JPH0398493A - 空気調和機の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はインバータ制御による回転速度の可変な圧縮
機を有する空気調和機の運転制御装置に関するものであ
る。

（従来の技術） インバータからの出力周波数を変化させて圧縮機用モー
タの回転速度を制御する場合、上記出力周波数（Ｆ）と
出力電圧（Ｖ）との間に所定の比例関係（Ｖ／Ｆ比）を
与える運転パターンで、周波数と共に電圧を変化させる
ことによって、上記圧縮機用モータの出力トルクを略一
定とする制御が通常採用されている。一方、圧縮機には
、これに接続されている冷媒回路における高圧圧力が負
荷トルクとして作用する。そして空気調和機がその定格
点付近で運転されている場合の負荷トルクに対応させて
、このときにほぼ最良の運転効率が得られるような定常
時運転パターンがまず設定される。しかしながら上記の
ような負荷トルクは、例えば外気温度の変化等によって
種々変動し、上記定格点付近での負荷トルクを超える過
負荷状態において上記定常時運転パターンでの運転が行
われる場合には、過電流を生じて運転効率が低下し、ま
た充分な空調能力を維持できなくなる。

そこで例えば特開昭６２−１５２３９４号公報記載の空
気調和機の運転制御方法では、定常時運転パターンの他
にＶ／Ｆ比を種々異ならせた複数の運転パターンをさら
に設けると共に、インバータからの出力電圧を検出する
構成となして、空調室における検出室温と設定室温との
差で与えられる空調負荷に応じて指定される周波数で、
各運転パターン毎の電圧出力を行い、それらの中から出
力電圧を最小とする運転パターンを選定する制御によっ
て、例えば過負荷状態に対応する運転パターンへの切換
を行い、これによって運転効率の向上を図るようになさ
れている． （発明が解決しようとする課題） ところで上記のようにインバータからの出力電圧に基づ
いて運転パターンを選定する従来方式においては、例え
ば定常時運転パターンで運転しているときに出力電力の
上昇変化が検出された場合、この変化が冷媒回路内の高
圧圧力の上昇による負荷の増加によって生じたものか、
前記空調負荷の変化に応して出力周波数を増加させ、し
たがって出力電圧を上昇させたために生じたものかの判
別を行うことができず、この結果、出力周波数が変化す
る毎に、同一周波数で各運転パターン毎の出力を一旦行
い、それらの中から最小の出力電力となる運転パターン
を特定していくという制御手順が必要となっており、こ
のため負荷変化に対する即応性に欠けるものとなり、こ
の間に充分な運転効率を維持できないという問題がある
。

また個々の運転パターン毎に適正出力電力値の上限値を
予め求めて設定しておき、検出出力電力が上記設定値を
超えた場合に運転パターンの切換を行うようにすること
も考えられるが、この場合には周波数の可変範囲にわた
ってそれぞれ異なる設定値を各運転パターン毎に記憶さ
せることが必要となって記憶容量が増加し、また運転パ
ターンと出力周波数とのそれぞれに対応する設定値を逐
次選定して読出した後に、検出値との比較を行う手順が
必要となってＩＩＪｆｌｌ構或が複雑になるという問題
を生じる． この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、より簡素な構威で、例えば過負荷状態となった場合
等の負荷変化に対する運転パターンの切換を迅速に行う
ことが可能であり、これにより運転効率の向上を図り得
る空気調和機の運転制御装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこでこの発明の空気調和機の運転制御装置は、圧縮機
１の圧縮機用モータ１４を可変速駆動するためのインバ
ータ装置１ｌを有して成る空気調和機の運転制御装置で
あって、上記インバータ装置１１からの出力電圧と出力
周波数との関連を定めた運転パターンを定常運転時用と
過負荷運転時用との複数記憶する記憶手段ｌ８と、上記
圧縮機１に接続されている冷媒回路内の高圧圧力を検出
する高圧圧力検出手段６と、この高圧圧力検出手段６で
の検出圧力が基準圧力を超えたときに、上記定常運転時
用から過負荷運転時用の運転パターンへの切換を行って
、この過負荷運転時用の運転パターンでの出力が上記イ
ンバータ装置１ｌから生じるべく制御する運転パターン
切換制御手段２２とを設けている。

