JPH0514184B2 - - Google Patents
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- JPH0514184B2 JPH0514184B2 JP60266008A JP26600885A JPH0514184B2 JP H0514184 B2 JPH0514184 B2 JP H0514184B2 JP 60266008 A JP60266008 A JP 60266008A JP 26600885 A JP26600885 A JP 26600885A JP H0514184 B2 JPH0514184 B2 JP H0514184B2
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- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
- F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
- F24F11/86—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling compressors within refrigeration or heat pump circuits
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、インバータ装置の出力により回転数
が可変される電動機により駆動される圧縮機を有
する空気調和機の改良に関する。
が可変される電動機により駆動される圧縮機を有
する空気調和機の改良に関する。
(従来技術)
近年、電動機への電源周波数及び電圧を制御す
るインバータ装置により圧縮機の回転数を空調負
荷に応じた回転数に制御して空気調和機の冷暖房
能力を可変制御する空気調和機が普及しつつあ
る。
るインバータ装置により圧縮機の回転数を空調負
荷に応じた回転数に制御して空気調和機の冷暖房
能力を可変制御する空気調和機が普及しつつあ
る。
この種の空気調和機のインバータ装置の出力周
波数と出力電圧の関係は、例えば第3図で表され
る。
波数と出力電圧の関係は、例えば第3図で表され
る。
すなわち、最低周波数miHzと最高周波数maHz
との間では電圧VmiからVmaまで直線的に上昇
し、この間圧縮機の電装器が十分に安定運転可能
な大きな起動トルクが得られる。ところが、圧縮
機が回転を開始しはじめる起動周波数stHzから最
低周波数miHz未満までの間では、起動トルクが
小さくなつている。
との間では電圧VmiからVmaまで直線的に上昇
し、この間圧縮機の電装器が十分に安定運転可能
な大きな起動トルクが得られる。ところが、圧縮
機が回転を開始しはじめる起動周波数stHzから最
低周波数miHz未満までの間では、起動トルクが
小さくなつている。
次に、従来の空気調和機の運転開始時の制御に
ついて第4図により説明する。例えば室温と設定
温度との差により表される空調負荷により上記最
低周波数miHzと最高周波数maHzの間の目標周波
数AHzとこれに対応する出力電圧を電動機に入力
するよう例えばマイコンからなる制御装置からイ
ンバータ装置に指令される。このとき、電動機が
回転し始める起動周波数stHzから一様な速度で目
標周波数AHzまで上昇させ、すぐに目標周波数A
Hzで運転するよりも大幅な起動電流の減少を図つ
ていた。
ついて第4図により説明する。例えば室温と設定
温度との差により表される空調負荷により上記最
低周波数miHzと最高周波数maHzの間の目標周波
数AHzとこれに対応する出力電圧を電動機に入力
するよう例えばマイコンからなる制御装置からイ
ンバータ装置に指令される。このとき、電動機が
回転し始める起動周波数stHzから一様な速度で目
標周波数AHzまで上昇させ、すぐに目標周波数A
Hzで運転するよりも大幅な起動電流の減少を図つ
ていた。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、冬季等の低外気温下に圧縮機を
長時間放置した状態では、圧縮機中の潤滑油の粘
度が上昇し、機械部分の回転・摺動が重くなつた
