WO2013058265A1 - 圧縮機制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a compressor control device, and more particularly to a technique for reducing the amount of refrigerant liquefied inside a compressor.
- the refrigerant circuit is provided with a compressor, and the compressor compresses the refrigerant.
- the compressor compresses the refrigerant.
- the refrigerant existing inside the compressor is liquefied.
- the refrigerant dissolves in the lubricating oil present inside the compressor.
- this phenomenon is called refrigerant stagnation.
- an operation for eliminating the refrigerant stagnation is executed prior to the normal operation of the compressor.
- the refrigerant stagnation elimination operation is terminated when a predetermined sufficient time has elapsed.
- Patent Document 1 is disclosed as a technique related to the present invention.
- the refrigerant stagnation elimination operation is terminated after a sufficient time set in advance. Therefore, even when the amount of refrigerant liquefied (hereinafter referred to as the amount of refrigerant stagnation) is small, the refrigerant stagnation elimination operation is executed until a preset time has elapsed. Therefore, useless power consumption has occurred.
- an object of the present invention is to provide a compressor control device that can shorten the time for the refrigerant stagnation elimination operation.
- a first aspect of a compressor control device includes a motor (M1) having a winding and a compression mechanism (111) driven by the motor, and compresses a refrigerant (11).
- a second aspect of the compressor control device is the compressor control device according to the first aspect, wherein the control unit (52) detects the leakage detected prior to the refrigerant stagnation elimination operation. When the current is equal to or greater than the reference value, the refrigerant stagnation elimination operation is started.
- a third aspect of the compressor control device is the compressor control device according to the first or second aspect, wherein the leakage current that flows when starting the refrigerant stagnation elimination operation is the refrigerant stagnation.
- the control unit (52) further includes a recording medium in which a relationship between a time required for the elimination operation to be equal to or less than the reference value and a value of the leakage current flowing when starting the refrigerant stagnation elimination operation is recorded in advance.
- a fourth aspect of the compressor control device is the compressor control device according to any one of the first to third aspects, wherein the control unit (52) includes the motor drive unit (50 ) And the motor (M1) is rotated at a rotational speed equal to or lower than the average rotational speed of the motors employed in the normal operation of the compressor (11) as the refrigerant stagnation elimination operation.
- a compressor control device according to any one of the first to third aspects, wherein the heating device (11) provides heat to the compressor (11). 53), and the controller (52) controls start / stop of the operation of the heating device, and operates the heating device as the refrigerant stagnation elimination operation.
- a sixth aspect of the compressor control device is the compressor control device according to any one of the first to third aspects, wherein the motor (M1) has an N phase (N is 3 or more).
- the control unit (52) controls the motor driving unit (50) to control the motor stagnation elimination operation as the refrigerant stagnation elimination operation. An AC current is passed through the remaining phase windings without passing through.
- a seventh aspect of the compressor control device according to the present invention is the compressor control device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the refrigerant is an R32 refrigerant.
- the refrigerant stagnation elimination operation is terminated based on the magnitude relationship between the leakage current and the reference value, so that the refrigerant passes with the elapse of a predetermined period.
- the period of the refrigerant stagnation elimination operation can be shortened as compared with the case where the stagnation elimination operation is terminated.
- the compressor control device of the present invention it is not necessary to repeatedly detect the leakage current during the refrigerant stagnation elimination operation. Therefore, power consumption is low when no current is passed through the motor in the refrigerant stagnation elimination operation.
- the refrigerant liquefied inside the compressor can be discharged to the outside of the compressor.
- the liquefied refrigerant can be vaporized again by warming the compressor.
- Joule heat can be generated by the resistance component of the winding, and thus the compressor can be warmed. Thereby, the liquefied refrigerant can be vaporized again.
- the dielectric constant of the R32 refrigerant is high, the floating capacity of the compressor is high. Therefore, the leakage current is higher than when a refrigerant having a low dielectric constant is employed. Therefore, this compressor control device is particularly effective.
- the compressor controlled by the compressor control apparatus compresses the refrigerant and is provided in a predetermined refrigerant circuit.
- Such a compressor control device and a compressor are mounted on, for example, an air conditioner.
- the air conditioner will be described first, and then the compressor control device will be described.
- the air conditioner 10 includes an outdoor unit 1 and an indoor unit 2.
- the outdoor unit 1 includes a compressor 11, an accumulator 13, an outdoor fan 14, an outdoor heat exchanger 15, and a four-way valve 16.
- the indoor unit 2 includes an expansion valve 21, an indoor fan 24, and an indoor heat exchanger 25.
- the compressor 11, the accumulator 13, the outdoor heat exchanger 15, the four-way valve 16, the expansion valve 21, and the indoor heat exchanger 25 are provided on the refrigerant pipe 4.
- the compressor 11 has a suction port 11a and a discharge port 11b.
- the compressor 11 sucks the refrigerant from the suction port 11a, compresses the sucked refrigerant, and discharges it from the discharge port 11b.
- the accumulator 13 is provided, for example, between the suction port 11a of the compressor 11 and the four-way valve 16, and stores excess refrigerant.
- the four-way valve 16 selectively connects the suction port 11a to one of the one end 15a of the outdoor heat exchanger 15 and the one end 25a of the indoor heat exchanger 25, and connects the discharge port 11b to the other.
- the expansion valve 21 is provided between the other end 15b of the outdoor heat exchanger 15 and the other end 25b of the indoor heat exchanger 25 to expand and expand the refrigerant.
- the outdoor fan 14 blows air to the outdoor heat exchanger 15 to promote heat exchange of the outdoor heat exchanger 15.
- the indoor fan 24 blows air to the indoor heat exchanger 25 to promote heat exchange of the indoor heat exchanger 25, and blows out air after heat exchange into the room.
- a cooling operation, a heating operation, or a dehumidifying operation is performed by appropriately switching the four-way valve 16.
- the compressor control device includes a compressor 11, a motor drive unit 50, a leakage current detection unit 51, and a control unit 52.
- the compressor 11 includes a compression mechanism 111 and a motor M1, and the compression mechanism 111 is driven by the motor M1.
- the motor M1 may be any motor that can drive the compression mechanism 111, for example, a brushless DC motor.
- the motor drive unit 50 is connected to the motor M1.
- the motor drive unit 50 is connected to a power source E1 on the input side.
- the power source E1 is, for example, a three-phase AC voltage.
- the motor drive unit 50 has a switching element (not shown). When the switching element is appropriately controlled by the control unit 52, the motor driving unit 50 converts the input voltage into a desired voltage and applies it to the motor M1. As a result, the motor M1 is driven to rotate at a desired rotation speed, and the compression mechanism 111 is driven.
- the motor driving unit 50 a driving device corresponding to the type of the motor M1 is employed.
- the motor M1 is a brushless DC motor
- the motor drive unit 50 includes an AC-DC converter (including a rectifier circuit) and an inverter connected thereto.
- the motor drive unit 50 may have a smoothing capacitor provided between the converter and the inverter.
- the converter converts the three-phase AC voltage from the power source E1 into a DC voltage and outputs it to the inverter.
- the inverter converts this DC voltage into an AC voltage having a desired voltage and a desired frequency, and applies this to the motor M1.
- the motor driving unit 50 is connected to the motor M ⁇ b> 1 through three output lines.
- the motor M1 is a three-phase motor. Therefore, the inverter outputs a three-phase AC voltage to the motor M1.
