JPH0550237B2 - - Google Patents

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JPH0550237B2
JPH0550237B2 JP58022779A JP2277983A JPH0550237B2 JP H0550237 B2 JPH0550237 B2 JP H0550237B2 JP 58022779 A JP58022779 A JP 58022779A JP 2277983 A JP2277983 A JP 2277983A JP H0550237 B2 JPH0550237 B2 JP H0550237B2
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overload
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timer setting
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JP58022779A
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JPS59149782A (ja
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Shigeru Kishi
Hideo Uzuhashi
Minoru Kano
Kenichi Iizuka
Susumu Kashiwazaki
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/20Controlling the acceleration or deceleration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は圧縮機駆動用電動機に速度制御可能な
電動機を用いた能力可変ヒートポンプ式空気調和
装置に係り、特に空気調和装置の運転負荷が増大
した場合の適切な電動機の速度制御による空気調
和装置の負荷軽減装置に関する。
〔従来技術〕 能力可変ヒートポンプ式空気調和装置は、例え
ば室内を暖房する場合、室内の設定温度TRと室
温Tとを比較しその温度差T−TRに比例して電
動機速度を制御することにより空調負荷の大きさ
に応じた空気調和能力、例えば暖房能力を制御し
室内温度を設定周波数TRに保つ様に運転してい
る。この様な空気調和装置においては、運転開始
時の室内が十分暖まつていない時の急速暖房の要
求に追随して十分な暖房能力が発揮される様に、
空気調和機能力制御のための電動機速度の応答速
度は比較的速く(通常2〜3秒で100〜200min-1
の増減)設定されている。
しかしながら、室外気温が15〜20℃の空気調和
機の運転負荷が大なる条件で運転すると、15〜20
℃と室外気温が高いので冷凍サイクル中の熱交換
器を循環する冷媒の外気から吸熱する熱量が増大
し、圧縮機の冷媒圧縮仕事量が徐々に増大して空
気調和機の運転負荷が徐々に増大する。このよう
に空気調和機の運転負荷は徐々に増大するもので
あることから、冷凍サイクルの応答速度は上記比
較的速く設定されている電動機速度の変化速度よ
りも遅く、このため、第1図に示す様に電動機速
度に一定になつているにも関らず、空気調和機の
運転負荷または電動機の運転電流が増大し遂には
許容限界を超えてしまうという問題が生じてしま
う。
この様な問題は、例えば空気調和装置の運転負
荷を高圧圧力で検知する、または電動機の運転電
流で検知する等の手段により検出し、もし、その
様な条件が検出されると電動機の速度を低下させ
る制御を行なうことで解決することができる。し
かしながら、単純に運転負荷が許容限界を超えて
増大すると電動機速度を低減し、運転負荷が許容
限界以下に減少すると元の速度まで電動機速度を
上昇させる様に制御すると、前述の様に空気調和
装置の運転負荷の変化速度と電動機の応答速度に
差があるために第2図に示す様に、運転負荷はほ
とんど一定で変化しないにも関らず電動機速度は
大幅に上下する、いわゆるハンチングを生じ、圧
縮機の振動、騒音の発生、寿命の低下等の弊害を
招くことになる。
〔発明の目的〕
本発明は、能力可変ヒートポンプ式空気調和装
置において運転負荷が許容値を超える事態に対
