JPH11252991A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

空気調和機の制御装置

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JPH11252991A
JPH11252991A JP10071484A JP7148498A JPH11252991A JP H11252991 A JPH11252991 A JP H11252991A JP 10071484 A JP10071484 A JP 10071484A JP 7148498 A JP7148498 A JP 7148498A JP H11252991 A JPH11252991 A JP H11252991A
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JP
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voltage
output
input
air conditioner
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JP10071484A
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English (en)
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Atsushi Maeno
淳 前野
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Fujitsu General Ltd
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Fujitsu General Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機の制御装置において、力率改善電
源回路の出力直流電圧の低下を抑え、重負荷時でも力率
改善電源回路の動作の安定化を図る。 【解決手段】 交流電圧を直流電圧に変換してモータ4
に供給する力率改善電源回路10は、スイッチ素子2d
をオン、オフして入力交流電流波形をほぼ正弦波とする
一方、モータ4に供給する出力直流電圧を直列に接続し
た抵抗器R1,R2で分圧して検出し、この検出電圧に
応じてスイッチ素子2dをオン、オフして出力直流電圧
を一定に制御する。このとき、マイクロコンピュータ1
1は入力交流電流検出器7の検出信号により入力交流電
流を検出し、この入力交流電流が大きくなったときには
ホトカプラ回路10bのホトトランジスタをオンし、抵
抗器R2に抵抗器(R3)10aを並列に接続して分圧
比を大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は空気調和機のモー
タを駆動する電源回路の安定化技術に係り、特に詳しく
はモータ負荷による電源電圧の低下を抑える空気調和機
の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の空気調和機には、商用の交流電
源を直流電源に変換し、この変換直流電源の出力直流電
圧をインバータ手段で任意の交流電圧に変換して圧縮機
のモータに供給するタイプのものがある。
【0003】前記交流電源を直流電源に変換する電源回
路としては一般的にコンデンサ入力型の電源回路を用い
るが、交流電源からの入力交流電流波形が歪波となり、
この歪波により高調波電流が発生する。そこで、その高
調波電流を抑えるために、例えば昇圧コンバータ型の力
率改善電源回路が提案されるようになった。
【0004】前記力率改善電源回路を用いた空気調和機
の制御装置の一例としては、図5に示すものがある。こ
の空気調和機の制御装置は、交流電源1を力率改善電源
回路2で直流電源に変換してインバータ回路3に供給す
る。インバータ回路3は、複数のトランジスタとダイオ
ードをそれぞれ並列に接続し、かつ三相ブリッジに接続
したものであり、入力直流電源を三相交流に変換して圧
縮機を駆動する三相のモータ(例えば圧縮機モータ)4
に印加し、モータ4を駆動する。
【0005】力率改善電源回路2は、ダイオードブリッ
ジからなる整流回路2aと、この整流回路2aの正側端
子に直列に接続したチョークコイル2bおよびダイオー
ド(FRD)2cと、このチョークコイル2bとダイオ
ード(FRD)2cとの間で整流回路2aと並列に接続
したスイッチ素子(IGBT;絶縁ゲート形トランジス
タ)2dと、出力直流電圧を平滑化する平滑用コンデン
サ2eと、整流回路2aの全波整流電圧波形を検出する
ための整流電圧検出回路2fと、出力直流電圧を検出す
るための出力直流電圧検出回路2gと、シャント抵抗で
電流波形を検出する電流検出回路2hと、前記検出した
全波整流電圧波形、出力直流電圧および電流波形をもと
にして前記スイッチ素子2dを制御する力率改善制御部
