JPH04327746A - 空気調和機の電流保護方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気調和機の運転電流を
適正範囲に制御する空気調和機の電流保護方法に関する
。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電流値の範囲に、商用電源から
供給される電力の電流値に基づいて圧縮機の運転を停止
させるゾーンと、インバータ装置から出力する交流電力
の周波数を下げるゾーンと、インバータ装置から出力す
る交流電力の周波数を変化させないゾーンと、インバー
タ装置から出力する交流電力の周波数を所定値ずつ増加
させて周波数指令信号に応じた周波数にするゾーンとを
設けたものは知られている（例えば、特公平２−６２０
号公報）。

【０００３】この種の空気調和機は、商用電源から供給
される電流値の最大許容範囲を超えることなく、その範
囲内において、略最大の能力の空調運転を行うことがで
きるという利点を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の従
来の空気調和機では、圧縮機の運転が、周波数を下げる
ゾーンと、周波数を変化させないゾーンとの間で行われ
る。

【０００５】この場合に、従来のものでは、電流がその
最大許容値を１５Ａとすれば、電流が１４Ａ〜１５Ａの
間で制御されるが、周波数を下げるゾーンが１５Ａ以上
であるために、運転電流が１５Ａを超えてしまうという
問題がある。即ち、圧縮機がロックして過大な過電流が
流れるような時には、周波数を下げる速度が追い付かず
圧縮機に焼損が生じるという問題がある。また実際に電
流が変動する範囲は、１５Ａ＋α〜１４Ａの範囲であり
、許容電流範囲内で最大の能力を得ることはできないと
いう問題がある。

【０００６】このような問題に対して、本発明は、圧縮
機がロックし過大な電流が急激に流れた時にも、速い保
護が行え、さらに許容電流範囲内で最大の能力を得るこ
とができる空気調和機の保護方法を提供するものである
。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、室温と設定温度とに基づいて周波数指令
信号を出力する信号出力手段と、商用電源から供給され
る電力を周波数指令信号に応じた周波数の交流電力に変
えて出力するインバータ装置とを備えて成り、このイン
バータ装置の出力を圧縮機に供給する空気調和機におい
て、商用電源から供給される電力の電流を検出する電流
検出器を設け、この電流検出器の検出する電流が第１の
設定値以上に至った場合、圧縮機の運転を停止し、電流
が第１の設定値より低く第２の設定値より高い場合、イ
ンバータ装置から出力する交流電力の周波数を所定値下
げ、電流が第２の設定値より低く第３の電流値より高い
場合、インバータ装置から出力する交流電力の周波数を
所定値より小さい値下げ、電流が第３の設定値より低い
場合、インバータ装置から出力する交流電力の周波数を
周波数指令信号に応じた周波数にすることを特徴とする
ものである。

【０００８】

【作用】商用電源からインバータ装置への供給電流の値
が、第１，第２，第３の設定値（第１設定値＞第２設定
値＞第３設定値）と比較される。負荷増大によりこの供
給電流が第３設定値以上に増加すると、比較的小さい減
少量で、インバータ周波数を減少させ、電流値を第３設
定値付近に制御しようとする。これによっても電流量が
減少せず、第２設定値を超えた場合には、より大きい減
少量でインバータ周波数を減少させて、より極力に電流
量を制御する。圧縮機ロックなどの異常で過大電流が流
れたときは、第１の設定値のところで圧縮機運転を停止
し、強制的に電流を低下させる。

【０００９】

【実施例】図２は、本発明の一実施例が適用されるスプ
リット型空気調和機の室外ユニットの制御回路を示す。

【００１０】同図において、商用電源１から供給される
交流１００Ｖ電圧は、バリスタ２、ノイズフィルタ３、
リアクタ４を経て全波整流器５に入力される。全波整流
器５の直流出力として、倍電圧整流器７の作用により２
８０Ｖが得られ、この単相直流２８０Ｖは、３相ブリッ
ジ型インバータ６に入力される。

