JP3757745B2 - 予熱電力の制御方法及び予熱発生機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はモータ、特に空気調和機の圧縮機用モータを温める予熱に消費される電力を一定に制御する技術に関する。更にはパルス幅変調のインバータで駆動される圧縮機用モータに予熱を与える技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からモータの軸受けの摩擦を軽減するための潤滑油が採用されている。かかる技術は空気調和機の圧縮機用モータにおいても採用されている。
【０００３】
しかし、特に空気調和機の圧縮機用モータでは冷媒を取り扱っており、低温時には当該潤滑油である冷凍機油に冷媒が溶けやすいという特質を有している。従って、低温で空気調和機の圧縮機用モータを駆動すると、冷凍機油の濃度が低下した状態でモータが回転するため、圧縮機の摺動部分が摩擦により焼き付くという可能性が高かった。
【０００４】
かかる問題を防止するため、圧縮機用モータの周囲にクランクヒータを設け、モータの回転前に予熱を与え、冷凍機油の冷媒への溶解度を下げる技術が採用されていた。また、特にインバータで駆動される圧縮機用モータに予熱を与えるため、クランクヒータを設けることなく、圧縮機用モータに対して当該モータが回転しない条件でインバータから電流を与える技術も採用されている。例えば当該モータが回転しない電流波形としては、印加電流を下げつつ周波数を高めたり、直流を採用したりする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記条件でインバータから電流を流し、圧縮機用モータ自身が予熱を発生するという技術においては、供給電源の変動の影響を大きく受けるという問題点があった。例えば、受電電圧が２００Ｖの際に予熱の消費電力が３５Ｗとなる電流波形を設定していた場合、受電電圧が２２０Ｖに上昇すれば予熱の消費電力は（２２０／２００）²倍のほぼ４２Ｗとなって過大に電力を消費することになる。一方、受電電圧が１８０Ｖに低下すれば予熱の消費電力は（１８０／２００）²倍のほぼ２８Ｗとなって、予熱不足となり、冷凍機油の冷媒への溶解度を十分に下げることができない可能性もある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みて為されたもので、受電電圧の変動によらず、一定の予熱をモータに与えることができる技術を提供するものである。また、モータのコイルの温度によらずに、一定の予熱電力を与える技術をも提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明のうち請求項１にかかるものは、多相モータ（３０）のコイル（Ｌ_U，Ｌ_W）に予熱を与える制御方法であって、前記多相モータを欠相運転して発熱させる。そして前記多相モータはインバータ（１５）で駆動され、前記コイル（Ｌ _U ，Ｌ _W ）に前記インバータから電流を与えて前記多相モータに前記予熱を与え、前記多相モータが回転しない条件で前記インバータから前記多相モータへと所定の周期（Ｔ）で前記電流を与えつつ、前記インバータに与えられる直流電圧（Ｅ _d ）が大きい程、前記コイルに電圧が与えられる時間の前記周期に対する比であるデューティ（Ｄ）は小さく設定される。
【０００８】
この発明のうち請求項２にかかるものは、請求項１記載の予熱電力の制御方法であって、前記多相モータの温度が高いほど前記デューティは大きく設定される。
【０００９】
この発明のうち請求項３にかかるものは、多相モータ（３０）のコイル（Ｌ _U ，Ｌ _W ）に予熱を与える制御方法であって、前記多相モータを欠相運転して発熱させる。そして前記多相モータはインバータ（１５）で駆動され、前記コイル（Ｌ _U ，Ｌ _W ）に前記インバータから電流を与えて前記多相モータに前記予熱を与え、前記インバータから前記多相モータへと所定の周期（Ｔ）で前記電流を与えつつ、前記多相モータの温度が高い程、前記コイルに電圧が与えられる時間の前記周期に対する比であるデューティ（Ｄ）は大きく設定される。
この発明のうち請求項４にかかるものは、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の予熱電力の制御方法であって、前記多相モータは空気調和機の圧縮機用モータである。