し、前記した様なハンチングを生ぜず、安定した
電動機の運転を継続し得る様な運転負荷軽減方式
および装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
能力可変ヒートポンプ式空気調和装置におい
て、通常の運転負荷が許容値を超えない運転条件
下では、空調負荷に速やかに追従できる様に電動
機の応答速度の速い制御方式で電動機の速度制御
を行ない、運転負荷が許容値を超える様な運転条
件においては電動機の応答速度を冷凍サイクルの
応答速度相当、もしくはそれ以下になる様に制限
した電動機の速度制御を行なわせ、ハンチングの
無い安定した電動機の運転を継続させると共に運
転負荷を許容値以下に保つ装置を提供するもので
ある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第3図は本発明の空気調和装置の全体構成図であ
る。第3図において、1は変速運転可能な電動機
であり、ここでは直流ブラシレス電動機である。
2は圧縮機、3は四方弁、4は室外側熱交換器、
5は室外側熱交換器へ送風するための送風機、6
は減圧器、7は室内側熱交換器、8は室内側熱交
換器へ送風するための送風機であり、以上でヒー
トポンプ式空気調和装置の冷媒サイクルを構成し
ている。すなわち、電動機1が運転されることに
より圧縮機2が作動し、冷媒回路中を冷媒が循環
して冷凍サイクルが動作し、冷房運転時は室内よ
り熱をくみ上げ室外に放出、暖房運転時は室外の
熱を吸収し室内に放出するという作用により、室
内が冷房または暖房される様になつている。ま
た、この時に電動機1の速度を制御することによ
り圧縮機2の仕事量が変化、すなわち冷媒回路中
の冷媒循環量が変化し、従つて冷房または暖房能
力が変化し、室内の空調負荷、即ち冷房負荷また
は暖房負荷に応じた能力で空気調和装置が運転さ
れることになる。
次にこの様に空気調和機を運転する際の制御装
置の動作について説明する。第3図において9は
電動機1を駆動するためのパワー部、10は空気
調和機の運転負荷を検出し過負荷信号を出力する
過負荷検出器であり、ここでは電動機の運転電流
を検出する様にしている。11は過負荷判定器、
12はタイマ設定器、13はタイマ、14は演算
装置、15は電動機速度検出器であり、これらを
要素として電動機駆動制御装置Aが構成されてい
る。また、17は空調負荷検出器であり、通常は
基準温度設定器と室温を測定するためのサーミス
タおよび両者の比較器より成り、室温と基準温度
の差である温度偏差を検出し、16の電動機の速
度指令発生器に出力する様になつている。16は
電動機の速度指令発生器で、17の空調負荷検出
器の出力信号を変換して電動機1の速度指令を発
生するとともに、電動機の運転、停止指令も発生
する様になつている。速度指令発生器16は、通
常上述の様な作用の他に、空気調和機全体の運転
制御をする論理演算装置として構成され、第3図
では示していないが、室内外送風機の運転制御、
四方弁の入切、空気調和装置の運転状態の表示制
御を行なう。
この様な構成における本発明に係る電動機駆動
制御装置の動作について説明する。まず、この空
気調和装置系統に電源が投入されると全ての状態
が初期化される。そしてこの後、空調負荷検出器
17の作用により温度偏差が検出され、室内を空
調する必要が生じた場合は、電動機速度指令発生
装置16の作用により空気調和装置の運転開始準
備、すなわち暖房の場合は四方弁への通電等が行
なわれた後、電動機駆動制御装置Aに電動機の運
転開始指令が送られ、電動機駆動制御装置Aは電
動機の運転状態を全て初期化した後、運転を開始
し、電動機に予め定められた最低速度で回転する
様な速度信号を出力する。その後は、持時間毎に
電動機速度指令発生装置16は空調負荷検出器1
7より得られる温度偏差を電動機速度指令NR
変換して電動機駆動制御装置Aに出力する。これ
を受けた電動機駆動制御装置A、特にこの場合は
演算装置14は定時間毎に電動機の速度検出器1
5より得られる電動機速度Nと比較し、速度偏差
△N=N−NRを演算により求め保持する。空調
負荷が定常負荷の場合は過負荷検出器10は動作
しないので、過負荷判定器は正常運転と判断し、
それを受けてタイマ時間設定器12はタイマ13
に定常運転時のタイマ設定値(通常2〜3秒)を
設定し、電動機速度の応答速度を100〜
200min-1/2〜3秒の増減に設定する。演算装
