JP2007225226A - Control method of cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータユニットにより制御される電動モータにより駆動するコンプレッサを用いた冷凍サイクルを有する冷却装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a control method for a cooling device having a refrigeration cycle using a compressor driven by an electric motor controlled by an inverter unit.
一般に、レーザ加工機では、ワークの材質，板厚，加工速度及び加工面粗度等によってレーザ側の負荷が大きく変動する。したがって、レーザ加工機に冷却液を供給（循環）する冷却装置では、このような負荷変動に対しても十分に追従できる冷却性能が要求されるとともに、特に、加工精度に大きく影響するミラー等の光学部品に対する熱的安定性を確保し、加工品質の低下を回避する上からも、温度変動の少ない高度で精密な冷却精度が要求される。 In general, in a laser processing machine, the load on the laser side varies greatly depending on the material of the workpiece, the plate thickness, the processing speed, the processed surface roughness, and the like. Therefore, the cooling device that supplies (circulates) the coolant to the laser processing machine is required to have a cooling performance that can sufficiently follow such load fluctuations, and in particular, such as a mirror that greatly affects the processing accuracy. In order to ensure the thermal stability of the optical parts and avoid the deterioration of the processing quality, a high degree of precision cooling accuracy with little temperature fluctuation is required.
従来、このような用途に対する冷却装置としては、特開２００１−７４３１８号公報で開示される冷却装置が知られている。この冷却装置は、冷凍ユニット，冷却水供給部及び制御系を備えるとともに、冷凍ユニットは、コンプレッサ，凝縮器，電子膨張弁，熱交換器，アキュムレータを備えることにより、冷媒が循環する冷凍サイクルを構成し、コンプレッサの回転周波数をインバータユニットにより一定の範囲で可変することにより冷却水の温度を制御する。
ところで、上述した冷却装置は、コンプレッサに搭載する電動モータをインバータに接続し、インバータにより電動モータの回転速度を可変制御しているが、電動モータとして、効率面（省エネルギ性）で有利となる直流モータを使用する場合、インバータは、入力部に付与される直流電力をスイッチングするスイッチング素子を内蔵し、このスイッチング素子がコントローラから付与される制御指令によりスイッチング制御される。これにより、インバータは、直流モータの界磁コイルに回転磁界を発生させる駆動電力を出力し、直流モータを駆動制御する。 By the way, although the cooling device mentioned above connects the electric motor mounted in a compressor to an inverter and variably controls the rotational speed of the electric motor by the inverter, it is advantageous in terms of efficiency (energy saving) as an electric motor. When a DC motor is used, the inverter has a built-in switching element that switches DC power applied to the input unit, and this switching element is subjected to switching control according to a control command applied from the controller. As a result, the inverter outputs driving power for generating a rotating magnetic field in the field coil of the DC motor, and controls the driving of the DC motor.
このように、インバータは直接電動モータの駆動制御を行う機能を有することから、インバータにおける発熱量は相当に大きくなり、インバータ自身はかなりの高温になる。このため、通常はインバータに取付けた放熱フィン（ヒートシンク）により放熱を行っているが、負荷の変動等により過熱状態になることも少なくない。インバータが過熱状態になった場合、インバータに内蔵するスイッチング素子（半導体素子）の保護を図る必要があり、従来は、警報の出力及びインバータに対する給電停止制御を行うなどの異常処理により対処していたが、冷却装置の無用な運転中断を余儀なくされ、被冷却物に対する悪影響が無視できないという解決すべき課題が存在した。 As described above, since the inverter has a function of directly controlling the driving of the electric motor, the amount of heat generated in the inverter becomes considerably large, and the inverter itself becomes a considerably high temperature. For this reason, heat is usually radiated by heat radiating fins (heat sinks) attached to the inverter. When the inverter becomes overheated, it is necessary to protect the switching element (semiconductor element) built in the inverter. Conventionally, it has been dealt with by abnormal processing such as alarm output and power supply stop control for the inverter. However, there was a problem to be solved that the cooling device was forced to be interrupted and the adverse effect on the object to be cooled could not be ignored.
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した冷却装置の制御方法の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a cooling device control method that solves the problems in the background art.
