JP2644355B2 - Air conditioner - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は空気調和機に関し、詳しくはインバータ制御
による能力可変型の空気調和機の制御回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to a control circuit of a variable capacity air conditioner by inverter control.

〈従来の技術〉 従来、この種の空気調和機の制御回路として、例えば
第６図に示すようなものが知られている。この制御回路
は、交流電源１からの入力を整流・平滑して出力するコ
ンバータ部２と、コンバータ部２からの直流電圧を３相
交流に変換して電動圧縮機５へ出力するインバータ部３
と、インバータ部３の出力周波数および出力電圧を室内
温度や設定温度に基づき所定の制御ルーチンに従って制
御する制御回路６と、インバータ部３の直流電流を検出
し、検出信号を出力する電流検出回路４とから構成され
る。<Conventional Technology> Conventionally, for example, a control circuit shown in FIG. 6 has been known as a control circuit for this type of air conditioner. The control circuit includes a converter section 2 for rectifying and smoothing an input from an AC power supply 1 and outputting the same, and an inverter section 3 for converting a DC voltage from the converter section 2 into a three-phase AC and outputting it to an electric compressor 5.
A control circuit 6 for controlling the output frequency and output voltage of the inverter section 3 according to a predetermined control routine based on the room temperature and the set temperature; and a current detection circuit 4 for detecting a DC current of the inverter section 3 and outputting a detection signal. It is composed of

コンバータ部２は、交流電源１の出力を整流器７で整
流して直流に変換するとともに、交流成分を平滑用コン
デンサ８で除去する。インバータ部３は、コンバータ部
２からの直流出力を３相交流に変換すべく、直列接続さ
れた一対のスイッチング素子9,12;10,13;11,14を３対備
え、各一対のスイッチング素子が３相交流の各相を出力
する。即ち、スイッチング素子としての各一対のnpnバ
イポーラトランジスタ9,12;10,13;11,14は、ベースに制
御回路６からの交互にオンオフするベースドライブ信号
Bu,Bx;Bv,By;Bw,Bzを夫々受けて交互にオンオフ動作
し、第１相；第２相；第３相の各相交流電圧を電動圧縮
機５に出力するのである。The converter unit 2 rectifies the output of the AC power supply 1 with a rectifier 7 to convert the output to DC, and removes the AC component with a smoothing capacitor 8. The inverter unit 3 includes three pairs of switching elements 9, 12; 10, 13, 11 and 14 connected in series to convert the DC output from the converter 2 into three-phase AC. Output each phase of the three-phase alternating current. That is, each pair of npn bipolar transistors 9, 12; 10, 13; 11, 14 as switching elements is provided with a base drive signal which is alternately turned on / off from the control circuit 6 to the base.
B, Bx, Bv, By; Bw, Bz are respectively received and turned on and off alternately, and the first-phase, second-phase, and third-phase AC voltages are output to the electric compressor 5.

ところで、上記各npnバイポーラトランジスタは、絶
縁ゲート型のものやMOS−FETと同様、第７図に示すよう
な遅延を伴うスイッチング特性を有している。即ち、制
御側のベース電流Ib（第７図（ａ）参照）が立ち下がっ
ても、出力側のコレクタ電流Ic（第７図（ｂ）参照）は
すぐには立ち下がらず、トランジスタの蓄積電荷による
蓄積時間Tsと下降時間Tfの経過後初めて零になり、両時
間の間はベース電流Ibが零でもトランジスタはオン状態
を保つのである。Incidentally, each of the npn bipolar transistors has a switching characteristic with a delay as shown in FIG. 7, like the insulated gate type and the MOS-FET. That is, even if the control-side base current Ib (see FIG. 7 (a)) falls, the output-side collector current Ic (see FIG. 7 (b)) does not immediately fall, and the accumulated charge of the transistor does not fall. , Becomes zero for the first time after the lapse of the accumulation time Ts and the fall time Tf. During both times, the transistor remains on even if the base current Ib is zero.

このような遅延特性をもつ例えば一対のバイポーラト
ランジスタ9,12に、休止期間なく交互にオンオフするベ
ースドライブ信号Bu,Bxを制御信号として印加すると、
遅延特性により両トランジスタ9,12の導通状態がオーバ
ーラップして短絡破壊してしまうため、上記ベースドラ
イブ信号Bu,Bxには、第８図に示すように両信号が共に
零になる一定幅の休止時間Tdが設けられている。For example, when a base drive signal Bu, Bx that alternately turns on and off without a pause period is applied as a control signal to a pair of bipolar transistors 9 and 12 having such a delay characteristic,
Due to the delay characteristic, the conduction state of both transistors 9 and 12 is overlapped and short-circuit is destroyed. Therefore, as shown in FIG. 8, the base drive signals Bu and Bx have a constant width in which both signals are zero. A pause time Td is provided.

