JPS5935597A - 冷凍装置の制御方式 - 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】 この発明は、冷凍装置の容量制御として周波数可変式容
量制御を用いた冷、凍装置における共振防止を行うよう
にした冷凍装置の制御方式に関する。

従来の周波数可変式容量制御を用いた冷凍装置において
は、周波数可変域が２０〜３０　Ｈｚ　から８０〜９０
　Ｈｚ程度の範囲を有しておシ、電動圧ｍ機に２極誘導
電動機を使用する場合、回転数が最低１２００　Ｒ，Ｐ
、Ｍ　（１分間の回転数）から最高５４０　ＯＲ，Ｐ、
Ｍとなるため、電動圧縮機内部を構成する申出ばね、支
えばねまたは外部で電動圧縮機を懸架したり、あるいは
架台から防撮支持したシする場合の防撮ゴム、加えて電
動圧縮機に連接される吐出部配管、吸入部配管、オイル
クーラ配管などが周波数可変領域内では、数点の共振点
を生じ、ばねのへたり、配管切れなどの欠点を有するば
かりか架台などを通じて外部へ撮動を伝達させたシ、騒
音を放出したりする欠点を有していた。

これに対して従来の周波数可変容量の制御方式では、冷
凍装置を構成する上述部品の形状改良。

耐久性の増大９部品配置などを工夫することにより共振
点を周波数可変領域外に設定することもあった赤、この
場合、全領域に亘シ共撮点を外すことは困難で、かつ防
振用の架台と電動圧縮機間に取シ付ける防振ゴムなどに
おいては、共振周波数を低下すれば非常に軟かいゴムが
必要とされ「ヘタリ」など耐久性に問題を生じ、共振周
波数を高くすれば防振効果の低下を招くなどの不都合も
あった。

従来の周波数可変式容量制御を用いかつマイクロコンピ
ュータ（以下、マイコンと称す）などを用いて制御する
形式の装置にあっては、予め装置の共振周波数は機器を
製作９Ｍ品化する段階で測定しマイコンのプログラム処
懇において、共糸周波数を避けた回転数で運転すること
もあった。

しかし、この方式では、共振点が自動的に回避されるた
め前者より有効ではめるが、次の問題点を有していた。

すなわち、電動圧縮機の！動機は、誘導電動機で構成さ
れることが殆んどであり、誘導電動機の場合、通常の使
用域においては定速度特性を示すように考えられている
が、エアーギャップの７（ラツキ、印加される１次電圧
の変動、負荷トルクの変動彦どにより、ｌＯ〜５０　Ｒ
，Ｐ、Ｍ間で変動することも多いため、共振周波数回避
を確実に−行おうとすると、運転領域が狭くなシ、周波
数可変式容量制御の長所も減じてしまう欠点を有してい
た０また、冷凍装置を構成する部品類の形状、配置を工
夫して設備した後に共振周波数を測定して、共振回避し
たとしても配管類を構成する材料の肉厚、硬度、経年変
化などにより共振周波数はバラツクことが多々存在し、
完全に共振回避は困難であり、かつガス漏れその他の故
障のため修理および補修をすると共振点は完全にずれて
し甘いマイコンを用いて共複回避する効果は無になる欠
点を有していた。

この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、周波数可変式容量制御を用いた冷凍装置におい
て、マイコンなどの電子的手段と加速度検出器を用いて
始動時１回だけ最低から最高間を運転させて、共振周波
数を計測してメモリし、通常容量制御運転中に共振周波
数運転を回避できる冷凍装置面の制御方式を提供するこ
とを目的とする。

以下、この発明の冷凍装置の制御方式の実施例を図に基
づいて説明する。

第１図はこの発明にかかる制御方式の一例を示すブロッ
ク図であって、１は冷凍装置が共振運転されないように
制御管理するマイクロコンピュータ（以下マイコンと略
称する）を示し、このマイコン１には電源回路２から電
力が供給されるようになっているとともに、マイコン１
の出力端には、これからの制御信号によシミ像層波数を
可変にする周波数可変装置３が接続され、さらに周波数
可変装置３の出力には周波数可変容量制御タイプの冷凍
装ｆｊＬ４が接続されている。５は上記冷凍装置４の撮
動加速度釜検出する検出器で、該検出器５は冷凍装置４
に取付けられ、そして加速度検出器５からの出力信号は
アナログ−ディジタル変換器６によシデイジタル量に変
換されて上記マイコン１に取込まれるようになっている
。また、Ｔは上記電源回路２とアース間に接続された振
動加速度設定器で、この振動加速度設定器Ｔは、上記加
速度検出器５で検出される加速度の限界点を所足の値（
通常￥ｉ２　Ｇ　〜３　Ｇ　（ｍ／ｓｅｃ　））に設定
するもので、これで設定された加速度信号は上記アナロ
グ−ディジタル変換器６を通してマイコン１に取込まれ
るようになっている。８は冷凍装置４の始動操作部で、
この始動操作部８からの信号は上記マイコン１に取込ま
れるようになっている。

