JP3441852B2 - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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Description
を行う空気調和機に関する。
プ方式の空気調和機では、暖房運転時、図13のモリエ
ル線図に示すように、蒸発器として使用する室外熱交換
器が低圧側となり、凝縮器として使用する室内熱交換器
が高圧側となって、室外熱交換器で室外から取り込んだ
熱を室内熱交換器により室内に放出して暖房を行う。こ
の暖房運転中、特に外気温度が低いと、低温となった室
外熱交換器に霜が付着して、熱交換効率が悪くなって、
暖房性能が著しく低下する。そこで、上記空気調和機で
は、室外熱交換器に霜が付着すると、暖房サイクルから
冷房サイクルに切り換えて、室外熱交換器を凝縮器とし
て高圧側とし、室外熱交換器の温度を上げることによっ
て、付着した霜を解かして取り除いた後、再び暖房サイ
クルに切り換えて暖房運転を行う。
和機は、デフロスト運転中は冷気が室内機から吹き出さ
ないように室内ファンを停止するため、図14に示すよ
うに、室内熱交換器(蒸発器)の冷却能力が低くなり、凝
縮器である室外熱交換器の放熱量も少なくなる。このた
め、上記室外熱交換器の温度を上げるための熱源が不足
して、デフロスト時間が長くなるという欠点がある。し
たがって、デフロスト時間が長くなるほど、暖房能力が
低下し、室内温度が下がって不快となる。
転時に圧縮機のモータを低効率に運転することによっ
て、デフロスト時間を短縮できる空気調和機を提供する
ことにある。
め、請求項1の空気調和機は、圧縮機を駆動するモータ
と、上記モータの電機子コイルに印加する電圧のパター
ンを切り換えるインバータとを備えた空気調和機におい
て、上記電機子コイルの中性点の電圧レベルの変化に基
づいて、上記モータを高効率で運転するときは、上記電
機子コイルの中性点の電圧レベルが高効率時のレベルに
なるように、上記インバータの出力の位相または出力電
圧を制御する一方、上記モータを低効率で運転するとき
は、上記電機子コイルの中性点の電圧レベルが低効率時
のレベルになるように、上記インバータの出力の位相ま
たは出力電圧を制御する制御手段を備えたことを特徴と
している。
ば暖房運転とデフロスト運転において、上記制御手段に
より、上記電機子コイルの中性点の電圧レベルの変化に
基づいてインバータの出力を制御することによって、暖
房運転時に高効率になるように、デフロスト運転時に低
効率になるように、上記圧縮機を駆動するモータを運転
する。つまり、上記モータの電機子コイルの中性点の電
圧とモータ効率との間に相関関係がある場合、暖房運転
時は電機子コイルの中性点の電圧レベルが高効率時のレ
ベルになるように、インバータの出力の位相または出力
電圧を制御することによって、モータを高効率で運転す
る一方、デフロスト運転時は電機子コイルの中性点の電
圧レベルが低効率時のレベルになるように、インバータ
の出力の位相または出力電圧を制御することによって、
モータを低効率に運転するのである。そして、上記デフ
ロスト運転において、圧縮機のモータを低効率に運転す
ると、モータ電流が増大してモータの電機子コイルが発
熱するため、圧縮機の仕事の熱当量が増加して、圧縮機
の吐出冷媒の温度が上昇する。
に運転することによって、デフロストのための熱量が増
大して、デフロスト時間を短縮できる。
の空気調和機において、上記制御手段は、高効率運転モ
ードと低効率運転モードを択一的に選択すると共に、デ
フロスト運転時に上記低効率運転モードを選択する運転
モード選択手段を備えたことを特徴としている。
ロスト運転時に、上記制御手段の運転モード選択手段は
低効率運転モードを選択するので、モータ電流が増大し
て電機子コイルが発熱し、圧縮機の仕事の熱当量が増加
して、圧縮機の吐出冷媒の温度が上昇する。
低効率運転することによって、圧縮機の吐出冷媒の温度
を上げて、デフロストのための熱源を補うので、デフロ
スト時間を短縮でき、室内の快適性が向上する。
の空気調和機において、上記制御手段は、高効率運転モ
ードと低効率運転モードを択一的に選択すると共に、暖
房運転の立ち上げ時に上記低効率運転モードを選択する
運転モード選択手段を備えたことを特徴としている。