2iとを備えている。
【0006】力率改善制御部2iは力率改善制御用IC
やその周辺回路で構成されており、この力率改善制御部
2iは前記全波整流電圧波形、出力直流電圧および電流
波形を入力し、入力交流電流波形がほぼ正弦波に、かつ
出力直流電圧が一定になるようにスイッチ素子2dをオ
ン、オフ駆動する。これにより、入力交流電流波形がほ
ぼ正弦波となり、つまり入力交流電流波形の歪波が小さ
くなり、結果高調波電流を低減することができ、力率の
向上を図ることができる一方、インバータ回路3への直
流電圧を一定とすることができる。
【0007】また、空気調和機の制御装置はインバータ
回路3の各トランジスタをオン、オフ駆動するためのマ
イクロコンピュータ5、駆動回路6および入力交流電流
検出器(CT)を備えている。マイクロコンピュータ5
は例えば室内機制御装置等からの指示に応じて圧縮機を
所定運転周波数に制御するためにインバータ回路3のイ
ンバータ制御信号(例えばPWM信号)を駆動回路6に
出力し、インバータ回路3の各トランジスタを所定にオ
ン、オフ駆動する。また、過電流保護を目的として、入
力交流電流検出器7からの検出信号により入力交流電流
を検出し、この入力交流電流に応じて過電流保護機能を
作動する。
【0008】このようにして、圧縮機のモータ4には所
望の電圧が印加給されるため、圧縮機を所定回転数で制
御することができ、ひいては空気調和機の運転を適切に
行うことができ、またモータ4の重負荷により入力交流
電流が大きくなった場合加電流保護機能により安全性を
確保することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記空気調
和機の制御装置においては、力率改善電源回路2の出力
直流電圧を直列に接続した抵抗R1,R2で分圧し(例
えば350Vを1.5Vレベルに分圧する一方、この分
圧した電圧に応じてスイッチ素子2dをオン、オフして
出力直流電圧を一定に制御する。
【0010】しかしながら、大きい出力(電力)を必要
とする空気調和機の場合、図2に示すように、負荷(電
流)の増加とともに、力率改善電源回路2の出力直流電
圧がどうしても低下し、つまり出力一定の制御が最適に
行われなくなる。特に、重負荷時には、出力直流電圧が
低下するため、力率改善電源回路2の昇圧幅が十分とれ
なくなり、しかも力率改善電源回路2が不安定な動作に
なる。すなわち、出力直流電圧を分圧する分圧比が抵抗
器1,R2の固定値で決まっているからである。これを
改善する方法としては、例えば軽負荷時の出力直流電圧
が高めになるように設計する方法がある。しかし、回路
構成の各部品の定格電圧が高くなり、高コストになって
しまう。
【0011】この発明は前記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は負荷状態にかかわらず、力率改善電源
回路の出力直流電圧の低下を抑えることができ、重負荷
時でも力率改善電源回路の動作の安定化を図ることがで
き、しかも低コストで実現することができるようにした
空気調和機の制御装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、交流電圧を直流電圧に変換して空気調和機のモータ
に供給するために、少なくともスイッチ素子をオン、オ
フして入力交流電流波形をほぼ正弦波とする一方、前記
モータに供給する出力直流電圧を分圧して検出し、該検
出電圧に応じて前記スイッチ素子をオン、オフして前記
出力直流電圧を一定に制御する力率改善電源回路を備え
た空気調和機の制御装置において、前記出力直流電圧を
分圧する分圧比を可変する手段を備え、少なくとも入力
交流電流が大きくなったときには前記分圧比を大きくす
るようにしたことを特徴としている。
【0013】この場合、前記分圧比を可変する手段は複
数個であり、前記分圧比を複数段に可変するとよい。
【0014】この発明は、交流電圧を直流電圧に変換し
て空気調和機のモータに供給するために、少なくともス
イッチ素子をオン、オフして入力交流電流波形をほぼ正
弦波とする一方、前記モータに供給する出力直流電圧を
直列に接続した抵抗器で分圧して検出し、該検出電圧に
応じて前記スイッチ素子をオン、オフして出力直流電圧
を一定に制御する力率改善電源回路を備えた空気調和機
の制御装置において、前記出力直流電圧を分圧する分圧
比を可変するために、前記抵抗器の一つと並列に接続可
能とする抵抗器およびスイッチ手段と、入力交流電流に
応じて前記スイッチ手段をオン、オフ制御する制御手段
とを備え、少なくとも前記入力交流電流が大きくなった
ときには前記スイッチ手段をオンし、前記分圧比を大き
くするようにしたことを特徴としている。
【0015】この場合、前記抵抗器およびスイッチ手段
を複数個並列に接続し、前記分圧比を複数段に可変する
とよい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
1を参照して詳しく説明する。なお、図1中、図2と同
