JPH0475496A - ルームエアコン用インバータ装置 - 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］ この発明は、ルームエアコン用圧縮機の交流電源を供給
するためのルームエアコン用インバータ装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 誘導電動機を最適な交流電圧で駆使する方法として特公
昭６１−２０２３６号公報に示されるように、誘導電動
機に供給される電圧波形に対する電流波形の遅れ位相（
力率でも同様）がある値になるように供給される電圧を
制御（位相差検最適電圧制御）する方法が知られている
。

この位相差検出最適電圧制御における動作原理は、「供
給される電圧が高すぎた場合は誘導電動機のすべり−が
小さくなり、その結果、供給される電圧と電流との位相
差が大きくなり、供給される電圧が低すぎた場合はすベ
リが大きくなり、その結果、上記位相差が小さくなる」
という誘導電動機の特性を利用したものである。従って
、供給される電圧と電流との位相差が大きくなったら、
供給される電圧が高すぎるということで、電圧を下げる
ように制御し５上記位相差が小さくなったら供給される
電圧が低すぎるということで、供給される電圧を上げる
ように制御すれば良いものである。

この様な原理を用いた誘導電動機のインバータ装置とし
ては、第３図に示すようなものが考えられる。第３図に
おいて（１）は三相誘導電動機（１ａ）とこの誘導電動
機（１ａ）によって駆動される圧縮部（１ｂ）とを有し
た圧縮機、（２）は商用交流電源、（３）はこの商用交
流電源からの交流電源を受け、直流電圧を出力する交流
直流交換器で、整流ダイオード及び電解コンデンサ等で
構成される周知のものである。（４）はこの交流直流変
換器からの直流電圧を受け、制御信号に応じて所定の周
波数及び電圧からなる三相の交流出力を上記誘導電動機
（１ａ）に出力する直流交流変換器であるインバータ手
段で、トランジスタ等のスイッチング素子にて構成され
、ＰＷＭ制御されるものである。（５）はこのインバー
タ手段からの交流出力における交流電流、つまり上記誘
導電動機（１ａ）に流れる電流を検出する電流検出手段
、（６）はこの電流検出手段にて検出された電流の位相
を上記交流出力の各周期毎に検出する電流位相検出手段
、（７）は上記インバータ手段（４）からの交流出力に
おける交流電圧、つまり上記誘導電動機（１ａ）に印加
される電圧の位相を上記交流出力の各周期毎に検出する
電圧位相検出手段、（８）はこの電圧位相検出手段（７
）からの出力と上記電流位相検出手段（６）からの出力
を受け。

両出力の位相差を上記交流出力の各周期毎に検出する位
相差検出手段、（９）はこの位相差検出手段からの８力
及び位相差基準値を受け、位相差が上記位相基準値より
大きいときは上記交流出力の交流電圧を低くするように
、位相差が上記位相差基準値より小さいと上記交流出力
の交流電圧を高くするように上記制御信号を補正する制
御信号補正手段である。

次に、この様に構成されたインバータ装置の動作につい
て説明する。まず、商用電源を印加すると、交流直流変
換器（３）にて商用交流を直流に変換してインバータ手
段（４）に与える。このインバータ手段（４）にて直流
が制御信号に応じた所定の周波数及び電圧を有した三相
の交流出力にされて誘導電動機（Ｉａ）に供給されて誘
導電動機（１ａ）が駆動され、圧縮部（ｌｂ）が駆動さ
れることになる。

方、電流検出手段（５）にてインバータ手段（４）から
の交流出力の交流電流が検出され、電流位相検出手段（
６）によって電流の位相が検出されるとともに、電圧位
相検出手段（７）にてインバータ手段（４）からの交流
出力における電圧の位相が検出される。

このようにして検出されたインバータ手段（４）におけ
る電流の位相と電圧の位相が、位相差検出手段（８）に
よって位相差が検出されて、制御信号補正手段（９）に
入力される。制御信号補正手段（９）では、位相差検出
手段（９）からの電圧と電流との位相差と位相差基準値
とを比較し、電圧と電流との位相差が位相差基準値より
大きいときはインバータ手段（４）からの交流出力の電
圧を低くするように、電圧と電流との位相差が位相差基
準値より小さいとインバータ手段（４）からの交流出力
の電圧を高くするように制御信号を補正し、インバータ
手段（４）に補正された制御信号を与えてインバータ手
段（４）からの交流出力を制御する。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、上記のように構成されたインバータ装置を、
例えば第４図に示したインバータエアコンと言われてい
るルームエアコンの誘導電動機に適用した場合には、次
のように問題点が生じた。