つまり、他方の信号Bxが立ち下がって、休止時間Td経
過後に一方の信号Buが立ち上がり、一方の信号Buが立ち
下がって、休止時間Td経過後に他方の信号Bxが立ち上が
るようにして、同相一対のバイポーラトランジスタ9,12
の一方が確実にオフ状態に移行してから他方が導通状態
になるようにしている。In other words, the other signal Bx falls, one signal Bu rises after the lapse of the pause time Td, one signal Bu falls, and the other signal Bx rises after the lapse of the pause time Td, so that the pair of in-phase pair Bipolar transistor 9,12
One is surely shifted to the off state before the other is turned on.

上記休止時間Tdの設定は、制御回路６内の図示しない
マイクロコンピュータのソフトウエアによって、第９図
に示すような手順で行われる。The setting of the pause time Td is performed by software of a microcomputer (not shown) in the control circuit 6 in a procedure as shown in FIG.

第９図において、まず電動圧縮機５の駆動周波数等に
応じた出力ルーチンが選択され（ステップS1）、この出
力ルーチンに応じたベースドライブ信号が制御回路６か
ら出力される（ステップS2）。次に、次回のベースドラ
イブ信号の出力パターン（６ビット）と現在のベースド
ライブ信号の出力パターン（６ビット）とのAND（また
はOR）がとられ、その論理結果が出力される（ステップ
S3）。これは、次回の出力パターンに応じて動作が変化
する同相一対のバイポーラトランジスタを、一旦共にオ
フ状態即ち中間状態にするためのもので、“1"アクティ
ブ（“1"出力がベースドライブ信号のオン信号に対応す
る）の場合はANDを、逆に“0"アクティブの場合はORを
とる。これによって、“0",“1"アクティブいずれの場
合もベースドライブ信号がオフ信号となり、上記中間状
態が実現される。次に、予め定められた待ち時間の間両
トランジスタにオフのベースドライブ信号が出力され
（ステップS4）、待ち時間経過後に次回のベースドライ
ブ信号の出力パターンが出力され（ステップS5）、その
後ステップS1の処理へ戻る（ステップS6）。ここで、ス
テップS3とステップS4の処理時間の合計が休止時間Tdに
対応する。In FIG. 9, first, an output routine corresponding to the drive frequency of the electric compressor 5 and the like is selected (step S1), and a base drive signal corresponding to the output routine is output from the control circuit 6 (step S2). Next, the output pattern (6 bits) of the next base drive signal and the output pattern (6 bits) of the current base drive signal are ANDed (or ORed), and the logical result is output (step
S3). This is for temporarily turning off a pair of in-phase bipolar transistors whose operation changes in accordance with the next output pattern, ie, both of them are in an off state, that is, an intermediate state. (Corresponding to a signal), and AND, and conversely, if "0" is active, OR. As a result, the base drive signal becomes an off signal in both cases of “0” and “1” active, and the intermediate state is realized. Next, an off base drive signal is output to both transistors for a predetermined waiting time (step S4), and after the waiting time has elapsed, an output pattern of the next base drive signal is output (step S5). The process returns to (Step S6). Here, the sum of the processing times in step S3 and step S4 corresponds to the suspension time Td.

以上のように、従来の空気調和機の制御回路は、３相
交流出力時に同相一対のスイッチング素子が同時にオン
状態となって短絡破壊することを防止すべく、ベースド
ライブ信号に一定の休止時間を設ける構成となってい
る。As described above, the control circuit of the conventional air conditioner sets a fixed pause time to the base drive signal in order to prevent a pair of switching elements of the same phase from being simultaneously turned on at the time of three-phase AC output and causing short circuit breakdown. It is configured to be provided.

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、バイポーラトランジスタ９〜14（第６図参
照）の応答遅れ（第７図のTs,Tfの和）は温度条件によ
り変化し、環境温度が上昇すると遅延時間が長くなり、
温度が下降すると遅延時間は短くなる。しかるに、上記
従来の空気調和機の制御回路６では、バイポーラトラン
ジスタの最高使用環境温度と最大自己発熱との和から、
最高素子温度を一意的に求め、この最高素子温度に対応
する最大遅延時間においても短絡破壊しないような長い
休止時間Td即ち長い待ち時間（第９図中ステップS4参
照）を一意的に決めてしまっている。そのため、使用環
境温度が低く、あるいは負荷が小さくてバイポーラトラ
ンジスタの温度が最高素子温度まで上昇せずに休止時間
を短かくできるような場合でも、一意的に決められた上
記長い休止時間Tdをもつベースドライブ信号（第８図参
照）で各一対のバイポーラトランジスタ9,12;10,13;11,
14が駆動され、各一対のトランジスタが共にオフの状態
が長引いて、電動圧縮機５に出力される３相交流中の脈
流成分が増大し、電動圧縮機５に不都合なトルク変動が
生じるという欠点がある。<Problems to be Solved by the Invention> Incidentally, the response delay (the sum of Ts and Tf in FIG. 7) of the bipolar transistors 9 to 14 (see FIG. 6) changes depending on the temperature condition. Becomes longer,
As the temperature decreases, the delay time decreases. However, in the control circuit 6 of the conventional air conditioner described above, from the sum of the maximum operating temperature of the bipolar transistor and the maximum self-heating,
The maximum element temperature is uniquely determined, and a long rest time Td, that is, a long waiting time (see step S4 in FIG. 9) that does not cause short-circuit breakdown even at the maximum delay time corresponding to the maximum element temperature is uniquely determined. ing. Therefore, even when the use environment temperature is low or the load is small and the temperature of the bipolar transistor can be shortened without increasing the temperature of the bipolar transistor to the maximum element temperature, the uniquely determined long pause time Td is provided. The base drive signal (see FIG. 8) allows a pair of bipolar transistors 9,12; 10,13; 11,
14 is driven, the state in which each pair of transistors is off is prolonged, the pulsating component in the three-phase alternating current output to the electric compressor 5 increases, and an undesirable torque fluctuation occurs in the electric compressor 5. There are drawbacks.

