JPH0875221A - Air-conditioning machine - Google Patents

Air-conditioning machine

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JPH0875221A
JPH0875221A JP6210093A JP21009394A JPH0875221A JP H0875221 A JPH0875221 A JP H0875221A JP 6210093 A JP6210093 A JP 6210093A JP 21009394 A JP21009394 A JP 21009394A JP H0875221 A JPH0875221 A JP H0875221A
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JP
Japan
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power
solar cell
circuit
rectifying
input
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Application number
JP6210093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Kishi
繁 岸
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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Abstract

PURPOSE: To utilize a solar battery to the maximum and minimize the utilization of electric power from a commercial power supply. CONSTITUTION: When a necessary power for a compressor driving circuit 14 can not be satisfied by only the power from a solar battery 23 due to the amount of sunshine or the magnitude of a load, a current control circuit 13 controls a driving circuit 34 to change the duty ratio of ON, OFF of a semiconductor switch 28 by one stage whereby the difference of electric power ΔP between an input power P2 of the compressor driving circuit 14 and an input power P1 from a commercial power supply 11 is decided whether it is increased or not before and after the change of a duty ratio while the duty ratio of ON, OFF of the semiconductor switch 28 is changed into the increasing direction. According to this method, the difference of electric powers ΔP is maximized and the ON, OFF of the semiconductor switch 28 is controlled by the duty ratio at this time. In this case, the solar battery 23 generates the maximum electric power and the amount of shortage of the power is supplied from the commercial power supply 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、商用電源と太陽電池と
を電源とする空気調和機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner using a commercial power source and a solar cell as a power source.

【0002】[0002]

【従来の技術】インバータ技術の向上とともに、家庭用
の空気調和機においても、圧縮機の可変速制御が可能と
なり、大幅な省電力化と快適性の向上が可能となった。
一方、製造技術の向上や利用範囲の拡大などにより太陽
電池の価格低減が可能となり、家庭用機器の電源として
の利用が可能となってきた。このようなことから、太陽
電池を空気調和機の電源として利用されるようになって
きている。
2. Description of the Related Art With the improvement of inverter technology, it has become possible to control the compressor at a variable speed even in a home air conditioner, so that it is possible to significantly reduce power consumption and improve comfort.
On the other hand, improvements in manufacturing technology and expansion of the range of use have made it possible to reduce the price of solar cells and use them as power sources for household appliances. For these reasons, solar cells have come to be used as a power source for air conditioners.

【0003】また、圧縮機を可変制御するために用いら
れるインバータ装置は、整流平滑回路のコンデンサイン
プット型のものを使用しているため、力率が低下すると
いう問題があるが、リアクタを設けたり、半導体スイッ
チを使用して整流平滑回路の入力電流を正弦波近似制御
することにより、力率の改善も可能となっている。
Further, since the inverter device used for variably controlling the compressor uses a capacitor input type of rectifying and smoothing circuit, there is a problem that the power factor decreases, but a reactor is provided. It is also possible to improve the power factor by controlling the input current of the rectifying and smoothing circuit by using a semiconductor switch to approximate the sine wave.

【0004】圧縮機を可変速制御可能とした空気調和機
の電源として太陽電池をも用いるようにしたものとし
て、例えば特開昭62ー221014号公報に記載のも
のが知られている。
As a power source of an air conditioner in which a compressor can be controlled at a variable speed, a solar cell is also used, for example, one described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-221014.

【0005】これは、整流平滑回路に力率改善用のリア
クタと半導体スイッチとを設け、この半導体スイッチの
オン,オフによって整流平滑回路の入力電流を正弦波近
似制御し、この整流平滑回路に太陽電池を並列に接続し
て、整流平滑回路からの電力と太陽電池からの電力とを
圧縮機の駆動回路であるインバータ装置に供給するよう
にしたものである。
This is because the rectifying / smoothing circuit is provided with a reactor for improving the power factor and a semiconductor switch, and the input current of the rectifying / smoothing circuit is approximated by a sine wave approximation by turning on / off the semiconductor switch. The batteries are connected in parallel so that the power from the rectifying / smoothing circuit and the power from the solar cell are supplied to the inverter device, which is the drive circuit of the compressor.

【0006】そして、かかる構成において、インバータ
装置の入力電圧を検出して直流基準電圧とを比較し、こ
れらが一致するように上記の半導体スイッチのオン,オ
フ制御をする。ここで、この直流基準電圧は太陽電池が
最大出力を発生するときの電圧(最適動作電圧)であ
る。つまり、インバータ装置の入力電圧が常にこの太陽
電池の最適動作電圧に等しくなるように、半導体スイッ
チのオン,オフを制御して整流平滑回路の出力電圧を制
御するものである。
Then, in such a configuration, the input voltage of the inverter device is detected and compared with the DC reference voltage, and the semiconductor switch is turned on and off so that they match. Here, this DC reference voltage is a voltage (optimal operating voltage) at which the solar cell produces the maximum output. That is, the output voltage of the rectifying / smoothing circuit is controlled by controlling the on / off of the semiconductor switch so that the input voltage of the inverter device is always equal to the optimum operating voltage of the solar cell.

【0007】そこで、インバータ装置の入力電圧が上記
直流基準電圧よりも低いときには、半導体スイッチのオ
ン,オフを制御して整流平滑回路の出力電圧を高め、イ
ンバータ装置の入力電圧がこの直流基準電圧に等しくな
るようにする。このことは、太陽電池からインバータ装
置への電力の供給が不足しており、この不足分の電力を
整流平滑回路から供給するようにしていることになる。
また、インバータ装置の入力電圧が上記直流基準電圧よ
りも高いときには、半導体スイッチのオン,オフを制御
して整流平滑回路の出力電圧を低め、インバータ装置の
入力電圧がこの直流基準電圧に等しくなるようにする。
このことは、太陽電池からインバータ装置への電力の供
給が過剰になっていることになり、この余剰分の電力を
整流平滑回路を介して商用電源に回生することになる。
Therefore, when the input voltage of the inverter device is lower than the DC reference voltage, the ON / OFF of the semiconductor switch is controlled to increase the output voltage of the rectifying / smoothing circuit, and the input voltage of the inverter device becomes the DC reference voltage. Try to be equal. This means that the power supply from the solar cell to the inverter device is insufficient, and the insufficient power is supplied from the rectifying and smoothing circuit.
Further, when the input voltage of the inverter device is higher than the DC reference voltage, the ON / OFF of the semiconductor switch is controlled to lower the output voltage of the rectifying / smoothing circuit so that the input voltage of the inverter device becomes equal to this DC reference voltage. To
This means that the power supply from the solar cell to the inverter device is excessive, and this surplus power is regenerated to the commercial power source via the rectifying and smoothing circuit.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術では、インバータ装置の入力電圧が常に一定の直流基
準電圧に等しくなるように、整流平滑回路の出力電圧を
制御するものであるが、この場合、この直流基準電圧
は、太陽電池が最大電力を発生するときの太陽電池の出
力電圧、即ち、太陽電池の最適動作電圧としている。
In the above prior art, the output voltage of the rectifying / smoothing circuit is controlled so that the input voltage of the inverter device is always equal to a constant DC reference voltage. The DC reference voltage is the output voltage of the solar cell when the solar cell generates the maximum power, that is, the optimum operating voltage of the solar cell.

【0009】しかしながら、太陽電池の電圧電流特性は
太陽などの光源からの光量(以下、日照量という)に応
じて異なり、従って、太陽電池が最大電力を発生すると
きのこの太陽電池の発生電圧、即ち、上記最適動作電圧
も日照量に応じて異なる。
However, the voltage-current characteristics of a solar cell differ depending on the amount of light (hereinafter referred to as the amount of sunshine) from a light source such as the sun, and therefore the voltage generated by the solar cell when the solar cell generates maximum power, that is, The optimum operating voltage also varies depending on the amount of sunlight.

【0010】その一例を図5で説明すると、日照量が
大,中,小に応じて太陽電池の電圧電流特性はA,B,
Cのように異なる。そして、特性曲線Aのときの最大電
力発生時での電圧,電流をV3,I3とすると、特性曲
線Bのときの最大電力発生時での電圧,電流V2,I2
は夫々、V2<V3,I2<I3となり、特性曲線Cの
ときの最大電力発生時での電圧,電流V1,I1は夫
々、V1<V2,I1<I2となる。
An example of this will be described with reference to FIG. 5, in which the voltage-current characteristics of the solar cell are A, B, depending on whether the amount of sunlight is large, medium or small.
Different like C. When the voltage and current at the time of maximum power generation in the characteristic curve A are V3 and I3, the voltage and current at the time of maximum power generation in the characteristic curve B are V2 and I2.
Respectively, V2 <V3, I2 <I3, and the voltage and currents V1, I1 at the time of maximum power generation in the characteristic curve C become V1 <V2, I1 <I2, respectively.

