JPH0719626A - 圧縮機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機の効率を向上させる。 【構成】 交流低電圧で動作する振動圧縮機(1) を備
え、当該振動圧縮機(1) で庫内を冷却する圧縮機の制御
装置において、直流電圧Ｅを供給するバッテリ(2)と、
当該バッテリ(2) の直流電圧Ｅから極性の反転した電圧
−Ｅを発生させる極性反転回路(3) と、バッテリ(2) の
直流電圧Ｅをスイッチングする第１のトランジスタ(4)
と極性反転回路(3) の電圧−Ｅをスイッチングする第２
のトランジスタ(5) とを備え交流電圧を合成する交流電
圧合成部(6) と、冷媒温度に対応して定まる所定の周波
数の半波毎に、上記第１のトランジスタ(4) と第２のト
ランジスタ(5) とを交互にＰＷＭでオンに制御する制御
部(7) と、交流電圧合成部(6)で合成された交流電圧を
正弦波に変形変換するローパスフィルタ(21)とを備えて
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機の制御装置、特
に自動車等に搭載されたバッテリの直流電圧から圧縮
機、例えば振動圧縮機を実質上共振状態で駆動する周波
数の正弦波交流電圧を発生させ、かつ直流電圧が変化し
ても振動圧縮機への印加電圧が一定となるようにした圧
縮機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車等に搭載された直流電圧を電源と
する従来の圧縮機、例えば振動圧縮機の制御装置は、図
４に示された回路構成が採用されていた。

【０００３】すなわち図４において、１は共振型の振動
圧縮機、２はバッテリ、３は極性反転回路、４は第１の
トランジスタ、５は第２のトランジスタ、６は交流電圧
合成部、７は制御部、８はＡＣ−ＤＣ変換器、９は自動
切換器、１０は商用交流電源、１１はトランジスタ、１
２はパルス発生回路、１３はチョークコイル、１４はダ
イオード、１５はコンデンサ、１６，１７は端子、１８
はリレーコイル、１９はリレー接点を表している。

【０００４】振動圧縮機１は、低電圧の交流電圧、例え
ば１２Ｖ系或いは２４Ｖ系で動作するモータである。バ
ッテリ２は自動車に搭載されている如き直流電源で１２
Ｖ或いは２４Ｖの電圧を有し、自動車が移動中では振動
圧縮機１の電源となるものである。

【０００５】極性反転回路３はトランジスタ１１、パル
ス発生回路１２、チョークコイル１３、ダイオード１４
及びコンデンサ１５を備え、アースに対する直流電圧Ｅ
に対しその極性を逆にした直流電圧−Ｅを発生させる回
路である。

【０００６】図５を用いて詳しく説明すると、例えば無
安定マルチバイブレータ回路等を用いたパルス発生回路
１２はトランジスタ１１をオンオフさせる制御信号を出
力し、図５の(I) のパルスを発生させる。このパルスは
チョークコイル１３に印加されるので、チョークコイル
１３の両端には図５の(II)に示された正負を有する電圧
波形が発生する。この正負を有する電圧波形のうち斜線
が施された負の電圧がダイオード１４を通り、図５の(I
II) で示される負の電圧の形にコンデンサ１５が充電さ
れる。従って極性反転回路３の出力端Ｘにはバッテリ２
の直流電圧Ｅに対しほぼ同電圧で極性の反転した直流電
圧−Ｅが発生する。

【０００７】交流電圧合成部６は第１のトランジスタ４
と第２のトランジスタ５とが交互にオンとなるときそれ
ぞれ発生する電圧波形を合成するものであり、当該交流
電圧合成部６で合成された電圧、すなわち交流電圧が、
振動圧縮機１に供給されるようになっている。

【０００８】制御部７は上記説明のとおり第１のトラン
ジスタ４と第２のトランジスタ５とを交互にオンに制御
する制御信号を出力する回路である。当該制御部７は、
第１のトランジスタ４及び第２のトランジスタ５の各出
力波形のデューティ比を変え交流電圧合成部６から出力
される交流電圧を実質的に可変して振動圧縮機１の回転
数を変化させるような制御を行う。

