WO2017042949A1 - 圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機及びその故障予知・検知方法 - Google Patents

圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機及びその故障予知・検知方法 Download PDF

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pulsation
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air conditioner
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修平 多田
長橋　克章
内藤　宏治
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ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー（ホンコン）リミテッド
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    • F25B2700/151—Power, e.g. by voltage or current of the compressor motor

Definitions

  • the present invention relates to a failure prediction / detection means and a failure prediction / detection method for a compressor provided in a refrigeration apparatus or an air conditioner.
  • Patent Document 1 there is Patent Document 1 as background art of the present invention.
  • an instantaneous current or an instantaneous voltage applied to the compressor is detected, the internal state of the compressor, in particular, a motor driving torque is estimated based on the detected value, lubrication failure, liquid compression, and the like are estimated. It is described that prediction and diagnosis are performed.
  • a refrigeration apparatus such as an air conditioner, that constitutes a refrigeration cycle from a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator
  • the inability to operate due to a compressor failure greatly impairs user comfort.
  • a refrigeration apparatus such as a refrigerator that controls the temperature of an object
  • the inoperability of the refrigeration apparatus due to a compressor failure leads to damage of the object, and the economic loss is not small. Therefore, for stable operation of the air conditioner and the refrigeration apparatus, it is important in the air conditioning of the person and the object to detect and maintain the failure before the compressor becomes inoperable.
  • One of the means to achieve stable operation of air conditioners and refrigeration systems is to detect compressor failure early and avoid sudden inoperability for users.
  • an air conditioner that constitutes a refrigeration cycle from an air conditioner, a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator
  • the compressor abnormality is detected at an early stage or It is difficult to detect.
  • the present invention provides an air conditioner equipped with a compressor failure prediction / detection means and a failure prediction / detection method thereof that solves the above-described problems of the prior art and enables early detection of compressor abnormality. It is to provide.
  • the failure prediction / detection means of the compressor of the control unit includes a current detection unit that detects a drive current that drives the compressor, and a drive current detected by the current detection unit.
  • a pulsation detection unit that detects pulsation and an abnormality determination unit that predicts or detects a compressor failure based on the magnitude and duration of the pulsation of the drive current detected by the pulsation detection unit.
  • the control part which controls a compressor.
  • the drive current that drives the compressor is detected by the current detector
  • the pulsation of the drive current detected by the current detector is detected by the pulsation detector
  • the abnormality determination unit predicts or detects a compressor failure.
  • the present invention relates to an air conditioner having a function of predicting and detecting a compressor failure.
  • an embodiment of the present invention in a refrigeration cycle of an air conditioner is shown.
  • a refrigeration apparatus constituted by a refrigeration cycle including a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator.
  • Fig. 1 shows a typical refrigeration cycle of the air conditioner 1.
  • the air conditioner 1 includes an outdoor unit 10 and an indoor unit 30, which are connected by a gas connection pipe 2 and a liquid connection pipe 3.
  • the outdoor unit 10 includes a compressor 11, a four-way valve 12, an outdoor heat exchanger 13, an outdoor fan 14, an outdoor expansion valve 15, an accumulator 20, a compressor suction pipe 16, a gas refrigerant pipe 17, A control unit 4 is provided.
  • the compressor 11 and the accumulator 20 are connected by a compressor suction pipe 16, and the four-way valve 12 and the accumulator 20 are connected by a refrigerant pipe 17.
  • Compressor 11 compresses the refrigerant and discharges it to the piping.
  • the outdoor heat exchanger 13 exchanges heat between the refrigerant and the outside air.
  • the outdoor blower 14 supplies outside air to the outdoor heat exchanger 13.
  • the outdoor expansion valve 15 depressurizes the refrigerant to a low temperature.
  • the accumulator 20 is provided to store the liquid return at the time of transition, and adjusts the refrigerant to an appropriate dryness.
  • the indoor unit 30 includes an indoor heat exchanger 31, an outdoor blower 32, and an indoor expansion valve 33.
  • the indoor heat exchanger 31 exchanges heat between the refrigerant and the inside air.
  • the outdoor blower 32 supplies outside air to the outdoor heat exchanger 31.
  • the indoor expansion valve 33 can change the flow rate of the refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 31 by changing the throttle amount.
  • a solid line arrow in FIG. 1 indicates the flow of the refrigerant in the cooling operation of the air conditioner 1.
  • the four-way valve 12 causes the discharge side of the compressor 11 and the outdoor heat exchanger 13 to communicate with each other and the accumulator 20 and the gas connection pipe 2 to communicate with each other, as indicated by a solid line.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed and discharged from the compressor 11 flows into the outdoor heat exchanger 13 via the four-way valve 12 and is cooled and condensed by the outdoor air blown by the outdoor blower 14.
  • the condensed liquid refrigerant passes through the outdoor expansion valve 15 and the liquid connection pipe 3 and is sent to the indoor unit 30.
  • the liquid refrigerant that has flowed into the indoor unit 30 is decompressed by the indoor expansion valve 33, becomes a low-pressure low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant, and flows into the indoor heat exchanger 31.
  • the gas-liquid two-layer liquid refrigerant is heated and evaporated by the indoor air blown by the indoor blower 32 to become a gas refrigerant.
  • the room air is cooled by the latent heat of vaporization of the refrigerant, and the cool air is sent into the room.
  • the gas refrigerant is returned to the outdoor unit 10 through the gas connection pipe 2.
  • the gas refrigerant returned to the outdoor unit 10 passes through the four-way valve 12 and the gas refrigerant pipe 17 and flows into the accumulator 20.
  • a series of refrigeration cycles is formed by adjusting to a predetermined refrigerant clearance by the accumulator 20, sucking into the compressor 11 via the compressor suction pipe 16, and compressing again by the compressor 11.
  • the dotted arrows in FIG. 1 indicate the refrigerant flow in the heating operation of the air conditioner 100.
  • the four-way valve 12 causes the discharge side of the compressor 11 and the gas connection pipe 2 to communicate with each other and the accumulator 20 and the outdoor heat exchanger 13 communicate with each other, as indicated by a dotted line.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed and discharged from the compressor 11 passes through the gas connection pipe 2 and the four-way valve 12 and is sent to the indoor unit 30.
  • the gas refrigerant that has flowed into the indoor unit 30 flows into the indoor heat exchanger 31, and the refrigerant is cooled and condensed by the indoor air blown by the indoor blower 32 to become high-pressure liquid refrigerant.
  • the room air is heated by the refrigerant, and the warm air is sent into the room.
  • the liquefied refrigerant passes through the indoor expansion valve 33 and the liquid connection pipe 3 and is returned to the outdoor unit 10.
  • the liquid refrigerant that has returned to the outdoor unit 10 is decompressed by a predetermined amount by the outdoor expansion valve 15, enters a low-temperature gas-liquid two-phase state, and flows into the outdoor heat exchanger 13.