【0011】このように、太陽電池の最大電力発生時で
の出力電圧が日照量に応じて異なるから、上記従来技術
のようにインバータ装置の入力電圧を一定の直流基準電
圧に等しくなるように制御すると、例えこの直流基準電
圧を太陽電池の最適動作電圧に設定したものとしても、
日照量によっては、太陽電池の最大電力を発生するとき
の発生電圧がこの直流基準電圧とかなり異なってしまう
ため、太陽電池を最大電力を発生する状態で使用するこ
とができなくなる。
As described above, since the output voltage of the solar cell when the maximum power is generated varies depending on the amount of sunlight, the input voltage of the inverter device is controlled so as to be equal to a constant DC reference voltage as in the above-mentioned prior art. Then, even if this DC reference voltage is set to the optimum operating voltage of the solar cell,
Depending on the amount of sunlight, the voltage generated when the solar cell generates the maximum electric power is considerably different from the DC reference voltage, so that the solar cell cannot be used in the state where the maximum electric power is generated.

【0012】太陽電池は、最大出力を発生している状態
で使用されるとき、最大効率で使用されることになるか
ら、太陽電池の発生電力だけではインバータ装置に対し
て電力が不足し、商用電源からこの不足分の電力を補う
場合、上記従来技術では、常に最大効率で太陽電池を使
用するというようなことはできず、太陽電池を有効に利
用することができないことになる。
[0012] When the solar cell is used in a state where the maximum output is generated, the solar cell is used with the maximum efficiency. Therefore, the power generated by the solar cell is insufficient for the inverter device, and the commercial power is not available. In the case of supplementing this shortage of electric power from the power supply, the above-mentioned conventional technique cannot always use the solar cell with maximum efficiency, and the solar cell cannot be effectively used.

【0013】本発明の目的は、かかる問題を解消し、太
陽電池を常に有効に利用することができるようにした空
気調和機を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an air conditioner which solves such a problem and can always effectively use a solar cell.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、太陽電池を商用電源の整流平滑回路に並
列に接続して電力を圧縮機の駆動回路に供給するように
した空気調和機において、圧縮機の駆動回路の入力電力
と整流平滑回路の入力電力との電力差が最大となるよう
に、該整流平滑回路の出力電力を制御する。
In order to achieve the above object, the present invention relates to an air system in which a solar cell is connected in parallel with a rectifying / smoothing circuit of a commercial power source to supply electric power to a drive circuit of a compressor. In the harmony machine, the output power of the rectifying / smoothing circuit is controlled so that the power difference between the input power of the drive circuit of the compressor and the input power of the rectifying / smoothing circuit is maximized.

【0015】また、本発明は、前記整流平滑回路の出力
電力を順次変化させることにより、前記最大となる電力
差を検出する。
Further, the present invention detects the maximum power difference by sequentially changing the output power of the rectifying and smoothing circuit.

【0016】[0016]

【作用】圧縮機の駆動回路の入力電力と該整流平滑回路
の入力電力との差の電力は、太陽電池から供給される電
力であり、この電力差が最大となるということは、太陽
電池から最大の電力が供給されるということになる。従
って、太陽電池を最大効率点で使用することができ、太
陽電池の有効な利用が可能となる。
The electric power of the difference between the input electric power of the drive circuit of the compressor and the input electric power of the rectifying and smoothing circuit is the electric power supplied from the solar cell, and this maximum electric power difference means that It means that maximum power is supplied. Therefore, the solar cell can be used at the maximum efficiency point, and the solar cell can be effectively used.

【0017】また、In addition,

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。まず、図2により、本発明による空気調和機の全体
構成について説明する。ここで、1は室内機、2は室外
機、3は圧縮機、4は室内熱交換器、5は室外熱交換
器、6は切換弁、7は減圧器、8は電動機、9は室内送
風機、10は室外送風機、11は商用電源、12は整流
平滑回路、13は電流制限回路、14は圧縮機駆動回
路、15は室外制御回路、16は直流電源回路、17は
室内制御回路、18は切換弁駆動回路、19は室外送風
機駆動回路、20は室内送風機駆動回路、21−a,2
1−bは変復調回路、22は接続線、23は太陽電池、
24は逆阻止回路である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the overall configuration of the air conditioner according to the present invention will be described with reference to FIG. Here, 1 is an indoor unit, 2 is an outdoor unit, 3 is a compressor, 4 is an indoor heat exchanger, 5 is an outdoor heat exchanger, 6 is a switching valve, 7 is a pressure reducer, 8 is an electric motor, and 9 is an indoor blower. 10 is an outdoor blower, 11 is a commercial power supply, 12 is a rectifying / smoothing circuit, 13 is a current limiting circuit, 14 is a compressor drive circuit, 15 is an outdoor control circuit, 16 is a DC power supply circuit, 17 is an indoor control circuit, and 18 is Switching valve drive circuit, 19 is an outdoor blower drive circuit, 20 is an indoor blower drive circuit, 21-a, 2
1-b is a modulation / demodulation circuit, 22 is a connection line, 23 is a solar cell,
24 is a reverse blocking circuit.

【0019】同図において、圧縮機3と室外熱交換器5
と減圧器7と室内熱交換器4とは冷凍サイクルを形成し
ており、暖房運転時では、室外機1において、室外送風
機10が送風することにより、圧縮機3から排出される
冷媒が室外熱交換器5で外気から吸熱し、圧縮器7で圧
縮されて室内機1での室内熱交換器4に供給される。こ
の室内熱交換器4では、室内送風機9が送風することに
より、冷媒の熱が室内に放熱される。放熱した冷媒は圧
縮機3によって室外熱交換器5に戻る。このように冷媒
が循環することにより、室内熱交換器1から室内に温風
が送り込まれ、暖房が行なわれる。冷房の場合には、切
換弁6の動作により、室内熱交換器4で冷媒の吸熱が行
なわれ、室外熱交換器5で冷媒の放熱が行なわれる。
In the figure, the compressor 3 and the outdoor heat exchanger 5
The decompressor 7 and the indoor heat exchanger 4 form a refrigeration cycle. During the heating operation, the outdoor fan 1 blows the refrigerant in the outdoor unit 1 so that the refrigerant discharged from the compressor 3 has the outdoor heat. The heat is absorbed from the outside air by the exchanger 5, compressed by the compressor 7, and supplied to the indoor heat exchanger 4 in the indoor unit 1. In this indoor heat exchanger 4, the heat of the refrigerant is radiated indoors by the indoor blower 9 blowing air. The heat-dissipated refrigerant returns to the outdoor heat exchanger 5 by the compressor 3. By circulating the refrigerant in this manner, warm air is sent from the indoor heat exchanger 1 into the room to perform heating. In the case of cooling, the operation of the switching valve 6 causes the indoor heat exchanger 4 to absorb heat of the refrigerant and the outdoor heat exchanger 5 to radiate the refrigerant.

【0020】室外機2においては、商用電源11から商
用交流が給電され、整流平滑回路12で直流電圧が形成
される。また、この整流平滑回路12に並列に、逆阻止
回路24を介して太陽電池23が接続されており、この
太陽電池23からの電力と整流平滑回路12からの電力
とが圧縮機駆動回路14に供給されて、圧縮機3の電動
機8が駆動される。ここで、逆阻止回路24は、整流平
滑回路12から太陽電池23への電流の逆流を防止する
ものである。
In the outdoor unit 2, commercial AC is supplied from the commercial power supply 11, and the rectifying / smoothing circuit 12 forms a DC voltage. Further, a solar cell 23 is connected in parallel to the rectifying / smoothing circuit 12 via a reverse blocking circuit 24, and the electric power from the solar cell 23 and the electric power from the rectifying / smoothing circuit 12 are supplied to the compressor drive circuit 14. When supplied, the electric motor 8 of the compressor 3 is driven. Here, the reverse blocking circuit 24 prevents the reverse flow of current from the rectifying / smoothing circuit 12 to the solar cell 23.

