JPH05115198A - インバータ空調機 - Google Patents

インバータ空調機

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JPH05115198A
JPH05115198A JP3275303A JP27530391A JPH05115198A JP H05115198 A JPH05115198 A JP H05115198A JP 3275303 A JP3275303 A JP 3275303A JP 27530391 A JP27530391 A JP 27530391A JP H05115198 A JPH05115198 A JP H05115198A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 運転周波数と運転電流より圧縮機ロックを推
定するロック推定手段２５を有し、ロック推定時には運
転周波数を上げる。または運転周波数と電圧補正値より
ロックを推定する。または速度または位置検出器２８に
よりロックを推定する。 【効果】 不要な周波数変化による音の問題をクリアー
にし、安全性を確保したうえで低周波数での連続運転を
可能にする。部品故障時または過負荷運転時のマージン
不足であっても運転を停止させることがなくロバスト性
の高いインバータ空調機を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はインバータ空調機の電
動機の制御装置の改良に係わり、特に、その信頼性の向
上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インバータ空調機において最近低周波数
側への運転範囲拡大が進んで来ている。しかしながら低
周波数域では直流電源（圧縮機運転電流に相当）による
過電流しゃ断ロック保護が充分に働かないため、特開平
１−３０００７６号公報に示すような一定時間ごとに定
期的に周波数を上昇させる方式が提案されている。図１
０に示すこの例では、運転時間積算手段及び周波数上昇
手段を有し、運転時間を積算し、一定時間毎に周波数を
上昇させるものである。従来例の構成を図１０を用いて
説明する。従来のインバータ空調機は、商用電源を直流
に変換するコンバータ４（交流直流変換器）、直流電源
を交流電源に変換するインバータ６（直流交流変換
器）、電動機と圧縮メカ部からなる冷媒を加圧し循環さ
せる圧縮機７、インバータ６への信号を出力する波形出
力回路２４、圧縮機７に流れる電流の直流成分を検出す
るシャント抵抗５、過電流を検出する過電流検出回路２
１、および一定時間毎に周波数を上昇させる運転周波数
変更手段２２により構成されている。
【０００３】次に動作について説明する。図１０におい
て、圧縮機７は、商用電源を一度コンバータ４（交流直
流変換器）により直流に変換された直流電源を、波形出
力回路２４からの波形信号を元に再度インバータ６（直
流交流変換器）により所望の周波数、電圧の３相交流に
変換された交流電源によって駆動される。この際、圧縮
機７に流れる電流の直流成分をシャント抵抗５及び過電
流検出回路２１によって検出し、ロック時には過電流し
ゃ断停止（波形出力回路の出力をカット）させる。また
低周波数での運転要求が室内制御部（図示せず）より要
求されても、運転周波数変更手段２２により一定時間毎
に周波数を上昇させ、ロック時には過電流しゃ断停止が
働くよう制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のインバータ空調
機は以上のように構成され、圧縮機ロックが保護されて
いた。しかしながらロックしているいないに係わらず周
波数を定期的に上昇させる為、次のような問題が生じて
いた。一定周期の時間を長く取りすぎるとロック時の巻
線の温度上昇保護に間に合わず、短くすると能力制御の
要求周波数と実運転周波数が掛け離れてしまう、また周
波数が常に変動することになり周波数の変化音が耳障り
になる問題点があった。
【０００５】この発明は上記の問題点を解決するために
なされたものであり、圧縮機ロックと推定された時だけ
周波数を上昇させるため、不要な周波数の上昇を防ぎ、
能力制御の安定性、騒音の防止を確保したうえで、確実
なロック保護を行うインバータ空調機を得ることを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるインバ
ータ空調機は、交流直流変換器、直流電源を任意の周波
数、電圧の交流電源に変換する直流交流変換器、過電流
検出回路によりロック時にはしゃ断停止させるロック保
護手段、及び、運転周波数とインバータ入力電流値より