運転の立ち上げ時に、上記制御手段の運転モード選択手
段は低効率運転を選択するので、モータ電流が増大して
電機子コイルが発熱するので、圧縮機の仕事の熱当量が
増加して、吐出冷媒の温度が上昇する。
タを低効率に運転することによって圧縮機の吐出冷媒の
温度を上げて、停止時間が長いために圧縮機が低温とな
っていても、暖房立ち上げ時の室内機の吹出温度を速や
かに立ち上げることができ、室内の快適性が向上する。
乃至3のいずれか一つの空気調和機において、上記制御
手段は、上記モータの回転子と固定子との間の相対的な
回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出
手段と、上記位置信号の切り換わり時点から上記電圧の
パターンを切り換えるまでの位相を補正する位相補正手
段とを備えたことを特徴としている。
制御手段の回転位置検出手段は、上記圧縮機のモータの
回転子と固定子との間の相対的な回転位置を検出して、
位置信号を出力する。上記インバータの出力電圧を調整
することによって回転周波数を制御する場合、上記制御
手段の位相補正手段は、高効率になるように、上記位置
信号の切り換わり時点から上記電圧のパターンを切り換
えるまでの位相を補正する一方、低効率になるように、
位置信号の切り換わり時点から上記電圧のパターンを切
り換えるまでの位相を高効率時よりも進み位相側に補正
する。
補正手段により、インバータの出力の位相を補正するこ
とによって、圧縮機のモータを滑らかに回転させつつ、
モータを高効率または低効率に運転できる。
乃至3のいずれか一つの空気調和機において、上記制御
手段は、上記インバータの出力を制御するために、上記
インバータの出力電圧を補正する電圧補正手段を備えた
ことを特徴としている。
インバータの出力の位相調整によって回転周波数を制御
する場合、上記制御手段の電圧補正手段は、高効率にな
るように、上記インバータの出力電圧を補正する一方、
低効率になるように、インバータの出力電圧を高効率時
よりも低い電圧に補正する。
バータの出力電圧を補正することによって、圧縮機のモ
ータを滑らかに回転させつつ、モータを高効率または低
効率に運転できる。
示の実施の形態により詳細に説明する。
機の要部の構成を示しており、1は電機子コイル1a,1
b,1cがY結線され、複数の永久磁石を有する回転子1
0を回転磁界により回転させる固定子、2は上記電機子
コイル1a,1b,1cに並列状態に接続され、抵抗2a,2
b,2cをY結線した抵抗回路、3は上記抵抗回路2の中
性点の電圧V M と電機子コイル1a,1b,1cの中性点の電
圧V N との電位差を表わす電位差信号V MN を検出して、
その電位差信号V MN に基づいて、回転子10の相対的な
位置を検出して、回転子10の相対的な位置を表わす位
置信号を出力する回転位置検出手段としての回転位置検
出器、4は上記回転位置検出器3からの位置信号を受け
て、スイッチング信号を出力する制御手段としてのマイ
コン、5は上記マイコン4からのスイッチング信号を受
けて、転流制御信号を出力するベース駆動回路である。
上記ベース駆動回路5からの転流制御信号をインバータ
20に夫々入力している。なお、上記固定子1と回転子
10でブラシレスDCモータ11を構成している。
非反転入力端子に抵抗回路2の中性点の電圧V M を入力
すると共に、増幅器IC1の反転入力端子に抵抗R 1 を介
してグランドGNDを接続し、増幅器IC1の出力と反
転入力端子との間に抵抗R 2 を接続した差動増幅器31
と、上記差動増幅器31の出力に一端が接続された抵抗
R 3 とその抵抗R 3 の他端とグランドGNDとの間に接続
されたコンデンサC 1 とからなる積分器32と、上記積
分器32の抵抗R 3 の他端と非反転入力端子が接続さ
れ、反転入力端子にグランドGNDが接続された増幅器
IC2からなる零クロスコンパレータ33とを備えてい
る。そして、上記電機子コイル1a,1b,1cの中性点
は、グランドGNDを介して差動増幅器31の反転入力
端子に接続され ているので、差動増幅器31は、抵抗回
路2の中性点の電圧V M と電機子コイル1a,1b,1cの中
性点の電圧V N との電位差を表わす電位差信号V MN を検
出する。
の両出力端子に接続され、交流電圧を全波整流するダイ
オードD 1 ,D 2 ,D 3 ,D 4 からなるダイオードブリッジ1