り、潤滑油溜部の潤滑油に冷凍サイクルの冷媒ガ
スが液化して寝込んだ状態となり、起動負荷が増
大している。
長時間放置した状態では、圧縮機中の潤滑油の粘
度が上昇し、機械部分の回転・摺動が重くなつた
り、潤滑油溜部の潤滑油に冷凍サイクルの冷媒ガ
スが液化して寝込んだ状態となり、起動負荷が増
大している。
したがつて、このような状態で圧縮機の電動機
に対して上記起動周波数stHzから目標周波数AHz
まで一様な速度で上昇させて入力したのでは起動
周波数stHz近辺での起動トルクが小さいことと合
いまつて、圧縮機が起動しない、すなわち回転を
開始しないままの状態で目標周波数AHzに移行
し、圧縮機の電動機に過大な電流が流れ、電動機
の損傷をまねく可能性があつた。また、このよう
な過大電流から電動機を保護するために、電流を
検知し過大電流に対し空気調和機の運転を停止す
る保護制御が設けられているが、一旦圧縮機への
通電停止後に再起動するには時間が必要であり、
さらには低外気温時等の起動負荷の増大した状態
では何度も過大電流を繰り返し、正常な冷暖房運
転を開始できない虞があつた。
に対して上記起動周波数stHzから目標周波数AHz
まで一様な速度で上昇させて入力したのでは起動
周波数stHz近辺での起動トルクが小さいことと合
いまつて、圧縮機が起動しない、すなわち回転を
開始しないままの状態で目標周波数AHzに移行
し、圧縮機の電動機に過大な電流が流れ、電動機
の損傷をまねく可能性があつた。また、このよう
な過大電流から電動機を保護するために、電流を
検知し過大電流に対し空気調和機の運転を停止す
る保護制御が設けられているが、一旦圧縮機への
通電停止後に再起動するには時間が必要であり、
さらには低外気温時等の起動負荷の増大した状態
では何度も過大電流を繰り返し、正常な冷暖房運
転を開始できない虞があつた。
また、起動周波数stHzでの出力電圧を高くして
も低外気温下で特に潤滑油の粘度が高い場合には
起動トルクよりも起動負荷の方が大きくなりやは
り圧縮機が起動しない虞があつた。
も低外気温下で特に潤滑油の粘度が高い場合には
起動トルクよりも起動負荷の方が大きくなりやは
り圧縮機が起動しない虞があつた。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は、インバータ装置から電動機への通電
開始時に低周波数の起動周波数出力をインバータ
装置から電動機に供給した状態で電動機の電流変
化または冷凍サイクルの圧力変化等により上記圧
縮機の起動を検知する起動検知器と、起動検知器
により圧縮機の起動が検知されるまでインバータ
装置の出力周波数を起動周波数で保持し、圧縮機
の起動を検知した後、インバータ装置の出力周波
数を起動周波数から目標周波数に移行させる制御
装置とを設けたことを特徴とする。
開始時に低周波数の起動周波数出力をインバータ
装置から電動機に供給した状態で電動機の電流変
化または冷凍サイクルの圧力変化等により上記圧
縮機の起動を検知する起動検知器と、起動検知器
により圧縮機の起動が検知されるまでインバータ
装置の出力周波数を起動周波数で保持し、圧縮機
の起動を検知した後、インバータ装置の出力周波
数を起動周波数から目標周波数に移行させる制御
装置とを設けたことを特徴とする。
(作用)
圧縮機の起動を検知するまで低周波数の起動周
波数出力を電動機に供給を継続し、低外気温下等
の起動負荷が大きい状態では起動周波数出力によ
り圧縮機を発熱させて潤滑油の粘度を低下させて
起動負荷を低減し、その後、起動が検知されたな
らば、インバータ装置の出力周波数を目標周波数
へ移行させることにより低外気温下でも確実に圧
縮機を起動させる。
波数出力を電動機に供給を継続し、低外気温下等
の起動負荷が大きい状態では起動周波数出力によ
り圧縮機を発熱させて潤滑油の粘度を低下させて
起動負荷を低減し、その後、起動が検知されたな
らば、インバータ装置の出力周波数を目標周波数
へ移行させることにより低外気温下でも確実に圧
縮機を起動させる。
(実施例)
以下、本発明の一実施例につき第1図及び第2
図に従い説明する。
図に従い説明する。
第1図において、1は電動機が組込まれた能力
可変圧縮機、2は四方弁、3は室外熱交換器、4
