JPS63161363A - 空気調和機の圧縮機モ−タの加熱方法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、空気調和機の圧縮様モータをインバータ装置
で駆動するための空気調和機の圧縮様モータの加熱方法
に関するものである。

（従来の技術） 空気調和機の圧縮筬などは暖房立上りや除霜運転などの
場合には、高温の吐出冷媒ガスをいちはヤク１！７るた
めには圧縮機モータ自体が発熱する方が好ましい。

近年、圧縮機モータなどは出力周波数可変のインバータ
装置で駆動されており、このインバータ装置によりモー
タを加熱することが試みられるようになってきている。

この方法の一つにＰＷＭ　（パルス幅変調）の出力波形
を乱し、高調波を増大させることにより、高調波１１で
モータを発熱させる方法がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらＰＷＭ波形を乱すためトルク脈動が生じ、
圧縮機の騒音、振動が増大する問題があり、しかも高調
波損失だけでは、熱エネルギーの割合が少なくあまり効
果がない。

このため、モータを過励磁にして加熱する方法もあるが
、除霜運転などでは圧縮機は最大電圧付近で運転され、
過励磁で使用すると入力電流が多くなり、モータがブレ
ークダウンしやすくなるため、実際には使用することは
困難となる。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので。

インバータ装置で圧縮機モータを駆動するにおいて、モ
ータを必要時に効率よく加熱できる空気調和機の圧縮機
モータの加熱方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段及び作用）本発明は、上
記の目的を達成するために、出力周波数可変のインバー
タ装置で空気講和機の圧縮機モータを駆動すると共にそ
のモータを通常運転時より加熱させるに際して、インバ
ータ装置の出力を、その通常運転時の電圧／周波数（Ｖ
／ｆ）比よりも小さくしてモータ電流を増加させるよう
にしたもので、除霜や暖房開始時など出力周波数ｆは略
一定にしておぎ、出力電圧を一定的に下げて電圧／周波
数（Ｖ／ｆ）比を小さくすることで圧縮機モータのロス
が増加し、その分入力電力が増え、モータを加熱でき、
除霜時間を短くしたり暖房立上り時間を速くできるよう
にしたものである。

（実施例） 以下本発明の空気調和様の圧縮機モータ加熱方法の好適
一実施例を添付図面に基づいて説明する。

先ず本発明におけるインバータＶｔ置を第１図により説
明する。

第１図において、１は圧縮機モータ２を駆動するインバ
ータ装置で、商用交流電源３を直流に整流する整流部４
と、その整流部４の直流電圧を平滑化する平滑コンデン
サ５と、６個のトランジスタなどからなり、そのトラン
ジスタで直流を０Ｎ−ＯＦＦＬ／て周方周波数可変の三
相交流を圧縮機モータ２に出力する変換部６と、その変
換部６の各トランジスタをＯＮ−ＯＦＦｗＡ勤するため
の制御回路７からなっている。

２＋制御回路７は、空調負荷を検出し、その負荷に応じ
てインバータ装置１の出力電圧Ｖ及び出力周波数ｆを出
力するための中央処理装置８と、各周波数ごとの電圧デ
ータが書き込まれたＲＯＭなどからなる波形合成回路９
と、その波形合成回路９からの周波数及び電圧データで
変換部６の各トランジスタにベースドライブ信号を送る
ためのペースドライブ回路１０とから構成される。

このインバータ装置１は、空気調和機が通常に運転され
る場合には、第３図に示すような周波数ｆとモータ電圧
Ｖの出力で圧縮機モータ２を駆動する。

すなわち、電圧Ｖが最大値■ＨＡＸまでは電圧／周波数
（Ｖ／ｆ）比は一定で、ｖＨＡＸに達したとぎにはｖＨ
ＡＸの電圧は一定のまま周波数ｆをｆ　　まで増加させ
るような三相交流を出力するａｘ よう波形合成回路９に、そのデータが書き込まれている
。

除霜運転や暖房開始時の立上りの場合には、インバータ
装置１は、第２図のＶ／ｆパターンに対し、周波数ｆは
変えずに電圧Ｖを所定値に下げた電圧を出力するように
なっている。

これを第２図で説明すると、除霜運転（又は＠広開始時
）に従来周波数ｆ１で電圧Ｖ１の三相交流が出力される
が、本発明においてはその電圧■１より所定値だけ下げ
た電圧Ｖｏを出力し、周波数ｆ１で電圧Ｖｏの三相交流
で圧縮機モータ２を駆動するようになっている。

この除霜及び暖房運転開始時の電圧及び周波数データは
第１図の波形合成回路９に書き込まれている。

このように周波数ｆ１はそのままとし、電圧をＶｌから
Ｖｏと下げるとモータ２のロスが大きくなり、銅損が増
えてモータが加熱されることとなる。従って圧縮機内の
冷媒は、圧縮による温度上昇のみならずモータ２で加熱
されるため高温の冷媒となり、除霜運転が短縮され、ま
た暖房運転であればその立上り時間が短縮される。

第４図は周波数を一定（ｆｌ）とし、モータ印加電圧を
変えた場合のモータ入力電力の変化曲線ａを示したもの
である。この変化曲線ａが示すように電圧ｖ１で駆動し
た場合には曲線ａの入力電力の最小値Ｗｍ１ｎよりやや
高い入力電力Ｗ１となるが、電圧ｖ１より電圧を下げさ
らに最小値Ｗ・　の印加電圧Ｖ　、より下げた電圧Ｖｏ
とす１１ｎ　　　　　　　　　　　　　　ｌｌｌｌｎる
と入力電力Ｗ　＠　Ｗ　＋　より高い入力電力ＷＯとす
ることができ、入力電力が増大した分モータの加熱が良
好にできる。