次に上記のように構成された本実施例の動作を第２図に
示すフローチャートに基づいて説明する。

第２図はマイコン１内で実行されるプログラム手順を示
す。

まず、始動操作部８をマニアルで操作して冷凍装置４を
始動すると、これに伴うスタート指令がマイコン１に与
えられ、マイコン１はイニシャライズされ、内蔵のＲＯ
Ｍに格納されたプログラムがＣＰＨによって実行される
。プログラムがスタートすると、ステップ２１で示す処
理が実行され、撮動加速度設定器１で予め設足された所
属の加速度、即ち加速度検出器４で検出される加速度の
限界点に相当する２　Ｇ　〜３　Ｇ　（ｍ／ｇｅｃ２）
程贋のデータがアナミグ−ディジタル変換器６全通して
ブイコン１に取込まれ、内蔵のＲＡＭ０所足メモリエリ
アに格納される。

次にステップ２２に移行して冷凍装置４が始動開始時か
否かの判定を行う。ここで始動時でないと判断された場
合は、後述するステップ２８に移行する。また、始動時
と判断した場合は、ステップ２３に移行して、冷凍装ｖ
！ｔ４が周波数可変領域の最低速度、即ち前述の１２０
　ＯＲ，Ｐ、Ｍ　（２０〜３０Ｈｚ）から始動するよう
に命令を実行し、この命令実行に伴いマイコン１から出
力される制御指令信号を周波数回変装に３に力え、冷凍
装置４の電動機に与えられるｔ像層波数を可変して電動
機゛の速度を可変領域の最低速度に設足する。

上記ステップ動作が終ると、ブイコン１は次にステップ
２４において、加速度検出器５により検出された現在の
冷凍装置４の振動加速度が、振動加速度設足器Ｔによシ
設定されＲＡＭに格納された値より大きいか小さいか、
及び共握点か否かが判定される。ここで検出された撮動
加速度が設定値より小さく共握点でないと判定された場
合は、ブイコン１は次のステップ２５において、上記検
出された撮動加速度が可変領域の最高速度か否かを判定
し、その結果が最大値でない（Ｎｏ）と判断されれば、
ステップ２６に移って回転数（周波数）を増加させるプ
ログラムを実行し、これによシ冷凍装置４の電動機の速
度を上昇させる。そして回転数増加状態での冷凍装置４
の振動加速度が共握点か否かの判定をステップ２４で再
び行い、このステップ２４での利足結果が「ＮＯ」のと
きは、ステップ２５において周波数可変領域の最高速度
であると判定されるまでステップ２４−ステップ２５−
ステップ２６−ステップ２４のルートを繰返し実行する
。

一方、マイコン１がステップ２４において、検出された
振動加速度がＲＡＭに格納された設定値よシ大きく共握
点であると判定されたときは、ステップ２７に移行して
共蛋点の速度、即ち共撮周波数を測定し運転禁止の周波
数帯域としてＲＡＭの所望メモリエリアに格納する。

即ち、マイコン１がステップ２２において始動時と判断
された場合は、ステップ２３　、２４，２５゜２６．２
７に示す手順を実行することで、最低速度から最高速度
までの間での共振速度（共撮周波数）を検出して、これ
らを全てマイコン１のＲＡＭに格納する〇 このようにして全許容可変周波数帯域にわたり共（辰点
を検出すると、即ち、マイコン１がステップ２５におい
て可変領域の最低速度であると判定されると、ステップ
２８以下に示す負荷検出１判断のプログラムが実行され
る。