【００１１】インバータ６は、直流２８０Ｖから実効値
１００Ｖの三相交流を生成して、三相誘導モータを用い
てなる圧縮機８を運転する。圧縮機８の運転速度は、イ
ンバータ回路６の出力周波数に依存して定まる。

【００１２】電流検出回路９は、カレントトランス１０
の検出する商用電源１からの供給電流値をデジタルデー
タの形でマイクロプロセッサ（以下、マイコンという）
１１に伝える。マイコン１１は、この電流値データＡと
第１，第２，第３の設定電流値Ｓ１　，Ｓ２　，Ｓ３　
（Ｓ１　＞Ｓ２　＞Ｓ３　）との大小関係に基づいて、
例えば、以下のような制御動作を行なう。

【００１３】 （１）　　　　　　　　Ａ＞Ｓ１　　　異常処理（圧縮
機８の運転停止等） （２）　　Ｓ１　≧Ａ＞Ｓ２　　　インバータ出力周波
数減少（減少量大） （３）　　Ｓ２　≧Ａ＞Ｓ３　　　インバータ出力周波
数減少（減少量小） （４）　　Ｓ３　≧Ａ　　　　　　　　正常運転コンプ
レッサ温度センサ１２は、圧縮機８の温度を検出してマ
イコン１１に伝える。マイコン１１は、この圧縮機温度
Ｔと第１，第２，第３の設定圧縮機温度Ｓ４　，Ｓ５　
，Ｓ６　（Ｓ４　＞Ｓ５　＞Ｓ６　）との大小関係に基
づいて、例えば、以下のような制御動作を行なう。

【００１４】 （１）　　　　　　　　Ｔ＞Ｓ４　　　異常処理（圧縮
機８の運転停止等） （２）　　Ｓ４　≧Ｔ＞Ｓ５　　　インバータ出力周波
数減少（減少量大） （３）　　Ｓ５　≧Ｔ＞Ｓ６　　　インバータ出力周波
数減少（減少量小） （４）　　Ｓ６　≧Ｔ　　　　　　　　正常運転シリア
ル信号回路１３は、図示しない室内ユニットからの制御
データを受けてマイコン１１に伝える。正常運転を行な
う場合、マイコン１１はその室内ユニットからの制御デ
ータに従って、圧縮機８の起動／停止およびインバータ
出力周波数の制御を行なう。マイコン１１によるこうし
た圧縮機８の運転制御は、スイッチング信号増幅部１４
がマイコン１１からの指令を受けてインバータ６のスイ
ッチング動作を制御することにより行われる。

【００１５】即ち、マイコン１１は、室内ユニットから
送られてくる周波数信号に応じて、ＰＷＭ理論に基づい
てインバータ回路６を構成するトランジスタのオン／オ
フ信号を出力することになる。リレー接片１５およびフ
ォトトライアック１６はマイコン１１の制御下で動作す
る。リレー接片１５がオンすれば、室外ファン１７が動
作し、フォトトライアック１６がオンすれば四方切換弁
１８が切換わる。

【００１６】図１は図２のマイコン１１が電流値Ａに基
づく保護動作を行う場合における主たる処理の流れを示
す。

【００１７】同図を参照して説明すると、マイコン１１
は、運転開始時のイニシャライズ（ステップ１００）の
後、室内ユニットからの周波数指令信号の入力の有無を
チェックし（ステップ１０１）、入力が有れば、インバ
ータ出力周波数の目標値Ｆをその入力された周波数に設
定し、入力が無ければ、現在の目標周波数Ｆをそのまま
維持してステップ１０３へ進む。

【００１８】ステップ１０３では、電流検出回路９より
検出された商用電源からの供給電流値Ａを入力する。こ
の電流値Ａは、既に述べたように第１，第２，第３の設
定電流値Ｓ１　，Ｓ２　，Ｓ３　（例えば、最大許容電
流値が１５，０Ａの場合、Ｓ１　＝１５．０Ａ，Ｓ２　
＝１４．８Ａ，Ｓ３　＝１４．５Ａ）と比較される（ス
テップ１０４，１０５，１０６）。