【0021】また、太陽電池23や整流平滑回路12か
らの直流電圧は、室外制御回路15によって制御される
切換弁駆動回路18や室外送風機駆動回路19の電源電
圧となるとともに、直流電源回路16にも供給され、所
定の低電圧が形成される。この低電圧は、変復調回路2
1−bと接続線22を介し、室内機1に供給される。室
内機1では、この電圧が変復調回路21−aを介して室
内制御回路17や室内送風機駆動回路20などに電源電
圧として供給される。
The DC voltage from the solar cell 23 and the rectifying / smoothing circuit 12 becomes the power supply voltage of the switching valve drive circuit 18 and the outdoor blower drive circuit 19 controlled by the outdoor control circuit 15, and the direct current power supply circuit 16 receives the DC voltage. Is also supplied to form a predetermined low voltage. This low voltage is applied to the modulation / demodulation circuit 2
It is supplied to the indoor unit 1 via 1-b and the connection line 22. In the indoor unit 1, this voltage is supplied as a power supply voltage to the indoor control circuit 17, the indoor blower drive circuit 20, etc. via the modulation / demodulation circuit 21-a.

【0022】ここで、接続線22を介して、室内機1と
室外機2との間で通信を行なうことができる。即ち、室
内機1に設けられた図示しない操作部をユーザが操作す
ることにより空気調和機の起動,温度設定などの指令
が、また、温度センサなどにより室内温度などの情報が
与えられると、かかる指令や情報に基づいて室内制御回
路17が情報信号を発生する。この情報信号は変復調回
路21−aに供給され、高い周波数の搬送波を変調して
送信信号が形成され、接続線22の直流電圧に重畳され
る。これにより、この送信信号は接続線22を介して室
外機2に送信される。室外機2では、この送信信号が変
復調回路21−bで直流電圧から分離されて受信され、
情報信号に復調されて室外制御回路15に送られる。室
外制御回路15は、この受信した情報信号に基づいて、
圧縮機駆動回路14や切換弁駆動回路18,室外送風機
駆動回路19などを制御し、室内機1からの指令に応じ
て冷凍サイクルが動作するようにする。
Here, communication can be performed between the indoor unit 1 and the outdoor unit 2 via the connection line 22. That is, when a user operates an operation unit (not shown) provided in the indoor unit 1, a command for starting the air conditioner, setting a temperature, or the like is given, and information such as an indoor temperature is given by a temperature sensor or the like. The indoor control circuit 17 generates an information signal based on the command and the information. This information signal is supplied to the modulation / demodulation circuit 21-a, a high frequency carrier is modulated to form a transmission signal, and the transmission signal is superimposed on the DC voltage of the connection line 22. As a result, this transmission signal is transmitted to the outdoor unit 2 via the connection line 22. In the outdoor unit 2, this transmission signal is separated from the DC voltage by the modulation / demodulation circuit 21-b and received,
The information signal is demodulated and sent to the outdoor control circuit 15. The outdoor control circuit 15, based on the received information signal,
The compressor drive circuit 14, the switching valve drive circuit 18, the outdoor blower drive circuit 19 and the like are controlled so that the refrigeration cycle operates according to a command from the indoor unit 1.

【0023】また、室外制御回路15は、室内機1から
の上記情報信号に対する応答情報や冷凍サイクルの制御
状態に応じた指令情報を出力する。かかる情報信号は変
復調回路21−bに供給され、上記と同様にして、接続
線22を介し、室内機1の室内制御回路17に送信され
る。室内制御回路17はこの受信した情報信号に基づい
て動作し、室内送風機駆動回路20を制御して室内送風
機9を冷凍サイクルの動作にあわせて駆動するなどし
て、室内機1の制御を行なう。
The outdoor control circuit 15 also outputs response information to the above information signal from the indoor unit 1 and command information according to the control state of the refrigeration cycle. The information signal is supplied to the modulation / demodulation circuit 21-b, and is transmitted to the indoor control circuit 17 of the indoor unit 1 via the connection line 22 in the same manner as above. The indoor control circuit 17 operates based on the received information signal, controls the indoor blower drive circuit 20 to drive the indoor blower 9 in accordance with the operation of the refrigeration cycle, and controls the indoor unit 1.

【0024】図1は本発明による空気調和機の一実施例
を示す構成図であって、25は整流器、26はリアク
タ、27はダイオード、28は半導体スイッチ、29は
平滑用コンデンサ、30a,30bは電流検出器、31
は電流パターン発生回路、32は掛算回路、33は比較
回路、34は駆動回路、35a,35bは電力算出回路
であり、図2に対応する部分には同一符号を付けてい
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an air conditioner according to the present invention, in which 25 is a rectifier, 26 is a reactor, 27 is a diode, 28 is a semiconductor switch, 29 is a smoothing capacitor, and 30a and 30b. Is a current detector, 31
Is a current pattern generation circuit, 32 is a multiplication circuit, 33 is a comparison circuit, 34 is a drive circuit, and 35a and 35b are electric power calculation circuits.

【0025】同図において、商用電源11からの商用交
流は整流器25で整流され、平滑用コンデンサ29で平
滑されて直流電圧が得られる。この整流器25と平滑用
コンデンサ29との間にはリアクタ26と半導体スイッ
チ28とダイオード27とが設けられており、駆動回路
34によって半導体スイッチ28をオン,オフ制御する
ことにより、昇圧チョッパの原理を応用して入力電流を
正弦波近似している。平滑用コンデンサ29で得られる
直流電圧は圧縮機駆動回路14に電源電圧として印加さ
れ、また、太陽電池23が発生する直流電圧も圧縮機駆
動回路14に電源電圧として印加される。
In the figure, the commercial AC from the commercial power supply 11 is rectified by the rectifier 25 and smoothed by the smoothing capacitor 29 to obtain a DC voltage. A reactor 26, a semiconductor switch 28, and a diode 27 are provided between the rectifier 25 and the smoothing capacitor 29. By controlling the semiconductor switch 28 to be turned on and off by a drive circuit 34, the principle of the step-up chopper can be realized. By applying it, the input current is approximated by a sine wave. The DC voltage obtained by the smoothing capacitor 29 is applied to the compressor drive circuit 14 as a power supply voltage, and the DC voltage generated by the solar cell 23 is also applied to the compressor drive circuit 14 as a power supply voltage.

【0026】ここで、太陽電池23の電圧電流特性が図
5の特性曲線Aで示されるような日照量が充分大きく、
圧縮機駆動回路14が必要とする電力を充分補う量の電
力を太陽電池23が発生する場合には、駆動回路34は
半導体スイッチ28をオフ状態に保持し、圧縮機駆動回
路14には太陽電池23が発生する電力のみが供給され
るようにする。また、太陽電池23の電圧電流特性が図
5の特性曲線Bで示されるような日照量が中程度であっ
て、太陽電池23からの電力だけでは圧縮機駆動回路1
4が必要とする電力を賄えない場合には、太陽電池23
を最大電力を発生する最大効率点の状態に設定し、不足
分を商用電源11からの電力で補うようにする。このよ
うに太陽電池23の状態を設定するのは、後述するよう
に、駆動回路34で半導体スイッチ28のオン,オフの
デューティ比を制御することによって実現できる。さら
に、太陽電池23の電圧電流特性が図5の特性曲線Cで
示されるような日照量が非常に小さく、太陽電池23を
最大効率点の状態に設定することができない場合には、
太陽電池23の状態に関係なく、半導体スイッチ28を
最大デューティ比でオン,オフ制御して商用電源11か
ら圧縮機駆動回路14に電力を供給するようにする。
Here, the voltage-current characteristic of the solar cell 23 is such that the amount of sunlight is sufficiently large as shown by the characteristic curve A in FIG.
When the solar cell 23 generates an amount of electric power that sufficiently supplements the electric power required by the compressor drive circuit 14, the drive circuit 34 holds the semiconductor switch 28 in the off state, and the compressor drive circuit 14 includes the solar cell. Only the electric power generated by 23 is supplied. In addition, the voltage-current characteristic of the solar cell 23 is a moderate amount of sunshine as shown by the characteristic curve B in FIG.
4 cannot cover the power required by the solar cell 23,
Is set to the state of the maximum efficiency point that generates the maximum power, and the shortage is supplemented with the power from the commercial power supply 11. Setting the state of the solar cell 23 in this manner can be realized by controlling the duty ratio of the ON / OFF of the semiconductor switch 28 by the drive circuit 34, as described later. Furthermore, in the case where the voltage-current characteristic of the solar cell 23 is such that the amount of sunshine as shown by the characteristic curve C of FIG. 5 is very small and the solar cell 23 cannot be set to the state of the maximum efficiency point,
Regardless of the state of the solar cell 23, the semiconductor switch 28 is controlled to be turned on and off at the maximum duty ratio so that electric power is supplied from the commercial power supply 11 to the compressor drive circuit 14.