- the motor M1 rotates according to the applied AC voltage.
- the leakage current detector 51 detects the leakage current I generated in the motor M1.
- the leakage current I flows through an electrostatic capacity (so-called stray capacity) C existing inside the compressor 11.
- the capacitance C is shown as a capacitor.
- the leakage current detection unit 51 is provided between the power source E1 and the motor driving unit 50, for example.
- the leakage current detection unit 51 detects a difference between a current flowing from the power supply E1 to the motor driving unit 50 and a current flowing from the motor driving unit 50 to the power supply E1. Such a difference corresponds to the leakage current I.
- the leakage current I is the absolute value of the sum of the three-phase currents flowing from the power source E1 to the motor driving unit 50. . Therefore, the sum may be calculated by detecting the three-phase current.
- the leakage current detection unit 51 is not necessarily arranged between the power source E1 and the motor driving unit 50, and may be arranged between the motor driving unit 50 and the motor M1, or for example, in the motor driving unit 50. You may arrange
- the control unit 52 controls the motor driving unit 50 to apply a desired voltage to the motor M1, thereby causing the compressor 11 to perform a normal operation for compressing the refrigerant. Further, the control unit 52 can execute a refrigerant stagnation elimination operation for reducing the amount of refrigerant liquefied in the compressor 11. The specific contents of the refrigerant stagnation elimination operation will be described in detail later.
- the refrigerant stagnation elimination operation is executed prior to the normal operation of the compressor 11. Thereby, the normal operation of the compressor 11 can be executed without causing a malfunction of the operation of the compressor 11 due to the refrigerant stagnation.
- control part 52 complete
- the control unit 52 includes a determination unit 521 and a drive control unit 522.
- the drive control unit 522 controls the motor drive unit 50 to control the rotation speed of the motor M1, and thus controls the compressor 11. Further, the drive control unit 522 can execute the refrigerant stagnation elimination operation.
- the refrigerant stagnation elimination operation is a liquid discharge operation for discharging the refrigerant liquefied inside the compressor 11 to the outside, or a preheating operation for adding heat to the compressor 11 to vaporize the refrigerant liquefied inside the compressor 11. is there.
- the drive control unit 522 appropriately controls the motor drive unit 50 to rotate the motor M1 at a relatively low rotation speed.
- the compressor 11 is driven at a low operating frequency, and the refrigerant liquefied inside the compressor can be discharged, for example, from the discharge port 11b to the outside of the compressor 11.
- the relatively low rotational speed is the rotational speed of the motor M1 within a range in which the compressor 11 can be driven in a state where the refrigerant has stagnation.
- the rotational speed is lower than the average rotational speed of the motor M1 in the normal operation of the compressor 11.
- the normal operation of the compressor 11 here can be understood as an operation in which the compressor 11 performs a refrigerant compression operation in, for example, a cooling operation, a heating operation or a dehumidifying operation of the air conditioner.
- the compressor 11 since Joule heat is generated according to the resistance component of the winding of the motor M1 even in the liquid discharge operation, the compressor 11 is given heat even in the liquid discharge operation. Therefore, the liquid discharge operation can also function as a preheating operation.
- the drive control unit 522 appropriately controls the motor drive unit 50 to flow current to the motor M1 so as not to rotate the motor M1.
- an alternating current is passed through the remaining phase windings so that current does not flow through at least one of the three-phase windings of the three-phase motor.
- Such an operation is called a so-called open phase operation and is realized, for example, as follows.
- the three-phase inverter has a pair of switching elements for three phases connected in series with each other between power lines to which a DC power supply is applied.
- the pair of switching elements are connected in parallel to each other.
- a point between a pair of switching elements for each phase is connected to a winding of each phase.
- the pair of switching elements of each phase is appropriately controlled to apply a three-phase AC voltage to the motor M1.
- the phase loss operation for example, both of a pair of predetermined one-phase switching elements are always non-conductive. As a result, no current flows through the winding connected to the pair of switching elements.
- the pair of remaining two-phase switching elements are appropriately conducted.
- a current can flow through at least one phase of the winding, and an open-phase operation can be realized.
- the remaining two-phase pair of switching elements may be conducted in the same manner as in the control when a three-phase AC voltage is applied to the motor M1, for example.
- a heating device 53 that gives heat to the compressor 11 may be provided.
- the heating device 53 may be any heating device, for example, a heater having a heating wire.
- the drive control unit 522 outputs a control signal to the heating device 53 to control operation start and operation stop of the heating device 53.
- the drive control unit 522 operates the heating device 53 as the preheating operation. As a result, the temperature inside the compressor 11 increases, so that the amount of refrigerant stagnation is reduced.
- the refrigerant stagnation elimination operation can be realized using only the configuration that is originally provided in the compressor control device, so that an increase in manufacturing cost can be avoided.
- control unit 52 may be configured to include a microcomputer and a storage device.
- the microcomputer executes each processing step (in other words, a procedure) described in the program.
- the storage device is composed of one or more of various storage devices such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a rewritable nonvolatile memory (EPROM (Erasable Programmable ROM), etc.), and a hard disk device, for example. Is possible.
- the storage device stores various information, data, and the like, stores a program executed by the microcomputer, and provides a work area for executing the program.
- control unit 52 is not limited to this, and various procedures executed by the control unit 52, or various means or various functions to be realized may be realized in hardware or in part.
- step S10 the drive control unit 522 performs the refrigerant stagnation elimination operation.
- the refrigerant stagnation elimination operation is executed in response to an instruction from the outside (for example, an instruction from a user or an instruction from another CPU).
- the drive control unit 522 controls the motor drive unit 50 to flow current to the motor M1. More specifically, a current is passed through the motor M1 so that an alternating current flows through at least one phase winding of the motor M1.
- the drive control unit 522 does not need to perform a control other than the control performed in the refrigerant stagnation elimination operation so that a current flows through the winding.
- the drive control unit 522 separately controls the motor driving unit 50 in parallel with the refrigerant stagnation elimination operation, and the motor as described above. A current is passed through M1.
- the motor drive unit 50 is controlled such that the rotation speed of the motor M1 is the rotation speed of the motor M1 within a range in which the compressor 11 can be driven in a state where the refrigerant has stagnated.
- the motor driving unit 50 may be controlled so that a current flows through the motor M1 without rotating the motor M1.
- the leakage current I can be detected during the execution of the refrigerant stagnation elimination operation.
- the refrigerant stagnation elimination operation is executed at time t1.
- the refrigerant stagnation occurs in the compressor 11 at time t1, so the leakage current I at time t1 is relatively large. This is due to the following reason. That is, the leakage current I flows to the outside via the electrostatic capacity C (so-called stray capacity) existing in the compressor 11. If the refrigerant is liquefied inside the compressor 11, the electrostatic current existing in the compressor 11 is detected. This is because the capacitance C increases, and the impedance of the alternating current flowing through the motor M1 decreases.
- the refrigerant stagnation amount gradually decreases with time.
- the capacitance C also decreases with time, and the leakage current I also decreases with time.
- step S20 the determination unit 521 compares the leakage current I with the reference value Iref1, and determines whether or not the leakage current I is equal to or less than the reference value Iref1.
- This reference value Iref1 is a value of the leakage current I in a state where the refrigerant stagnation is eliminated.
- the state in which the refrigerant stagnation is eliminated includes a state in which there is a refrigerant stagnation to the extent that there is no problem in the operation of the compressor 11.