置14はタイマ13の時間経過を監視し、タイマ
13の設定時間が経過するとそれに同期して速度
偏差△Nを零にする様に電動機の速度制御信号を
修正して、電動機の駆動パワー部9に出力し電動
機1の速度を制御する。同時にタイマの再設定信
号をタイマ設定器に出力し、タイマ設定器の作用
によりタイマ13は再設定される。この様な上述
の内容を繰り返すことによつて第4図に示す様
に、電動機速度Nは空調負荷検出器17で検出さ
れる温度偏差すなわち電動機速度指令発生器16
の発生する電動機速度指令に追従一致する様に制
御される。
次に、例えば暖房運転時に外気温度が高くなつ
た様な場合等において空気調和装置の運転負荷が
増大した場合について説明する。運転負荷が増大
するに伴い電動機1の運転電流が増大し、電動機
駆動制御装置Aの許容値を超えると過負荷検出器
10が動作し、過負荷信号を演算装置14および
過負荷判定器11に出力する。この過負荷信号を
受けて、演算装置14は次のタイマ時間経過タイ
ミングにおいて電動機速度を低減する準備をし、
過負荷判定器11は過負荷信号発生前の電動機1
の運転状態と比較する。そして負荷が定常負荷か
ら過負荷へ変化した直後に発生した過負荷信号か
否かを過負荷判定器11は判定する。この過負荷
判定の方法について説明する。過負荷判定器11
は過負荷信号の発生を記憶する機能および定常運
転と負荷軽減運転を区別し記憶する機能を有して
いる。定常負荷から過負荷に変化し過負荷検出器
10が過負荷信号を出力し、それを受けて過負荷
判定器11は過負荷発生を記憶する。この時は未
だ定常運転を記憶しているので過負荷判定器はタ
イマ設定器に対して、電動機1の速度を速やかに
低下する為に第5図に示すR1の速度で減速し得
るタイマ値(通常2〜4秒)をタイマ13にセツ
トする様に出力し、例えば100〜200min-1/2〜
4秒で減速させる。演算装置14はタイマ13の
タイマ時間経過毎に前述の通り電動機1の駆動用
パワー部9に速度制御信号を出力するが、過負荷
検出器10からの過負荷信号が出力されているの
で電動機速度の減速を行なう。この減速は第5図
に示すR1の割合いで比較的速く行なわれ、過負
荷状態から速やかに脱出が可能となる。この様に
して電動機1の速度が低減すると冷媒循環量が少
なくなつて圧縮機2の圧縮仕事量が減り、空気調
和装置の運転負荷が減少し、運転負荷の許容値以
下となる。運転負荷が許容値以下になると過負荷
検出器10は動作を止め、演算装置14及び過負
荷判定器11に対する過負荷信号が出力されなく
なる。従つて演算装置14は速度指令発生器16
より出力される速度指令信号と電動機速度検出器
15より出力される電動機速度を比較演算し、前
述の様な操作により速度偏差△Nを零にする様な
速度制御信号を、タイマ経過タイミングにおいて
パワー部9に出力する。
一方、過負荷判定器11は定常運転時に第5図
のR1で示す減速をして過負荷信号が入力されな
くなつた事により、負荷軽減運転に切換つたこと
を記憶する。この負荷軽減運転状態になると、過
負荷信号発生中は第5図のR3で示す緩やかな割
合で減速し、また過負荷信号発生中でない時は
R2で示す緩やかな割合で増速するような大きな
タイマ値(例えばR3は16秒、R2は30秒、これは
負荷変化による冷凍サイクルの応答速度に合わせ
たものであり、冷凍サイクルの応答速度は、冷凍
サイクルの大きさ及び構成部品の特性等により異
なるので実験により求める)をタイマ13にセツ
トする様に、タイマ設定器は動作する。これによ
り負荷軽減運転中の電動機1の速度変化を冷凍サ
イクルの負荷変化に合せることが可能となるので
電動機速度の変動が少ない安定した負荷軽減運転
が可能となる。
以上述べた様な負荷軽減運転中に空気調和装置
の空調負荷が少なくなつた場合、負荷軽減運転か
ら定常運転に復帰する過程を説明する。電動機1
の運転負荷は少なくなり過負荷検出器10は動作
しない。従つて電動機速度が第5図のR2で示す
速度で増速する様に、タイマ設定器12はタイマ
13をタイマ時間経過毎に設定する。この割合い
で前述の速度制御方式により増速を続けることに
なり、最終的に速度偏差△N=0となる。この時
初めて過負荷判定器11はその内部記憶を負荷軽
減運転から定常運転に変更する。この操作により
過負荷判定器11はタイマ設定器12に対して定
常時のタイマ値をタイマ13にセツトする様に出
