JPH07113474B2 - 空気調和機の運転制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気調和機の運転制御方法に係わり、さらに詳
しくは、商用電源と圧縮機との間に周波数変換装置を備
えた空気調和機の運転電流の制御方法に関する。

〔従来の技術〕

空気調和機の冷凍サイクルを構成する圧縮機への電力は
商用電源との間に設けられた周波数変換装置を介して供
給されている。

この周波数変換装置は、商用電源電圧を直流倍電圧に変
換するコンバータ部と、このコンバータ部よりの直流倍
電圧を三相の交流電力に変換して前記圧縮機に供給する
インバータ部と、このインバータ部を制御する制御部等
で構成されており、この制御部には室内機よりの運転指
令情報および室外機に設けられた外気温度検出装置や運
転電流検出装置等からの情報が入力され、前記インバー
タ部はこれらの情報に基づいて決定される運転周波数に
より制御されている。

ところで、前記圧縮機の運転電流は負荷の増大に伴って
増大し、空気調和機の定格電流を越えることもあるた
め、商用電源から周波数変換装置を介して圧縮機に供給
される電流値の領域を複数の電流制御ゾーンに分け、前
記運転電流検出装置で検出される電流値が前記電流制御
ゾーンの高いゾーンに至った場合には周波数変換装置の
出力周波数を所定時間毎に所定値ずつ下げて運転電流を
低下させ、前記運転電流検出装置で検出される電流値が
電流制御ゾーンの中間ゾーンに至った場合には周波数変
換装置の出力周波数は変化させず、前記運転電流検出装
置で検出される電流値がさらに低下して電流制御ゾーン
の低いゾーンに至った場合には、周波数変換装置の出力
周波数を所定時間毎に所定値ずつ上昇させ、前記室内機
よりの運転指令情報等により決定された運転周波数に近
づけるように制御されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述のような運転制御の場合、運転電流
検出装置で検出される電流値が電流制御ゾーンの高いゾ
ーンに至ると周波数変換装置の出力周波数は下げられ、
運転電流値は中間ゾーン内に戻るが、その際、前記周波
数変換装置の出力周波数は、前記運転電流検出装置で検
出される電流値が電流制御ゾーンの低いゾーンに至らな
い限り一定に保たれるので、この間は空調能力を十分発
揮させることができないという問題点がある。

だからといって、前記中間ゾーンのゾーン幅を最初から
狭くしておくと、中間ゾーンの上限値で周波数変換装置
の出力周波数が下げられ、その後の運転電流の降下が速
い場合には、その運転電流が中間ゾーンの下限値に至る
までの時間も短くなるため、運転電流の上下動も多くな
り、その結果、圧縮機は振動を起こし易くなったり、空
調能力を最大限に発揮することができなくなったりす
る。

したがって、本発明においては、上述の課題を解決し、
所定の電流制御ゾーン内で最大限の空調能力を発揮でき
る空気調和機の運転制御方法を提供することを目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであ
り、室内機よりの運転指令情報および室外機に設けられ
た外気温度検出装置等からの情報を基に、商用電力を周
波数変換装置により周波数変換して圧縮機に供給し、そ
のとき運転電流検出装置により検出される電流値が予め
設定されている複数の電流制御ゾーンの高いゾーンに至
った場合、前記周波数変換装置の出力周波数を下げ、前
記電流値が前記電流制御ゾーンの中間ゾーンに至った場
合、前記周波数変換装置の出力周波数は変えず、前記電
流値が前記電流制御ゾーンの低いゾーンに至った場合、
前記周波数変換装置の出力周波数を上昇させる空気調和
機の運転制御方法において、前記運転電流検出装置によ
り検出される電流値が前記電流制御ゾーンの中間ゾーン
に位置し、前記周波数変換装置の出力周波数が同一周波
数のまま所定時間経過した場合には、前記中間ゾーンの
下限値を上昇させることにした。