【0027】上記のように太陽電池23からの電力の不
足分を商用電源11から補う制御動作を行なうために、
圧縮機駆動回路14の入力電力P2と商用電源11から
の入力電力P1との差が最大となるように、半導体スイ
ッチ28をオン,オフ制御して整流器25の入力電流
を、従って、商用電源11からの入力電力P1を制御す
る。ここで、太陽電池23の発生電力をPsとすると、
Ps=P2−P1であるから、この電力差(P2−P
1)を最大にすると、太陽電池23からは発生可能な最
大の電力Psが供給されることになり、太陽電池23を
最大効率点で使用する状態に設定できることになる。
In order to perform the control operation for supplementing the shortage of the electric power from the solar cell 23 from the commercial power source 11 as described above,
The semiconductor switch 28 is controlled to be turned on and off so that the difference between the input power P2 of the compressor drive circuit 14 and the input power P1 from the commercial power supply 11 is maximized so that the input current of the rectifier 25, and thus the commercial power supply 11 is reduced. Control the input power P1 from. Here, when the generated power of the solar cell 23 is Ps,
Since Ps = P2-P1, this power difference (P2-P
When 1) is maximized, the maximum power Ps that can be generated is supplied from the solar cell 23, and the solar cell 23 can be set in a state of being used at the maximum efficiency point.

【0028】圧縮機駆動回路14の入力電力P2は、圧
縮機駆動回路14の入力電圧を検出し、電流検出器30
bによって圧縮機駆動回路14の入力電流を検出し、電
力算出回路35bでこれら入力電圧,入力電流を演算処
理することにより得られる。また、商用電源11からの
入力電力P1は、整流器25の出力電圧を検出し、電流
検出器30aによって整流器25の入力電流を検出し、
電力算出回路35aでこれら入力電圧,入力電流を演算
処理することにより得られる。電流制御回路13は、求
められた電力P2,P1の電力差(P2−P1)が最大
になるように、駆動回路34により半導体スイッチ28
のオン,オフを制御する。
The input power P2 of the compressor drive circuit 14 detects the input voltage of the compressor drive circuit 14, and the current detector 30
It is obtained by detecting the input current of the compressor drive circuit 14 by b, and calculating the input voltage and input current by the power calculation circuit 35b. The input power P1 from the commercial power supply 11 detects the output voltage of the rectifier 25, and the current detector 30a detects the input current of the rectifier 25.
It is obtained by calculating the input voltage and the input current in the power calculation circuit 35a. The current control circuit 13 uses the drive circuit 34 to drive the semiconductor switch 28 so that the calculated power difference (P2-P1) between the powers P2 and P1 is maximized.
Control on and off.

【0029】次に、図3と図4とにより、かかる制御動
作を具体的に説明する。但し、図3はかかる制御動作で
の太陽電池23の動作点(即ち、状態)の変化を、ま
た、図4はかかる制御動作を示すフローチャートであ
る。
Next, the control operation will be specifically described with reference to FIGS. 3 and 4. However, FIG. 3 is a flow chart showing a change in the operating point (that is, state) of the solar cell 23 in such a control operation, and FIG. 4 is a flowchart showing such a control operation.

【0030】いま、ある日照量に対して、太陽電池23
の電圧電流特性が図3に示すようになっているものとす
る。空気調和機が運転されていないときには、太陽電池
23の負荷は0であり、このときの太陽電池23の出力
電圧はこのときの日照量に応じた値Va、出力電流は0
であって、太陽電池23の動作点はaである。また、半
導体スイッチ28はオフ状態にあって、商用電源11か
ら電力は供給されていない。
Now, for a certain amount of sunlight, the solar cell 23
It is assumed that the voltage-current characteristics of are as shown in FIG. When the air conditioner is not operating, the load on the solar cell 23 is 0, the output voltage of the solar cell 23 at this time is a value Va according to the amount of sunshine at this time, and the output current is 0.
The operating point of the solar cell 23 is a. Further, the semiconductor switch 28 is in the off state, and no power is supplied from the commercial power supply 11.

【0031】空気調和機が運転を開始すると、太陽電池
23から電力が供給され始め、電動機8が回転開始す
る。このとき、半導体スイッチ28はオフ状態に保持さ
れ、商用電源11からは電力が供給されない。電動機8
の回転とともに、圧縮機駆動回路14の負荷が順次増加
し、図3において、太陽電池23の負荷線の傾きが増加
していって、これが特性曲線と交わる太陽電池23の動
作点は図3に示す特性曲線に沿ってaから矢印X方向に
変化する。これとともに、太陽電池23の出力電圧はV
aから順次低下し、出力電流が0から順次増大して発生
電力が順次増加する。太陽電池23の負荷線は、図3の
原点を通り、負荷の大きさに応じた傾斜の直線で表わさ
れるが、太陽電池23は図3での特性曲線と最大負荷の
ときの負荷線の交点となる動作点で状態が安定すること
になり、従って、空気調和機が運転を開始するととも
に、太陽電池23の状態はこの最大負荷に対する動作点
に向かって図3の特性曲線上をaから矢印X方向に変化
することになる。
When the air conditioner starts operating, electric power is supplied from the solar cell 23 and the electric motor 8 starts rotating. At this time, the semiconductor switch 28 is held in the off state, and no power is supplied from the commercial power supply 11. Electric motor 8
3, the load of the compressor drive circuit 14 increases in sequence, and the slope of the load line of the solar cell 23 in FIG. 3 increases. The operating point of the solar cell 23 at which this intersects the characteristic curve is shown in FIG. It changes from a to the arrow X direction along the characteristic curve shown. At the same time, the output voltage of the solar cell 23 is V
The voltage gradually decreases from a, the output current sequentially increases from 0, and the generated power sequentially increases. The load line of the solar cell 23 is represented by a straight line that passes through the origin of FIG. 3 and has an inclination according to the magnitude of the load. The solar cell 23 has an intersection of the characteristic curve of FIG. 3 and the load line at the maximum load. Therefore, the state becomes stable at the operating point, and therefore, the air conditioner starts to operate, and the state of the solar cell 23 moves toward the operating point for this maximum load from the arrow a on the characteristic curve of FIG. It will change in the X direction.

【0032】ここで、図3での電圧Vfを圧縮機駆動回
路14の動作可能な電圧範囲の下限電圧とすると、太陽
電池23の負荷線が特性曲線上動作点aとこの電圧Vf
のときの動作点fとの間で交差するならば、太陽電池2
3の動作点がこれらの間となるように、太陽電池23の
状態が安定化する。かかる状態では、太陽電池23のみ
で圧縮機駆動回路14が必要とする電力が賄えることに
なる。
Here, assuming that the voltage Vf in FIG. 3 is the lower limit voltage of the operable voltage range of the compressor drive circuit 14, the load line of the solar cell 23 shows the operating point a on the characteristic curve and this voltage Vf.
If it intersects with the operating point f at
The state of the solar cell 23 is stabilized so that the operating point of 3 is between these. In such a state, the solar cell 23 alone can supply the electric power required by the compressor drive circuit 14.

【0033】そこで、電流制御回路13では、圧縮機駆
動回路14の動作可能な電圧範囲の下限電圧Vfよりも
若干高い基準電圧Vg(図3)が設定されており、空気
調和機の運転開始とともに電力算出回路35bが検出す
る圧縮機駆動回路14の入力電圧Vと基準電圧Vgとを
比較し、V≧Vgのとき、太陽電池23のみで圧縮機駆
動回路14が必要とする電力が賄えるとして、半導体ス
イッチ28をそのままオフ状態に保持する。
Therefore, the current control circuit 13 sets a reference voltage Vg (FIG. 3) which is slightly higher than the lower limit voltage Vf of the operable voltage range of the compressor drive circuit 14, and when the air conditioner starts operating. The input voltage V of the compressor drive circuit 14 detected by the power calculation circuit 35b is compared with the reference voltage Vg, and when V ≧ Vg, it is assumed that the solar cell 23 alone can supply the power required by the compressor drive circuit 14. The semiconductor switch 28 is maintained in the off state as it is.