  • the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 13 exchanges heat with the outdoor air blown by the outdoor blower 14, and becomes a low-pressure gas refrigerant.
  • the gas refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 13 flows into the accumulator 20 through the four-way valve 12 and the gas refrigerant pipe 17, is adjusted to a predetermined refrigerant clearance by the accumulator 20, is sucked into the compressor 11, and again A series of refrigeration cycles is formed by compressing the compressor 11.
  • FIG. 2 shows an internal structure diagram of a high-pressure chamber type scroll compressor as a representative example of the compressor 11 used in the refrigeration cycle of the air conditioner described above.
  • the scroll compressor 11 includes a pressure vessel 103 provided with a suction pipe 101 and a discharge pipe 102.
  • a discharge pressure chamber 103 a is formed by the pressure vessel 103.
  • an electric motor 104 having a stator 1041 and a rotor 1042 and a compression mechanism 105 are housed, and refrigeration oil 116 is stored in the lower part.
  • the pressure vessel 103 is supported by a pedestal 115.
  • the compression mechanism unit 105 includes a fixed scroll 106 having a spiral gas passage and a turning scroll 108 having a spiral wrap 107.
  • the orbiting scroll 108 is disposed so as to be movable relative to the fixed scroll 106, and the compression chamber 109 is formed by engaging the fixed scroll 106 and the orbiting scroll 108 with each other.
  • the orbiting scroll 108 is connected to an Oldham ring (not shown) that revolves while preventing its rotation, and is connected to an eccentric portion 111 of the crankshaft 110 that is rotationally driven by the electric motor 104.
  • the fixed scroll 106 is formed with a discharge port 106a.
  • the air conditioner 1 is configured such that the outdoor unit 10 and the indoor unit 30 are connected by the refrigerant pipe 2 and the liquid connection pipe 3 to form a refrigeration cycle and perform air conditioning.
  • the outdoor unit 10 of the air conditioner 1 includes a compressor 11 that compresses the refrigerant to a high temperature and a high pressure, a compressor motor 104 that rotationally drives the compressor 11, the outdoor unit 10, and the indoor unit 30. And a control unit 4 (control means) for detecting the abnormality of the compressor motor 104 and controlling the compressor motor 104 so that the compressor motor 104 can be rotated freely at a desired rotational speed.
  • the control unit 4 includes a current detection unit 5 (current detection unit) that detects an output current of the compressor motor 104 and a compression unit as means for predicting and detecting a failure (abnormality) of the compressor motor 104.
  • a phase detector 6 phase detector
  • a motor rotation speed detector 7 rotation speed detector
  • the phase detection unit 6 receives the information dq-converted by the dq conversion unit 53 of the current detection unit 5 and extracts ⁇ dc as d-axis phase information, and this d-axis phase extraction unit 61.
  • a mechanical angle phase calculating unit that calculates ⁇ r of the mechanical angle phase using information of ⁇ dc extracted by the axial phase extracting unit 61, and outputs the calculated mechanical angle phase information to the pulsation detecting unit 8.
  • the pulsation detection unit 8 detects a pulsation of the current value of the compressor motor 104 (hereinafter referred to as a motor current value) from the detection results of the current detection unit 5 and the phase detection unit 6.
  • FIG. 4C is a diagram illustrating a configuration example of the pulsation detecting unit 8.
  • the current detection unit 5 detects the three-phase output current (Iu, Iv, Iw) from the compressor motor 104 in the current calculation unit 51 with the configuration shown in FIG. 4A. Specifically, the current flowing through the DC portion of the inverter (not shown) that drives the compressor motor 104 is measured from the voltage generated at both ends of the shunt resistor (not shown). Then, the motor current (Iu, Iv, Iw) is derived by the current calculation unit 51.
  • the motor current (Iu, Iv, Iw) can be detected by various methods such as connecting a resistor having a small resistance value to the motor current output section, detecting from the voltage applied to the resistor, and detecting by a current sensor. There is.
  • the mechanical angle phase ⁇ r which is the second input value of the pulsation detecting unit 8, is calculated from ⁇ dc. It is shown in the following equation (Equation 2).
  • ⁇ r ⁇ dc / number of pole pairs (Equation 2)
  • ⁇ r is calculated by integrating ⁇ r.
  • a pulsation component is extracted from the two input q-axis current feedback values and the mechanical angle phase ⁇ r.
  • the calculation unit 81 calculates sin ⁇ r and cos ⁇ r from the mechanical angle phase ⁇ r input from the phase detection unit 5 by a sin and cos calculation, and a q-axis current feedback value input from the current detection unit 5 and a multiplier. High frequency components are removed by multiplying by 811 and 812 and performing first-order lag filter processing by the filter processing unit 82.
  • the time constant T of the first-order lag filter processing processed by the filter processing unit 82 is set by simulation so that the period of torque pulsation can be extracted based on a test by an actual machine. That is, in order to set the time constant T for the filter process, the time constant T for the filter process needs to be larger than the pulsation period in order to extract the pulsation component. Set a larger time constant.
  • the multipliers 821 and 822 multiply sin ⁇ r and cos ⁇ r again, add the multiplied results by the adder 823, and pulsate by the adjustment gain K in the gain adjustment period 83.
  • the components By adjusting the components, only the components that pulsate with the period of the mechanical angle phase ⁇ r can be extracted.
  • FIG. 4C shows an example in which Ts is 500 ⁇ s and Ta is 500 ms.
  • FIG. 5 is a waveform diagram showing the pulsation of the current detected by the current detector 5 when an abnormality occurs inside the compressor 11 of the air conditioner 1 and a touching load is generated.
  • Abnormalities in which a contact load is generated inside the compressor 11 include damage to the bearing 112 or 113 that supports the rotation mechanism of the compressor 11, liquid compression in the compression chamber 109, and contact portions in the compression mechanism section. There is poor lubrication.
  • a curve 50a shown in FIG. 5 shows a current value waveform in a normal state detected by the current detection unit 5, and a curve 50b shows a current value waveform when the compressor is abnormal.
  • the current detector 5 shown in FIG. 3 detects the current of the compressor motor 104 at a constant sampling period.
  • the torque fluctuation of the compressor motor 104 becomes larger than that in the normal state, and this also occurs in the applied current of the compressor motor 104. Therefore, as shown by the curve 50b in FIG. 5, the pulsating value for current average value Im (or amplitude) Ia is larger than the pulsation value Ia 0 of the normal. As the rotation speed of the compressor motor 104 increases, the applied current also increases, so the current average value Im also increases. Therefore, the abnormality of the compressor 11 can be accurately detected not by the current average value but by the current pulsation value Ia.
  • FIG. 6 shows threshold values Ia1 and Ia2 when a compressor abnormality is detected from the current pulsation value.