- the reference value Iref1 is determined by experiment or simulation, for example.
- step S20 If a negative determination is made in step S20, the process of step S20 is executed again. If a positive determination is made in step S20, the drive control unit 522 ends the refrigerant stagnation elimination operation in step S30. In the illustration of FIG. 4, the leakage current I falls below a predetermined reference value Iref1 at time t2. Therefore, the drive control unit 522 ends the refrigerant stagnation elimination operation at time t2.
- the refrigerant stagnation elimination operation can be completed in a state where the refrigerant stagnation is more reliably eliminated. Therefore, the normal operation of the compressor executed after the refrigerant stagnation elimination operation is executed in a state where the refrigerant stagnation is more reliably eliminated. Further, the time for the refrigerant stagnation elimination operation can be shortened as compared to the case where the refrigerant stagnation elimination operation is terminated after a sufficient time has elapsed from the time t1 as in the prior art. In other words, unnecessary refrigerant stagnation elimination operation can be omitted.
- the control unit 52 further includes an end time determination unit 523 and a recording medium 524.
- the recording medium 524 stores in advance the relationship between the leakage current I flowing when the refrigerant stagnation elimination operation is performed and the period required until the leakage current I is reduced to the reference value Iref1 or less by the refrigerant stagnation elimination operation. .
- Such a relationship can be obtained, for example, as follows.
- a first step of measuring the initial leakage current I in a state where the refrigerant stagnation has occurred and a first step of measuring a period required for the leakage current I to be equal to or less than the reference value Iref1 by executing the refrigerant stagnation elimination operation.
- the relationship can be obtained by repeatedly executing the two steps while changing the amount of initial refrigerant stagnation. Such a relationship may be obtained by simulation. Such a relationship may be recorded in the form of a so-called table, or may be recorded in the form of a function.
- the end time determination unit 523 determines the end time of the refrigerant stagnation elimination operation using the leakage current I detected when the refrigerant stagnation elimination operation is performed and the relationship recorded in the recording medium 524. For example, an instruction about the refrigerant stagnation elimination operation is input to the end time determination unit 523, and the leakage current I is received from the leakage current detection unit 51 in response to the input. Then, the end time is determined based on the leakage current I and the relationship recorded on the recording medium 524.
- the determination unit 521 receives the end time from the end time determination unit 523, and determines whether the end time has elapsed since the start of the refrigerant stagnation elimination operation.
- the elapsed time from the start of the refrigerant stagnation elimination operation can be obtained using, for example, a known timer circuit.
- the determination unit 521 outputs a message to that effect to the drive control unit 522.
- the drive control unit 522 that has received the message ends the refrigerant stagnation elimination operation.
- control unit 52 considers that the leakage current I is equal to or less than the reference value Iref1 because the elapsed time from the start of the refrigerant stagnation elimination operation exceeds the end time. .
- FIG. 8 is a flowchart showing an example of the operation of the compressor control device.
- drive control unit 522 performs the refrigerant stagnation elimination operation.
- the drive control unit 522 controls the motor drive unit 50 to flow current to the motor M1.
- the leakage current detector 51 can detect the leakage current I.
- step S21 the leakage current detector 51 detects the leakage current I at the same time as or immediately after step S10.
- the end time determination unit 523 determines the end time of the refrigerant stagnation elimination operation based on the detected leakage current I and the relationship recorded in the recording medium 524.
- step S21 may be executed before step S10. However, if, for example, the same control as the liquid discharge operation or the phase loss operation is executed in step S21 and a current is supplied to the motor M1, step S10 is inevitably executed. In this case, step S21 is executed before step S10. Is never executed.
- step S22 the determination unit 521 counts the elapsed time from step S10, and determines whether this has exceeded the end time. If a negative determination is made in step S22, the process of step S22 is executed again. If a positive determination is made in step S22, the drive control unit 522 ends the refrigerant stagnation elimination operation in step S30.
- the refrigerant stagnation elimination operation time can be shortened as compared with the case where the refrigerant stagnation elimination operation is terminated after a sufficient time has been set in advance.
- the drive control unit 522 supplies the current to the motor M1. It is desirable to stop. Thereby, unnecessary power consumption generated in the subsequent motor M1 can be avoided.
- the controller 52 may determine whether or not the refrigerant stagnation elimination operation is necessary based on the leakage current I detected prior to the refrigerant stagnation elimination operation. Such a function is realized by the determination unit 521, for example.
- step S1 the drive control unit 522 controls the motor drive unit 50 to flow current to the motor M1.
- the motor drive unit 50 is controlled so that a current flows through the motor M1 so as not to cause a malfunction of the compressor 11.
- the determination unit 521 determines whether or not the leakage current I at this time is greater than or equal to the reference value Iref1. If a negative determination is made in step S1, the determination unit 521 outputs that fact to the drive control unit 522, and in step S2, the drive control unit 522 controls the motor drive unit 50 to control the normal operation of the compressor 11. Run the operation. If an affirmative determination is made in step S1, determination unit 521 outputs that fact to drive control unit 522, and in step S10, drive control unit 522 starts the refrigerant stagnation elimination operation.
- the drive control unit 522 does not execute the refrigerant stagnation elimination operation. Therefore, it is possible to avoid performing the unnecessary refrigerant stagnation elimination operation.
- coolant stagnation elimination operation mentioned above is not necessarily required.
- the refrigerant stagnation elimination operation may be terminated when a predetermined time elapses from the start of the refrigerant stagnation elimination operation. That is, the effect that the start determination invites does not require the execution of the end determination. Similarly, the effect of termination determination does not require execution of start determination. Therefore, at least one of the above-described end determination and start determination may be performed.
- the compressor control device illustrated in FIG. 10 further includes a switch unit 54 provided between the power source E1 and the motor driving unit 50.
- the switch unit 54 selects conduction / non-conduction between the power source E1 and the motor driving unit 50.
- the control unit 52 can control opening and closing of the switch unit 54. Then, as illustrated in FIG. 11, in step S ⁇ b> 50 after the control unit 52 starts normal operation of the compressor 11 in step S ⁇ b> 40, the control unit 52 detects the leakage current I detected by the leakage current detection unit 51. Is greater than the reference value Iref2. The reference value Iref2 is a value less than or equal to the reference value Iref1. If a negative determination is made in step S50, step S50 is executed again. If a positive determination is made in step S50, the control unit 52 opens the switch unit 54 and stops the operation of the compressor 11. . Therefore, the malfunction resulting from the operation of the compressor 11 with the leakage current I increased can be solved.
- the leakage current detection unit 51 may output the information to the control unit 52 when the detected leakage current I exceeds the reference value Iref2. That is, the information may be output to the control unit 52 by using a wiring (for example, a digital wiring) different from a wiring (for example, an analog wiring) that transmits the leakage current I to the control unit 52.
- the control part 52 can receive the leakage current I used in the completion
- control unit 52 has an emergency stop terminal for NMI (Non-MaskableskInterrupt)
- NMI Non-MaskableskInterrupt
- the wiring through which the information flows can be connected to this emergency stop terminal.
- an emergency stop process is executed by interruption, and the normal operation of the compressor 11 (for example, the air conditioning operation of the air conditioner) is stopped. Since such interruption is not prohibited by the software of the control unit 52, an emergency stop that does not depend on the control program can be realized.