このように除霜時など、通常の電圧／周波数（Ｖ／　ｆ
　）比パターンではなく、周波数ｆを変えず電圧Ｖのみ
下げることでモータ入力電流を増し、モータの銅損を大
きくしてモータを加熱させることが可能となる。

この電圧Ｖを下げるにおいて、第１図に示すようにイン
バータ装置１に電流検出器１１を設けておき、第２図に
示すように通常の運転パターンでモータがブレークダウ
ンする電流値以下となるようその降下させる電圧■０を
中央処理装置８で制御する。

これを第５図のフローチャートにより説明する。

先ず除霜指令１２がなされると、第２図に示したＶ＋／
ｆ＋　の運転パターンに移動１３され、モータ２が通常
の運転パターンで運転されるが、次に周波数ｆ１をその
ままとし、電圧ＶをＶｌより徐々に下げていく。この電
圧低下１４で第１図の電流検出器１１はインバータ装置
１の入力電流Ｉを検出１５し、その電流Ｉが設定電流■
。（モータがブレークダウンに達する電流値）と比較１
６し、？ｔｉ流１が、１＜１．の範囲であれば次に低下
させた電圧と除霜時の設定運転電圧Ｖ。と比較１７し、
ｖｏ以下であればさらに電圧を低下１４させ、これを繰
り返すことで設定電圧Ｉ。以下でかつ運転電圧Ｖ、以下
で除霜運転１８を行うこととなる。

また設定電流■。より入力電流■が上昇する場合には、
運転電圧を上昇１つさせ入力電流■を低下させて除霜運
転を行うこととなる。

第６図は本発明の他の実施例を示すものである。

第１〜５図で説明した実施例においては除霜時など周波
数ｒを一定とし、電圧Ｖのみ低下させる例で説明したが
、周波数ｆを一定のまま電圧のみを下げると実際にはモ
ータの回転速麿も若干降下してしまう。

本例においては電圧の低下と共に回転数が通常の運転パ
ターン（Ｖ１／ｆ＋）と同じとなるよう周波数ｆ１を若
干大ぎい周波数ｆＯで運転する例を示したものである。

第７図のグラフ（ａ）は入力電圧■に対するＶ＋／ｆ比
の回転数特性とＶｏ／ｆｏ比の回転数特性を示し、グラ
フ（ｂ）はこれらの入力電力の特性を示す。

第７図のグラフ（ａ）に示すように通常の運転パターン
Ｖ＋／ｆｔ比より下げたＶｏ／ｆｏパターンとし、その
回転数ＮＯが同一となるよう電圧ＶＯと周波数ｆｏを設
定することで圧縮能ノ〕はそのままとすることができ、
さらにグラフ（ｂ）が示すように入力電力Ｗｏを、電圧
■のみを降下させた場合よりさらに大きくできる。

第８図は冷凍サイクル図からみた熱エネルギー変化を示
したものである。通常蒸発冷媒を圧縮すると機械的出力
Ｐ分増え、これにモータの加熱によるエネルギーが加口
される。

上述のように通常の運転パターンＶ＋／ｆ＋で運転した
場合に蒸発冷媒が圧縮されるまでに１りるエネルギーは
Ｗｌとなるが、Ｖｏ／ｆｏのパターンで運転することで
圧縮冷媒に加えられる熱エネルギーはＷＯと増加する。

従って従来よりＷＯ−Ｗ１＝Ｗ［ｏｓがロス分となって
熱エネルギーが増加する。

［発明の効果コ 以上詳述してきたことから明らかなように本発明によれ
ば次のごとぎ優れた効果を発揮する。

（１）　　除霜時など通常の電圧／周波数比に対し、周
波数をほぼそのままとして電圧を低下させることで、圧
縮機モータを加熱し、除霜運転や暖房立上り時間を短縮
することができる。

り２）従来のようなＰＷＭ波形を乱ずのに比べて冷媒の
加熱効率がよく、かつ圧縮はの騒音を低くできる。

（３）　　従来の過励磁を低くできるに比べてモータの
ブレークダウンがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の回路図、第２図
は第１図のインバータ装置の通常運転時の電流変化を示
す図、第３図は本発明においてモータを駆動する電源の
周波数と電圧パターンを示す図、第４図は第２図におけ
るモータ印加電圧に対する入力電力変化を示す図、第５
図は本発明におけるフローチャート図、第６図は本発明
の他の実施例を示す原理図、第７図は第６図の実施例に
おける電圧に対する回転数と入力電力特性を示す図、第
８図は第６図の実施例における冷凍サイクルの熱伍変化
を示す図である。 図中、１はインバータ装置、２はモータである。 代理人　弁理士　　則　　近　　憲　　缶周　　　　　
　　　湯　　　山　　　　幸　　　夫第１図 ■ 第２図 同液孜 第３図 シ柾−７１／ｐ／ＦＤ燗ン１辷− 第４図 第６図 第７図 第８図 昭和　　年　　月　　日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 出力周波数可変のインバータ装置で空気調和機の圧縮機
   モータを駆動すると共にそのモータを通常運転時より加
   熱させるに際して、インバータ装置の出力を、その通常
   運転時の電圧／周波数（Ｖ／ｆ）比よりも小さくしてモ
   ータ電流を増加させることを特徴とする空気調和機の圧
   縮機モータの加熱方法。