  • the threshold values Ia1 and Ia2 are preferably set in advance from a test of a normal compressor and a compressor in which an abnormality in the compressor is observed.
  • Ia1 exceeds a certain time (T1), it corresponds to the initial stage of abnormality, so that the operation can be continued within a predetermined time just by notifying the user of the compressor abnormality.
  • T1 a certain time
  • the operation of the compressor that detected the abnormality is stopped by the air conditioner control unit, and the refrigeration capacity is reduced by the operation of other compressors. It is desirable to ensure.
  • Ia1 is effective in detecting an event in which abnormality gradually proceeds in proportion to the compressor operation time, such as bearing damage.
  • the abnormality determination unit 9 corresponds to a state in which an abnormality such as damage to the bearing 112 or 113 in the compressor 11 is progressing, and it is determined that an abnormality has occurred in the compressor 11, and the abnormality information output unit 91 It is desirable to stop the compressor 11 based on this warning.
  • FIG. 4D shows the configuration of the abnormality determination unit 9 that determines the abnormality of the compressor 11 described above.
  • the abnormality determination unit 9 includes a storage unit 91 that stores threshold values Ia1 and Ia2 in advance, and stores information on the current pulsation value Ia output from the pulsation detection unit 8 and Ia1 stored in the storage unit.
  • First comparison unit 92 for comparison
  • second comparison unit 93 for comparing information of current pulsation value Ia output from pulsation detection unit 8 and Ia2 stored in storage unit 91
  • first comparison unit And an abnormality information output unit 94 that receives information compared by the second comparison unit 93 and outputs abnormality information.
  • Fig. 7 shows a graph of torque change during one rotation of the orbiting scroll in the scroll compressor.
  • the scroll compressor in the refrigerant compression process, the refrigerant sucked into the inside of the compression chamber is compressed as the compression chamber volume is sequentially reduced with the rotation of the orbiting scroll as described above.
  • the torque changes while the orbiting scroll makes one revolution due to the refrigerant gas load.
  • the thresholds Ia1 and Ia2 of the current pulsation value Ia described with reference to FIG. 6 are set by considering the current pulsation associated with the refrigerant compression and the like. It becomes possible to detect abnormality of the compressor with high accuracy.
  • a rotary type compressor is often used as the compressor of the air conditioner 1. Similar to the scroll type, the rotary type compressor also includes a positive displacement compression mechanism, and the volume of the compression chamber is changed by the rotating rolling piston to compress the refrigerant.
  • the rotary type compressor there is a two-cylinder type having two compression chambers in addition to a one-cylinder type having one compression chamber. When there are two compression chambers, the compression process is shifted 180 degrees in one rotation of the compressor motor.
  • FIG. 8 shows a schematic diagram of changes in torque during one rotation of the compression motor in the rotary compressor.
  • a curve 51a indicates a change in torque of a single cylinder type
  • a curve 51b indicates a change in torque of a two cylinder type.
  • the curve 51b in the 2-cylinder type, since the compression process is shifted by 180 degrees, a torque change for two cycles appears during one rotation of the compressor motor. Therefore, current pulsation is observed even in a normal compressor in the secondary component with respect to the rotational speed of the compressor motor. Therefore, the component of the current pulsation value existing in a normal compressor differs depending on the structure of the compressor. Considering the above, by setting the threshold values Ia1 and Ia2 of the current pulsation value, it is possible to detect the abnormality of the compressor of the air conditioner with higher accuracy.
  • the abnormality determination processing flow in the abnormality determination unit 9 will be described with reference to FIG. First, after starting the operation of the compressor 11, the current pulsation value Ia output from the pulsation detection unit 8 receiving the outputs from the current detection unit 5 and the phase detection unit 6 is input (S901). Next, it is confirmed that the current pulsation value Ia has been input (S902). If the current pulsation value Ia has not been input (NO in S902), the process is terminated. When the current pulsation value Ia is input (YES in S902), the input current pulsation value Ia is compared with the threshold value Ia1 stored in the storage unit 91 in advance (S902).
  • the current calculation unit 51 detects the motor current (S1001), and the ⁇ conversion unit 52 performs ⁇ ⁇ ⁇ conversion using the detection result (
  • the dq conversion unit 53 performs dq conversion on the conversion result (S1003), and the filter processing unit 54 performs filter processing on the dq conversion result to calculate the q-axis current feedback value IqFb ( S1004).
  • the result of the dq conversion by the dq conversion unit 53 in S1003 is also input to the phase detection unit 6, and the d-axis phase extraction unit 61 extracts ⁇ dc and the mechanical angle phase calculation unit 62 calculates the mechanical angle phase ⁇ r. (S1005).
  • the information of the pulsation component Ia extracted by the pulsation detection unit 8 is input to the abnormality determination unit 9, and the abnormality is predicted and detected by the processing flow described with reference to FIG.
  • the present invention it is possible to perform failure prediction of a compressor provided in an air conditioner and detection at an initial stage of failure. As a result, the air conditioner can be used stably without causing the operation stop of the air conditioner due to the failure of the compressor.

