JPH03279691A - トルク制御装置 - 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〕 本発明はインバータを用いて可変速運転される家庭用ル
ー１１エアコン、冷蔵庫、業務用パツケジエアコンなど
に係り、運転条件に応じて低騒音化を図る装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来のトルク制御装置の一例として、セパシト形のヒー
トポンプ式ルームエアコンにトルク制御式の密閉形ロー
タリ圧縮機を用いた場合について説明する。第５図は一
般家庭で用いられるセパレート形ルームエアコンを示し
ている。このようなエアコンは、室内ユニット５０と室
外ユニット５１及び両者をつなぐ冷媒配管５２、及び、
使用者５３の好みに応してエアコンの起動・停止、温度
設定等を行うコントローラ５４からなる。このうち、室
内ユニット内には室内の空気を吸入して冷媒との熱交換
により所定の温度に加熱、もしくは、冷却して送風する
室内熱交換器、送風ファン等を含み、一方、室外ユニツ
Ｉ−は、外気導入により冷媒と熱交換を行う室外熱交換
器５５インバタ５６、そして、密閉形のロータリ圧縮機
５７を内蔵している。

今、使用者の手許に置かれるコントローラ５４によりル
ームエアコンが起動すると所望の温度条件を達成するた
めインバータ５６はロータリ圧縮機５７の回転速度制御
を行い、必要な冷媒サイクル条件になるように運転する
。

次に、第６図及び第７図はこのルームエアコンに用いら
れる密閉形ロータリ圧縮機の従来構造を示している。こ
れらの図しこおいて、■は容器であり、内部に電動要素
および圧縮要素を収納している。２は電動要素のステー
タ（固定子）であり、容器１内周に固定されている。こ
のステータ２の内側には、主軸４に嵌着され、主軸４と
一体に回転する電動要素のロータ（回転子）３が配置さ
れている。主軸４は、主軸受５および端部軸受６により
支承されている。これらの軸受５，６は、シリンダブロ
ック７に締結されている。シリンダブロック７は容器１
に固定されている。このシリンダブロック７内には圧縮
室１２が形成されており、この圧縮室１２内には主軸４
と偏心して一体化されたローラ８が設けられ、ばね１０
しこよってロタ８表面に押圧付勢されたベーン９が配設
されており、これらが圧縮要素を構成している。このよ
うな構成のもとて電動要素により主軸４が回転駆動され
ると、冷媒ガスが容器」−の外部に設けられた吸入アキ
ュムレータ１１から吸入され、圧縮室］２において、ロ
ーラ８により所定の圧力まで加圧され、矢印方向に沿っ
てケース外に吐出される。

このような構造のロータリ圧縮機は特開昭５８１８７６
３５号公報に開示されている。

ところで、このような構造の圧縮機では、電動要素が時
間に対してほぼ一定のトルクを出力するのに対し、圧縮
要素内のガス吸収トルクは、主軸４が一回転する間に非
常に大きな変動が生じている。そして、このガス吸収ト
ルクと電磁１ヘルクとの差、すなわち、残差トルクが容
器１に対して加振トルクとして働き、圧縮機全体では回
転方向に対して大きな回転方向振動を誘起されるという
問題が生じる。

この問題に対し、圧縮機の負荷トルク変動に一致するよ
うにモータ出力トルクを制御することにより加振トルク
を無くして、圧縮機振動を抑制するようにしている。

〔発明が解決しようとする諌題〕

圧縮機振動が増大すると、振動は圧縮機支持系− 及び配管系を通じて圧縮機全体を収納している室外ユニ
ット全体に伝搬し、振動及び騒音の発生原因となる。特
に、騒音の発生は都市部等の密集した住環境、とりわけ
、深夜や早朝などの暗騒音レベルの低い状況下では大き
な問題となる。

前述のトルク制御はこれらの問題を解消するのに好適な
技術であるが、次のような問題点をもっている。即ち、
圧縮機負荷Ｉ−ルク変動に同期させて電流を−・回転中
で脈動させるため、そのピーク電流は通常の電流一定の
場合より高くなる。一般に、電動要素の巻線抵抗Ｒ９電
流実効値Ｉとしたとき、電動要素の損失Ｐは ＰＣＩ：Ｒ・■２ で表される。このため、ピーク電流の大きいトルク制御
時ては電動要素の効率は低下する。従って、もし全ての
回転速度領域で、かつ、全ての運転条件下で１〜ルク制
御を実施した場合、効率の低下による消費電力の増加を
招くという問題があった。

