JPH0789754B2 - 空気調和機の周波数制御方法 - Google Patents

空気調和機の周波数制御方法

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JPH0789754B2
JPH0789754B2 JP61043027A JP4302786A JPH0789754B2 JP H0789754 B2 JPH0789754 B2 JP H0789754B2 JP 61043027 A JP61043027 A JP 61043027A JP 4302786 A JP4302786 A JP 4302786A JP H0789754 B2 JPH0789754 B2 JP H0789754B2
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和秀 勇内
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • F25B2600/021Inverters therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、周波数変換装置(インバータ)を利用した
空気調和機の周波数制御方法に関するものである。
[従来の技術] 第7図は一般的な周波数変換装置を有する空気調和機に
おける制御系を示すブロック図である。
図において、1は電源プラグ、2は供給された交流電流
を整流するコンバータ部、3は周波数変換部であって、
圧縮機4に周波数変換した電源を供給している。5はマ
イコン(マイクロコンピュータ)等を搭載した制御回路
部であり、室温センサ6および室温設定器7の出力信号
より、圧縮機4の運転周波数を決定して周波数変換部3
の変換周波数を制御している。また、8はカレントトラ
ンス等により入力電流を検知する電流検出器であって、
その出力を制御回路部5に供給することにより、入力電
流が所定の値を越えないよう周波数変換部3の周波数を
制御している。
このように構成された周波数変換装置をもつ空気調和機
の起動時における周波数制御方法は、例えば、特公昭60
−18899号公報により示された第8図の如く行なわれ
る。まず、起動直後は一定時間Δtsにわたって低周波数
fsを一定にして運転し、Δts経過後の時点t1において、
室温センサ6と室温設定器7との温度偏差ΔT1により、
制御回路部5において周波数増分Δf1が決定される。た
だし、通常の起動時においては、室温と設定温度の温度
偏差が大きく、Δf1なる増分にて運転しようとしても、
装置の最大周波数fmaxを越してしまう場合には、この
最大周波数fmaxで運転されることになる。
次に、時点t2においては温度偏差ΔT2が検出されること
により、制御回路部5からはΔf2を加算した周波数が指
定される。しかし、既に最大周波数fmaxで運転してい
るのでこれ以上周波数は上がらないで運転される。これ
に対して、時点t6では室温が決定温度より低くなってい
るために温度偏差は−Δt6となり、制御回路部5はΔf6
だけ周波数を減じるように周波数変換部3を制御して運
転が続けられる。そして、このような制御動作をフロー
チャートによって表わすと、第9図に示すようになる。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、起動時においては室温と設定温度の温度
偏差は大きく、室温を早く設定温度に近づけたいわけで
あるが、このためには起動時点より装置の最大能力を発
揮すべく最大周波数fmaxにて運転されるべきである。
そこで、第10図に示すように運転周波数を最初から最大
周波数fmaxで運転すると、ta時間経過後に入力電流が
所定の電流上限値IHを越えてしまうので周波数を減じ始
めるが、冷凍サイクル側の負荷変動の時間遅れにより周
波数を減じても入力電流はすぐには減少せず、tb時間後
に破線で示したようにブレーカー等により保護される遮
断電流値ISを越えてしまい、圧縮機の運転が停止してし
まう。このために、従来の周波数制御においては、起動
時にある一定時間Δtsにわたって、冷凍サイクルの負荷
変動が安定するまで最大周波数運転を行なわせることが
できないといった問題点があった。
特に、特定の電流値が所定の領域内に入るように周波数
制御する制御方法は、特開昭58−18046号公報等で公知
であるが、定常状態で運転している場合には、この種の
方法が採用できても、空気調和機の起動時においては採
用できない。即ち、前述した問題点がある。
また、特定の時間後の電流値を予測制御する技術は特開
昭60−128829号公報等で公知である。しかし、前記公報
に掲載の電流値の予測制御においても、定常状態を前提
とするもので、負荷の予測を行なう変電設備の運転制御
には適用できても、空気調和機の起動時においては採用
できない。即ち、この技術においても前述した問題点が
ある。
そこで、この発明は上記のような問題を解消するために
なされたもので、起動と同時に最大周波数で運転を行っ
ても、入力電流が遮断電流値ISを越えないような空気調
和機の周波数制御方法を提供することを課題とする。
[問題点を解決するための手段] この発明による空気調和機の周波数制御方法は、圧縮機
を運転する入力電流の上限値IHと下限値ILで決定される