【０００９】ＡＣ−ＤＣ変換器８は商用交流電源１０で
振動圧縮機１を駆動するとき使用されるものであり、商
用交流電源１０の交流電圧をバッテリ２の直流電圧と同
電位の直流電圧に変換するものである。

【００１０】自動切換器９は商用交流電源１０が端子１
７に接続されたとき、バッテリ２側の直流電源に優先し
てＡＣ−ＤＣ変換器８側の直流電源を接続するものであ
る。この様な構成の制御装置において、例えば自動車等
に搭載されている冷蔵庫、或いはコンテナ自体が冷蔵庫
となっている場合の冷蔵庫を駆動するものとして説明す
る。当該冷蔵庫の移動中には、自動車等に搭載されてい
るバッテリ２の直流電源が自動切換器９を介して振動圧
縮機１へ供給される。

【００１１】すなわちバッテリ２の直流電圧、例えば１
２Ｖは自動切換器９を介して極性反転回路３に入力し、
当該極性反転回路３の出力端Ｘに上記説明のとおり−１
２Ｖが発生する。制御部７から出力される制御信号によ
り交流電圧合成部６内の第１のトランジスタ４と第２の
トランジスタ５とは交互にオンとなり、振動圧縮機１に
は第１のトランジスタ４の動作に基づく零電位から１２
Ｖ、そして零電位の半周期の電圧が印加され、続いて第
２のトランジスタ５の動作に基づく零電位から−１２
Ｖ、そして零電位の半周期の電圧が印加され、零電位を
中心とする１周期の正負を有する交流電圧が印加された
形となる。

【００１２】つまり振動圧縮機１を負荷にして第１のト
ランジスタ４、第２のトランジスタ５及び制御部７でい
わゆるシングルエンドプッシュプル（ＳＥＰＰ）回路を
構成しており、振動圧縮機１に零電位を中心とした正負
を有する交流電圧が印加される。

【００１３】自動車が停車地等に到着し、端子１７に商
用交流電源１０が接続されると、ＡＣ−ＤＣ変換器８か
らバッテリ２の直流電圧と同電位の１２Ｖが出力され
る。このＡＣ−ＤＣ変換器８からの直流電圧１２Ｖはリ
レーコイル１８を付勢し、そのリレー接点１９をＡＣ−
ＤＣ変換器８側へ切り換えさせる。この商用交流電源１
０による駆動についても上記説明のバッテリ２の場合と
全く同様に動作し、振動圧縮機１には零電位を中心とす
る正負を有する交流電圧が印加される。

【００１４】以上の説明では振動圧縮機１が１２Ｖ系の
ものを説明したが、振動圧縮機１が２４Ｖ系のときには
自動切換器９の所に１２Ｖから２４Ｖへ電圧変換をする
コンバータを接続しておけばよく、また逆に振動圧縮機
１が１２Ｖ系のときには自動切換器９の所に２４Ｖから
１２Ｖへ電圧変換をするコンバータを接続しておくこと
により、異った電圧系でも共通化することができる。つ
まりバッテリ２と振動圧縮機１の作動電圧系が異ってい
ても、コンバータを接続しておくことにより１２Ｖと２
４Ｖとを共通仕様化できる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】図４で示される従来の
振動圧縮機の制御装置では、交流電圧合成部６内の第
１、第２のトランジスタ４，５の各コレクタの電圧波形
は矩形波となっており、当該矩形波の電圧が振動圧縮機
１に印加されるため、そのモータの作動効率が悪い欠点
があった。

【００１６】また、バッテリ２の電圧が変化したとき、
振動圧縮機１に一定の電圧が掛からず、また上記説明の
如く昇圧、降圧のためのコンバータを用いなければなら
ないため、取り扱いが面倒な欠点があった。