一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【0017】この発明の空気調和機の制御装置は、力率
改善電源回路の出力直流電圧を分圧した検出し、この検
出電圧をもとにして出力直流電圧を一定に制御している
ことから、例えば重負荷にその分圧の比を大きくすれ
ば、分圧して検出する電圧が下がり、結果力率改善電源
回路の昇圧幅が広がることに着目し、入力交流電流が大
きくなったときには(重負荷になったときには)、その
分圧比を大きくする。
【0018】そのために、図1に示すように、この空気
調和機の制御装置は、出力直流電圧を分圧して検出する
ための出力直流電圧検出回路2gの分圧比を可変する分
圧可変回路を有する力率改善電源回路10と、その分圧
可変回路を制御する制御手段(マイクロコンピュータ)
11とを備えている。
【0019】分圧可変回路は抵抗器(R3)10aおよ
びホトカプラ回路10bからなり、ホトカプラ回路(ス
イッチ手段)10bのホトトランジスタをオンにする
と、抵抗器10aが抵抗器R2に並列に接続する。制御
手段(マイクロコンピュータ)11は、図2に示すマイ
クロコンピュータ5の機能の他に、入力交流電流が大き
く、モータ4の負荷が重いと判断したときにはホトカプ
ラ回路10bのホトトランジスタをオンにする。
【0020】前記構成の制御装置によると、モータ4を
目標回転制御するため、マイクロコンピュータ11は目
標回転数に応じてインバータ回路3の各トラジスタをオ
ン、オフ駆動する一方、入力交流電流検出器7の検出信
号により入力交流電流を検出し、当該制御装置の電流状
態(過電流か否か)を判断する。なお、入力交流電流検
出器7の検出信号を直接入力できない場合にはハードウ
ェア回路(検出回路)を介して入力交流電流を検出す
る。
【0021】このとき、マイクロコンピュータ11は入
力交流電流の値が通常値であれば、ホトカプラ回路10
bのホトトランジスタをオフにしたままとする。する
と、出力直流電圧を分圧する分圧比は従来と同じく抵抗
器R1,R2のみよって決まる。したがって、モータ4
が通常状態であれば、つまり重負荷状態になっていなけ
れば、従来同様に出力直流電圧を分圧して検出した電圧
により、力率改善制御部2iがスイッチ素子2dを所定
にオン、オフして出力直流電圧を一定に制御する。
【0022】しかし、モータ4にとって重負荷状態にな
ると、入力交流電流が所定値以上に上昇する。マイクロ
コンピュータ11は入力交流電流の値が所定値以上にな
ると、重負荷状態であると判断してホトカプラ回路10
bのホトトランジスタをオンにする。なお、所定値とは
当該制御装置およびモータ4の能力を考慮し、また経験
的に決定すればよい。
【0023】すると、抵抗器R2と抵抗器(R3)10
aとが並列に接続され、つまり検出抵抗の値が小さくな
るために、抵抗R1と並列接続した抵抗回路(R2,R
3)との分圧比は大きくなる。これにより、出力直流電
圧を分圧して検出する際、検出電圧が従来より低くな
り、力率改善制御部2iは出力直流電圧をより高くする
ようにスイッチ素子2dを所定にオン、オフする。結
果、力率改善電源回路10の昇圧幅が大きくなる。
【0024】このように、出力直流電圧を分圧して検出
する際、重負荷状態であれば出力直流電圧検出回路2g
の分圧比が大きくなり、検出電圧をより下げるため、出
力直流電圧の低下を抑えることができ、また力率改善電
源回路10の昇圧幅が大きくなることにより、出力直流
電圧を一定とする制御が適切に動作し、つまり力率改善
電源回路10が安定して動作する。また、抵抗器10a
およびホトカプラ回路10bを追加するだけ済むことか
ら、低コストで済ませることができる。
【0025】なお、分圧可変回路としては、分圧比を複
数段に可変可能とし、例えば抵抗器(R3)10aおよ
びホトカプラ回路10bと同じ回路を複数個有するよう
にしてもよい。この場合、力率改善電源回路10によ
り、モータ4の負荷状態に応じて出力直流電圧をよりき
め細かに制御することができ、適応的な制御が可能とな
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、この空気調和機の
制御装置の請求項1記載の発明によると、力率改善電源
回路の出力直流電圧を分圧して検出する際に同分圧の比
を可変する手段を備え、少なくとも入力交流電流が大き
くなったときにはその分圧比を大きくするようにしたの
で、力率改善電源回路の出力直流電圧の低下を抑えるこ
とができ、重負荷時でも力率改善電源回路の動作の安定
化を図ることができるという効果がある。
【0027】請求項2記載の発明によると、請求項1に
おいて前記分圧比を可変する手段は複数個であり、その
分圧比を複数段に可変するようにしたので、請求項1の
効果に加え、負荷状態に応じて出力直流電圧をきめ細か
に制御することができ、つまり適応的な制御が可能であ
るという効果がある。
【0028】請求項3記載の発明によると、力率改善電