- the leakage current detection unit 51 may have a function of blocking the switch unit 54. And the leakage current detection part 51 may interrupt
- an air conditioner is described as an example.
- the compressor control device according to the present embodiment is arbitrary as long as the device includes a refrigerant circuit provided with a compressor that compresses refrigerant. It is applicable to other devices.
- coolant may be employ
- the R32 refrigerant is a hydrofluorocarbon (HFC) refrigerant, and is a refrigerant determined by the International Organization for Standardization (ISO).
- the dielectric constant of R32 refrigerant is higher than R22 of HCFC refrigerant, for example. Therefore, if the R32 refrigerant is employed, the stray capacity of the compressor 11 increases and the leakage current I also increases. Therefore, if the refrigerant stagnation elimination operation is executed during a predetermined period as in the prior art, the predetermined period is relatively long and power consumption is high. However, according to the present embodiment, this certain period can be reduced according to the amount of refrigerant stagnation. Therefore, a more effective power consumption reduction effect is expected. In particular, it is still effective when the R32 single refrigerant is employed.
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Abstract
本発明は、冷媒寝込み解消運転の時間を短縮することができる圧縮機制御装置である。圧縮機(11)は巻線を有するモータ(M1)と、モータ(M1)によって駆動される圧縮機構(111)とを有し、冷媒を圧縮する。モータ駆動部(50)はモータ(M1)に所望の電圧を印加する。漏洩電流検出部(51)はモータ(M1)に生じる漏洩電流を検出する。制御部(52)は、モータ駆動部(50)を制御して圧縮機(11)に冷媒を圧縮させる通常運転を開始する前に、圧縮機(11)の内部において液化した冷媒の量を低減する冷媒寝込み解消運転を開始し、その後の漏洩電流が基準値以下であるときに、冷媒寝込み解消運転を終了する。
Description
本発明は、圧縮機制御装置に関し、特に圧縮機の内部で液化した冷媒の量を低減する技術に関する。
冷媒回路には圧縮機が設けられており、圧縮機は冷媒を圧縮する。かかる冷媒回路において、圧縮機の内部の温度が低い状態が長時間に渡って維持されると、圧縮機の内部に存在する冷媒が液化する。例えば冷媒が圧縮機の内部に存在する潤滑油に溶け込む。以下では、この現象を冷媒寝込みと呼ぶ。このように冷媒寝込みが生じた状態で圧縮機を駆動すると、圧縮機の適切な動作を阻害する。
よって、例えば冷媒寝込みが生じている可能性が高いときには、圧縮機の通常運転に先立って冷媒寝込みを解消するための運転が実行される。かかる冷媒寝込み解消運転は予め定められた十分な時間が経過したことを契機として終了する。
なお本発明に関連する技術として特許文献1が開示されている。
従来では、予め設定された十分な時間の経過を契機として冷媒寝込み解消運転を終了している。よって、冷媒が液化した量(以下、冷媒寝込みの量と呼ぶ)が少ない場合であっても、予め設定された時間が経過するまでは冷媒寝込み解消運転が実行された。よって無駄な消費電力が生じていた。
そこで、本発明は、冷媒寝込み解消運転の時間を短縮することができる圧縮機制御装置を提供することを目的とする。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第1の態様は、巻線を有するモータ(M1)と、前記モータによって駆動される圧縮機構(111)とを有し、冷媒を圧縮する圧縮機(11)と、前記モータに所望の電圧を印加するモータ駆動部(50)と、前記モータに生じる漏洩電流を検出する漏洩電流検出部(51)と、前記モータ駆動部を制御して前記圧縮機に前記冷媒を圧縮させる通常運転を開始する前に、前記圧縮機の内部において液化した前記冷媒の量を低減する冷媒寝込み解消運転を開始し、その後の前記漏洩電流が基準値以下であるときに、前記冷媒寝込み解消運転を終了する制御部(52)とを備える。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第2の態様は、第1の態様にかかる圧縮機制御装置であって、前記制御部(52)は、前記冷媒寝込み解消運転に先立って検出された前記漏洩電流が前記基準値以上であるときに、前記冷媒寝込み解消運転を開始する。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第3の態様は、第1又は第2の態様にかかる圧縮機制御装置であって、前記冷媒寝込み解消運転を開始する際に流れる前記漏洩電流が前記冷媒寝込み解消運転によって前記基準値以下となるのに要する時間と、前記冷媒寝込み解消運転を開始する際に流れる前記漏洩電流の値との関係が予め記録された記録媒体を更に備え、前記制御部(52)は、前記冷媒寝込み解消運転を開始する際に検出された前記漏洩電流と、前記記録媒体に記録された前記関係とに基づいて、前記冷媒寝込み解消運転の終了時間を決定し、前記冷媒寝込み解消運転の開始からの経過時間が前記終了時間を超えたことを以って、前記漏洩電流が前記基準値以下であるとみなす。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第4の態様は、第1から第3のいずれか一つの態様にかかる圧縮機制御装置であって、前記制御部(52)は、前記モータ駆動部(50)を制御して、前記冷媒寝込み解消運転として、前記圧縮機(11)の前記通常運転において採用される前記モータの回転速度の平均値以下の回転速度で前記モータ(M1)を回転させる。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第5の態様は、第1から第3のいずれか一つの態様にかかる圧縮機制御装置であって、前記圧縮機(11)へと熱量を与える加熱装置(53)をさらに備え、前記制御部(52)は前記加熱装置の動作を開始/停止を制御し、前記冷媒寝込み解消運転として前記加熱装置を動作させる。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第6の態様は、第1から第3のいずれか一つの態様にかかる圧縮機制御装置であって、前記モータ(M1)はN相(Nは3以上の自然数)モータであって、前記制御部(52)は、前記モータ駆動部(50)を制御して、前記冷媒寝込み解消運転として、前記モータの前記巻線のうち少なくとも1相の巻線に電流を流さずに残りの相の巻線に交流電流を流す。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第7の態様は、第1から第6のいずれか一つの態様にかかる圧縮機制御装置であって、前記冷媒はR32冷媒である。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第1の態様によれば、漏洩電流と基準値との大小関係に基づいて冷媒寝込み解消運転を終了するので、予め定められた期間の経過を以って冷媒寝込み解消運転を終了する場合に比して、冷媒寝込み解消運転の期間を短縮することができる。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第2の態様によれば、漏洩電流が基準値を超えているときに冷媒寝込み解消運転を開始しているので、不要な冷媒寝込み解消運転の実行を回避できる。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第3の態様によれば、冷媒寝込み解消運転を行っている最中に、繰り返し漏洩電流を検出しなくても良い。よって、冷媒寝込み解消運転としてモータに電流を流さない場合には消費電力が低い。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第4の態様によれば、圧縮機の内部で液化した冷媒を圧縮機の外部に吐出できる。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第5の態様によれば、圧縮機を暖めることで、液化した冷媒を再び気化させることができる。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第6の態様によれば、巻線の抵抗成分によってジュール熱を発生させることができ、よって圧縮機を暖めることができる。これにより、液化した冷媒を再び気化することができる。
本発明にかかる圧縮機制御装置の第7の態様によれば、R32冷媒の誘電率は高いので圧縮機の浮遊容量は高い。よって誘電率の低い冷媒を採用する場合に比べて、漏洩電流が高くなる。したがって本圧縮機制御装置が特に有効である。
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
実施の形態.