【００１７】本発明は、上記の欠点を解決することを目
的としており、簡単な回路でモータの作動効率を改善す
ると共に、電源電圧が変動しても、また例えば１２Ｖ系
と２４Ｖ系とを混同した使用の仕方をしても振動圧縮機
には常に一定の電圧が印加されるようにした圧縮機の制
御装置を提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の圧縮機の制御装置は、交流低電圧で動作
する圧縮機を備え、当該圧縮機で庫内を冷却する圧縮機
の制御装置において、直流電圧Ｅを供給するバッテリ
と、当該バッテリの直流電圧Ｅから極性の反転した電圧
−Ｅを発生させる極性反転回路と、バッテリの直流電圧
Ｅをスイッチングする第１のトランジスタと極性反転回
路の電圧−Ｅをスイッチングする第２のトランジスタと
を備え、交流電圧を合成する交流電圧合成部と、冷媒温
度に対応して定まる所定の周波数の半波毎に、上記第１
のトランジスタと第２のトランジスタとを交互にＰＷＭ
でオンに制御する制御部と、交流電圧合成部で合成され
た交流電圧を正弦波に波形変換するフィルタとを備えて
いることを特徴としている。

【００１９】そして更に、圧縮機へ供給する電圧を一定
にするため、バッテリの電圧を検出する電圧検出回路を
設けると共に、当該電圧検出回路が検出する検出電圧に
基づいて、上記ＰＷＭのディーティ比を変化させる定電
圧制御部を制御部に設け、圧縮機に一定の電圧を印加す
るようにしたことを特徴としている。

【００２０】

【実施例】図１は本発明に係る圧縮機の制御装置の一実
施例構成を示している。同図において、図４のものと同
一のものは同一の番号が付されており、２１はローパス
フィルタ、２２は電圧検出回路を表している。

【００２１】そして制御部７は、図２図示の如くＰＷＭ
制御信号発生部２３及び定電圧制御部２４を備えてい
る。２５は冷蔵庫のエバポレータの温度を検出する温度
検出器（Ｔｓ）であり、２６は冷蔵庫のワイヤコンデン
サの温度を検出する温度検出器（Ｔｄ）である。

【００２２】振動圧縮機１はバネの共振を使用している
ため、当該振動圧縮機１に供給される入力電源の電圧変
動、すなわちバッテリ２の電圧変動や冷媒の状態変動等
に基づく負荷変動があっても、その効率が最大となるよ
うに駆動電圧の周波数と電圧値と制御し、振動圧縮機１
が常に共振状態で駆動するようにしている。

【００２３】すなわち、上記エバポレータの温度を検出
する温度検出器２５とワイヤコンデンサの温度を検出す
る温度検出器２６とによってそれぞれ検出された検出温
度に基づいて振動圧縮機１が共振状態で駆動する周波数
の共振周波数信号が制御部７内で生成され、当該共振周
波数信号がＰＷＭ制御信号発生部２３へ入力するように
なっている。

【００２４】従って、ＰＷＭ制御信号発生部２３は、上
記共振周波数信号対応のＰＷＭ制御信号を生成し、その
共振周波数の各半波毎に第１のトランジスタ４と第２の
トランジスタ５とが図３図示の如く、交互にＰＷＭでオ
ンに制御される。

【００２５】これらの半波毎のＰＷＭは交流電圧合成部
６内で共振周波数のＰＷＭに合成され、次段に設けられ
ているローパスフィルタ２１を通過する際ＰＷＭの高調
成分の除去並びに平滑化され、図３図示の如く正弦波波
形に変換される。

【００２６】一方、電圧検出回路２２は振動圧縮機１に
供給される入力電源の電圧変動、すなわちバッテリ２の
電圧変動を検出しており、当該電圧検出回路２２で検出
された電圧検出信号が制御部７内に設けられた定電圧制
御部２４に入力されるようになっている。