は膨脹弁、5は室内熱交換器でありこれらは冷媒
配管により順次連接されてヒートポンプ式冷凍サ
イクルを形成し、その室外熱交換器3及び室内熱
交換器5にはそれぞれ室外フアン6及び室内フア
ン7が対向して設けられ空気調和機を構成してい
る。
可変圧縮機、2は四方弁、3は室外熱交換器、4
は膨脹弁、5は室内熱交換器でありこれらは冷媒
配管により順次連接されてヒートポンプ式冷凍サ
イクルを形成し、その室外熱交換器3及び室内熱
交換器5にはそれぞれ室外フアン6及び室内フア
ン7が対向して設けられ空気調和機を構成してい
る。
そして、能力可変圧縮機1は、インバータ装置
8の出力を電動機9の電源としている。このた
め、インバータ装置8の出力、すなわち、疑似正
弦波交流の周波数及び電圧を変化させることによ
り、電動機9の回転数が変化し、圧縮機の能力が
増減される。
8の出力を電動機9の電源としている。このた
め、インバータ装置8の出力、すなわち、疑似正
弦波交流の周波数及び電圧を変化させることによ
り、電動機9の回転数が変化し、圧縮機の能力が
増減される。
また、インバータ装置8の交流出力の周波数
は、室温を検知するサーミスタからなる室温セン
サ10と使用者が手動で室温を設定する室温設定
回路11の両出力比較によつて決定される。
は、室温を検知するサーミスタからなる室温セン
サ10と使用者が手動で室温を設定する室温設定
回路11の両出力比較によつて決定される。
この空気調和機では、この比較・決定は、マイ
コン、ROM、RAM等で構成され、室温センサ
10と室温設定回路11を入力とする制御装置1
2によつて行われる。この制御装置12ではまず
検知室温と設定室温の差が求められる。そして、
この差の値をあらかじめ記憶している温度差ゾー
ンのいずれかに属するかを判断し、その属するゾ
ーンに応じてあらかじめゾーンに対応して記憶し
ている目標周波数指令信号をインバータ装置8に
出力する。インバータ装置8からは目標周波数及
びこれに対応する電圧が出力され電動機9に入力
されることになる。
コン、ROM、RAM等で構成され、室温センサ
10と室温設定回路11を入力とする制御装置1
2によつて行われる。この制御装置12ではまず
検知室温と設定室温の差が求められる。そして、
この差の値をあらかじめ記憶している温度差ゾー
ンのいずれかに属するかを判断し、その属するゾ
ーンに応じてあらかじめゾーンに対応して記憶し
ている目標周波数指令信号をインバータ装置8に
出力する。インバータ装置8からは目標周波数及
びこれに対応する電圧が出力され電動機9に入力
されることになる。
そして、上記温度差ゾーンと目標周波数との関
係は、その温度差が小さいゾーン、すなわち空調
負荷が小のときは低周波数で、空調負荷の増大に
伴つて周波数も比較的に増大し高周波数に移行す
るような関係で第3図に示す最低周波数miHzと
最高周波数maHzの間で、それぞれの温度差ゾー
ンに対応した周波数に設定されている。また、1
3は圧縮機1の起動すなわち回転の開始を検知す
る起動検知器であり、例えば電動機9へのインバ
ータ装置8からの通電開始からの電流を検知し、
その結果を制御装置10に入力する。制御装置1
0では、予めここに記憶された設定電流値ISと上
記検知結果との関係を比較し、圧縮機1が起動、
すなわち回転を開始したか否かが判断される。
係は、その温度差が小さいゾーン、すなわち空調
負荷が小のときは低周波数で、空調負荷の増大に
伴つて周波数も比較的に増大し高周波数に移行す
るような関係で第3図に示す最低周波数miHzと
最高周波数maHzの間で、それぞれの温度差ゾー
ンに対応した周波数に設定されている。また、1
3は圧縮機1の起動すなわち回転の開始を検知す
る起動検知器であり、例えば電動機9へのインバ
ータ装置8からの通電開始からの電流を検知し、
その結果を制御装置10に入力する。制御装置1
0では、予めここに記憶された設定電流値ISと上
記検知結果との関係を比較し、圧縮機1が起動、
すなわち回転を開始したか否かが判断される。
しかして、第2図に示すように空気調和機の運
転開始時に、予め制御装置10に記憶された圧縮
機1の電動機9が回転をはじめる起動周波数stHz
と電圧Vstがインバータ装置8から電動機9に通
