JPH0886294A - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
- Publication number
- JPH0886294A JPH0886294A JP6221364A JP22136494A JPH0886294A JP H0886294 A JPH0886294 A JP H0886294A JP 6221364 A JP6221364 A JP 6221364A JP 22136494 A JP22136494 A JP 22136494A JP H0886294 A JPH0886294 A JP H0886294A
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- JP
- Japan
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- frequency
- compressor
- current
- commutation
- unit
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- Pending
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- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】空気調和機の圧縮機モータを起動する場合にお
いて、同期運転始動時の圧縮機及び室外ユニットの振
動、騒音の低減を図る。 【構成】予め、位置決め後の転流周波数を、機械系の共
振周波数よりも高く設定し、転流電流によるロータの振
動周波数が、前記共振周波数を短時間に超えるようにす
ることにより、おもに機械系との共振により発生する圧
縮機および室外ユニットの振動、騒音を抑制するもので
ある。 【効果】同期始動時のトルクを低下させることなく、圧
縮機及びユニットの振動騒音を低減できる。また、起動
時の振動にたいして、特別の振動抑制対策（例えば圧縮
機の周囲に防振材を追加する等）を必要としなくなり、
ユニットの小形軽量化、低コスト化にも有利である。
いて、同期運転始動時の圧縮機及び室外ユニットの振
動、騒音の低減を図る。 【構成】予め、位置決め後の転流周波数を、機械系の共
振周波数よりも高く設定し、転流電流によるロータの振
動周波数が、前記共振周波数を短時間に超えるようにす
ることにより、おもに機械系との共振により発生する圧
縮機および室外ユニットの振動、騒音を抑制するもので
ある。 【効果】同期始動時のトルクを低下させることなく、圧
縮機及びユニットの振動騒音を低減できる。また、起動
時の振動にたいして、特別の振動抑制対策（例えば圧縮
機の周囲に防振材を追加する等）を必要としなくなり、
ユニットの小形軽量化、低コスト化にも有利である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機における圧
縮機モータ始動方式に係り、特にロータの位置決め後
に、低周波から同期始動する場合に好適な始動方式に関
するものである。
縮機モータ始動方式に係り、特にロータの位置決め後
に、低周波から同期始動する場合に好適な始動方式に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１に空気調和機の圧縮機モータ用の電
力変換器の構成図を示す。１は商用交流電源などの交流
電源、２は交流を直流に変換するコンバータ部、３はコ
ンバータ部２から送られる電流を三相交流にするインバ
ータ部、４はインバータ部３の制御を行う制御部、８は
圧縮機モータ、５はインバータ部３からの電流で励磁さ
れる圧縮機モータ巻線、６は圧縮機モータ８のロータ、
７はロータ６に直結した圧縮機構、９は回転するロータ
の位置を検出するための位置検出回路、１０はインバー
タ３に流れる電流を検出する電流検出回路である。
力変換器の構成図を示す。１は商用交流電源などの交流
電源、２は交流を直流に変換するコンバータ部、３はコ
ンバータ部２から送られる電流を三相交流にするインバ
ータ部、４はインバータ部３の制御を行う制御部、８は
圧縮機モータ、５はインバータ部３からの電流で励磁さ
れる圧縮機モータ巻線、６は圧縮機モータ８のロータ、
７はロータ６に直結した圧縮機構、９は回転するロータ
の位置を検出するための位置検出回路、１０はインバー
タ３に流れる電流を検出する電流検出回路である。
【０００３】交流電源１から入力された電圧は、コンバ
ータ２により直流電圧に変換される。圧縮機モータを駆
動する場合、制御部４がインバータ部３のスイッチング
素子を上下アーム一相ずつオンさせて、コンバータ部２