【００１０】
この発明のうち請求項５にかかるものは、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の予熱電力の制御方法であって、前記予熱を前記多相モータに与える際、前記電流は前記多相モータに回転磁界を与えない。
【００１１】
この発明のうち請求項６にかかるものは、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の予熱電力の制御方法であって、前記多相モータは三相モータであり、前記インバータは三相インバータであり、各相が正側及び負側の一対のスイッチング素子（Ｑ_U，Ｑ_V，Ｑ_W，Ｑ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Z）を有し、第１相（Ｕ）の前記正側の前記スイッチング素子（Ｑ_U）がオンし、第２相（Ｗ）の前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_Z）がオンし、第３相（Ｖ）の前記正側及び前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_V；Ｑ_Y）が相補的に同じ時間でオンする第１期間（ｔ_on）と、前記第１相、第２相及び第３相の全てにおいて、前記正側又は前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_U，Ｑ_V，Ｑ_W；Ｑ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Z）がオンする第２期間（ｔ_off）とが前記周期を成す。
【００１２】
この発明のうち請求項７にかかるものは、請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の予熱電力の制御方法であって、前記デューティは既知の較正電圧（Ｖ_ref）と較正電流（Ｉ_ref）と較正デューティ（Ｄ₀）との積を、前記モータに与えられる電流（Ｉｍ）と電圧（Ｖｍ）との積で除した値に設定される。
【００１４】
この発明のうち請求項８にかかるものは、請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の予熱電力の制御方法であって、前記予熱が圧縮機の冷凍機油に対して行われる。
【００１５】
この発明のうち請求項９にかかるものは予熱発生機構であって、コイル（Ｌ_U，Ｌ_W）を有する多相モータ（３０）と、前記多相モータを欠相運転して発熱させる運転制御部とを備える。そして前記運転制御部はインバータ（１５）を有し、前記インバータは前記多相モータが回転しない条件で前記多相モータへと所定の周期（Ｔ）で電流を与え、前記インバータに与えられる直流電圧（Ｅ _d ）が大きい程、前記コイルに電圧が与えられる時間の前記周期に対する比であるデューティ（Ｄ）は小さく設定される。
【００１６】
この発明のうち請求項１０にかかるものは、請求項９記載の予熱発生機構であって、前記多相モータの温度が高いほど前記デューティは大きく設定される。
【００１７】
この発明のうち請求項１１にかかるものは、予熱発生機構であって、コイル（Ｌ _U ，Ｌ _W ）を有する多相モータ（３０）と、前記多相モータを欠相運転して発熱させる運転制御部とを備える。そして前記運転制御部はインバータ（１５）を有し、前記インバータは前記多相モータへと所定の周期（Ｔ）で電流を与え、前記多相モータの温度が高い程、前記コイルに電圧が与えられる時間の前記周期に対する比であるデューティ（Ｄ）は大きく設定される。
この発明のうち請求項１２にかかるものは、請求項９乃至請求項１１のいずれか一つに記載の予熱発生機構であって、前記多相モータは空気調和機の圧縮機用モータである。
【００１８】
この発明のうち請求項１３にかかるものは、請求項９乃至請求項１２のいずれか一つに記載の予熱発生機構であって、前記予熱を前記多相モータに与える際、前記電流は前記多相モータに回転磁界を与えない。
【００１９】
