JPH04351495A

JPH04351495A - 空気調和機の制御方法

Info

Publication number: JPH04351495A
Application number: JP3151209A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ogawa; 善朗小川
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1991-05-27
Filing date: 1991-05-27
Publication date: 1992-12-07

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、室内を快適環境とする
空気調和機に係わり、更に詳しくは、入力電流を制御し
、力率の向上および高調波の低減を図る空気調和機の制
御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気調和機においては、
交流電源を直流に変換し、この直流をインバータ部に供
給するとともに、マイクロコンピュータにて圧縮機をイ
ンバータ制御するためのＰＷＭ波形を生成し、このＰＷ
Ｍ波形に応じてそのインバータ部を制御するようになっ
ている。また、その空気調和機の入力力率を改善し、高
調波を低減するために、交流／直流変換回路、つまり交
流電源とインバータ部の間には電源と閉回路を構成する
リアクタおよびスイッチング素子等による入力電流制御
回路が設けられており、そのスイッチング素子を高速で
オン、オフ制御し、入力電流波形が略正弦波となるよう
にしている。なお、上記空気調和機の制御方法としては
、例えば出願人による特願平２ー１２８６５５号がある
。さらに、空気調和機の入力力率を高め、しかも交流／
直流変換回路の出力電圧の安定化を図るために、空気調
和機の負荷に応じてそのスイッチング素子のオン時間を
変えるようになっている。そのため、例えば図４に示す
ように、空気調和機は直流出力電流を検出する出力電流
検出抵抗２１と、この検出電流の平均値を得るための増
幅器２２および平均値回路２３とを備え、空気調和機の
負荷の大小をその平均値で検出するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記空気調和
機の制御方法においては、直流電流を検出し、この検出
電流の平均値を得るための回路を必要とすることから、
その分コストがアップするという問題点があった。また
、その検出電流をロジック回路の電源を用いた増幅器２
２および平均値回路２３に入力し、その出力をロジック
回路等で処理するため、そのパワー回路とそのロジック
回路を絶縁することが一般的であるが、その絶縁が困難
であることから、実際には絶縁されておらず、信頼性、
安全性の面で問題になることもあった。したがって、本
発明は上記課題に鑑み、なされたものであり、その目的
は入力力率を高め、交流／直流変換回路の出力電圧の安
定化を図るための回路を既存の回路で兼用することがで
き、低コストで済ませることができ、かつ信頼性、安全
性の向上を図ることができる空気調和機の制御方法を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたものであり、交流電源を交流／直
流変換手段により直流に変換し、圧縮機をインバータ制
御するためのインバータ部に供給するようにしてなる空
気調和機において、前記交流／直流変換手段に、前記交
流電源と閉回路を構成する少なくともリアクタおよびス
イッチング素子を設け、入力交流ゼロクロスから入力交
流所定周期分のスイッチング素子のオン，オフ制御のス
イッチングパターンを制御用マイクロコンピュータの内
部タイマーを利用して設定し、そのスイッチングパター
ンに基づいて前記スイッチング素子をオン，オフ制御す
るとともに、前記スイッチングパターンを入力電流セン
サによって検出される検出交流入力電流に応じて変える
ようにした。

【０００５】

【作用】上記の構成であれば、空気調和機の交流入力電
流が大きくなったとき、つまり負荷が大きくなったとき
には、上記スイッチング素子のオン時間が長くなり、そ
のスイッチング素子にはより多くの電流が流れ、負荷に
多くの電流を供給できる。また、その交流入力電流が小
さくなったとき、つまり負荷が小さくなったときには、
そのスイッチング素子のオン時間が短くなり、そのスイ
ッチング素子に流れる電流が少なくされる。したがって
、負荷の変動に対して、交流／直流変換回路の出力電圧
の安定化を図ることができ、また入力力率をより高める
ことができ、しかも上記交流入力電流の検出を既存の過
電流保護手段の入力電流センサを用いていることから、
新たに回路を付加する必要がなく、安価に済ませられる
。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図３に基づい
て説明する。図１において、この空気調和機には、交流
電源１を直流に変換する交流／直流変換回路２と、その
直流が供給されるインバータ部３と、入力力率を改善し
、高調波を低減するために、その交流電源１とインバー
タ部３の間の交流／直流変換回路２に設けたリアクタ（
チョークコイル）４およびこのリアクタ４と電源と閉回
路を構成するスイッチング素子（ＩＧＢＴ）５，６等か
らなる入力電流制御回路と、そのインバータ部３で駆動
される圧縮機用モータ７と、交流入力電流を検出する入
力電流センサ（ＣＴ）８と、この検出電流を電圧にする
変換回路９と、上記入力電流制御回路を構成するスイッ
チング素子５，６を駆動するドライバ回路１０と、上記
インバータ部３を駆動するドライバ回路１１と、上記ス
イッチング素子５，６のオン、オフを制御するとともに
、上記検出入力電流に応じてそのスイッチング素子５，
６のオン時間を変える制御装置（マイクロコンピュータ
）１２とが備えられている。