【００２７】定電圧制御部２４は、上記説明の振動圧縮
機１が最大効率となるような制御信号生成してＰＷＭ制
御信号発生部２３へ送出している。従ってバッテリ２の
電圧が変動しても、その変動に応じて上記ＰＷＭのデュ
ーティ比を変える共振周波数信号対応のＰＷＭ制御信号
をＰＷＭ制御信号発生部２３から発生させる。

【００２８】従って交流電圧合成部６内で合成された共
振周波数のＰＷＭのデューティ比がバッテリ２の電圧変
動に対応して変化し、ローパスフィルタ２１から出力さ
れる交流電圧を常に一定に保持することができる。

【００２９】つまり、自動車走行中におけるバッテリ２
の電圧変動のみならず、当該バッテリ２の１２Ｖ系と２
４Ｖ系との混同によっても、振動圧縮機１には常に一定
の電圧を供給することができる。例えばＤＣ１０Ｖ〜Ｄ
Ｃ３２Ｖ程度までの変動に対しても対処できる。

【００３０】そして、ローパスフィルタ２１によってＰ
ＷＭの雑音成分を除去した近似正弦波の交流電圧が振動
圧縮機１に印加されるので、その効率が従来の制御装置
に比べ格段に改善される。

【００３１】以上の説明では直接振動圧縮機１を駆動す
る場合を例に挙げ説明してきたが、振動圧縮機１に替
え、低電圧で動作する誘導電動機と当該誘導電動機で駆
動されるロータリコンプレッサを用いて冷却する例にお
いても、誘導電動機の効率が良くなり、圧縮機としての
効率が向上する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、電
源電圧が変動しても、振動圧縮機又は誘導電動機に常に
一定の電圧が供給され、しかも正弦波近似の交流電圧が
印加されるので、圧縮機の効率が向上する。

【００３３】また、電圧変換（１２Ｖ系と２４Ｖ系）用
のコンバータを設けることが不用となり、電圧に対する
考慮を払う必要がなくなるので、取り扱いが容易とな
り、汎用性が拡大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧縮機の制御装置の一実施例構成
である。

【図２】制御部の一実施例構成である。

【図３】駆動波形説明図である。

【図４】従来の圧縮機の制御装置の回路構成図である。

【図５】極性反転回路の動作波形説明図である。

【符号の説明】

１ 振動圧縮機 ２ バッテリ ３ 極性反転回路 ４ 第１のトランジスタ ５ 第２のトランジスタ ６ 交流電圧合成部 ７ 制御部 ２１ ローパスフィルタ ２２ 電圧検出回路 ２３ ＰＷＭ制御信号発生部 ２４ 定電圧制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流低電圧で動作する圧縮機を備え、当
   該圧縮機で庫内を冷却する圧縮機の制御装置において、 直流電圧Ｅを供給するバッテリと、 当該バッテリの直流電圧Ｅから極性の反転した電圧−Ｅ
   を発生させる極性反転回路と、 バッテリの直流電圧Ｅをスイッチングする第１のトラン
   ジスタと極性反転回路の電圧−Ｅをスイッチングする第
   ２のトランジスタとを備え、交流電圧を合成する交流電
   圧合成部と、 冷媒温度に対応して定まる所定の周波数の半波毎に、上
   記第１のトランジスタと第２のトランジスタとを交互に
   ＰＷＭでオンに制御する制御部と、 交流電圧合成部で合成された交流電圧を正弦波に波形変
   換するフィルタとを備えたことを特徴とする圧縮機の制
   御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の圧縮機の制御装置におい
   て、 バッテリの電圧を検出する電圧検出回路を設けると共
   に、 当該電圧検出回路が検出する検出電圧に基づいて、上記
   ＰＷＭのデューティ比を変化させる定電圧制御部を制御
   部に設け、 圧縮機に印加する電圧を一定にするようにしたことを特
   徴とする圧縮機の制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の圧縮機の制御装置
   において、 上記圧縮機は、少なくとも振動圧縮機又は誘導電動機と
   ロータリコンプレッサとの組み合わせに係る圧縮機のい
   ずれかを制御対象としていることを特徴とする圧縮機の
   制御装置。