力する様になる。以上述べた操作により、負荷軽
減運転中に運転負荷が少なくなつた場合は定常運
転に復帰することができる。
以上述べた様に、空気調和装置の負荷が増大し
た場合においても圧縮機を停止させる事なく、電
動機の速度変化の少ない負荷軽減運転を可能と
し、また定常運転への復帰も可能な空気調和装置
とすることができる。
〔発明の効果〕
以上述べた様に、本発明によれば定常運転時の
電動機速度の変化速度を任意(一般に高速)に設
定することを可能としながら、過負荷時の電動機
速度の変化速度を負荷の追従に合わせ制限するこ
とができるので、定常時の制御性および過負荷時
の優れた負荷軽減機能を示し、電動機やその駆動
制御装置の小型化、低廉化ができ、また電動機速
度変化の少ない安定した制御を行ない省電力、騒
音振動の発生防止、快適性の向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は公知技術による電動機速度制御と負荷
変動の説明図、第2図は公知技術による電動機の
負荷軽減の説明図、第3図は本発明の全体構成
図、第4図は本発明の速度制御原理の説明図、第
5図は本発明の原理説明図である。 1……電動機、2……圧縮機、3……四方弁、
4……室外側熱交換器、5……室外側送風機、6
……減圧器、7……室内側熱交換器、8……室内
側送風機、9……パワー部、10……過負荷検出
器、11……過負荷判定器、12……タイマ設定
器、13……タイマ、14……演算装置、15…
…電動機速度検出器、16……速度指令発生器、
17……空調負荷検出器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧縮機、室外側熱交換器、室外側送風機、室
    内側熱交換器、室内側送風機、減圧器および四方
    弁等より構成された冷凍サイクルと、 上記圧縮機駆動用の速度制御可能な電動機と、 この電動機駆動用のパワー部と、 室温と設定温度との温度偏差を検出する空調負
    荷検出器と、 この空調負荷検出器の出力信号を変換して電動
    機速度指令を発生する速度指令発生装置と、 定時間毎に電動機速度を検出する電動機速度検
    出器と、 この検出された電動機速度と上記電動機速度指
    令との差を零にする様に定時間毎に速度制御信号
    を予め設定された値修正し電動機に出力する演算
    装置と、 上記定時間であるタイマ設定値をタイマに設定
    するタイマ設定器と、 空気調和機の運転負荷を検出して過負荷信号を
    出力する過負荷検出器と、 この過負荷検出器からの過負荷信号の出力の有
    無に応じて上記電動機速度を減速若しくは増速す
    るタイマ設定値をタイマに設定する様に上記タイ
    マ設定器に出力する過負荷判定器とを備え、 上記過負荷判定器は、定常運転時に上記過負荷
    信号入力直後の電動機の減速の後に過負荷信号の
    入力が無くなると上記タイマのタイマ設定値を定
    常運転時のタイマ設定値より大きくする様に上記
    タイマ設定器に出力して負荷軽減運転にすること
    を特徴とする空気調和装置の負荷軽減装置。
JP58022779A 1983-02-16 1983-02-16 空気調和装置の負荷軽減装置 Granted JPS59149782A (ja)

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JPS59149782A JPS59149782A (ja) 1984-08-27
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61106088A (ja) * 1984-10-26 1986-05-24 Hitachi Ltd ブラシレスモ−タの電流制御駆動回路
JPS62111800U (ja) * 1986-01-07 1987-07-16
JP2005344647A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Denso Corp 自動車用電動圧縮機の駆動制御装置
JP6521811B2 (ja) * 2015-09-14 2019-05-29 シャープ株式会社 駆動装置及び空気調和システム

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