JPH0479792A - 空気調和機の制御方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、入力電流を検出し、この検出電流が定格電
源の最大許容範囲を越えないように電流制御を行なう空
気調和機の制御方法に係り、更に詳しくはその電流制御
の追従性や安定性をより良くするとともに、空気調和機
の能力向上を図るようにした空気調和機の制御方法に関
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方法においては、商用
電源（例えばＡＣｌｏｏＶ　５０／６０七）による入力
電流が定格電流（例えば１５Ａ）を越えないようにする
ため、その入力電流を検出し、この検出電流が電流制御
の動作値（例えば１４Ａ）以上になったときには、圧縮
機の運転周波数を所定値（例えば１臣）だけ低下し、か
つ、検出電流が再び動作値に戻るまでその圧縮機の運転
周波数を所定時間（例えば１秒）毎に所定値（例えば１
比）下げるともに、その動作値に戻ったときにその運転
周波数を固定する電流制御が行われる。また、その検出
電流が解除値（例えば１３Ａ）以下になったときには、
その電流制御を解除し、圧縮機を通常運転し、その入力
電流が定格を越えないようにしている。すなわち、一般
家庭用電気配線の多くは使用定格が１５Ａ以下であり、
また空気調和機は、入力電流が他の家電機器と比較して
大きく、例えば冷房時に外気温度が非常に高い場合や暖
房時に外気温度が非常に低い場合等にあっては高負荷時
には大電流が流れるからである。

上記空気調和機の制御方法を第６図を参照して詳しく説
明すると、何等かの原因により、商用電源による入力電
流が上昇し、動作値（例えば１４Ａ）以上になったもの
とする（同図のｔ□あるいはｔ４時点に示す）。すると
、これ以上入力電流が上昇しないように、一定時間毎に
、上記検出電流が動作値（例えば１４Ａ）に戻るまで、
圧縮機の運転周波数が１ｍづつ低下される。そして、同
図のｔ２時点に示すように、例えば５七低下した時点で
検出電流が動作値以下になったときには、圧縮機の運転
周波数はその５七低下した周波数に固定される。

しかる後、同図のし３時点に示すように、上記検出電流
が解除値（例えば１３Ａ）以下になったときには、上記
電流制御が解除され、圧縮機は通常運転、つまり目標運
転周波数とされる。ところで、上記検出電流が動作値に
戻ったとき（同図に示すｔ２時点）、上記電流制御を解
除してもよいのであるが、ハンチング防止のために、動
作値と解除値の間にＩＡのヒステリシスを持たせている
。

このように、圧縮機の運転周波数の低下とともに、圧縮
機に流れる電流が抑えられるため、入力電流が下げられ
る。そして、その検出電流が解除値以下になったときに
は（同図のｔ３に示す）、上記電流制御が解除される。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記空気調和機の制御方法において、第４図
のｔ３時点からｔ４時点までに示すように、上記入力電
流の変化が緩慢である場合には、その検出入力電流が動
作値以上になり、上記電流制御が作動すると、入力電流
が直ぐに下がるため、入力電流が許容値（例えば１５Ａ
）を越えることもない。

しかし、同図のｔ１時点からｔ２時点までに示すように
、上記入力電流の変化が急峻である場合には、入力電流
が動作値に戻るまで時間（この場合５秒間）がかかるだ
けなく、同図の矢印ａに示すように、許容値（定格電流
；１５Ａ）を越えてしまうこともあった。また、ピーク
電流が大きいことから、動作値を定格より低目に設定し
なければならず、配線容量を十分に使いきれなかった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目
的は入力電流を制御する電流制御の追従性や安定性をよ
り良好なものとし、しかも空気調和機の能力向上を図る
ことができるようにした空気調和機の制御方法を提供す
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、圧縮機のイン
バータ制御に際し、入力電流を検出するとともに、この
検出電流値が電流制御の動作値以上になったときにはそ
の電流制御を作動し、上記圧縮機の運転周波数を所定時
間毎に所定値だけ下げ、その検出電流が再び動作値に戻
ったときにはその圧縮機の運転周波数を固定し、かつ、
その検出電流が解除値以下になったときにはその電流制
御を解除する空気調和機の制御方法であって、上記検出
した入力電流により、上記入力電流の変化分（Δ■／Δ
ｔ）を算出し、この算出した変化分に比例した上記運転
周波数の低下値を得、がっ、その検出電流が上記動作値
以上になったときには上記運転周波数をその低下値分だ
け下げるようにしたことを要旨とする。

