WO2005103582A1 - インバータ駆動圧縮機の予熱運転方法およびその装置 - Google Patents

インバータ駆動圧縮機の予熱運転方法およびその装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a preheating operation method for raising the temperature of an inverter-driven compressor and an apparatus therefor.
  • Patent Document 1 describes that DC preheating is used for preheating a compressor. Further, Patent Document 2 describes that restrained energization (open-phase energization) is used for preheating the compressor.
  • the carrier frequency of the inverter since there is no description of changing the carrier frequency of the inverter, the same carrier frequency as in normal operation is employed.
  • the carrier frequency is set to be slightly higher in consideration of noise generation and the like.Therefore, when DC preheating is performed by the compressor driving motor, or when the compressor If the drive motor is immersed in the liquid refrigerant, the leakage current will inevitably increase As a result, there arises a disadvantage that the earth leakage breaker operates.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has been developed in a state where a compressor driving motor is immersed in lubricating oil and the compressor is not operated.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for preheating an inverter-driven compressor that can reduce leakage current when the drive motor is energized.
  • a method for preheating an inverter-driven compressor according to the present invention is directed to an inverter-driven compressor that operates using a motor supplied with output power of an inverter motor as a drive source, compresses refrigerant, and discharges the refrigerant into a circulation flow path.
  • the motor is energized by operating the inverter at a carrier frequency lower than during normal operation! ⁇ ⁇ .
  • the motor is energized in a state where the compressor is not operated. Therefore, even when the liquid coolant is dissolved in the lubricating oil, the possibility of damage is prevented beforehand to prevent the compressor from being damaged. Can be raised, and the refrigerant dissolved in the lubricating oil can be gasified. Further, even when the motor is immersed in the lubricating oil, the carrier frequency is lowered, so that the leakage current can be reduced, and the occurrence of the inconvenience that the leakage breaker malfunctions can be suppressed. .
  • the carrier frequency lower than that during normal operation may be a carrier frequency lower than the carrier frequency when generating the cooling or heating rated capacity, or the 1Z2 capacity of the cooling or heating rated capacity.
  • the frequency of the compressor may be lower than the carrier frequency, and the rotation speed of the compressor may be lower than the highest carrier frequency in the range of 10 rps to 120 rps. .
  • a preheating operation device for an inverter-driven compressor is an inverter-driven compressor that operates using a motor to which the output power of an inverter is supplied as a drive source, compresses refrigerant, and discharges the refrigerant into a circulation flow path.
  • energization control means for energizing the motor by operating the inverter at the carrier frequency.
  • the carrier frequency lower than that in the normal operation may be a carrier frequency lower than the carrier frequency when generating the cooling or heating rated capacity, or the 1Z2 capacity of the cooling or heating rated capacity.
  • the frequency of the compressor may be lower than the carrier frequency, and the rotation speed of the compressor may be lower than the highest carrier frequency in the range of 10 rps to 120 rps. .
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a main part of an air conditioner outdoor unit to which a stagnation detecting method and a starting method of an inverter-driven compressor according to the present invention are applied.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a compressor control unit in detail.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a compressor.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a residual heat treatment of the inverter-driven compressor.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a leakage current-carrier frequency characteristic.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a main part of an air conditioner outdoor unit to which a method for preheating an inverter-driven compressor according to the present invention is applied.
  • the air conditioner outdoor unit receives a compressor 1 having a motor 11 as a drive source and an AC power supply (preferably, a three-phase AC power supply) 2, performs predetermined processing, and supplies drive power to the motor 11.
  • Supply It has a compressor control unit 3.
  • the compressor control unit 3 performs a three-phase AC by performing a predetermined switching operation with a DC power source 31 such as a converter having the AC power source 2 as an input and a DC power source 31 as an input.
  • a three-phase inverter 32 that outputs power and supplies it to the motor 11 as drive power, a resistor 33 connected between the DC power supply 31 and the three-phase inverter 32, a voltage and a resistance output from the DC power supply 31
  • a predetermined process is performed using the current detected by using the 33 as an input (for example, a determination is made as to whether the open-phase operation or the normal operation is to be performed), and the three-phase inverter 32 It has a microcomputer 34 for outputting a control signal (inverter switching signal).
  • the compressor 1 has a compression mechanism 12 and a motor 11 as a drive source inside a compressor casing 13 having a refrigerant discharge pipe 14 and a refrigerant suction pipe 15, as shown in FIG. 3, for example. ing.
  • Reference numeral 16 denotes a terminal for supplying power to the motor 11.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a preheat treatment of the inverter-driven compressor.
  • step SP1 if the compressor is operated !, the carrier frequency of the inverter is set to the first carrier frequency during normal operation. Then, if the compressor is stopped in step SP2, in step SP3, the carrier frequency of the inverter is set to a second carrier frequency lower than the first carrier frequency, and the open-phase energization is performed. To preheat. Then, when a compressor start command is input, the compressor is started in step SP4.
  • completion of the preheating of the compressor can be detected by temperature detection, open-phase energization time detection, or the like.
  • the carrier frequency of the inverter included in the compressor drive unit 3 is changed to the carrier frequency during normal operation. Since the frequency is set lower than the frequency, reduce the leakage current as shown in Fig. 5. Can be
  • a leakage current of 1 mA or less which is a leakage standard of the Electrical Appliance and Material Safety Law, which is preferably set to about 300 Hz or less.
  • the process of the flowchart of FIG. 4 may be performed when the power of the outdoor unit is turned on. However, even in the case of the normal operation and the compressor operation command is supplied, the process of FIG. The processing of the flowchart may be performed.