2と、上記ダイオードブリッジ12の正極側出力端子に
一端が接続されたリアクトルLと、そのリアクトルLの
他端と一端が接続され、他端がダイオードブリッジ12
の負極側出力端子に接続されたコンデンサC 0 と、コン
デンサC 0 の一端に夫々コレクタが接続された3つのト
ランジスタ20a,20b,20cと、コンデンサC 0 の他端
に夫々エミッタが接続された3つのトランジスタ20d,
20e,20fとで構成されている。上記トランジスタ2
0aのエミッタとトランジスタ20dのコレクタを互いに
接続し、トランジスタ20bのエミッタとトランジスタ
20eのコレクタを互いに接続し、トランジスタ20cの
エミッタとトランジスタ20fのコレクタを互いに接続
している。また、上記トランジスタ20a,20dの互い
に接続された部分にU相の電機子コイル1aを接続し、
トランジスタ20b,20eの互いに接続された部分にV
相の電機子コイル1bを接続し、トランジスタ20c,2
0fの互いに接続された部分にW相の電機子コイル1cを
接続している。そして、上記各トランジスタ20a〜2
0fのコレクタとエミッタとの間にダイオードを夫々逆
並列接続している。なお、上記リアクトルLとコンデン
サC 0 で平滑回路を構成し、この平滑回路によりダイオ
ードブリッジ12からの全波整流された脈流電圧を平滑
にされた直流電圧にしている。また、上記空気調和機
は、回転位置検出器3の積分器32からの積分信号を受
けて、レベル検出信号をマイコン14に夫々出力するレ
ベル検出器A,Bを備えている。
に、回転位置検出器3の積分器32からの積分信号∫V
MNdtを増幅器IC3の反転入力端子に接続すると共に、
増幅器IC3の非反転入力端子をグランドGNDに抵抗
R4を介して接続して、増幅器IC3の出力端子と非反転
入力端子との間に抵抗R5を接続している。上記増幅器
IC3と抵抗R4,R5でヒステリシス特性を有するヒステ
リシスコンパレータを構成している。また、上記レベル
検出器Bは、回転位置検出器3の積分器22からの積分
信号∫VMNdtを増幅器IC3の反転入力端子に接続する
と共に、増幅器IC3の非反転入力端子をグランドGN
Dに抵抗R6を介して接続して、増幅器IC3の出力端子
と非反転入力端子を抵抗R7を介して接続している。上
記増幅器IC3と抵抗R6,R7でヒステリシス特性を有す
るヒステリシスコンパレータを構成している。
示しており、このマイコン14は、回転位置検出器3か
らの位置信号が外部割込端子を介して接続された位相補
正タイマT1と、上記位置信号を受けて、電機子コイル
1a,1b,1cの電圧パターンの周期を測定する周期測定
タイマT2と、周期測定タイマT2からの測定されたタイ
マ値を受けて、そのタイマ値から電機子コイル1a,1b,
1cの電圧パターンの周期を演算して、周期を表わす周
期信号を出力する周期演算部41と、周期演算部41か
らの周期信号を受けて、その周期から位相補正角に相当
するタイマ値を演算して、位相補正タイマT1にタイマ
値設定信号を出力するタイマ値演算部42とを備えてい
る。さらに、上記マイコン4は、位相補正タイマT1か
らの割込信号IRQを受けて、電圧パターン信号を出力
するインバータモード選択部43と、周期演算部41か
らの周期信号を受けて、回転速度を演算して現在速度信
号を出力する速度演算部44と、速度演算部44からの
現在速度信号と外部からの速度指令信号とを受けて、電
圧指令信号を出力する速度制御部45と、インバータモ
ード選択部43からの電圧パターン信号と速度制御部4
5からの電圧指令信号を受けて、スイッチング信号を出
力するPWM(パルス幅変調)部46とを備えている。な
お、上記位相補正タイマT1,周期測定タイマT2,周期演
算部41およびタイマ値演算部42で位相補正手段を構
成している。
Aからのレベル検出信号1が入力端子1に入力され、レ
ベル検出器Bからのレベル検出信号2が入力端子2に入
力されたスイッチSWと、上記スイッチSWからのレベ
ル検出信号1とレベル検出信号2のうちのいずれか一方
が入力されたレベル判定部101と、上記スイッチSW
に切替信号を出力する運転モード指令部102とを備え
ている。
に従って駆動され、図4に示すように、レベル検出器A
の増幅器IC3の反転入力端子に入力された積分信号∫
VMNdt(図4(A)に示す)が基準値E1を越えると、増幅器