より供給される電流を、モータ巻線５の三相ある巻線の
うち、二相に通電する。この際、位置検出回路９は、モ
ータ巻線５に誘起される逆起電圧を取り込み、ロータの
位置の信号として制御部４にたいし出力する。制御部４
は、前記出力に基づき、所定のタイミングで順次インバ
ータ部３のスイッチング素子のオンする相を切り換え、
巻線電流を転流させる。また誘起電圧を生じない圧縮機
モータの起動時には、圧縮機モータ８を同期始動するた
めに、巻線電流Iu、Iv、Iwの転流周波数を、低周波から
徐々に上昇させ始動することが行われている。そしてこ
の時、モータ巻線５とロータ６の相対的位置を予め一定
に定めるため、巻線に所定の直流電流を流して、同期始
動の効率を高めることが行われている。
ータ２により直流電圧に変換される。圧縮機モータを駆
動する場合、制御部４がインバータ部３のスイッチング
素子を上下アーム一相ずつオンさせて、コンバータ部２
より供給される電流を、モータ巻線５の三相ある巻線の
うち、二相に通電する。この際、位置検出回路９は、モ
ータ巻線５に誘起される逆起電圧を取り込み、ロータの
位置の信号として制御部４にたいし出力する。制御部４
は、前記出力に基づき、所定のタイミングで順次インバ
ータ部３のスイッチング素子のオンする相を切り換え、
巻線電流を転流させる。また誘起電圧を生じない圧縮機
モータの起動時には、圧縮機モータ８を同期始動するた
めに、巻線電流Iu、Iv、Iwの転流周波数を、低周波から
徐々に上昇させ始動することが行われている。そしてこ
の時、モータ巻線５とロータ６の相対的位置を予め一定
に定めるため、巻線に所定の直流電流を流して、同期始
動の効率を高めることが行われている。
【０００４】図２に上記位置決め操作時と起動時の巻線
電流の通電パターンを示す。Iu、Iw、Ivは三相の各巻線
電流を示す。電流の流れるモードはＭ１からＭ６まであ
り、Ｍ１で位置決めを行い、Ｍ２から起動開始とし、順
次、通電相をＭ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６と切換え、
Ｍ１にもどる繰返しを行う。上記内容の公知例として
は、特願昭５４−１２４０７４がある。
電流の通電パターンを示す。Iu、Iw、Ivは三相の各巻線
電流を示す。電流の流れるモードはＭ１からＭ６まであ
り、Ｍ１で位置決めを行い、Ｍ２から起動開始とし、順
次、通電相をＭ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６と切換え、
Ｍ１にもどる繰返しを行う。上記内容の公知例として
は、特願昭５４−１２４０７４がある。
【０００５】従来の始動方式における転流周波数パター
ンとユニットの振動の関係について、図４を用いて説明
する。
ンとユニットの振動の関係について、図４を用いて説明
する。
【０００６】同期始動運転では、位置決めを行った後、
制御部４からの出力に従って、順次、インバータ部３の
通電相を切り換えて電流を転流させ、その周期Ｔを徐々
に短くしていく。すると圧縮機モータのロータ６は停止
状態から加速しながら回転をはじめる。ここで転流周波
数ｆ＝１／Ｔとすると、同期起動時は、図４の如く経過
時間とともに転流周波数がかわることになる。同期運転
時、ロータは、巻線電流の転流による磁極位置の切り換
えに追従して回転する。
制御部４からの出力に従って、順次、インバータ部３の
通電相を切り換えて電流を転流させ、その周期Ｔを徐々
に短くしていく。すると圧縮機モータのロータ６は停止
状態から加速しながら回転をはじめる。ここで転流周波
数ｆ＝１／Ｔとすると、同期起動時は、図４の如く経過
時間とともに転流周波数がかわることになる。同期運転
時、ロータは、巻線電流の転流による磁極位置の切り換
えに追従して回転する。
【０００７】例えば、初期転流周波数を６Ｈｚとして始
動すると、機械系の共振周波数（例えば１８Ｈｚから２
０Ｈｚ程度）を同期運転しながら通過していく。同期運
転の転流パターンが、この周波数範囲を通過する時間ｔ
の時間帯は、圧縮機およびユニット等で構成される機械
系との共振がおこり、図４の如く、ユニットの振動が大
きくなる。
動すると、機械系の共振周波数（例えば１８Ｈｚから２
０Ｈｚ程度）を同期運転しながら通過していく。同期運
転の転流パターンが、この周波数範囲を通過する時間ｔ
の時間帯は、圧縮機およびユニット等で構成される機械
系との共振がおこり、図４の如く、ユニットの振動が大
きくなる。
【０００８】図３に、図２における通電パタンの実際の
電流波形を示す。巻線にはインダクタンスがあるため、
制御部４からの転流制御信号にたいしておよそ図３に示
すような時定数を持った波形となる。このため、図３に
示す一転流周期Ｔ内での電流が均一ではなく、また巻線