本圧縮機制御装置が制御対象とする圧縮機は冷媒を圧縮し、所定の冷媒回路に設けられる。かかる圧縮機制御装置及び圧縮機は例えば空気調和機に搭載される。ここではまず、空気調和機について説明し、続いて圧縮機制御装置について説明する。
本圧縮機制御装置が制御対象とする圧縮機は冷媒を圧縮し、所定の冷媒回路に設けられる。かかる圧縮機制御装置及び圧縮機は例えば空気調和機に搭載される。ここではまず、空気調和機について説明し、続いて圧縮機制御装置について説明する。
<空気調和機の構成>
図1に例示するように、空気調和機10は室外機1と室内機2とを備えている。室外機1は圧縮機11とアキュムレータ13と室外ファン14と室外熱交換器15と四方弁16とを備えている。室内機2は膨張弁21と室内ファン24と室内熱交換器25とを備えている。
図1に例示するように、空気調和機10は室外機1と室内機2とを備えている。室外機1は圧縮機11とアキュムレータ13と室外ファン14と室外熱交換器15と四方弁16とを備えている。室内機2は膨張弁21と室内ファン24と室内熱交換器25とを備えている。
圧縮機11とアキュムレータ13と室外熱交換器15と四方弁16と膨張弁21と室内熱交換器25とは冷媒配管4上に設けられている。圧縮機11は吸入口11aと吐出口11bとを有する。圧縮機11は吸入口11aから冷媒を吸入し、吸入された冷媒を圧縮してこれを吐出口11bから吐出する。アキュムレータ13は例えば圧縮機11の吸入口11aと四方弁16との間に設けられ、余剰な冷媒を蓄える。四方弁16は吸入口11aを、室外熱交換器15の一端15aおよび室内熱交換器25の一端25aのいずれか一方と選択的に接続し、吐出口11bを他方と接続する。膨張弁21は室外熱交換器15の他端15bと室内熱交換器25の他端25bとの間に設けられて冷媒を絞り膨張させる。室外ファン14は室外熱交換器15へと送風して室外熱交換器15の熱交換を促進する。室内ファン24は室内熱交換器25へと送風して室内熱交換器25の熱交換を促進し、熱交換後の空気を室内に吹き出させる。
かかる空気調和機において、例えば四方弁16を適宜に切り替えることで冷房運転、暖房運転または除湿運転が実行される。
かかる空気調和機において、長時間にわたって圧縮機11の内部の温度が低い状態が維持される場合、圧縮機11の内部において冷媒寝込みが発生する可能性が高まる。このような場合として例えば空気調和機を所定の建造物(以下、現地と呼ぶ)に設置する場合が挙げられる。なぜなら、現地に設置される前の空気調和機には電源が供給されておらず、圧縮機11の内部の温度が低い状態に維持されていた可能性があるからである。そこで、冷媒寝込みが発生した状態で圧縮機11が駆動されることを防止すべく、現地作業員(現地で空気調和機を設置する作業員)は空気調和機の設置後に試運転を実行する。かかる試運転において冷媒寝込みを解消するための冷媒寝込み解消運転が実行される。以下では、圧縮機制御装置の構成を説明しつつ、冷媒寝込み解消運転について説明する。
<圧縮機制御装置>
圧縮機制御装置は圧縮機11とモータ駆動部50と漏洩電流検出部51と制御部52とを備えている。圧縮機11は圧縮機構111とモータM1とを備え、圧縮機構111はモータM1によって駆動される。モータM1は圧縮機構111を駆動できる任意のモータであってよく、例えばブラシレスDCモータである。
圧縮機制御装置は圧縮機11とモータ駆動部50と漏洩電流検出部51と制御部52とを備えている。圧縮機11は圧縮機構111とモータM1とを備え、圧縮機構111はモータM1によって駆動される。モータM1は圧縮機構111を駆動できる任意のモータであってよく、例えばブラシレスDCモータである。
モータM1にはモータ駆動部50が接続される。またモータ駆動部50にはその入力側において電源E1が接続される。図2の例示では電源E1は例えば三相交流電圧である。モータ駆動部50は不図示のスイッチング素子を有している。かかるスイッチング素子が制御部52によって適切に制御されることで、モータ駆動部50は入力される電圧を所望の電圧に変換してこれをモータM1へと印加する。これによってモータM1が駆動されて所望の回転速度で回転し、圧縮機構111が駆動される。
モータ駆動部50としてはモータM1の種類に応じた駆動装置が採用される。例えばモータM1がブラシレスDCモータであれば、例えばモータ駆動部50はAC-DCコンバータ(整流回路を含む)と、これと接続されるインバータとを有する。モータ駆動部50はコンバータとインバータとの間に設けられる平滑コンデンサを有していても良い。コンバータは電源E1からの三相交流電圧を直流電圧に変換してこれをインバータへと出力する。インバータはこの直流電圧を所望の電圧および所望の周波数を有する交流電圧に変換して、これをモータM1へと印加する。なお図2の例示では、モータ駆動部50は3つの出力線を介してモータM1と接続されている。換言すると図2の例示ではモータM1は三相モータである。よってインバータは三相交流電圧をモータM1へと出力する。モータM1は印加された交流電圧に応じて回転する。
漏洩電流検出部51はモータM1に生じる漏洩電流Iを検出する。漏洩電流Iは圧縮機11の内部に存在する静電容量(いわゆる浮遊容量)Cを介して流れる。図2の例示ではかかる静電容量Cをコンデンサとして示している。漏洩電流検出部51は例えば電源E1とモータ駆動部50との間に設けられている。例えば漏洩電流検出部51は、電源E1からモータ駆動部50へと流れる電流と、モータ駆動部50から電源E1へと流れる電流との差分を検出する。かかる差分が漏洩電流Iに相当する。なお、電源E1からモータ駆動部50へと流れる電流を正としその反対を負と仮定すれば、漏洩電流Iは、電源E1からモータ駆動部50へと流れる三相電流の総和の絶対値である。よって、三相電流を検出してその和を算出しても良い。
また漏洩電流検出部51は必ずしも電源E1とモータ駆動部50との間に配置される必要はなく、モータ駆動部50とモータM1との間に配置されても良く、或いは例えばモータ駆動部50に属するコンバータとインバータとの間に配置されてもよい。
制御部52はモータ駆動部50を制御して所望の電圧をモータM1に印加し、これにより、圧縮機11に冷媒を圧縮させる通常運転を行わせる。また制御部52は圧縮機11の内部に液化した冷媒の量を低減する冷媒寝込み解消運転を実行することができる。かかる冷媒寝込み解消運転の具体的な内容については後に詳述する。冷媒寝込み解消運転は圧縮機11の通常運転に先立って実行される。これによって、冷媒寝込みに起因した圧縮機11の動作の不具合を招かずに圧縮機11の通常運転を実行することができる。また制御部52は冷媒寝込み解消運転の開始後の漏洩電流Iが基準値Iref1以下である場合に、冷媒寝込み解消運転を終了する。この点も後に詳述する。
図2の例示では、制御部52は判断部521と駆動制御部522とを備えている。駆動制御部522はモータ駆動部50を制御してモータM1の回転速度を制御し、ひいては圧縮機11を制御する。また駆動制御部522は冷媒寝込み解消運転を実行することができる。冷媒寝込み解消運転とは、圧縮機11の内部で液化した冷媒を外部へと排出する液排出運転または圧縮機11へと熱量を加えて圧縮機11の内部で液化した冷媒を気化させる予熱運転である。