【０００７】なお、上記交流／直流変換回路２には、上
記リアクタ４およびスイッチング素子５，６の他に、交
流を直流に倍電圧整流する整流回路２ａおよびこの直流
を平滑するコンデンサ２ｂが備えられている。また、制
御装置１２は圧縮機用モータ７所望の回転数に応じたＰ
ＷＭ波形を生成し、このＰＷＭ波形により圧縮機用モー
タ７をインバータ制御し、上記入力電流センサ８による
検出入力電流に基づいて過電流保護機能を作動し、例え
ば過電流になったときには圧縮機用モータ７の回転数を
低下させるように、インバータ部３を制御するようにな
っている。

【０００８】次に、本発明の空気調和機の制御方法を図
２の説明図（電流波形図およびタイムチャート図）を参
照して説明する。まず、圧縮機用モータ７のインバータ
制御に際し、空気調和機には交流電源１が入力されてい
るものとすると、その交流電源１が交流／直流変換回路
２で直流に変換されるが、このときスイッチング素子５
，６はその交流電源１による入力電流が入力電圧波形と
略同位相の略正弦波形になるように所定タイミングでオ
ン、オフされ、しかもそのスイッチング素子５，６のオ
ン時間が上記過電流保護用の入力電流センサ８による検
出電流に応じて変えられる。

【０００９】ここで、上記過電流保護用の入力電流セン
サ８による検出電流が大きくなった場合、制御装置１２
にてその検出電流に応じてスイッチング素子５，６のオ
ン時間が長くされ（同図（ａ）に示す）、そのスイッチ
ング素子５，６のオン、オフにより、入力電流波形は同
図（ｂ）に示す略正弦波にされる。なお、当該空気調和
機にとって過電流であるときには圧縮機用モータ７の回
転数を低下する過電流保護機能が作動される。

【００１０】また、その入力電流センサ８による検出電
流が中程度になった場合、制御装置１２にてその検出電
流に応じてスイッチング素子５，６のオン時間が短くさ
れる（同図（ｃ）に示す）。さらに、その検出電流が小
さい場合、制御装置１２にてその検出電流に応じてスイ
ッチング素子５，６のオン時間がさらに短くされる（同
図（ｅ）に示す）。この場合、同図（ｄ）および（ｆ）
に示すように、入力電流波形はそのオン時間によるスイ
ッチング素子５，６のオン、オフで略正弦波にされる。

【００１１】ところで、本実施例では図２の（ｂ），（
ｄ），（ｆ）に示されるような入力電流のゼロクロスを
空気調和機既存のゼロクロス検出手段（マイクロコンピ
ュータの電源割込み手段）で検出し、入力交流ゼロクロ
スから例えば１周期後のゼロクロスまでのスイッチング
素子５，６のオン，オフ制御のスイッチングパターンを
制御装置１２のマイクロコンピュータの内部タイマーで
設定し、そのスイッチングパターンに基づいてスイッチ
ング素子５，６をオン，オフ制御するとともに、図２の
（ａ），（ｃ），（ｅ）に示されるようなスイッチング
パターンを入力電流センサ８で検出される検出交流電流
に応じて変えるようにしている。なお、上記スイッチン
グ素子５，６のオン時間とそのスイッチングパターンは
予め交流入力電流に応じて決定し、制御装置１２の記憶
部に記憶しておいてもよい。また、スイッチングパター
ンの周期は１周期に限らず、半周期であっても２周期で
あってもよい。