〔作用〕

上記の制御方法であれば、運転電流検出装置により検出
される電流値が電流制御ゾーンの中間ゾーンにあって、
周波数変換装置の出力周波数が同一周波数のまま所定時
間経過した場合に、前記中間ゾーンのゾーン幅を一時的
に狭くすることができるので、運転電流検出装置により
検出される電流値が速く下限値に至ることになり、周波
数変換装置の出力周波数を上昇させるタイミングを早め
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。

第１図は空気調和機の室外機の制御系を示すブロック図
で、１は商用電源、２は商用電源１よりの交流電力を三
相の交流電力に変換するための周波数変換装置、３は周
波数変換装置２から出力される三相交流電力で駆動する
圧縮機、４は圧縮機３の運転電流を検出するために周波
数変換装置２の入力回路に設けられた運転電流検出装
置、５は外気温度検出装置である。

前記周波数変換装置２は、商用電源１から供給される交
流電力を直流倍電力に変換するコンバータ部６と、この
コンバータ部６よりの直流倍電圧を三相交流電力に変換
して前記圧縮機３に供給するインバータ部７と、このイ
ンバータ部７を駆動制御する制御部８とから成ってい
る。

この制御部８は前記運転電流検出装置４や外気温度検出
装置５から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変
換するA/D変換器8a、A/D変換された運転電流や外気温度
の情報および室内機（図示せず）からの運転指令情報等
を基にPWM（パルス幅変調）波形信号を生成するマイコ
ン8b、このマイコン8bよりのPWM波形信号をインバータ
駆動信号に変換するドライブ回路8c等で構成されてい
る。

第２図は本発明の電流制御方法を具体化した説明図で、
前記圧縮機３の運転電流Ｉと周波数変換装置２の出力周
波数ｆとの関係を示している。

今、空気調和機の最大許容電流値を20Aとすると、この
値から圧縮機３以外の例えばファンモータ（図示せず）
等の運転電流分2Aを除した値18Aが圧縮機３の最大許容
電流値となり、この18Aを圧縮機３の運転電流の上限値
として設定し、この上限値から更に2Aを減じた値16Aを
第１の下限値として設定し、18Aを越える高いゾーンを
Ａゾーン、18Aから16Aの中間ゾーンをＢゾーン、16A以
下の低いゾーンをＣゾーンとして三つのゾーンに区分
し、前記Ｂゾーンを圧縮機３の電流制御ゾーンとしてい
る。

圧縮機３が運転開始され、負荷の増大に伴い、運転電流
ＩがＡゾーンに入ると、上限値を越えたその運転電流Ｉ
は前記運転電流検出装置２で検出されて周波数変換装置
２に入力される。

すると、周波数変換装置２は圧縮機３に出力する電力の
周波数ｆをf0の位置まで、例えば４秒毎に1Hzの割で所
定時間降下させ、その後は運転電流Ｉが第１の下限値を
割り、Ｃゾーンに至るまでほぼ一定に推移させる。

上限値を越えた前記運転電流Ｉは前記出力周波数ｆの降
下に伴いＢゾーンに戻るが、周波数変換装置２の出力周
波数は前述のとおりf0の値を維持するので、運転電流Ｉ
は負荷の低下の状態に伴って徐々に低下する。

もし、負荷の減少が早く、運転電流Ｉが時間t1よりも速
い時点にＣゾーンを割ると、そのときの電流値は前記電
流検出装置２で検出されて周波数変換装置２に入力され
る。

すると、周波数変換装置２は、同装置２から圧縮機３に
出力する周波数を例えば４秒毎に1Hzの割で所定時間上
昇させる。

一方、負荷の減少が遅いときには、運転電流Ｉが第１の
下限値を割り、Ｃゾーンに至るまでの時間も長くなり、
この間は周波数検出装置２の出力周波数がほぼ一定に保
たれるようになっているため、圧縮機３は能力を十分発
揮できない。

そこで、第２図に示すように、出力周波数ｆを降下させ
た時間t0から所定時間経過した時間t1までに、前記運転
電流Ｉが第１の下限値に到達しなかった場合には前記第
１の下限値をΔI1だけ高くした第２の下限値を設定して
Ｂゾーンのゾーン幅を狭くし、前記運転電流Ｉがより早
くＣゾーンに至るようにする。