この発明のうち請求項１４にかかるものは、請求項９乃至請求項１３のいずれか一つに記載の予熱発生機構であって、前記多相モータは三相モータであって、前記インバータは三相インバータであって、各相が正側及び負側の一対のスイッチング素子（Ｑ_U，Ｑ_V，Ｑ_W，Ｑ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Z）を有し、第１相（Ｕ）の前記正側の前記スイッチング素子（Ｑ_U）がオンし、第２相（Ｗ）の前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_Z）がオンし、第３相（Ｖ）の前記正側及び前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_V；Ｑ_Y）が相補的に同じ時間でオンする第１期間（ｔ_on）と、前記第１相、第２相及び第３相の全てにおいて、前記正側又は前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_U，Ｑ_V，Ｑ_W；Ｑ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Z）がオンする第２期間（ｔ_off）とが前記周期を成す。
【００２０】
この発明のうち請求項１５にかかるものは、請求項９乃至請求項１４のいずれか一つに記載の予熱発生機構であって、前記デューティは既知の較正電圧（Ｖ_ref）と較正電流（Ｉ_ref）と較正デューティ（Ｄ₀）との積を、前記モータに与えられる電流（Ｉｍ）と電圧（Ｖｍ）との積で除した値に設定される。
【００２２】
この発明のうち請求項１６にかかるものは、請求項９乃至請求項１５のいずれか一つに記載の予熱発生機構であって、前記予熱が圧縮機の冷凍機油に対して行われる。
【００２３】
【作用】
この発明のうち請求項１にかかる予熱電力の制御方法及び請求項９にかかる予熱発生機構において、デューティがインバータに与えられる直流電圧の変動を補償する変動をするので、直流電圧の変動によらず、所定の電力で予熱を行うことができる。
温度が高いほどコイルの直流抵抗は上昇し、モータに流れる電流も小さくなる。しかし、この発明のうち請求項２及び請求項３にかかる予熱電力の制御方法並びに請求項１０及び請求項１１にかかる予熱発生機構において、デューティを大きくすることにより予熱電力を高めることができる。
【００２４】
この発明のうち請求項４にかかる予熱電力の制御方法及び請求項１２にかかる予熱発生機構において、空気調和機の圧縮機用モータにおいて取り扱われる冷媒に対し、潤滑油の溶解度を低下させることができる。
【００２５】
この発明のうち請求項５にかかる予熱電力の制御方法及び請求項１３にかかる予熱発生機構において、多相モータに回転磁界が与えられないので、多相モータは回転することなく予熱を受ける。
【００２６】
この発明のうち請求項６にかかる予熱電力の制御方法及び請求項１４にかかる予熱発生機構において、第１期間において第３相の正側及び負側のスイッチング素子が相補的に同じ時間でオンするので、多相モータの第３相のコイルには実質的に電流が流れない。また第２期間においてはモータの第１相及び第２相のコイルのインダクタンスにより、第１期間で流れた電流が維持される。
【００２７】
この発明のうち請求項７にかかる予熱電力の制御方法及び請求項１５にかかる予熱発生機構において、得られたデューティの値は、所望の電力を、モータに与えられる電流と電圧との積で除した値になる。
【００２９】
この発明のうち請求項８にかかる予熱電力の制御方法及び請求項１６にかかる予熱発生機構において、冷凍機油に冷媒が溶けにくく、冷凍機油の濃度が低下した状態でモータが回転することが回避される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態．
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる制御方法が適用される、空気調和機の圧縮機用のモータ３０及びその駆動回路を示す回路図である。例えば三相の交流電源１０から与えられた電圧は、公知の構成を有するダイオードブリッジ１１によってリップルを有する直流電流に変換される。そしてこれは例えばチョークインプット型のフィルタによって濾波され、インバータ１５へと直流電圧が与えられる。インバータ１５は制御回路２０の制御の下でパルス幅変調のスイッチングを行い、例えば三相の交流電流をモータ３０へと供給する。
【００３１】
チョークインプット型のフィルタは、図１に示されるように、ダイオードブリッジ１１の負側出力端に接続される一端及び他端を有するコンデンサ１３と、コンデンサ１３の上記他端とダイオードブリッジ１１の正側出力端との間に介挿されるインダクタ１２とで構成される。ダイオードブリッジ１１の負側出力端は例えば接地される。
