(57)【要約】【課題】  圧縮機の負荷が変動しても圧縮機の運転効率を向上させることができる圧縮機の運転制御装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】  圧縮機の運転制御装置は、圧縮機６０のモータに印加される電流値、及び圧縮機６０のモータに印加される電圧値に基づいて、圧縮機６０の逆起電力を計算する逆起電力計算部７０と、逆起電力の値及び電流値に基づいて、圧縮機６０の機械的共振周波数を検出し、検出された機械的共振周波数を運転周波数基準値として決定する運転周波数基準値決定部８０と、決定された運転周波数基準値によって、圧縮機６０の運転周波数を変化させる制御器２０とを含んで構成される。【選択図】      図１
2006077756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機のモータに印加される電流値、及び前記圧縮機のモータに印加される電圧値に基づいて、前記圧縮機の逆起電力を計算する逆起電力計算部と、
前記逆起電力の値及び電流値に基づいて、前記圧縮機の機械的共振周波数を検出し、前記検出された機械的共振周波数を運転周波数基準値として決定する運転周波数基準値決定部と、
前記決定された運転周波数基準値によって、前記圧縮機の運転周波数を変化させる制御器と、
を含むことを特徴とする圧縮機の運転制御装置。
【請求項２】
前記運転周波数基準値決定部は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算し、これらの乗算された値の和が最大のときの運転周波数を、前記運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項３】
前記乗算された値の和が最大のときの前記運転周波数は、前記圧縮機の機械的共振周波数と一致することを特徴とする請求項２に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項４】
前記逆起電力(ＢＥＭＦ)は、Ｒをモータ抵抗値、Ｌをモータインダクタンス値、ＶＭをモータに印加される電圧値、ｉをモータに印加される電流値として、式ＢＥＭＦ＝ＶＭ−Ｒ×ｉ−Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）により得られることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項５】
前記運転周波数基準値決定部は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より大きいと共に、現在の運転周波数が以前の運転周波数より大きいと、前記現在の運転周波数を増加させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数を、前記運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項６】
前記運転周波数基準値決定部は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より大きいと共に、現在の運転周波数が以前の運転周波数より小さいと、現在の運転周波数を減少させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数を、運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項７】
前記運転周波数基準値決定部は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より小さいと共に、現在の運転周波数が以前の運転周波数より小さいと、前記現在の運転周波数を増加させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数を、運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項８】
前記運転周波数基準値決定部は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より小さいと共に、現在の運転周波数が以前の運転周波数より大きいと、前記現在の運転周波数を減少させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数を、運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項９】
圧縮機のモータに印加される電流を検出する電流検出器と、
前記モータに印加される電圧を検出する電圧検出器と、
前記検出された電流及び電圧の値、並びに前記モータの媒介変数に基づいて、前記圧縮機のストローク推定値を演算するストローク演算器と、
前記電圧検出器の電圧値及び前記電流検出器の電流値に基づいて、逆起電力を計算する逆起電力計算部と、
前記計算された逆起電力の値及び前記検出された電流値に基づいて、前記圧縮機の機械的共振周波数を検出し、前記検出された機械的共振周波数を運転周波数基準値として決定する運転周波数基準値決定部と、
前記ストローク演算器から出力されるストローク推定値とストローク基準値とを比較し、その比較結果による差値を出力する比較器と、
前記決定された運転周波数基準値によって、現在の運転周波数を変化させ、前記比較器から出力される差値によって、前記圧縮機のモータに印加される電圧を変化させることにより、前記圧縮機の運転を制御する制御器と、
を含むことを特徴とする圧縮機の運転制御装置。
【請求項１０】
前記運転周波数基準値決定部は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算し、前記乗算された値の和が最大のときに検出された運転周波数を、前記運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項９に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１１】
前記運転周波数基準値決定部は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算し、前記乗算された値の和が最大のときに検出された運転周波数を、前記圧縮機の機械的共振周波数として認識し、前記機械的共振周波数を前記運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項９に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１２】
