜’ａｈ　）の周波数を避
けるべく、危険周波数ｆ。、を越える出力周波数ｆｃｈ
’を出力する。また、逆に減少モードであれば危険周波
数’ｅＪより低い出力周波数ｆｃ、／を出力する。この
ようにして、危険局波数域（ｆｃ、〜’ａｈ　）での運
転を避けることができる。

この実施例で、算出周波数ｆ。は計算で求めたインバー
タ出力周波数を意味し、出力周波数は運転周波数を設定
するためのインバータ出力周波数を意味する。

なお、第４図および第５図に示す実施例では危険局波数
域が１カ所の場合を説明したが、複数カ所であっても同
様に制御することができることは言うまでもない。

次に、第６図はインバータ出力周波数と圧縮機振動加速
度との関係について、従来機と本発明の前記実施例とを
比較して示す図である。

この第６図に示すように、従来機では圧縮機の振動（振
動加速度）により、ある周波数で甑めて大きな振動現象
が発生していた。

これに対して、本発明のこの実施例では、圧縮機全体の
系の固有振動数ｆユに相関関係にある危険局波数域Δｆ
を演算し、空調負荷により定まるインバータ出力周波数
ｆ０を計算し、この計算で求めたインバータ出力周波数
ｆ０が危険局波数域Δｆの範囲に入るか、否かを判断し
、範囲に入っているときは危険局波数域Δｆから外れか
つ計算で求めたインバータ出力周波数ｆ。に近いインバ
ータ出力周波数を運転周波数ｆとして設定し、これを使
用して圧縮機の電動機部７の回転数制御するようにして
いるので、インバータ高調波周波数ｆ、と圧縮機全体の
系の固有振動数ｆｎとの共振作用を回避することができ
る。したがって、この実施例では第６図に示すように、
圧縮機全体の振動を低減でき、騒音を低減でき、広範囲
の周波数を使って安定した運転が可能となる。また、イ
ンバータの特性を含む圧縮機全体の系の固有振動数ｆｆ
ｌを実機について予め実験により把握し、この固有振動
数ｆ１と相関関係にある危険局波数域Δｆを演算し、こ
の危険局波数域Δｆから外れたインバータ出力周波数を
運転周波数ｆとしているので、圧縮機自体の構造を変更
することなく、また使用するインバータの種類に制約を
与えることなく、振動および騒音の低減を図ることがで
きる。

次に、第７図はインバータ高調波周波数と、圧縮機全体
の系の固有振動数と、インバータ出力周波数との関係を
示す図である。

この第７図に示すように、インバータ高調波周波数ｆ１
は、ある傾きをもって直線状に変化する。一方、圧縮機
全体の系の固有振動数ｆｎｆｉ、ｆ　ｃｉ　１　＊　ｆ
ｎｚ・・・ｆユ、と点在しており、インバータ高調波周
波数ｆ、と圧縮機全体の系の固有振動数ｆｎとの交点（
共振点）ａ、ｂ・・・ｅのところで共振作用が起きるこ
とが予想される。この共振点ａ、ｂ・・・ｅは、予め前
記（１）　、　（２）式およびインパルスハンマ使用な
どによる圧縮機への打撃加振による実験などにより求め
、これより第６図に示す危険局波数域Δｆ１．Δｆ２・
・・を算出し、第１図および第２図に示す空調制御部５
にモニタしておくことができる。実用的には、奇数の周
波数を避けた方が安定した運転が得られるなど、好適の
ようである。

進んで、第８図は本発明回転数制御圧縮機の制御法をス
クロール圧縮機に適用した場合の縦断正面図である。

この第８図に示すスクロール圧縮機は、密閉容器２０と
、スクロール圧縮機要素部２４と、電動機部４１と、偏
心軸４７を有する回転軸４６と、圧縮機要素部２４の旋
回スクロールの自転防止手段としてのオルダムリング４
８と、第１．第２゜第３の振励センサ５＋、５２．５３
と、圧縮機の利−回路とを備えて構成されている。