【００１９】電流値Ａが第１設定値Ｓ１　を超えている
場合は、異常処理（ステップ１１５）へ進む。この異常
処理では、まず圧縮機８への通電を遮断して運転停止し
、その３分後に、ステップ１０１へリターンして、設定
された目標周波数Ｆで再起動する。この場合、１０分以
内に再び異常処理のステップ１１５へ至ったならば、圧
縮機８への通電を再度遮断して異常表示を行う。

【００２０】電流値Ａが第１設定値Ｓ１　以下の場合に
は、 （１）　　Ｓ１　≧Ａ＞Ｓ２　 （２）　　Ｓ２　≧Ａ＞Ｓ３　 であるか否かが判断される（ステップ１０５，１０６）
。

【００２１】（１），（２）のいずれかの条件を満たす
場合、インバータ出力周波数の減少を行うべく、周波数
の減少量αの決定が行われる。即ち、（１）の条件を満
たす場合には、α＝５〔ヘルツ〕と設定され（ステップ
１０７）、（２）の条件を満たす場合は、α＝０〔ヘル
ツ〕と設定され（ステップ１０８）、ステップ１０９へ
進んで、α＝α＋５〔ヘルツ〕と設定される。

【００２２】つまり、（１）の場合は比較的大きい減少
量α＝１０〔ヘルツ〕が設定され、（２）の場合は比較
的小さい減少量α＝５〔ヘルツ〕が設定される。

【００２３】次いで、目標周波数Ｆが、設定された減少
量αだけ減少させられ（ステップ１１０）、この減少さ
れた目標周波数Ｆに一致するようにインバータ６の現出
力周波数が増減される（ステップ１１１）。具体的には
、現出力周波数＞Ｆのとき、周波数を１ヘルツ減少、現
出力周波数＜Ｆのとき、周波数を１ヘルツ増加、現出力
周波数＝Ｆのとき、周波数を増減しない、等と現出力周
波数が増減される。

【００２４】そして、現出力周波数が目標周波数Ｆに一
致するまで（ステップ１１２）、上述の周波数増減処理
（ステップ１１１）が繰り返される。この繰り返しの各
ルーチンにおいても、入力電流値Ａが、第１設定電流値
Ｓ１　を超えてるか否かが判断され（ステップ１１３，
１１４）、もし超えていると判断された場合は、上述し
た異常処理（ステップ１１５）に進む。

【００２５】図３は上述の保護動作を行った際の電流Ａ
の変化を示す電流変化図である。

【００２６】時刻ｔ０で空気調和機の運転を開始する。 負荷が増加して（被調和室内の在籍人員の増加、又はド
アや窓の開閉など）、時刻ｔ１で電流が第３の設定値Ｓ
３　を超えた場合には（周波数を５ヘルツ下げるゾーン
）、５ヘルツだけインバータ出力周波数を下げる。 尚、周波数の増減速度は、図１の説明から分かるように
、所定速度に設定されているので、５ヘルツの周波数を
下げるのに、ｔ２−ｔ１の時間がかかる。

【００２７】周波数を下げ終えたｔ２では、電流が第３
の設定値Ｓ３　以下なので、周波数を周波数指令信号に
応じた周波数にまで所定速度で増加させる。ｔ３では再
び電流値が第３の設定値Ｓ３　を超えるので、前記と同
様に、周波数を５ヘルツ下げる。こうして、前記した程
度の負荷の増加では、第３の設定値Ｓ３　付近に電流値
が制御される。

【００２８】ｔ４でさらに大きな負荷の増加があったと
きは、周波数の増加に伴い電流が急激に増加する。ｔ５
，ｔ６，ｔ７では、いずれも電流が第２の設定値Ｓ２　
と第３の設定値Ｓ３　との間にあるので、３回にわたっ
て５ヘルツずつ合計１５ヘルツ周波数が下げられる。つ
まり、周波数を５ヘルツ下げても、電流が第３の設定値
Ｓ３　を下回らない場合、再度周波数を５ヘルツ下げ、
それでもまだ電流が第３の設定値Ｓ３　を下回らない場
合、再び周波数を５ヘルツ下げる。