【００１２】このように、空気調和機の入力力率を改善
し、高調波を低減するために、スイッチング素子５，６
をオン、オフ制御し、かつその力率を高め、交流／直流
変換回路２の出力電圧の安定化を図るために、そのスイ
ッチング素子５，６のオン時間を空気調和機の負荷の大
小に応じてスイッチングパターン別に変更するが、その
負荷の大小の検出を交流入力電流によって行うようにし
たので、既存の入力電流センサ８および変換回路９によ
る検出交流入力電流を用いてスイッチング素子５，６の
オン時間を変えることができることから、従来より低コ
ストで済ませることができ、しかも信頼性、安全性の向
上を図ることができる。

【００１３】図３は上記実施例の変形例を説明する空気
調和機の概略的回路図である。すなわち、上記実施例の
場合、交流電源１にＡＣ１００Ｖ（５０／６０Ｈｚ）が
用いられているが、この変形実施例の場合、交流電源１
にＡＣ２００Ｖ（５０／６０Ｈｚ）が用いられている。なお、図中、図１と同一部分およびそれらに相当する部
分は同一符号を付し重複説明を省略する。図において、
２ｃは交流電源１の２００Ｖを直流に整流する整流回路
であり、１３はスイッチング素子（ＩＧＢＴ）であり、
１４はダイオードである。また、スイッチング素子１３
は上記実施例のスイッチング素子５，６と同じ働きをし
、ダイオード１４は逆阻止ダイオードである。この場合
、スイッチング素子１３は上記スイッチング素子５，６
と同じようにオン、オフ制御されるため、上記実施例と
同様の効果を得ることができる。なお、この変形実施例
の動作は上記実施例と同様であるため、その説明は省略
する。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の空気調
和機の制御方法によれば、空気調和機の入力力率を改善
し、高調波を低減するために、交流／直流変換回路に電
源と閉回路を構成する少なくともリアクタおよびスイッ
チング素子を設け、そのスイッチング素子をオン、オフ
制御し、かつ当該空気調和機の過電流保護手段で検出し
ている交流入力電流に応じてそのスイッチング素子のオ
ン時間を制御するようにしたので、空気調和機の負荷の
変動に対し、交流／直流変換回路の出力電圧の安定化を
図ることができるとともに、入力力率をより高めること
ができ、しかも既存の回路を兼用できることから、新た
な回路の付加を必要とせず、安価に済ませられ、かつ信
頼性、安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す空気調和機の要部
回路ブロック図である。

【図２】本発明の空気調和機の制御方法を説明するため
の概略波形図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示す空気調和機の要部
回路ブロック図である。

【図４】従来例を示す空気調和機の概略的部分回路図で
ある。

【符号の説明】

１　　交流電源２　　交流／直流変換回路２ａ　　整流回路２ｂ　　コンデンサ２ｃ　　整流回路３　　インバータ部４　　リアクタ（チョークコイル）５　　スイッチング素子（ＩＧＢＴ）６　　スイッチング素子（ＩＧＢＴ）７　　圧縮機用モータ８　　入力電流センサ（ＣＴ）９　　変換回路１２　　制御装置（マイクロコンピュータ）１３　　ス
イッチング素子（ＩＧＢＴ）１４　　ダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　交流電源を交流／直流変換手段により
直流に変換し、圧縮機をインバータ制御するためのイン
バータ部に供給するようにしてなる空気調和機において
、前記交流／直流変換手段に、前記交流電源と閉回路を
構成する少なくともリアクタおよびスイッチング素子を
設け、入力交流ゼロクロスから入力交流所定周期分のス
イッチング素子のオン，オフ制御のスイッチングパター
ンを制御用マイクロコンピュータの内部タイマーを利用
して設定し、そのスイッチングパターンに基づいて前記
スイッチング素子をオン，オフ制御するとともに、前記
スイッチングパターンを入力電流センサによって検出さ
れる検出交流入力電流に応じて変えるようにしてなるこ
とを特徴とする空気調和機の制御方法。
【請求項２】　　前記スイッチングパターンのオン時間
は前記検出交流入力電流が大きい程長くした請求項１記
載の空気調和機の制御方法。
【請求項３】　　前記交流入力電流は前記空気調和機の
過電流保護手段で用いている入力電流センサで検出する
ようにした請求項１記載の空気調和機の制御方法。
【請求項４】　　前記ゼロクロスの検出は前記空気調和
機の既存のゼロクロス検出手段を利用してなる請求項１
記載の空気調和機の制御方法。