前記密閉容器２０ば、胴体部２１と、上蓋部２２と、下
蓋部２３とを組み合わせて構成されている。

前記密閉容器２０の内部には、上部にスクロール圧縮機
要素部２４が取り付けられ、中間部には電動機部４１が
取り付けらル、下部には潤滑油４９が溜められている。

前記スクロール圧縮機要素部２４は、フレーム２５と、
同定スクロール２９と、旋回スクロール３０とを有して
いる。

前記フレーム２５の外周面には、冷媒ガスや潤滑油の通
路２６が形成されている。このフレーム２５は、前記密
閉容６２０の胴体部２１の内壁面に固定されている。こ
のフレーム２５の下部には、回転軸４６の軸受部２７が
設けらノｔている。

前記固定スクロール２９は、鏡板３１と、これｒこ直立
に形成されたスクロールラップ３３とを有している。

前記固定スクロール２９の鏡板３１ば、ボルト２８によ
りフレーム２５に固定されており、このポルト２８と鏡
板３１とを介してフレーム２５に固定スクロール２９が
固定されている。また、鏡板３１の外周面には、冷媒ガ
スや潤滑油の通路３５が形成されている。さらに、鏡板
３１の外縁部側には気体の吸入口３６と、吸入室３７と
が設けらｆｔてンリ、同鏡板３１の中央部には圧縮気体
の吐出口３８が設けられている。前記吸入口３６ｄ、吸
入管３６′を介して気体供給側（図示せず）に接続され
ている。

前記固定スフミール２９のスクロールラップ３３は、イ
ンポリエート曲線またはこれに近似の曲線で形成されて
いる。

前記旋回スクロール３０は、鏡板３２と、これに直立に
形成されたスクロールラップ３４とを有している。

前記旋回スクロール３０の鏡板３２の中央部にハ、ホス
４０が設けられている。このボス４０には、回転軸４６
の偏心軸４７が挿入されている。

前記旋回スクロール３０のスクロールラップ３４は、固
定スクロール２９のスクロールラップ３３と同じ曲線で
形成されて−る。

前記固定スクロール２日と旋回スクロール３０とは、ス
クロールラップ３３．３４を内側にして互いにかみ合わ
されており、両スクロールラップ３３．３４により圧縮
室３９が形成されている。

前記電動機部４１は、ステータ４２と、ロータ４４とを
有している。

前記電動機部４１のステータ４２の外周面には、潤滑油
の通路４３が形成されている。このステータ４２は、密
閉容ａ２０の胴体部２１の内壁面に固定されている。ま
た、ステータ４２ｄ密閉容器２０の胴体部２１の外壁面
に取り付けられたハーメ端子部４５に接続されている。

前記電動機部４１０ロータ４４には、回転軸４６が取り
付けられている。

前記回転軸４６は、圧縮機要素部２４の旋回スクロール
３０方向に伸びており、回転軸４６の上端部には偏心軸
４７が設けられている。この偏心軸４７Ｖｉ、旋回スク
ロール３０の鏡板３１に設けられたポス４０に挿入され
ている。そして、前記回転軸４６と偏心軸４７とは、旋
回スクロール３０を旋回させるようになっている。

前記オルダムリング４８は、旋回スクロール３０を固定
スクロール２９に対して自転させず、旋回運動させるよ
うになっている。

なお、密閉容器２０の胴体部２１には、冷媒ガスの吐出
管５０が取り付けられている。

前記第１〜第３の振動センサ５１〜５３のうちの、第１
の振動センサ５１は密閉容器２０の胴体部２１の上部の
外壁面に取り付けられ、第２の振動センサ５２はオルダ
ムリング４８の周辺においてスクロール圧縮機要素部２
４のフレーム２５に取り付けられており、第３の振動セ
ン丈５３は電動機部４１のステータ４２の外周面に電気
的絶縁を保って取り付けられている。これら第１〜第３
の振動センサ５１〜５３は、当該個所の振動数を検出し
、その出力信号を圧縮機の制御回路の空調制御部（第２
図の符号５参照）に送り込むようになっている。

