JPS59221543A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインバー・夕によシミ動圧縮機の回転速度を無
段階に変換し能力制御を行なわせるようにした空気調和
機に関する。

電源の周波数を連続的に変換し得るインバータの周波数
と電圧との関係は第２図に図示するように種々設定でき
るが、空気調和機の場合、通常は第３図図示の如く各周
波数（各回転数）における負荷トルクを決め、電圧を変
化させてモータ効率が最高値となる点を結んだ直線ある
いは曲線に合致するように周波数と電圧の関係を設定し
ている。

なお、第３図において破線（イ）は負荷トルク一定の場
合、破線（ロ）は負荷トルク変動の場合を夫々示してい
る。

このようにモータ効率が最高値となるように電動圧縮機
の回転制御を行なっている場合、特に暖房運転のときに
冷凍回路の冷媒を利用したデフロスト運転を行なうと、
この場合には圧縮機用電動機（以下モ←−夕と称す）の
入力がデフロスト熱量として利用されるため、モータ効
率すなわち入力に対する出力の割合が高い状態で使用す
るとモータの発熱量が少ないことから、デフロストに利
用する熱量が小さくなってデフロストに要する時間が長
くなる。

特に室内外ファンを停止してデフロストを行なう場合に
は、モータ発熱量以外のデフロスト熱量がないためにデ
フロスト時間が大巾に延ばされる。

このよう彦理由から逆サイクルなどの冷媒によるデフロ
スト運転だけでは能力が不足するために、容量の大きい
デフロスト用ヒータを別途設けるなどの手段を講じてい
たが、これは装置コスト、ランニンクコヌトを増加させ
、かつヒータ設置スベーヌが別途必要となる等の各面で
好ましくなかった。

本発明は上述の如き従来の空気調和機が有する欠点を排
除するために成されたものであって、デフロスト運転に
際しては圧縮機用モータの発熱量を積極的に増大せしめ
て、デフロストに利用する熱量を確保し、もってデフロ
スト運転の合理化、経済化ならびに時間短縮を可能なら
しめることを目的とする。

かかる目的を達成するだめ、本発明の構成は、第１図に
示すように、インバータ（２）によシ無段階に回転制御
される電動圧縮機（１）を有する空気調和機に、各周波
数（各回転数）における圧縮機負荷トルクに対するモー
タ効率が最高値となる電圧を結んで偶られる第１の周波
数−電圧特性と、前記モータ効率が前記最高値に比して
低い所定値となる電圧をとる第２の周波数−電圧特性と
を各別に演算記憶し、第１の周波数−電圧特性または第
２の周波数−電圧特性に適合した出力を前記電動圧縮機
（１）に与えるように前記インノ（−夕に対し第１の周
波数−電圧特性については第１指令系、第２の周波数−
電圧特性については第２指令系の各信号を選択し発信す
る演算指令手段（３）と、該演算指令手段（３）を、空
気調和運転の場合には第１指令系の信号の発信に、デフ
ロスト運転の場合には第２指令系の信号の発信に選択作
動せしめる切替手段（４）とを具備せしめたものであり
、デフロスト運転に際しては電動圧縮機（１）を低効率
で運転することによりモータ発熱量を増大せしめてデフ
ロスト熱量の増加をはかり、もって所期の目的は十分達
成されるに至ったのである。

以下、本発明の一実施例について添付図面により説明す
る。

第５図は本発明空気調和機の一例に係る圧縮機運転制御
回路ブロック示図であって、電動圧縮機（１）例えば低
圧ドーム形密閉構造の電動圧縮機（１）が用いられ、電
動機固定子巻線の電源端子にはインバータ（２）の出力
端子を接続している。

上記インバータ（２）は例えば周知のトランジスタイン
バータであって、入力側からコンバータ部、平渭コンデ
ンサ、インバータ部を順次接続して構成されておシ、入
力の周波数が商用周波数であって６ＱＨ２の場合、３０
〜９０Ｈ２で所定電圧の出力を発するようになっており
、電圧は定格回転数に対応する周波数以下の周波数に対
し比例した値で出力され定トルク特性が得られる。尚、
インバータ（２）の入力端子は交流電源（ａｌの端子（
Ｒ）（Ｓ）（Ｔ）に夫々接続されている。

