JPH02168896A - インバータ制御方法 - Google Patents

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］ この発明は、空気調和機等のコンプレッサの回転数を周
波数制御するインバータ制御に係り、更に詳しくはその
安定な運転周波数が交流電源電圧の周波数あるいはその
整数倍に安定されないようにしたインバータ制御方法に
関するものである。

［発明の技術的背景とその課題］ 近年、空気調和機等には、低コスト化、信頼性の向上、
さらに高能力を可能にするインバータ制御が用いられる
ようになった。すなわち、このインバータ制御をコンプ
レッサ用モータに用いることにより、コンプレッ゛すの
能力制御を可能にしている。

このインバータ制御においては、コンプレッサの運転周
波数を可変するに際し、交流電源周波数およびその整数
倍若しくはそれら±２亀以内で安定すると、インバータ
回路の入力と出力とで共振。

つまり交流電源とコンプレッサ駆動電源との共振が起こ
り、種々問題が発生していた。

そこで、上記運転周波数が交流電源周波数およびその整
数倍若しくはそれら±２比以内で安定しないようにする
必要がある。

この発明は上記欠点に鑑みなされたものであり、その目
的はコンプレッサの運転周波数が交流電源周波数および
その整数倍若しくはそれら±２ｍ以内に安定するような
場合には、その下限値より１比下げた周波数に安定させ
るようにし、交流電源とコンプレッサ駆動電源との共振
を防止することができるインバータ制御方法を提供する
ことにある。

［課題に解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明は、空気調和機等
のコンプレッサを駆動す゛るに際し、交流電源電圧を倍
電圧整流するとともに、所定周波数に変換して前記コン
プレッサに印加し、そのコンプレッサの回転数を周波数
制御するインバータ制御方法において、上記交流電源電
圧の周波数を検出する周波数検出手段を有し、上記コン
プレッサの運転周波数が上記周波数検出手段にて検出さ
れた周波数あるいはその整数倍若しくはそれらの±２Ｈ
ｚ以内に安定するような場合には、その安定な運転周波
数に上記交流電源電圧の周波数あるいはその整数倍若し
くはそれらの±２亀以内の下限値より低い値を設定する
ようにしたことを要旨とする。

［作　　用コ 上記方法としたので、上記コンプレッサのインバータ制
御に際し、そのコンプレッサの運転周波数が上記周波数
検出にて検出されている周波数あるいはその整数倍若し
くはそれらの±２１（ｚ以内に安定するような場合には
、その安定な運転周波数に上記周波数あるいはその整数
倍若しくはそれらの±２Ｈｚ以内の下限値より低い値が
設定される。

すなわち、上記周波数検出手段にて交流電源電圧の周波
数が検出され、例えば５０臣であったとする。すると、
コンプレッサの運転に際して、その運転周波数（目標周
波数Ｆ）が上記５〇七あるいはその整数倍（１００Ｈｚ
、１５〇七等）若しくはそれらの±２ｍ以内（９８七≦
、≦１０２亀、１４８Ｈｚ≦、≦１５２＆等）に安定さ
れるような場合、その運転周波数はその下限値より−１
亀低い４７七、９７＆、１４７七等に設定される。なお
、上記運転周波数（目標周波数Ｆ）は６０＆およびその
整数倍若しくはそれらの±２Ｈｚ以内に安定させること
ができる。

また、上記周波数検出手段にて検出された周波数が６０
七である場合、上記運転周波数（目標周波数Ｆ）がその
６〇七あるいはその整数倍（１２０Ｈｚ、１８０七等）
若しくはそれらの±２亀以内（１１８１（ｚ≦、≦１２
２Ｈｚ、１７８比≦、≦１８２＆等）に安定されるよう
な場合には、その下限値より１出低い５７七、１１７Ｈ
ｚ、１７７七等に設定される。なお、上記運転周波数（
目標周波数Ｆ）は５０Ｈｚおよびその整数倍若しくはそ
れらの±２＆以内に安定させることができる。