前記圧縮機の制御回路は、第２図に示す制御回路と同様
に構成されているが、第８図中では、交流電源１と、コ
ンバータ２と、インバータ３とだけ示している。

そして、この第８図に示す実施例では、第１の振動セン
サ５１が代表してスクロール圧縮機全体の系の固有振動
数を検出して第１図に示す空調制御部５に送り込み、空
調制御部５で前記固有振動数と相関関係にある危険局波
数域を演算し、また空調負荷により定まるインバータ出
力周波数を計算し、計算して求めたインバータ出力周波
数が危険局波数域の範囲に入るか、否かを判断し、危険
局波数域から外れた運転周波数を設定し、この運転周波
数でスクロール圧縮機の電動機部４１を回転数制御し、
インバータ高調波周波数ｆ、とスクロール圧縮機全体の
系の固有振動数との共振作用を回避する。

また、第２の振動センサ５２によりオルダムリング４８
の周辺の固有振動数を検出し、この検出結果に基づき、
前記第１の撮動センサ５１で得られた検出結果の処理と
同様のプロセスを経て、インバータ高調波周波数ｆ、と
オルダムリング４８の周辺の固有振動数との共振作用を
回避する。−般に、スクロール圧縮機の場きは、オルダ
ムリング４８の挙動、すなわちオルダムリング４８の軸
方向変位が−１ンバータ高調波周波数ｆ、と共成して大
きく撮れることが実験的に裏付けられており、インバー
タ高調波周波数ｆ、とオルダムリング４８の周辺の固有
振動数との共振作用を回避することは、スクロール圧縮
機全体の振動および騒音を低減するうえで、非常に効果
が大きい。

さらに、第３の振動セ／す５３により電動機部４１の周
辺の固有振動数を検出し、この検出結果に基づき、前記
第１．の振動センサ５１で得られた検出結果の処理と同
様のプロセスを経て、インバータ高調波周波数ｆ、と電
動機部４１の周辺の固有振動数との共振作用を回避する
。

これにより、圧縮機として回転数制御による容量制御に
最適なスクロール圧縮機において、第１〜第３の振動セ
ンサ５１〜５３によりスクロール圧縮機全体の系の固有
振動数と、オルダムリング４８の周辺の固有振動数と、
電動機部４１の周辺の固有振動数とを常時監視し、イン
バータ高調波周波数ｆ、と、スクロール圧縮機全体の系
の固有振動数およびオルダムリング４８の周辺の固有振
動数並びに電動機部４１の周辺の固有振動数との共振作
用を効果的に回避することができ、安定した運転を行う
ことができる。

また、この第８図に示す実施例において、第２、第３の
振動上ン−＋ｊ５２．５３のいずれか一方または双方を
省略してもよい。

さらに、この実施例において、スクロール圧縮機全体の
系の固有振動数やオルダムリング４８の周辺の固有振動
数、電動機部４１の周辺の固有振動数を予め実験により
把層し、インバータ高調波周波数ｆ、と、各部の固有振
動数との共振作用を回避するようにしてもよい。

なお、このスクロール圧縮機においても、（２）式で得
られる電動機電磁周波数ｆ、とインバータ高調波周波数
ｆ、との共振作用を回避する制御法を、前記第１〜第３
の振動セン丈５１〜５３の検出結果に基づく制御法と併
用してもよいこと勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の請求項１の発明によれば、圧縮機
全体の系の固有振動数を予め実験により把握し、この固
有振動数と相関関係にある危険局波数域を演算し、また
空調負荷により定まるインバータ周波数を計算し、危険
局波数域から外れたインバータ出力周波数を運転周波数
として設定するようにしており、インバータ高調波周波
数と圧縮機全体の系の固有振動数との共振作用を回避で
きるので、圧縮機全体の振動および騒音の発生を低減で
き、これら振動および騒音のばらつきを低減し得る効果
がある。