そこで、本発明の目的は、運転開始時や駆動周波数変
更時に、一対のスイッチング素子に印加する制御信号の
休止時間を電動圧縮機の動作条件に応じて自動的に最短
にする手段を設けることによって、電動圧縮機のトルク
変動等をできる限り小さくすることのできる空気調和機
を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a means for automatically minimizing the pause time of a control signal applied to a pair of switching elements according to the operating condition of an electric compressor when starting operation or changing a driving frequency. It is another object of the present invention to provide an air conditioner capable of minimizing a torque fluctuation or the like of an electric compressor as much as possible.

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明の空気調和機は、交
流電源からの出力を直流電圧に変換するコンバータ部
と、直列接続された一対のスイッチング素子を複数対有
して上記コンバータ部からの直流電圧を３相交流電圧に
変換して電動圧縮機に出力するインバータ部と、このイ
ンバータ部の直流電流を検出する電流検出回路と、スイ
ッチング動作の遅れにより一対のスイッチング素子が同
時にオンになることなく交互にオンになるような休止時
間をもつ制御信号を上記一対のスイッチング素子の各端
子に印加して、インバータ部の出力周波数および出力電
圧を制御する制御回路を備えたものにおいて、上記出力
周波数や環境温度に基づいて上記制御信号中の休止時間
の初期値を算出し、算出した初期値に休止時間を設定す
る初期休止時間設定手段と、上記電流検出回路からの検
出信号中に一対のスイッチング素子が同時にオンになっ
たことを示す短絡スパイク電流があるか否かを判別する
判別手段と、この判別手段が否と判別したとき、休止時
間を上記初期値から一定値ずつ減少させて、上記判別手
段が肯と判別しない最短休止時間に設定する最短休止時
間設定手段とを上記制御回路に設けたことを特徴とす
る。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, an air conditioner of the present invention includes a converter unit that converts an output from an AC power supply into a DC voltage, and a plurality of pairs of switching elements connected in series. An inverter unit for converting the DC voltage from the converter unit into a three-phase AC voltage and outputting it to the electric compressor; a current detection circuit for detecting the DC current of the inverter unit; A control circuit for controlling the output frequency and the output voltage of the inverter unit by applying a control signal having a pause time such that the switching elements are turned on alternately without being turned on at the same time, to each terminal of the pair of switching elements. In the apparatus provided, an initial value of the pause time in the control signal is calculated based on the output frequency and the environmental temperature, and the pause time is calculated based on the calculated initial value. And a determination unit for determining whether or not the detection signal from the current detection circuit includes a short-circuit spike current indicating that the pair of switching elements are simultaneously turned on. The control circuit further includes a minimum pause time setting means for reducing the pause time by a constant value from the initial value when the means determines that the determination is no, and setting the minimum pause time so that the determination means does not determine positive. It is characterized by.

