JPH0471393A - 空気調和機の制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、室内を快適環境とする空気調和機の制御装
置に係り、更に詳しくは入力力率を改善し、高調波を低
減し、入力電源の利用効率向上を図る空気調和機の制御
装置に関するものである。

［従　来　例コ 従来、この種の空気調和機の制御装置は、例えば第４図
に示す構成をしており、交流電源（商用電源）１が直流
／交流変換回路２にて直流に変換され、この変換された
直流電源がインバータ部（パワー・トランジスタモジュ
ール）３に供給される。

一方、その電源の供給とともに、リモコン等からの運転
指令により、制御部（マイクロコンピュータ）４にて圧
縮機のモータ５の運転周波数が決定され、この運転周波
数に応じたＰＷＭ波形の信号が得られる。そのＰＶＭ信
号によりインバータ部３の各トランジスタがＯＮ、０Ｆ
Ｆｌ［４動され、入力直流電源がスイッチングされ、こ
のスイッチングにより得られた矩形波電圧が圧縮機のモ
ータ５に印加されるため、その圧縮機が上記ＰＷＭ波形
に応じてインバータ制御される。

また、空気調和機には、交流入力電流（運転電流）を検
出するために、電流検出器（電流トランス；ＣＴ）６お
よび入力電流変換回路７が備えられており、この交流入
力電流の検出信号が上記制御部４に入力され、この検出
電流（運転電流）が入力電流設定器８にて予め設定され
ている規制値（例えばブレーカの定格）を越えないよう
に、圧縮機がインバータ制御される。すなわち、比較的
消費電力が大きい空気調和機にあっては、運転電流が一
般家庭等で使用可能な最大電流（例えばブレーカの定格
）を越えることもあるため、交流入力電流を抑制する必
要があるからである。

［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装置において、交流／直
流変換回路２には通常コンデンサ入力型整流回路が用い
られているが、この方式の場合コンデンサの充電時のみ
しか、入力電流が流れないため、第５図（ｂ）に示され
るように、入力電流がパルス状になり、力率を低下させ
、電圧波形を歪ませ、かつ、高調波を発生させるという
問題点があった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目
的は圧縮機のインバータ制御に際し、入力力率を改善し
、高調波を低減し、電源の利用効率の向上を図り、しか
も少ない部品点数でコストを抑えることができるように
した空気調和機の制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明は、少なくとも交
流入力電源を直流に変換する交流／直流変換回路と、こ
の変換直流電源をスイッチングし、矩形波電圧を圧縮機
のモータに出力するインバータ部と、上記交流入力電源
による交流入力電流を検出する電流検出器および電流変
換回路と、上記圧縮機のモータを目標運転周波数で回転
し、かつ、上記電流検出器による検出信号に基づいて、
上記交流入力電流が予め設定している規制値を越えない
ようにするために、上記インバータ手段のスイッチング
を制御する制御部とを備えた空気調和機の制御装置にお
いて、」二記交流入力電源による入力電流の波形が略正
弦波形となるように、上記電流検出器若しくは入力電流
変換回路からの信号に基づいてその入力端子を制御する
入力電流正弦波制御部を設けたことを要旨とする。

［作　　用］ 上記構成としたので、上記空気調和機の圧縮機のモータ
を目標運転周波数で回転制御する際、上記電流検出器に
て交流入力電流が検出され、この検出電流が上記規制値
を越えないように、上記圧縮機のモータが制御される。

このとき、上記交流入力電源による入力電流波形が略正
弦波となるように、その交流入力電流に基づいて、上記
入力正弦波制御部のスイッチング素子が高速でＯＮ、０
ＦＦＩＩ動され、その入力電流が制御される。

また、この発明においては、上記スイッチング素子のＯ
Ｎ、ＯＦＦ制御は制御用（専用）ＩＣあるいは空気調和
機の制御部（マイクロコンピュータ）で行われ、上記電
流検出器若しくは入力電流変換回路からの信号に基づい
て、検出している入力電流が同内部で作成した入力電流
指令値に追従するように、そのスイッチング素子が高速
でＯＮ、ＯＦＦ制御される。