【００２９】このように、周波数を１５ヘルツ下げたに
もかかわらず、ｔ８で電流が第２の設定値をＳ２　を超
えた場合、ｔ８，ｔ９，ｔ１０，ｔ１１と電流値が第２
の設定値Ｓ２　を下回るまで、周波数を４回にわたって
、１０ヘルツずつ総計で４０ヘルツ下げる。さらに、ｔ
１２，ｔ１３と５ヘルツずつ２回にわたって、１０ヘル
ツ下げる。このようにすれば、ｔ５〜ｔ１３までの間に
、周波数を合計６５ヘルツ減少させることができる。

【００３０】この後は、電流が第３の設定値Ｓ３　付近
になる周波数において、ｔ１〜ｔ４の区間と同様に制御
される。この後に、ｔ１５で圧縮機のロックなどの異常
が発生して、電流が急激に増加した場合には、もしｔ１
５で周波数を５ヘルツ下げても、電流は下がらず、ｔ１
６で、電流が第１の設定値Ｓ１　を超えた場合には、圧
縮機８の運転を停止する。

【００３１】これによれば、通常の運転時には、最大電
流値が第３の設定値Ｓ３　前後に制御される。これに対
して、負荷が増加するような場合には、一時的に電流値
が第１の設定値Ｓ１　と、第２の設定値Ｓ２　との間ま
で増加するのみであり、最終的には、第３の設定値Ｓ３
　前後に制御される。尚。圧縮機のロック等の異常状態
が発生して、電流が第１の設定値Ｓ１　に達した場合に
、圧縮機の運転は停止される。

【００３２】第１の設定値Ｓ１　、第２の設定値Ｓ２　
、第３の設定値Ｓ３　の差は、上記した実施例の値に限
るものではない、この設定値の差を小さくするときは（
特に、第３の設定値Ｓ３　を第１の設定値Ｓ１　に近付
けたいとき）、周波数の減少量を大きくすればよく、設
定値の差を大きくするときは、周波数の減少量を小さく
して、空気調和機の能力の変動を小さくすることができ
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、電流値が第１の設定値
に達すると、圧縮機の運転を停止するので、電流値は、
第１の設定値を超えることはない。また、第１の設定値
以下の所定電流範囲では、インバータ周波数を所定周波
数下げることによって、この周波数分だけ確実に電流が
減少する。この場合には、周波数の下げる量を、電流が
第１の設定値に近付くにつれて大きくするので、通常の
過負荷運転時には、電流が第１の設定値を超えることは
なく、その許容電流範囲内で、最大の能力を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る保護動作を行うための
室外ユニットのマイクロプロセッサの主な処理を示すフ
ローチャートである。

【図２】本発明の一実施例が適用されるスプリット形空
気調和機の室外ユニットの制御装置を示す電気回路図で
ある。

【図３】図１の保護動作を行なった場合の電流変化の一
例を示す線図である。

【符号の説明】

１　　商用電源 ６　　インバータ ８　　圧縮機 ９　　電流検出回路 １０　　カレントトランス １１　　マイクロプロセッサ（マイコン）１４　　スイ
ッチング信号増幅部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　室温と設定温度とに基づいて周波数指
   令信号を出力する信号出力手段と、商用電源から供給さ
   れる電力を周波数指令信号に応じた周波数の交流電力に
   変えて出力するインバータ装置とを備えて成り、このイ
   ンバータ装置の出力を圧縮機に供給する空気調和機にお
   いて、商用電源から供給される電力の電流を検出する電
   流検出器を設け、この電流検出器の検出する電流が第１
   の設定値以上に至った場合、圧縮機の運転を停止し、前
   記電流が第１の設定値より低く第２の設定値より高い場
   合、インバータ装置から出力する交流電力の周波数を所
   定値下げ、前記電流が第２の設定値より低く第３の電流
   値より高い場合、インバータ装置から出力する交流電力
   の周波数を前記所定値より小さい値下げ、前記電流が第
   ３の設定値より低い場合、インバータ装置から出力する
   交流電力の周波数を前記周波数指令信号に応じた周波数
   にすることを特徴とする空気調和機の電流保護方法。