JPH0767390A - 磁石モータの保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁石モータの減磁保護設定電流値を温度によ
る管理を行い、適正な減磁保護を行い、かつ運転負荷範
囲の拡大および始動不良低減を図る。 【構成】 空調機を例に取ると、電動機８を用いた圧縮
機３が配設され、電流検出機１１および遮断器１２、そ
して温度検出器１３と接続されていて外気温度によって
減磁保護設定電流値を変化させる磁石モータの減磁保護
装置１０を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空調機用圧縮機等に使
われる磁石モータの保護装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インバータにより駆動される
空調用圧縮機における電動機として、ロータに永久磁石
を使用した同期モータである磁石モータを採用したもの
がある。空調用圧縮機は通常６００Ｗ以上の比較的大き
な出力を要求されるため、磁石には保磁力の高い特性が
要求され、その磁石材料としては一般にフェライト系磁
石が採用されている。空調用圧縮機の負荷は一様ではな
く、液吸い込み等々の種々の要因から突然過大な負荷が
生じる場合がある。このような時にはステータに過大な
電流が流れ、その過大電流によって発生する磁界によ
り、ロータのフェライト磁石が減磁してしまうことがあ
る。このような減磁を起こさないために、通常は、圧縮
機の電流値を検出し、設定電流以上の過大電流が生じた
場合、電源を遮断し、減磁を生じないよう保護する装置
をつけていた。減磁保護のための設定電流値は一般的に
使用されるストロンチウム系フェライト磁石の保磁力が
温度が下がるほど低下する傾向にあるため、電動機の磁
石ロータがうける周囲温度の最低値を基本に設定する必
要がある。空調用圧縮機の多くは密閉形であるため、ロ
ータ磁石の周囲にも液冷媒が溜り込むことがあり、始動
時等に液冷媒が一気に蒸発したときは−２０℃〜−４０
℃になる場合がある。このような理由により、一般に減
磁保護のための電源設定値はマイナス数＋℃を基本とし
て設定されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】空調機においては、温
度が高いほど圧力が上昇し、圧縮機の負荷が大きくな
り、流れる電流が増大する傾向にある。したがって、減
磁保護のために圧縮機に流れる電流が制限されると、高
い負荷では運転ができなくなり、運転負荷範囲が制限さ
れることとなる。また圧縮機としてスクロール圧縮機を
使用する場合、周囲温度が高いほど、大きな始動電流が
流れる傾向にあるため、この始動電流が減磁保護のため
の設定電流より大きくなり、始動ミスを生じることがあ
る。また減磁を生じにくくするために保磁力が大きい磁
石の選定が必要となり、最大磁束密度を犠牲にせざるを
得ない点から、モータ効率の低下による圧縮機効率の低
下を招くこととなる。そこで本発明は、適正な減磁保護
を行い、かつ運転負荷範囲の拡大および始動不良の低減
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決し、目的を達成するために、磁石モータの減磁保護
設定電流値を温度によって管理し適正値に変化させるこ
とによって、上記運転負荷範囲の拡大および始動不良の
低減を行うようにしている。空調機においては温度検出
手段として、サーミスタ等が用いられている。

【０００５】

【作用】減磁保護のための遮断電流設定値をモータ周囲
温度を検出し、この温度により可変とする。フェライト
磁石においては、その減磁特性により遮断電流は温度が
高いほど、高い電流値に設定できる。したがって、空調
機などで周囲温度が上昇すると電動機の負荷がそれにと
もなって上昇するものは、より幅広い運転負荷範囲を実
現でき、また始動不良の低減も行うことが可能となる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例について空調装置を例
にとった模式図を参照し説明する。

【０００７】図１は本発明方法の空調装置での一実施例
を示す図である。一般に空調機は、室外ユニット１、室
内ユニット２から構成されており、室外ユニットの圧縮
機３、凝縮器４、絞り機構５と室内ユニット２に配され
た蒸発器７を順次結び冷凍サイクルを構成している。圧
縮機３の電動機８は、ロータに磁石を使用した同期モー
タである磁石モータが使用されている。電動機８への電
源供給部は本実施例を模式図として、電源９、磁石の減
磁防止のための保護装置１０、電動機８に流れる電流の
電流検出機１１、減磁保護設定値以上の電流が流れたと
きに作動する電源遮断装置１２、外気温度を検出してい
る温度検出器１３で表現している。これら電源部は一般
にインバータ回路内に構成されており、遮断器１２とし
てはパワートランジスタの開閉で行われており、圧縮機
３に流れる電流の検出装置１１としてはインバータ回路
内の直流部の電流をＣＴで検出している。保護装置５は
ＣＴで検出した電流の値で、一般にはサーミスタが用い
られ温度検出器１３の値を演算し、パワートランジスタ
にＯＦＦの指示をだすマイクロコンピュータで構成され
ている。