Abstract

空気調和機に備えられた圧縮機の故障予知・検知を行うために、熱交換器と、圧縮機と、前記熱交換器と前記圧縮機とを接続する配管と、圧縮機を制御すると共に圧縮機の故障予知・検知手段を有する制御部とを備えた空気調和機において、制御部の圧縮機の故障予知・検知手段は、圧縮機を駆動する駆動電流を検出する電流検出部と、電流検出部で検出した駆動電流の脈動を検出する脈動検出部と、脈動検出部で検出した駆動電流の脈動の大きさと継続時間とに基づいて圧縮機の故障を予知又は検知する異常判定部とを備えて構成した。

Description

圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機及びその故障予知・検知方法
　本発明は、冷凍装置や空気調和装置に備えられた圧縮機の故障予知・検知手段及びその故障予知・検知方法に関する。
　本発明の背景技術として、特許文献１が有る。特許文献１には、圧縮機に加わる瞬時電流もしくは瞬時電圧を検出し、この検出値により圧縮機内部状態、特にモータ駆動トルクを推定し、潤滑不良や液圧縮等を推定し、圧縮機の故障予知及び診断を行うことが記載されている。
特開２００８－３８９１２号公報
　圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器から冷凍サイクルを構成する冷凍装置、例えば空気調和機において、圧縮機の故障による運転不能は使用者の快適性を大きく損なってしまう。
また、物の温調を行う冷凍機のような冷凍装置においては圧縮機の故障による冷凍装置の運転不能は、対象物の破損につながり経済的な損失が小さくない。そのため、空気調和機や冷凍装置の安定的な運転の為に、圧縮機が運転不能となる前に故障を検知し、保全を行うことは、対人及び対物の空気調和において重要である。
　空気調和機や冷凍装置の、安定的な運転を達成する手段の一つに、圧縮機の故障を早期に検知し利用者にとっての突発的な運転不能を回避することがある。
　特許文献１に記載されている構成では、圧縮機に加わる瞬時電流もしくは瞬時電圧を検出し、モータ駆動トルクを演算式により推定し、圧縮機内部状態推定装置で異常を検出している。しかし、特許文献1に記載されている構成では、圧縮機内部状態推定装置を必要とするため、圧縮機状態推定装置の為の制御基板を用意する必要があり、機械室内空間が限られる空気調和機の室外機では価格の面でも構造的な面でも難しい問題を抱えている。
　また、瞬時電流、瞬時電圧では、圧縮機の異常に伴う変化が、圧縮機故障度合いが顕著となるまで検知することが困難である。そのため、空気調和機や、圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器から冷凍サイクルを構成する冷凍装置（以下、これらを総称して空気調和機と記す）において、圧縮機異常を早期に検知又は検知することが困難である。
　本発明は、上記した従来技術の課題を解決して、圧縮機異常を早期に検知することを可能にする圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機及びその故障予知・検知方法を提供するものである。
　上記した課題を解決するために、本発明では、熱交換器と、圧縮機と、前記熱交換機と前記圧縮機とを接続する配管と、圧縮機を制御すると共に圧縮機の故障予知・検知手段を有する制御部とを備えた空気調和機において、制御部の圧縮機の故障予知・検知手段は、圧縮機を駆動する駆動電流を検出する電流検出部と、電流検出部で検出した駆動電流の脈動を検出する脈動検出部と、脈動検出部で検出した駆動電流の脈動の大きさと継続時間とに基づいて圧縮機の故障を予知又は検知する異常判定部とを備えて構成した。
　また、上記課題を解決するために、本発明では、熱交換器と、圧縮機と、熱交換機と圧縮機とを接続する配管と、圧縮機を制御する制御部とを備えた空気調和機における圧縮機の故障を予知及び検知する方法において、圧縮機を駆動する駆動電流を電流検出部で検出し、電流検出部で検出した駆動電流の脈動を脈動検出部で検出し、脈動検出部で検出した駆動電流の脈動の大きさと継続時間とに基づいて異常判定部で圧縮機の故障を予知又は検知するようにした。
　本発明により、圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機及びその故障予知・検知方法において、従来の電流や電圧絶対値による検出では困難であった、より早期に圧縮機の異常を検知することを達成し、空気調和機の計画的な保守や部品交換を実現し、空気調和機利用者の快適性や信頼性を高めることを可能にした。
本発明の実施例に係る空気調和機の冷凍サイクル構成を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る空気調和機の空気調和機に使用される圧縮機の内部構造を示す断面図である。 本発明の実施例に係る空気調和機に使用される圧縮機と制御部の概略の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る空気調和機に使用される制御部の電流検出部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る空気調和機に使用される制御部の位相検出部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る空気調和機に使用される制御部の脈動検出部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る空気調和機に使用される制御部の異常判定部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る空気調和機に使用される制御部の電流検出部で検出した電流の脈動を示す電流波形図である。 本発明の実施例に係る空気調和機に使用される制御部の脈動検出部で検出した電流の脈動を示す電流脈動値波形図である。 本発明の実施例に係る空気調和機でスクロール圧縮機を用いた場合の旋回スクロール１回転におけるトルクの変化を示すグラフである。 本発明の実施例に係る空気調和機でロータリ型圧縮機を用いた場合の電動機１回転中のトルク変化を示すグラフである。 本発明の実施例に係る空気調和機に使用される制御部の異常判定部における異常判定処理の流れを示すフロー図である。 本発明の実施例に係る空気調和機に使用される制御部における異常判定処理の流れを示すフロー図である。
　本発明は、圧縮機の故障を予知及び検知する機能を備えた空気調和機に関するものである。
　本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は原則として省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
　代表例として空気調和機の冷凍サイクルにおける本発明の実施例を示す。ただし、圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器からなる冷凍サイクルで構成される冷凍装置では同様の効果が発揮される。
　図１に代表的な空気調和機１の冷凍サイクルを示す。空気調和機１は、室外機１０と室内機３０を備え、それらの間をガス接続配管２と液接続配管３とで繋いでいる。