〈作用〉 制御回路の初期休止時間設定手段は、電動圧縮機へ出
力される３相交流電圧の周波数（第５図のＦ参照）や環
境温度（同図のＥ参照）に基づいて、一対のスイッチン
グ素子に印加する制御信号中の休止時間の初期値を算出
し（同図のＧ参照）、算出した初期値に休止時間を設定
する。そして、上記制御信号でスイッチング素子が駆動
され、インバータ部から所定の周端数と電圧をもつ３相
交流が電圧圧縮機に出力されるとともに、インバータ部
の直流電流が、電流検出回路で検出されて、検出信号と
して制御回路の判別手段に出力される。判別手段は、入
力された検出信号中に一対のスイッチング素子が同時に
オンになったことを示す短絡スパイク電流があるか否か
を判別する。一方、制御回路の最短休止時間設定手段
は、判別手段が否と判別したとき、休止時間を上記初期
値から一定値ずつ減少させて、判別手段が肯と判別しな
い最短休止時間を求め、この最短休止時間に制御信号中
の休止時間を設定する。こうして、インバータ部の各一
対のスイッチング素子は、同時にオンにならない即ち短
絡破壊を生じない最短の休止時間で交互にオンオフ動作
する。従って、各一対のスイッチング素子が共にオフに
なる時間が最短になり、インバータ部から出力される相
交流中の脈流成分が可能な限り減少して、電動圧縮機に
不都合なトルク変動を最小にすることができる。<Operation> The initial quiescent time setting means of the control circuit is configured to control a pair of three-phase AC voltages output to the electric compressor based on the frequency (see F in FIG. 5) and the environmental temperature (see E in FIG. 5). The initial value of the pause time in the control signal applied to the switching element is calculated (see G in the figure), and the pause time is set to the calculated initial value. Then, the switching element is driven by the control signal, a three-phase alternating current having a predetermined number of rounds and a voltage is output from the inverter unit to the voltage compressor, and a direct current of the inverter unit is detected by the current detection circuit. Is output to the determination means of the control circuit as a detection signal. The determining means determines whether there is a short-circuit spike current indicating that the pair of switching elements are simultaneously turned on in the input detection signal. On the other hand, the shortest pause time setting means of the control circuit decreases the pause time by a constant value from the above-mentioned initial value when the discriminating means discriminates no, and obtains the shortest pause time in which the discriminating means does not determine positive. Set the pause time in the control signal to the pause time. In this manner, the pair of switching elements of the inverter section are alternately turned on and off with the shortest rest time in which the switching elements are not turned on at the same time, that is, do not cause short-circuit breakdown. Therefore, the time during which the pair of switching elements are both turned off is minimized, the pulsating component in the phase alternating current output from the inverter unit is reduced as much as possible, and the torque fluctuation unfavorable to the electric compressor is minimized. can do.

〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an illustrated example.

本発明の空気調和機の一実施例は、制御回路６の構成
が一部異なる点を除いて、第６図で述べた従来例と同じ
構成であり、同じ部材については説明を省略する。An embodiment of the air conditioner of the present invention has the same configuration as the conventional example described in FIG. 6 except that the configuration of the control circuit 6 is partially different, and a description of the same members will be omitted.

上記制御回路６は、第６図中に破線で示すように、イ
ンバータ部３の直流電流を検出する電流検出回路４から
の検出信号を受けて、この検出信号中に３対のバイポー
ラトランジスタ9,12;10,13;11,14のうちいずれか一対が
同時にオンになったことを示す短絡スパイク電流がある
か否かを検知して、短絡スパイク電流がある場合に検知
信号を出力する判別手段としての検知部15を設けるとと
もに、マイクロコンピュータ16のソフトウェアとして初
期休止時間設定手段と最短休止時間設定手段を設けて構
成される。初期休止時間設定手段は、インバータ部３か
ら出力される３相交流の周端数や環境温度に基づいて、
各一対のベースドライブ信号Bu,Bx;Bv,By;Bw,Bz間の休
止時間Td（第８図参照）の初期値を算出し、算出した初
期値に休止時間を設定する（第１図のステップS1）参
照。また、最短休止時間設定手段は、上記検知部15から
の検知信号がないとき、休止時間を上記初期値から一定
値αずつ減少させて（第１図中のステップS10参照）、
上記検知部15が検知信号を出力しない最短休止時間に休
止時間を設定するようになっている（第１図中のステッ
プS11,S12参照）。The control circuit 6 receives the detection signal from the current detection circuit 4 for detecting the DC current of the inverter section 3 as shown by a broken line in FIG. 6, and includes three pairs of bipolar transistors 9 and 12; 10, 13; a means for detecting whether there is a short-circuit spike current indicating that any one of the pairs is simultaneously turned on, and outputting a detection signal when there is a short-circuit spike current. As well as an initial pause time setting unit and a minimum pause time setting unit as software of the microcomputer 16. The initial pause time setting means, based on the peripheral number of the three-phase AC output from the inverter unit 3 and the environmental temperature,
An initial value of the pause time Td (see FIG. 8) between each pair of base drive signals Bu, Bx; Bv, By; Bw, Bz is calculated, and the pause time is set to the calculated initial value (FIG. 1). See step S1). When there is no detection signal from the detection unit 15, the shortest pause time setting unit decreases the pause time from the initial value by a constant value α (see step S10 in FIG. 1),
The pause time is set to the shortest pause time during which the detection unit 15 does not output a detection signal (see steps S11 and S12 in FIG. 1).

上記実施例の動作説明に先立って、本発明の基本概念
を第３〜５図により説明する。Prior to the description of the operation of the above embodiment, the basic concept of the present invention will be described with reference to FIGS.