このインバータ部２）に関連して演算指令手段（３）、
切替手段（４）及び速度指令手段（５）を設けているが
、速度指令手段（５）と切替手段（４）とは演算指令手
段（３）に対し発信４号の制御を行なうものであり、一
方、演算指令手段（３）は選択指定された周波数に対す
る出力電圧を演算して、この出力電圧を電動圧縮機（１
）に与えるようにインバータ（２）に対し指令を発する
ものである。

しかして、この演算指令手段（３）は各周波数（各回転
数）例えば２０．４０．６０Ｈｚにおける圧縮機負荷ト
ルクに対するモータ効率が最高値となる電圧を結んで得
られる第１の周波数−電圧特性（１１（第４図参照）と
、前記モータ効率がその最高値に比して低い所定値とな
る電圧をとる第２の周波数−電圧特性（ＩＩ）とを各別
に演算して記憶可能であって、この両特性（１）　、　
（Ｉ）に適合した出力を電動圧縮機（１）に与えるよう
に前記インバータ（２）に対して前記第１の周波数−電
圧特性については第１指令系、第２の周波数−電圧特性
については第２指令系の各信号を選択して発信するよう
形成している。この点、更に具体的に説明すると、例え
ばＰＷＭ方式を用いたものにあっては、前記インバータ
（２）のインバータ部のトランジスタのトリガー回路を
前記演算指令手段（３）の発信する各種指令系の信号に
より制御して、前記インバータ（２）のコンバータ部で
得られる一定直流電圧をインバータ部で周波数を変える
と同時に、高周波でチョッピングを行い平均電圧を変え
るようにしている。

尚、前記第２の周波数−電圧特性（Ｉｔ）は、第１の周
波数−電圧特性（１）の如く、各周波数に対して取るべ
き電圧を結んで得られる１曲線（あるいは直線）」のよ
うなものであっても、またある１つの周波数（例えば最
高周波数）に対して取るべき１つの低モータ効率の電圧
を示すものであってもよい。

一方、切替手段（４）は空気調和機の運転が空気調和運
転（暖房運転）であるかデフロスト運転であるかを判別
して、通常の暖房運転の場合は演算指令手段（３）を前
記第１指令系の信号の発信状態に作動せしめ、まだデフ
ロスト運転の場合は演算指令手段（３）を前記第２指令
系の信号の発信状態に作動せしめるように、切替指令を
演算指令手段（３）に与える指令要素に形成しておシ、
具体的には例えば、周知のタイマー、ディアイサー（着
霜検知器）方式のデフロスト開始機構にあっては、所定
周期毎にディアイサーによりクーラのコイル温度を検出
して設定値以下であれば、デフロス）　ＯＮ信号を発し
、設定値以上であればＯＦＦ信号を発するようにしてあ
り、この信号の種類により前記演算指令手段（３）の発
信状態を選択せしめるのである。

なお、速度指令手段（５）は例えば室内熱交換器の吸込
口に設置した温度検畠部（６）から発せられる温度信号
をうけて、所定のディファレンシャルを有する設定温度
との比較を行い、増速、減速又は現在速度維持の指令を
一定時間毎に前記演算指令手段（３）に与えるように形
成している。

叙上の構成になる空気調和機の作動について以下第６図
を参照しつつ概要説明する。

暖房運転用ヌイッチを投入すると、モータにはインク（
−タ（２）を介して給電され、速度指令手段（５）から
の指令信号に応じた回転数で付勢する結果、能力制御に
よる暖房運転が成される。

その場合、デフロスト運転を必要としない通常の暖房運
転を続行しているときは、切替手段（４）が暖房運転で
あることを判断■して、演算指令手段（３）に対して第
１の周波数−電圧特性にもとづく第１指令系の信号の発
信作動に選択するだめの指令を発する＠。

従って演算指令手段（３）からは第１の周波数−電圧特
性（１）例えばモータ効率が８３％となる特性によって
、速度指令手段（５）からの指令に応じた周波数を有す
る電圧がモータに加えられるようインバータ（２）に第
１指令系の信号が発せられθ、この信号に応じてインバ
ータ（２）が作動しＯｌかくして電動圧縮機（１）はモ
ータ効率が高い状態で付勢する■。