　室外機１０は、圧縮機１１と、四方弁１２と、室外熱交換器１３と、室外送風機１４と、室外膨張弁１５と、アキュムレータ２０と、圧縮機吸入配管１６と、ガス冷媒配管１７と,制御部４を有している。
　圧縮機１１とアキュムレータ２０とは圧縮機吸入配管１６により接続され、四方弁１２とアキュムレータ２０とは冷媒配管１７により接続されている。
　圧縮機１１は、冷媒を圧縮して配管に吐出する。四方弁１２を切り替えることで、冷媒の流れが変化し、冷房運転と暖房運転が切り替わる。室外熱交換器１３は、冷媒と外気の間で熱交換させる。室外送風機１４は、室外熱交換器１３に対し外気を供給する。室外膨張弁１５は、冷媒を減圧して低温にする。アキュムレータ２０は、過渡時の液戻りを貯留するために設けられており、冷媒を適度な乾き度に調整する。
　室内機３０は、室内熱交換器３１と、室外送風機３２と、室内膨張弁３３とを備える。室内熱交換器３１は、冷媒と内気の間で熱交換させる。室外送風機３２は、室外熱交換器３１に対し外気を供給する。室内膨張弁３３は、その絞り量を変化させることにより室内熱交換器３１を流れる冷媒の流量を変化させることが可能である。
　次に、空気調和機１における冷房運転について説明する。図１における実線の矢印は、空気調和機１の冷房運転における冷媒の流れを示している。冷房運転において四方弁１２は、実線で示すように、圧縮機１１の吐出側と室外熱交換器１３とを連通させ、アキュムレータ２０とガス接続配管２とを連通させる。
　そして、圧縮機１１より圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１２を経由して、室外熱交換器１３に流入し、室外送風機１４により送風された室外空気により冷却されて凝縮される。凝縮した液冷媒は、室外膨張弁１５および液接続配管３を通過して、室内機３０へ送られる。室内機３０に流入した液冷媒は、室内膨張弁３３で減圧され、低圧低温の気液二相冷媒になり室内熱交換器３１に流入する。室内熱交換器３１において、気液二層液冷媒は、室内送風機３２によって送風される室内空気により加熱されて蒸発し、ガス冷媒となる。この際に、室内空気が冷媒の蒸発潜熱により冷却され、冷風が室内に送られる。その後、ガス冷媒は、ガス接続配管２を通って、室外機１０に戻される。
　室外機１０に戻ったガス冷媒は、四方弁１２およびガス冷媒配管１７を通過し、アキュムレータ２０へと流入する。アキュムレータ２０で所定の冷媒かわき度に調整され、圧縮機吸入配管１６を介して圧縮機１１に吸入され、再度圧縮機１１で圧縮されることにより、一連の冷凍サイクルが形成される。
　次に、空気調和機１における暖房運転について説明する。図１における点線の矢印は、空気調和機１００の暖房運転における冷媒の流れを示している。暖房運転において四方弁１２は、点線で示すように、圧縮機１１の吐出側とガス接続配管２とを連通させ、アキュムレータ２０と室外熱交換器１３とを連通させる。
　そして、圧縮機１１より圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、ガス接続配管２および四方弁１２を通過して、室内機３０へ送られる。室内機３０に流入したガス冷媒は、室内熱交換器３１に流入し、室内送風機３２により送風された室内空気によって冷媒が冷却されて凝縮し、高圧の液冷媒となる。この際に、室内空気は冷媒によって加熱され、温風が室内に送られる。その後、液化した冷媒は、室内膨張弁３３および液接続配管３を通過して、室外機１０へと戻される。
　室外機１０へ戻った液冷媒は、室外膨張弁１５で所定量減圧されて、低温の気液二相状態となり、室外熱交換器１３に流入する。室外熱交換器１３に流入した冷媒は、室外送風機１４により送風された室外空気と熱交換し、低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器１３から流出したガス冷媒は、四方弁１２およびガス冷媒配管１７を通って、アキュムレータ２０に流入し、アキュムレータ２０で所定の冷媒かわき度に調整され、圧縮機１１に吸入され、再度圧縮機１１圧縮されることにより一連の冷凍サイクルが形成される。
　図２には、前述の空気調和機の冷凍サイクルに用いられる、圧縮機１１の代表例として高圧チャンバ方式のスクロール圧縮機の内部構造図を示す。スクロール型の圧縮機１１は、吸入パイプ１０１と吐出パイプ１０２とが設けられた圧力容器１０３を備える。圧力容器１０３により吐出圧室１０３ａが形成される。圧力容器１０３内には、固定子１０４１と回転子１０４２を有する電動機１０４と圧縮機構部１０５とが収容され、下部には冷凍機油１１６が貯留されている。圧力容器１０３は、台座１１５で支持されている。
　圧縮機構部１０５は、渦巻状のガス通路を有する固定スクロール１０６と、渦巻状ラップ１０７を有する旋回スクロール１０８とを備える。旋回スクロール１０８は、固定スクロール１０６に対して相対的に移動可能に配置され、固定スクロール１０６と旋回スクロール１０８とが互いにかみ合わさることにより圧縮室１０９が形成される。旋回スクロール１０８は、その自転を阻止しながら、公転運動させるオルダムリング（図示せず）に連結されるとともに、電動機１０４により回転駆動されるクランク軸１１０の偏心部分１１１に連結される。また、固定スクロール１０６には吐出口１０６ａが形成されている。
　電動機１０４の駆動により、クランク軸１１０を回転させ、旋回スクロール１０８を旋回させながら、吸入パイプ１０１から吸込んだ冷媒を圧縮室１０９に導入し、順次圧縮する。圧縮された冷媒は、固定スクロール１０６の吐出口１０６ａから吐出圧室１０３ａに排出される。
　また、クランク軸１１０は軸受１１２および軸受１１３によって支持されている。軸受１１３は支持部材１１４で圧力容器１０３に支持されている。冷媒圧縮機の圧縮機構、すなわちスクロール圧縮機での固定スクロールおよび旋回スクロールによって構成される圧縮室は寸法公差が小さく、軸受１１２及び１１３が潤滑油不足などにより損傷した場合、クランク軸１１０が偏心し、旋回スクロール１０７と固定スクロール１０６が通常設計値以上に接触し、かじりなどスムーズな圧縮工程を阻害し、ひどい場合には固渋し圧縮不能となる。したがって、軸受１１２及び１１３が損傷した段階でクランク軸が偏心することにより、触れ回り荷重が発生している。
　この触れ回り荷重が発生し始める初期段階では、異常振動や異常音の発生は感知し難く、また、電流の絶対値自身も変化が小さく、制御部での検知が困難である。しかし、この触れ回り荷重すなわちトルク変化が電動機の電流において脈動を発生させる。この電流脈動を計測することで圧縮機内部の異常を早期に検知可能である。
　以下、その電流脈動を計測することで圧縮機内部の異常を早期に検知可能にする、圧縮機の故障予知・検知手段及び圧縮機の故障予知・検知方法について説明する。
　空気調和機１は、図１にて前述のとおり、室外機１０と室内機３０が、冷媒配管２と液接続配管３により接続されて冷凍サイクルを構成し、空気調和を行うものである。
　図２に示すように、空気調和機１の室外機１０は、冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１を回転駆動する圧縮機電動機１０４と、室外機１０と室内機３０との全体の制御と圧縮機電動機１０４を所望の回転速度となるように回転自在に駆動制御するとともに圧縮機電動機１０４の異常を検出する制御部４（制御手段）と、を備える。