【0034】そこで、日照量が大きく、圧縮機駆動回路
14が必要とする電力を太陽電池23の発生電力で賄え
る限りでは、空気調和機の運転開始後、半導体スイッチ
28はオフの状態のままであり、太陽電池23として
は、その負荷に応じて、動作点b,c,d,eなどの圧
縮機駆動回路14の動作可能な電圧範囲の下限電圧Vf
よりも高い状態に保たれ、商用電源11からの電力が絶
たれて太陽電池23のみから圧縮機駆動回路14に電力
が供給されることになる。これが、空気調和機が運転開
始したときの図4でのステップ400である。
Therefore, as long as the amount of sunlight is large and the power required by the compressor drive circuit 14 can be covered by the power generated by the solar cell 23, the semiconductor switch 28 remains off after the start of the operation of the air conditioner. Therefore, as the solar cell 23, the lower limit voltage Vf of the operable voltage range of the compressor drive circuit 14 such as the operating points b, c, d, and e is set according to the load of the solar cell 23.
Therefore, the electric power from the commercial power supply 11 is cut off, and the electric power is supplied from only the solar cell 23 to the compressor drive circuit 14. This is step 400 in FIG. 4 when the air conditioner starts operating.

【0035】日照量が少なく、太陽電池23のみでは圧
縮機駆動回路14が必要とする電力を賄えないときに
は、空気調和機の運転開始とともに太陽電池23の動作
点が図3の特性曲線上aから矢印X方向に変化していく
が、最大効率点dを越えて遂には、電圧がVgの動作点
gに達する。このときの電圧はVgであるから(即ち、
V=Vgであるから)、電流制御回路13は、太陽電池
23のみでは圧縮機駆動回路14が必要とする電力を賄
えないと判定し(図4のステップ400)、駆動回路3
4を制御して最小のデューティ比で半導体スイッチ28
をオン,オフ動作させる(図4のステップ401)。こ
れにより、商用電源11から圧縮機駆動回路14に最小
の電力が供給される。
When the amount of sunlight is small and the solar cell 23 alone cannot cover the electric power required by the compressor drive circuit 14, the operating point of the solar cell 23 is on the characteristic curve a of FIG. Although it changes in the direction of arrow X from, the voltage finally reaches the operating point g of Vg after exceeding the maximum efficiency point d. Since the voltage at this time is Vg (that is,
Since V = Vg), the current control circuit 13 determines that the solar cell 23 alone cannot cover the power required by the compressor drive circuit 14 (step 400 in FIG. 4), and the drive circuit 3
4 to control the semiconductor switch 28 with the minimum duty ratio.
Is turned on and off (step 401 in FIG. 4). As a result, the minimum power is supplied from the commercial power supply 11 to the compressor drive circuit 14.

【0036】この場合、太陽電池23の負荷線は特性曲
線と動作点gよりも左側で交わることになるが、上記の
ように商用電源11からその最小の電力が供給されるこ
とにより、この電力分太陽電池23が負担する電力が軽
減され、その負荷線は傾斜が緩くなり、それと特性曲線
との交点が動作点gの方向に近づく。
In this case, the load line of the solar cell 23 intersects with the characteristic curve on the left side of the operating point g, but this minimum power is supplied from the commercial power source 11 as described above, and this power The power that the solar cell 23 bears is reduced, the load line has a gentle slope, and the intersection of the load line and the characteristic curve approaches the operating point g.

【0037】そこで、電流制御回路13は電力算出回路
35bで得られた圧縮機駆動回路14の入力電力P2と
電力算出回路35aで得られた整流回路25の入力電力
P1(即ち、商用電源11からの電力)とを取り込み、
これらの電力差ΔPa=P2−P1を求め、これを保持
する(図4のステップ402)。そして、電流制御回路
13は駆動回路34を制御して半導体スイッチ28のオ
ン,オフのデューティ比を1段階高め(図4のステップ
403)、このときの電力算出回路35a,35bが検
出する電力P1,P2から電力差ΔPb=P2−P1を
求めて(図4のステップ404)保持し、電力差ΔPb
を今回検出電力差、ΔPaを前回検出電力差としてこれ
らの大小を比較する(図4のステップ405)。
Therefore, the current control circuit 13 receives the input power P2 of the compressor drive circuit 14 obtained by the power calculation circuit 35b and the input power P1 of the rectification circuit 25 obtained by the power calculation circuit 35a (that is, from the commercial power supply 11). Power) and
The power difference ΔPa = P2−P1 is calculated and held (step 402 in FIG. 4). Then, the current control circuit 13 controls the drive circuit 34 to increase the ON / OFF duty ratio of the semiconductor switch 28 by one step (step 403 in FIG. 4), and the power P1 detected by the power calculation circuits 35a and 35b at this time. , P2, the power difference ΔPb = P2−P1 is obtained (step 404 in FIG. 4) and held.
Is compared with the detected power difference of this time and ΔPa is the detected power difference of the previous time, and these magnitudes are compared (step 405 in FIG. 4).

【0038】そして、 ΔPb>ΔPa のときには、図4のステップ403で半導体スイッチ2
8のオン,オフのデューティ比を1段階高めたことによ
り、電力差(P2−P1)、従って、太陽電池23の発
生電力が増加したことになり、太陽電池23の図3での
動作点が矢印Y方向に移動して最大効率点dに近づいた
ことになる。
When ΔPb> ΔPa, the semiconductor switch 2 is operated in step 403 of FIG.
By increasing the ON / OFF duty ratio of 8 by one step, the power difference (P2-P1), and accordingly, the generated power of the solar cell 23 increases, and the operating point of the solar cell 23 in FIG. This means that it moved in the direction of the arrow Y and approached the maximum efficiency point d.

【0039】この場合には、図4のステップ402に戻
り、電流制御回路13は再び電力算出回路35a,35
bの検出電力P2,P1を取り込んで前回検出電力差Δ
Paを求め、次に、駆動回路34を制御して半導体スイ
ッチ28のオン,オフのデューティ比をさらに1段階高
めて、電力算出回路35a,35bが検出した電力P
1,P2から今回電力差ΔPbを求め(図4のステップ
404)、これら前回検出電力差ΔPaと今回検出電力
差ΔPbとの大小を比較する(図4のステップ40
5)。
In this case, the process returns to step 402 of FIG. 4, and the current control circuit 13 again causes the power calculation circuits 35a and 35a.
Incorporating the detected powers P2 and P1 of b, the previously detected power difference Δ
Then, the drive circuit 34 is controlled to further increase the ON / OFF duty ratio of the semiconductor switch 28 by one step, and the power P detected by the power calculation circuits 35a and 35b is calculated.
1, P2, the present power difference ΔPb is obtained (step 404 in FIG. 4), and the magnitude of the previous detected power difference ΔPa and the present detected power difference ΔPb are compared (step 40 in FIG. 4).
5).

【0040】前回検出電力差ΔPa<今回検出電力差Δ
Pbであるかぎり、かかるステップ402〜405の動
作が繰り返され、太陽電池23の動作点は特性曲線上を
矢印Y方向に移動して最大効率点dの方に順次近づいて
くる。
Previous detected power difference ΔPa <Current detected power difference Δ
As long as it is Pb, the operations of steps 402 to 405 are repeated, and the operating point of the solar cell 23 moves in the direction of the arrow Y on the characteristic curve and sequentially approaches the maximum efficiency point d.

【0041】その後、前回検出電力差ΔPa≧今回検出
電力差ΔPbとなると(図4のステップ405)、太陽
電池23の動作点が最大効率点dを越えたことになり、
電流制御回路13は駆動回路34を制御し、半導体スイ
ッチ28のオン,オフのデューティ比を1段階ダウンさ
せて前回のデューティ比に設定する(図4のステップ4
06)。これにより、太陽電池23の動作点が最大効率
点dもしくはその極く近傍に設定されたことになる。か
かる状態では、太陽電池23はそのときの日照量で最大
の電力を発生して圧縮機駆動回路14に供給し、この最
大電力で圧縮機駆動回路14の必要電力の一部を賄って
おり、その必要電力の残りの部分は、上記の設定された
半導体スイッチ28のオン,オフのデューティ比によ
り、商用電源11から供給される。即ち、太陽電池23
はその発生可能な最大の電力を圧縮機駆動回路14に供
給して、不足分の電力は商用電源11から補っている。
Thereafter, when the previously detected power difference ΔPa ≧ currently detected power difference ΔPb (step 405 in FIG. 4), the operating point of the solar cell 23 exceeds the maximum efficiency point d,
The current control circuit 13 controls the drive circuit 34 to reduce the ON / OFF duty ratio of the semiconductor switch 28 by one step and set it to the previous duty ratio (step 4 in FIG. 4).
06). As a result, the operating point of the solar cell 23 is set at or near the maximum efficiency point d. In such a state, the solar cell 23 generates the maximum power with the amount of sunshine at that time and supplies it to the compressor drive circuit 14, and the maximum power covers a part of the power required by the compressor drive circuit 14, The remaining part of the required power is supplied from the commercial power source 11 by the ON / OFF duty ratio of the semiconductor switch 28 set as described above. That is, the solar cell 23
Supplies the maximum power that can be generated to the compressor drive circuit 14, and supplements the insufficient power from the commercial power supply 11.

