JPS6126498A - Drive device of compressor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To simplify a compressor by detecting the presence or absence of an abnormal vibration phenomenon by a regenerative current to eliminate the necessity of confirming the resonance point by a test. CONSTITUTION:When an abnormal vibration occurred in certain frequency and voltage ranges occurs, a regenerative current flows to a shunt resistor 4, and a voltage is generated across the resistor. When the regenerative current becomes the prescribed value or higher so that a photocoupler 14 becomes ON, an interrupt signal is input to a microcomputer 5 through a buffer 15. The microcomputer 5 alters to an interrupt flow by the input of an interrupt signal. As a result, a command for generating waveform slightly varied in a voltage or a frequency by V or F is output to a rectifying and smoothing circuit 7 and an inverter 3. Thus, a motor 2 slightly displaces from a resonance point to suppress the abnormal vibration.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は冷凍装置などに使用する冷媒圧縮用の圧縮機を
異常振動が生じないように安定的に駆動させる駆動装置
に関する。The present invention relates to a drive device that stably drives a refrigerant compressor used in a refrigeration system or the like so that abnormal vibrations do not occur.

【従来の技術】[Conventional technology]

冷凍装置に用いるレシプロ型、ロータリー型の圧縮機を
インバータで駆動する場合、異常振動とそれに伴う電流
振動とが問題となり−インバータ採用の全気調和機を開
発するに当っては、いかにかかる現象を抑制するかが重
要な要素となっている。 その解決策として、振動発生領域を試験により確認し、
その周波数での連続運転な回避する手段が特開昭５３−
．４’７１４’７号公報によって開示されるように公知
である。 この公知技術はインバータの入力電圧と出力周波数を係
動可変して、圧縮機モータを可変速運転可能とし、かつ
、可変運転領域の区間に、適宜ヒステリシスを有する段
Ｍ＃御領領域持つインバータのコントロール手段を設け
たものであって１回転数の増減過程で所定の領域におい
て階段上昇あるいは降下することにより、圧１１１１系
の機械的共振点が有る場合はこの跳躍動作で共振点の回
’！Ｉｌｙ；−はかるようにしている。 これとは別に、インバータ側で対応させるものとして例
えば−次側におｈて電流振動に伴う直流電圧の変動を微
分し一正ならば周波数を上げ、負なら逆に下げるように
することによって抑制し得る方式も提案されている。When reciprocating or rotary type compressors used in refrigeration equipment are driven by inverters, abnormal vibrations and accompanying current vibrations become a problem.When developing an all-air conditioner that uses an inverter, it is important to consider how to prevent such phenomena. The important factor is how to suppress it. As a solution, we confirmed the vibration generation area through testing.
A means to avoid continuous operation at that frequency was disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 53-
．． It is known as disclosed by Japanese Patent No. 4'714'7. This known technology enables variable-speed operation of the compressor motor by dynamically varying the input voltage and output frequency of the inverter, and controls the inverter having a stage M# control region with appropriate hysteresis in the variable operation region. If there is a mechanical resonance point in the pressure 1111 system, this jumping action will cause the resonance point to be reached by stepping up or down in a predetermined area during the process of increasing or decreasing the number of revolutions. Ily;- I try to measure things. Separately, as a countermeasure on the inverter side, for example, by differentiating the DC voltage fluctuation accompanying current oscillation on the negative side, if it is positive, the frequency is increased, and if it is negative, it is suppressed by decreasing it. A possible method has also been proposed.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

前述する従来技術において、前者の解決手段は、製品に
よって共振点の発生領域が大々異なるので。 その都度試験を何度も汀竜わねばならなくて定格化する
ことは不可能で煩わしく、殊に試験工数が増大する点で
装置コストが高くつくなどの難点がある〇 一方、後者については、複雑な電気回路を多く有する制
御系が必要であって装置コストの高騰につながるだけで
なく汎用品としては適当でないのが実用上の欠点とされ
ているに のように従来の各装置がいずれも問題を有しているのに
看目して本発明は成されたものであって、特に異常振動
が発生すれば、インバータに関連する亀カラインに回生
電流が発生する現象があることを知見して、この回生電
流を検出してこれが一定値以上となると、現在の印加電
圧と印加周波数の少くとも一方を若干値変化せしめて共
振点の外れた状態下で運転を持続することにより、モー
タの高効率ひ維持しながら異常振動を抑制して安定的運
転を可能ならしめようとするものである。In the above-mentioned prior art, the former solution is because the region in which the resonance point occurs varies greatly depending on the product. It is impossible and troublesome to carry out a rating because it is necessary to repeat the test many times each time, and there are drawbacks such as increased testing man-hours and higher equipment costs.On the other hand, regarding the latter, , a control system with many complicated electric circuits is required, which not only increases the cost of the device but also makes it unsuitable as a general-purpose product, which is considered a practical drawback. The present invention was made in view of the problems that existed in the inverter, and it was discovered that there is a phenomenon in which regenerative current is generated in the power line related to the inverter, especially when abnormal vibration occurs. Then, when this regenerative current is detected and exceeds a certain value, the motor is restarted by slightly changing at least one of the current applied voltage and applied frequency to continue operating outside the resonance point. The aim is to suppress abnormal vibrations and enable stable operation while maintaining high efficiency.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