【０００８】温度を検出するサーミスタは、一般にはエ
アコン室外ユニット１の凝縮器４に取り付けられた外気
温センサーで兼用することができる。その取付場所は、
図４のように圧縮機３の表面に直接取り付けても良い
し、冷凍サイクルの配管、または通風回路に取り付けて
も良い。電動機８に使用されている磁石は、ストロンチ
ウム系フェライト磁石であり、その特性曲線は、磁束密
度Ｂと保磁力Ｈから表わされ、図２に示すように温度に
より変化する。特に減磁耐力を支配する保磁力Ｈは温度
が下がると低下する傾向にある。

【０００９】このように構成された本実施例において、
圧縮機３を駆動させる電動機８の減磁防止のための保護
装置１０には、電流検出機１１および電源遮断器１２と
外気温度を取り込むための温度検出器１３が接続されて
いる。保護装置１０は、温度検出器１３によって得られ
た温度データから図３での設定により、適正な減磁保護
設定値を取ることができる。図３は一例であるがそれに
よると、外気温度がｔ℃以上の時、保護装置１０の減磁
保護設定値はαアンペアを取り、ｔ℃未満の時は、保護
設定値はβアンペアを取るようになっている。つまり外
気温度が、高いときは設定値も高く、温度が低いとき
は、設定値も低く変化させている。これは、磁石の減磁
特性を考慮しているためである。

【００１０】このように、本実施例によれば、磁石の減
磁防止のための保護装置１０が温度検出器１３によって
外気温度を読み取り、外気温が低い場合には減磁電流に
見合った低い電流値を、外気温が高い場合は高い電流値
を遮断電流設定値とすることができる。したがって、圧
縮機３に高負荷の発生する高外気温度時には高い電流を
使用した運転が可能となり、大きな負荷範囲運転が可能
となる。また、比較的大電流が流れる可能性の大きい始
動時においても、低温時は減磁が保護され、高温時は、
例えばスクロール圧縮機のように高い電流が流れる場合
でも設定電流値が高いため始動ミスを起こすことがな
い。本例は、電流保護設定値を２段とした例で説明した
が、当然ながら多段にしても良いし、温度の関数で変化
させても良い。この保護装置により保磁力の低い磁石の
選定も可能となり、最大磁束密度も高くとれ、モータの
効率アップが可能となる。

【００１１】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではない。例えば、図１のように外気温度をとれば、
サーミスタはエアコンの温度制御用と兼用でき、図４の
ように、直接圧縮機３に温度センサー１３を設けて保護
装置１０と接続させれば、より磁石の周囲温度に沿った
切り替えが可能となる。このような構造をとった場合に
おいても、作用効果は前記に示す場合と全く同様であ
る。このほか、本発明の要旨を逸脱し得ない範囲で種々
変形実施可能であることはもちろんである。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、電動機のロータを永久磁石により構成した同期モー
タにおいて、電源の遮断電流値の設定を温度により可変
させることにより、次の効果が得られる。

【００１３】（１）大きな負荷範囲の運転が可能とな
る。 （２）始動不良を低減できる。

【００１４】（３）適正な減磁保護ができる。 （４）効率のアップが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の空調装置における磁石モータを用
いた圧縮機を例にした構成図

【図２】温度変化によるフェライト磁石の減磁特性曲線
を示した特性図

【図３】減磁保護装置の温度変化における減磁保護設定
電流値を示した特性図

【図４】本発明方法の変形例を示す構成図

【符号の説明】

３ 圧縮機 ８ 電動機 ９ 電源 １０ 保護装置 １１ 電流検出機 １２ 遮断器 １３ 温度検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機のロータを永久磁石により構成した
   同期モータにおいて、電源の遮断電流値の設定を温度に
   より可変させた磁石モータの保護装置。
2. 【請求項２】冷凍・空調装置の圧縮機の電動機のロータ
   を永久磁石により構成した同期モータとし、圧縮機の電
   流の検出器と、圧縮機の温度を検出する温度検出器を備
   え、遮断電流値の設定を温度により可変させた磁石モー
   タの保護装置。