まず、第４図に示したインバータルームエアコンの動作
について説明する。インバータ手段（４）から三相交流
が誘導電動機（１ａ）に供給されて誘導電動機（１ａ）
が駆動されて圧縮部（１ｂ）を駆動する。

すると、圧縮部（１ｂ）によって冷媒が室内熱交換器（
１（１）及び室外熱交換器（１工）からなる冷凍サイク
ルを循環される。室内熱交換器（１０）では室内の空気
と冷媒との間で熱交換され、室外熱交換器（１１）では
室外の空気と冷媒との間で熱交換されることになる。

ところで、圧縮部（１ｂ）は、−回転中に吸入、圧縮及
び吐出の高低があるため、第５図（ａ）に示すように回
転機械角によって誘導電動機（１ａ）の発生するトルク
は変動していることになる。この誘導電動機（ｌａ）の
発生トルクは三相分の相電流波形（インバータ手段（４
）からの交流出力における電流の波形）の絶対値を重ね
会わせた包路線でほぼ示されるため、−相分の相電流波
形の組体値は第５図（ａ）に示されるようになり、−相
分の相電流波形は第５図（ｂ）に示すようになる。この
−相分の相電流波形は第６図（ａ）に時間スパンを長く
して示すように、相電流の振幅は変わらないものの。

レベルがすべり周波数で変動しているものになっている
。従って、本来相電流の振幅の中心にあるべき電流のゼ
ロクロス点がすべり周波数で変動する。その結果、イン
バータ手段（４）からの交流出力における電圧と電流と
の位相差も第６図（ｂ）に示すように、すべり周波数で
変動することになる。

そして、インバータ手段（４）からの交流出力の各周期
毎に電圧と電流との位相差を検出して制御信号を補正し
ているため、位相差のすべり周波数による変動が第６図
（ｃ）に示すようにそのまま制御信号に現われてしまう
。

従って、第３図に示したインバータ装置をインバータル
ームエアコンに適用した場合、インバータ手段（４）か
らの交流出力における交流電圧がすべり周波数の周期で
ハンチングするという問題が生じるものであった。

この発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、
負荷となる例えば圧縮機の脈動によっても、インバータ
手段からの交流出力に出力電圧のハンチングが抑制され
た最適電圧が出力できるルームエアコン用インバータ装
置を得ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わるルームエアコン用インバータ装置は、
直流電圧を受け、制御信号に応して所定の周波数及び電
圧からなる交流出力を出力するインバータ手段と、この
インバータ手段からの交流出力における交流電圧の位相
を交流出力の各周期毎に検出する電圧位相検出手段と、
インバータ手段からの交流出力における交流電流を検出
する電流検出手段と、この電流検出手段から検出電流の
脈動分を除去する脈動除去手段と、この脈動除去手段か
らの出力電流の位相を交流出力の各周期毎に検出する電
流位相検出手段と、この電流検出手段からの出力と電圧
位相検出手段からの出力を受け１両出力の位相差を検出
する位相差検出手段と、この位相差検出手段からの出力
を受け、制御信号を補正する制御信号補正手段を設けた
ものである。

［作用］ この発明に係るルームエアコン用インバータ装置にあっ
ては、脈動除去手段が、例えば圧縮機などの脈動負荷を
制御してインバータ手段の交流出力における電流に脈動
が生じても、この交流出力における電流を検出した検出
電流から脈動分を除去し、脈動による影響を抑制してイ
ンバータ手段を制御せしめる。

［実施例］ 以下に、この発明の一実施例を第１図に基すいて説明す
ると、図において、（１２）は電流検出手段（５）から
の検出電流の脈動分を除去し、この除去された検出電流
を電流位相検出手段（６）に出力する脈動除去手段で、
この実施例では圧縮部（１ｂ）の運転周波数の数％前後
であるす八り周波数及び高調波をカットするバイパスフ
ィルタによって構成されているものである。

次に、この様に構成されたルームエアコン用インバータ
装置の動作について説明する。まず、商用電源を印加す
ると、交流直流交換器（３）にて商用交流を直流に変換
してインバータ手段（４）に与える。このインバータ手
段（４）にて直流が制御信号に応じた所定の周波数及び
電圧を有した三相の交流出力にされて誘導電動機（１ａ
）に供給されて誘導電動機（ｌａ）が駆動され、圧縮部
（１ｂ）が駆動されることになる。この圧縮部（１ｂ）
によって冷媒が循環されて空調が行なわれることになる
ものである。