また、本発明の請求項１記載の発明によれば、実際の圧
縮機を対象として圧縮機全体の系の固有振動数を把掴し
、その固有振動数から当該圧縮機の危険局波数域を演算
し、この危険局波数域から外れたインバータ出力周波数
を運転周波数として設定するようにしているので、圧縮
機の構造を全く変更することなく、圧縮機全体の振動お
よび騒音の発生を低減でき、振動および騒音を低減する
ために使用するインバータの種類の制約も解除し、汎用
性を持たせ得る効果がある。

さらに、本発明の請求項１記載の発明によれば、危険局
波数域から外れかつ計算で求めたインバータ出力周波数
に近い値を運転周波数として設定できることと、圧縮機
全体の振動を低減できることとが相俟って、広い周波数
を使って安定した運転を行い得る効果もある。

また、本発明の請求項２記載の発明によれば、圧縮機全
体の系の固有振動数を、圧縮機の運転中に常時監視し、
危険局波数域から外れた運転周波数を設定するようにし
ているので、運転中に突発的に起きる共振作用をも回避
し得る効果がある。

そして、本発明の請求項３記載の発明によれば、圧縮機
として回転敷料−により容量制御に最適なスクロール圧
縮機にこの制御法を適用しているので、スクロール圧縮
機の待つ前記機能をより一層有効に発揮させ得る効果が
ある。

また、本発明の請求項４記載の発明によれば、前記スク
ロール圧縮機の制御法において、スクロール圧縮機全体
の系の固有振動数と、旋回スクロールの自転防止手段の
周辺の固有振動数とを基準として危険局波数域から外れ
た運転周波数を設定するようにしているので、インバー
タ高調波周波数と、圧縮機全体の系の固有振動数および
自転防止手段の周辺の固有振動数との共振作用を回避で
きる結果、共振作用による自転防止手段の異常な摩耗等
のトラブルを未然に解消し得る効果があるさらに、本発
明の請求項５記載の発明によれば、前記スクロール圧縮
機の制御法において、スクロール圧縮機全体の系の固有
振動数と、電動機部の周辺の固有振動数とを基準として
危険局波数域から外れた運転周波数を設定するようにし
ているので、インバータ高調波周波数と、スクロール圧
縮機全体の系の固有振動数および電動機部の周辺の固有
振動数との共振作用を回避できる結果、電動機部と旋回
スクロールとを駆動連結している回転軸の異常な振動等
のトラブルを未然に解消し得る効果がある。

さらにまた、本発明の請求項６記載の発明によれば、前
記スクロール圧縮機の制御法おいて、スクロール圧縮機
全体の系の固有振動数と、旋回スクロールの自転防止手
段の周辺の固有振動数と、電動機部の周辺の固有振動数
とを基準として危険局波数域から外れた運転周波数を設
定するようにしているので、インバータ高調波周波数と
、スクロール圧縮機全体の系の固有振動数および自転防
止手段の周辺の固有振動数並びに電動機部の周辺の固有
振動数との共振作用を回避できる結果、共振作用に起因
する色々なトラブルを未然に解消し得る効果がある。・そして、本発明の請求項７記載の発明によれば、前記ス
クロール圧縮機の制御法において当該各部の固有振動数
をスクロール圧縮機の運転中、常時監視するようにして
いるので、運転中に共振作用で突然起きるような異常事
態を解消できる結果、信頼性の向上を図り得る効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例を示すもので、その
第１図はインバータによって行う回転数制御による容量
制御が可能な圧縮機を有する冷凍装置のブロック図、第
２図は圧縮機の制御回路のブロック図、第３図は本発明
に係る制御法の一実施例を示すフローチャート、第４図
は計算で求めたインバータ出力周波数から危険局波数域
を外れた運転周波数を設定する過程を示すフローチャー
ト、第５図は計算で求め九インバータ出力周波数と運転
周波数との関係を示す図、第６図はインバータ出力周波
数と圧縮機の振動加速度との関係について、従来機と本
発明の実施例とを比較して示す図、第７図はインバータ
高調波周波数と、圧縮機全体の系の固有振動数と、イン
バータ出力周波数との関係を示す図である。第８図は本発明に係る制御法をスクロール圧縮機に適用
した場合の縦断正面図である。１・・・交流電源　　２・・・コンバータ　　３・・・
インバータ　　５・・・空調制御部　　６・・・圧縮機
７・・・圧縮機の電動機部　　９・・・室外側熱交換器
１１・・・室内側熱交換器　　１４・・・室温センサ１
５・・・振動センサ　　２０・・・スクロール圧縮機の
密閉容器　　２４・・・スクロール圧縮機要素部２５・
・・フレーム　　２９・・・固定スクロール　　３０・
・・旋回スクロール　　３１．３２・・・鏡板　　３３
．３４・・・スクロールラップ　　３６・・・気体の吸
入口　　３７・・・吸入室　　３８・・・圧縮気体の吐
出口　　３９・・・圧縮室　　４１・・・電動機部　　
４６・・・回転軸　　４７・・・偏心軸　　４８・・・
旋回スクロールの自転防止手段であるオルダムリング　
　５１〜５３・・・第１〜第３の振動センナ。 □　ン勺１寸号り１し用配ηζ 一＝−１匂を回を各マきぺ　吃ｊ輯ソーン第２函第５図気イ・（實出廂皮改