【００３２】
制御回路２０は例えば中央演算処理装置で構成され、インバータ１５に対してその動作を制御する。通常動作では当然、モータ３０を回転させる動作をインバータ１５に行わせるが、予熱動作においてはモータ３０を回転させることなく、モータ３０に電力を供給するスイッチングをインバータ１５に行わせる。制御回路２０は２つのアナログ入力ポートＡＮ０，ＡＮ１を備えており、それぞれ電圧検出回路２１、電流検出回路２２の出力たる電圧検出値Ｖｍ、電流検出値Ｉｍを入力する。
【００３３】
電圧検出回路２１は例えばフィルタで構成され、インダクタ１２とキャパシタ１３との接続点における電圧を測定し、これを電圧検出値Ｖｍとして出力する。また電流検出回路２２は例えばピークホールド回路や平均値回路で構成され、ダイオードブリッジ１１の負側出力端とインバータ１５との間に流れる電流を測定し、これを電流検出値Ｉｍとして出力する。この電流の測定のため、例えばダイオードブリッジ１１の負側出力端とインバータ１５の負側入力端との間に抵抗１４が介挿され、ここにおける電圧降下が測定される。モータ３０に与えられる電圧や電流が測定されるのであれば、上記の態様以外で測定を行っても良く、例えばダイオードブリッジ１１よりも交流電源１０寄りの位置で電圧や電流を測定しても良い。
【００３４】
図２乃至図５は、モータ３０を回転させないために、いわゆる欠相運転を行ってモータ３０に直流電流を供給するインバータ１５の動作を説明する回路図である。いずれの図においてもインバータ１５の正側入力端と負側入力端との間に与えられる電圧を、仮想的電源Ｅ_dとして示している。トランジスタＱ_U，Ｑ_V，Ｑ_W，Ｑ_X，Ｑ_Y，Ｑ_ZはそれぞれＵ相正側、Ｖ相正側、Ｗ相正側、Ｕ相負側、Ｖ相負側、Ｗ相負側のスイッチングトランジスタである。またモータ３０はＹ結線されたＵ相コイルＬ_U、Ｖ相コイルＬ_V、Ｗ相コイルＬ_Wを備えている。
【００３５】
トランジスタＱ_U，Ｑ_Xの対、トランジスタＱ_V，Ｑ_Yの対、トランジスタＱ_W，Ｑ_Zの対は、それぞれインバータ１５の正側入力端と負側入力端との間に直列に接続されている。そして各相毎に、対を成すトランジスタ同士の接続点からモータ３０のコイルへと結線されている。各対において正側のスイッチングトランジスタと負側のスイッチングトランジスタとは同時にオンすることはない。なおこれらが同時にオフするいわゆるデッドタイムについては、本実施の形態では無視して説明を行う。
【００３６】
図中、太線及び細線の実線はいずれも導通している経路を示し、破線は導通していない経路を示す。また太線の実線は実質的に電流が流れる経路を示し、細線の実線は実質的に電流が流れない経路を示す。以下、本実施の形態では実質的にＵ相からＶ相へと電流が流れる態様について説明するが、他の二相の組み合わせでも良いことは当然である。
【００３７】
図２、図３、図４、図５はそれぞれ電圧ベクトルＶ₀，Ｖ₄，Ｖ₆，Ｖ₇に対応して流れる電流経路を示している。電圧ベクトルＶ_kの表示は、ｋ＝２²Ｂ_U＋２¹Ｂ_V＋２⁰Ｂ_Wで決定され、Ｂ_U，Ｂ_V，Ｂ_WはそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の正側スイッチングトランジスタのオンを値“１”で、負側スイッチングトランジスタのオンを値“０”で、それぞれ表す変数である。このような電圧ベクトルの遷移は、制御回路２０によってスイッチングトランジスタＱ_U，Ｑ_V，Ｑ_W，Ｑ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Zのゲートに与える電圧を制御して行われる。
【００３８】
図２においてはＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれにおいても負側スイッチングトランジスタＱ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Zがオンしており、従ってモータ３０には電圧が印加されない。しかしモータ３０の有するＵ相コイルＬ_U、Ｖ相コイルＬ_V、Ｗ相コイルＬ_Wのインダクタンスにより、他の電圧ベクトルにおいて流れた電流が維持される。後述の電圧ベクトルの態様においてコイルＵ相コイルＬ_UからＷ相コイルＬ_Wへと電流が流れるので、その電流が維持されている様子が例示されている。