本発明に係る冷却装置の制御方法は、上述した課題を解決するため、インバータユニット２により制御される電動モータ３により駆動するコンプレッサ４を用いた冷凍サイクルＣを有する冷却装置１において、予め、インバータユニット２の発熱温度Ｔｉを許容する上限温度Ｔｕ及び下限温度Ｔｄと、電動モータ３の回転速度Ｒｖに対する所定の減算速度Ｒｖｒ及び加算速度Ｒｖａを設定するとともに、運転時に、インバータユニット２の発熱温度Ｔｉを検出し、検出した発熱温度（検出温度）Ｔｉが上限温度Ｔｕを越えたなら、電動モータ３の回転速度Ｒｖから減算速度Ｒｖｒを減算し、かつ減算後の回転速度（Ｒｖ−Ｒｖｒ）を上限速度ＲｖＬとして維持する速度変更処理を行うとともに、検出温度Ｔｉが下限温度Ｔｄを越えたなら、上限速度ＲｖＬに加算速度Ｒｖａを加算する変更戻処理を行うようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the cooling device control method according to the present invention includes an inverter in advance in the
この場合、発明の好適な態様により、発熱温度Ｔｉは、インバータユニット２の放熱フィン５に付設した温度センサ６により検出することができる。一方、加算速度Ｒｖａは、減算速度Ｒｖｒよりも小さい値に選定することができる。また、速度変更処理及び変更戻処理を行った後は、所定のインターバル時間Ｚｉが経過するまで、次の速度変更処理又は変更戻処理を禁止することができる。さらに、速度変更処理により電動モータ３の回転速度Ｒｖが最小値Ｒｖｍｉｎを越えるときは、当該最小値Ｒｖｍｉｎを上限速度ＲｖＬに用いることができる。他方、最小値Ｒｖｍｉｎを上限速度ＲｖＬに用いた後、所定時間Ｚｓを経過しても検出温度Ｔｉが低下しないときは、異常処理を行うことができる。なお、減算速度Ｒｖｒ及び加算速度Ｒｖａは、電動モータ３の回転速度Ｒｖの最大値Ｒｖｍａｘに対して、５〔％〕以上に選定することが望ましい。
In this case, according to a preferred aspect of the invention, the heat generation temperature Ti can be detected by the
このような手法による本発明に係る冷却装置１の制御方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。
According to the control method of the
（１） インバータユニット２の発熱温度（検出温度）Ｔｉを検出し、検出温度Ｔｉが上限温度Ｔｕを越えたなら、電動モータ３の回転速度Ｒｖから減算速度Ｒｖｒを減算し、かつ減算後の回転速度（Ｒｖ−Ｒｖｒ）を上限速度ＲｖＬとして維持する速度変更処理を行うとともに、検出温度Ｔｉが下限温度Ｔｄを越えたなら、上限速度ＲｖＬに加算速度Ｒｖａを加算する変更戻処理を行うようにしたため、インバータユニット２の発熱温度Ｔｉを下限温度Ｔｄから上限温度Ｔｕの範囲に収めることができ、もって、インバータユニット２の熱的保護を図りつつ冷却装置１の無用な運転中断を回避できる。
(1) The heat generation temperature (detection temperature) Ti of the
（２） 好適な態様により、発熱温度Ｔｉを、インバータユニット２の放熱フィン５に付設した温度センサ６により検出するようにすれば、インバータユニット２の発熱温度Ｔｉが伝達される放熱フィン５から当該発熱温度Ｔｉを容易かつ正確に検出できる。
(2) If the heat generation temperature Ti is detected by the
（３） 好適な態様により、加算速度Ｒｖａを、減算速度Ｒｖｒよりも小さい値に選定すれば、加減算を繰り返すことなく、発熱温度Ｔｉが、上限温度Ｔｕと下限温度Ｔｄ間に安定する適正な上限速度ＲｖＬを設定することができる。 (3) If the addition speed Rva is selected to be smaller than the subtraction speed Rvr according to a preferred embodiment, an appropriate upper limit at which the heat generation temperature Ti is stable between the upper limit temperature Tu and the lower limit temperature Td without repeating addition and subtraction. The speed RvL can be set.