IC3の出力端子はLレベルとなり、積分信号∫VMNdt
が基準値E2未満になると、増幅器IC3の出力端子はH
レベルとなる。すなわち、上記レベル検出器A,Bのレ
ベル検出信号(図4(C)に示す)は、位置信号(図4(B)に
示す)と位相の異なる同一周期の信号となる。ところ
が、上記回転位置検出器3からの積分信号∫VMNdtのレ
ベルが小さくなると、積分信号∫VMNが基準値E1を越
えなかったり、積分信号∫VMNdtが基準値E2未満にな
らなかったりして、レベル検出信号は、位置信号に比べ
て周波数が低くなると共に、デューティ比が異なる。す
なわち、上記積分信号∫VMNが所定のレベル以上か否か
をレベル検出信号が所定の周期で連続するか否かによっ
て検出することができる。なお、後述する高効率運転モ
ードにおいて、積分信号∫VMNが第1の所定値以上か否
かを判定できるように、レベル検出器Aの基準値E1,E
2を設定すると共に、後述する低効率運転モードにおい
て、積分信号∫VMNが第2の所定値以上か否かを判定で
きるように、レベル検出器Bの基準値を設定する。
7,8,9のフローチャートに従って説明する。なお、上
記マイコン14の外部割込端子に入力される位置信号の
立ち上がり,立ち下がり毎に割込処理21を行う。
ートすると、ステップS300で位相補正タイマT1(図5
ではタイマT1とする)がカウント中か否かを判別して、
タイマT1がカウント中と判別すると、ステップS331に
進み、タイマT1をストップさせる。すなわち、上記タ
イマT1がカウント中の場合、次のスタートに備えて、
タイマT1をストップさせるのである。次に、ステップ
S332で電圧パターンを出力して、ステップS301に進
む。一方、ステップS300でタイマT1がカウント中でな
いと判別すると、ステップS301に進む。
令されたか否かを判別して、デフロスト運転指令された
と判別すると、ステップS333に進み、レベル検出器B
を読み込んだ後、ステップS302に進む。一方、ステッ
プS301でデフロスト運転指令されていないと判別する
と、ステップS334に進みレベル検出器Aを読み込んだ
後、ステップS302に進む。すなわち、通常運転時は、
上記運転モード指令部102の切替信号によりスイッチ
SWを入力1側に切り替えて、レベル検出器Aからのレ
ベル検出信号1を選択する一方、デフロスト運転時は、
運転モード指令部102の切替信号によりスイッチSW
を入力2側に切り替えて、レベル検出器Bからのレベル
検出信号2を選択するのである。
前回レベル検出信号がHレベルか否かを判定して、前回
レベル検出信号がHレベルと判定すると、ステップS32
1に進み、今回レベル検出信号がLレベルか否かを判定
する。そして、ステップS321で今回レベル検出信号が
Lレベルと判定すると、ステップS322に進み、カウン
タCNT1を+1する一方、今回レベル検出信号がLレ
ベルでないと判定すると、ステップS303に進む。
号がHレベルでないと判定すると、ステップS323に進
み、今回レベル検出信号がHレベルか否かを判定する。
そして、ステップS323で今回レベル検出信号がHレベ
ルと判定すると、ステップS324に進み、カウンタCN
T1を+1する一方、今回レベル検出信号がHレベルで
ないと判定すると、ステップS303に進む。
NT2を+1して、ステップS304に進む。そして、ス
テップS304でカウンタCNT2が2であるか否かを判
定して、カウンタCNT2が2であると判定すると、ス
テップS325に進む一方、カウンタCNT2が2でない
と判定すると、図7に示すステップS305に進む。次
に、ステップS325でカウンタCNT1が2であるか否
かを判定して、カウンタCNT1が2であると判定する
と、ステップS326に進み、前回位相補正角指令を+1d
eg(遅れ補正側)として、ステップS329に進む。一方、
ステップS325でカウンタCNT1が2でないと判定す
ると、ステップS327に進み、カウンタCNT1が0で
あるか否かを判定する。そして、ステップS327でカウ
ンタCNT1が0であると判定すると、ステップS328
に進み、前回位相補正角指令を−1deg(進み補正側)と
して、ステップS329に進む。一方、ステップS327でカ
ウンタCNT1が0でないと判定すると、ステップS32
9に進む。次に、ステップS329でカウンタCNT1をク
リアし、ステップS330に進み、カウンタCNT2をクリ