とロータの位置関係も変化するため、ロータを回転させ
るためのトルクも脈動する。さらに同期運転時の転流周
波数ｆ（＝１／Ｔ）が、圧縮機およびユニット等で構成
される機械系の共振周波数と一致すると、振動が増大
し、振動、騒音が大きくなってしまう問題があった。
電流波形を示す。巻線にはインダクタンスがあるため、
制御部４からの転流制御信号にたいしておよそ図３に示
すような時定数を持った波形となる。このため、図３に
示す一転流周期Ｔ内での電流が均一ではなく、また巻線
とロータの位置関係も変化するため、ロータを回転させ
るためのトルクも脈動する。さらに同期運転時の転流周
波数ｆ（＝１／Ｔ）が、圧縮機およびユニット等で構成
される機械系の共振周波数と一致すると、振動が増大
し、振動、騒音が大きくなってしまう問題があった。
【０００９】ここで、機械系の共振周波数とは、たとえ
ば振動ピックアップをユニットに取り付け、同期始動運
転中に、前記ピックアップ出力波形を観測した場合に、
振幅が最大となる時間帯の波形の周期を測定し、逆数を
共振周波数と定義したものである。
ば振動ピックアップをユニットに取り付け、同期始動運
転中に、前記ピックアップ出力波形を観測した場合に、
振幅が最大となる時間帯の波形の周期を測定し、逆数を
共振周波数と定義したものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記不具合を解決する
手段として、起動時の巻線電流を大幅に減少させ、共振
時の振動自体を抑制する方法も考えられるが、起動トル
クが減少してしまう問題を抱えている。
手段として、起動時の巻線電流を大幅に減少させ、共振
時の振動自体を抑制する方法も考えられるが、起動トル
クが減少してしまう問題を抱えている。
【００１１】また、圧縮機の周り等に防振材を配置し、
振動を抑制する方法は従来より、よく行われているが、
コストアップ、スペースや剛性の確保、それにともなう
重量の増加が問題になっている。
振動を抑制する方法は従来より、よく行われているが、
コストアップ、スペースや剛性の確保、それにともなう
重量の増加が問題になっている。
【００１２】本発明は、上記従来の不都合点に鑑みてな
されたものである。
されたものである。
【００１３】本発明では共振時の振動レベルを低下させ
る方法として、巻線電流の通電相を切り換える転流周波
数に同期した振動を少なくして、圧縮機およびユニット
の振動、騒音を抑制するものである。
る方法として、巻線電流の通電相を切り換える転流周波
数に同期した振動を少なくして、圧縮機およびユニット
の振動、騒音を抑制するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、転流電流によるロータの振動周波数が、
前記共振周波数を短時間に超えるようにするため、予
め、位置決め後の転流周波数を、圧縮機およびユニット
等で構成される機械系の共振周波数よりも高く設定し、
同期運転を開始するものである。
に、本発明は、転流電流によるロータの振動周波数が、
前記共振周波数を短時間に超えるようにするため、予
め、位置決め後の転流周波数を、圧縮機およびユニット
等で構成される機械系の共振周波数よりも高く設定し、
同期運転を開始するものである。
【００１５】
【作用】位置決めを行った後、巻線に対する電流の通電
相を換えると、ロータは通電電流に応じたトルクを得て
回転する。この時に十分なトルクを得られる電流を印加
すると、ロータは電流の通電パターンに追従して回転す
る。本発明では、初回の転流周期の時間内にロータが加
速され、所定の位置まで回転するので、以降制御部４に
よって制御される転流周波数のパターンに追従する。従
って、ロータは初回の転流後のごく短い時間内に、機械
系の共振周波数より高い転流周波数まで加速されるの
で、前記共振周波数と一致する時間を極めて短くするこ
と可能となる。
相を換えると、ロータは通電電流に応じたトルクを得て
回転する。この時に十分なトルクを得られる電流を印加
すると、ロータは電流の通電パターンに追従して回転す
る。本発明では、初回の転流周期の時間内にロータが加
速され、所定の位置まで回転するので、以降制御部４に
よって制御される転流周波数のパターンに追従する。従
って、ロータは初回の転流後のごく短い時間内に、機械
系の共振周波数より高い転流周波数まで加速されるの
で、前記共振周波数と一致する時間を極めて短くするこ
と可能となる。
【００１６】
【実施例】本発明における実施例を図５を用いて説明す
る。
る。
【００１７】位置決めを行った後、初回の通電相を切り
換える転流時、十分なトルクを得られる電流を印加する
と、ロータは比較的短い通電周期（例えば３０ｍｓ程
度）でも追従して回転する。ここで、図１におけるスイ