ここで前記第１の周波数−電圧特性は、ある周波数（例
えば２０．４ｏ、６０Ｈ２）に対し、標準的な負荷トル
クを設定し、このときのモータ効率が最大となる。すな
わち電流値が最小となる電圧を求めることによって得ら
れ、通例いくつかの異なる標準負荷トルクに対応し得る
よう複数の特性が前記演算指令手段（３）によシ演算さ
れ記憶されている。そして、このうち任意に選定された
特性によシ、インバータ（２）の出力周波数に対応した
電圧を算出あるいは呼び出し、この電圧をインバータ（
２）が出力するようにインバータ（２）のインバータ部
におけるトランジスタのトリガー回路によるチョッピン
グを制御する指令信号を発する。これらは前記演算指令
手段（３）により行われる。

次に暖房運転中にデフロスト運転が必要となってくると
、デアイサーからの指令によって空気調和機の冷凍回路
はデフロストサイクルに切換えられる。

この切換運転を前記切替手段（４）が判断■すると、演
算指令手段（３）に対して第２の周波数−電圧特性（Ｉ
ｔ）にもとづく第２指令系の信号の発信作動に選択する
だめの指令を発するＯｏ その結果、演算指令手段（３）により演算記憶された第
２周波数−電圧特性（１）例えばモータ効率が７５％〔
５０％程度まで下げられる〕となる特性によって、速度
指令手段（５）からの高速指令（例えば最高速度指令）
に応じた周波数（例えば最高周波数）に対応する出力電
圧が算出あるいは呼び出され、この電圧がモータに加え
られるようインバータ（２）特にそのインバータ部のト
ランジスタのトリガー回路に第２指令系の信号が発せら
れ■、この信号に応じてインバータ（２）が作動しθ、
かくして電動圧縮機（１）はモータ効率が低く入力比較
で暖房運転の同速度状態に対し、１．１１倍となる入力
増加状態の下で付勢する■。

従って室内ファンが停止し、圧縮機（１）入力のみでデ
フロスト運転を行なう場合には入力増加に見合った分モ
ータにおける熱損失が増加してデフロスト熱量が増加し
、それだけデフロスト能力が大となってデフロストに要
する時間は短縮される。

デフロストが完了して冷凍回路が元の暖房サイクルに復
すると、切替手段（４）が演算指令手段（３）に対して
第１の周波数−電圧特性にもとづく第１指令系の信号の
発信作動に選択するだめの指令を発する＠ことは言うま
でもない。

上述の如くデフロスト運転を行なうときは圧縮機用モー
タがモータ効率の低い特性の下で運転されるのでデフロ
スト能力の向上が果される。

以上、本発明によればデフロスト運転の際には圧縮機用
電動機をモータ効率が低下した特性で駆動せしめるよう
にしたから圧縮機入力が増加してデフロスト熱量が増し
、その結果デフロスト運転時間が短縮される。

また、デフロスト用電気ヒータを併用する方式の場合は
、この電気ヒータを小形化することが可能である。

さらに、通常の空調運転の場合はモータ効率の高い条件
で運転させることにょシランニングコストを低減した経
済運転が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図、第２図および第３図は
空気調和機におけるインバータ制御方式の圧縮機用モー
タに係る各特性線図、第４図は本発明の一実施例におけ
る圧縮機用モータ特性線図、第５図は同じくブロック示
電気回路図、第６図は同じく圧縮機回転制御系のフロー
チャートである。 （１）・・・電動圧縮機、　　（２）・・・インバータ
、（３）・・・演算指令手段、　（４）・・・切替手段
。 特許出願　人　　ダイキン工業株式会社笛　１　図 電　　Ｓｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、インバータ（２）により無段階に回転制御される電
   動圧縮機（１）を有する空気調和機であって、各周波数
   における圧縮機負荷トルクに対するモータ効率が最高値
   となる電圧を結んで得られる第１の周波数−電圧特性と
   、前記モータ効率が前記最高値に比して低い所定値とな
   る電圧をとる第２の周波数−電圧特性とを各別に演算記
   憶し、第１の周波数−電圧特性または第２の周波数−電
   圧特性に適合した出力を前記電動圧縮機（１）に与える
   ように前記インバータ（２）に対し第１の周波数−電圧
   特性については第１指令系、第２の周波数−電圧特性に
   ついては第２指令系の各信号を選択し発信する演算指令
   手段（３）と、空気調和運転とデフロスト運転の別に応
   じて前記演算指令手段（３）を、空気調和運転の場合に
   は第１指令系の信号の発信に、デフロスト運転の場合に
   は第２指令系の信号の発信に選択作動せしめる切替手段
   （４）とを備えてなることを特徴とする空気調和機。