圧縮機ロックを推定する推定手段、もしくは圧縮機への
印加電圧の補正量より圧縮機ロックを推定する手段、も
しくは速度または位置検出器の出力信号により圧縮機ロ
ックを推定する手段、及び圧縮機ロック推定時にロック
していたら過電流検出レベルまで達する周波数まで運転
周波数を上昇させる周波数変更手段を備えたものであ
る。
【０００７】
【作用】この発明におけるインバータ空調機は、運転周
波数に対してインバータ入力電流が高い場合はロックと
推定し、もしくは、圧縮機の運転電圧の補正量が高すぎ
る場合はロックと推定し、もしくは、速度がゼロと検出
した場合または位置が変わらないと検出した場合ロック
と推定し、ロック推定時にはロックしていたら運転電流
が過電流検出レベルまで達する周波数まで運転周波数を
上昇させ、圧縮機メカロック時には確実にロック保護す
る。
【０００８】
【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例１を図に
ついて説明する。図１はこの発明の実施例１によるイン
バータ空調機を示すブロック図である。図中、４は整流
ダイオード、電解キャパシタ等で構成される交流の商用
電源を一旦直流に変換するコンバータ、５は電流を検出
するシャント抵抗、６はトランジスタ等のスイッチング
素子で構成されるインバータ、７は電動機と圧縮メカ部
からなる冷媒を加圧し循環させる圧縮機、２１はシャン
ト抵抗５に流れる電流が過電流であるかを検出する過電
流検出回路、２３は過電流の検出に対し波形出力の禁止
信号を出力する過電流しゃ断回路、２４は要求された周
波数、電圧の波形信号をインバータ６に出力する波形出
力回路、２６は入力電流を検出する入力電流検出回路、
２５は運転周波数と入力電流値よりロックを推定するロ
ック推定手段、２２はロック推定手段の出力をトリガー
にして運転周波数を上昇させる運転周波数変更手段であ
る。
【０００９】次に動作について説明する。運転周波数と
入力電流の関係を図３に示す。図中、通常領域と示され
た部分は圧縮機がロックしないで正常に回っているとき
の状態を示すものであり、ロック推定領域と示された部
分は圧縮機がメカロックした時の状態を示したものであ
る。入力電流は運転周波数に比例して大きくなり、ロッ
ク時の方が過大に流れる。すなわち、運転周波数と入力
電流より圧縮機ロックを推定することができる。ただ
し、入力電流検出回路は広範囲なリニアリティが得にく
く、入力電流の精度が要求されるのが最大電流近傍であ
ることより、低入力時の精度が期待できない。また通常
領域でも過負荷運転時などロック時とあまり差がでない
場合がある。以上のことを鑑み、本発明では、運転周波
数と入力電流の関係から直ちにロック停止するのではな
く、運転周波数を上昇させることで誤判定による停止を
未然に防ぎ、確実にロック判定するものである。実際の
動きについて図２のフローチャートをもとに説明する。
最初に入力電流値を入力電流検出回路２６より読み取る
（ステップ１０１）。次に図３に示す特性図より、運転
周波数に応じた限界電流値を取込む（ステップ１０
２）、次に入力電流値と限界電流値を比較し（ステップ
１０３）、入力電流値の方が大きければロックと推定し
運転周波数を上昇させる（ステップ１０４）、次に過電
流しゃ断するかを判定し（ステップ１０５）、過電流し
ゃ断すればメカロックと判定しロック保護停止する（ス
テップ１０６）。
【００１０】実施例２．図４は、この発明の実施例２に
よるインバータ空調機を示すブロック図である。図中、
２４は要求された周波数、電圧の波形信号をインバータ
６に出力する波形出力回路であり電圧の極性信号出力が
追加されている、２９は圧縮機電流の極性を検出する電
流極性検出回路、２７は特開平１−２９８９９３号公報
に示される力率検出電圧補正回路、２５は運転周波数と
電圧補正指令値によりロックを推定するロック推定手段
であり、他は実施例１と同一である。
【００１１】次に動作について説明する。運転周波数と
実回転周波数との差である「すべり」と力率、トルクの
関係を図６に示す。図中、高、中、低と書かれているの
は圧縮機の印加電圧である。図の左端の部分すなわち
「すべり」１のときが圧縮機がロックしている状態であ
る。力率制御では、力率が高いとすべりが大きいと判断
し電圧を上げトルクアップしすべりが最適になるように
制御している。従って電圧を最大に上がった場合はロッ
クと推定することができる。実際の動きについて図５の
フローチャートをもとに説明する。最初に図４に示す電
圧の極性信号と電流極性検出回路２９からの電流極性信
号の位相差より力率値を取込む（ステップ２０１）、次
に基準力率値（図示せず）と比較し（ステップ２０
２）、力率値が低ければ電圧が高すぎると判断し電圧補