一般に、バイポーラトランジスタの遅延時間（第７図
のTsとTfの和）とトランジスタ温度の関係は、第３図の
直線Ａの如くなり、温度上昇に比例して遅延時間が長く
なる。第３図の横軸のトランジスタ温度は、動作に伴う
トランジスタ自身の温度上昇と環境温度との和であり、
このうちトランジスタ自身の温度上昇は、動作時の電力
損失が大きい程大きくなる。Generally, the relationship between the delay time of a bipolar transistor (the sum of Ts and Tf in FIG. 7) and the transistor temperature is as shown by a straight line A in FIG. 3, and the delay time increases in proportion to the temperature rise. The transistor temperature on the horizontal axis in FIG. 3 is the sum of the temperature rise of the transistor itself during operation and the environmental temperature,
Of these, the temperature rise of the transistor itself increases as the power loss during operation increases.

トランジスタの上記電力損失は、第４図に示すよう
に、スイッチングの過渡時に発生し、かつスイッチング
回数に比例するスイッチング損失（直線Ｂ）と、オン状
態時の飽和電圧により発生し、かつコレクタ電流に比例
するオン損失（直線Ｃ）の和（直線Ｄ）で与えられる。As shown in FIG. 4, the power loss of the transistor occurs during a switching transition and occurs due to a switching loss (straight line B) proportional to the number of times of switching, a saturation voltage in an ON state, and a collector current. It is given by the sum (straight line D) of the proportional on-loss (straight line C).

ここで、トランジスタに印加されるベースドライブ信
号は、一定周端数（例えば20KHz）のキャリアを振幅変
調した包絡正弦波の周端数が電動圧縮機５の駆動周波数
（例えば30〜120Hz）に相当し、キャリアを間引くこと
によるキャリアの疎密が駆動実効電圧の低高に相当する
ような信号である。また、インバータ空気調和機では、
電動圧縮機５の駆動周端数ｆと駆動実効電圧Ｖが （V/f）∝（電動圧縮機のトルク）＝一定 の関係になるように変化させてパワー制御している。Here, in the base drive signal applied to the transistor, the peripheral frequency of an enveloped sine wave obtained by amplitude-modulating a carrier having a constant frequency (for example, 20 KHz) corresponds to the drive frequency of the electric compressor 5 (for example, 30 to 120 Hz). This is a signal in which the density of the carriers by thinning out the carriers corresponds to the low and high of the driving effective voltage. In the inverter air conditioner,
The power control is performed by changing the driving peripheral number f of the electric compressor 5 and the driving effective voltage V so that the relation (V / f) ∝ (torque of the electric compressor) = constant.

従って、駆動周波数ｆが低い程実効電圧Ｖが低くな
り、ベースドライブ信号中のキャリアが疎になるので、
それだけスイッチング回数も少なくなり、スイッチング
損失は第４図の左下がりの直線Ｂの如く減少するのであ
る。また、駆動周波数ｆが高い程モータに加わる実効電
圧Ｖが高くなり、これに比例してコレクタ電流も高くな
り、オン損失は第４図の右上がりの直線Ｃの如く増加す
るのである。Therefore, the lower the driving frequency f is, the lower the effective voltage V is, and the carrier in the base drive signal becomes sparse, so that
As a result, the number of times of switching is reduced, and the switching loss is reduced as shown by the straight line B on the left in FIG. Also, the higher the driving frequency f, the higher the effective voltage V applied to the motor, the higher the collector current in proportion thereto, and the on-loss increases as shown by a straight line C rising to the right in FIG.

こうして、駆動周波数からバイポーラトランジスタの
スイッチング損失とオン損失が夫々一義的に決定され、
両者の和である電力損失（直線Ｄ）即ちトランジスタ自
身の温度上昇も一義的に決定できることになる。In this way, the switching loss and the on-loss of the bipolar transistor are uniquely determined from the driving frequency, respectively.
The power loss (straight line D) which is the sum of the two, that is, the temperature rise of the transistor itself can be uniquely determined.