【００３９】
図３においてはＵ相においては正側スイッチングトランジスタＱ_Uが、Ｖ相及びＷ相においては負側スイッチングトランジスタＱ_Y，Ｑ_Zが、それぞれオンしており、従ってＵ相コイルＬ_UとＷ相コイルＬ_Wとの直列接続に対して電圧Ｅ_dが印加される。この際、Ｕ相コイルＬ_UとＶ相コイルＬ_Vとの直列接続に対しても電圧Ｅ_dが印加されるので、Ｕ相コイルＬ_UからＶ相コイルＬ_Vへも過渡的に電流が流れ得る。
【００４０】
図４においてはＵ相及びＶ相においては正側スイッチングトランジスタＱ_U，Ｑ_Vが、Ｗ相においては負側スイッチングトランジスタＱ_Zが、それぞれオンしており、従ってＵ相コイルＬ_UとＷ相コイルＬ_Wとの直列接続に対して電圧Ｅ_dが印加される。この際、Ｖ相コイルＬ_VとＷ相コイルＬ_Wとの直列接続に対しても電圧Ｅ_dが印加されるので、Ｖ相コイルＬ_VからＷ相コイルＬ_Wへも過渡的に電流が流れ得る。
【００４１】
図５においてはＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれにおいても正側スイッチングトランジスタＱ_U，Ｑ_V，Ｑ_Wがオンしており、従ってモータ３０には電圧が印加されない。しかし電圧ベクトルＶ₀の場合と同様に、コイルＵ相コイルＬ_UからＷ相コイルＬ_Wへと流れる電流が維持されている様子が例示されている。
【００４２】
このような４つの電圧ベクトルの態様がインバータ１５によって周期的に繰り返して実現される。電圧ベクトルＶ₄，Ｖ₆の両者では、Ｖ相コイルＬ_Vに流れる電流の向きは互いに逆向きである。従って両者の態様でインバータ１５を駆動する期間を等しく採り、ある程度の周波数で４つの電圧ベクトルの態様を繰り返せば、そのインダクタンスにより殆どＶ相コイルＬ_Vには電流が流れない。よってＶ相コイルＬ_Vには実質的には電流が流れることなくコイルＵ相コイルＬ_UからＷ相コイルＬ_Wへと電流が流れることになる。
【００４３】
さて、４つの電圧ベクトルの態様が電圧ベクトルＶ₀，Ｖ₄，Ｖ₆，Ｖ₇がこの順に周期Ｔによって繰り返されると、電圧ベクトルＶ₀，Ｖ₇が実行される期間を通してモータ３０には電圧が印加されず、電圧ベクトルＶ₄，Ｖ₆が実行される期間を通してモータ３０には電圧Ｅ_dが印加されることになる。しかもモータ３０に電流が流れ続けるものの、回転磁界が生じないので、モータ３０が回転することもなく予熱が発生する。よって予熱を発生させるために軸受けが摩耗するという目的が相反する現象を回避できる。
【００４４】
図６はモータ３０のＵ相とＷ相、即ちＵ相コイルＬ_UとＷ相コイルＬ_Wとの直列接続に印加される電圧の時間経過を示すグラフである。期間ｔ_onは電圧ベクトルＶ₄，Ｖ₆が実行される期間の合計であり、期間ｔ_offは電圧ベクトルＶ₀，Ｖ₇が実行される期間の合計である。換言すれば、期間ｔ_onはＵ相においては正側スイッチングトランジスタＱ_Uが、Ｗ相においては負側スイッチングトランジスタＱ_Zが、それぞれオンしつつも、Ｖ相においては正側スイッチングトランジスタＱ_Vと負側スイッチングトランジスタＱ_Yとが相補的に同じ時間でオンしている期間である。また期間ｔ_offは、全ての相において正側スイッチングトランジスタＱ_U，Ｑ_V，Ｑ_Wがオンしているか、あるいは全ての相において負側スイッチングトランジスタＱ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Zがオンしている期間である。上述のようにデッドタイムを無視すれば、Ｔ＝ｔ_on＋ｔ_offの関係がある。そして周期Ｔにおいて電圧Ｅ_dがオンしているデューティはＤ＝ｔ_on／Ｔで表されることになる。
【００４５】
予熱に望ましい消費電力を予めＷ_refとして設定する。また受電電圧が例えば２００Ｖである際の電圧検出値Ｖｍ及び電流検出値Ｉｍをそれぞれ較正電圧Ｖ_ref及び較正電流Ｉ_refとして制御回路２０に記憶させておく。インバータ１５を制御して所望の消費電力Ｗ_refを与えるためには、モータ３０には平均してＶ_ref・Ｄの電圧が印加され、電流Ｉ_refが全周期に亘って流れ続けると考えられるので、Ｄ＝Ｗ_ref／（Ｖ_ref・Ｉ_ref）であることが望ましい。このときのデューティＤの値をも較正デューティＤ₀として記憶する。つまり、受電電圧が所定電圧である際に、モータ３０で消費される予熱電力を測定しつつデューティＤを変化させ、予熱電力がＷ_refとなった際のデューティＤ及び電流検出値Ｉｍをそれぞれ較正デューティＤ₀及び較正電流Ｉ_refとする。