Claims

【特許請求の範囲】

１．圧縮機全体の系の固有振動数を予め実験により把握
して空調制御部に記憶させ、該空調制御部により前記固
有振動数と相関関係にある危険周波数域を演算し、この
危険周波数域も前記空調制御部に記憶させておき、前記
空調制御部で、空調負荷により定まるインバータ出力周
波数を計算し、危険周波数域から外れたインバータ出力
周波数を運転周波数として設定し、この運転周波数によ
り圧縮機を回転数制御することを特徴とする回転数制御
圧縮機の制御法。
２．前記圧縮機全体の系の固有振動数を、圧縮機の運転
中に常時監視し、危険周波数域から外れた運転周波数を
設定することを特徴とする請求項１記載の回転数制御圧
縮機の制御法。
３．密閉容器と、これの内部に取り付けられたスクロー
ル圧縮機要素部および電動機部とを含むスクロール圧縮
機全体の系の固有振動数を予め実験により把握して空調
制御部に記憶させ、該空調制御部により前記固有振動数
と相関関係にある危険周波数域を演算し、この危険局波
数域も前記空調制御部に記憶させておき、前記空調制御
部で、空調負荷により定まるインバータ出力周波数を計
算し、危険周波数域から外れたインバータ出力周波数を
運転周波数として設定し、この運転周波数によりスクロ
ール圧縮機を回転数制御することを特徴とする回転数制
御圧縮機の制御法。
４．前記圧縮機全体の系の固有振動数のほかに、スクロ
ール圧縮機要素部における旋回スクロールの自転防止手
段の周辺の固有振動数をも把握し、前記圧縮機全体の系
の固有振動数と、自転防止手段の周辺の固有振動数とを
基準として危険周波数域から外れた運転周波数を設定す
ることを特徴とする請求項３記載の回転数制御圧縮機の
制御法。
５．前記圧縮機全体の系の固有振動数のほかに、電動機
部の周辺の固有振動数をも把握し、前記圧縮機全体の系
の固有振動数と電動機部の周辺の固有振動数とを基準と
して危険周波数域から外れた運転周波数を設定すること
を特徴とする請求項３記載の回転数制御圧縮機の制御法
。
６．前記圧縮機全体の系の固有振動数のほかに、スクロ
ール圧縮機要素部における旋回スクロールの自転防止手
段の周辺の固有振動数と、電動機部の周辺の固有振動数
とを把握し、前記圧縮機全体の系の固有振動数と、自転
防止手段の周辺の固有振動数と、電動機部の周辺の固有
振動数とを基準として危険周波数域から外れた運転周波
数を設定することを特徴とする請求項３記載の回転数制
御圧縮機の制御法。
７．前記当該各部の固有振動数を、スクロール圧縮機の
運転中に常時監視し、危険周波数域から外れた運転周波
数を設定することを特徴とする請求項３，４，５または
６記載の回転数制圧縮機の制御法。