液排出運転では、例えば駆動制御部522がモータ駆動部50を適宜に制御して、モータM1を比較的低い回転速度で回転させる。これによって圧縮機11が低い動作周波数で駆動され、圧縮機の内部で液化した冷媒を例えば吐出口11bから圧縮機11の外部へと排出することができる。なお比較的低い回転速度とは、冷媒寝込みが生じた状態で圧縮機11が駆動可能な範囲内のモータM1の回転速度である。例えば圧縮機11の通常運転におけるモータM1の回転速度の平均値よりも低い回転速度である。またここでいう圧縮機11の通常運転は例えば空気調和機の冷房運転、暖房運転または除湿運転において圧縮機11が冷媒の圧縮動作を行う運転とも把握できる。
なお、厳密には液排出運転であってもモータM1が有する巻線の抵抗成分に応じてジュール熱が発生するので、液排出運転であっても圧縮機11に熱量が与えられる。よって液排出運転は予熱運転としての機能も発揮しえる。
予熱運転の例として、駆動制御部522はモータ駆動部50を適宜に制御してモータM1を回転させないようにモータM1に電流を流す。例えば三相モータが有する三相の巻線のうち少なくとも1相の巻線に電流が流れないように残りの相の巻線に交流電流を流す。かかる運転はいわゆる欠相運転と呼ばれ、例えば以下のようにして実現される。
ここではモータ駆動部50が三相インバータを備えている場合について説明する。三相インバータは、直流電源が印加される電源線の間で、互いに直列接続される一対のスイッチング素子を三相分有している。これら一対のスイッチング素子同士は互いに並列接続される。また各相についての一対のスイッチング素子の間の点は、各相の巻線に接続される。かかるモータ駆動部50において、モータM1を回転させるときには各相の一対のスイッチング素子が適宜に制御されてモータM1に三相交流電圧が印加される。一方、欠相運転においては例えば所定の1相の一対のスイッチング素子の両方が常に非導通とされる。これによって、当該一対のスイッチング素子に接続された巻線には電流が流れない。そして例えば残りの2相の一対のスイッチング素子を適宜に導通させる。これによって、少なくとも1相の巻線に電流を流すことができ、欠相運転を実現できる。なお、残りの2相の一対のスイッチング素子は例えば三相交流電圧をモータM1に印加するときの制御と同じように導通させればよい。
これにより巻線の抵抗成分に応じてジュール熱が発生し、圧縮機11が暖められる。これによって圧縮機11の内部の温度が高まると、液化した冷媒が再び気化するので冷媒寝込みの量が低減される。
また図3に例示するように、圧縮機11へと熱量を与える加熱装置53が設けられてもよい。加熱装置53は任意の加熱装置であってよく、例えば電熱線を有するヒータである。駆動制御部522は加熱装置53へと制御信号を出力して加熱装置53の動作開始および動作停止を制御する。駆動制御部522は予熱運転として加熱装置53を動作させる。これにより圧縮機11の内部の温度が高まるので冷媒寝込みの量が低減される。
なお冷媒寝込み解消運転として、液排出運転または欠相運転を採用すれば、圧縮機制御装置が本来的に備える構成のみを用いて冷媒寝込み解消運転を実現できるので、製造コストの増大を回避できる。
またここでは、制御部52はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成されてもよい。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ(換言すれば手順)を実行する。上記記憶装置は、例えばROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ(EPROM(Erasable Programmable ROM)等)、ハードディスク装置などの各種記憶装置の1つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、制御部52はこれに限らず、制御部52によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。
<冷媒寝込み解消運転の終了判定動作の一例>
以下、図4,5の例示を参照して圧縮機制御部の動作の具体的な一例を説明する。まずステップS10にて、駆動制御部522は冷媒寝込み解消運転を実行する。かかる冷媒寝込み解消運転は、外部からの指示(例えばユーザによる指示又は他のCPUからの指示)を契機として実行される。これと並行して駆動制御部522はモータ駆動部50を制御してモータM1へと電流を流す。より詳細にはモータM1が有する少なくとも一つ以上の相の巻線に交流電流が流れるように、モータM1に電流を流す。
以下、図4,5の例示を参照して圧縮機制御部の動作の具体的な一例を説明する。まずステップS10にて、駆動制御部522は冷媒寝込み解消運転を実行する。かかる冷媒寝込み解消運転は、外部からの指示(例えばユーザによる指示又は他のCPUからの指示)を契機として実行される。これと並行して駆動制御部522はモータ駆動部50を制御してモータM1へと電流を流す。より詳細にはモータM1が有する少なくとも一つ以上の相の巻線に交流電流が流れるように、モータM1に電流を流す。
ただし、冷媒寝込み解消運転として液排出運転および欠相運転が採用されれば、冷媒寝込み解消運転を実行するために少なくとも一つ以上の相の巻線に交流電流が流れる。したがって、駆動制御部522は冷媒寝込み解消運転で行われる制御以外の制御を行って巻線に電流を流す必要はない。一方、冷媒寝込み解消運転として加熱装置53(図3)の運転を採用すれば、駆動制御部522は冷媒寝込み解消運転と並行して、別途にモータ駆動部50を制御して上述のようにモータM1に電流を流す。なおこの場合、モータM1の回転速度が、冷媒寝込みが生じた状態で圧縮機11が駆動可能な範囲内のモータM1の回転速度となるように、モータ駆動部50が制御される。或いは、モータM1を回転させずにモータM1に電流を流すように、モータ駆動部50が制御されてもよい。
以上のように、冷媒寝込み解消運転と並行してモータM1の少なくとも一つ以上の相の巻線に交流電流が流れるので、冷媒寝込み解消運転の実行中に漏洩電流Iを検出することができる。
図4の例示では時点t1において冷媒寝込み解消運転が実行される。図4の例示では時点t1では圧縮機11の内部に冷媒寝込みが生じているので、時点t1における漏洩電流Iは比較的大きい。これは次の理由による。すなわち、漏洩電流Iは圧縮機11に存在する静電容量C(いわゆる浮遊容量)を経由して外部へと流れるところ、圧縮機11の内部で冷媒が液化すれば圧縮機11に存在する静電容量Cが高まり、以ってモータM1を流れる交流電流についてのインピーダンスが低下するからである。
そして時点t1からの冷媒寝込み解消運転によって、冷媒寝込み量は時間の経過に伴って徐々に低下する。かかる冷媒寝込み量の低下に伴って静電容量Cも時間の経過とともに低下し、漏洩電流Iも時間の経過とともに低下する。
次にステップS20にて、判断部521は漏洩電流Iと基準値Iref1とを比較し、漏洩電流Iが基準値Iref1以下であるかどうかを判断する。この基準値Iref1は冷媒寝込みが解消している状態での漏洩電流Iの値である。なお、ここでいう冷媒寝込みが解消している状態とは、圧縮機11の動作に問題が無い程度の冷媒寝込みが存在している状態を含む。かかる基準値Iref1は例えば実験或いはシミュレーションによって決定される。