正値をダウンさせる（ステップ２０３）、力率値が最適
であれば電圧補正をそのままにする（ステップ２０
４）、力率値が高い場合は、電圧補正値をアップする
（ステップ２０５）、次に運転周波数が低くて、電圧補
正値がＭＡＸになっているかを判断し（ステップ２０
６）、ＭＡＸになっていればロックと推定し運転周波数
を上昇させる（ステップ１０４）、次に過電流しゃ断す
るかを判定し（ステップ１０５）、過電流しゃ断すれば
メカロックと判定しロック保護停止する（ステップ１０
６）。
【００１２】実施例３．図７は、この発明の実施例３に
よるインバータ空調機を示すブロック図である。図中、
２８は特開平３−４５１９３号公報に示されるような回
転位置を検出する位置検出回路、または速度検出回路、
２５は位置検出回路または速度検出回路の出力よりロッ
クを推定するロック推定手段であり、他は実施例１と同
一である。
【００１３】次に動作について説明する。この実施例３
では直接位置または速度を検出するのでロックの推定を
容易にすることができる。ただし位置または速度検出回
路信号だけでロックしゃ断させると、回路の故障でもロ
ックしゃ断停止する。実際の運転上、誘導電動機であれ
ば、位置または速度が検出できなくても運転は可能であ
る。従って位置または速度検出による結果を推定のレベ
ルとしておけば、回路故障時にも運転することが可能で
あり、運転周波数を上げておくことによりメカロックし
ても過電流保護が可能であり安全性が確保できる。実際
の動きについて図８、９のフローチャートをもとに説明
する。最初に図７に示す位置または速度検出回路２８か
らの位置または速度信号によりロックを推定する（速度
検出値がゼロか（ステップ３０１）、位置検出信号は変
化しないか（ステップ３０２））、ロック推定の場合は
運転周波数を上昇させる（ステップ１０４）、次に過電
流しゃ断するかを判定し（ステップ１０５）、過電流し
ゃ断すればメカロックと判定しロック保護停止する（ス
テップ１０６）。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ロッ
ク推定手段をもうけ、ロック推定時だけ周波数を上昇さ
せることにより、不要な周波数変化による音の問題をク
リアーにし、安全性を確保したうえで低周波数での連続
運転を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のインバータ空調機の実施例１を示す
制御ブロック図である。
【図２】この発明のインバータ空調機の実施例１を示す
フローチャート図である。
【図３】この発明のインバータ空調機の実施例１を示す
特性図である。
【図４】この発明のインバータ空調機の実施例２を示す
制御ブロック図である。
【図５】この発明のインバータ空調機の実施例２を示す
フローチャート図である。
【図６】この発明のインバータ空調機の実施例２を示す
特性図である。
【図７】この発明のインバータ空調機の実施例３を示す
制御ブロック図である。
【図８】この発明のインバータ空調機の実施例３を示す
フローチャート図である。
【図９】この発明のインバータ空調機の実施例３を示す
フローチャート図である。
【図１０】従来のインバータ空調機の制御ブロック図で
ある。
【符号の説明】
４ コンバータ ５ シャント抵抗 ６ インバータ ７ 圧縮機 ２０ 室外制御部 ２１ 過電流検出回路 ２２ 運転周波数変更手段 ２３ 過電流しゃ断回路 ２４ 波形出力回路 ２５ 圧縮機ロック推定手段 ２６ 入力電流検出回路 ２７ 力率検出電圧補正回路 ２８ 位置、速度検出回路 ２９ 電流極性検出回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 交流電源を直流電源に変換し、その直流
    電源を任意の周波数、電圧の交流電源に変換して、圧縮
    機を駆動するインバータ空調機に於て、前記圧縮機に印
    加される運転周波数とインバータ入力電流値より圧縮機
    のロックを推定する圧縮機ロック推定手段と、ロック推
    定時にはロックしていたら運転電流値が過電流検出レベ
    ルまで達する周波数まで運転周波数を上昇させる周波数
    上昇手段と、過電流検出回路によりロック時にはしゃ断
    停止させるロック保護手段と、ロックしていても過電流
    検出レベルまで運転電流が流れないような低周波数で運
    転している時に、ロックが推定されたら運転周波数をロ
    ックしていたら運転電流値が過電流検出レベルまで達す
    る周波数まで上昇させる手段とを備えたことを特徴とす
    るインバータ空調機。
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