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Abstract

【課題】　圧縮機を動作させない状態で圧縮機駆動用モータに通電させる場合における漏れ電流を低減する。 【解決手段】　インバータのキャリア周波数を通常運転時よりも低く設定してモータに欠相通電する。

Description

インバータ駆動圧縮機の予熱運転方法およびその装置
技術分野
[0001] この発明は、インバータ駆動圧縮機を昇温させるための予熱運転方法およびその 装置に関する。
背景技術
[0002] 従来から、圧縮機が冷却された状態で起動されると、潤滑油中に多量の液冷媒が 溶け込み、潤滑油が希薄になって圧縮機の破損を招くおそれがあることが知られて いる。
[0003] そして、圧縮機の破損を防止するために、圧縮機に印加される電圧及び電流を検 出して、この値から圧縮機のモータ卷線の抵抗値を算出し、抵抗値の温度特性を利 用して圧縮機の現在温度を算出し、現在温度が所定温度以下になったとき圧縮機の 予熱を行うことが提案されて 、る (特開平 5 - 288411号公報参照
) o
[0004] また、外気温度が、圧縮機に冷媒が寝込む可能性がある第 1の設定温度以下であ り、かつインバータ等用の放熱器温度が、インバータが駆動していないと想定できる 第 2の設定温度以下である場合に、圧縮機駆動用モータの卷線に拘束通電 (欠相通 電)を行うことが提案されて ヽる（特開 2000 - 292014号公報参照)。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 特許文献 1は、圧縮機の予熱に直流予熱を用いることを記載している。また、特許 文献 2は、圧縮機の予熱に拘束通電 (欠相通電)を用いることを記載して 、る。
しかし、インバータのキャリア周波数を変更することは全く記載されていないので、通 常運転時と同じキャリア周波数を採用することになる。そして、キャリア周波数は、騒 音発生などを考慮して力なり高めに設定されているので、圧縮機駆動用モータにより 直流予熱を行い、または圧縮機駆動用モータに対する拘束通電を行う場合に、圧縮 機駆動用モータが液冷媒に浸力つた状態であれば、必然的に漏れ電流が力なり大 きくなり、漏電ブレーカーが動作してしまうという不都合が生じる。
[0006] この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、圧縮機駆動用モータが潤 滑油に浸カゝつた状態にぉ ヽて、圧縮機を動作させな ヽ状態で圧縮機駆動用モータ に通電させる場合における漏れ電流を低減できるインバータ駆動圧縮機の予熱運転 方法およびその装置を提供することを目的として!/ヽる。
課題を解決するための手段
[0007] この発明のインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法は、インバータカ の出力電力 が供給されるモータを駆動源として動作し、冷媒を圧縮して循環流路に吐出するイン バータ駆動圧縮機において、
圧縮機を動作させな!/ヽ状態で、かつ通常運転時よりも低!ヽキャリア周波数でインバー タを動作させて、モータに通電する方法である。
[0008] この場合には、圧縮機を動作させない状態でモータに通電するのであるから、液冷 媒が潤滑油に溶け込んでいる場合であっても、破損のおそれを未然に防止して圧縮 機を昇温させることができ、潤滑油に溶け込んでいた冷媒をガス化することができる。 また、モータが潤滑油に浸力つている状態であっても、キャリア周波数を低くするので 、漏れ電流を低減することができ、漏電ブレーカーが誤動作してしまうという不都合の 発生を抑制することができる。
[0009] ただし、通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房または暖房定格能力を発生 する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数であってもよぐまた、冷房または暖 房定格能力の 1Z2の能力を発生する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数 であってもよぐまた、圧縮機の回転数が 10rps〜120rpsの間で、最も高いキャリア 周波数よりも低!、キャリア周波数であってもよ 、。
[0010] この発明のインバータ駆動圧縮機の予熱運転装置は、インバータカ の出力電力 が供給されるモータを駆動源として動作し、冷媒を圧縮して循環流路に吐出するイン バータ駆動圧縮機において、
圧縮機を動作させな!/ヽ状態で、かつ通常運転時よりも低!ヽキャリア周波数でインバー タを動作させて、モータに通電する通電制御手段を含むものである。
[0011] この場合には、圧縮機を動作させない状態でモータに通電するのであるから、液冷 媒が潤滑油に溶け込んでいる場合であっても、破損のおそれを未然に防止して圧縮 機を昇温させることができ、潤滑油に溶け込んでいた冷媒をガス化することができる。 また、モータが潤滑油に浸力つている状態であっても、キャリア周波数を低くするので 、漏れ電流を低減することができ、漏電ブレーカーが誤動作してしまうという不都合の 発生を抑制することができる。