［実　施　例コ 以下、この発明の実施例を第１図乃至第３図に基づいて
説明する。なお、図中、第４図と同一部分には同一符号
を付し重複説明を省略する。

第１図において、空気調和機の制御装置には交流／直流
変換回路２が備えられているが、この交流／直流変換回
路２には、電流検出器（電流トランス；ＣＴ）６および
入力電流変換回路７による入力電流の検出信号に基づい
て、交流電源１による入力電流の波形が略正弦波になる
ように、その入力電流を制御する入力電流正弦波制御回
路９が備えられている。また、図示しないが、入力電流
正弦波制御回路９は、例えば交流／直流変換回路２に含
まれている整流回路と直列に接続したコイル（リアクト
ル）、その整流回路と並列に接続したスイッチング素子
（ＭＯＳ　ＦＥＴ）およびそのコイルと直列に接続した
ダイオードによるアクティブフィルタと、そのスイッチ
ング素子をＯＮ、ＯＦＦする制御用ＩＣ（例えば専用Ｉ
Ｃ）とから構成されており、上記入力電流の検出信号に
基づいて、制御用ＩＣにてスイッチング素子を高速でＯ
Ｎ、ＯＦＦするようになっている。

次に、この発明の空気調和機の制御装置の動作を第２図
のタイムチャートを参照して説明する。

まず、空気調和機に交流電源（商用電源）１が入力され
たものとすると（同図（ａ）に示す）、従来同様にその
交流電源１が直流に変換される。このとき、電流検出器
６にてその交流電源１による交流入力電流が検出され、
この検出信号に基づいて入力電流正弦波制御回路９にて
スイッチング素子が所定タイミングでＯＮ、ＯＦＦ制御
され、入力電流が略正弦波にされる（同図（ｂ）に示す
）。この場合、入力電流正弦波制御回路９の制御用ＩＣ
においては、上記検出入力電流が内部で作成した入力電
流指令値に追従するように、スイッチング素子を高速で
ＯＮ、ＯＦＦ制御するようになっている。

一方、従来同様に、上記電流検出器６および電流変換回
路７による入力電流の検出信号が制御部４に入力されて
おり、この制御部４にて運転電流抑制機能が作動される
。なお、その運転電流抑制機能の作動については、既に
説明したので省略する。

このように、交流電源１の交流を直流に変換する交流／
直流変換回路２にアクティブフィルタを含め、その交流
電源１による入力電流が従来例で示した波形（第５図（
ｂ）に示す）でなく、入力電圧と略同位相の正弦波（第
２図（ｂ）に示す）になるようにしたので、力率を改善
し、高調波を低減することができ、電源利用効率の向上
を図ることができ、ひいては空気調和機の能率向上を図
ることができる。

また、運転電流抑制機能の作動および上記入力電流を略
正弦波とする制御が同じ入力電流に基づいて行なうよう
にしたので、その入力電流の検出回路を兼用することが
でき、回路の部品点数を少なくすることができ、コスト
を抑えることができる。

第３図はこの発明の変形実施例を示す空気調和機の制御
装置の概略的回路図である。なお、図中、第１図と同一
部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

この図において、交流／直流変換回路２に含まれるアク
ティブフィルタのスイッチング素子は制御部４にてＯＮ
、ＯＦＦ制御される。そのため、制御部１０は第１図に
示す制御部４の機能の他に、交流／直流変換回路９制御
用ｉＣの機能を合わせもっている。したがって、交流／
直流変換回路９はそのスイッチング素子のＯＮ　、　Ｏ
ＦＦ制御する制御用ＩＣを必要せず、前実施例よりさら
に部品点数が少なくなることから、コストを抑えること
ができる。