電される。起動負荷がそれほど大きくない場合に
はこの起動周波数stHzと電圧Vstの通電により電
動機9が動きはじめ、同時に入力電流が急激に増
大し圧縮機1が冷凍サイクルの起動負荷をのりき
つて起動し安定状態に移行するに従い鎖線曲線の
イの如く急激に減少し、設定電流値IS以下に下が
り安定する。
転開始時に、予め制御装置10に記憶された圧縮
機1の電動機9が回転をはじめる起動周波数stHz
と電圧Vstがインバータ装置8から電動機9に通
電される。起動負荷がそれほど大きくない場合に
はこの起動周波数stHzと電圧Vstの通電により電
動機9が動きはじめ、同時に入力電流が急激に増
大し圧縮機1が冷凍サイクルの起動負荷をのりき
つて起動し安定状態に移行するに従い鎖線曲線の
イの如く急激に減少し、設定電流値IS以下に下が
り安定する。
この電流変化を上記起動検知器13により検知
し、制御装置10、インバータ装置8を介して電
動機9に出力する周波数を起動周波数stHzから目
標周波数AHzに鎖線曲線ロの如く移行する。
し、制御装置10、インバータ装置8を介して電
動機9に出力する周波数を起動周波数stHzから目
標周波数AHzに鎖線曲線ロの如く移行する。
また、圧縮機1の電動機9が起動周波数stHzで
は起動負荷をのりきれず起動しなかつた場合には
実線曲線ハの如く設定電流値IS以上の電流が流れ
続け、これを起動検知器13により検知し続ける
とともに、制御装置10に組込まれたタイマーに
より、電動機9の巻線が焼損しない所定時間Tの
間だけそのままの状態を継続し、所定時間Tを経
過したら、実線曲線ニの如く起動周波数stHzから
目標周波数AHzに移行させ空調負荷に見合つた目
標回転数で圧縮機1を運転させる。
は起動負荷をのりきれず起動しなかつた場合には
実線曲線ハの如く設定電流値IS以上の電流が流れ
続け、これを起動検知器13により検知し続ける
とともに、制御装置10に組込まれたタイマーに
より、電動機9の巻線が焼損しない所定時間Tの
間だけそのままの状態を継続し、所定時間Tを経
過したら、実線曲線ニの如く起動周波数stHzから
目標周波数AHzに移行させ空調負荷に見合つた目
標回転数で圧縮機1を運転させる。
この場合、電動機9の巻線が焼損しない所定時
間Tの間、巻線に大電流が流れるので巻線の温度
上昇により、圧縮機1全体が加熱されることにな
り、低外気温下で放置された状態でも、潤滑油の
粘度を下げるとともに潤滑油に寝込んだ液化冷媒
をガス化し、起動負荷を軽減できる。それにより
スムーズに電動機9が起動し、確実に圧縮機1の
運転が開始できる。
間Tの間、巻線に大電流が流れるので巻線の温度
上昇により、圧縮機1全体が加熱されることにな
り、低外気温下で放置された状態でも、潤滑油の
粘度を下げるとともに潤滑油に寝込んだ液化冷媒
をガス化し、起動負荷を軽減できる。それにより
スムーズに電動機9が起動し、確実に圧縮機1の
運転が開始できる。
また、圧縮機1の電動機9へ起動周波数stHzで
通電開始した時に電流値が設定電流値IS以上とな
り、所定時間T以内で電流値が設定電流値IS以下
になつた時は圧縮機1が起動したとと判断し、起
動検知器13の検知結果により起動周波数stHzか
ら目標周波数AHzに移行させる。
通電開始した時に電流値が設定電流値IS以上とな
り、所定時間T以内で電流値が設定電流値IS以下
になつた時は圧縮機1が起動したとと判断し、起
動検知器13の検知結果により起動周波数stHzか
ら目標周波数AHzに移行させる。
すなわち、低外気温下では圧縮機の潤滑油の粘
度が上昇しており、起動負荷が重く、即座に起動
できない状態となつている。しかしながら、この
状態において電動機9に対し起動周波数stHの通
電保持することで電動機9が発熱し、潤滑油の温
度上昇とともに粘度が低下し、圧縮機の機械部分
の回転・摺動が軽くなり、起動負荷が軽減され
る。
度が上昇しており、起動負荷が重く、即座に起動
できない状態となつている。しかしながら、この
状態において電動機9に対し起動周波数stHの通
電保持することで電動機9が発熱し、潤滑油の温
度上昇とともに粘度が低下し、圧縮機の機械部分
の回転・摺動が軽くなり、起動負荷が軽減され
る。
そして、実際に圧縮機1の起動すると電動機の