（４） 好適な態様により、速度変更処理及び変更戻処理を行った後、所定時間Ｚｉが経過するまで、次の速度変更処理又は変更戻処理を禁止するようにすれば、速度変更処理及び変更戻処理が連続して行われる場合であっても各処理を安定に行うことができる。 (4) After the speed change process and the change return process are performed according to a preferred mode, the next speed change process or the change return process is prohibited until a predetermined time Zi elapses. Even if the return processing is performed continuously, each processing can be performed stably.
（５） 好適な態様により、速度変更処理により電動モータ３の回転速度Ｒｖが最小値Ｒｖｍｉｎを越えるとき、当該最小値Ｒｖｍｉｎを上限速度ＲｖＬとして用いるようにすれば、不安定な領域での制御を回避しつつ電動モータ２における回転速度Ｒｖの最小値Ｒｖｍｉｎまで生かした制御を行うことができる。
(5) According to a preferred embodiment, when the rotational speed Rv of the
（６） 好適な態様により、最小値Ｒｖｍｉｎを上限速度ＲｖＬに用いた後、所定時間Ｚｓを経過しても検出温度Ｔｉが低下しないとき、異常処理を行うようにすれば、電動モータ２を限界まで利用して異常処理の可及的な回避を図ることができる。
(6) According to a preferred embodiment, if the detected temperature Ti does not decrease even after the predetermined time Zs has elapsed after the minimum value Rvmin is used as the upper limit speed RvL, if the abnormal process is performed, the
（７） 好適な態様により、減算速度Ｒｖｒ及び加算速度Ｒｖａを、電動モータ３の回転速度Ｒｖの最大値Ｒｖｍａｘに対して、５〔％〕以上に選定すれば、インバータユニット２に対する有効な保護効果を確実に確保することができる。
(7) If the subtraction speed Rvr and the addition speed Rva are selected to be 5% or more with respect to the maximum value Rvmax of the rotation speed Rv of the
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, the best embodiment according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係る制御方法を実施できる冷却装置１の構成について、図２及び図３を参照して説明する。
First, the configuration of the
図２中、１は本実施形態に係る冷却装置の全体構成を示す。冷却装置１は、冷却液Ｌを貯留する冷却液タンク１１を備える。冷却液タンク１１は、冷却液供給ライン１２ｓ及び冷却液戻りライン１２ｒを介してレーザ加工機等の被冷却物Ｈに接続することができる。また、冷却液供給ライン１２ｓの中途には、冷却液タンク１１に貯留する冷却液Ｌを被冷却物Ｈに供給するための送液ポンプ１３及びこの送液ポンプ１３により供給される冷却液Ｌを冷却する冷却器（熱交換器）１４を接続する。さらに、冷却液供給ライン１２ｓには、冷却液Ｌの圧力を検出する液圧計１５及び冷却液Ｌの温度（液温）を検出する液温センサ１６を付設するとともに、冷却液タンク１１には、給液ライン１７，ドレンライン１８，液面計１９及びボールタップ２０等をそれぞれ付設する。
In FIG. 2, 1 shows the whole structure of the cooling device which concerns on this embodiment. The
一方、冷却器１４には、冷却液供給ライン１２ｓを流れる冷却液Ｌを熱交換により冷却する冷凍サイクルＣを接続する。冷凍サイクルＣは、主要機能部として、コンプレッサ４，凝縮器２１，冷媒ストレーナ２２，電子膨張弁２３等を備えており、冷却器１４の冷媒流入側には、電子膨張弁２３の冷媒流出側を接続するとともに、冷却器１４の冷媒流出側には、コンプレッサ４の冷媒流入側を接続する。これにより、矢印Ｆｃ方向に冷媒が循環する冷媒回路２４が構成される。なお、２７は、コンプレッサ４の冷媒流出側と電子膨張弁２３の冷媒流出側間に接続したバイパス回路であり、このバイパス回路２７は、キャピラリチューブ２５及び電磁弁２６の直列回路により構成する。このような冷凍サイクルＣの基本的な機能は公知の冷凍サイクル、特に、特開２００１−７４３１８号に開示される冷凍サイクルと同じになる。