（作用） 上記構或の空気調和機の運転制御装置においては、定常
運転時用から過負荷運転時用の運転パターンへの切換は
、冷媒回路内の高圧圧力、すなわち圧縮機１に対する負
荷トルクとして作用する状態値を直接的に検出し、この
検出圧力を基準圧力と比較した結果に基づいて行われる
。上記基準圧力は、定常運転時と過負荷時とを識別し得
る値として出力周波数の大小によらずに一義的に設定し
得るものであり、したがって前記従来方式のように複数
の基準値の中から出力周波数に対応する基準値を選定す
る等の操作は必要でなく、より簡単な制御手順で負荷変
化に応じた運転パターンへの切換が行われるように構或
することが可能である。

また負荷変化に対する即応性も向上するので、運転効率
の向上を図ることができる。

（実施例） 次にこの発明の空気調和機の運転制御装置の具体的な実
施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図には、この発明の一実施例における空気調和機の
運転制御装置の制御ブロック図を示しており、同図にお
いて、１は圧縮機であって、この圧縮機ｌの吐出ポート
２には吐出配管３が、また上記圧縮機１の吸込ボート４
には吸込配管５がそれぞれ接続され、これらの吐出配管
３と吸込配管５との間に、図示してはいないが、室外熱
交換器、減圧機構、室内熱交換器が順次接続されて冷媒
循環回路が構威されている。そして上記吐出配管３には
、高圧圧カセンサ（高圧圧力検出手段）６が取着され、
このセンサ６によって、上記圧縮機１からの吐出圧力を
高圧圧力として検出するようになされている。

一方、同図において、１１はインバータ装置であって、
このインバータ装置１１内には、三和又は単相交流電源
を整流するコンバータ部１２と、その整流出・力を平滑
する直流平滑部ｌ３と、この直流電圧を可変周波数、可
変電圧の交流電圧に変換して、この交流電圧を、上記圧
縮機１に内蔵されている圧縮機用モータ１４に印加する
インバータ部ｌ５とが設けられている。また同図におい
て、１６は、マイクロコンピュータで構威されたインバ
ータ制御部であり、このインバータ制御部ｌ６では、後
述する空調運転制御装１！２０から入力される周波数指
令信号及び運転パターン選定信号に応じた制御信号を発
生し、この制御信号を、上記インバータ部ｌ５を駆動す
るインバータ駆動部ｌ７に入力する．この結果、上記制
御信号に基づく交流電圧が上記インバータ部ｌ５から圧
縮機用モータ１４に印加され、この圧縮機用モータ１４
が上記周波数指令信号に応じた回転速度で駆動される． ところで上記インバータ制御部１６では、周波数指令信
号に応じて出力周波数を変化させる場合、圧縮機用モー
タ１４での出力トルクが略一定となるように、出力周波
数と出力電圧との間に所定の比例関係（Ｖ／Ｆ比）が保
持される運転パターンで、圧縮機用モータ１４を駆動す
るための制御信号を発生する．そしてこの実施例の場合
には、上記インバータ制御部ｌ６に接続されている記憶
部（記憶手段）１８に、定常運転時用と過負荷運転時用
との二種類の運転パターンＡ，Ｂが記憶されている。

上記定常運転時用の運転パターン（以下、定常運転パタ
ーンという）Ａは、空気調和機がほぼ定格点付近で運転
されている場合に、圧縮機１がほぼ最良の運転効率とな
るようなＶ／Ｆ比で設定されている。したがって上記定
格点を超えた過負荷状態では、この定常運転パターンＡ
に従う圧縮機１の運転では運転効率の低下を生じる。そ
こで第２図に示しているように、過負荷状態での良好な
効率を維持した運転を行うため、上記定常運転パターン
Ａと同一周波数の出力状態で、より高い電圧の出力を行
うようなＶ／Ｆ比で設定された過負荷運転時用の運転パ
ターン（以下、過負荷運転パターンという）Ｂをさらに
設けているのである。

