JPH03135397A - 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負荷（圧縮機）の制御に用い
られるインバータ制御方法に係り、更に詳しくは圧縮機
のロックを防止するようにしたインバータ制御方法に関
するものである。

［従　来　例］ 近年、インバータ制御は、例えば空気調和機を初めとし
て種々家電機器に利用されるようになった。

ここで、空気調和機を例にして説明すると、第３ｖ４に
示されるように、インバータ制御装置には、負荷の圧縮
機１を駆動する複数のスイッチング素子からなるスイッ
チング・トランジスタ部２と、その圧縮機１の運転周波
数に応じて上記複数のスイツチング素子をＯＮ、叶ト°
制御するＰＷＭ波形の信号を出力する制御部（ＣＰＵ）
　３と、それらＰｗＭ波形の信号に基づいて手記スイッ
チング・トランジスタ部２を即動するベース駆動部４と
が備えられている。

そして、リモコンやパネル等の操作に応じた所定運転周
波数の指令が出力されると、制御部３からはその運転周
波数指令に対応するＦＷＭ波形の信号が出力される。こ
のＰＷＭ波形に応じてスイッチング・トランジスタ部２
の各トランジスタがＯＮ、０ト’ドされ、入力電流（例
えばｏｃ２８０Ｖ）がスイッチングされる。この場合、
圧縮機１のモータが二相制御であると、それらスイッチ
ング電圧により相間波形電圧（／１）力電圧）が圧縮機
１に印加される。すると、圧縮機１は上記ＰｗＮ波形に
応じた所定出方周波数で運転制御される。このとき、制
御部３から出力される）’％ＩＭ波形が段階的に変えら
れ、圧縮機１の運転周波数が所定変化率で上記指令周波
数に近づけられ、最終的に圧縮機１の運転周波数がその
指令運転周波数とされる。

ところで、第４図の実線に示されるように、上記インバ
ータ制御方法においては、圧縮機１の運転周波数を目標
周波数とするに際し、圧縮機１の電圧（Ｖ）と周波数（
Ｆ）とを同時に変化させる■／Ｆ一定型が用いられてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記インバータ制御方法にあっては、圧縮機１
を高周波数域で運転しているとき５例えば過負荷保護機
能等によりその運転周波数が低周波数域に急速に降下さ
れると、圧縮機１における吸入圧力と吐出圧力との差が
その急激な周波数変化に追いつけず、その圧縮機１がロ
ックすることがある。ちなみに、圧縮機１がロックする
と、インバータ制御の再起動まで時間がかかり、インバ
ータ制御の効率が低下し、引いては消費電力が多くなっ
てしまう。

そこで、第４図の破線に示されるように、圧縮機１の電
圧（Ｖ）を高くしたＶ　／　Ｆパターンを用いることに
より、圧縮機１のトルク不足を補い、圧縮機１がロック
しないようにすることが考えられる。しかし、同図の破
線に示すＶ　／　Ｆ’パターンの場合、電圧（）が高く
されるため、例えば軽負荷保護時には圧縮機１が過励磁
となり、騒音発生の原因になる。

また、運転周波数の下降時における周波数の変化速度を
上昇時より遅くし、冷媒系の圧力変化に合わせることが
考えられるが、その変化速度を遅くすると、その全応答
速度が悪化し、上記過負荷保護機能の見地から好ましく
ない。

この発明は、圧縮機のモータトルクが不足すると、スイ
ッチング・トランジスタ部の入力電流が通常と比べて多
く流れることに着目し、Ｖ／Ｆパターンを変えることな
く、また周波数の下降速度を遅くすることなく、負荷（
圧縮機）のロックを防止し、消費電力や騒音を抑えるこ
とができるようにしたインバータ制御方法を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ に記目的を達成するために、この発明のインバータ制御
方法は、圧縮機を所定■／ドパターンにしたがってイン
バータ制御するに際し、上記圧縮機を屏動するスイッチ
ング・トランジスタ部の入力電流を検出するとともに、
この検出値が上記圧縮機のロック動作に対応する値（１
１）以上であり、かつ、上記圧縮機の運転周波数が下降
時であるときには当該運転周波数を維持するようにした
ことを要旨とする。