On the other hand, the
また、冷凍サイクルＣにおける冷媒回路２４には、低圧圧力スイッチ３１，吸入温度センサ３２，凝縮温度センサ３３，周囲温度センサ３４，高圧圧力スイッチ３５，冷却器入口温度センサ３６及び凝縮器ファン３７をそれぞれ付設する。この場合、圧力スイッチ３１，３５は、主に保護スイッチとして機能するとともに、凝縮器ファン３７は、凝縮器２１の空冷用であり、ファンモータ３８により駆動される。さらに、コンプレッサ４の駆動には、電動モータ（直流モータ）３を使用し、この電動モータ３は、インバータユニット２に接続する。そして、各センサ３２…，ファンモータ３８及びインバータユニット２、更には、電子膨張弁２３及び電磁弁２５は、それぞれコントローラ４０に接続する。コントローラ４０は、制御系Ｋの主要部を構成し、冷凍サイクルＣを含む冷却装置１の全体の制御を司る機能を有する。
The refrigerant circuit 24 in the refrigeration cycle C includes a
図３は、電動モータ３の制御系を示す。電動モータ３は、センサレスブラシレスＤＣモータを使用し、スター結線された三つの巻線Ｗｕ，Ｗｖ，Ｗｗ（界磁コイルＷ）を有する。したがって、電動モータ３は、１２０°通電方式により作動する。インバータユニット２は、インバータ回路４１と直流電源回路４２を有し、直流電源回路４２の交流入力部は、三相交流電源（商用電源）４３を接続するとともに、インバータ回路４１の出力部は電動モータ３（巻線Ｗｕ，Ｗｖ，Ｗｗ）に接続する。また、直流電源回路４２の直流出力部はインバータ回路４１の入力部に接続する。一方、コントローラ４０は、マイコン（マイクロコンピュータ）を使用したコントローラ本体４４を備えるとともに、このコントローラ本体４４に接続した操作パネル等を用いた操作部４５及び液晶表示パネル等を用いた表示部４６を備える。したがって、コントローラ本体４４は、ＣＰＵ４７及びメモリ４８等を内蔵したコンピュータ機能を有し、予め格納した制御プログラムにより各種処理機能及び制御機能（シーケンス制御）を実行するとともに、通信機能等の必要に応じた各種機能を備えている。
FIG. 3 shows a control system of the
図４は、本実施形態に係る要部の構成を示す。上述したインバータユニット２には放熱フィン（ヒートシンク）５を取付ける。インバータユニット２は、電動モータ３の駆動制御を行うことから、インバータユニット２における発熱量は相当に大きくなり、インバータユニット２自身はかなりの高温になる。このため、インバータユニット２で発生した熱は放熱フィン５により放熱される。また、この放熱フィン５を利用して温度センサ６を取付ける。具体的には、放熱フィン５の裏面にサーミスタ等を用いた温度センサ６を固着する。これにより、インバータユニット２の発熱温度Ｔｉが伝達される放熱フィン５から当該発熱温度Ｔｉを容易かつ正確に検出できる。さらに、この温度センサ６は、コントローラ４０に接続する。
FIG. 4 shows a configuration of a main part according to the present embodiment. A radiation fin (heat sink) 5 is attached to the
次に、冷却装置１の動作を含む本実施形態に係る制御方法について、図１に示すフローチャート及び図５に示す変化波形データを参照して説明する。
Next, the control method according to the present embodiment including the operation of the
まず、本実施形態に係る制御方法においては、予め、インバータユニット２の発熱温度Ｔｉを許容する上限温度Ｔｕ及び下限温度Ｔｄを設定するとともに、電動モータ３の回転速度Ｒｖに対する所定の減算速度Ｒｖｒ及び加算速度Ｒｖａを設定する。設定した上限温度Ｔｕ，下限温度Ｔｄ，減算速度Ｒｖｒ及び加算速度Ｒｖａは、設定データとしてメモリ４８に登録する。
First, in the control method according to the present embodiment, an upper limit temperature Tu and a lower limit temperature Td that allow the heat generation temperature Ti of the
図５（ａ）に、上限温度Ｔｕ及び下限温度Ｔｄを示すとともに、図５（ｃ）に、減算速度Ｒｖｒ及び加算速度Ｒｖａを示す。例示の場合、上限温度Ｔｕは、９０〔℃〕、下限温度Ｔｄは、８０〔℃〕、減算速度Ｒｖｒは、３６０〔ｒｐｍ〕、加算速度Ｒｖａは、３００〔ｒｐｍ〕である。なお、図５（ａ）は、温度センサ６から検出されるインバータユニット２の発熱温度Ｔｉの変化波形データを示すとともに、図５（ｂ）は、コンプレッサ４における電動モータ３の回転速度Ｒｖ〔ｒｐｍ〕の変化波形データを示し、Ｒｖｍｉｎは最小値、Ｒｖｍａｘは最大値である。例示の場合、Ｒｖｍｉｎは、９００〔ｒｐｍ〕、Ｒｖｍａｘは、２５００〔ｒｐｍ〕である。
