JPH03195394A

JPH03195394A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH03195394A
Application number: JP1334096A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yabuki; 俊生矢吹
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1991-08-26

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）この発明はインバータを備えた空気調和機に関するもの
である。

（従来の技術）この種の空気調和機の従来例としては、実開昭６３−８
４０００号を挙げることができる。この従来例では、第
５図に示すように、圧縮機１をインバータのパワー素子
２で圧縮能力可変制御するようになっているが、上記パ
ワー素子２の発熱を温度検出手段３で検出すると共に、
温度検出手段３での検出温度４と判定基準温度設定部５
での判定基準温度とを比較する判定手段６を備え、検出
温度４が基準温度を超えるときには、上記パワー素子２
が過熱するものと判断して、インバータ制御部８へ圧縮
機１を停止させる停止信号７を出力するようになされて
いる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、−上記従来例では、パワー素子２の過熱
による破損は防止できるものの、パワー素子２が過熱し
そうな場合にば、圧縮［１を停止にさせてしまうので、
例えばこのよ・うな構成を空調機に適用したときには、
空調快適性が犠牲になってしまうという問題がある。

この発明は上記従来の問題を解消するためになされたも
のであって、その目的は、インバータの素子の過熱を防
止しながら、圧縮機を停止させずに連続運転することが
できる空気調和機を提供することにある。

（課題を解決するための手段）そこで第］請求項記載の空気調和機においては、圧縮機
１０を能力可変制御するだめのインバータ１１を有し、
このインバータ１１の運転周波数を制御するインバータ
制御部１６とインバータ素子１５の温度を検出する温度
検出手段２２とを備えた空気調和機であって、−上記イ
ンバータ１１への入力電流値Ａを検出する電流検出手段
２５と、上記温度検出手段２２と電流検出手段２５とか
らの各出力２３．２６に基づいてインバータ素子１５の
温度Ｊを予測づ−る温度予測手段２４と、この温度予測
手段２４の予測温度、Ｊと素子１５の基準温度Ｂとを比
較して予測温度Ｊか基準温度Ｂ以上であるときに上記イ
ンバータ制御部１６へ周波数低下指令３５を出力する判
定手段３３とを有している。

また第２請求項記載の空気調和機では、−上記温度予測
手段２４は、さらにインバータ１１の運転周波数に基づ
いてインハーク素子１５の温度、Ｊを予測すべく構成さ
れている。

（作用）上記第１請求項記載の構成においては、温度予測手段２
４において、温度検出手段２２と電流検出手段２５とか
らの各出力２３．２６に基づいてインバータ素子１５の
温度Ｊを予測し、判定手段３３で基準温度Ｂと−１−記
予測温度Ｊとを比較し、予測温度Ｊが基準温度８以上の
ときには、インバータ制御部１６へ周波数低下信号３５
を出力して、圧縮機１０の運転周波数を低下させながら
、圧縮ａ１０の運転を継続する。このように圧縮機１０
が低周波数で運転されるために、インバータ素子１５の
発熱量が減少し、圧縮機１０の運転を継続しながらも素
子１５の過熱を防止することになる。

また第２請求項記載の構成では、温度Ｊの予測を、より
一層精度良く行えることになるので、圧縮機１０の運転
可能エリアが一段と拡大する。

（実施例）次にこの発明の空気調和機の具体的な実施例について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図において、１０は能力可変形の圧縮機であり、こ
の圧縮［１０はインバータ１１によって、その運転周波
数が変更されるようになされている。

インバータ１１は、交流電源１２側からコンバータ部１
３、平滑用コンデンサ１４及びパワートランジスタ１５
（インバータ素子）を有しており、パワートランジスタ
１５は、インバータ制御部１６からの周波数制御信号１
７によって運転周波数を言周整するようなされている。