アして、ステップS305に進む。なお、最初の割込処理
21がスタートする前に、位相補正角指令に初期値を設
定すると共に、カウンタCNT1,CNT2をクリアす
る。
補正角(レベル判定部101からの位相補正指令信号に
基づく位相補正角)が60deg以上であるか否かを判別し
て、補正角が60deg以上である場合、ステップS341に
進み、補正角が120deg以上か否かを判別する。そし
て、ステップS341で補正角が120deg以上の場合、ス
テップS342に進み、位相補正E(図7では補正Eとす
る)とし、ステップS343に進む。そして、ステップS34
3で前回が位相補正C(図7では補正Cとする)または位
相補正D(図7では補正Dとする)か否かを判別して、前
回が位相補正Cまたは位相補正Dであると判別すると、
ステップS344に進み、補正切替要求を行った後、ステ
ップS306に進む。一方、ステップS343で前回が位相補
正Cまたは位相補正Dでないと判別すると、ステップS
306に進む。
未満の場合、ステップS345に進み、位相補正Dとし
て、ステップS346に進む。そして、ステップS346で前
回が位相補正Cまたは位相補正Eか否かを判別して、前
回が位相補正Cまたは位相補正Eであると判別すると、
ステップS347に進み、補正切替要求を行った後、ステ
ップS306に進む。一方、ステップS346で前回が位相補
正Cまたは位相補正Eでないと判別すると、ステップS
306に進む。また、ステップS305で補正角が60deg未
満であると判別すると、ステップS351に進み、位相補
正Cとして、ステップS352に進む。そして、ステップ
S352で前回が位相補正Dまたは位相補正Eか否かを判
別して、前回が位相補正Dまたは位相補正Eであると判
別すると、ステップS353に進み、補正切替要求を行っ
た後、ステップS306に進む。一方、ステップS352で前
回が位相補正Dまたは位相補正Eでない場合、ステップ
S306に進む。
Uを位相補正C,D,E毎に計算する。すなわち、位相補
正Cでは、タイマ値TISOUに位相補正角に応じたタ
イマ値をセットし、位相補正Dでは、タイマ値TISO
Uに位相補正角から60deg減算した位相角に応じたタ
イマ値をセットし、位相補正Eでは、タイマ値TISO
Uに位相補正角から120deg減算した位相角に応じた
タイマ値をセットする。そして、ステップS307に進
み、インバータモードを1ステップ進める。
補正切替要求が有るか否かを判別し、補正切替要求が有
る場合、ステップS361に進み、補正切替が位相補正C
(図8では補正Cとする)から位相補正D(図8では補正
Dとする)または位相補正Dから位相補正E(図8では補
正Eとする)に切替わるか否かを判別して、補正切替が
位相補正Cから位相補正Dまたは位相補正Dから位相補
正Eに切替わると判別すると、ステップS362に進み、
補正切替要求を解除し、ステップS362-1でインバータ
モードを1ステップ戻して、ステップS309に進む。
正Cから位相補正Dまたは位相補正Dから位相補正Eに
切替わらない場合、すなわち位相補正Dから位相補正C
または位相補正Eから位相補正Dに切替わる場合、ステ
ップS363に進み、電圧パターンを出力する。そして、
ステップS364に進み、ステップS306で計算したタイマ
値TISOUをタイマT1に設定した後、ステップS365
でタイマT1をスタートさせる。次に、ステップS366に
進み、補正切替要求を解除して、ステップS309に進
む。
いと判別すると、ステップS368に進み、ステップS306
で計算したタイマ値TISOUをタイマT1に設定し、
ステップS369でタイマT1をスタートさせ、ステップS
309に進む。
をストップし、周期測定タイマT2のタイマ値を読み込
み、ステップS310に進む。次に、ステップS310で周期
測定タイマT2をセットしてスタートさせ、次の周期測
定を開始する。そして、ステップS311で周期演算部4
1により周期測定タイマT2の値から周期演算を行い、
その演算結果から速度演算部44によりモータの回転速
度を演算する。次に、ステップS312で速度制御部45
は外部からの速度指令信号に基づき速度制御を行って、
電圧指令信号を出力する。
においてスタートしたタイマT1のカウントが終了し
て、タイマT1より割込信号IRQを出力すると、割込
処理22がスタートし、ステップS370で電圧パターン