FIG. 5A shows the upper limit temperature Tu and the lower limit temperature Td, and FIG. 5C shows the subtraction speed Rvr and the addition speed Rva. In the illustrated example, the upper limit temperature Tu is 90 [° C.], the lower limit temperature Td is 80 [° C.], the subtraction speed Rvr is 360 [rpm], and the addition speed Rva is 300 [rpm]. 5A shows change waveform data of the heat generation temperature Ti of the
特に、減算速度Ｒｖｒ及び加算速度Ｒｖａは、電動モータ３の回転速度Ｒｖの最大値Ｒｖｍａｘに対して、５〔％〕以上に選定することが望ましい。例示の場合、Ｒｖｍａｘは、２５００〔ｒｐｍ〕であるため、減算速度Ｒｖｒ及び加算速度Ｒｖａは、それぞれ１２５〔ｒｐｍ〕以上に選定することが望ましい。このように、減算速度Ｒｖｒ及び加算速度Ｒｖａを、最大値Ｒｖｍａｘに対して、５〔％〕以上に選定することにより、インバータユニット２に対する有効な保護効果を確実に確保することができる。また、加算速度Ｒｖａは、減算速度Ｒｖｒよりも小さい値に選定することが望ましい。これにより、加減算を繰り返すことなく、発熱温度Ｔｉが、上限温度Ｔｕと下限温度Ｔｄ間に安定する適正な上限速度ＲｖＬを設定できる。
In particular, the subtraction speed Rvr and the addition speed Rva are preferably selected to be 5% or more with respect to the maximum value Rvmax of the rotation speed Rv of the
一方、運転時における冷却装置１の動作は、次のようになる。今、冷却装置１は、通常の運転により正常動作が行われているものとする（ステップＳ１）。この場合、送液ポンプ１３の作動により、冷却液タンク１１に貯留する冷却液Ｌは、冷却液供給ライン１２ｓを介して被冷却物Ｈに供給されるとともに、被冷却物Ｈを熱交換により冷却した冷却液Ｌは、冷却液戻りライン１２ｒを介して冷却液タンク１１に戻される。この際、冷却液供給ライン１２ｓを流れる冷却液Ｌは、冷却器１４により冷却される。即ち、冷却器１４に流入した冷却液Ｌは、冷凍サイクルＣにおける冷却された冷媒との熱交換により冷却される。冷凍サイクルＣでは、コンプレッサ４の運転により冷媒が冷媒回路２４を矢印Ｆｃ方向に循環し、冷凍サイクルＣによる冷媒冷却が行われる。なお、図２中、矢印Ｆｗ…は冷却液Ｌが流れる方向を示す。
On the other hand, the operation of the
そして、被冷却物Ｈに供給される冷却液Ｌの温度（液温）は、液温センサ１６により検出され、コントローラ４０に付与される。これにより、コントローラ４０はインバータ回路４１に制御指令を付与し、電動モータ３の回転数（回転速度）Ｒｖを制御することにより、液温が目標温度となるようにフィートバック制御する。この場合、インバータ回路４１の入力部には、直流電源回路４２から直流電圧Ｅｏが付与され、インバータ回路４１は、内部のスイッチング素子により直流電圧Ｅｏをスイッチングする。これにより、電動モータ３における直列となる二つの巻線Ｗｕ…に、電圧の大きさがＥｏとなり、かつ位相の異なる駆動電圧が順次付与され、スター結線された界磁コイルＷに回転磁界が発生してモータロータが回転する。なお、直列となる二つの巻線Ｗｕ…に順次巻線電流が流れるため、界磁コイルＷの中心Ｐｃの電圧はＥｏ／２となる。
Then, the temperature (liquid temperature) of the coolant L supplied to the object to be cooled H is detected by the liquid temperature sensor 16 and applied to the
他方、コントローラ４０は、インバータユニット２における発熱温度（検出温度）Ｔｉの監視を行う。この場合、インバータユニット２で発生した熱は、放熱フィン５により放熱されるため、インバータユニット２の発熱温度Ｔｉは、この発熱温度Ｔｉが伝達される放熱フィン５を介して温度センサ６により検出されるとともに、検出された発熱温度Ｔｉはコンローラ４０に付与されるため、コントローラ４０は、この検出温度Ｔｉの監視を行う。
On the other hand, the