【0042】このようにして、自動的に太陽電池23の
動作点が最大効率点、またはその極く近傍に設定される
と、余り頻繁に上記の制御動作を繰り返す必要がないた
め、タイマで設定される所定時間この状態を維持し(図
4のステップ407)、動作の安定化を図る。空気調和
機の負荷変動や太陽の位置変化は緩やかであり、タイマ
の設定は、通常、雲の移動によって太陽光が遮られ、日
照量が変化した場合を考慮して、数秒に設定する。
In this way, if the operating point of the solar cell 23 is automatically set to the maximum efficiency point or a point very close to the maximum efficiency point, it is not necessary to repeat the above-mentioned control operation too often. This state is maintained for a predetermined time (step 407 in FIG. 4) to stabilize the operation. The load fluctuation of the air conditioner and the position change of the sun are gradual, and the timer is normally set to several seconds in consideration of the case where the sunlight is blocked by the movement of clouds and the amount of sunshine changes.

【0043】かかる所定時間が経過すると、電流制御回
路13は電力算出回路35a,35bで検出される電力
P2,P1を取り込み、前回検出電力差ΔPa=P2−
P1を求めて保持し(図4のステップ408)、次い
で、駆動回路34を制御して半導体スイッチ28のオ
ン,オフのデューティ比を1段階ダウンさせる(図4の
ステップ409)。これによって半導体スイッチ28の
オン,オフのデューティ比が0となって電力算出回路3
5aで検出される電力P1が0にならないならば(図4
のステップ410)、電流制御回路13は電力算出回路
35a,35bで検出される電力P2,P1を取り込
み、今回検出電力差ΔPb=P2−P1を求め(図4の
ステップ411)、これら検出電力差ΔPa,ΔPbの
大小関係を判定する(図4のステップ412)。
When the predetermined time elapses, the current control circuit 13 takes in the powers P2 and P1 detected by the power calculation circuits 35a and 35b, and the previously detected power difference ΔPa = P2-.
P1 is obtained and held (step 408 in FIG. 4), and then the drive circuit 34 is controlled to reduce the ON / OFF duty ratio of the semiconductor switch 28 by one step (step 409 in FIG. 4). As a result, the ON / OFF duty ratio of the semiconductor switch 28 becomes 0, and the power calculation circuit 3
If the power P1 detected in 5a does not become 0 (see FIG. 4).
4), the current control circuit 13 takes in the electric powers P2 and P1 detected by the electric power calculation circuits 35a and 35b and obtains the present detected electric power difference ΔPb = P2-P1 (step 411 in FIG. 4). The relationship between ΔPa and ΔPb is determined (step 412 in FIG. 4).

【0044】ここで、ステップ407に入ったときと日
照状態や負荷状態が変化していなければ、例えば、図5
において、日照が中で太陽電池23が特性曲線Bのと
き、太陽電池23の負荷線がLと設定されてステップ4
07に入り、上記所定時間経過しても、日照が中で負荷
線Lが変化していないときには、ステップ409の前後
では、太陽電池23の動作点は最大効率点dもしくはそ
の極く近傍から矢印X方向に最大効率点dを越えて移動
することになり、太陽電池23からの供給電力が減少し
てΔPa≧ΔPbとなる。そこで、この場合には、電流
制御回路13は図4のステップ402からの動作に移
り、上記のようにして、太陽電池23の動作点を最大効
率点dまたはその極く近傍に設定する(図4のステップ
407)。
Here, if the sunshine state and the load state have not changed from those when step 407 is entered, for example, as shown in FIG.
In, when the solar cell 23 is in the sunshine and the characteristic curve is B, the load line of the solar cell 23 is set to L and step 4
If the load line L is not changing due to sunshine even after the above predetermined time has elapsed after entering 07, the operating point of the solar cell 23 before and after step 409 is the arrow from the maximum efficiency point d or its immediate vicinity. Since it moves in the X direction beyond the maximum efficiency point d, the power supplied from the solar cell 23 decreases and ΔPa ≧ ΔPb. Therefore, in this case, the current control circuit 13 shifts to the operation from step 402 in FIG. 4 and sets the operating point of the solar cell 23 at the maximum efficiency point d or in the vicinity thereof as described above (see FIG. 4 step 407).

【0045】また、ステップ407での状態が経過した
とき、日照量が減少し、あるいは負荷が上昇しているも
のとすると、例えば、図5において、日照が中で負荷線
Lが設定されてステップ407に入り、上記所定時間経
過後、日照が小となって太陽電池23の特性曲線がCと
なっているとき、半導体スイッチ28のデューティ比が
固定されていて商用電源11からの電力が一定であるか
ら、太陽電池23の負荷線は、図5から明らかなよう
に、図3において、実質的に傾斜が増加して最大効率点
dよりも左側で交差しており、この交差点が太陽電池2
3の動作点となっている。
If the amount of sunshine is reduced or the load is increased when the state of step 407 has passed, for example, in FIG. 407, after the lapse of the predetermined time, when the sunshine becomes small and the characteristic curve of the solar cell 23 is C, the duty ratio of the semiconductor switch 28 is fixed and the power from the commercial power source 11 is constant. Therefore, the load line of the solar cell 23 intersects on the left side of the maximum efficiency point d with the slope substantially increasing in FIG. 3, as is clear from FIG.
It is the operating point of 3.

【0046】そこで、図4の上記ステップ408〜41
1の制御動作を行なうと、太陽電池23の動作点は図3
の特性曲線上矢印X方向に移動するから、前回検出電力
差ΔPa>今回検出電力差ΔPbとなり(図4のステッ
プ412)、上記のステップ402〜405の制御動作
が行なわれて、太陽電池23の動作点が再び最大効率点
dもしくはその極く近傍に設定される(図4のステップ
406,407)。即ち、図5について言えば、負荷線
Lは特性曲線Cとその最大効率点もしくはその極く近傍
で交差する状態に設定される。
Therefore, the above steps 408 to 41 in FIG.
When the control operation 1 is performed, the operating point of the solar cell 23 is as shown in FIG.
Since the current detection power difference ΔPa> this time detection power difference ΔPb (step 412 in FIG. 4), the control operation of steps 402 to 405 is performed and the solar cell 23 The operating point is set again at or near the maximum efficiency point d (steps 406 and 407 in FIG. 4). That is, referring to FIG. 5, the load line L is set to intersect with the characteristic curve C at or near its maximum efficiency point.

【0047】また、ステップ407での状態が経過した
とき、日照量が増加し、あるいは負荷が減少すると、例
えば、図5において、日照が中で負荷線Lが図示するよ
うに設定されたステップ407に入り、上記所定時間
後、日照が大となって太陽電池23の特性曲線がAとな
っているとき、太陽電池23の負荷線が図3での特性曲
線と最大効率点dより右側で交差し、この交差点がこの
ときの太陽電池23の動作点となる。そこで、図4の上
記ステップ408〜411の制御動作が行なわれると、
太陽電池23の動作点は図3の特性曲線上矢印X方向に
移動するから、前回検出電力差ΔPa<今回検出電力差
ΔPbとなる(図4のステップ412)。このときに
は、電流制御回路13は図4のステップ408の動作に
戻り、半導体スイッチ28のオン,オフのデューティ比
が0となって電力算出回路35aが検出する商用電源1
1からの電力P1が0とならないかぎり、図4のステッ
プ408〜412の動作を繰り返し、前回検出電力差Δ
Pa≧今回検出電力差ΔPbとなったときにステップ4
02からの動作に移る。これにより、太陽電池23は再
びその動作点が最大効率点dになるように状態が設定さ
れる(図4のステップ407)。即ち、図5について言
えば、太陽電池23の負荷線Lは、特性曲線A上の最大
効率点もしくはその極く近傍で交差する状態に設定され
る。
When the amount of sunshine increases or the load decreases when the state of step 407 elapses, for example, in FIG. 5, step 407 in which the load line L is set as illustrated in the sunshine is shown. After the above predetermined time, when the sunshine becomes large and the characteristic curve of the solar cell 23 is A, the load line of the solar cell 23 intersects with the characteristic curve in FIG. 3 on the right side of the maximum efficiency point d. However, this intersection is the operating point of the solar cell 23 at this time. Therefore, when the control operation of steps 408 to 411 in FIG. 4 is performed,
Since the operating point of the solar cell 23 moves in the arrow X direction on the characteristic curve of FIG. 3, the previously detected power difference ΔPa <the present detected power difference ΔPb (step 412 in FIG. 4). At this time, the current control circuit 13 returns to the operation of step 408 of FIG. 4, and the duty ratio of the ON / OFF of the semiconductor switch 28 becomes 0, and the commercial power source 1 detected by the power calculation circuit 35a.
Unless the power P1 from 1 becomes 0, the operations of steps 408 to 412 in FIG. 4 are repeated, and the previously detected power difference Δ
When Pa ≧ current detected power difference ΔPb, step 4
Move to the operation from 02. As a result, the state of the solar cell 23 is set again so that its operating point becomes the maximum efficiency point d (step 407 in FIG. 4). That is, referring to FIG. 5, the load line L of the solar cell 23 is set to intersect with the maximum efficiency point on the characteristic curve A or in the vicinity thereof.