を出力して、割込処理22を終了する。
ド指令部102によりスイッチSWをレベル検出信号1
に切り替えて、レベル判定部101は、積分信号が第1
の所定値になるように位相補正角を調整する。上記第1
の所定値をブラシレスDCモータ11が最大効率になる
ときの積分信号のレベルに設定することによって、モー
タを最大効率で運転する。一方、デフロスト運転時は、
運転モード指令部102によりスイッチSWをレベル検
出信号2に切り替えて、レベル判定部52は、積分信号
が第2の所定値になるように位相補正角を調整する。上
記第2の所定値を最大効率になるときの積分信号のレベ
ルよりも高いレベルに設定することによって、通常運転
時よりもモータ効率を低下させて、低効率運転を行う。
このとき、上記ブラシレスDCモータ11のモータ電流
が増大し、電機子コイル1a,1b,1cが銅損により発熱
して、圧縮機の吐出冷媒の温度が上昇する。
スDCモータ11を低効率に運転することによって、デ
フロストのための熱源を補うので、デフロスト時間を短
縮することができる。なお、デフロスト運転に限らず、
暖房運転の立ち上げ時に、ブラシレスDCモータを低効
率に運転することによって、圧縮機の吐出冷媒の温度を
上げて、暖房立ち上げ時の室内機の吹出温度を速やかに
立ち上げることができる。
イマT2,周期演算部41およびタイマ値演算部42から
なる位相補正手段と回転位置検出器3によって、回転位
置検出器3からの位置信号の切り換わり時点から電機子
コイル1a,1b,1cに印加される電圧のパターンを切り
換えるまでの位相を補正して、圧縮機のモータを高効率
または低効率に運転することができる。
機子コイル1a,1b,1cに夫々誘起される誘起電圧に対
するインバータ20の出力の位相を進ませることによっ
て、モータを低効率に運転するので、インバータ波形に
モータの逆トルクが発生するようなパターンを挿入して
モータ効率を低下させる場合のように、モータにトルク
リップル等が生じて、振動が発生することがなく、モー
タを滑らかに回転させることができる。
力電圧を調整することにより回転速度を制御し、インバ
ータ20の出力の電圧パターンの位相を調整することに
より、モータを最大効率で運転する最適効率制御を行っ
たが、インバータの出力の電圧パターンの位相を調整す
ることにより回転速度を制御し、インバータの出力電圧
を調整することにより、モータを最大効率で運転する最
適効率制御を行ってもよい。
Cモータを用いたが、モータはDCモータに限らず、リ
ラクタンスモータや誘導機等のACモータにこの発明を
適用してもよいのは勿論である。
所定値以上になるように、位相補正角を調整したが、電
位差信号のレベルが所定値以上になるようにしてもよ
い。
として位相補正タイマT1,周期測定タイマT2,周期演算
部41およびタイマ値演算部42を用いたが、位相補正
手段はこれに限らないのは勿論である。
令は、1deg毎に変更したが、位相補正角指令は1deg毎
に限らず、適宜な値毎に変更してもよい。
を用いたが、マイコンの代りに論理回路等により構成し
てもよい。
手段として回転位置検出器3を用いたが、回転位置検出
手段の回路構成はこれに限らず、他の回路構成でもよい
のは勿論である。
2の中性点の電圧VMが反転入力端子に接続され、非反
転入力端子とグランドGNDとの間に抵抗R21が接続さ
れると共に、出力端子と反転入力端子との間に抵抗R22
とコンデンサC21が並列に接続された増幅器IC21と、
上記増幅器IC21の出力端子に反転入力端子が接続さ
れ、非反転入力端子とグランドGNDとの間に抵抗R23
が接続されると共に、出力端子と非反転入力端子との間
に抵抗R24を接続して増幅器IC22とを備えたものでも
よい。
中性点の電圧VMが反転入力端子に接続され、非反転入
力端子とグランドGNDとの間に抵抗R31が接続される
と共に、出力端子と反転入力端子との間に抵抗R32が接
続された増幅器IC31と、その増幅器IC31の出力端子
と抵抗R33を介して反転入力端子が接続され、非反転入
力端子とグランドGNDとの間に抵抗R34が接続される
と共に、出力端子と反転入力端子との間に抵抗R35とコ
ンデンサC31が並列に接続された増幅器IC32と、上記
増幅器IC32の出力端子に反転入力端子が接続され、非
反転入力端子とグランドGNDとの間に抵抗R36が接続