電流が低下し、その後、起動周波数stHzから目標
周波数AHzに移行しても電動機1には過大な電流
が流れることなく円滑に目標周波数AHzに対応し
た回転数に到達できる。
電流が低下し、その後、起動周波数stHzから目標
周波数AHzに移行しても電動機1には過大な電流
が流れることなく円滑に目標周波数AHzに対応し
た回転数に到達できる。
また、上記起動周波数stHzは、空調負荷に関係
しない圧縮機1の電動機9を起動させるための回
転数に対応するもので、これは圧縮機1の形式、
例えばロータリー形、レシプロ形による特性、冷
凍サイクルの設計条件(熱交換器の容量等)によ
る特性及びこれらの組合せ等により一定しないの
で予め実験的に求めておくのが望ましい。
しない圧縮機1の電動機9を起動させるための回
転数に対応するもので、これは圧縮機1の形式、
例えばロータリー形、レシプロ形による特性、冷
凍サイクルの設計条件(熱交換器の容量等)によ
る特性及びこれらの組合せ等により一定しないの
で予め実験的に求めておくのが望ましい。
さらに上記実施例では起動検知器13を電動機
9の電流変化で検知するものとしたが、これは冷
凍サイクルの高圧側又は低圧側の圧力変化を検知
するものであつてもよいことは勿論である。
9の電流変化で検知するものとしたが、これは冷
凍サイクルの高圧側又は低圧側の圧力変化を検知
するものであつてもよいことは勿論である。
(発明の効果)
以上のように、本発明は、インバータ装置から
電動機への通電開始時に低周波数の起動周波数出
力をインバータ装置から電動機に供給した状態で
電動機の電流変化または冷凍サイクルの圧力変化
等により圧縮機の起動を検知し、圧縮機の起動が
検知されるまでインバータ装置の出力周波数を起
動周波数で保持し、圧縮機の起動を検知した後、
インバータ装置の出力周波数を起動周波数から目
標周波数に移行させるため、低外気温下等で起動
負荷が大きく、電動機に起動周波数を加えても圧
縮機が起動しない場合には電動機に起動周波数出
力を与え続けて電動機を発熱させ、圧縮機の潤滑
油の粘度を低下させることで圧縮機の機械部分の
回転・摺動を軽くして起動負荷を軽減し、その後
圧縮機が起動した時に目標周波数に移行させるこ
とで圧縮機の潤滑油の粘度が高くかつ圧縮機が起
動していない状態のままで目標周波数に移行する
ことを防止し、低外気温下等での過大な起動負荷
に起因する起動不良を大幅に減少させることがで
きる。
電動機への通電開始時に低周波数の起動周波数出
力をインバータ装置から電動機に供給した状態で
電動機の電流変化または冷凍サイクルの圧力変化
等により圧縮機の起動を検知し、圧縮機の起動が
検知されるまでインバータ装置の出力周波数を起
動周波数で保持し、圧縮機の起動を検知した後、
インバータ装置の出力周波数を起動周波数から目
標周波数に移行させるため、低外気温下等で起動
負荷が大きく、電動機に起動周波数を加えても圧
縮機が起動しない場合には電動機に起動周波数出
力を与え続けて電動機を発熱させ、圧縮機の潤滑
油の粘度を低下させることで圧縮機の機械部分の
回転・摺動を軽くして起動負荷を軽減し、その後
圧縮機が起動した時に目標周波数に移行させるこ
とで圧縮機の潤滑油の粘度が高くかつ圧縮機が起
動していない状態のままで目標周波数に移行する
ことを防止し、低外気温下等での過大な起動負荷
に起因する起動不良を大幅に減少させることがで
きる。
第1図は、本発明の一実施例にかかる空気調和
機の冷凍サイクルと制御ブロツクの構成図、第2
図は同圧縮機の電動機に入力される周波数及び電
流の時間経過に対応する変化を示す説明図、第3
図はインバータ装置の電圧と周波数の関係を示す
説明図、第4図は従来の電動機に入力される周波
数の時間経過に対応する変化を示す説明図であ
る。 1……能力可変圧縮機、8……インバータ装
置、9……電動機、10……制御装置、13……
起動検知器。
機の冷凍サイクルと制御ブロツクの構成図、第2
図は同圧縮機の電動機に入力される周波数及び電
流の時間経過に対応する変化を示す説明図、第3
図はインバータ装置の電圧と周波数の関係を示す
説明図、第4図は従来の電動機に入力される周波
数の時間経過に対応する変化を示す説明図であ
る。 1……能力可変圧縮機、8……インバータ装
