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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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。
（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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
［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。
（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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

  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。
JP60266008A 1985-11-28 1985-11-28 空気調和機 Granted JPS62129656A (ja)

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