また、この発明は、上記圧縮機の運転周波数を維持して
いる場合、上記スイッチング・トランジスタ部の入力電
流を検出するとともに、この検出値が所定値（Ｉ２）以
下になったときには上記運転周波数の維持を解除し、こ
の運転周波数を上記所定Ｖ／Ｆパターンにしたがって下
降するようにしたものである。

［作　　用］ 上記方法としたので、圧縮機を所定Ｖ／Ｆパターンにし
たがってインバータ制御するに際し、圧縮機の運転周波
数が降下し、特に急激に運転周波数が降下すると、上記
スイッチング・トランジスタ部の入力電流が通常より多
く流れる。この入力電流が予め設定されている所定値（
■、）以上になると、運転周波数の降下が停止され、そ
の運転周波数が維持される。すなわち、その入力電流が
所定値（１□）以」二になったということは、上記モー
タがトルク不足であることを示しており、そのまま運転
周波数が降ｔすると、そのトルク不足が進み、圧縮機が
ロックするからである。

また、上記運転周波数が維持されると、上記入力電流が
予め設定されている所定値（Ｌ；＜１．）以ドになると
、その維持が解除され、その運転周波数の降ドが開始さ
れる。すると、圧縮機は」−記所定Ｖ／Ｆパターンにし
たがって通常運転に戻され、その運転周波数は目標値に
近づけられる。すなわち、その入力電流が所定値（工２
）になったということは、上記モータのトルク不足が解
消したことを示しており、運転周波数の降下により圧縮
機がロックしないからである。

［実　施　例］ 以下、この発明の実施例を第１図および第２図に基づい
て説明する。なお１図中、第３図と同一部分には同−符
号付し重複説明を省略する。

第１図において、インバータ制御装置には、スイッチン
グ・トランジスタ部２の入力電流を検出する入力電流検
出手段のシャント抵抗５と、この検出電流の人力と出力
を絶縁するフォトカプラ回路６と、このフォトカプラ回
路６を介した検出電流に応じた電圧を出力する出力回路
７と、第３図の制御部３の機能の他に、その出力回路７
からの出力電圧をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
ポートを有し、この変換ディジタル信号と所定値（Ｉ□
、１□）とを比較するとともに、この比較結果に応じて
圧縮機１の運転周波数を制御する制御部（ｃｐｕ：マイ
クロコンピュータ）８とが備えられている。なお、フォ
トカプラ１−１路６には、シャント抵抗５に流れる電流
を得るために、そのシャント抵抗５と並列に設けられた
コンデンサ９および抵抗ｌＯからなる直列回路と、逆電
圧の印加防止のダイオード１１と、その検出電流に応じ
てフォトトランジスタをＯＮするフォトカプラ１２とが
備えられている。また、出力回路７には、フォトトラン
ジスタのＯＮ状態に応じて電流をフォトトランジスタに
流し、この電流に応じた電圧を出力するために、コンデ
ンサ１３．抵抗１４、抵抗１５およびダイオード１６と
が備えられている。

次に、」−記構酸のインバータ制御装置に適用されるイ
ンバータ制御方法の作用を第２図のフローチャート図に
基づいて説明する。

まず、圧縮機１の運転周波数を降トする指令が出され、
圧縮機１は通常の■ハパパターン（例えば第４図の実線
に示す）にしたがってインバータ制御されているものと
する。このとき、スイッンチン・トランジスタ部２の入
力電流がフォトカプラ回路６、出力回路７を介してアナ
ログ値の電圧に変換され、この電圧により制御部８にて
その入力電流の値が検出される（ステップ５ＴＩ）。そ
して、シャント抵抗５に電流が流れる程、フォトカプラ
１２の反応によりフォトトランジスタには電流が流れ、
電源電圧Ｖｃｃの電圧がコンデンサ１３に充電されるよ
うになるため、Ａ／Ｄ変換ボートの入力電流が低ドする
ことになる。

