(57)【要約】【課題】低速時、過負荷時に騒音・振動を抑制し、ピーク電流を低減して信頼性の高いモータ駆動装置を提供する。【解決手段】疑似交流電圧をブラスレスＤＣモータ１に出力する直流交流変換手段２と、３相の電機子巻線の誘起電圧を検出する誘起電力検出手段５と、直流交流変換手段２のスイッチング素子を制御するＰＷＭ制御手段３とを有するモータ駆動装置において、１ピストンロータリーコンプレッサ６と接続された熱交換器８の高圧側配管冷媒圧力値を検出し、モータのピーク電流値を所定値以下にするようにトルクゲインを設定するトルクゲイン設定手段１１を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスＤＣモータに連結された１ピストンロータリーコンプレッサと、スイッチング素子を含みスイッチング素子の開閉により直流電圧をＰＷＭ信号に基づき交流電圧に変換し前記ブラシレスＤＣモータに供給する直流交流変換手段と、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、前記誘起電圧検出手段から出力される磁極位置情報に基づいて電圧波形を出力する電圧制御手段と、前記電圧波形をＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ制御手段とを備えた空気調和機において、前記１ピストンロータリーコンプレッサの回転負荷トルク変動に対して、前記ブラシレスＤＣモータのトルクゲインを１ピストンロータリーコンプレッサに接続された熱交換器から圧力ゲージを用いて検出される高圧側配管の冷媒圧力に基づき設定し、モータのピーク電流を所定値以下にするトルクゲイン設定手段を有することを特徴とするトルク制御運転装置。
【請求項２】
圧力ゲージを用いて検出される高圧側配管の冷媒圧力によって室外機に取り付けられたファンモータの回転数を調整することで、モータのピーク電流を所定値以下にすることを特徴とする請求項１に記載のトルク制御運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１ピストンロータリーコンプレッサの駆動制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスＤＣモータを回転数制御するモータ制御装置として、従来１２０゜通電制御の方式（特許文献１参照）と、正弦波１８０゜通電制御（特許文献２参照）があり、図５に示されるものがある。図５において、モータ駆動装置は、直流電圧を疑似交流電圧に変換し、ブラシレスＤＣモータ１に出力する直流交流変換手段２と、ブラシレスＤＣモータ１の回転子位置を検出する磁極位置情報７に基づいて所定の電圧波形を出力する電圧制御手段４とを備えている。ＰＷＭ制御手段３は、ブラシレスＤＣモータ１を回転数制御するための印加電圧・周波数・位相を制御するためのデューティ信号を出力する。直流交流変換手段２は、高速に開閉する６つのスイッチング素子から構成される。
【０００３】
このように、構成されたモータ駆動装置では、直流電圧は直流交流変換手段２にて周波数・位相可変の疑似交流電圧に変換されてブラシレスＤＣモータ１に出力される。ブラシレスＤＣモータ１の回転数は、直流交流変換手段２から出力される疑似交流電圧の周波数・位相（以下「インバータ周波数」という。）を変化させることにより制御される。このインバータ周波数は、ＰＷＭ制御手段３により制御される。ＰＷＭ制御手段３は直流交流変換手段２のスイッチング素子を開閉する６通りのベースパターンを出力する。それらのベースパターンによりスイッチング素子が開閉されることにより、直流交流変換手段２から出力されるインバータ周波数が制御される。
【０００４】
ブラシレスＤＣモータ１の回転数を変更するとき、ＰＷＭ制御手段３の回転位相情報に基づき、直流交流変換手段２のインバータ周波数を変化させながら、ブラシレスＤＣモータ１を回転数制御する。
【０００５】
ここで、磁極位置情報７の位相検知特性は、直流交流変換手段２の出力するインバータ周波数や、電圧振幅に依存せず、ブラシレスＤＣモータ１より発生する誘起電圧を誘起電圧検出手段５で直接検知し、ブラシレスＤＣモータ１の磁極位置を推定演算する。
【０００６】
ＰＷＭ制御手段３では、回転位相情報に基づき、６通りのベースパターンを出力する。直流交流変換手段２は、６個のスイッチング素子を有し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対して、それぞれ上アームにスイッチング素子１個、下アームにスイッチング素子１個具備している。