以上のような駆動周波数とトランジスタ自身の温度上
昇の関係を用いて、ある環境温度下の運転におけるベー
スドライブ信号中の最短休止時間は、次のような手順で
決定することができる。まず、インバータ部３の例えば
第１相のトランジスタ9,12に、動作に伴う発熱が殆んど
なく環境温度と平衡を保ち、かつ電動圧縮機５を実質上
駆動しないようなベースドライブ信号を印加し、この信
号中の休止時間Tdを順次短くしていく。同時に電流検出
回路４からの検出信号を検知部15で監視し、トランジス
タ９と12の短絡スパイク電流が流れる直前の休止時間
が、その環境温度でトランジスタ発熱が殆んどないセン
シング時の最短休止時間ということになる（第５図の直
線E,Td＝t₀）。なお、このセンシング時の最短休止時間
toは、図示の如く駆動周波数と無関係である。次に、運
転時の駆動周波数f₁によるトランジスタ自身の温度上昇
に見合うだけ上記休止時間t₀を長くする必要があるが、
これは、上述の第４図の直線Ｄ（トータル損失）に一義
的に対応する第５図の直線Ｆで求めることができ、t₁に
なる。従って、その環境温度における運転時の最短休止
時間Tdは、上記休止時間t₀にt₁を加えた直線Ｇ上のt₂と
決定される。また、運転中に室内機からの設定切り換え
要求等により駆動周波数をf₁からf₂に変化させる場合
は、第５図に示すように休止時間Tdを、Td＝t₂からTd＝
t₃に変更すれば良い。Using the above relationship between the drive frequency and the temperature rise of the transistor itself, the shortest pause time in the base drive signal in an operation at a certain environmental temperature can be determined in the following procedure. First, a base drive signal is applied to, for example, the first-phase transistors 9 and 12 of the inverter unit 3 so that there is almost no heat generated during operation, the balance is maintained at the ambient temperature, and the electric compressor 5 is not substantially driven. Then, the pause time Td in this signal is shortened sequentially. At the same time, the detection signal from the current detection circuit 4 is monitored by the detection unit 15, and the downtime immediately before the short-circuit spike current of the transistors 9 and 12 flows is the shortest downtime at the time of sensing when the transistor is hardly heated at the ambient temperature. (The straight line E, Td = t _{0 in} FIG. 5). In addition, the shortest pause time during this sensing
to is independent of the drive frequency as shown. Then, it is only necessary to increase the pause time t ₀ commensurate with the temperature increase of the transistor itself by the driving frequency f ₁ during operation,
This can be determined by a straight line F of FIG. 5 which uniquely corresponds to the straight line D of FIG. 4 described above (total loss) becomes t _1. Therefore, the shortest pause time Td during operation in the environment temperature is determined and t ₂ on the straight line G plus t ₁ to the pause time t _0. Also, when changing the driving frequency by the setting change request or the like from the indoor unit during operation from f ₁ to f _2, the pause time Td as shown in FIG. 5, Td from Td = t ₂ =
It may be changed to t _3.

なお、上述の手順は、あくまで初期休止時間設定手段
による初期値の設定手順であり、この初期休止時間Tdを
もつベースドライブ信号を出力して、インバータ部３の
短絡スパイク電流の有無を検知部15が検知し、この有無
によって最短休止時間設定手段が休止時間の補正を行な
うのである。このようにして、使用環境温度や負荷条件
に応じた最短休止時間を自動決定することができ、電動
圧縮機５のトルク変動を最少限に抑えた空気調和機を構
成することができるのである。The above procedure is merely a procedure for setting an initial value by the initial pause time setting means, and outputs a base drive signal having the initial pause time Td to detect the presence or absence of a short-circuit spike current of the inverter section 3. Is detected, and the shortest pause time setting means corrects the pause time based on the presence or absence of the above. In this manner, the shortest downtime according to the use environment temperature and the load condition can be automatically determined, and an air conditioner in which the torque fluctuation of the electric compressor 5 is minimized can be configured.

上記構成の実施例の動作について、第１図のフローチ
ャートを参照しつつ次に述べる。The operation of the embodiment having the above configuration will be described next with reference to the flowchart of FIG.

制御回路６のCPU16は、予め与えられたプログラムに
従って、ステップS1で待ち時間Ｔを初期値Ｘに設定す
る。待ち時間Ｔは、休止時間TdからステップS5の処理時
間tcを減じたものであり、休止時間Tdの初期値は、第３
〜５図で述べた手順で求められた値、最高使用環境温度
と最大自己発熱とに基づく従来の手法による値あるいは
実験的に求めた中間的な値のいずれでもよく、この初期
値から上記待ち時間Ｔの初期値ＸがCPU16により設定さ
れる。次に、ステップS2からステップS3〜S8の一連の処
理に移る。これら一連の処理は、第９図で述べた従来例
のものと同じで、インバータ部３の各一対のトランジス
タ９〜14に初期休止時間Td（Td＝Ｘ＋tc）をもつベース
ドライブ信号Bu〜Bzを出力する処理である。The CPU 16 of the control circuit 6 sets the waiting time T to the initial value X in step S1 according to a program given in advance. The waiting time T is obtained by subtracting the processing time tc of step S5 from the pause time Td, and the initial value of the pause time Td is the third value.
5, a value obtained by a conventional method based on the maximum use environment temperature and the maximum self-heating or an intermediate value obtained experimentally may be used. The initial value X of the time T is set by the CPU 16. Next, the process proceeds to a series of processes from step S2 to steps S3 to S8. These series of processes are the same as those of the conventional example described with reference to FIG. 9, and the base drive signals Bu to Bz having the initial pause time Td (Td = X + tc) are applied to the pair of transistors 9 to 14 of the inverter unit 3. This is the output process.