ここで、上記スイッチング・トランジスタ２の入力電流
（検出値）が所定値１□以上である否かの判断が行われ
る（ステップ５Ｔ２）。なお、所定値１、は圧縮機１の
ロックが生じるときの動作値であり、予め設定されてい
る。この判断結果により、検出値が所定値Ｉ８に達して
いないときには、ステップＳＴＩに戻り、上述した入力
電流の検出が続けられる。一方、その検出値が所定値１
□以上であるときには、」１記運転周波数が下降時であ
るか否かの判断が行われる（ステップ５Ｔ３）。この場
合、運転周波数が降下しているため、ステップＳＴ４に
進み、当該運転周波数の降下が停止され、現在の運転周
波数が維持される。すなわち、そのまま運転同波数を降
下すると、圧縮機１がロック状態となるからである。一
方、運転周波数が降下時でない場合にはステップＳＴＩ
に戻り、上述の処理が繰り返される。

続いて、」−記ステップ３１′１と同様に、スイッチン
グ・トランジスタ２の入力電流が検出され（ステップ５
Ｔ５）、この検出値が所定値１２以下である否かの判断
が行われる（ステップ５Ｔ６）。なお、所定値工２は運
転周波数を下げても、圧縮機１がロツり状態とならない
解除値であり、予め設定されている。この判断結果によ
り、検出値が所定値１８を越えているときには、ステッ
プＳＴ５に戻り、−１−述した入力電流の検／Ｂが続け
られる。このとき。

運転周波数の指令が変更し、かつ、その運転周波数が−
１−昇する場合、上記運転周波数の維持が解除され、圧
縮機１は通常のＶ／ｆ・°パターン（第４図の実線に示
す）にしたがってインバータ制御される。

一方、ｌ―記検出値が所定値１□以下であるときには１
−記運転周波数のド降が開始される（ステラ１Ｓ丁７）
。すなわち、運転周波数が降ドしても、圧縮機１がロッ
ク状態にならないからである。しかも、その運転周波数
の降ドに際し、圧縮機１は通常のＶ　／　Ｉ＝”パター
ン（第４図の実線に示す）にしたがってインバータ制御
される。

このように、運転周波数の降下に際し、圧縮機１のモー
タトルクが不足状態になる前にその降ドを停（１−シ、
そのトルク不足が解消したときにその降トを開始してい
る。そのため、電圧の高いＶ／１・’パターンを用意し
なくとも、また運転周波数の降下速度を遅くしなくとも
、圧縮機１のロックを防止することができ、消費電力や
騒音を抑えることができる。

［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、負荷の運転周波数を下降するに際し、スイッチ
ング・トランジスタ部２の入力電流が所定値（動作値）
１０以上であるときには、その運転周波数の降下を停止
し、かつ、その検出値が所定値（解除値Ｈｚ以下である
ときにはその停止を解除するようにしたので、その圧縮
機を一つＶ　／　Ｆ’パターンにしたがってインバータ
制御することができ、かつ、その圧縮機のロックを防止
することができ、これにより消費電力や騒音を抑えるこ
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
法を適用するインバータ制御装置の概略的ブロック図、
第２図は上記インバータ制御方法を説明するためのフロ
ーチャート図、第３図は従来のインバータ制御装置の概
略的ブロック図、第４図はインバータ制御における圧縮
機のＶ／ド特性曲線図である。 図中、１は圧縮機（負荷）、２はスイッチング・トラン
ジスタ部（複数のスイッチング素子）、４はベース師動
部、５はシャント抵抗（電流検出手段）、６はフォトカ
プラ回路、７は出力回路、８は制御部（ｃｐｕ；マイク
ロコンピュータ）である。 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷を所定Ｖ／Ｆパターンにしたがってインバー
   タ制御するに際し、前記負荷を駆動するスイッチング・
   トランジスタ部の入力電流を検出するとともに、該検出
   値が前記負荷のロック動作に対応する値（Ｉ＿１）以上
   であり、かつ、前記負荷の運転周波数が下降時であると
   きには当該運転周波数を維持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）前記負荷の運転周波数を維持している場合、前記
   スイッチング・トランジスタ部の入力電流を検出すると
   ともに、該検出値が所定値（Ｉ＿２）以上になったとき
   には前記運転周波数の維持を解除し、該運転周波数を前
   記所定Ｖ／Ｆパターンにしたがって下降するようにした
   請求項（１）記載のインバータ制御方法。
3. （３）前記負荷の運転周波数を維持している場合、前記
   負荷の運転周波数を上昇する指令が出されたときには前
   記運転周波数の維持を解除し、該運転周波数を前記所定
   Ｖ／Ｆパターンにしたがって上昇するようにした請求項
   （１）記載のインバータ制御方法。