そして、運転中において、図５（ａ）に示すように、インバータユニット２の発熱により発熱温度（検出温度）Ｔｉが徐々に上昇し、時間ｔ１において上限温度Ｔｕ（９０〔℃〕）を越えた場合を想定する（ステップＳ２）。これにより、電動モータ３における現在回転中の回転速度Ｒｖを減算速度Ｒｖｒだけ低下させる処理を行う。即ち、電動モータ３の回転速度Ｒｖから減算速度Ｒｖｒを減算し、同時に、減算後の回転速度（Ｒｖ−Ｒｖｒ）を上限速度ＲｖＬとして維持する速度変更処理を行う（ステップＳ３）。例えば、回転速度Ｒｖが１７００〔ｒｐｍ〕の場合、３６０〔ｒｐｍ〕の減算速度Ｒｖｒが減算され、１３４０〔ｒｐｍ〕の回転速度Ｒｖに低下させる。この結果、上限速度ＲｖＬも減算後の回転速度（Ｒｖ−Ｒｖｒ）となって維持される。例示の場合、上限速度ＲｖＬがＲｖｍａｘ（２５００〔ｒｐｍ〕）から１３４０〔ｒｐｍ〕に変更され、この条件により運転が行われる（ステップＳ４）。
During operation, as shown in FIG. 5 (a), the heat generation temperature (detection temperature) Ti gradually increases due to the heat generation of the
このような速度変更処理により、電動モータ３の回転速度Ｒｖが低下し、電動モータ３に供給される駆動電力が減少することにより、インバータユニット２の発熱量、即ち、検出温度Ｔｉも低下する。コントローラ４０は、引き続き検出温度Ｔｉを監視するが、この際、コントローラ４０では、速度変更処理及び後述する変更戻処理を行った後、所定のインターバル時間Ｚｉ（例えば、６０〔秒〕）が経過するまで、次の速度変更処理又は変更戻処理を禁止し、速度変更処理及び変更戻処理が連続して行われる場合であっても各処理を安定に行えるようにしている（ステップＳ５）。
By such speed change processing, the rotational speed Rv of the
例示の場合、時間ｔ２において、検出温度Ｔｉが下限温度Ｔｄ（８０〔℃〕）を越えた状態を示している。なお、検出温度Ｔｉが下限温度Ｔｄを越えるとは、検出温度Ｔｉが下限温度Ｔｄを下回ることを意味する。例示の時間ｔ２は、時間ｔ１からインターバル時間Ｚｉ以上を経過している。したがって、この時点において、上限速度ＲｖＬに加算速度Ｒｖａを加算する変更戻処理を行う（ステップＳ６，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ７，Ｓ８）。例示の場合、直前の上限速度ＲｖＬとなる１３４０〔ｒｐｍ〕に対して、３００〔ｒｐｍ〕の加算速度Ｒｖａを加算する。これにより、上限速度ＲｖＬは、１６４０〔ｒｐｍ〕にアップする。この変更戻処理は、上限速度ＲｖＬをいわば緩めることを意味し、例示の場合、実際の回転速度Ｒｖは、上限速度ＲｖＬを下回っている。時間ｔ２が、時間ｔ１からインターバル時間Ｚｉを経過していないときは、たとえ検出温度Ｔｉが、下限温度Ｔｄ（８０〔℃〕）を越えたとしても変更戻処理は行われない。 In the illustrated example, the detected temperature Ti exceeds the lower limit temperature Td (80 [° C.]) at time t2. Note that that the detected temperature Ti exceeds the lower limit temperature Td means that the detected temperature Ti is lower than the lower limit temperature Td. The illustrated time t2 has passed the interval time Zi or more from the time t1. Therefore, at this time, a change-back process for adding the addition speed Rva to the upper limit speed RvL is performed (steps S6, S1, S2, S7, S8). In the example, an additional speed Rva of 300 [rpm] is added to 1340 [rpm] which is the upper limit speed RvL immediately before. As a result, the upper limit speed RvL is increased to 1640 [rpm]. This change return process means that the upper limit speed RvL is loosened. In the illustrated example, the actual rotational speed Rv is lower than the upper limit speed RvL. When the time t2 has not passed the interval time Zi from the time t1, even if the detected temperature Ti exceeds the lower limit temperature Td (80 [° C.]), the change return process is not performed.