前記逆起電力(ＢＥＭＦ)は、Ｒをモータ抵抗値、Ｌをモータインダクタンス値、ＶＭをモータに印加される電圧値、ｉをモータに印加される電流値として、式ＢＥＭＦ＝ＶＭ−Ｒ×ｉ−Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）により得られることを特徴とする請求項９に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１３】
前記運転周波数基準値決定部は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より大きいと共に、現在の運転周波数が以前の運転周波数より大きいと、前記現在の運転周波数を増加させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数を、前記運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項９に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１４】
前記運転周波数基準値決定部は、前記一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、前記以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より大きいと共に、前記現在の運転周波数が前記以前の運転周波数より小さいと、前記現在の運転周波数を減少させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数を、運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項１３に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１５】
前記運転周波数基準値決定部は、前記一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、前記以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より小さいと共に、前記現在の運転周波数が前記以前の運転周波数より小さいと、前記現在の運転周波数を増加させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数を、運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項１４に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１６】
前記運転周波数基準値決定部は、前記一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、前記以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より小さいと共に、前記現在の運転周波数が前記以前の運転周波数より大きいと、前記現在の運転周波数を減少させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数を、運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項１５に記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１７】
圧縮機のモータに印加される電流値及び前記モータに印加される電圧値に基づいて、前記モータの逆起電力を計算する段階と、
前記逆起電力の値及び前記電流値に基づいて、前記圧縮機の機械的共振周波数を検出する段階と、
前記機械的共振周波数を前記圧縮機の運転周波数基準値として決定する段階と、
前記決定された運転周波数基準値によって、前記圧縮機の運転周波数を変化させる段階と、
を含むことを特徴とする圧縮機の運転制御方法。
【請求項１８】
前記運転周波数基準値を決定する段階は、
一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算する段階と、
前記乗算された値を加算する段階と、
前記加算された値が最大のときに検出された運転周波数を前記運転周波数基準値として決定する段階と、
からなることを特徴とする請求項１７に記載の圧縮機の運転制御方法。
【請求項１９】
前記運転周波数を前記運転周波数基準値として決定する段階は、
前記圧縮機の運転周波数を前記圧縮機の機械的共振周波数と一致させるために、前記乗算された値の和が最大のときに検出された運転周波数を、前記運転周波数基準値として決定することを特徴とする請求項１７に記載の圧縮機の運転制御方法。
【請求項２０】
前記機械的共振周波数を前記運転周波数基準値として決定する段階は、
一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より大きいと共に、前記圧縮機の現在の運転周波数が以前の運転周波数より大きいと、前記現在の運転周波数を増加させ続けて、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときに検出された運転周波数を、前記運転周波数基準値として決定する段階と、
前記一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より大きいと共に、前記現在の運転周波数が前記以前の運転周波数より大きいと、前記現在の運転周波数を減少させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときに検出された運転周波数を、前記運転周波数基準値として決定する段階と、
前記一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、前記以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より小さいと共に、前記現在の運転周波数が前記以前の運転周波数より小さいと、前記現在の運転周波数を増加させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときに検出された運転周波数を、前記運転周波数基準値として決定する段階と、