[0012] ただし、通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房または暖房定格能力を発生 する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数であってもよぐまた、冷房または暖 房定格能力の 1Z2の能力を発生する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数 であってもよぐまた、圧縮機の回転数が 10rps〜120rpsの間で、最も高いキャリア 周波数よりも低!、キャリア周波数であってもよ 、。
発明の効果
[0013] モータが潤滑油に浸力つている状態であっても、漏れ電流を低減することができ、 漏電ブレーカーが誤動作してしまうという不都合の発生を抑制することができる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]この発明のインバータ駆動圧縮機の寝込検知方法、起動方法が適用される空 調機室外機の主要部の構成を示す概略ブロック図である。
[図 2]圧縮機制御部の構成を詳細に示すブロック図である。
[図 3]圧縮機の構成を示す縦断面図である。
[図 4]インバータ駆動圧縮機の余熱処理の一例を説明するフローチャートである。
[図 5]漏れ電流一キャリア周波数特性の一例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、添付図面を参照して、この発明のインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法お よびその装置の実施の形態を詳細に説明する。
[0016] 図 1はこの発明のインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法が適用される空調機室外 機の主要部の構成を示す概略ブロック図である。
[0017] この空調機室外機は、モータ 11を駆動源とする圧縮機 1と、交流電源 (好ましくは、 三相交流電源） 2を入力とし、所定の処理を行ってモータ 11に駆動電力を供給する 圧縮機制御部 3とを有して ヽる。
[0018] 前記モータ 11としては、三相同期モータなど、種々の構成のものが採用可能である
[0019] 前記圧縮機制御部 3は、図 2に示すように、交流電源 2を入力とするコンバータなど の直流電源 31と、直流電源 31を入力として所定のスイッチング動作を行うことにより 3 相交流電力を出力して駆動電力としてモータ 11に供給する 3相インバータ 32と、直 流電源 31と 3相インバータ 32との間に接続された抵抗 33と、直流電源 31から出力さ れる電圧、および抵抗 33を用いて検出される電流を入力として所定の処理を行 ヽ（ 例えば、欠相運転を行わせるか、通常運転を行わせるかの判定などを行い）、 3相ィ ンバータ 32の各トランジスタに対する制御信号 (インバータスイッチング信号)を出力 するマイクロコンピュータ 34とを有して!/、る。
[0020] 前記圧縮機 1は、例えば図 3に示すように、冷媒吐出管 14および冷媒吸入管 15を 有する圧縮機ケーシング 13の内部に圧縮機構部 12と駆動源としてのモータ 11とを 有している。なお、 16はモータ 11に給電するためのターミナルである。
[0021] 図 4はインバータ駆動圧縮機の予熱処理の一例を説明するフローチャートである。
[0022] ステップ SP1にお 、て、圧縮機が運転されて!、る場合には、インバータのキャリア周 波数を通常運転時の第 1キャリア周波数に設定する。そして、ステップ SP2において 、圧縮機が運転停止されれば、ステップ SP3において、インバータのキャリア周波数 を第 1キャリア周波数よりも低い第 2キャリア周波数に設定し、かつ欠相通電を行うこと により、圧縮機を予熱する。そして、圧縮機の起動指令が入れば、ステップ SP4にお いて、圧縮機を起動する。
[0023] ここで、圧縮機の予熱の完了は、温度検出、欠相通電時間検出などによって検出 することが可能である。
[0024] したがって、図 4のフローチャートの処理を行えば、圧縮機の起動に先立って必ず 欠相通電による予熱を行うので、圧縮機を昇温させて力も起動することができる。
[0025] そして、図 4の実施形態にぉ 、て、回転しな 、ようにモータに通電する処理にお ヽ て、圧縮機駆動部 3に含まれるインバータのキャリア周波数を、通常運転時のキャリア 周波数よりも低く設定するのであるから、図 5に示すように、漏れ電流を低減すること ができ、
回転しな 、ようにモータに通電する処理を行って!/、る間に漏電ブレーカーが動作し てしまうと!、う不都合を未然に防止することができる。
[0026] 具体的には、約 300Hz以下に設定することが好ましぐ電気用品安全法の漏電基 準である 1mA以下の漏れ電流を実現することができる。
[0027] 上記において、室外機の電源が投入された場合に図 4のフローチャートの処理を 行ってもよいが、通常運転時であって、圧縮機運転指令が供給された場合にも図 4 のフローチャートの処理を行ってもよ 、。