入力電流制御域を設定するとともに、前記入力電流を一
定時間tごとに取り込んで記憶部にその値を逐次書き込
み、その記憶部に記憶された過去の電流値I-1〜I-nと現
時点に取り込んだ電流値I0とを基に、過去の電流値I-1
〜I-nのうち新しいものほどその影響力を強くして一定
時間T後の入力推定電流値ITを時間tごとに計算し、こ
の計算された入力推定電流値ITと入力電流制御域との比
較により運転周波数の増減を行なうものである。
[作用] この発明においては、圧縮機を運転する入力電流を一定
時間tごとに取り込んで記憶部にその値を逐次書き込
み、その記憶部に記憶された過去の電流値I-1〜I-nと現
時点に取り込んだ電流値I0とを基に、過去の電流値I-1
〜I-nのうち新しいものほどその影響力を強くして一定
時間T後の入力推定電流値ITを時間tごとに計算し、こ
の計算された入力推定電流値ITと入力電流の上限値IH
の比較により運転周波数の制御を行なうものであるか
ら、入力電流の上限値IHとを越えないように制御でき、
起動直後から最大周波数で圧縮機を運転することが可能
になり、これに伴って室温を早く設定温度に近づけるこ
とができる。
[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例の空気調和機の周波数制御
方法を説明するための制御回路部のブロック図で、第2
図は第1図の動作を示すフローチャート、第3図は第1
図に示す電流値記憶部の記憶方法を説明するための説明
図であり、特に、第1図は第7図における制御回路部に
相当するブロック図である。なお、図中、従来例と同一
符号及び記号は従来例の構成部分と同一または相当する
構成部分を示すものである。
図において、10は制御回路部であって、第7図における
制御回路部5に相当する部分である。11は一定時間間隔
tごとに電流検出器8から供給される入力電力を取り込
むレジスタ、12は上記レジスタ11で取り込んだ値を逐次
新しい電流値に置き換えていく複数個(n個)の記憶エ
リアを有する電流値記憶部、13は上記レジスタ11と電流
値記憶部12とにより一定時間T後の電流値ITを計算する
演算部、14は最大入力電流の制御域の上下限電流値
(IH,IL)記憶部、15は上記演算部13の出力と上下限電
流値記憶部14の出力を基として周波数の増減を指定する
周波数増減指定部、16は室温センサ6と室温設定器7と
の温度差に応じて目標周波数を決める目標周波数設定
部、17は上記周波数増減指定部15と目標周波数設定部16
とにより運転周波数を決定し、その運転周波数を次段の
周波数変換装置3へ送り出す周波数出力部である。
このように構成された制御回路10の動作を第2図に示す
フローチャートを用いて説明する。
装置を起動すると、目標周波数設定部16においては、室
温センサ6と室温設定器7との温度差に応じて目標周波
数fMが設定される。また、運転と同時に制御回路10にお
けるレジスタ11が一定時間間隔tごとに現在の電流値を
読み込み、逐次、電流値記憶部12の複数個(n個)の記
憶エリアにデータを送り出すことにより、第3図に示す
ようにtO時点においては、tOからn×t時間前までの電
流値-1〜I-nが記憶される。次の読み込みが行なわれる
t時間後のt1時においては、レジスタ11は新しい電流値
I1を読み込んで以前の電流値I0を電流値記憶部12に送り
出す。電流値記憶部12においては、記憶されている一番
古い電流値I-nが捨てられ、I0〜I-n+1の電流値が記憶さ
れる。このように記憶されたn個の電流値と現在の電流
値を使って、T時間後の入力推定電流値ITを演算部13が
次式により計算する。
次に、周波数増減指定部15においては、上記計算式
(1)により計算された入力推定電流値ITと制御電流域
の上限値IHと下限値ILとから次式(2)のように周波数
の増減を決定する。
IT<ILのとき fC=+Δf IL≦IT≦IHのとき fC=0 IT>IHのとき fC=−Δf そして、周波数出力部17においては、上記周波数の増減
指定により次の運転周波数f1を決定する f1=f0+fC(f0は現在の運転周波数) ・・・(2) と目標周波数fMとを比較して、低い方の周波数を次段に
出力する。
第4図を用いて本動作を具体的に説明する。
第4図はこの発明の一実施例による空気調和機の周波数
制御方法を説明するためのタイミングチャートである。
起動直後においては室温センサ6と室温設定器7との温
度偏差は大きく、目標周波数設定部16においては最大周
波数fmaxが設定され、装置はこの最大周波数fmaxで運
転される。運転開始後、冷凍サイクル側での負荷の増大
とともに一次電流値が上昇し、時間t0においてはレジス
タ11の電流値I0と電流値記憶部12に記憶されているI-1,
I-2,I-3,I-4の4個の電流値から計算したT時間後の入
力推定電流値ITは最大入力電流制御域の上限値IHを越し
てしまう。
このために、周波数増減指定部15はfC=−Δfとなり、
周波数出力部17はf1=−fmax−ΔfとfM=fmaxが比較
され、次段の周波数変換装置3には運転周波数f1が出力
される。
次に、時間t1においては同様にIT>IHとなり、運転周波
数はさらにΔf下った周波数f2にて運転される。時間t2
においてはIL≦IT≦IHとなるので、次の運転周波数f3