ッチング素子の上アームは転流周波数よりも充分高い周
波数でオンオフされ、そのオンデューティに応じて巻線
の通電電流値を制御することができる。従って、初期転
流周波数（前記通電周期より３２Ｈｚ程度となる）を従
来例の場合より高く設定しても、前記オンデューティを
最適化することにより十分なトルクを得られる。
換える転流時、十分なトルクを得られる電流を印加する
と、ロータは比較的短い通電周期（例えば３０ｍｓ程
度）でも追従して回転する。ここで、図１におけるスイ
ッチング素子の上アームは転流周波数よりも充分高い周
波数でオンオフされ、そのオンデューティに応じて巻線
の通電電流値を制御することができる。従って、初期転
流周波数（前記通電周期より３２Ｈｚ程度となる）を従
来例の場合より高く設定しても、前記オンデューティを
最適化することにより十分なトルクを得られる。
【００１８】上記初期転流周波数（３２Ｈｚ程度）より
始動を開始すると、機械系の共振周波数（例えば１８Ｈ
ｚから２０Ｈｚ程度）と、ロータの振動周波数が一致す
るのは、位置決め後の初回の転流開始後の短い時間に限
られる。従って、ユニットは、振動する時間が短くな
り、また振動自体も小さくなる。
始動を開始すると、機械系の共振周波数（例えば１８Ｈ
ｚから２０Ｈｚ程度）と、ロータの振動周波数が一致す
るのは、位置決め後の初回の転流開始後の短い時間に限
られる。従って、ユニットは、振動する時間が短くな
り、また振動自体も小さくなる。
【００１９】本実施例は、制御部４において、インバー
タ部３のスイッチング素子の切り換えパターン（特に初
期転流周波数）と通電電流値を最適化することにより、
同期始動時のトルクを低下させることなく、圧縮機始動
時の振動を低減するものである。
タ部３のスイッチング素子の切り換えパターン（特に初
期転流周波数）と通電電流値を最適化することにより、
同期始動時のトルクを低下させることなく、圧縮機始動
時の振動を低減するものである。
【００２０】また、上記機械系の共振周波数は、比較的
低い周波数であるため、ユニット振動が発生した場合、
圧縮機の周囲に防振材を配置する、ユニットの重量、剛
性を高める等のハード的な対策を施すとなると、コスト
的にも小形軽量化にも不利となる。従って、制御部４に
おける制御パターンの最適化のみで振動低減が図れる本
発明は、低コスト化、小形軽量化に大きな効果をもつ。
低い周波数であるため、ユニット振動が発生した場合、
圧縮機の周囲に防振材を配置する、ユニットの重量、剛
性を高める等のハード的な対策を施すとなると、コスト
的にも小形軽量化にも不利となる。従って、制御部４に
おける制御パターンの最適化のみで振動低減が図れる本
発明は、低コスト化、小形軽量化に大きな効果をもつ。
【００２１】また、本実施例では、初期転流周波数は３
２Ｈｚ程度としたが、実験によれば、２５Ｈｚ以上３９
Ｈｚ以下の範囲で振動低減効果があることを確認した。
２Ｈｚ程度としたが、実験によれば、２５Ｈｚ以上３９
Ｈｚ以下の範囲で振動低減効果があることを確認した。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大幅に起動電流を低下させることなく、即ち、同期始動
時のトルクを低下させることなく、圧縮機及び室外ユニ
ットの振動騒音を低減できる。
大幅に起動電流を低下させることなく、即ち、同期始動
時のトルクを低下させることなく、圧縮機及び室外ユニ
ットの振動騒音を低減できる。
【００２３】これによって、起動時の振動にたいして、
特別の振動抑制対策（例えば圧縮機の周囲に防振材を配
置する等）を必要としなくなり、コスト的にも、小形軽
量化にも有利である。
特別の振動抑制対策（例えば圧縮機の周囲に防振材を配
置する等）を必要としなくなり、コスト的にも、小形軽
量化にも有利である。
【図１】従来例、実施例に係る圧縮機モータの電力変換
器の構成図
器の構成図
【図２】従来例、実施例に係る低周波同期起動時の巻線
電流の通電パターンを示す図
電流の通電パターンを示す図
【図３】従来例、実施例に係る低周波同期起動時の巻線
電流波形を示す図
電流波形を示す図
【図４】従来例における転流周波数パターンとユニット
振動を示す図
振動を示す図
【図５】実施例における転流周波数パターンとユニット
振動を示す図
振動を示す図
１ 交流電源 ２ コンバータ部 ３ インバータ部 ４ 制御部 ５ 圧縮機モータ巻線 ６ 圧縮機モータのロータ ７ 圧縮機構 ８ 圧縮機モータ ９ 位置検出回路 １０ 電流検出回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｐ 6/18 (72)発明者 篠崎 弘 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所冷熱事業部内