【0048】図4のステップ408〜412の動作の繰
り返し中、半導体スイッチ28のオン,オフのデューテ
ィ比が0となり、電力算出回路35aが検出する整流器
25の入力電力P1が0になると(図4のステップ41
0)、太陽電池23のみで圧縮機駆動回路14の必要と
電力が賄えることになり、図4のステップ400に戻
り、太陽電池23からの電力のみで空気調和機を運転す
る状態とする。
During the repetition of the operations of steps 408 to 412 of FIG. 4, when the ON / OFF duty ratio of the semiconductor switch 28 becomes 0 and the input power P1 of the rectifier 25 detected by the power calculation circuit 35a becomes 0 (FIG. 4). Step 41
0), the need for the compressor driving circuit 14 and the electric power can be covered only by the solar cell 23, and the process returns to step 400 in FIG. 4 to set the state in which the air conditioner is operated only by the electric power from the solar cell 23.

【0049】このようにステップ408〜412の動作
の繰返し中、電力算出回路35aが検出する整流器25
の入力電力P1が0になるときには、図4のステップ4
07の状態が経過したとき、そのときの負荷に対して太
陽電池23が圧縮機駆動回路14が必要とする電力以上
の電力を発生することができる状態にあって、太陽電池
23の負荷線が図3の特性曲線の動作点aと最大効率点
dとの間で交差している状態にある。そして、上記のよ
うに図4のステップ408〜412の動作を繰り返すこ
とにより、この状態から太陽電池23の動作点が矢印X
方向に移動し、図3の特性曲線の動作点aと最大効率点
dとの間の動作点で半導体スイッチ28がデューティ比
0のオン状態となり、もはや商用電源11から電力が供
給されない状態になるのである。かかる状態では、太陽
電池23は圧縮機駆動回路14が必要とする電力を供給
している。
In this way, during the repetition of the operations of steps 408 to 412, the rectifier 25 detected by the power calculation circuit 35a.
Input power P1 of 0 becomes 0, step 4 of FIG.
When the state of 07 has passed, the load line of the solar cell 23 is in a state where the solar cell 23 can generate electric power more than the electric power required by the compressor drive circuit 14 for the load at that time. The operating point a and the maximum efficiency point d in the characteristic curve of FIG. 3 intersect each other. Then, by repeating the operations of steps 408 to 412 of FIG. 4 as described above, the operating point of the solar cell 23 is changed from this state to the arrow X.
Direction, the semiconductor switch 28 is turned on with a duty ratio of 0 at an operating point between the operating point a and the maximum efficiency point d of the characteristic curve in FIG. 3, and the commercial power supply 11 is no longer supplied with power. Of. In such a state, the solar cell 23 supplies the electric power required by the compressor drive circuit 14.

【0050】以上のようにして、この実施例では、太陽
電池23のみでは圧縮機駆動回路14が必要とする電力
を賄いきれないとき、太陽電池23が最大の電力を発生
する状態とし、不足分を商用電源11から補うようにす
ることができ、商用電源11からの電力を必要最小限度
とすることができる。
As described above, in this embodiment, when the solar cell 23 alone cannot supply the electric power required by the compressor drive circuit 14, the solar cell 23 is set to a state in which the maximum electric power is generated. Can be supplemented from the commercial power supply 11, and the power from the commercial power supply 11 can be minimized.

【0051】なお、日照量が充分小さく、最大効率点d
での電圧Vdが圧縮機駆動回路14の動作可能な下限電
圧Vgよりも低い場合がある。このような場合には、半
導体スイッチ28のオン,オフのデューティ比を最大と
し、太陽電池23からの電力を考慮せずに、商用電源1
1から負荷に応じた電力を供給するようにする。このた
めに、図4でステップ400の前段階にステップ413
〜416の制御動作を行なわせる。
It should be noted that the amount of sunlight is sufficiently small and the maximum efficiency point d
In some cases, the voltage Vd at the lower limit is lower than the operable lower limit voltage Vg of the compressor drive circuit 14. In such a case, the duty ratio for turning on and off the semiconductor switch 28 is maximized, and the commercial power source 1 is used without considering the power from the solar cell 23.
Power is supplied from 1 according to the load. For this reason, in the step before step 400 in FIG.
The control operation of ~ 416 is performed.

【0052】即ち、空気調和機の運転が開始すると、図
4でのステップ413と414によって圧縮機駆動回路
14の入力電力P2の変化を検出し、これが増加してい
る限り、半導体スイッチ28をオフ状態に保持してお
く。また、このとき、圧縮機駆動回路14の入力電圧V
(これは太陽電池23の出力電圧でもある)も監視する
(図4のステップ415)。そして、この入力電力P2
の増加中、この入力電圧Vが上記下限電圧Vg以下にな
ると(図4のステップ415)、日照量が充分小さく、
最大効率点dでの電圧Vdが圧縮機駆動回路14の動作
可能な下限電圧Vgよりも低いと判定し、半導体スイッ
チ28のオン,オフのデューティ比をVg=Vとなるよ
うに制御する。かかる状態を所定時間継続し、しかる
後、半導体スイッチ28をオフ状態に保持して再度ステ
ップ413から動作を行なわせるようにすることによ
り、日照量が変化したかに応じて、再度半導体スイッチ
28を最大のデューティ比で動作させるか、ステップ4
00以下の制御動作を行なわせるかを自動的に選択でき
る。
That is, when the operation of the air conditioner is started, the change of the input power P2 of the compressor drive circuit 14 is detected by steps 413 and 414 in FIG. 4, and the semiconductor switch 28 is turned off as long as this change is detected. Keep it in the state. At this time, the input voltage V of the compressor drive circuit 14
(This is also the output voltage of the solar cell 23) is also monitored (step 415 of FIG. 4). Then, this input power P2
When the input voltage V becomes equal to or lower than the lower limit voltage Vg (step 415 in FIG. 4) during the increase of, the sunshine amount is sufficiently small,
It is determined that the voltage Vd at the maximum efficiency point d is lower than the operable lower limit voltage Vg of the compressor drive circuit 14, and the duty ratio of ON / OFF of the semiconductor switch 28 is controlled to be Vg = V. Such a state is continued for a predetermined time, and thereafter, the semiconductor switch 28 is held in the off state and the operation is performed again from step 413, so that the semiconductor switch 28 is turned on again depending on whether the sunshine amount has changed. Operate at maximum duty ratio, or step 4
It is possible to automatically select whether to perform a control operation of 00 or less.

【0053】勿論、先に説明したように上記下限電圧V
gが最大効率点dでの電圧Vdよりも低い場合には、圧
縮機駆動回路14の入力電力P2が上昇している限り圧
縮機駆動回路14の入力電圧(従って、太陽電池23の
出力電圧)Vが下限電圧Vg以下になることはない。そ
して、圧縮機駆動回路14の入力電力P2が減少し始め
ると、ステップ400に移って上記の制御動作が行なわ
れるのである。
Of course, as described above, the lower limit voltage V
When g is lower than the voltage Vd at the maximum efficiency point d, as long as the input power P2 of the compressor drive circuit 14 is increasing, the input voltage of the compressor drive circuit 14 (therefore, the output voltage of the solar cell 23). V never becomes lower than the lower limit voltage Vg. Then, when the input power P2 of the compressor drive circuit 14 starts to decrease, the process moves to step 400 and the above control operation is performed.