このパワートランジスタ１５の発熱部２０には、放熱機
能を有するヒートシンク２１が密接している。なおヒー
トシンク２１ば、上記コンバータ部１３にも密接してい
る。そしてヒートシンク２１の近傍部分に面して、温度
検出手段２２が配置されており、温度検出手段２２でパ
ワートランジスタ１５の温度Ｔを検出して温度信号２３
をジャンクション温度予測手段（温度予測手段）２４に
出力している。またジャンクション温度予測手段２４に
は、交流電源１２からのインバータ１１への入力電流値
Ａを検出する電流検出手段２５の電流信号２６が入力さ
れている。更にジャンクション温度予測手段２４には、
上記インバータ制御部１６から圧縮機１の運転周波数信
号２７が入力されている。

上記ジャンクション温度予測手段２４は、上記温度信号
２３、電流信号２６及び運転周波数信号２７に基づいて
、電流−発熱量テーブル３０及び周波数−発熱量テーブ
ル３１に予め記憶されているデータを参照し、現在の運
転状態を継続した場合に、パワートランジスタ１５が到
達するであろうと予測されるジャンクション温度（予測
温度）９Ｊを算出し、算出結果に基づくジャンクション
温度信号３２を判定手段３３へ出力する機能を備えてい
る。この判定手段３３では、判定基準温度設定部３４に
予め設定されている判定基準温度Ｂと上記ジャンクショ
ン温度信号３２とを比較することによって、ジャンクシ
ョン温度Ｊが判定基準温度Ｂ以−Ｊ二となる場合には、
判定手段３３から周波数低−ト指令３５を上記インパー
ク制御部１６へ出力し、インバータ制御部１６から運転
周波数を低下させた周波数制御信号１７を出力するよう
になさ力、ている。したがって、パワートランジスタ１
５が過熱するおそれがある場合でも、従来のように圧縮
１１０の運転を停止してしまうことはなく、パワートラ
ンジスタ１５が過熱しないような低い運転周波数で圧縮
ｍ１０の運転を継続し得ることになる。

次にジャンクション温度３Ｊの予測手法について、さら
に詳細に説明する。まず第３図には、入力電流と発熱量
との関係を示すが、同図のように出力周波数を一定にし
ながら入力電流を変化させると、発熱量は−・定の特性
を示すごとになる。そこで上記電流−発熱量テーブル３
０においては、特定周波数Ａ　Ｈｚについての電流と発
熱量との関係を記憶しておくのである。また同図のよう
に、周波数が変化すると、電流が同一であっても、発熱
ｉＰへ、ＰＢは変化することから、発熱量比ＰＢ／ＰＡ
の最大値を、それぞれ全周波数に対して、」二記周波数
−発熱量テーブル３１に記憶しておくことにする。

そして入力電流値ＡがＸであるときの電流−発熱量テー
ブル３０のデータをαｘ、’１ｊ！１転周波数がｙで転
心波数の周波数−発熱量テーブル３１のデータをβｙと
すると、発熱量Ｐは、Ｐ−αＸ・βｙで得られることになる。

そこで上記発熱ＩＰと温度検出手段２２の検出温度Ｔよ
り、ジャンクション温度Ｊば、Ｊ＝Ｐ　　・　θｊ−ｓ
−＋−Ｔで推定し得ることになる。なおθｊ−ｓは第４図に示す
ように、熱抵抗であって、これは試験によって予め求め
ておき、既知の値として記憶しておくものとする。

上記のことから、検出温度Ｔが高（でも、発熱ＭＰ（−
入力電流）が小さい場合は、パワートランジスタ１５が
過熱する危険がないと判断し得るし、逆に検出温度′Ｆ
が低（でも、発熱量Ｐ（−入力電流）が大きい場合は、
過熱する危険があるとみなして電流を下げるような制御
を行うのである。

以上の制御プロセスを第２図のフローチャートで説明す
る。まずステップＳ１で上記温度信号２３〜運転周波数
信号２７がジャンクション温度予測手段２４へ入力され
ると、次にステップＳ２で、電流−発熱量テーブル３０
、周波数−発熱量テーブル３１からパワートランジスタ
１５の発熱量データを読み取り、ステップＳ３でジャン
クション温度、■を算出する。そしてステップＳ４で上
記判定手段３３はジャンクション温度Ｊと判定基準温度
設定部３４からの判定基準温度Ｂとを比較して、ジャン
クション温度ｊが判定基準温度Ｂ以上になるとき（ＹＥ
Ｓ　）には、ステップＳ５で周波数低下指令３５を出力
し、一方ジャンクション温度Ｊが判定基準温度Ｂ以下の
とき（ＮＯ）には、上記ステップｓ１へ戻り、以上の制
御プロセスを継続する。