【００４６】
このような較正の後に予熱を与える場合、Ｄ＝Ｄ₀×（Ｖ_ref・Ｉ_ref）／（Ｖｍ・Ｉｍ）としてデューティを制御する。これによりＤ・Ｖｍ・Ｉｍ＝Ｄ₀・Ｖ_ref・Ｉ_ref＝Ｗ_refとなり、所望の予熱電力を得ることができるからである。既述のように電圧検出値Ｖｍ及び電流検出値Ｉｍはそれぞアナログ入力ポートＡＮ０，ＡＮ１によって制御回路２０に与えられる一方、較正デューティＤ₀、較正電流Ｉ_ref及び較正電圧Ｖ_refは、制御回路２０に記憶されている。従って、電圧ベクトルＶ₀，Ｖ₄，Ｖ₆，Ｖ₇を実現する期間を制御回路２０が制御してデューティＤを上式に従って変化させることができる。
【００４７】
以上の動作により、受電電圧が変動して電圧検出値Ｖｍ及び電流検出値Ｉｍが変動しても、デューティＤがその変動をキャンセルするので、常に消費電力Ｗ_refで予熱を行うことができる。即ち過大な電力を消費することも、予熱不足を招来することもない。
【００４８】
本実施の形態では回転磁界を発生させないように電圧ベクトルの態様を採用した場合について説明したが、回転磁界が発生しても、モータ３０が回転しない周波数で電圧ベクトルを変遷させれば良い。但し、この場合にはいわゆる「モータのすべり」が生じてモータから発生する音が大きくなるという点で、本実施の形態の方が有利である。
【００４９】
第２の実施の形態．
図７は本発明の第２の実施の形態にかかる制御方法が適用される、空気調和機の圧縮機用モータ３０及びその駆動回路を示す回路図であり、第１の実施の形態に対して、測温素子３１をモータ３１に設け、そのデータを制御回路２０が入力する点で異なっている。
【００５０】
モータ３０のインピーダンスの大きさは、そのコイルの直流抵抗をＲ、インダクタンスをＬ、与えられる電流の周波数をωとして、一般的にＺ＝（ω²Ｌ²＋Ｒ²）^1/2で表される。第１の実施の形態のように電流が一定に流れると考えられる場合にはインピーダンスは直流抵抗Ｒでほぼ決定される。
【００５１】
ここでコイルの直流抵抗Ｒは、温度が高いほど大きいという温度依存性を有する。従って電圧検出値Ｖｍが等しければ、温度が高いほど電流検出値Ｉｍは低下し、デューティＤも等しければ予熱電力も小さくなる。このようなモータ３０のインピーダンスの温度変化に対しても、予熱電力の補償を行うことができる。
【００５２】
即ち、モータ３０の温度を測温素子３１で計測し、そのデータを制御回路２０に伝達する。制御回路２０には予め直流抵抗Ｒの温度依存性を入力しておくことにより、これをキャンセルするように、例えば測温素子３１から得られた温度が高いほどデューティの値を大きくする制御を行うことができる。デューティの値を大きくすれば、モータに印加される電圧の平均値も大きくなって予熱電力を大きくすることができるからである。つまりモータ３０の温度によらずに、予熱電力を所望の値に設定することができる。
【００５３】
かかる手法は、予熱を発生させるためにモータ３０に与える電流が交流である場合であっても、同様に適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
この発明のうち請求項１にかかる予熱電力の制御方法及び請求項９にかかる予熱発生機構によれば、直流電圧の変動によらず、所定の電力で予熱を行うことができるので、過大な電力を消費することも、予熱不足を招来することもない。
この発明のうち請求項２及び請求項３にかかる予熱電力の制御方法並びに請求項１０及び請求項１１にかかる予熱発生機構によれば、多相モータの温度によらずに、予熱電力を所望の値に設定することができる。
【００５５】
この発明のうち請求項４にかかる予熱電力の制御方法及び請求項１２にかかる予熱発生機構によれば、潤滑油である冷凍機油が冷媒に溶けて冷凍機油の濃度が低下した状態でモータが回転し、当該軸受けが摩擦により焼き付くという事態を防止できる。
【００５６】
この発明のうち請求項５にかかる予熱電力の制御方法及び請求項１３にかかる予熱発生機構によれば、多相モータが回転することなく予熱を受けるので、予熱を発生させるために軸受けが摩耗するという、目的が相反する現象を回避できる。また、回転磁界を与えつつもモータを回転させない、いわゆる「すべり」を利用しないので、音の発生が抑制される。