しかして本発明は、その構成を明示する第１図により明
らかね如く、圧縮機（１）を駆動するモータｉ２１に電
圧値及び周波数を無段階に変換し得る出力ｉｉするイン
バータ１３＋と、このインバータ（３）の−次側例えば
整流・平滑回路からの直流電源ラインに介設せしめて異
常振動発生の際にこの一次側に流れる回生電流２検出す
る検出部（４」と、前記インバータ１３）の出力電圧及
び出力周波数２制御する制御部１５＋の信号入力端子と
前記検出部（４）の信号出力端子とを接続する信号ライ
ン中に介設ゼしめて、前記回生電流が一定値以上になっ
た際にインバータ（３）の出力電圧と出力周波数との少
くとも一方を若干値変化させる指令を前記制御部＋５１
に与える出力調整手段［６１とを圧縮機の駆動装置に備
えしめたことを特徴とする。As is clear from FIG. 1 which clearly shows the configuration, the present invention provides an inverter 13+ that provides an output ii capable of steplessly converting the voltage value and frequency to the motor i21 that drives the compressor (1), and this inverter 13+. (3) A detection section (4'') which is interposed in the DC power line from the rectifier/smoothing circuit, for example, and detects the regenerative current 2 flowing to the primary side when abnormal vibration occurs, and the inverter 13. Interposed in a signal line connecting the signal input terminal of the control unit 15+ that controls the output voltage and output frequency 2 and the signal output terminal of the detection unit (4), when the regenerative current exceeds a certain value The control unit +51 issues a command to slightly change at least one of the output voltage and output frequency of the inverter (3).
The present invention is characterized in that the drive device of the compressor is equipped with an output adjustment means [61] for applying the same.

【作用］ 冷凍装置における電動圧縮機に交流電源を印加した場合
、電動圧縮機が有する固有振動と印加電源の電気振動と
が合致した場合の所謂共振点において機械振動が発生す
るが、この振動発生の場合等においてインバータの一次
側に回生電流が流れることが実測の結果判明しており、
第２図に示される通りである〇 従って１本発明はこの回生電流の発生を検出部（４）に
よって異常振動の目安量として検出すると共に、出力電
圧と出力周波数との少くとも一方を僅かに増加あるいは
減少させて共振点からずらすことによって振動を解消も
しくは最小値に抑制せしめるものであり、異常振動が生
じていない安定運転状態ではモータを最高効率で運転し
異常振動が発生する不安定運転状態の場合に限って効率
を着干下げて運転させることによって冷凍装置のエネル
ギー有効比［５ＥＫＲ］を高く保持し得る◎Ｉ実施例】 以下、本発明の１実施例につめて図面を参照しつつ説明
する。 第３図は本発明の実施例に係る冷凍装置の回路図であっ
て、冷凍回路は圧縮機（１）、凝縮器（９１ｊ減圧器ｔ
１０１及び蒸発器ＩＩＩによる公知の冷凍サイクルに形
成される。 ゛圧縮機（１）には三相交流誘導電動機からなるモータ
[Function] When AC power is applied to an electric compressor in a refrigeration system, mechanical vibration occurs at a so-called resonance point when the natural vibration of the electric compressor and the electric vibration of the applied power match. Actual measurements have shown that regenerative current flows on the primary side of the inverter in cases such as
As shown in Fig. 2, therefore, the present invention detects the generation of this regenerative current by the detection section (4) as a reference amount of abnormal vibration, and also slightly adjusts at least one of the output voltage and the output frequency. Vibration is eliminated or suppressed to the minimum value by increasing or decreasing it and moving it away from the resonance point. In a stable operating state where no abnormal vibration occurs, the motor is operated at maximum efficiency, and in an unstable operating state where abnormal vibration occurs. The effective energy ratio [5EKR] of the refrigeration system can be kept high by operating the efficiency at a lower level only in the case of ◎I Example] Hereinafter, referring to the drawings, one example of the present invention will be described. explain. FIG. 3 is a circuit diagram of a refrigeration system according to an embodiment of the present invention, and the refrigeration circuit includes a compressor (1), a condenser (91j
101 and an evaporator III, it is formed into a known refrigeration cycle.゛The compressor (1) is equipped with a motor consisting of a three-phase AC induction motor.