上記実施例装置ではジャンクション温度予測手段２４で
予測されたパワーＩ・ランジスタ１５のジャンクション
温度、■が、パワー１−ランジスク１５の過熱温度に達
する場合には、判定手段３３から周波数低下指令３５を
出力してインバータ制御部１６の周波数制御信号１７で
圧縮機１０の運転周波数を低下させることによって、パ
ワートランジスタ１５の過熱を防止しながら圧縮８１０
の運転を継続する。したがって、従来のようにパワート
ランジスタ１５の過熱を防止するために圧縮機１０の運
転を強制的に停止させてしまう場合と比較して、圧縮能
力は下がるものの、空調運転を継続することが可能にな
る。また、ジャンクション温度予測手段２４でジャンク
ション温度Ｊを予測して、未然にバワートランジスク１
５の発熱温度Ｔが判定基準温度Ｂ以上になるのを防止す
るので、パワートランジスタ１５の過熱をより一層確実
に防止し得ることになる。

０以上にこの発明の空気調和機の具体的な実施例について
説明したが、この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、この発明の範囲内で種々変更して実施すること
が可能である。例えば上記実施例においては、ジャンク
ション温度予測手段２４ば電流−発熱量テーブル３０、
周波数−発熱量テーブル３１からのデータを参照してジ
ャンクション温度Ｊを予測しているが、このような予測
方式に限定されず、他の予測方式を採用することも可能
である。

（発明の効果）上記したように第１請求項記載の空気調和機においては
、温度予測手段でインバータ素子の温度を予測し、判定
手段で素子の基準温度と上記予測温度とを比較し、予測
温度が基準温度以上のときには、インバータ制御部へ周
波数低下信号を出力して、圧縮機の運転周波数を低下さ
せるようにしであるので、上記インバータ素子の発熱量
が減少して素子の過熱を防止しながら圧縮機の運転を継
続することが可能になり、空調快適性を向上し得ること
になる。

また第２請求項記載の構成では、温度の予測を、より一
層精度良く行えることになるので、圧縮機の運転可能エ
リアが一段と拡大する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成の一例を示す機能ブロック図、
第２図はこの発明の制御プロセスの一例を示すフローチ
ャート図、第３図は入力電流と発熱量との関係を示すグ
ラフ、第４図はジャンクション温度の予測手法を説明す
るための模式図、第５図は従来例の機能ブロック図であ
る。１０・・・圧縮機、１５・・・パワートランジスタ（イ
ンバータ素子）、２２・・・温度検出手段、２４・・・
ジャンクション温度予測手段（温度予測手段）、１６・
・・インバータ制御部、３３・・・判定手段、３５・・
・周波数低下指令。

Claims

【特許請求の範囲】１、圧縮機（１０）を能力可変制御するためのインバー
タ（１１）を有し、このインバータ（１１）の運転周波
数を制御するインバータ制御部（１６）とインバータ素
子（１５）の温度を検出する温度検出手段（２２）とを
備えた空気調和機であって、上記インバータ（１１）へ
の入力電流値（Ａ）を検出する電流検出手段（２５）と
、上記温度検出手段（２２）と電流検出手段（２５）と
からの各出力（２３）（２６）に基づいてインバータ素
子（１５）の温度（Ｊ）を予測する温度予測手段（２４
）と、この温度予測手段（２４）の予測温度（Ｊ）と基
準温度（Ｂ）とを比較して予測温度（Ｊ）が基準温度（
Ｂ）以上であるときに上記インバータ制御部（１６）へ
周波数低下指令（３５）を出力する判定手段（３３）と
を有することを特徴とする空気調和機。２、上記温度予測手段（２４）は、さらにインバータ（
１１）の運転周波数に基づいてインバータ素子（１５）
の温度（Ｊ）を予測すべく構成されていることを特徴と
する第１請求項記載の空気調和機。