【００５７】
この発明のうち請求項６にかかる予熱電力の制御方法及び請求項１４にかかる予熱発生機構によれば、多相モータの第３相のコイルには実質的に電流が流れないので、第１相及び第２相のコイルの直列接続に対して電流が同じ向きに流れ続け、回転磁界を発生することなくモータにほぼ一定の電流を流し続けることができる。
【００５８】
この発明のうち請求項７にかかる予熱電力の制御方法及び請求項１５にかかる予熱発生機構によれば、モータに与えられる電流と電圧の値に関わらず、予熱電力を一定にすることができる。
【００６０】
この発明のうち請求項８にかかる予熱電力の制御方法及び請求項１６にかかる予熱発生機構によれば、圧縮機の摺動部分が摩擦により焼き付くことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を説明する回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の動作を説明する回路図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の動作を説明する回路図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の動作を説明する回路図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するグラフである。
【図７】本発明の第２の実施の形態を説明する回路図である。
【符号の説明】
１５ インバータ
３０ モータ
Ｅ_d 仮想的電源
Ｌ_U Ｕ相コイル
Ｌ_V Ｖ相コイル
Ｌ_W Ｗ相コイル
Ｑ_U，Ｑ_V，Ｑ_W，Ｑ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Z スイッチングトランジスタ

Claims (16)

1. 多相モータ（３０）のコイル（Ｌ_U，Ｌ_W）に予熱を与え、前記多相モータを欠相運転して発熱させる、予熱電力の制御方法であって、
   前記多相モータはインバータ（１５）で駆動され、前記コイル（Ｌ _U ，Ｌ _W ）に前記インバータから電流を与えて前記多相モータに前記予熱を与え、
   前記多相モータが回転しない条件で前記インバータから前記多相モータへと所定の周期（Ｔ）で前記電流を与えつつ、
   前記インバータに与えられる直流電圧（Ｅ _d ）が大きい程、前記コイルに電圧が与えられる時間の前記周期に対する比であるデューティ（Ｄ）は小さく設定される、予熱電力の制御方法。
2. 前記多相モータの温度が高いほど前記デューティは大きく設定される、請求項１記載の予熱電力の制御方法。
3. 多相モータ（３０）のコイル（Ｌ _U ，Ｌ _W ）に予熱を与え、前記多相モータを欠相運転して発熱させる、予熱電力の制御方法であって、
   前記多相モータはインバータ（１５）で駆動され、前記コイル（Ｌ _U ，Ｌ _W ）に前記インバータから電流を与えて前記多相モータに前記予熱を与え、
   前記インバータから前記多相モータへと所定の周期（Ｔ）で前記電流を与えつつ、
   前記多相モータの温度が高いほど前記コイルに電圧が与えられる時間の前記周期に対する比であるデューティ（Ｄ）は大きく設定される、予熱電力の制御方法。
4. 前記多相モータは空気調和機の圧縮機用モータである、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の予熱電力の制御方法。
5. 前記予熱を前記多相モータに与える際、前記電流は前記多相モータに回転磁界を与えない、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の予熱電力の制御方法。
6. 前記多相モータは三相モータであって、
   前記インバータは三相インバータであって、各相が正側及び負側の一対のスイッチング素子（Ｑ_U，Ｑ_V，Ｑ_W，Ｑ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Z）を有し、
   第１相（Ｕ）の前記正側の前記スイッチング素子（Ｑ_U）がオンし、第２相（Ｗ）の前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_Z）がオンし、第３相（Ｖ）の前記正側及び前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_V；Ｑ_Y）が相補的に同じ時間でオンする第１期間（ｔ_on）と、