ステップS20にて否定的な判断がなされれば、再びステップS20の処理が実行される。ステップS20にて肯定的な判断がなされれば、ステップS30にて駆動制御部522は冷媒寝込み解消運転を終了する。図4の例示では、時点t2において漏洩電流Iが所定の基準値Iref1を下回る。したがって駆動制御部522は時点t2において冷媒寝込み解消運転を終了する。
これによって、より確実に冷媒寝込みが解消された状態で冷媒寝込み解消運転を終了することができる。よって、冷媒寝込み解消運転の後に実行される圧縮機の通常運転は、冷媒寝みがより確実に解消された状態で実行される。また従来のように時点t1から予め設定された十分な時間の経過を以って冷媒寝込み解消運転を終了する場合に比べて、冷媒寝込み解消運転の時間を短縮することができる。換言すれば不要な冷媒寝込み解消運転を省略することができる。
<圧縮機制御装置の他の一例>
図6,7に例示するように、制御部52は終了時間決定部523と記録媒体524とをさらに備えている。記録媒体524には、冷媒寝込み解消運転を行う際に流れる漏洩電流Iと、冷媒寝込み解消運転によって当該漏洩電流Iを基準値Iref1以下に低下させるまでに要する期間との関係が予め格納されている。かかる関係は例えば次のように得ることができる。すなわち、冷媒寝込みが発生した状態での初期的な漏洩電流Iを測定する第1ステップと、冷媒寝込み解消運転を実行して漏洩電流Iが基準値Iref1以下となるのに要する期間を測定する第2ステップとを、初期的な冷媒寝込みの量を変化させて繰り返し実行することで、当該関係を得ることができる。なお、かかる関係はシミュレーションによって得ても良い。また、かかる関係はいわゆるテーブルの形で記録されてもよく、関数の形で記録されても良い。
図6,7に例示するように、制御部52は終了時間決定部523と記録媒体524とをさらに備えている。記録媒体524には、冷媒寝込み解消運転を行う際に流れる漏洩電流Iと、冷媒寝込み解消運転によって当該漏洩電流Iを基準値Iref1以下に低下させるまでに要する期間との関係が予め格納されている。かかる関係は例えば次のように得ることができる。すなわち、冷媒寝込みが発生した状態での初期的な漏洩電流Iを測定する第1ステップと、冷媒寝込み解消運転を実行して漏洩電流Iが基準値Iref1以下となるのに要する期間を測定する第2ステップとを、初期的な冷媒寝込みの量を変化させて繰り返し実行することで、当該関係を得ることができる。なお、かかる関係はシミュレーションによって得ても良い。また、かかる関係はいわゆるテーブルの形で記録されてもよく、関数の形で記録されても良い。
終了時間決定部523は、冷媒寝込み解消運転が行われる際に検出された漏洩電流Iと記録媒体524に記録された関係とを用いて、冷媒寝込み解消運転の終了時間を決定する。例えば終了時間決定部523には冷媒寝込み解消運転についての指示が入力され、かかる入力を契機として漏洩電流Iを漏洩電流検出部51から受け取る。そして、当該漏洩電流Iと記録媒体524に記録された関係とに基づいて終了時間を決定する。
判断部521は終了時間決定部523から終了時間を受け取り、冷媒寝込み解消運転の開始から終了時間が経過したかどうかを判断する。冷媒寝込み解消運転の開始からの経過時間は例えば公知のタイマー回路を用いて得ることができる。そして、判断部521は、終了時間が経過したと判断したときにはその旨を駆動制御部522に出力する。その旨を受け取った駆動制御部522は冷媒寝込み解消運転を終了する。
なおかかる内容は、制御部52は冷媒寝込み解消運転の開始からの経過時間が前記終了時間を超えたことを以って、漏洩電流Iが基準値Iref1以下であるとみなしている、とも把握できる。
図8は本圧縮機制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。ステップS10にて、駆動制御部522は冷媒寝込み解消運転を実行する。これと並行して駆動制御部522はモータ駆動部50を制御してモータM1へと電流を流す。これによって漏洩電流検出部51は漏洩電流Iを検出することができる。
次にステップS21にて、漏洩電流検出部51はステップS10と同時或いは直後の漏洩電流Iを検出する。終了時間決定部523は、検出された漏洩電流Iと、記録媒体524に記録された関係とに基づいて冷媒寝込み解消運転の終了時間を決定する。なお、ステップS21はステップS10よりも前に実行されてもよい。ただし、ステップS21において例えば液排出運転または欠相運転と同じ制御を実行してモータM1に電流を流せば、必然的にステップS10が実行されるので、この場合はステップS10よりも前にステップS21が実行されることはない。
次にステップS22にて、判断部521はステップS10からの経過時間を計時して、これが終了時間を超えたかどうかを判断する。ステップS22にて否定的な判断がなされれば再びステップS22の処理を実行する。ステップS22にて肯定的な判断がなされればステップS30にて駆動制御部522は冷媒寝込み解消運転を終了する。
これによって、より確実に冷媒寝込みが解消された状態で圧縮機の通常運転を実行できる。また例えば予め設定された十分な時間の経過を以って冷媒寝込み解消運転を終了する場合に比べて、冷媒寝込み解消運転の時間を短縮することができる。
なお、冷媒寝込み解消運転として加熱装置53による圧縮機11への加熱を採用する場合であれば、ステップS21において漏洩電流Iが検出された後に、駆動制御部522はモータM1への電流の供給を停止することが望ましい。これによって、以降のモータM1で生じる不要な消費電力を回避できる。
<冷媒寝込み解消運転の開始判定>
制御部52は、冷媒寝込み解消運転に先立って検出される漏洩電流Iに基づいて、冷媒寝込み解消運転の要否を判断してもよい。かかる機能は例えば判断部521によって実現される。
制御部52は、冷媒寝込み解消運転に先立って検出される漏洩電流Iに基づいて、冷媒寝込み解消運転の要否を判断してもよい。かかる機能は例えば判断部521によって実現される。
図9に例示するように、冷媒寝込み解消運転を実行するステップS10に先立って、ステップS1にて、駆動制御部522がモータ駆動部50を制御してモータM1へと電流を流す。このときも圧縮機11の動作不具合を生じないように、モータ駆動部50が制御されてモータM1に電流が流れる。そして、このときの漏洩電流Iが基準値Iref1以上であるかどうかを判断部521が判断する。ステップS1にて否定的な判断がなされれば、判断部521はその旨を駆動制御部522に出力し、ステップS2にて駆動制御部522はモータ駆動部50を制御して圧縮機11の通常運転を実行する。ステップS1にて肯定的な判断がなされれば、判断部521はその旨を駆動制御部522に出力し、ステップS10にて駆動制御部522は冷媒寝込み解消運転を開始する。
以上のように冷媒寝込みが生じていない、或いは冷媒寝込みが問題にならない程度である場合には、駆動制御部522は冷媒寝込み解消運転を実行しない。したがって、不要な冷媒寝込み解消運転の実行を回避することができる。なお、この効果を招来するために上述した冷媒寝込み解消運転の終了判定機能は必ずしも必要ではない。例えば冷媒寝込み解消運転の開始から予め定められた一定時間の経過を契機として、冷媒寝込み解消運転を終了してもよい。つまり、開始判定が招来する効果は終了判定の実行を必須としない。同様に、終了判定が招来する効果は開始判定の実行を必須としない。したがって、上述した終了判定および開始判定の少なくとも何れか一方が行われればよい。
<圧縮機の通常運転における漏洩遮断>