次に、CPU16は、ステップS9で、インバータ部３の直
流電流中に短絡スパイク電流があったとき検知部15から
入力される検知信号の有無に応じて、無の場合はステッ
プS10へ進んで、それまでの待ち時間Ｘから一定値αを
減じた値を新たな待ち時間に設定してステップS1へ戻る
一方、有の場合はステップS11へ進んで、それまでの待
ち時間Ｘに一定値αを加えた値を新たな待ち時間（セン
シング時の最短休止時間に対応）とし、さらにステップ
S12に進んでこの新たな待ち時間に駆動周波数に応じた
加算（第５図中の直線Ｆに相当）ｆ（ｆ）を行なう。従
って、待ち時間は初期値から一対のトランジスタが短絡
するまで一定値αずつ減じられ、短絡したときの値に一
定値αを１回加えることで最短待ち時間が求まり、この
最短待ち時間からその時の使用環境温度・駆動周波数に
おける最適な最短休止時間に対応した待ち時間が決定さ
れる。Next, in step S9, if there is a detection signal input from the detection unit 15 when there is a short-circuit spike current in the DC current of the inverter unit 3 in step S9, if there is no detection signal, the process proceeds to step S10. The value obtained by subtracting the constant value α from the waiting time X up to that time is set as a new waiting time, and the process returns to step S1. If yes, the process proceeds to step S11, where the constant value α is added to the waiting time X up to that time. The added value is set as a new waiting time (corresponding to the minimum pause time during sensing), and further steps
Proceeding to S12, an addition (corresponding to the straight line F in FIG. 5) f (f) corresponding to the drive frequency is performed for this new waiting time. Therefore, the waiting time is reduced by a constant value α from the initial value until the pair of transistors is short-circuited, and the shortest waiting time is obtained by adding the constant value α once to the value at the time of short-circuiting. The waiting time corresponding to the optimal shortest pause time at the operating environment temperature and the driving frequency is determined.

第２図は、運転中に駆動周波数を変化させる場合の処
理動作を示すフローチャートである。この場合の処理動
作は、ステップS1で待ち時間の初期値を、そのときの周
波数f₁に対応するＸから変更すべき周波数f₂に対応する
Ｘ−ｔ（f₁）＋ｆ（f₂）に設定し直す点を除いて、第１
図の処理と何ら異ならない。つまり、ステップS1で第５
図の点P₁で示す休止時間が点P₂で示す値に設定し直さ
れ、ステップS3〜S8のベースドライブ出力ルーチンを行
なった後、ステップS9で短絡スパイク電流の有無が判別
され、最終ステップS11で短絡直前の最短待ち時間が決
定される。FIG. 2 is a flowchart showing a processing operation when the drive frequency is changed during operation. Processing operation in this case, the initial value of the waiting time in step S1, the _{X-t (f 1) +} f (f 2) corresponding to the frequency f ₂ to be changed from the corresponding X to the frequency f ₁ at this time Except for resetting,
There is no difference from the processing of the figure. That is, in step S1, the fifth
Rest time indicated by point P ₁ of the figure is re-set to the value indicated by the point P _2, after performing the base drive output routine in step S 3 to S 8, the presence or absence of short-circuit current spikes is determined in step S9, the final step In S11, the shortest waiting time immediately before the short circuit is determined.

以上述べたように、制御回路６のCPU16により、電動
圧縮機５の使用環境温度・駆動周波数における最短休止
時間を自動決定し、この最短休止時間をもつベースドラ
イブ信号で各一対のトランジスタ９〜14を駆動して、電
動圧縮機５に可能な限り脈流成分の少ない３相交流電力
を供給するので、電動圧縮機５を最小のトルク変動、か
つ良好な電気特性状態でもって運転することができ、ひ
いては騒音や振動の少ない高効率な空気調和機を実現す
ることができる。As described above, the CPU 16 of the control circuit 6 automatically determines the shortest pause time in the operating environment temperature and the drive frequency of the electric compressor 5, and uses the base drive signal having the shortest pause time for each of the pair of transistors 9-14. To supply the three-phase AC power with as little pulsating component to the electric compressor 5 as possible, so that the electric compressor 5 can be operated with the minimum torque fluctuation and good electric characteristics. Thus, a highly efficient air conditioner with less noise and vibration can be realized.

なお、本発明が図示の実施例に限られないのはいうま
でもない。It goes without saying that the present invention is not limited to the illustrated embodiment.