また、時間ｔ２が、時間ｔ１からインターバル時間Ｚｉを経過しても、検出温度Ｔｉが上限温度Ｔｕ（９０〔℃〕）を超えた状態を維持しているときは、再度、電動モータ３の回転速度Ｒｖから減算速度Ｒｖｒを減算する速度変更処理を行う（ステップＳ６，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…）。ところで、速度変更処理を繰り返し行っても、検出温度Ｔｉが上限温度Ｔｕを超えている場合、故障等の異常が考えられる。この場合、速度変更処理を繰り返すことにより、電動モータ３の回転速度Ｒｖは最小値Ｒｖｍｉｎを越えてしまうため、最小値Ｒｖｍｉｎを越えたときは、当該最小値Ｒｖｍｉｎを上限速度ＲｖＬとして用いる。そして、最小値Ｒｖｍｉｎを上限速度ＲｖＬに用いた後、所定時間Ｚｓを経過しても検出温度Ｔｉが低下しないときは、警報の出力及びインバータユニット２に対する給電停止制御などの異常処理を行う。これにより、不安定な領域での制御を回避しつつ電動モータ２における回転速度Ｒｖの最小値Ｒｖｍｉｎまで生かした制御を行うことができるとともに、電動モータ２を限界まで利用して異常処理の可及的な回避を図ることができる。なお、所定時間Ｚｓはインターバル時間Ｚｉと同じであってもよい。
Further, when the detected temperature Ti remains in the state exceeding the upper limit temperature Tu (90 [° C.]) even when the time t2 has passed the interval time Zi from the time t1, the rotation of the
一方、例示の場合、時間ｔ２からインターバル時間Ｚｉを経過した時間ｔ３においても、検出温度Ｔｉは下限温度Ｔｄを越えた状態であるため、再度、上限速度ＲｖＬに加算速度Ｒｖａを加算する変更戻処理を行う（ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ６，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ７，Ｓ８…）。即ち、直前の上限速度ＲｖＬである１６４０〔ｒｐｍ〕に３００〔ｒｐｍ〕の加算速度Ｒｖａを加算する変更戻処理を行う。これにより、上限速度ＲｖＬは、１９４０〔ｒｐｍ〕にアップする。さらに、例示の場合、時間ｔ３からインターバル時間Ｚｉを経過した時間ｔ４においても検出温度Ｔｉは下限温度Ｔｄを越えた状態であるため、再度、上限速度ＲｖＬに加算速度Ｒｖａを加算する変更戻処理を行う（ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ６，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ７，Ｓ８…）。即ち、直前の上限速度ＲｖＬである１９４０〔ｒｐｍ〕に３００〔ｒｐｍ〕の加算速度Ｒｖａを加算する変更戻処理を行う。これにより、上限速度ＲｖＬは、２２４０〔ｒｐｍ〕にアップする。 On the other hand, in the case of the example, since the detected temperature Ti is in the state exceeding the lower limit temperature Td at the time t3 when the interval time Zi has elapsed from the time t2, the change return process for adding the addition speed Rva to the upper limit speed RvL again. (Steps S9, S10, S6, S1, S2, S7, S8...). That is, a change-back process is performed in which an additional speed Rva of 300 [rpm] is added to 1640 [rpm] which is the immediately preceding upper limit speed RvL. As a result, the upper limit speed RvL is increased to 1940 [rpm]. Furthermore, in the case of the example, since the detected temperature Ti is in the state exceeding the lower limit temperature Td at the time t4 when the interval time Zi has elapsed from the time t3, the change return process for adding the addition speed Rva to the upper limit speed RvL is performed again. (Steps S9, S10, S6, S1, S2, S7, S8...) That is, a change-back process is performed in which an addition speed Rva of 300 [rpm] is added to 1940 [rpm] which is the immediately preceding upper limit speed RvL. As a result, the upper limit speed RvL is increased to 2240 [rpm].