［作　　用］ 上記方法としたので、今回の検出電流と所定時間前の前
回の検出電流に基づいてその入力電流の変化分が算出さ
れる。さらに、その変化分に比例して運転周波数の低下
値が得られる。このとき、検出入力電流が電流制御の動
作値以上になったときには、圧縮機の運転周波数はその
変化分に比例した低下値だけ下げられる。すなわち、入
方電流の変化が急峻である場合には、その低下値が大き
くなり、その運転周波数が大きく低下するため、入力電
流が速く下げられる。

［実　施　例］ 以下、この発明の実施例を第１図乃至第５図に基づいて
説明する。

第１図において、空気調和機には、商用電源（ＡＣｌｏ
ｏＶ；５０／６０Ｈｚ）　１の交流電圧を倍電圧（約２
８０Ｖ）整流するダイオードブリッジやコンデンサ等か
ら構成した交流／直流変換回路２と、この直流電圧をＰ
ＩＩＩＭ波形にしたがってスイッチングし、三相交流に
変換する周波数変換装Ｎ（インバータ装置）３と、この
変換した三相交流により駆動する圧縮機用モータ４と、
上記商用電源１による入力電流を検出する電流トランス
（ＣＴ）や電流変換回路等から構成した電流検出装置５
と、室内温度を検出する室内温度検出装置６と、この室
内温度や設定値（リモコン等による設定値）等により圧
縮機を目標運転周波数とするＰＷＭ波形を出力し、かつ
、上記検出電流によりその圧縮機の運転周波数を可変し
、電流制御するための制御装置（マイクロコンピュータ
）７とが備えられている。また、図示しないが、制御装
置は、前回および今回検出した入力電流を一時記憶して
いる記憶部（例えばレジスタエ□。

■２）を備えており、入力電流を検出する毎に、そのレ
ジスタＩ０．Ｉ２の内容に基づいて入力電流の変化分（
Δ■／Δｔ）を算出し、この算出変化分に応じた運転周
波数の低下値をテーブルから読み出して得る演算機能を
有している。なお、その運転周波数の低下値は、その算
出変化分を係数とし、この係数を一定値に掛けて得るよ
うにしてもよい。

次に、上記構成の空気調和機に適用される制御方法の作
用を第２図のフローチャート図および第３図のタイムチ
ャート図を参照して説明する。

まず、設定値や室内温度等により、圧縮機の目標運転周
波数が決定され、この目標運転周波数でその圧縮機用モ
ータ４が駆動されているものとする。すると、電流検出
装置５にて検出されている入力電流の信号により、制御
装置７にてその検出電流値がレジスタエ□に一時記憶さ
れ（ステップ５Ｔ１）、所定時間が経過すると（ステッ
プ５Ｔ２）、検出入力電流がレジスタエ２に一時記憶さ
れる（ステップ５Ｔ３）。続いて、それらレジスタエ□
ｌＩ２の検出電流、つまり前回検出した入力電流と今回
検出した入力電流により、入力電流の変化分（Δ■／Δ
ｔ）が算出され（ステップ５Ｔ４）、この算出変化分に
応じた運転周波数の低下値が得られ、この低下値のセッ
トが行われる（ステップ５Ｔ５）。すなわち、その変化
分（Δ■／Δｔ）が大きいときにはその運転周波数の低
下値が大きく、その変化分（Δ■／Δｔ）が小さいとき
にはその運転周波数の低下量が小さくされる。

続いて、上記レジスタ■２の内容がレジスタ■１にセッ
トされ、つまり今回検出した入力電流値がレジスタエ、
に一時記憶される（ステップ５Ｔ６）。

そして、そのレジスタエ、に記憶されている電流値が動
作値（例えば１４Ａ）以上になっているか否かの判断が
行われる。ここで、何等かの原因により、空気調和機の
入力電流が急峻に増加し、第３図のｔ１時点に示されて
いるように、その入力電流が動作値以上になっているも
のとすると、ステップＳＴ７からＳｒ１に進み、この発
明の電流制御が行われる。この場合、上記ステップＳＴ
５において、従来の一定値（１七）より大きい値（例え
ば５＆）がセットされているため、圧縮機の現運転周波
数は５土だけ低下され、この下げられた周波数で圧縮機
用モータ４が駆動される。