f2時の周波数が維持され、時間t3においてはIT<ILとな
るので、次の運転周波数f4はf3時よりΔfだけ上昇した
周波数によって運転される。
特に、本実施例においては入力推定電流値ITを計算する
定数Aiに関しa1>a2>……anとして、新しい電流値の偏
差の影響度を重くして入力推定電流値ITを推測すること
により、急激な変化に対してもすばやく最大入力電流制
御域の上限値IHを越えることが推察できるように、遮断
電流値ISに至ることを防止することができ、その効果を
一層高めることができる。
また、上記実施例では入力電流を制御する場合について
説明したが、第5図に示す如く構成することができる。
第5図はこの発明の空気調和機の周波数制御方法におけ
る他の実施例を示すためのブロック図であり、また、第
6図は第5図に示す制御回路部を示すブロック図であ
る。
即ち、コンバータ部3により整流された直流電流をシャ
ント抵抗器等の電流検出器18により検出し、上記と同等
の方法を用いて制御しても同等の効果を得ることができ
る。
また、第5図に破線で示した従来の一次電流検出器8と
を併用して、それぞれの電流の最大制御電流域を設定
し、第6図に示す如く一次電流からの周波数増減指数部
19のfC1の二次電流からの周波数増減指数部20のfC2とで
決まる運転周波数と目標周波数fMとを比較することによ
り最も低い周波数で運転するように制御すればさらに、
その効果を高めることができる。
[発明の効果] 以上のように、この発明の空気調和機の周波数制御方法
によれば、過去の電流値の経歴を加味しながら先の電流
値を予測して装置の電流値が最大制御電流域を越さない
ように運転制御するものであることから、起動当初から
運転周波数を最大周波数にて運転しても遮断による運転
停止を防ぐことができるばかりでなく、送風機等の風量
変化,負荷の急変に対しても効果を発揮し、また装置の
最大能力運転を行なうことができ、室温を所定の設定温
度にすばやく到達させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の空気調和機の周波数制御
方法を説明するための制御回路部のブロック図、第2図
は第1図の動作を示すフローチャート、第3図は第1図
に示す電流値記憶部の記憶方法を説明するための説明
図、第4図はこの発明の一実施例による空気調和機の周
波数制御方法を説明するためのタイミングチャート、第
5図はこの発明の空気調和機の周波数制御方法における
他の実施例を示すためのブロック図、第6図は第5図に
示す制御回路部を示すブロック図、第7図は従来の周波
数変換装置を有する空気調和機における制御系を示すブ
ロック図、第8図は第7図における周波数制御方法を説
明するための図、第9図は第7図の動作を説明するため
のフローチャート、第10図は第7図における空気調和機
の周波数制御方法を説明するための図である。 図において、 6:室温センサ、7:室温設定器 8:電流検出器、10:制御回路部 11:レジスタ、12:電流値記憶部 13:演算部 14:上下限電流値記憶部 15:周波数増減指定部 16:目標周波数設定部 17:周波数出力部 である。 なお、図中同一符号及び同一記号は、同一又は相当部分
を示すものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機の運転周波数を変化させる周波数変
    換装置を有する能力可変タイプの空気調和機において、 前記圧縮機を運転する入力電流の上限値IHと下限値LL
    決定される入力電流制御域を設定するとともに、前記入
    力電流を一定時間tごとに取り込んで記憶部にその値を
    逐次書き込み、 前記記憶部に記憶された過去の電流値I-1〜I-nと現時点
    に取り込んだ電流値I0とを基に、過去の電流値I-1〜I-n
    のうち新しいものほどその影響力を強くして一定時間T
    後の入力推定電流値ITを時間tごとに計算し、 前記入力推定電流値ITの値がIT<ILのときは周波数を上
    げるように制御し、IL≦IT≦IHのときは現状周波数を維
    持し、IT>IHのときは周波数を下げるように圧縮機の運
    転周波数を制御することを特徴とする空気調和機の周波
    数制御方法。
  2. 【請求項2】前記圧縮機の運転周波数は、前記周波数変
    換装置に供給する入力電流を整流した二次電流を基にし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の空気調
    和機の周波数制御方法。
  3. 【請求項3】前記圧縮機の運転周波数は、直接圧縮機に
    入力する入力電流と前記周波数変換装置に供給する入力
    電流を整流した二次電流を基にしたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の空気調和機の周波数制御方
    法。
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CN108278714B (zh) * 2017-01-04 2020-04-07 奥克斯空调股份有限公司 一种空调的控制方法

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