本発明の目的は使用者側の要素に応してトルク制御をオ
ン／オフさせることにより、状況に応して低騒音化と効
率低下防止を行えるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明では使用者の手許にあ
るルームエアコンのコントローラにトルク制御のオン／
オフを設定できるスイッチを用意し、使用者の好みに応
じて切替えて使用できるようにしたものである。

〔作用〕

コントローラのトルク制御切替スイッチをオンとしたと
きには負荷トルク変動に一致させて電動要素の電磁１ヘ
ルクを出力できるので圧縮機の加振トルクがなくなり、
圧縮機、及び、室外ユニットの低振動、低騒音化を達成
することができる。

方、トルク制御切替スイッチをオフとしたときには電動
要素に流れる電流ピークを低く押えることができるので
効率低下による消費電力の増加を最小限にできる。種々
の状況下で切替えて使用することより、快適性と省電力
を両立させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は、トルク制御装置の全体構成を示す。即ち、ロー
タリ圧縮機のチャンバ振動と共に発生する回転軸系の回
転速度変動を検出し、検出信号２４をマイコン３８に送
り、この回転速度変動がなくなるように、電動要素２０
に与えるべき電流指令値を演算して出力する。そして、
この制御信号は制御部３４に送られてペースドライバ３
５を駆動するチョッパ信号を形成する。このベース１−
ライバ３５の電流制御動作によりインバタ３６は電動要
素２０へ供給する巻線電流を制御してトルク制御を行い
、圧縮機回転速度を常にある異容値以下の変動で指令速
度に等しくなるよう、かつ、ロータ回転加速度が各回転
角度にて最小となるように絶えず制御し続ける。これら
一連の制御ループはＲＯＭ３３に書き込まれている。

第２図は、密閉形ロータリ圧縮機の負荷トルク、及び、
第１図のトルク制御をオンとした場合とオフとした場合
の電動要素出力トルクを示している。

トルク制御オンとした場合、出力トルクを負荷トルクに
ほぼ一致させることができ、斜線で示した残差トルク（
即ち、加振トルク）を小さくすることができる。一方、
トルク制御をオフとした場合は、斜線で示した加振［〜
ルク分が増大するが、出力トルクを平均負荷トルクのレ
ベルと同程度にてきピーク電流が小さくなり効率低下を
防ぐことができる。

第３図はルームエアコンの運転／停止、温度設定、タイ
マ予約運転などを設定するコン１ヘローラの外観図であ
る。図に示されるようにパネル前面にトルク制御切替ス
イッチ１００を配してあり、使用者によって自由にオン
／オフの設定ができるようになっている。

第４図はタイマ予約とトルク制御オン／オフの設定を連
動させた場合の例を示している。例えば、トルク制御の
設定時間帯を夜１０時から翌朝８時までとし、エアコン
運転のタイマ予約時間を朝６時から９時までとすると、
朝６時から８時まではトルク制御オンとして低騒音重視
、朝８時から９８〜 時まではトルク制御オフとして省電力重視の運転が行え
る。

以上、ヒートポンプ式ルームエアコンのインバータ制御
を行う際に圧縮機に対しＩ・ルク制御を行う実施例につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく
、電動要素によって駆動される回転電動機械全搬に対し
有効なトルク制御手段となり得る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、早朝や深夜運転時など効率の低下を犠
牲にしてでも低騒音化を図る必要があるときはトルク制
御をオンとすることにより上記目的が達成できる。また
、昼間時など多少の騒音が許容できるときはトルク制御
をオフとして、効率の低下を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のトルク制御のブロック図、
第２図はトルク制御オン・オフ時の比較図、第３図はト
ルク制御切替スイッチを含むコントローラの正面図、第
４図はトルク制御をタイマ予約と連動させた図、第５図
は従来のセパレート形ルームエアコンの配置図、第６図
および第７図は従来の密閉形ロータリ圧縮機の縦断面図
及びＡ−Ａ矢視横断面図である。 ５１　室外ユニット、５７　ロータリ圧縮機、Ｉ 図 第 国 回＃角廓 （ａ） Ｌノしり欝′ｊ借Ｆ／ｌンＩ１７今 （１ノ トルクＭ４ｆＰ　ｆ）瞭

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉形圧縮機により駆動される家庭用ルームエアコ
   ン、冷蔵庫、業務用パッケージエアコンにおいて、 前記密閉形圧縮機の圧縮要素の冷媒圧縮作用により発生
   する一回転中の負荷トルク変動に一致させるように電動
   要素の出力トルクを制御するトルク制御として、使用者
   の選択によりオンオフの切替ができるスイッチを設けた
   ことを特徴とするトルク制御装置。