［実　施　例コ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、交流電源（商用；ＡＣｌｏｏＶ）　１
が倍整流回路２にて倍電圧整流され、インバータ回路３
のスイッチング用パワートランジスタ・モジュールに供
給される。このスイッチング用パワートランジスタ・モ
ジュールのスイッチングにより、圧縮機（コンプレッサ
）モータ４に三相交流電源が供給される。

一方、室内側制御部５からは圧縮機モータ４の運転指令
信号が出力され、その運転指令信号がマイクロコンピュ
ータ６に入力される。すると、マイクロコンピュータ６
にて、その運転指令信号に応じ、しかも種々状況に適し
た圧縮機モータ４の運転周波数が設定され、その運転周
波数で圧縮機モータ４を駆動する信号がインバータ駆動
回路７に出力される。このとき、上記種々状況、例えば
過負荷によりブレーカの定格を越える等に際し、その防
止をするために、電流検出回路８が設けられており、そ
の検出電流値に基づいて上記運転周波数を規制したりす
るようになっている。

また、上記交流電源１の周波数が５０比あるいは６０七
の何れであるかを検出するために、電源周波数検出回路
９が設けられており、これは例えば第２図に示す構成を
している。この電源周波数検出回路９には、交流電圧を
半波整流するダイオード１０と、このダイオード１０と
並列に接続されるフォトカプラ１１とが設けられており
、フォトカプラ１１の発光ダイオードｌｌａはダイオー
ド１０と逆方向に接続され、そのフォトトランジスタｌ
ｌｂのエミッタは電源周波数検出回路９の出力にされて
いる。

すなわち、電源周波数検出回路９からは交流電源１の周
波数５０比、６０Ｈｚに応じて所定周期ｔ１、ｔｌのパ
ルス信号が出力され、このパルス信号がマイクロコンピ
ュータ６に入力されている。

さらに、マイクロコンピュータ６には、そのパルス信号
の周期ｔ１、ｔｌに基づいて、この空気調和機に供給さ
れている交流電源１の周波数５０七、６０土を検出する
ため、所定時間Ｔ（ｔｌ＜Ｔ＜ｔｌ）のタイマ機能が備
えられている。

次に、上記構成の空気調和機の動作を第３図のフローチ
ャートおよび第４図のタイムチャートに基づいて説明す
る。なお、室内側制御部５の制御指令による運転周波数
（目標周波数Ｆ）に基づいて、圧縮機モータ４がインバ
ータ制御されるものとする。

まず、マイクロコンピュータ６には、第４図（ａ）ある
いは（ｂ）に示されるように、電源周波数検出回路９か
らの矩形波のパルス信号が入力される。すると、そのマ
イクロコンピュータ６にて、そのパルス信号が立ち下が
りのタイミングであるか否かの判断が行われ（ステップ
５ＴＩ）、そのタイミングで１時間のタイマがスタート
される（ステップ５Ｔ２）。再び、その人力パルス信号
が立ち下がりのタイミングであるか否かの判断が行われ
（ステップ５Ｔ３）、そのタイミングで１時間のタイマ
がタイムアツプになっているか否かの判断が行われる（
ステップ５Ｔ４）。

ここで、交流電源１が５０七である場合、電源周波数検
出回路９の出力パルス信号が周期ｔｉ（約２０ｍ５ｅｃ
）であるため、１時間（例えば約１９ｍ５ｅｃ）のタイ
マがタイムアツプした後（同図（Ｑ）および（ｄ）に示
す）、そのパルス信号が立ち下がる。すなわち、この空
気調和機に供給される交流電源１の周一 波数は５０臣であると判断され、ステップＳＴ５に進み
、圧縮機モータ４の現在の運転周波数Ｆ。が４８≦ＦＤ
≦５２であるか否かの判断、つまり５０Ｈｚあるいはそ
の±２亀以内で安定するか否かの判断が行われる。続い
て、その範囲に該当する場合、圧縮機モータ４の安定な
運転周波数Ｆが４７＆に設定され（ステップ５Ｔ６）、
ステップＳＴＩに戻され、上述同様の処理が実行される
。すなわち、圧縮機モータ４の運転周波数がその５０臣
あるいはその±２Ｈｚ以内に安定するような場合には、
安定な運転周波数にその下限値（４８Ｈｚ）より１玉下
の４７七が設定され、その周波数により圧縮機モータ４
がインバータ制御される。