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明の空気調和機
は、交流電源出力を直流電圧に変換するコンバータ部
と、直流電流を検出する電流検出回路を有し、コンバー
タ部からの直流電圧を３相交流電圧に変換して電動圧縮
機に出力するインバータ部と、このインバータ部の一対
のスイッチング素子を休止時間をもつ制御信号で駆動し
て周力周波数と出力電圧を制御する制御回路を備えたも
のにおいて、上記制御回路に、出力周波数や環境温度に
基づいて上記休止時間の初期値を設定する初期休止時間
設定手段と、上記電流検出回路からの検出信号中の短絡
スパイク電流の有無を判別する判別手段と、この判別手
段が否と判別したとき、休止時間を上記初期値から一定
値ずつ減少させて、肯と判別されない最短休止時間に上
記休止時間を設定する最短休止時間設定手段とを設けて
いるので、電動圧縮機に可能な限り脈流成分の少ない３
相交流電力を供給でき、電動圧縮機を最小のトルク変動
かつ良好な電気特性でもって運転することができ、騒音
や振動の少ない高効率な空気調和機を実現することがで
きる。<Effects of the Invention> As is clear from the above description, the air conditioner of the present invention has a converter unit that converts an AC power supply output to a DC voltage, and a current detection circuit that detects a DC current. And an inverter for converting the DC voltage to a three-phase AC voltage and outputting the three-phase AC voltage to the electric compressor, and a pair of switching elements of the inverter driven by a control signal having a pause to control the peripheral frequency and the output voltage. An initial pause time setting means for setting an initial value of the pause time based on an output frequency or an environmental temperature in the control circuit; and a short-circuit spike current in a detection signal from the current detection circuit. Determination means for determining the presence or absence of the flag, and when the determination means determines no, the pause time is reduced by a constant value from the initial value, and the pause time is reduced to the shortest pause time not determined to be positive. Since the shortest rest time setting means for setting the interval is provided, the electric compressor has as little pulsating flow component as possible.
Phase alternating current power can be supplied, the electric compressor can be operated with the minimum torque fluctuation and good electric characteristics, and a highly efficient air conditioner with less noise and vibration can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図，第２図は本発明の一実施例たる空気調和機の制
御回路の動作を示すフローチャート、第３図は上記制御
回路のインバータ部内のトランジスタ温度とスイッチン
グ遅延時間の関係を示す図、第４図は空気調和機の駆動
周波数とトランジスタの損失の関係を示す図、第５図は
上記駆動周波数と休止時間の関係を示す図、第６図は一
般の制御回路のハードウェア構成図、第７図はトランジ
スタのベース電流とコレクタ電流との応答関係図、第８
図は同相トランジスタのベースドライブ信号中の休止時
間を説明する図、第９図は従来の制御回路の休止時間設
定の手順を示すフローチャートである。 １……交流電源、２……コンバータ部、 ３……インバータ部、４……電流検出回路、 ５……電動圧縮機、６……制御回路、 ９〜14……バイポーラトランジスタ、 15……検知部、16……マイクロコンピュータ。1 and 2 are flowcharts showing the operation of a control circuit of an air conditioner according to one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the transistor temperature and the switching delay time in the inverter section of the control circuit. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the drive frequency of the air conditioner and the transistor loss, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the drive frequency and the idle time, FIG. 6 is a hardware configuration diagram of a general control circuit, FIG. 7 is a diagram showing a response relationship between the base current and the collector current of the transistor, and FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining a pause time in a base drive signal of an in-phase transistor. FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for setting a pause time of a conventional control circuit. 1 ... AC power supply 2 ... Converter section 3 ... Inverter section 4 ... Current detection circuit 5 ... Electric compressor 6 ... Control circuit 9-14 Bipolar transistor 15 ... Detection Department, 16 ... microcomputer.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】交流電源からの出力を直流電圧に変換する
コンバータ部と、直列接続された一対のスイッチング素
子を複数対有して上記コンバータ部からの直流電圧を３
相交流電圧に変換して電動圧縮機に出力するインバータ
部と、このインバータ部の直流電流を検出する電流検出
回路と、スイッチング動作の遅れにより一対のスイッチ
ング素子が同時にオンになることなく交互にオンになる
ような休止時間をもつ制御信号を上記一対のスイッチン
グ素子の各端子に印加して、インバータ部の出力周波数
および出力電圧を制御する制御回路を備えた空気調和機
において、 上記出力周波数や環境温度に基づいて上記制御信号中の
休止時間の初期値を算出し、算出した初期値に休止時間
を設定する初期休止時間設定手段と、上記電流検出回路
からの検出信号中に一対のスイッチング素子が同時にオ
ンになったことを示す短絡スパイク電流があるか否かを
判別する判別手段と、この判別手段が否と判別したと
き、休止時間を上記初期値から一定値ずつ減少させて、
上記判別手段が肯と判別しない最短休止時間に設定する
最短休止時間設定手段とを上記制御回路に設けたことを
特徴とする空気調和機。1. A converter for converting an output from an AC power supply into a DC voltage, and a plurality of pairs of switching elements connected in series to convert the DC voltage from the converter into three.
An inverter section that converts the phase into an alternating current voltage and outputs it to the electric compressor; a current detection circuit that detects the DC current of the inverter section; and a pair of switching elements that are alternately turned on without being simultaneously turned on due to a delay in switching operation. An air conditioner having a control circuit for controlling the output frequency and the output voltage of the inverter unit by applying a control signal having a pause time such that the output frequency and the environment An initial pause time setting means for calculating an initial value of the pause time in the control signal based on the temperature and setting the pause time to the calculated initial value, and a pair of switching elements in a detection signal from the current detection circuit. Determining means for determining whether or not there is a short-circuit spike current indicating that the switches have been turned on at the same time; Reduce the time by a fixed value from the above initial value,
An air conditioner characterized in that the control circuit further comprises a shortest rest time setting means for setting a shortest rest time in which the discriminating means does not discriminate positively.