源回路を備えた空気調和機の制御装置において、力率改
善電源回路の出力直流電圧を分圧して検出する際同分圧
のための抵抗器の一つと並列に接続可能とする抵抗器お
よびスイッチ手段と、入力交流電流に応じてスイッチ手
段をオン、オフ制御する制御手段とを備え、入力交流電
流が大きくなったときにはスイッチ手段をオンし、分圧
比を大きくするようにしたので、力率改善電源回路の出
力直流電圧の低下を抑えることができ、重負荷時でも力
率改善電源回路の動作の安定化を図ることができ、また
抵抗器およびスイッチ手段を付加するだけよいことか
ら、低コストで実現することができるという効果があ
る。
【0029】請求項4記載の発明によると、請求項3に
おいて前記抵抗器およびスイッチ手段を複数個並列に接
続し、前記分圧比を複数段に可変するようにしたので、
請求項3の効果に加え、負荷状態に応じて出力直流電圧
をきめ細かに制御することができ、つまり適応的な制御
が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の一形態を示す空気調和機の制
御装置の概略的ブロック線図。
【図2】従来の空気調和機の制御装置の概略的ブロック
線図。
【図3】図2に示す制御装置の動作を説明するための概
略的グラフ図。
【符号の説明】
1 交流電源 2,10 力率改善電源回路 2a 整流回路 2b チョークコイル 2c 逆阻止ダイオード(FRD) 2d IGBT(絶縁ゲート形トランジスタ;スイッチ
素子) 2e 平滑用コンデンサ 2f 全波整流電圧検出回路 2g 出力直流電圧検出回路 2h 電流検出回路 2i 力率改善制御部 3 インバータ回路 4 モータ(圧縮機モータ) 5,12 マイクロコンピュータ 10a 抵抗器(R3) 10b ホトカプラ回路(スイッチ手段) R1,R2 抵抗器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電圧を直流電圧に変換して空気調和
    機のモータに供給するために、少なくともスイッチ素子
    をオン、オフして入力交流電流波形をほぼ正弦波とする
    一方、前記モータに供給する出力直流電圧を分圧して検
    出し、該検出電圧に応じて前記スイッチ素子をオン、オ
    フして前記出力直流電圧を一定に制御する力率改善電源
    回路を備えた空気調和機の制御装置において、前記出力
    直流電圧を分圧する分圧比を可変する手段を備え、少な
    くとも入力交流電流が大きくなったときには前記分圧比
    を大きくするようにしたことを特徴とする空気調和機の
    制御装置。
  2. 【請求項2】 前記分圧比を可変する手段は複数個であ
    り、前記分圧比を複数段に可変するようにした請求項1
    記載の空気調和機の制御装置。
  3. 【請求項3】 交流電圧を直流電圧に変換して空気調和
    機のモータに供給するために、少なくともスイッチ素子
    をオン、オフして入力交流電流波形をほぼ正弦波とする
    一方、前記モータに供給する出力直流電圧を直列に接続
    した抵抗器で分圧して検出し、該検出電圧に応じて前記
    スイッチ素子をオン、オフして出力直流電圧を一定に制
    御する力率改善電源回路を備えた空気調和機の制御装置
    において、前記出力直流電圧を分圧する分圧比を可変す
    るために、前記抵抗器の一つと並列に接続可能とする抵
    抗器およびスイッチ手段と、入力交流電流に応じて前記
    スイッチ手段をオン、オフ制御する制御手段とを備え、
    少なくとも前記入力交流電流が大きくなったときには前
    記スイッチ手段をオンし、前記分圧比を大きくするよう
    にしたことを特徴とする空気調和機の制御装置。
  4. 【請求項4】 前記抵抗器およびスイッチ手段を複数個
    並列に接続し、前記分圧比を複数段に可変するようにし
    た請求項3記載の空気調和機の制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010008813A (ko) * 1999-07-05 2001-02-05 구자홍 인버터 에어컨의 역률 제어장치 및 방법
CN100364223C (zh) * 2003-05-09 2008-01-23 三洋电机株式会社 电源系统和空调装置
US7847499B2 (en) 2001-12-26 2010-12-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric load apparatus, electric load controlling method and computer readable recording medium recording program for causing computer to execute control of electric load

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