【０００７】
従来のブラシレスＤＣモータ駆動装置によるモータ駆動においては、ブラシレスＤＣモータ１に印加される負荷トルクが小トルクのもとでは、ブラシレスＤＣモータ１は本来のトルク性能を発揮し、良好な速度制御性能と、かなりの速度脈動に対しても速度追従性がよく、十分な高速応答性を確保することが可能である。制御回路の構成とモータ運転プログラムも簡単なため、制御回路を含めたシステム全体の低コスト化が図れるという大きなメリットがある。
【特許文献１】特許第２６４２３５７号公報
【特許文献２】特開平７−３３７０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ブラシレスＤＣモータが低速領域であったり、過負荷時には、モータの
騒音・振動が増加してくるため、トルクゲインを大きく設定し、振動抑制を行うが、ゲインを大きくするとモータに流れる電流が増加してくる。このような状況下では駆動効率の悪化・熱の発生・パワー部品の燃損、最悪の場合は脱調し、モータ機器の破損へとつながる恐れが有る。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、１ピストンロータリーコンプレッサのブラシレスＤＣモータが低速領域や過負荷時に増加する騒音・振動を抑制するためにトルクゲインを調整し、ピーク電流を減少させ、高負荷トルク領域の使用においてもモータ本来の特性を発揮し、信頼性の高いトルク制御運転装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明のトルク制御運転装置は、１ピストンロータリーコンプレッサに接続された熱交換器の高圧側配管の冷媒圧力を検出し、その検出された圧力量が１ピストンロータリーコンプレッサのシステム使用制限範囲やトルク制御が有する脱調耐量から設定された目的量に近づくようにトルクゲインを適切に調整することにより、モータのピーク電流を低減させ、信頼性の高いトルク制御運転装置を提供することができる。
【００１１】
また、その設定された目的量に近づくように室外機に取り付けられたファンモータの回転数を適切に調整することにより、１ピストンロータリーコンプレッサの負荷を軽くすることができ、モータのピーク電流を低減させ、信頼性の高い制御運転装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のトルク制御運転装置は、高圧側配管の冷媒圧力を検出し、トルクゲインを適切に調整することにより、モータのピーク電流を低減させ、信頼性の高いトルク制御運転装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、１ピストンロータリーコンプレッサが低速領域や過負荷時では、１ピストンロータリーコンプレッサに接続された熱交換器の高圧側配管の冷媒圧力を検出し、１ピストンロータリーコンプレッサのシステム使用制限範囲やトルク制御が有する脱調耐量から目標とする圧力値を設定し、その値に近づくようにトルクゲインを調整し、ピーク電流の増加を防ぎ、モータの振動、熱を抑え、脱調を発生することなく、高負荷トルク領域の使用においてもモータ本来の特性を発揮し、信頼性の高い１ピストンロータリーコンプレッサの制御運転装置を供給することができる。
【００１４】
第２の発明は、圧力ゲージを用いて検出される高圧側配管の冷媒圧力によって、冷媒圧力が目標とする圧力値に近づくように室外機に取り付けられたファンモータの回転数を調整することで、１ピストンロータリーコンプレッサの負荷を軽くし、ピーク電流の増加を防ぎ、モータの振動、熱を抑え、脱調を発生することなく、高負荷トルク領域の使用においてもモータ本来の特性を発揮し、信頼性の高い１ピストンロータリーコンプレッサの制御運転装置を供給することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における制御ブロック図、図２はそのトルクゲイン調整量の時間変化を示すグラフである。図１、図２を用いて本発明の実施の形態１におけるトル
ク制御運転装置を説明する。
【００１７】
図１は従来例の構成に、熱交換器８の高圧側配管から冷媒圧力を検出するための高圧配管冷媒圧力検出手段９と、その検出された冷媒圧力値１０に基づいてトルクゲインを調整するトルクゲイン設定手段１１を設けたもので、そのトルクゲイン調整量１２は、電圧制御手段４へとフィードバックされる。
【００１８】