さらに、圧縮機モータ４の現在の運転周波数Ｆｏが９８
≦Ｆｏ≦１０２であるか否かの判断が行われる（ステッ
プ５Ｔ７）。続いて、その範囲に該当する場合、圧縮機
モータ４の安定な運転周波数Ｆが９７Ｈｚに設定され（
ステップ５Ｔ８）、ステップＳＴＩに戻され、上述同様
の処理が実行される。すなわち、圧縮機モータ４の運転
周波数がその１００Ｈｚあるいはその±２臣以内に安定
するような場合には、安定な運転周波数にその下限値（
９８１（ｚ）より１臣下の９７臣が設定され、その周波
数により圧縮機モータ４がインバータ制御される。

さらにまた、圧縮機モータ４の現在の運転周波数Ｆ。が
１４８≦Ｆ０≦１５２であるか否かの判断が行われる（
ステップ５Ｔ９）。続いて、その範囲に該当する場合、
圧縮機モータ４の安定な運転周波数Ｆが１４７七に設定
され（ステップ５ＴＩＯ）、ステップＳＴＩに戻され、
上述同様の処理が実行される。すなわち、圧縮機モータ
４の運転周波数がその１５０Ｈｚあるいはその±２Ｈｚ
以内に安定するような場合には、安定な運転周波数にそ
の下限値（１４８Ｈｚ）より１＆下の１４７七が設定さ
れ、その周波数により圧縮機モータ４がインバータ制御
される。

また、上記交流電源１の周波数が５０Ｈｚである場合、
圧縮機モータ４の運転周波数は６〇七あるいはその整数
倍若しくはその±２土以内でも安定させることができる
。

一方、交流電源１が６０七である場合、電源周波数構出
回路９の出力パルス信号が周期ｔ２（約１６ｍ５ｅｃ）
であるため、Ｔ時間（例えば約１９ｍ５ｅｃ）のタイマ
がタイムアツプする前（同図（Ｑ）および（ｄ）に示す
）、そのパルス信号が立ち下がる。すなわち、この空気
調和機に供給されている交流電源１の周波数は６０七で
あると判断され、ステップ５ＴＩＩに進み、圧縮機モー
タ４の現在の運転周波数Ｆ０が５８≦Ｆｏ≦６２である
か否かの判断、つまり５〇七あるいはその±２土以内で
あるか否かの判断が行われる。続いて、その範囲に該当
する場合、圧縮機モータ４の安定な運転周波数Ｆが５７
七に設定され（ステップ５Ｔ１２）、ステップＳＴＩに
戻され、上述同様の処理が実行される。すなわち、圧縮
機モータ４の運転周波数がその６〇七あるいはその±２
Ｈｚ以内に安定するような場合には、安定な運転周波数
にその下限値（５８Ｈｚ）より１亀下の５７七が設定さ
れ、その周波数により圧縮機モータ４がインバータ制御
される。

さらに、圧縮機モータ４の現在の運転周波数Ｆ、が１１
８≦Ｆｏ≦１２２であるか否かの判断が行われる（ステ
ップ５Ｔ１３）。続いて、その範囲に該当する場合、圧
縮機モータ４の安定な運転周波数Ｆが１１７七に設定さ
れ（ステップ５Ｔ１４）、ステップＳＴＩに戻され、上
述同様の処理が実行される。すなわち、圧縮機モータ４
がその１２０Ｈｚあるいはその±２Ｈｚ以内に安定な運
転周波数となる場合には、その下限値（１１８Ｈｚ）よ
り１田下の１１７七の安定な運転周波数が設定され、そ
の周波数により圧縮機モータ４がインバータ制御される
。