上記インバータ制御部ｌ６では、空調運転制御装置２０
から入力される運転パターン選定信号に応じた上記運転
パターンＡ，Ｂのいずれかに従って、前記周波数指令信
号に応じた周波数及び電圧を指定する制御信号を前記イ
ンバータ駆動部１７に出力する． 次に上記空調運転制御装置２０での制御について説明す
る． この空調運転制御装置２０は、冷媒循環回路に前記減圧
機構として介設されている電動膨張弁の開度制御や、室
内外ファンの作動の制御の他、例えば前記高圧圧カセン
サ６での検出圧力を監視して、この検出圧力が異常に上
昇する場合には、自動的に運転を停止する等の保護機能
を有しており、そして上記圧縮機１の運転を制御するた
めに、第１図に示すように、内部に周波数指令信号発生
部２１と運転パターン切換制御部（運転パターン切換制
御手段）２２とを有している。

まず上記周波数指令信号発生部２１での制御について説
明すると、この周波数指令信号発生部２ｌ内には、室内
における検出室温と設定室温との温度差で与えられる空
調負荷の大小５に対応させた初期運転周波数が予め記憶
されており、運転の開始時には、その時点での空調負荷
に応じた初期運転周波数の読出しをまず行う。そして起
動周波数指令信号を前記インバ一夕制御部１６に出力す
ることによって、圧縮機用モータ１４が起動され、その
後、上記初期運転周波数に応じる速度へと圧縮機用モー
タ１４の回転速度を上昇させる指令信号を発生する。そ
してこの初期運転周波数に応じる回転速度に達した後に
は、その後の空調負荷の変化に応じて、例えばＰＭＤ！
ｌＩ御によって、運転周波数を負荷の変化に対応させて
逐次増滅する演算を行い、この演算結果で得られた運転
周波数に対応する指令信号を上記インバータ制御部１６
に出力することによって、圧縮機用モータ１４における
回転速度を増減し、これにより圧縮機１を空調負荷変化
に応じた圧縮能力で運転する制御を行う。

上記のような周波数指令信号発生部２１からの周波数指
令信号と共に、運転パターン切換制御部２２からは運転
パターン選定信号がインバータ制御部ｌ６に出力される
が、この運転パターン選定信号は、前記高圧圧カセンサ
６での検出圧力に基づいて発生される。すなわち第３図
の制御フローチャートに示しているように、この運転パ
ターン切換制御部２２では、まずステップＳ１において
、上記高圧圧カセンサ６での検出圧力Ｐｊを基準圧力Ｐ
ｋと比較し、上記ＰｊがＰｋ以下のときには、ステップ
Ｓ２において、前記定常運転パターンＡを、また上記Ｐ
ｊがＰｋを超えている場合には、ステップＳ３において
、前記過負荷運転パターンＢをそれぞれ選定させる運転
パターン選定信号をインバータ制御部ｌ６に出力し、上
記ステップＳｌに戻る処理を行う。

上記基準圧力Ｐｋは、定格点付近で空気調和機が運転さ
れている場合、すなわち定常運転状態における冷媒回路
内の高圧圧力状態と、例えば外気温度が定格点での温度
条件よりも高い状態で冷房運転が行われ、したがって高
圧圧力が上記定常運転時よりも高くなり、圧縮機ｌが過
負荷状態で運転されている場合とを識別し得る値として
設定されているものである．したがって上記制御の結果
、定常運転状態においては、定常運転パターンＡが選定
されて、この運転パターンＡで定められているＶ／Ｆ比
を維持しながら、インバータ装置１ｌにより圧縮機用モ
ータ１４が空調負荷変化に応じた回転速度で運転される
。そして高圧圧力が上昇して上記基準圧力Ｐｋを超えた
ことが検出された場合には、この時の出力周波数には変
更を生じさせずに、出力電圧値を高くする過負荷運転パ
ターンＢでの出力状態に変更される。そしてその後、上
記高圧圧力が基準圧力Ｐｋを超えている間は、上記過負
荷運転パターンＢで定められているＶ／Ｆ比を維持しな
がら、空調負荷変化に応じた回転速度で圧縮機用モータ
１４の運転を継続し、これにより、この過負荷時におい
ても運転効率をより良好に維持した運転が行われる． このように上記装置においては、圧縮機１に対して負荷
トルクとして作用する冷媒回路内の高圧圧力を検出し、
そしてこの検出圧力を、定常運転時と過負荷時との判別
を行うために、出力周波数の大小によらずに一義的に設
定し得る基準圧力と比較するという簡単な手順にて、負
荷に応じた運転パターンへの切換を行う構成となされて
いる。