されると共に、出力端子と非反転入力端子との間に抵抗
R37を接続した増幅器IC33とを備えたものでもよい。
1a,1b,1cがY結線され、複数の永久磁石を有する回
転子10を回転磁界により回転させる固定子1と、上記
電機子コイル1a,1b,1cに並列状態に接続され、抵抗
2a,2b,2cをY結線した抵抗回路2と、トランジスタ
20a〜20fとから構成され、トランジスタ20d,20
e,20fのエミッタがグランドGNDに接続されたイン
バータ20を備えたものにおいて、電機子コイル1a,1
b,1cの中性点の電圧VNが抵抗R41を介して反転入力端
子に接続され、抵抗2a,2b,2cの中性点の電圧VMが非
反転入力端子に接続されると共に、非反転入力端子とグ
ランドGNDとの間に抵抗R42が接続され、出力端子と
反転入力端子との間に抵抗R43が接続された増幅器IC
41と、その増幅器IC41の出力端子と抵抗R44を介して
反転入力端子が接続され、非反転入力端子とグランドG
NDとの間に抵抗R45が接続されると共に、出力端子と
反転入力端子との間に抵抗R46とコンデンサC41とが並
列に接続された増幅器IC42と、上記増幅器IC42の出
力端子に反転入力端子が接続され、非反転入力端子とグ
ランドGNDとの間に抵抗R47が接続されると共に、出
力端子と非反転入力端子との間に抵抗R48が接続された
増幅器IC43とを備えたものでもよい。
明の空気調和機は、圧縮機を駆動するモータと、上記モ
ータの電機子コイルに印加する電圧のパターンを切り換
えるインバータとを備えた空気調和機において、上記電
機子コイルの中性点の電圧レベ ルの変化に基づいて、制
御手段により、モータを高効率で運転するときは、電機
子コイルの中性点の電圧レベルが高効率時のレベルにな
るように、インバータの出力の位相または出力電圧を制
御する一方、モータを低効率で運転するときは、電機子
コイルの中性点の電圧レベルが低効率時のレベルになる
ように、上記インバータの出力の位相または出力電圧を
制御するものである。
によれば、例えばデフロスト運転時、モータの電機子コ
イルの中性点の電圧レベルの変化に基づいてインバータ
の出力を制御して、圧縮機のモータを低効率に運転する
ことによって、モータ電流が増大し、モータの電機子コ
イルが発熱する。このため、上記圧縮機の仕事の熱当量
が増加して、圧縮機の吐出冷媒の温度が上昇するので、
デフロスト時間を短縮することができる。また、モータ
に逆トルクによるトルクリップル等が生じて振動が発生
することがなく、モータを滑らかに回転させながら高効
率運転または低効率運転ができる。
求項1の空気調和機において、上記制御手段の運転モー
ド選択手段は、高効率運転モードと低効率運転モードを
択一的に選択し、デフロスト運転時に上記低効率運転モ
ードを選択するものである。
によれば、デフロスト運転時に低効率運転モードを選択
することによって、モータ電流が増大して電機子コイル
が発熱し、圧縮機の仕事の熱当量が増加して吐出冷媒の
温度が上昇する。したがって、デフロスト運転時、モー
タを低効率運転することによって、デフロストのための
熱源を補うので、デフロスト時間を短縮でき、室内の快
適性が向上する。
求項1の空気調和機において、上記制御手段の運転モー
ド選択手段は、高効率運転モードと低効率運転モードを
択一的に選択して、暖房運転の立ち上げ時に上記低効率
運転モードを選択するものである。
によれば、暖房運転の立ち上げ時に低効率運転を選択す
ることによって、モータ電流が増大して電機子コイルが
発熱するので、圧縮機の仕事の熱当量が増加して、吐出
冷媒の温度が上昇する。したがって、暖房運転の立ち上
げ時、停止時間が長いために圧縮機が低温となっていて
も、モータを低効率に運転することによって、暖房立ち
上げ時の室内機の吹出温度を速やかに立ち上げることが
でき、室内の快適性が向上する。
求項1乃至3のいずれか一つの空気調和機において、上
記制御手段の回転位置検出手段は、上記モータの回転子
と固定子との間の相対的な回転位置を検出して位置信号
を出力し、位相補正手段により上記位置信号の切り換わ
り時点から上記電圧のパターンを切り換えるまでの位相
を補正するものである。
によれば、上記位相補正手段により、高効率になるよう
に、上記位置信号の切り換わり時点から上記電圧のパタ
ーンを切り換えるまでの位相を補正する一方、低効率に