そして、時間ｔ４からインターバル時間Ｚｉを経過した時点では、検出温度Ｔｉは下限温度Ｔｄを越えた状態から脱し、また、上限温度Ｔｕを越えた状態にもなっていないため、直前の上限速度ＲｖＬ（２２４０〔ｒｐｍ〕）がそのまま維持される。以降、運転が継続する場合には、同様の処理が繰り返されることになる（ステップＳ６…）。 When the interval time Zi elapses from the time t4, the detected temperature Ti has escaped from the state of exceeding the lower limit temperature Td, and has not exceeded the upper limit temperature Tu, so the immediately preceding upper limit speed RvL ( 2240 [rpm]) is maintained as it is. Thereafter, when the operation is continued, the same processing is repeated (step S6...).
よって、このような本実施形態に係る冷却装置１の制御方法によれば、インバータユニット２の発熱温度（検出温度）Ｔｉを検出し、検出温度Ｔｉが上限温度Ｔｕを越えたなら、電動モータ３の回転速度Ｒｖから減算速度Ｒｖｒを減算し、かつ減算後の回転速度（Ｒｖ−Ｒｖｒ）を上限速度ＲｖＬとして維持する速度変更処理を行うとともに、検出温度Ｔｉが下限温度Ｔｄを越えたなら、上限速度ＲｖＬに加算速度Ｒｖａを加算する変更戻処理を行うようにしたため、インバータユニット２の発熱温度Ｔｉを、下限温度Ｔｄから上限温度Ｔｕの範囲に収めることができ、もって、インバータユニット２の熱的保護を図りつつ冷却装置１の無用な運転中断を回避できる。
Therefore, according to the control method of the
なお、本実施形態に係る制御方法を用いた場合、インバータユニット２の状況に応じて電動モータ３（コンプレッサ４）の回転速度Ｒｖが影響を受けるため、本来の液温に対する制御が不安定になる可能性がある。しかし、ユーザによっては、液温の変動よりも運転の中断回避を重視する場合があるため、運転モードスイッチを設け、本実施形態に係る制御方法の実施を用途により選択できるようにすればよい。
Note that, when the control method according to the present embodiment is used, the rotational speed Rv of the electric motor 3 (compressor 4) is affected according to the state of the
以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，手法，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、電動モータ３は直流モータを例示したが交流モータであってもよく、その種類は問わない。また、発熱温度Ｔｉは、インバータユニット２の放熱フィン５に付設した温度センサ６により検出する場合を例示したが、温度センサ６は、インバータユニット２の内部に設けても勿論よい。なお、冷却装置１として図２に示すタイプを例示したが、本発明は、例示以外の各種タイプの冷却装置に適用できる。
Although the best embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and the detailed configuration, method, quantity, numerical value, and the like do not depart from the spirit of the present invention. It can be changed, added, or deleted arbitrarily. For example, the
１：冷却装置，２：インバータユニット，３：電動モータ，４：コンプレッサ，５：放熱フィン，６：温度センサ，Ｃ：冷凍サイクル，Ｔｉ：発熱温度，Ｔｕ：上限温度，Ｔｄ：下限温度，Ｒｖ：回転速度，Ｒｖｒ：減算速度，Ｒｖａ：加算速度，ＲｖＬ：上限速度，Ｒｖｍｉｎ：回転速度の最小値，Ｚｉ：インターバル時間 1: cooling device, 2: inverter unit, 3: electric motor, 4: compressor, 5: heat radiation fin, 6: temperature sensor, C: refrigeration cycle, Ti: exothermic temperature, Tu: upper limit temperature, Td: lower limit temperature, Rv : Rotation speed, Rvr: subtraction speed, Rva: addition speed, RvL: upper limit speed, Rvmin: minimum value of rotation speed, Zi: interval time
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