図10に例示する圧縮機制御装置は、電源E1とモータ駆動部50との間に設けられるスイッチ部54をさらに備えている。スイッチ部54は電源E1とモータ駆動部50との間の導通/非導通を選択する。
図10に例示する圧縮機制御装置は、電源E1とモータ駆動部50との間に設けられるスイッチ部54をさらに備えている。スイッチ部54は電源E1とモータ駆動部50との間の導通/非導通を選択する。
制御部52はスイッチ部54の開閉を制御することができる。そして、図11に例示するように、ステップS40にて制御部52が圧縮機11の通常運転を開始した後のステップS50にて、制御部52は漏洩電流検出部51によって検出された漏洩電流Iが基準値Iref2よりも大きいかどうかを判断する。基準値Iref2は基準値Iref1以下の値である。ステップS50にて否定的な判断がなされれば再びステップS50を実行し、ステップS50にて肯定的な判断がなされれば、制御部52はスイッチ部54を開いて圧縮機11の運転を停止する。よって、漏洩電流Iが高まった状態で圧縮機11が運転していることに起因する不具合を解消することができる。
なお漏洩電流検出部51は検出した漏洩電流Iが基準値Iref2を超えているときにその情報を制御部52に出力しても良い。すなわち、漏洩電流Iを制御部52に送信する配線(例えばアナログ配線)とは別の配線(例えばデジタル配線)を用いて当該情報を制御部52に出力しても良い。これにより制御部52は、冷媒寝込み解消運転の終了処理で用いる漏洩電流Iと、圧縮機11の運転停止処理で用いる当該情報とを、それぞれ別の配線を経由して受け取ることができる。したがって、終了処理と停止処理とをより明確に区別して、制御プログラムを作成することができる。
また制御部52がNMI(Non-Maskable Interrupt)用の緊急停止端子を備えている場合であれば、上記情報が流れる配線をこの緊急停止端子に接続することができる。NMI用の緊急停止端子において当該情報が入力されれば、割り込みによって緊急停止処理が実行されて、圧縮機11の通常運転(例えば空気調和機の空調運転)が停止される。かかる割り込みは制御部52のソフトウェアによって禁止されないので、制御プログラムに依存しない緊急停止を実現することができる。
あるいは、漏洩電流検出部51がスイッチ部54を遮断する機能を有していても良い。そして漏洩電流Iが基準値Iref2を超えることを以って、漏洩電流検出部51はスイッチ部54を遮断してもよい。これによって、制御部52の制御プログラムに依存しないハードウェアによる緊急停止を実現することができる。
なお、本実施の形態では一例として空気調和機を説明しているが、本実施の形態にかかる圧縮機制御装置は、冷媒を圧縮する圧縮機が設けられる冷媒回路を備える装置であれば、任意の装置に適用可能である。
なお、本実施の形態において任意の冷媒が採用されてよいものの、例えばR32冷媒が採用されてもよい。R32冷媒はハイドロフルオロカーボン(HFC)系の冷媒であって、国際標準化機構(ISO)によって定められた冷媒である。R32冷媒の誘電率は例えばHCFC系冷媒のR22に比して高い。よってR32冷媒を採用すれば、圧縮機11の浮遊容量が高まり、漏洩電流Iも高まる。したがって従来のように予め定められた一定期間において冷媒寝込み解消運転を実行すれば、その一定期間は比較的長く、消費電力も高い。しかるに、本実施の形態によれば、冷媒寝込みの量に応じてこの一定期間を低減できる。よって、より効果的な消費電力低減効果が見込まれる。特に、R32単体冷媒を採用する際は、なお効果的である。
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
11 圧縮機
51 漏洩電流検出部
52 制御部
111 圧縮機構
524 記録媒体
M1 モータ
51 漏洩電流検出部
52 制御部
111 圧縮機構
524 記録媒体
M1 モータ
Claims (11)
- 巻線を有するモータ(M1)と、前記モータによって駆動される圧縮機構(111)とを有し、冷媒を圧縮する圧縮機(11)と、
前記モータに所望の電圧を印加するモータ駆動部(50)と、
前記モータに生じる漏洩電流を検出する漏洩電流検出部(51)と、
前記モータ駆動部を制御して前記圧縮機に前記冷媒を圧縮させる通常運転を開始する前に、前記圧縮機の内部において液化した前記冷媒の量を低減する冷媒寝込み解消運転を開始し、その後の前記漏洩電流が基準値以下であるときに、前記冷媒寝込み解消運転を終了する制御部(52)と
を備える、圧縮機制御装置。 - 前記制御部(52)は、前記冷媒寝込み解消運転に先立って検出された前記漏洩電流が前記基準値以上であるときに、前記冷媒寝込み解消運転を開始する、請求項1に記載の圧縮機制御装置。
- 前記冷媒寝込み解消運転を開始する際に流れる前記漏洩電流が前記冷媒寝込み解消運転によって前記基準値以下となるのに要する時間と、前記冷媒寝込み解消運転を開始する際に流れる前記漏洩電流の値との関係が予め記録された記録媒体を更に備え、
前記制御部(52)は、前記冷媒寝込み解消運転を開始する際に検出された前記漏洩電流と、前記記録媒体に記録された前記関係とに基づいて、前記冷媒寝込み解消運転の終了時間を決定し、前記冷媒寝込み解消運転の開始からの経過時間が前記終了時間を超えたことを以って、前記漏洩電流が前記基準値以下であるとみなす、請求項1に記載の圧縮機制御装置。 - 前記冷媒寝込み解消運転を開始する際に流れる前記漏洩電流が前記冷媒寝込み解消運転によって前記基準値以下となるのに要する時間と、前記冷媒寝込み解消運転を開始する際に流れる前記漏洩電流の値との関係が予め記録された記録媒体を更に備え、
前記制御部(52)は、前記冷媒寝込み解消運転を開始する際に検出された前記漏洩電流と、前記記録媒体に記録された前記関係とに基づいて、前記冷媒寝込み解消運転の終了時間を決定し、前記冷媒寝込み解消運転の開始からの経過時間が前記終了時間を超えたことを以って、前記漏洩電流が前記基準値以下であるとみなす、請求項2に記載の圧縮機制御装置。 - 前記制御部(52)は、前記モータ駆動部(50)を制御して、前記冷媒寝込み解消運転として、前記圧縮機(11)の前記通常運転において採用される前記モータの回転速度の平均値以下の回転速度で前記モータ(M1)を回転させる、請求項1から4のいずれか一つに記載の圧縮機制御装置。
- 前記圧縮機(11)へと熱量を与える加熱装置(53)をさらに備え、
前記制御部(52)は前記加熱装置の動作を開始/停止を制御し、前記冷媒寝込み解消運転として前記加熱装置を動作させる、請求項1から4のいずれか一つに記載の圧縮機制御装置。 - 前記モータ(M1)はN相(Nは3以上の自然数)モータであって、
前記制御部(52)は、前記モータ駆動部(50)を制御して、前記冷媒寝込み解消運転として、前記モータの前記巻線のうち少なくとも1相の巻線に電流を流さずに残りの相の巻線に交流電流を流す、請求項1から4のいずれか一つに記載の圧縮機制御装置。 - 前記冷媒はR32冷媒である、請求項1から4の何れか一つに記載の圧縮機制御装置。
- 前記冷媒はR32冷媒である、請求項5に記載の圧縮機制御装置。
- 前記冷媒はR32冷媒である、請求項6に記載の圧縮機制御装置。
- 前記冷媒はR32冷媒である、請求項7に記載の圧縮機制御装置。
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