【２Ｊ２直結させていて、該モータ（２１にインバータ
［３）の出力を与えて無段階に可変速運転を行なわせる
ようになっている。 上記インバータ（３）はパワートランジスタ［Ｔ、］〜
【Ｔ６】を要素としたインバータであっテ、整流・平滑
回路（７）で三相電源（８］から変換された直流電圧が
供給されると共に、パワートランジスタ［Ｔｉ］〜［Ｔ
６］が互いに定められた周期でオン・オフを繰り返すこ
とによって変換された周波数を持つ三相電力となりモー
タ[2J2 is directly connected, and the output of the inverter [3] is given to the motor (21) to perform stepless variable speed operation. The above inverter (3) is a power transistor [T, ] ~
[T6] is an inverter, the rectifier/smoothing circuit (7) supplies the DC voltage converted from the three-phase power supply (8), and the power transistors [Ti] to [T
6] is turned on and off at a mutually determined period, resulting in three-phase power with a converted frequency, which powers the motor.

【２１に印加するように形成される〇１５１　ハ前記
インバータ１３＋の各パワートランジスタ【Ｔ、】〜［
Ｔ６）ニ指令を発するマイコンであって、パワートラン
ジスタ[21] 〇151 C Each power transistor [T, ] to [
T6) A microcomputer that issues two commands, and a power transistor

【Ｔ１】〜（Ｔ６］には、必要な周波数〜となる
オン・オフ周期の指令を発するようになっている。 整流・平滑回路（７）とインバータ[T1] ~ (T6) are designed to issue commands for on/off cycles to achieve the required frequency ~. Rectifier/smoothing circuit (7) and inverter

【３）の一次側とを
接続する直流電源ラインには、検出部（４〕を構成する
シャント抵抗を負電位側配想途中に介設している。 このシャント抵抗（４］の両端に発する電圧を取り出し
て出力調整手段（６］を介しマイコン（５）の信号入力
端子にインプットさせるように回路構成しており、前記
出力調整手段（６）を−電流制限用抵抗０２）とコンデ
ンサＱ３）とからなるＯＲ回路と、フォトカプラー０４
］と、バッファα■とにより構成してｒる〇叙上の構成
になる駆動装置の作動を次に説明すると、冷凍負荷に応
じた最高動部を示す電圧及び周波数に制御された出力が
インバータ（３）から発せられて圧縮機［１１が能力制
御されながら駆動しているときに、ある周波数、電圧の
領域で運転していて異常振動が発生すると、これにより
シャント抵抗（４）に回生電流が流れるので両端に電位
があられれる。 この電位【電圧信号】は電流制限用抵抗［１２＋によッ
テレヘルが変えられ％フォトカプラー［１４１カオン作
動するレベルが決定される。 前記回生電流が一定値以上になってフォトカプラー〇Ｉ
ｌｌがオン作動するとバッファー０５）３介してマイコ
ン１５）に割込信号が入力される。 ここで、インバータ（３）の波形を制御するべく出力を
発しているマイコン＋５１は、割込信号の入力によって
割込フローに変り、その結果、電圧もしくは周波数を△
ＶもしくはΔＦだけ僅かに変化させり１３）に出力する
。 かくしてモータ[3] In the DC power line that connects the primary side, a shunt resistor that constitutes the detection section (4) is interposed on the negative potential side. The circuit is configured to take out the voltage and input it to the signal input terminal of the microcomputer (5) via the output adjustment means (6), and the output adjustment means (6) is connected to the current limiting resistor 02) and the capacitor Q3). An OR circuit consisting of and a photocoupler 04
] and a buffer α■. The operation of the drive device configured as described above will be explained below. The output is controlled to the voltage and frequency that indicates the highest moving part according to the refrigeration load, and the output is controlled by the inverter. (3) When the compressor [11 is being driven under capacity control and abnormal vibrations occur due to operation in a certain frequency and voltage range, this causes a regenerative current to flow through the shunt resistor (4). flows, so a potential is created at both ends. The electric potential (voltage signal) is changed by the current limiting resistor [12+], and the level at which the photocoupler [141] operates is determined. When the regenerative current exceeds a certain value, the photocoupler 〇I
When ll is turned on, an interrupt signal is input to the microcomputer 15) via the buffer 05)3. Here, the microcomputer +51, which is emitting an output to control the waveform of the inverter (3), changes to the interrupt flow by inputting the interrupt signal, and as a result, the voltage or frequency is changed to △
It is slightly changed by V or ΔF and outputted to 13). Thus the motor