【0054】このようにして、この実施例では、日照量
や負荷の大きさに応じて、空気調和機を太陽電池23の
みで駆動させることができるし、太陽電池23を最大電
力発生状態として不足分を商用電源11から補って駆動
するようにすることもできるし、また、商用電源11で
のみ駆動するようにすることができ、太陽電池23を有
効に利用して商用電源11からの電力の利用を最小限と
することができる。
In this way, in this embodiment, the air conditioner can be driven only by the solar cell 23 depending on the amount of sunlight and the load, and the solar cell 23 is insufficient as the maximum power generation state. The commercial power source 11 can be used to compensate for this, or the commercial power source 11 alone can be used for driving, and the solar cell 23 can be used effectively to reduce the power from the commercial power source 11. Utilization can be minimized.

【0055】なお、空気調和機においては、商用電源か
らの入力電流の波形は、力率を高くするために、正弦波
であることが望ましい。このため、この実施例では、図
1において、電流パターン発生回路31から商用電源1
1の位相に合った正弦波を発生するようにする。そし
て、この正弦波に、掛算回路32において、電流制御回
路13で決定されたデューティ比を変調して基準電流パ
ターンを作成し、これを電流検出器30aで検出された
入力電流と比較し、これらが一致するように、駆動回路
34が半導体スイッチ28のオン,オフを制御する。こ
れにより、半導体スイッチ28は、電流制御回路13で
決定されたデューティ比でオン,オフ動作する。
In the air conditioner, the waveform of the input current from the commercial power source is preferably a sine wave in order to increase the power factor. For this reason, in this embodiment, in FIG.
Generate a sine wave that matches the phase of 1. Then, in the multiplication circuit 32, the duty ratio determined by the current control circuit 13 is modulated to this sine wave to create a reference current pattern, which is compared with the input current detected by the current detector 30a. The drive circuit 34 controls the on / off of the semiconductor switch 28 so that the two coincide with each other. As a result, the semiconductor switch 28 is turned on / off at the duty ratio determined by the current control circuit 13.

【0056】また、図1においては、商用電源11から
の入力電力P1を整流器25の入力電流と出力電圧から
求められるようにしているため、非常に正確にこの入力
電力P1が求められるが、この入力電力P1を整流器2
5の入力電流と圧縮機駆動回路14の入力電圧とから求
めるようにしても、これによって得られる入力電力P1
は上記のようにして求めた入力電力P1に比べて格段に
異なるものではなく、格別不都合なものではない。しか
も、この場合には、従来空気調和機に用いられている検
出器のみを用いることができ、整流器25の出力電圧を
検出するような検出器を別に追加するようなことは必要
がない。
Further, in FIG. 1, since the input power P1 from the commercial power source 11 is obtained from the input current and the output voltage of the rectifier 25, this input power P1 can be obtained very accurately. Input power P1 to rectifier 2
5 and the input voltage of the compressor drive circuit 14, the input power P1 obtained by this
Is not significantly different from the input power P1 obtained as described above, and is not particularly inconvenient. Moreover, in this case, only the detector conventionally used in the air conditioner can be used, and it is not necessary to additionally add a detector for detecting the output voltage of the rectifier 25.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
太陽電池の電力のみでは電力が不足する場合、この太陽
電池を最大の電力を発生する状態で使用し、不足分を商
用電源から補うようにすることができ、太陽電池を最大
限に利用して商用電源からの電力の使用を最小限に納め
ることができる。
As described above, according to the present invention,
If the power of the solar cell is insufficient, you can use this solar cell in the state that generates the maximum power and make up for the shortage from commercial power source. The use of electric power from a commercial power source can be minimized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による空気調和機の一実施例を示す構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an air conditioner according to the present invention.

【図2】本発明による空気調和機の全体構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration of an air conditioner according to the present invention.

【図3】図1における太陽電池の動作を説明するための
図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the solar cell in FIG.

【図4】図1に示した実施例の動作の一具体例を示すフ
ローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a specific example of the operation of the embodiment shown in FIG.

【図5】日照量に応じた太陽電池の特性を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing the characteristics of a solar cell according to the amount of sunlight.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 電動機 11 商用電源 13 電流制御回路 14 圧縮機駆動回路 23 太陽電池 25 整流器 26 リアクタ 28 半導体スイッチ 29 平滑用コンデンサ 30a,30b 電流検出器 31 電流パターン発生回路 32 掛算回路 33 比較回路 34 駆動回路 35a,35b 電力算出回路 8 electric motor 11 commercial power supply 13 current control circuit 14 compressor drive circuit 23 solar cell 25 rectifier 26 reactor 28 semiconductor switch 29 smoothing capacitors 30a, 30b current detector 31 current pattern generation circuit 32 multiplication circuit 33 comparison circuit 34 drive circuit 35a, 35b Power calculation circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷凍サイクルを構成する圧縮機を駆動す
る電動機と、商用電源を受電して整流平滑する整流平滑
回路と、該整流平滑回路の出力電力を制御する第1の制
御手段と、該整流平滑回路と並列に接続される太陽電池
と、該整流平滑回路の出力電力と該太陽電池の出力電力
との少なくとも一方が供給される該圧縮機の駆動回路と
を備えた空気調和機において、 該圧縮機の駆動回路の入力電力と該整流平滑回路の入力
電力との電力差が最大となるように該第1の制御手段を
制御する第2の制御手段を設けたことを特徴とする空気
調和機。
1. A motor for driving a compressor that constitutes a refrigeration cycle, a rectifying / smoothing circuit for receiving and rectifying and smoothing a commercial power source, first control means for controlling output power of the rectifying / smoothing circuit, and An air conditioner comprising a solar cell connected in parallel with a rectifying and smoothing circuit, and a drive circuit of the compressor to which at least one of the output power of the rectifying and smoothing circuit and the output power of the solar cell is supplied, Air comprising second control means for controlling the first control means so that the power difference between the input power of the drive circuit of the compressor and the input power of the rectifying and smoothing circuit is maximized. Harmony machine.
【請求項2】 請求項1において、 前記第2の制御手段は、前記第1の制御手段を制御して
前記整流平滑回路の入力電力を順次変化させることによ
り、最大の前記電力差を検出することを特徴とする空気
調和機。
2. The second control means according to claim 1, wherein the second control means controls the first control means to sequentially change the input power of the rectifying / smoothing circuit to detect the maximum power difference. An air conditioner characterized by that.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記整流平滑回路の入力側にリアクタを設け、 前記第1の制御手段は半導体スイッチを備え、前記整流
平滑回路の入力電流を正弦波近似制御することを特徴と
する空気調和機。
3. The reactor according to claim 1, wherein a reactor is provided on the input side of the rectifying / smoothing circuit, the first control means includes a semiconductor switch, and the input current of the rectifying / smoothing circuit is approximated by a sine wave approximation control. An air conditioner characterized by.
【請求項4】 請求項1,2または3において、 前記第2の制御手段は、前記圧縮機の駆動回路の入力電
圧と入力電流から前記圧縮機の駆動回路の入力電力を検
出し、前記整流平滑回路の出力電圧と入力電流から前記
整流平滑回路の入力電力を検出することを特徴とする空
気調和機。
4. The rectifier according to claim 1, 2 or 3, wherein the second control means detects the input power of the drive circuit of the compressor from the input voltage and the input current of the drive circuit of the compressor. An air conditioner that detects the input power of the rectifying and smoothing circuit from the output voltage and the input current of the smoothing circuit.
【請求項5】 請求項1,2または3において、 前記第2の制御手段は、前記圧縮機の駆動回路の入力電
圧と入力電流から前記圧縮機の駆動回路の入力電力を検
出し、前記圧縮機の駆動回路の入力電圧と前記整流平滑
回路の入力電流とから前記整流平滑回路の入力電力を検
出することを特徴とする空気調和機。
5. The compressor according to claim 1, 2 or 3, wherein the second control means detects the input power of the drive circuit of the compressor from the input voltage and the input current of the drive circuit of the compressor, An air conditioner that detects the input power of the rectifying and smoothing circuit from the input voltage of the drive circuit of the machine and the input current of the rectifying and smoothing circuit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010250605A (en) * 2009-04-16 2010-11-04 Honda Motor Co Ltd Maximum output power tracking control apparatus for solar battery
JP2012007833A (en) * 2010-06-25 2012-01-12 Aisin Seiki Co Ltd Air conditioner group controller and air conditioning system
JP2014157574A (en) * 2013-02-18 2014-08-28 Ntt Docomo Inc Dc power supply system, rectifier, rectifier operation voltage determination method, and program

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