もし、前記第２の下限値が設定された後、更に所定時間
経過して時間t2までに、前記運転電流Ｉが第２の下限値
に到達しなかった場合には前記第２の下限値を更にΔI2
（ΔI1＝ΔI2）だけ高くした第３の下限値を設定してＢ
ゾーンのゾーン幅を更に狭くし、前記運転電流Ｉがより
早くＣゾーンに至るようにしている。

第３図は以上説明したような電流レリースプログラムに
よる動作をフローチャートで表したもので、ステップST
1で圧縮機（空気調和機）が運転開始されると、ステッ
プST2ではレリース動作中であるかどうかを繰り返し判
定し、レリース動作になっていればステップST3に進行
する。

ステップST3では運転電流Ｉが第１の下限値を割り、第
１の下限値を解除していいかどうかを判定し、解除して
よければステップST7に進行してレリース解除して周波
数変換装置２の出力周波数を上昇させ、続いて、ステッ
プST8に進行して第１の下限値を再び設定してステップS
T9に進行させ、終了する。

もし、前記ステップST3での判定結果がNO、つまり、第
１の下限値を解除すべきでないと判定された場合にはス
テップST4に進行し、レリース動作開始後所定時間経過
したかどうかが判定され、所定時間が経過するとステッ
プST5に進行して第１の下限値よりもΔT1だけ高い第２
の下限値が設定され、ステップST6に進行する。

ステップST6では運転電流Ｉが第２の下限値を割り、第
２の下限値を解除していいかどうかを判定し、解除して
よければステップST7に進行させるが、判定結果がNOと
なればステップST4に戻し、所定時間経過後に第３の下
限値を設定するようにしている。

このような電流レリースプログラムによる運転を行えば
運転電流ＩがＢゾーンに長時間とどまることがなくな
り、周波数変換装置の出力周波数をより早く上昇方向に
転ずることができので、圧縮機の能力を高めることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上、説明したような空気調和機の運転制御方法である
ならば、圧縮機を許容電流値内で運転することができる
とともに、圧縮機の運転電流値が所定の電流制御ゾーン
内にあって、周波数変換装置の出力周波数がほぼ一定の
周波数のまま長時間経過するような場合、前記電流制御
ゾーンの下限値を上昇させてゾーン幅を一時的に狭くす
ることができるので、圧縮機の運転電流値をより早く下
限値に到達させることができ、下限値への到達が早まれ
ば、その分、周波数変換装置の出力周波数を上昇させる
タイミングを早めることができるので、空調能力を高め
るのに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す空気調和機の室外機の
制御系の要部ブロック図、第２図は同実施例の電流制御
方法を具体化した説明図、第３図は同実施例の制御フロ
ーチャートである。 図中、１……商用電源、２……周波数変換装置、３……
圧縮機、４……運転電流検出装置、５……外気温度検出
装置、６……コンバータ部、７……インバータ部、８…
…制御部、8a……A/D変換器、8b……マイコン、8c……
ドライブ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内機よりの運転指令情報および室外機に
   設けられた外気温度検出装置等からの情報を基に、商用
   電力を周波数変換装置により周波数変換して圧縮機に供
   給し、そのとき運転電流検出装置により検出される電流
   値が予め設定されている複数の電流制御ゾーンの高いゾ
   ーンに至った場合、前記周波数変換装置の出力周波数を
   下げ、前記電流値が前記電流制御ゾーンの中間ゾーンに
   至った場合、前記周波数変換装置の出力周波数は変え
   ず、前記電流値が前記電流制御ゾーンの低いゾーンに至
   った場合、前記周波数変換装置の出力周波数を上昇させ
   る空気調和機の運転制御方法において、前記運転電流検
   出装置により検出される電流値が前記電流制御ゾーンの
   中間ゾーンに位置し、前記周波数変換装置の出力周波数
   が同一周波数のまま所定時間経過した場合には、前記中
   間ゾーンの下限値を上昇させることを特徴とする空気調
   和機の運転制御方法。