なお、上記ステップＳＴ２からＳｒ１の動作は、定時間
毎に行われ、上記入力電流が動作値に戻るまで実行され
ることから、その一定時間毎に、入力電流の変化分が算
出され、この算出変化分に応じた運転周波数の低下値が
セットされるとともに、このセットされた所定値だけ運
転周波数が下げられる。

このように、入力電流の変化分が大きいときには、運転
周波数の低下量が従来の１七より大きくされることから
、入力電流が極めて速く低下し、許容値を越えてしまう
ということもなく、また動作値に戻るまでの時間、つま
り動作値以上の電流が流れる時間を短くすることができ
る。すなわち、従来と比較して、入力電流の電流制御の
追従性や安定性がより良好なものになっている。

続いて、第３図のｔｚｔ時点に示されているように、入
力電流が動作値に戻ったときには、ステップＳＴ７から
ステップＳＴ９に進み電流制御が動作中であるか否かが
判断される。この場合、電流動作中であるため、検出入
力電流が解除値（例えば１３Ａ）以下であるか否かが判
断され、解除値以下でなければ、従来同様に圧縮機の運
転周波数が固定され（ステップ５Ｔ１１）、上記ステッ
プＳＴ２から５ＴＩＯが繰り返される。すなわち、入力
電流が動作値に戻った場合には、運転周波数の低下によ
り、入力電流が低下しており、入力電流が許容値を越え
ることもなく、下がり続けることが予想できるからであ
る。

続いて、第３図のｔ３１時点に示されているように、入
力電流が除々に低下し、その入力電流が解除値以下にな
ったときには、ステップ５ＴＩＯから５Ｔ１２に進み、
上記電流制御が解除され、圧縮機は通常運転に戻される
。

一方、第３図のｔｌ、時点からｔ４１時点までに示され
ているように、入力電流が動作値以上になるまでの間、
その入力電流の変化分が小さい場合、上記ステップＳＴ
５においてはその変化分に応じた運転周波数の低下値（
例えば従来と同じ１−）が得られ、この低下値のセット
が行われる。したがって、第３図のｔｓ＋時点に示され
ているように、従来同様に、入力電流が直ぐに動作値に
戻され、またその１七だけ下げた運転周波数を固定する
ことにより、入力電流が解除値に下げることができる。

このとき、入力電流の変化分が小さいことから、一定時
間毎に１土だけ下げるだけで、入力電流のピーク値や動
作値以上の電流が流れている時間は問題にならず、入力
電流は確実に低下させることができる。

第４図はこの発明の他の実施例を説明するためのフロー
チャート図である。

この実施例では、入力電流が動作値以上になるまで、そ
の入力電流を常時検出するようになっている。したがっ
て、ステップ５Ｔ２０において、所定時間（Ｔ□）が経
過していないときにはステップＳＴ７に進み、さらにス
テップＳＴ９からステップ５Ｔ２０に戻るようになって
いる。そして、所定時間（Ｔ１：例えば１秒）が経過す
ると、前実施例同様に、入力電流の変化分が算出され、
この変化分に応じた所定値（周波数の低下値）がセット
される。すなわち、１秒毎に、入力電流の変化分が算出
され、この変化分に応じた圧縮機の運転周波数の低下値
が得られ、かつ、セットされる。

続いて、入力電流が動作値以上になったときには、前実
施例同様に、ステップＳＴ７からＳｒ１に進み、電流制
御が作動され、そのセットされた低下値だけ圧縮機の運
転周波数が下げられる。この後、所定時間（Ｔ２；例え
ば０．５秒）経過すると（ステップ５Ｔ２１）、ステッ
プＳＴ２に戻され、上記ステップが繰り返される。

すなわち、この変形実施例の場合、入力電流が動作値以
上であるか否かの判断（ステップ５Ｔ７）は常時実行さ
れ、入力電流の変化分の算出およびこの変化分に応じた
低下値のセットは所定時間（Ｔ１：例えば１秒）毎に実
行され、圧縮機の運転周波数をそのセットした低下値だ
け下げている時間（待ち時間）は所定時間（Ｔ２；０．
５秒）にされる。