　図３に示すように、制御部４は、圧縮機電動機１０４の故障（異常）予知・検知する手段として、圧縮機電動機１０４の出力電流を検出する電流検出部５（電流検出手段）と、圧縮機電動機１０４の磁極位置を検出する位相検出部６（位相検出手段）と、圧縮機電動機１０４の回転速度を検出する電動機回転速度検出部７（回転速度検出手段）と、検出した圧縮機電動機１０４の電流値および磁極位置の情報に基づいて電流値の脈動を検出する脈動検出部８（脈動検出手段）と、検出した電流値の脈動および電動機回転速度に基づき圧縮機異常を判定する異常判定部９と、異常判定部９で異常と判定した情報を出力する異常情報出力部９１とを備えている。制御部４は、更に、室外機１０と室内機３０の全体を制御する回路(図示せず)や、圧縮機電動機１０４を駆動制御する回路(図示せず)も備えている。
　電流検出部５は、図４Ａに示すように、圧縮機電動機１０４に流れるモータ電流を求める電流演算部５１、求めたモータ電流をαβ変換するαβ変換部５２、αβ変換したデータをｄｑ変換するｄｑ変換部５３、ｄｑ変換した結果をフィルタ処理してｑ軸電流フィードバック値を算出するフィルタ処理部５４を備え、フィルタ処理部５４で算出したｑ軸電流フィードバック値を脈動検出部８へ出力する。
　位相検出部６は、図４Ｂに示すように、電流検出部５のｄｑ変換部５３でｄｑ変換した情報を入力してｄ軸位相情報としてθｄｃを抽出するｄ軸位相抽出部６１と、このｄ軸位相抽出部６１で抽出したθｄｃの情報を用いて機械角位相のθｒを算出する機械角位相算出部とを備え、算出した機械角位相情報を脈動検出部８へ出力する。
　脈動検出部８は、電流検出部５および位相検出部６の検出結果より圧縮機電動機１０４の電流値（以下、モータ電流値という）の脈動を検出する。
　図４Ｃは、脈動検出部８の構成例を示す図である。　
　まず、電流検出部５は、図４Ａに示した構成で、電流演算部５１において圧縮機電動機１０４からの三相の出力電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を検出する。具体的には、圧縮機電動機１０４を駆動するインバータ（図示省略）の直流部分に流れる電流をシャント抵抗（図示省略）の両端に発生する電圧から測定する。そして、電流演算部５１によって、モータ電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を導出する。なお、モータ電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の検出方法には、モータ電流の出力部に抵抗値の小さい抵抗を接続し、その抵抗にかかる電圧からの検出や、電流センサによる検出等様々な方法がある。
　検出したモータ電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を、αβ変換部５２とｄｑ変換部５３で次式（１）に従って、αβ変換、ｄｑ変換の順に変換し、その結果をフィルタ処理部５４で１次遅れフィルタ処理することで、脈動検出部８の入力値となる、ｑ軸電流フィードバック値を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　（数１）において、ｄｑ変換部５３でｄｑ変換時に用いるθdcは、ｄ軸位相であり、圧縮機電動機１０４の磁極位置を示す。
　脈動検出部８の二つ目の入力値である機械角位相θrは、θdcをから算出する。次式（数２）に示す。
　Δθr＝Δθdc／極対数　・・・（数２）

　θrは、Δθrを積算し算出する。上記の２つの入力ｑ軸電流フィードバック値、機械角位相θrから脈動成分を抽出する。
　図４Ａに示すように、位相検出部５から入力した機械角位相θrから演算部８１で　　ｓｉｎ、ｃｏｓ演算によりｓｉｎθr、ｃｏｓθrを算出し、電流検出部５から入力したｑ軸電流フィードバック値と乗算器８１１と８１２とでそれぞれかけ合わせ、フィルタ処理部８２で１次遅れフィルタ処理を行うことで、高周波成分を除去する。
　ここで、フィルタ処理部８２で処理する１次遅れフィルタ処理の時定数Ｔの設定には、実機による試験を基に、トルク脈動の周期を抽出できるようにシミュレーションにより設定する。すなわち、フィルタ処理の時定数Ｔの設定には脈動成分を抽出するためにフィルタ処理の時定数Ｔを脈動周期より大きくする必要があるため、トルク脈動が発生する圧縮機１１の回転周期に対しそれよりも大きい時定数を設定する。
　フィルタ処理部８２での１次遅れフィルタ処理の後、乗算器８２１と８２２とで再度ｓｉｎθr、ｃｏｓθrをかけ、かけ合わせた結果を加算器８２３で足し合わせ、ゲイン調整期８３で調整ゲインＫにより脈動成分の調整を行うことで、機械角位相θrの周期で脈動する成分のみを抽出することができる。サンプリング周期Ｔｓ、フィルタ時定数Ｔａの設定値の一例として、図４Ｃには、Ｔｓが５００μｓ、Ｔａが５００ｍｓの例を示す。
　図５は、空気調和機１の圧縮機１１の内部で異常が発生し、触れ回り荷重が発生している場合における電流検出部５で検出される電流の脈動を示す波形図である。圧縮機１１の内部にて触れ回り荷重が発生するような異常とは、圧縮機１１の回転機構を支持する軸受１１２又は１１３の損傷、圧縮室１０９での液圧縮、圧縮機構部内の接触部における潤滑不良などがある。図５に示す曲線５０ａは、電流検出部５で検出される正常状態の電流値波形を示し、曲線５０ｂは、圧縮機異常のときの電流値波形を示している。
　図３に示す電流検出部５は、一定のサンプリング周期で圧縮機電動機１０４の電流を検出している。
　空気調和機１の圧縮機１１に前述のような何らかの異常がある場合、圧縮機電動機１０４のトルク変動が正常時と比較して大きくなり、それが圧縮機電動機１０４の印加電流にも発生する。このため、図５の曲線５０ｂに示すように、電流平均値Ｉｍに対する脈動値（もしくは振幅）Ｉａが、正常時の脈動値Ｉａ０と比べて大きくなる。圧縮機電動機１０４の回転速度が増大するにつれ、印加電流も大きくなるため、電流平均値Ｉｍも増加する。したがって電流平均値ではなく、電流脈動値Ｉａによって、圧縮機１１の異常が精度よく検知可能となる。
　次に、電流脈動値より圧縮機異常を検知した際の空気調和機１の運転について説明する。　
　図６に電流脈動値から圧縮機異常を検知する際の、閾値Ｉａ１、Ｉａ２を示す。　
　閾値Ｉａ１，Ｉａ２は正常な圧縮機及び、圧縮機内部の異常がみられる圧縮機の試験などからあらかじめ設定しておくことが望ましい。異常判定部９で判定した結果、点線で示したグラフのように、この閾値Ｉａ１より電流脈動値Ｉａが一定時間（Ｔ１）超えた場合には、異常情報出力部９１から空気調和機利用者に異常を知らせる、もしくはインターネット等を介した遠隔監視やスマートフォンにて空気調和機の異常を空気調和機のメンテナンス者に知らせ、早期の空気調和機のメンテナンスを行うことができる。