Claims (2)
- 【請求項１】空気調和機の圧縮機モータの始動方式にお
いて、ロータ位置決め後に、低周波から同期始動する場
合の初期転流周波数を、圧縮機及びユニット等から構成
される機械系の共振周波数よりも高い周波数より始める
ことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項２】空気調和機の圧縮機モータを、低周波から
同期始動する場合の初期転流周波数を、２５Ｈｚ以上３
９Ｈｚ以下とすることを特徴とする請求項１の空気調和
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6221364A JPH0886294A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6221364A JPH0886294A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 空気調和機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886294A true JPH0886294A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=16765642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6221364A Pending JPH0886294A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 空気調和機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0886294A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997031188A1 (en) * | 1996-02-20 | 1997-08-28 | Matsushita Refrigeration Company | Inverter-controlled sealed compressor |
| CN100334401C (zh) * | 2003-08-19 | 2007-08-29 | 松下电器产业株式会社 | 空调机 |
| CN106301107A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-01-04 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种抽水蓄能机组静止变频起动转子位置估计方法 |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP6221364A patent/JPH0886294A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997031188A1 (en) * | 1996-02-20 | 1997-08-28 | Matsushita Refrigeration Company | Inverter-controlled sealed compressor |
| AU701792B2 (en) * | 1996-02-20 | 1999-02-04 | Panasonic Corporation | Inverter-controlled sealed compressor |
| US6183205B1 (en) | 1996-02-20 | 2001-02-06 | Matsushita Refrigeration Company | Inverter-controlled sealed compressor |
| CN100334401C (zh) * | 2003-08-19 | 2007-08-29 | 松下电器产业株式会社 | 空调机 |
| CN106301107A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-01-04 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种抽水蓄能机组静止变频起动转子位置估计方法 |
| CN106301107B (zh) * | 2016-09-27 | 2019-02-26 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种抽水蓄能机组静止变频起动转子位置估计方法 |
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