なお、この変形実施例の他のステップ動作は、前実施例
と同様であることから、その説明を省略する。

第５図はこの発明の他の実施例の変形例を説明するため
のフローチャート図である。

この変形実施例では、所定時間（Ｔ□；１秒）毎に（ス
テップ５Ｔ２２）、検出入力電流をレジスタエ２に記憶
し、前回検出の入力電流をレジスタエ、に記憶している
（ステップ５Ｔ２３，５Ｔ２４）。そして、検出入力電
流が動作値以上になったときには（ステップ５Ｔ２５）
、そのレジスタＩ、、Ｉ２に記憶している検出電流値に
より、入力電流の変化分が算出され（ステップ５Ｔ２６
）、さらにこの算出変化分に応じた所定値（低下値）が
得られるとともに（ステップ５Ｔ２７）、かつ、この低
下値だけ圧縮機の運転周波数を下げる電流制御が作動さ
れる（ステップ５Ｔ２８）。この後、所定時間（Ｔ２；
例えば０．５秒）経過すると（ステップ５Ｔ２９）、ス
テップ５Ｔ２２に戻され、上記ステップが繰り返される
。

なお、この変形実施例の他のステップ動作は、前実施例
と同様であることから、その説明を省略する。

このように、入力電流の検出毎に、入力電流の変化分を
算出するとともに、この算出した変化分に応じた運転周
波数の低下値を得、かつ、入力電流が動作値以上になっ
たときには圧縮機の現運転周波数をその低下値だけ下げ
るようにしたので、入力電流の変化が急峻である場合に
はその運転周波数が大きく下げられ、入力電流が直ぐに
低下するため、従来のように、入力電流が動作値を大き
く越え、許容値に達することもなくなり、かつ、動作値
に戻すまで時間を短くすることができる。

また、入力電流が直ぐに動作値まで下げられ、かつ、許
容値以下に抑えられることから、つまり入力電流のピー
ク値が小さいことから、例えばその動作値を１４．５Ａ
に設定することができ、空気調和機の能力をより向上さ
せることができる。

［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方法
によれば、検出された入力電流の変化分（Δ■／Δｔ）
を算出し、この算出した変化分に比例した運転周波数の
低下値を得、この低下値をセットし、つまりその変化分
が大きいときには大きな値をセットし、その変化分が小
さいときには小さい値をセットし、かつ、その検出電流
が電流制御の動作値以上になったときには圧縮機の運転
周波数をそのセットしている低下値だけ下げるようにし
たので、入力電流の変化分に応じて運転周波数の低下量
を可変することができるため、入力電流が直ぐに動作値
に戻り、しかもその動作値以上電流が流れる時間が短く
なり、つまりその電流制御の追従性や安定性を図ること
ができ、またその動作値を高目に設定することができ、
空気調和機の能力向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示し、制御方法が適用さ
れる空気調和機の概略的ブロック図、第２図および第３
図は上記空気調和機の制御方法の作用を説明するための
フローチャート図およびタイムチャート図、第４図はこ
の発明の他の実施例を説明するためのフローチャート図
、第５図は上記他の実施例の変形例を説明するためのフ
ローチャート図、第６図は従来の空気調和機の制御方法
の作用を説明するためのタイムチャート図である。 図中、１は商用電源、２は交流／直流変換回路、３は周
波数可変装置（インバータ部）、４は圧縮機用モータ、
５は電流検出装置、６は室内温度検出装置、７は制御装
置（マイクロコンピュータ）である。 第１図 ＼ 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 第 図 官二 Ａフ　　Ｑ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機のインバータ制御に際し、入力電流を検出
   するとともに、該検出電流値が電流制御の動作値以上に
   なったときにはその電流制御を作動し、前記圧縮機の運
   転周波数を所定時間毎に所定値だけ下げ、その検出電流
   が再び前記動作値に戻ったときにはその圧縮機の運転周
   波数を固定し、かつ、その検出電流が解除値以下になっ
   たときにはその電流制御を解除する空気調和機の制御方
   法であって、 前記検出した入力電流により、前記入力電流の変化分（
   ΔＩ／Δｔ）を算出し、該算出した変化分に応じた前記
   運転周波数の低下値を得るとともに、その検出電流が前
   記動作値以上になったときには前記運転周波数をその低
   下値分だけ下げるようにしたことを特徴とする空気調和
   機の制御方法。
2. （２）前記算出した変化分（Δ１／Δｔ）が大きい程、
   前記低下値を大きくした請求項（１）記載の空気調和機
   の制御方法。