この場合、制御部１０には、運転電流抑制機能を作動す
るために、電流検出器６および入力電流変換口Ｍ７にて
検出されている交流入力電流の検出信号が入力している
。そこで、制御部１０においては、その検出信号に基づ
いて、入力電流が内部で作成した入力電流指令値に追従
するように、スイッチング素子を高速でＯＮ、ＯＦＦ制
御し、その入力電流の波形が略正弦波になるようにして
いる。

「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装置
によれば、交流電源の交流を直流に変換してインバータ
部に供給する交流／直流変換回路に、入力電流の波形が
略正弦波となるように、その入力電流を制御する入力電
流正弦波制御回路を設け、当該運転電流抑制機能を作動
するための交流入力電流の検出信号に基づいて、その入
力電流正弦波制御回路のスイッチング素子をＯＮ、ＯＦ
Ｆ制御するようにしたので、力率を改善し、高調波を低
減することができ、入力電源の利用効率の向上を図るこ
とができ、また入力電流検出回路を共有することができ
るため、部品点数が少なくて済み、コストを抑えること
ができる。

また、この発明の空気調和機の制御装置によれば、上記
入力電流正弦波制御回路をリアクトル、スイッチング素
子およびダイオードによるアクティブフィルタとし、そ
のスイッチング素子を当該空気調和機の制御部にてＯＮ
、ＯＦＦ制御するようにしたので、そのスイッチング素
子をＯＮ、ＯＦＦ制御する制御用ＩＣ（専用ＩＣ）が必
要でなくなり、部品点数がさらに少なくなり、よりコス
ト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す空気調和機の制御装
置の概略的ブロック図、第２図は上記制御装置の動作を
説明するためのタイムチャート図、第３図はこの発明の
変形実施例を示す空気調和機の制御装置の概略的ブロッ
ク図、第４図は従来の空気調和機の制御装置の概略的ブ
ロック図、第５図は第４図に示す制御装置の動作を説明
するためのタイムチャー１−図である。 図中、１は交流電源、２は交流／直流変換回路、３はイ
ンバータ部、４，１０は制御部（マイクロコンピュータ
）、５は圧縮１幾用モータ、６は電流検出器、７は入力
電流変換回路、８は入力電流設定器、９は入力電流正弦
波制御回路である。 特許出願人　　株式会社　富士通ゼネラル代理人　弁理
士　　大　原　拓　也

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも交流入力電源を直流に変換する交流／
   直流変換手段と、該変換直流電源をスイッチングし、矩
   形波電圧を圧縮機のモータに出力するインバータ手段と
   、前記交流入力電源による交流入力電流を検出する電流
   検出手段および電流変換手段と、前記圧縮機のモータを
   目標運転周波数で回転し、かつ、前記電流変換手段にて
   検出している交流入力電流が予め設定している規制値を
   越えないようにするために、前記インバータ手段のスイ
   ッチングを制御する制御手段とを備えた空気調和機の制
   御装置において、 前記交流入力電源による入力電流の波形が略正弦波形と
   なるように、前記電流検出手段にて検出している交流入
   力電流に基づいて、その入力電流を制御する入力電流正
   弦波制御手段を設けたことを特徴とする空気調和機の制
   御装置。
2. （２）前記入力電流正弦波制御手段は、前記交流／直流
   変換手段に含まれている整流回路と直列に接続したリア
   クトルと、その整流回路に並列に接続したスイッチング
   素子と、そのリアクトルと直列に接続したダイオードと
   、前記入力電流の波形が略正弦波となるように、前記電
   流検出手段からの信号に基づいて、そのスイッチング素
   子をオン／オフ制御する制御回路とから構成されている
   請求項（１）記載の空気調和機の制御装置。
3. （３）前記入力電流正弦波制御手段は、前記交流／直流
   変換手段に含まれている整流回路と直列に接続したリア
   クトルと、その整流回路に並列に接続したスイッチング
   素子と、そのリアクトルと直列に接続したダイオードと
   から構成されており、前記電流変換手段からの信号に基
   づいて、前記入力電流の波形が略正弦波となるように、
   前記制御手段にてそのスイッチング素子をオン／オフ制
   御するようにした請求項（１）記載の空気調和機の制御
   装置。