したがって運転パターンの切換のための制御手順を簡素
にすることができると共に、負荷変化に対する即応性が
向上することとなって、運転効率を従来よりも向上する
ことができる。

また上記のように過負荷時の運転効率が向上することに
よって過負荷時の空調能力の向上を図ることも可能であ
り、さらに、前記した従来方式においては、例えば過負
荷時において運転効率を良好に維持し得る運転パターン
を特定するために、この特定されるべき運転パターン以
外の運転パターンで一旦出力する操作が必要であり、こ
のときに不要な過電流を生じるおそれがあるが、上記実
施例においては、過負荷状態となった時には直ぐに過負
荷運転パターンへの切換がなされ、これにより過電流が
生じることが抑えられるので、例えばブレーカ容量の低
減等を図ることが可能となり、この結果、製作費をより
安価にすることができる．また上記高圧圧カセンサ６は
、運転パターン切換用に専用に設ける必要はなく、冷媒
循環回路内の圧力状態を監視するための保護センサとし
て既設されているセンサを兼用させることができるので
、これによっても構威が簡素となり、より安価に製作し
得るものとなっている。

なお上記実施例においては、定常運転時用と過負荷運転
時用とにそれぞれ一つの運転パターンを設けた例を挙げ
て説明したが、定常運転領域、或いは過負荷運転領域毎
の負荷トルクの大小に合わせて複数の運転パターンを設
け、検出高圧圧力に応じて、定常運転領域内、或いは過
負荷運転領域内で多段階の切換を行わせるうよに構威す
ることも可能である． （発明の効果） 上記のようにこの発明の空気調和機の運転制御装置にお
いては、圧縮機に対する負荷トルクとして作用する高圧
圧力を検出し、定常運転時と過負荷時との判別を行うた
めに、出力周波数の大小によらずに一義的に設定し得る
基準圧力と比較するという手順にて、負荷に応じた運転
パターンへの切換を迅速に行わせることができるので、
構或が簡素になると共に、負荷変化に対する即応性が向
上することによって、運転効率の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における空気調和機の運転
制御装置の制御ブロック図、第２図は上記運転制御装置
に記憶されている運転パターンの説明図、第３図は上記
運転制御装置における運転パターン切換制御部でなされ
る制御フローチャートである。 ｌ・・・圧縮機、６・・・高圧圧カセンサ（高圧圧力検
出手段）、１ｌ・・・インバータ装置、１４・・・圧縮
機用モータ、ｌ８・・・記憶部（記憶手段）、２２・・
・運転パターン切換制御部（運転パターン切換制御手段
）。 第１図 ス 第３図 周う反数　Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧縮機（１）の圧縮機用モータ（１４）を可変速駆
   動するためのインバータ装置（１１）を有して成る空気
   調和機の運転制御装置であって、上記インバータ装置（
   １１）からの出力電圧と出力周波数との関連を定めた運
   転パターンを定常運転時用と過負荷運転時用との複数記
   憶する記憶手段（１８）と、上記圧縮機（１）に接続さ
   れている冷媒回路内の高圧圧力を検出する高圧圧力検出
   手段（６）と、この高圧圧力検出手段（６）での検出圧
   力が基準圧力を超えたときに、上記定常運転時用から過
   負荷運転時用の運転パターンへの切換を行って、この過
   負荷運転時用の運転パターンでの出力が上記インバータ
   装置（１１）から生じるべく制御する運転パターン切換
   制御手段（２２）とを設けていることを特徴とする空気
   調和機の運転制御装置。