置、9……電動機、10……制御装置、13……
起動検知器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 インバータ装置の出力により回転数が可変さ
れる電動機が組込まれた圧縮機を有し、空調負荷
に応じた目標周波数で前記圧縮機を運転する空気
調和機において、 前記インバータ装置から前記電動機への通電開
始時に低周波数の起動周波数出力を前記インバー
タ装置から前記電動機に供給した状態で電動機の
電流変化または冷凍サイクルの圧力変化等により
上記圧縮機の起動を検知する起動検知器と、 上記起動検知器により圧縮機の起動が検知され
るまで前記インバータ装置の出力周波数を上記起
動周波数で保持し、上記圧縮機の起動を検知した
後、前記インバータ装置の出力周波数を上記起動
周波数から上記目標周波数に移行させる制御装置
とを設けたことを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60266008A JPS62129656A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | 空気調和機 |
US06/932,340 US4724680A (en) | 1985-11-28 | 1986-11-19 | Air conditioning apparatus and control method thereof |
KR1019860010187A KR900006935B1 (ko) | 1985-11-28 | 1986-11-28 | 공기조화기 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60266008A JPS62129656A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | 空気調和機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62129656A JPS62129656A (ja) | 1987-06-11 |
JPH0514184B2 true JPH0514184B2 (ja) | 1993-02-24 |
Family
ID=17425087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60266008A Granted JPS62129656A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | 空気調和機 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4724680A (ja) |
JP (1) | JPS62129656A (ja) |
KR (1) | KR900006935B1 (ja) |
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1985
- 1985-11-28 JP JP60266008A patent/JPS62129656A/ja active Granted
-
1986
- 1986-11-19 US US06/932,340 patent/US4724680A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-28 KR KR1019860010187A patent/KR900006935B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR870005221A (ko) | 1987-06-05 |
JPS62129656A (ja) | 1987-06-11 |
KR900006935B1 (ko) | 1990-09-25 |
US4724680A (en) | 1988-02-16 |
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EXPY | Cancellation because of completion of term |