さらにまた、圧縮機モータ４の現在の運転周波数Ｆ。が
１７８≦Ｆ、≦１８２であるか否かの判断が行われる（
ステップ５Ｔ１５）。続いて、その範囲に該当する場合
、圧縮機モータ４の安定な運転周波数Ｆが１７７七に設
定され（ステップ５Ｔ１６）、ステップＳＴＩに戻され
、上述同様の処理が実行される。すなわち、圧縮機モー
タ４がその１８〇七あるいはその±２亀以内に安定な運
転周波数となる場合には、その下限値（１７８Ｈｚ）よ
り１七下の１７７七の安定な運転周波数が設定され、そ
の周波数により圧縮機モータ４がインバータ制御される
。

また、上記交流電源１の周波数が６０七である場合、圧
縮機モータ４の運転周波数は５〇七あるいはその整数倍
若しくはその±２Ｈｚ以内でも安定にさせることができ
る。

このように、圧縮機モータ４の安定な運転周波数Ｆが空
気調和機に供給される交流電源１の周波数あるいはその
整数倍若しくはそれらの±２凪以内になるような場合、
その圧縮機モータ４の運転周波数がそれら周波数あるい
はその整数倍の±２土以内の下限値より１臣下の周波数
で安定するように、運転周波数の切り替えが行われる。

なお、その圧縮機モータ４の運転周波数が目標周波数に
達するまでステップアップあるいはダウンする際、上記
電源周波数検出回路９にて検出された周波数あるいはそ
の整数倍若しくはそれらの±２Ｈｚ以内の値となること
もある。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明のインバータ制御方法に
よれば、供給される交流電源の周波数あるいはその整数
倍若しくはそれらの±２Ｈｚ以内でコンプレッサの運転
周波数が安定しないように、それら周波数に安定するよ
うな場合、それら周波数の下限値より１七下の周波数に
安定するようにしたので、インバータ回路の入力と出力
における共振、つまり交流電源とコンプレッサ駆動電源
との共振を防止すことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示し、インバータ制御方
法が適用される空気調和機の概略的ブロック図、第２図
は上記空気調和機の具体的な部分回路ブロック図、第３
図および第４図は上記インバータ制御方法の作用を説明
するためのフローチャート図およびタイムチャート図で
ある。 図中、１は交流電源（５０／６０ｍ）、３はインバータ
回路、４は圧縮機（コンプレッサ）モータ、６はマイク
ロコンピュータ、９は電流周波数検出回路、ｌＯはダイ
オード、１１はフォトカプラ、ｌｌａは発光ダイオード
、ｌｌｂはフォトトランジスタである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気調和機等のコンプレッサを駆動するに際し、
   交流電源電圧を倍電圧整流するとともに、所定周波数に
   変換して前記コンプレッサに印加し、そのコンプレッサ
   の回転数を周波数制御するインバータ制御方法において
   、 前記交流電源電圧の周波数を検出する周波数検出手段を
   有し、 前記コンプレッサの運転周波数が前記周波数検出手段に
   て検出された周波数あるいはその整数倍若しくはそれら
   の±２Ｈｚ以内に安定するような場合には、その安定な
   運転周波数に前記交流電源電圧の周波数あるいはその整
   数倍若しくはそれらの±２Ｈｚ以内の下限値より低い値
   を設定するようにしたことを特徴とするインバータ制御
   方法。
2. （２）前記安定な運転周波数に前記下限値より−１Ｈｚ
   下げた値を設定した請求項（１）記載のインバータ制御
   方法。