【２］は回転数が共振点から僅かにずれ
ることとなり、異常振動は抑制される。 【発明の効果】 本発明は異常振動現象の有無を回生電流によって自動検
出する方式であるから、共振点を予め試験により確認す
る必要はなく、試験確認のための工数を省略し得ること
により、装置コストの大巾な低減が果される〇 また、容量が同じである限りどの圧縮機にも適合し得る
ので汎用性にもすぐれている。 一方、エネルキー効軍の面については安全時は最高効率
点で使用し、不安定時のみ電圧あるいは周波数を僅かに
ずらして少し動車が低下する状態で運転させる方式であ
るから、全運転期間２通してのＥＥＲ［エネルギー有効
比］は向上する。 ざらに、構造面に関しては、従来のインバータにＯＲ＠
路、フォトカプラなどの単純な回路からなる出力調整手
段（６）を追加するだけで良いので、装置コストは低床
におざまる利点もある。In [2], the rotational speed slightly deviates from the resonance point, and abnormal vibrations are suppressed. [Effects of the Invention] Since the present invention is a method of automatically detecting the presence or absence of an abnormal vibration phenomenon using regenerative current, there is no need to confirm the resonance point by testing in advance, and the number of man-hours for testing confirmation can be omitted. A significant reduction in equipment costs is achieved.Also, it is highly versatile as it can be adapted to any compressor as long as the capacity is the same. On the other hand, regarding the energy key effect, when it is safe, it is used at the highest efficiency point, and only when it is unstable, the voltage or frequency is slightly shifted and the vehicle is operated in a state where the movement is slightly reduced. The EER [Energy Effectiveness Ratio] of is improved. Generally speaking, in terms of structure, it is different from conventional inverters.
Since it is only necessary to add an output adjustment means (6) consisting of a simple circuit such as a circuit or a photocoupler, there is an advantage that the cost of the device can be kept low.

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

第１図は本発明を示すブロック回路図、第２図は圧縮機
用モータの駆動時における給電ラインの電流波形図でイ
〕は不安定時、（−は安定時を示す〇第３図は本発明の
１実施例に係る冷凍装置の装置回路図である。 （１）・・・圧縮機、（２）・・・モータ。 （３）・・・インバータ、（４〕・・・検出部。 （５１・・・制御部、（６）・・・出方調整手段。 第１図 第２図 （イ）不安定」専 （ロ）ｆ！定、Ｊｌ嵜 一、ニー“°−゛二＝：゛〜−−−゛−二。Fig. 1 is a block circuit diagram showing the present invention, Fig. 2 is a current waveform diagram of the power supply line when the compressor motor is driven. It is a device circuit diagram of a refrigeration system concerning one example of the invention. (1)... Compressor, (2)... Motor. (3)... Inverter, (4)... Detection section. (51... Control unit, (6)... Output adjustment means. : ゛〜−−−゛−２.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １　圧縮機（１）を駆動するモータ（２）に、電圧値及
び周波数を無段階に変換し得る出力を発するインバータ
（３）と、このインバータ（３）の一次側に介設せしめ
、異常振動発生の際にこの一次側に流れる回生電流を検
出する検出部（４）と、前記インバータ（３）の出力電
圧及び出力周波数を制御する制御部（５）の信号入力端
子と前記検出部（４）の信号出力端子とを接続する信号
ライン中に介設せしめて、前記回生電流が一定値以上に
なった際にインバータ（３）の出力電圧と出力周波数と
の少くとも一方を若干値変化させる指令を前記制御部（
５）に与える出力調整手段（６）とを備えてなることを
特徴とする圧縮機の駆動装置。1 The motor (2) that drives the compressor (1) is equipped with an inverter (3) that generates an output that can convert the voltage value and frequency steplessly, and is installed on the primary side of this inverter (3) to prevent abnormal vibrations. A detection unit (4) that detects the regenerative current flowing to the primary side when the regenerative current occurs, a signal input terminal of a control unit (5) that controls the output voltage and output frequency of the inverter (3), and the detection unit (4). ) is interposed in the signal line connecting the signal output terminal of the inverter (3), and at least one of the output voltage and output frequency of the inverter (3) is slightly changed when the regenerative current exceeds a certain value. The command is sent to the control unit (
5) A drive device for a compressor, comprising: an output adjusting means (6) for adjusting the output.