トルクゲイン設定手段１１では、トルクゲイン調整量１２を１ピストンロータリーコンプレッサのシステム使用制限範囲やトルク制御が有する脱調耐量から設定される圧力値Ａ（ＭＰａ）を目標として、その目標値と高圧配管冷媒圧力９から得られる現在の冷媒圧力値との差に比例するように調整する比例制御を用いる。その時、トルクゲイン調整量Ｇｎは、
Ｇｎ＋１＝Ｇｎ＝Ｇｍａｘ（０≦Ａ＜Ａｎ）
Ｇｎ＋１＝Ｇｎ＋Ｋ（Ａｍａｘ−Ａｎ）  （Ａｎ≦Ａ）
と表される。ここで、Ａｎは高圧配管冷媒圧力検出手段９から得られる圧力値を表わす。
【００１９】
図２（ａ）（ｂ）のように１ピストンロータリーコンプレッサの起動直後は、トルクゲイン調整量をＧｍａｘで一定にさせる。そして、高圧側配管冷媒圧力がある傾きＡｎ／Ｔ１で増加していき（Ｔ１＞Ｔ＞０、Ａｎ＞Ａ＞０）、Ａｎに達すると、図２（ａ）のようにトルクゲイン調整量を操作し、Ａ＝ｆ（ｔ）の関係で、高圧側配管冷媒圧力を調整していき、収束ポイントである時間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１＞０）には、目標とする高圧側冷媒圧力Ａｍａｘ（Ａｍａｘ＞Ａｎ＞０、Ａｍａｘ＝ｆ（Ｔ２））にスムーズに収束するように比例制御を行うことで、ピーク電流の増加を防ぎ、モータの振動、熱を抑え、脱調を発生することなく安定した１ピストンロータリーコンプレッサのトルク制御運転を行うことができる。
【００２０】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における制御ブロック図、図４はその高圧配管冷媒圧力の時間変化を示すグラフである。図３、図４を用いて本発明の実施の形態２におけるトルク制御運転装置を説明する。
【００２１】
図３は従来例の構成に、熱交換器８の高圧側配管から冷媒圧力を検出するための高圧配管冷媒圧力検出手段９と、その検出された冷媒圧力値１０に基づいて室外機に取り付けられたファンモータ回転数を調整するファンモータ回転速度設定手段１３をを設けたもので、そのファンモータ回転数情報１４は、室外ファンモータ１５へとフィードバックされる。
【００２２】
室外ファンモータ１５では、ファンモータ回転数情報１４を１ピストンロータリーコンプレッサのシステム使用制限範囲やトルク制御が有する脱調耐量から設定される圧力値Ｂ（ＭＰａ）を目標として、その目標値と高圧配管冷媒圧力９から得られる現在の冷媒圧力値との差に比例するように調整する比例制御を用いる。比例制御方法は上記実施の形態１と同じとし、図３（ａ）（ｂ）のように目標とする高圧側冷媒圧力Ａｍａｘ（Ｂｍａｘ＞Ｂｎ＞０、Ｂｍａｘ＝ｆ（Ｔ２））にスムーズに収束させる。これによりピーク電流の増加を防ぎ、モータの振動、熱を抑え、脱調を発生することなく安定した１ピストンロータリーコンプレッサのトルク制御運転を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明のトルク制御運転装置は、低速領域や過負荷時のトルク変動の大きい場合にもピーク電流の増加を防ぎ、振動や騒音の軽減が可能となるので、ブラシレスＤＣモータを用いた圧縮機を使用する冷蔵庫や冷凍機器等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるトルク制御運転装置の制御ブロック図
【図２】（ａ）同、トルクゲインの調整量の時間変化を示すグラフ（ｂ）同、熱交換機の高圧側配管圧力の時間変化を示すグラフ
【図３】本発明の実施の形態２におけるトルク制御運転装置の制御ブロック図
【図４】（ａ）同、室外ファンモータ回転数の時間変化を示すグラフ（ｂ）同、熱交換機の高圧側配管圧力の時間変化を示すグラフ
【図５】従来の駆動制御ブロック図
【符号の説明】
【００２５】
１  ブラシレスＤＣモータ
２  直流交流変換手段
３  ＰＷＭ制御手段
４  電圧制御手段
５  誘起電圧検出手段
６  １ピストンロータリーコンプレッサ
７  磁極位置情報
８  熱交換器
９  高圧側配管冷媒圧力検出手段
１０  冷媒圧力値
１１  トルクゲイン設定手段
１２  トルクゲイン調整量
１３  ファンモータ回転速度設定手段
１４  ファンモータ回転数情報
１５  室外ファンモータ
【図１】
2006148993.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006148993.tif 000006
【図５】
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