　Ｉａ１を一定時間（Ｔ１）超えた場合では、異常の初期段階にあたる為、圧縮機異常を利用者に知らせるのみで所定の時間内であれば運転を継続することができる。ただし冷凍能力の大きい、複数台圧縮機を備えるような空気調和機の場合には、空気調和機制御部により異常を検知した圧縮機の運転を停止し他の圧縮機の運転により、冷凍能力を確保させることが望ましい。Ｉａ１は軸受損傷等、圧縮機運転時間に比例し徐々に異常が進行していく事象の検出に有効である。
　一方、図６で実線で示したグラフのように、Ｉａ１を一定時間（Ｔ１）以上経過せず、急激に電流脈動Ｉａが増加し閾値Ｉａ２を超える状態が一定時間（Ｔ２）継続した場合には、異常判定部９で圧縮機１１内での軸受１１２又は１１３の損傷等、異常が進行している状態に相当し、圧縮機１１に異常が生じていると判断し、異常情報出力部９１からの警報に基づいて圧縮機１１を停止することが望ましい。
　上記した圧縮機１１の異常を判定する異常判定部９の構成を図４Ｄに示す。異常判定部９は、予めしきい値Ｉａ１，Ｉａ２を記憶しておく記憶部９１を備え、脈動検出部８から出力された電流脈動値Ｉａの情報と記憶部に記憶しておいたＩａ１とを比較する第１の比較部９２、脈動検出部８から出力された電流脈動値Ｉａの情報と記憶部９１に記憶しておいたＩａ２とを比較する第２の比較部９３、第１の比較部９２と第２の比較部９３とで比較した情報を受けて異常情報を出力する異常情報出力部９４とを備えている。
　図７にスクロール圧縮機での、旋回スクロールが１回転する中でのトルクの変化のグラフを示す。スクロール圧縮機において冷媒の圧縮工程は、前述のとおり圧縮室内部に吸い込まれた冷媒が圧縮室容積が旋回スクロールの回転に伴って順次縮小していくことによる冷媒が圧縮される。その工程の中で、冷媒ガス荷重により旋回スクロールが１回転するうちにトルクが変化する。
　図７に示すように、スクロール型の圧縮機において、旋回スクロールが１回転すなわち、圧縮電動機が１回転するうちにトルクが１周期変化する。したがって、正常な圧縮機でも圧縮機電動機の回転数１次成分の脈動が現れる。
　これは正常な圧縮機においても冷媒圧縮に伴い発生するため、図６で説明した電流脈動値Ｉａの閾値Ｉａ１やＩａ２は上記の冷媒圧縮等に伴う電流脈動を考慮して設定することにより、より精度よく圧縮機の異常を検知することが可能となる。
　また、空気調和機１の圧縮機としては他にロータリ型圧縮機も多く使用される。ロータリ型圧縮機も、スクロール型同様、容積式の圧縮機構を備え、回転するローリングピストンにより圧縮室の容積が変化し冷媒を圧縮する。ロータリ型の圧縮機においては、圧縮室を１つ備える１シリンダ型の他、圧縮室を２つ備える２シリンダ型がある。圧縮室が２つある場合には圧縮工程が圧縮機電動機１回転の中で１８０度ずらしている。
　図８にロータリ型圧縮機において圧縮電動機が１回転する間のトルクの変化概略図を示す。曲線５１ａが１シリンダ型、曲線５１ｂが２シリンダ型のトルク変化を示す。曲線５１ｂに示すように２シリンダ型では、圧縮工程が１８０度ずれているために、圧縮機電動機１回転の間に２周期分のトルク変化が現れる。したがって、圧縮機電動機の回転数に対し２次成分において、正常の圧縮機においても電流脈動がみられる。したがって圧縮機の構造により、正常な圧縮機に存在する電流脈動値の成分が異なる。上述を考慮し、電流脈動値の閾値Ｉａ１、Ｉａ２を設定することにより、より精度よく空気調和機の圧縮機の異常を検知することが可能である。
　次に、異常判定部９における異常判定の処理フローを、図９を用いて説明する。　
　まず、圧縮機１１の運転を開始した後、電流検出部５と位相検出部６からの出力を受けた脈動検出部８から出力される電流脈動値Ｉａを入力する(Ｓ９０１)。次にこの電流脈動値Ｉａが入力したことを確認し（Ｓ９０２）、電流脈動値Ｉａが入力されていない場合（Ｓ９０２でＮＯの場合）には、処理を終了する。電流脈動値Ｉａが入力されている場合（Ｓ９０２でＹＥＳの場合）には、この入力した電流脈動値Ｉａを記憶部９１に予め記憶しておいたしきい値Ｉａ１と比較する（Ｓ９０２）。
　Ｓ９０２における比較の結果、入力した電流脈動値Ｉａがしきい値Ｉａ１よりも小さい場合（Ｓ９０３でＮＯの場合）には、Ｓ９０２へ戻って、脈動検出部８から電流脈動値Ｉａが入力されているかを確認する。一方、Ｓ９０２における比較の結果、入力した電流脈動値Ｉａがしきい値Ｉａ１よりも大きい場合（Ｓ９０３でＹＥＳの場合）には、この入力した電流脈動値Ｉａがしきい値Ｉａ１よりも大きくしきい値Ｉａ２よりも小さい状態が予め設定した一定の時間（Ｔ１）維持（継続）しているかをチェックする（Ｓ９０４）。
　Ｓ９０４において、電流脈動値Ｉａがしきい値Ｉａ１よりも大ききしきい値Ｉａ２よりも小さい状態が予め設定した一定の時間（Ｔ１）維持（継続）していると判定した場合（Ｓ９０４でＹＥＳの場合）には、異常出力部９４へ異常情報を出力し（Ｓ９０５）、Ｓ９０２へ戻って、脈動検出部８から電流脈動値Ｉａが入力されているかを確認する。
　一方、Ｓ９０４において、電流脈動値Ｉａがしきい値Ｉａ１よりも大ききしきい値Ｉａ２よりも小さい状態が予め設定した一定の時間（Ｔ１）までは達していないと判定した場合（Ｓ９０４でＮＯの場合）には、電流脈動値Ｉａを記憶部９１に予め記憶しておいたしきい値Ｉａ２と比較する（Ｓ９０６）。Ｓ９０６における比較の結果，電流脈動値Ｉａはしきい値Ｉａ２よりも小さいと判定した場合にはＳ９０２へ戻って、脈動検出部８から電流脈動値Ｉａが入力されているかを確認する。
　Ｓ９０６における比較の結果，電流脈動値Ｉａはしきい値Ｉａ２よりも大きいと判定した場合（Ｓ９０６でＹＥＳの場合）には、この入力した電流脈動値Ｉａがしきい値Ｉａ２よりも大きい状態が予め設定した一定の時間（Ｔ２）維持（継続）しているかをチェックする（Ｓ９０７）。電流脈動値Ｉａがしきい値Ｉａ２よりも大きい状態が予め設定した一定の時間（Ｔ２）継続していない場合（Ｓ９０７でＮＯの場合）には、Ｓ９０２へ戻って、脈動検出部８から電流脈動値Ｉａが入力されているかを確認する。
　一方、電流脈動値Ｉａがしきい値Ｉａ２よりも大きい状態が予め設定した一定の時間（Ｔ２）よりも長く継続している場合（Ｓ９０７でＹＥＳの場合）には、圧縮機１１の運転を停止させるための緊急停止情報を異常情報出力部９４から出力する（Ｓ９０８）。
　次に、本実施例による制御部４における処理フローを、図１０を用いて説明する。　
　まず、圧縮機１１の運転を開始した後、電流検出部５において、電流演算部５１でモータ電流を検出し（Ｓ１００１）、その検出結果を用いてαβ変換部５２でα・β変換を行い（Ｓ１００２）、その変換結果に対してｄｑ変換部５３でｄｑ変換を行い（Ｓ１００３）、このｄｑ変換した結果に対してフィルタ処理部５４でフィルタ処理を行ってｑ軸電流フィードバック値ＩｑＦｂを算出する（Ｓ１００４）。また、Ｓ１００３においてｄｑ変換部５３でｄｑ変換した結果は位相検出部６にも入力されて、ｄ軸位相抽出部６１でθｄｃを抽出して機械角位相算出部６２で機械角位相θｒを算出する（Ｓ１００５）。
　次に、電流検出部５で求めたｑ軸電流フィードバック値ＩｑＦｂと位相検出部６で求めた機械位相角θｒの情報が脈動検出部８に入力されて、演算部８１、フィルタ処理部８２、加算器８２３で処理されて脈動成分Ｉａを抽出する（Ｓ１００６）。
　この脈動検出部８で抽出された脈動成分Ｉａの情報は異常判定部９に入力されて、図９で説明したような処理フローで異常が予知及び検知される。