   前記第１相、第２相及び第３相の全てにおいて、前記正側又は前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_U，Ｑ_V，Ｑ_W；Ｑ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Z）がオンする第２期間（ｔ_off）と
   が前記周期を成す、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の予熱電力の制御方法。
7. 前記デューティは既知の較正電圧（Ｖ_ref）と較正電流（Ｉ_ref）と較正デューティ（Ｄ₀）との積を、前記モータに与えられる電流（Ｉｍ）と電圧（Ｖｍ）との積で除した値に設定される、請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の予熱電力の制御方法。
8. 前記予熱が圧縮機の冷凍機油に対して行われる、請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の予熱電力の制御方法。
9. コイル（Ｌ_U，Ｌ_W）を有する多相モータ（３０）と、
   前記多相モータを欠相運転して発熱させる運転制御部と
   を備え、
   前記運転制御部はインバータ（１５）を有し、
   前記インバータは前記多相モータが回転しない条件で前記多相モータへと所定の周期（Ｔ）で電流を与え、
   前記インバータに与えられる直流電圧（Ｅ _d ）が大きい程、前記コイルに電圧が与えられる時間の前記周期に対する比であるデューティ（Ｄ）は小さく設定される予熱発生機構。
10. 前記多相モータの温度が高いほど前記デューティは大きく設定される、請求項９記載の予熱発生機構。
11. コイル（Ｌ _U ，Ｌ _W ）を有する多相モータ（３０）と、
    前記多相モータを欠相運転して発熱させる運転制御部と
    を備え、
    前記運転制御部はインバータ（１５）を有し、
    前記インバータは前記多相モータへと所定の周期（Ｔ）で電流を与え、
    前記多相モータの温度が高い程、前記コイルに電圧が与えられる時間の前記周期に対する比であるデューティ（Ｄ）は大きく設定される予熱発生機構。
12. 前記多相モータは空気調和機の圧縮機用モータである、請求項９乃至請求項１１のいずれか一つに記載の予熱発生機構。
13. 前記予熱を前記多相モータに与える際、前記電流は前記多相モータに回転磁界を与えない、請求項９乃至請求項１２のいずれか一つに記載の予熱発生機構。
14. 前記多相モータは三相モータであって、
    前記インバータは三相インバータであって、各相が正側及び負側の一対のスイッチング素子（Ｑ_U，Ｑ_V，Ｑ_W，Ｑ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Z）を有し、
    第１相（Ｕ）の前記正側の前記スイッチング素子（Ｑ_U）がオンし、第２相（Ｗ）の前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_Z）がオンし、第３相（Ｖ）の前記正側及び前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_V；Ｑ_Y）が相補的に同じ時間でオンする第１期間（ｔ_on）と、
    前記第１相、第２相及び第３相の全てにおいて、前記正側又は前記負側の前記スイッチング素子（Ｑ_U，Ｑ_V，Ｑ_W；Ｑ_X，Ｑ_Y，Ｑ_Z）がオンする第２期間（ｔ_off）と
    が前記周期を成す、請求項９乃至請求項１３のいずれか一つに記載の予熱発生機構。
15. 前記デューティは既知の較正電圧（Ｖ_ref）と較正電流（Ｉ_ref）と較正デューティ（Ｄ₀）との積を、前記モータに与えられる電流（Ｉｍ）と電圧（Ｖｍ）との積で除した値に設定される、請求項９乃至請求項１４のいずれか一つに記載の予熱発生機構。
16. 前記予熱が圧縮機の冷凍機油に対して行われる、請求項９乃至請求項１５のいずれか一つに記載の予熱発生機構。

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