JPWO2013102999A1 - ヒートポンプ装置、空気調和機および冷凍機 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明にかかるヒートポンプ装置の実施の形態1の構成例を示す図である。本実施の形態のヒートポンプ装置100は、例えば空気調和機を構成し、圧縮機1、四方弁2、熱交換器3、膨張機構4および熱交換器5が、冷媒配管6を介して、順次接続された冷凍サイクルを備える。圧縮機1の内部には冷媒を圧縮する圧縮機構7と、この圧縮機構7を動作させるモータ8とが設けられている。モータ8は、U相,V相,W相の三相の巻線を有する三相モータである。
Vk = V*×√2/Vdc
Vu*=V*×cosθ …(1)
Vv*=V*×cos(θ−(2π/3)) …(2)
Vw*=V*×cos(θ+(2π/3)) …(3)
実施の形態2のヒートポンプ装置について説明する。なお、装置構成は実施の形態1と同様である(図2参照)。
実施の形態3のヒートポンプ装置について説明する。本実施の形態では、実施の形態1,2で説明したヒートポンプ装置を備えた機器(空気調和機など)の動作について説明する。
2,59 四方弁
3,5,52,57 熱交換器
4,53,56,61 膨張機構
6 冷媒配管
7 圧縮機構
8 モータ
9 インバータ
10 インバータ制御部
11 通常運転モード制御部
12 加熱運転モード制御部
13 磁極位置推定部
14 高周波通電部
15 駆動信号生成部
16 位置検出部
17 位置検出判定部
18 加熱指令部
19 電圧指令値生成部
20 PWM信号生成部
21a〜21f スイッチング素子
54 レシーバ
55 内部熱交換器
58 主冷媒回路
60 ファン
62 インジェクション回路
63 水回路
100 ヒートポンプ装置
Claims (11)
- 冷媒を圧縮する圧縮機構および前記圧縮機構を駆動するモータを含んだ圧縮機と、熱交換器と、前記モータに所望の電圧を印加するインバータと、前記インバータの駆動信号を生成する駆動信号生成部および前記モータが回転駆動不可能な高周波電圧を前記モータに印加して前記圧縮機を加熱する場合に前記駆動信号生成部を制御する加熱運転モード制御部を含んだインバータ制御部と、を備えたヒートポンプ装置であって、
前記加熱運転モード制御部は、
前記モータの誘起電圧に基づいて前記モータのロータ停止位置を示す磁極位置を推定する磁極位置推定部と、
前記磁極位置の推定結果および予め指定されている必要加熱量に基づいて、正弦波で表現される電圧指令の振幅および位相を決定し、当該決定した振幅および位相を前記駆動信号生成部に通知して通知内容に従った駆動信号を生成させる振幅位相決定部と、
を備えることを特徴とするヒートポンプ装置。 - 前記振幅位相決定部は、使用者によって指定された発熱量が得られるように前記振幅および位相を決定することを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ装置。
- 前記振幅位相決定部は、使用者が指定可能な発熱量と前記振幅と前記磁極位置との対応テーブルを保持しておき、使用者によって発熱量が指定された場合、その時点の磁極位置と指定された発熱量に対応する振幅を選択することを特徴とする請求項2に記載のヒートポンプ装置。
- 前記磁極位置推定部は、前記モータのロータが停止する直前に前記磁極位置を推定して記憶しておき、
前記振幅位相決定部は、前記磁極位置推定部が記憶している磁極位置を使用して振幅および位相を決定することを特徴とする請求項1、2または3に記載のヒートポンプ装置。 - 前記インバータが前記モータに印加する電圧の周波数を、人間の可聴周波数の上限よりも高い周波数とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のヒートポンプ装置。
- 前記振幅位相決定部は、前記駆動信号生成部が駆動信号を生成する際に使用するキャリア信号の頂もしくは底、または、頂および底に同期させて、前記位相を半周期分変化させることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のヒートポンプ装置。
- 前記インバータを構成しているスイッチング素子のうち、少なくとも1つがワイドバンドギャップ半導体で形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のヒートポンプ装置。
- 前記インバータを構成しているスイッチング素子のダイオードがワイドバンドギャップ半導体で形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のヒートポンプ装置。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドであることを特徴とする請求項7または8に記載のヒートポンプ装置。
- 請求項1〜9のいずれか1つに記載のヒートポンプ装置を備えることを特徴とする空気調和機。
- 請求項1〜9のいずれか1つに記載のヒートポンプ装置を備えることを特徴とする冷凍機。
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