なるように、上記位置信号の切り換わり時点から上記電
圧のパターンを切り換えるまでの位相を高効率時よりも
進み位相側に補正する。したがって、上記圧縮機のモー
タを滑らかに回転させながら、モータを高効率または低
効率に運転することができる。
求項1乃至3のいずれか一つの空気調和機において、上
記制御手段の電圧補正手段により上記インバータの出力
電圧を補正するものである。
によれば、上記電圧補正手段により、高効率になるよう
に、インバータの出力電圧を補正する一方、低効率にな
るように、インバータの出力電圧を高効率時よりも低い
電圧に補正する。したがって、上記圧縮機のモータを滑
らかに回転させながら、モータを高効率または低効率に
運転することができる。
のブラシレスDCモータの構成図である。
出器の回路図である。
のブロック図である。
の信号を示す図である。
ローチャートである。
ローチャートである。
ローチャートである。
ローチャートである。
ローチャートである。
である。
である。
である。
る。
である。
路、3…回転位置検出器、14…マイコン、5…ベース
駆動回路、9…交流電源、10…回転子、12…ダイオ
ードブリッジ20…インバータ、20a〜20f…トラン
ジスタ、41…周期演算部、42…タイマ値演算部、4
3…インバータモード選択部、44…速度演算部、45
…速度制御部、46…PWM部、 101…レベル判定
部、102…運転モード指令部T1…位相補正タイマ、
T2…周期測定タイマ。
Claims (5)
- 【請求項1】 圧縮機を駆動するモータ(11)と、上記
モータ(11)の電機子コイル(1a,1b,1c)に印加する
電圧のパターンを切り換えるインバータ(20)とを備え
た空気調和機において、 上記電機子コイル(1a,1b,1c)の中性点の電圧レベル
の変化に基づいて、上記モータ(11)を高効率で運転す
るときは、上記電機子コイル(1a,1b,1c)の中性点の
電圧レベルが高効率時のレベルになるように、上記イン
バータ(20)の出力の位相または出力電圧を制御する一
方、上記モータ(11)を低効率で運転するときは、上記
電機子コイル(1a,1b,1c)の中性点の電圧レベルが低
効率時のレベルになるように、上記インバータ(20)の
出力の位相または出力電圧を制御する制御手段(14)を
備えたことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項2】 請求項1に記載の空気調和機において、
上記制御手段(14)は、高効率運転モードと低効率運転
モードを択一的に選択すると共に、デフロスト運転時に
上記低効率運転モードを選択する運転モード選択手段
(102)を備えたことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項3】 請求項1に記載の空気調和機において、
上記制御手段(14)は、高効率運転モードと低効率運転
モードを択一的に選択すると共に、暖房運転の立ち上げ
時に上記低効率運転モードを選択する運転モード選択手
段(102)を備えたことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項4】 請求項1乃至3に記載のいずれか一つの
空気調和機において、上記制御手段(14)は、上記モー
タ(11)の回転子(10)と固定子(2)との間の相対的な
回転位置を検出して、位置信号を出力する回転位置検出
手段(3)と、上記位置信号の切り換わり時点から上記電
圧のパターンを切り換えるまでの位相を補正する位相補
正手段(T1,T2,41,42)とを備えたことを特徴とす
る空気調和機。 - 【請求項5】 請求項1乃至3に記載のいずれか一つの
空気調和機において、上記制御手段(14)は、上記イン
バータ(20)の出力を制御するために、上記インバータ
(20)の出力電圧を補正する電圧補正手段を備えたこと
を特徴とする空気調和機。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP18266895A Expired - Fee Related JP3441852B2 (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 空気調和機 |
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