Claims

請求の範囲
[1] インバータカ の出力電力が供給されるモータ（11)を駆動源として動作し、冷媒を 圧縮して循環流路に吐出するインバータ駆動圧縮機（1)において、
圧縮機（1)を動作させない状態で、かつ通常運転時よりも低いキャリア周波数でイン バータを動作させて、モータ（11)に通電する
ことを特徴とするインバータ駆動圧縮機の予熱運転方法。
[2] 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房または暖房定格能力を発生する際の キャリア周波数よりも低 、キャリア周波数である請求項 1に記載のインバータ駆動圧 縮機の予熱運転方法。
[3] 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房または暖房定格能力の 1Z2の能力を 発生する際のキャリア周波数よりも低 、キャリア周波数である請求項 1に記載のイン バータ駆動圧縮機の予熱運転方法。
[4] 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、圧縮機の回転数が 10rps〜120rpsの間で
、最も高 、キャリア周波数よりも低 、キャリア周波数である請求項 1に記載のインバー タ駆動圧縮機の予熱運転方法。
[5] インバータカ の出力電力が供給されるモータ（11)を駆動源として動作し、冷媒を 圧縮して循環流路に吐出するインバータ駆動圧縮機（1)において、
圧縮機（1)を動作させない状態で、かつ通常運転時よりも低いキャリア周波数でイン バータを動作させて、モータ（11)に通電する通電制御手段を含む
ことを特徴とするインバータ駆動圧縮機の予熱運転装置。
[6] 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房または暖房定格能力を発生する際の キャリア周波数よりも低いキャリア周波数である請求項 5に記載のインバータ駆動圧 縮機の予熱運転装置。
[7] 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、冷房または暖房定格能力の 1Z2の能力を 発生する際のキャリア周波数よりも低いキャリア周波数である請求項 5に記載のイン バータ駆動圧縮機の予熱運転装置。
[8] 通常運転時よりも低いキャリア周波数は、圧縮機の回転数が 10rps〜120rpsの間で 、最も高 、キャリア周波数よりも低 、キャリア周波数である請求項 5に記載のインバー タ駆動圧縮機の予熱運転装置,
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