上記ステップ２８は、圧力値もしくは温度値などによシ
負荷と冷凍装置４の能力が一致又は不一致かを判定する
もので、一致していると判断されれば、後述するステッ
プ３２に移行し、不一致であると判断された場合は、ス
テップ２９で示す処理を行って、負荷の状態に応じて冷
凍装置４の′電動機の回転数（周波数）を要求される値
に変更（増減）する制御を周波数可変装置３に対して実
行する。

冷凍装置４が要求された回転数に変更された後は、マイ
コン１は次のステップ３０において、要求された回転数
（周波数）が、上昇ステップ２７で廟Ｍに格納された共
握周波数、即ち運転禁止の周波数帯域か否か全判定する
。ここで共（辰周波数帯域外（Ｎｏ）と判断された場合
は、冷凍装置４を要求回転数で運転させ、また運転禁止
の周波数帯域である（ＹＥＳ　）と判断されたときは、
マイコン１は次のステップ３１において要求回転数（周
波数）前後の安定した回転数（周波数）に変更し、さら
に次のステップ３２において、上記変更した回転数（周
波数）により冷凍装置４を運転したとき異常な撮動が検
出器５により検出されたか否かを判定する。そして、異
常振動が検出されないと判断された場合は、ステップ３
３において共握周波数帯域での運転を回避しながら安定
運転を継続させる処理を実行し、安定運転を継続させる
。

また、この種の方式では、条件などの急変により共振周
波数帯の変動およびその他の据付条件などの変動により
、共振周波数帯が変動することがあるため、通常谷基制
御運転途中であっても、ステップ３２において異常な倣
動もしくは異常な振動加速度を検出したと判断された場
合はステップ２３に戻ｐ１再屁初期部の可変領域最低速
度から始動するプログラムを実行し、ステップ２１でマ
イコン１のＲＡＭに格納された運転禁止の周波数帯域を
震災するようにしている。

上述の加速度検出器は、摂動加速度を測距する検出器で
も振動のイ辰幅値を針側する検出器のいす、れでもよく
、さらに歪ゲージ類を用いても構成でき、固定個所は冷
凍装置？、４Ｎ成する重髪な部分数個所かまたは１個７
’３Ｔｒでもよい。

また、上述したフローチャートの動作はマイコンで行わ
せるもめであり、第２図のステップ３２で異常な振動を
検出した場合など強制的に冷凍装置を停止し、地震など
の災害に対処することもできる。

さらに上述のフローチャートの動作では共振周波数を検
出して回避するようにしたが、ｔ！に７Ｉ圧縮機のごと
く安定して共振が予め予想される共振周波数を設足して
おけば、最低から最高の可変領域での運転時間は少なく
なシ、また加速度を検出する検出器の個数も減少させる
ことができる。

以上説明したように、この発明の冷凍装置の制御方式に
よれば、周波数可変式容量制御方式を採用した冷凍装置
において、共握現象から回避するため運転初期に撮動と
加速度を検出して共撮周波数帯域での運転を禁止するよ
りに構成したので、どのような冷凍装置およびどのよう
に据付けされた冷凍装置でも確実に共振を回避すること
ができる優れた効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の冷凍装置の制御方式の一実施例を示
すブロック図、第２図はその動作説明図のフローチャー
トである。 １・・・マイクロコンピュータ、２・・・電源回路、３
・・・周波数可変装置、４・・・冷凍装置、５・・・加
速度検出器、６・・・アナログ−ディジタル変換器、Ｔ
・・・振動加速度設定器、８・・・冷凍装置の始動操作
部。 代理人　葛　野　信　−（ほか１名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）周波数可変式容量制御機能を搭載した冷凍装置に
   おいて、冷凍装置の始ｍυ時に１回のみ予め設足された
   低周波数域から周波数可変領域の最大速度までの周波数
   域間を所足の時間帯ずつ冷凍装置の運転禁止の共振周波
   数の有無を検出しながら冷凍装置の運転を行わせる手段
   を備えてなる冷凍装置の制御方式。
2. （２）冷凍装＠を構成する部品の一部に、共振を検出す
   る加速度検出器もしくは据幅重動検出器を取シ付けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍装置の
   制御方式。
3. （３）冷凍装置が外部より強制的にリセットもしくはｔ
   源切にしないかぎり自動的に冷凍装置構成部品の共振点
   を検出し、かつ記憶して通常の周波数可変式容量制御帯
   域においては、共振点付近の周波数帯を避けて運転する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍装置
   の制御方式。