一方、電流検出手段（５）にてインバータ手段（４）か
らの交流出力の交流電流が検出される。この時の検出電
流は第２図（ａ）に示すような低周波であるすべり周波
数（通常運転周波数の数％）が重畳された波形になって
いる。この検出電流の脈動分、つまりすベリ周波数によ
る低周波成分を、第２図（Ｃ）に示すような特性を有し
た脈動除去手段（１２）によって減衰、除去される。従
って、この脈動除去手段（１２）によってずへり周波数
のハンチングぶんが取り除かれた第２図（ｂ）に示す信
号が得られる。この第２図（ｂ）に示した検出電流を示
す信号が電流位相検出手段（６）に人力され、電流位相
検出手段（６）によって電流の位相が検出される。また
、電圧位相検出手段（７）にてインバータ手段（４）か
らの交流出力における電圧の位相が検出される。

このようにして検出されたインバータ手段（４）におけ
る電流の位相と電圧の位相が位相差検出手段（８）に入
力さ九、この位相差検出手段（８）によってインバータ
手段（４）からの交流出力の各周期毎に位相差が検出さ
れて、制御信号補正手段（９）に入力される。制御信号
補正手段（９）では、位相差検出手段（８）からの電圧
と電流との位相差と位相差基準値とをインバータ手段（
４）からの交流出力の各周期毎に比較し、電圧と電流と
の位相差が位相基準値より大きいときはインバータ手段
（４）からの交流出力の電圧を低くするように、電圧と
電流との位相差が位相差基１１１！値より小さいとイン
バータ手段（４）からの交流出力の電圧を高くするよう
に制御信号を補正し、インバータ手段（４）に補正され
た制御信号を与えてインバータ手段（４）からの交流出
力を制御する。

この様に、インバータ手段（４）からの交流出力におけ
るすべり周波数が重畳された電流を、すへり周波数成分
を除去した検出電流にて検出電圧との位相差を求めてい
るので、すへり周波数の影響を受けずに制御信号の補正
が行え、結果としてインバータ手段（４）からの交流出
力における電圧にすべり周波数でハンチングすることが
なくなるものである。

［発明の効果］ この発明は、以上に述べたように誘導電動機を駆動源と
する圧縮機を駆動するためのルームエアコン用インバー
タ装置において、インバータ手段からの交流出力におけ
る電圧と電流との位相差を検出してインバータ手段を制
御する制御信号を補正するために用いる検出電流の脈動
分を除去する脈動除去手段を設けてるので、インバータ
手段からの交流出力における出力電圧のハンチングを抑
制できるという効果を有するものである。

また、インバータ手段からの交流出力の各周期毎に制御
信号を補正する構成になっているので、応答性の良いイ
ンバータ手段の制御ができるという効果を有しているも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図に示すものの電流検出手段（５）からの検出電
流の波形、脈動除去手段（１２）からの出力の波形及び
脈動除去手段（１２）の特性を示す図、第３図は誘導電
動機（１ａ）のインバータ装置を示すブロック図、第４
図はインバータ装置をルームエアコンに適用した場合の
ブロック図、第５図は第４図に示したものの誘導電動機
（１ａ）の発生トルク及び相電流を示す波形図、第６図
は第３図に示したものをルームエアコンに適用した時の
相電流の波形、位相差の変動及び制御信号の電圧波形を
示す図である。 図において、（４）はインバータ手段、（５）は電流検
出手段。（６）は電流位相検出手段、（７）は電圧位相
検出手段、（８）は位相差検出手段、（９）は制御信号
補正手段、（１２）は脈動除去手段である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第 区 インバータ手段 電流検土与段 電流ｍ相検出手トＱ 電圧１ｎオ目検出手段 馴實信！！楠エナ殴 第 図 第５ 図 （ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電圧を受け、制御信号に応じて所定の周波数及び電
   圧からなる交流出力を出力するインバータ手段、このイ
   ンバータ手段からの交流出力における交流電圧の位相を
   上記交流出力の各周期毎に検出する電圧位相検出手段、
   上記インバータ手段からの交流出力における交流電流を
   検出する電流検出手段、この電流検出手段からの検出電
   流の脈動分を除去する脈動除去手段、この脈動除去手段
   からの出力電流の位相を上記交流出力の各周期毎に検出
   する電流位相検出手段、この電流位相検出手段からの出
   力と上記位相検出手段からの出力を受け、両出力の位相
   差を検出する位相差検出手段、この位相差検出手段から
   の出力を受け、上記制御信号を補正する制御信号補正手
   段を備えたルームエアコン用インバータ装置。