　すなわち、図１０に示すように、脈動成分Ｉａが予め設定したしきい値Ｉａ１よりも大きくＩａ２よりも小さい状態が予め設定した一定の時間（Ｔ１）維持（継続）したかをチェック（Ｓ１００７）する。その結果、一定の時間（Ｔ１）維持（継続）した場合（Ｓ１００７でＹＥＳの場合）には、脈動成分Ｉａが予め設定したしきい値Ｉａ１よりも大きくＩａ２よりも小さい状態が予め設定した一定の時間（Ｔ１）維持（継続）した情報を異常情報出力部９４から出力し（Ｓ１００８），Ｓ１００１に戻って、処理を継続する。
　一方、Ｓ１００７で脈動成分Ｉａが予め設定したしきい値Ｉａ１よりも大きくＩａ２よりも小さい状態が予め設定した一定の時間（Ｔ１）維持（継続）しなかった場合には（Ｓ１００７でＮＯの場合）、脈動成分Ｉａが予め設定したしきい値Ｉａ２よりも大きい状態が予め設定した一定の時間（Ｔ２）維持（継続）したかをチェックし、ＮＯの場合にはＳ１００１に戻って処理を継続する。一方、Ｓ１００９でＹＥＳと判定した場合には、異常情報出力部９４から緊急停止情報を出力し（Ｓ１０１０）、制御部４で圧縮機１１の運転を停止させる。なお、図１０で説明したフロー図においては、図９で説明したフロー図のＳ９０３のステップが抜けているが、これは、Ｓ１００７からＳ１００９を通ってＳ１００１に戻るループを実質的に同じであるので、説明を省略した。
　以上に説明したように、本発明によれば、空気調和機に備えられた圧縮機の故障予知や故障の初期段階での検知を行うことができるようになった。これにより、圧縮機の故障による空気調和機の運転停止を発生させることなく、安定して使用することを可能にした。
　１・・・空気調和機　　４・・・制御部　　５・・・電流検出部６・・・位相検出部　　７・・・電動機回転速度検出部　　８・・・脈動検出部　　９・・・異常判定部　　１０・・・室外機　　１１・・・冷媒圧縮機　　３０・・・室内機　　１０４・・・電動機　　１０６・・・固定スクロール　　１０８・・・旋回スクロール　　１１２、１１３・・・軸受

Claims (10)

  1. 　熱交換器と、圧縮機と、前記熱交換器と前記圧縮機とを接続する配管と、前記圧縮機を制御すると共に前記圧縮機の故障予知・検知手段を有する制御部とを備えた空気調和機であって、
    　前記制御部の前記圧縮機の故障予知・検知手段は、
    前記圧縮機を駆動する駆動電流を検出する電流検出部と、
    　前記電流検出部で検出した駆動電流の脈動を検出する脈動検出部と、
    　前記脈動検出部で検出した前記駆動電流の脈動の大きさと継続時間とに基づいて前記圧縮機の故障を予知又は検知する異常判定部と
    を備えたことを特徴とする圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機。
  2. 　請求項１記載の圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機であって、前記圧縮機は電動機で駆動され、前記電流検出部は前記圧縮機を駆動する前記電動機の出力電流を検出することを特徴とする圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機。
  3. 　請求項２記載の圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機であって、前記故障予知・検知手段は前記電流検出部で検出した前記電動機の出力電流から前記電動機の機械角位相を求める位相検出部を更に備え、前記脈動検出部は、前記電流検出部で検出した駆動電流と前記位相検出部で求めた機械角位相の情報に基づいて前記駆動電流の脈動を検出することを特徴とする圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機。
  4. 　請求項２記載の圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機であって、前記異常判定部は、前記脈動検出部で検出した前記駆動電流の脈動の大きさと継続時間とについて第１のしきい値の組を用いて前記圧縮機の故障を予知し、前記脈動検出部で検出した前記駆動電流の脈動の大きさと継続時間とについて第２のしきい値の組を用いて前記圧縮機の故障を検知することを特徴とする圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機。
  5. 　請求項４記載の圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機であって、前記第１のしきい値の組は前記駆動電流の脈動の大きさの第１のしきい値と前記継続時間の長さの第１にしきい値を備え、前記第２のしきい値の組は前記駆動電流の脈動の大きさの前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値と前記継続時間の長さの前記第１にしきい値よりも短い第２のしきい値を備えることを特徴とする圧縮機の故障予知・検知手段を備えた空気調和機。
  6. 　熱交換器と、圧縮機と、前記熱交換器と前記圧縮機とを接続する配管と、前記圧縮機を制御する制御部とを備えた空気調和機における圧縮機の故障を予知及び検知する方法であって、
    前記圧縮機を駆動する駆動電流を電流検出部で検出し、
    　前記電流検出部で検出した駆動電流の脈動を脈動検出部で検出し、
    　前記脈動検出部で検出した前記駆動電流の脈動の大きさと継続時間とに基づいて異常判定部で前記圧縮機の故障を予知又は検知する
    ことを特徴とする圧縮機の故障予知・検知方法。
  7. 　請求項６記載の圧縮機の故障予知・検知方法であって、前記圧縮機は電動機で駆動され、前記駆動電流を検出することを、前記電流検出部で前記圧縮機を駆動する前記電動機の出力電流を検出することにより行うことを特徴とする圧縮機の故障予知・検知方法。
  8. 　請求項７記載の圧縮機の故障予知・検知方法であって、前記電流検出部で検出した前記電動機の出力電流から前記電動機の機械角位相を求め、前記検出した駆動電流と前記求めた機械角位相の情報に基づいて前記駆動電流の脈動を検出することを特徴とする圧縮機の故障予知・検知方法。
  9. 　請求項７記載の圧縮機の故障予知・検知方法であって、前記圧縮機の故障を検知することを、前記異常判定部で前記脈動検出部で検出した前記駆動電流の脈動の大きさと継続時間とについて第１のしきい値の組を用いて前記圧縮機の故障を予知し、前記脈動検出部で検出した前記駆動電流の脈動の大きさと継続時間とについて第２のしきい値の組を用いて前記圧縮機の故障を検知することを特徴とする圧縮機の故障予知・検知方法。
  10. 　請求項９記載の圧縮機の故障予知・検知方法であって、前記第１のしきい値の組は前記駆動電流の脈動の大きさの第１のしきい値と前記継続時間の長さの第１にしきい値を備え、前記第２のしきい値の組は前記駆動電流の脈動の大きさの前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値と前記継続時間の長さの前記第１にしきい値よりも短い第２のしきい値を備えることを特徴とする圧縮機の故障予知・検知方法。
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