前記一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、前記以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より小さいと共に、前記現在の運転周波数が前記以前の運転周波数より大きいと、前記現在の運転周波数を減少させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときに検出された運転周波数を、前記運転周波数基準値として決定する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の圧縮機の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関し、特に、往復動式圧縮機の運転制御装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、往復動式圧縮機は、回転運動を直線運動に変換するクランクシャフトがないため摩擦損失が少なく、これにより、圧縮効率が一般の圧縮機より高い。
【０００３】
このような往復動式圧縮機を冷蔵庫やエアコンに使用する場合は、往復動式圧縮機に入力されるストローク電圧を変化させて、往復動式圧縮機の圧縮比を変化させることにより、冷却力を制御することができる。
【０００４】
以下、このような従来の往復動式圧縮機について、図４を参照して説明する。
【０００５】
図４は、従来の往復動式圧縮機の運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【０００６】
図４に示すように、従来の往復動式圧縮機の運転制御装置は、圧縮機６のモータ(図示せず)に印加される電流を検出する電流検出器４と、モータに印加される電圧を検出する電圧検出器３と、検出された電流及び電圧の値、並びにモータの媒介変数に基づいて、圧縮機６のストローク推定値を演算するストローク演算器５と、演算されたストローク推定値と予め設定されたストローク基準値とを比較し、その比較結果による差値を出力する比較器１と、この差値によってモータに印加される電圧を変化させて、圧縮機６の運転(ストローク)を制御するストローク制御器２とから構成される。
【０００７】
以下、このように構成された従来の往復動式圧縮機の運転制御装置の動作を説明する。
【０００８】
まず、電流検出器４は、圧縮機６のモータ(図示せず)に印加される電流を検出し、その検出された電流値をストローク演算器５に出力する。このとき、電圧検出器３は、モータに印加される電圧を検出し、その検出された電圧値をストローク演算器５に出力する。
【０００９】
次いで、ストローク演算器５は、検出された電流値及び電圧値、並びにモータの媒介変数を下記式(１)に代入して、圧縮機６のストローク推定値Ｘを演算した後、その演算されたストローク推定値Ｘを比較器１に印加する。
【００１０】
【数１】
2006077756.tif 000003
【００１１】
その後、比較器１は、ストローク推定値とストローク基準値とを比較し、その比較結果による差値をストローク制御器２に印加する。
【００１２】
次いで、ストローク制御器２は、差値に基づいて、圧縮機６のモータに印加される電圧を変化させることにより、圧縮機６のストロークを制御する。
【００１３】
以下、このような従来の往復動式圧縮機の運転制御方法を、図５を参照してより詳しく説明する。
【００１４】
図５は、従来の往復動式圧縮機の運転制御方法を示すフローチャートである。
【００１５】
まず、ストローク演算器５により、ストローク推定値が比較器１に印加されると(ステップＳ１)、比較器１は、ストローク推定値と予め設定されたストローク基準値とを比較し(ステップＳ２)、その比較結果による差値をストローク制御器２に出力する。
【００１６】
次いで、ストローク制御器２は、ストローク推定値がストローク基準値より小さいと、圧縮機６のストロークを制御するために、モータに印加される電圧を増加させ(ステップＳ３)、ストローク推定値がストローク基準値より大きいと、モータに印加される電圧を減少させる(ステップＳ４)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、このような従来の往復動式圧縮機の運転制御装置及びその制御方法においては、ストローク推定値及びストローク基準値に基づいて圧縮機のモータに印加される電圧を変化させることによって、圧縮機の機械的共振周波数が変動するにもかかわらず、常に同一の運転周波数で圧縮機を運転させるため、圧縮機の運転効率が低下するという問題点があった。
【００１８】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、圧縮機の負荷が変動しても圧縮機の運転効率を向上させることができる圧縮機の運転制御装置及びその制御方法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】
【００１９】
このような目的を達成するために、本発明による圧縮機の運転制御装置は、圧縮機のモータに印加される電流値及び圧縮機のモータに印加される電圧値に基づいて、圧縮機の逆起電力を計算する逆起電力計算部と、逆起電力の値及び電流値に基づいて、圧縮機の機械的共振周波数を検出し、検出された機械的共振周波数を運転周波数基準値として決定する運転周波数基準値決定部と、決定された運転周波数基準値によって、圧縮機の運転周波数を変化させる制御器とから構成される。
【００２０】
また、本発明による圧縮機の運転制御装置は、圧縮機のモータに印加される電流を検出する電流検出器と、モータに印加される電圧を検出する電圧検出器と、検出された電流及び電圧の値、並びにモータの媒介変数に基づいて、圧縮機のストローク推定値を演算するストローク演算器と、電圧検出器の電圧値及び電流検出器の電流値に基づいて、逆起電力を計算する逆起電力計算部と、計算された逆起電力の値及び検出された電流値に基づいて、圧縮機の機械的共振周波数を検出し、検出された機械的共振周波数を運転周波数基準値として決定する運転周波数基準値決定部と、ストローク演算器から出力されるストローク推定値とストローク基準値とを比較し、その比較結果による差値を出力する比較器と、決定された運転周波数基準値によって現在の運転周波数を変化させ、比較器から出力される差値によって圧縮機のモータに印加される電圧を変化させることにより、圧縮機の運転を制御する制御器とから構成される。
【００２１】
そして、本発明による圧縮機の運転制御方法は、圧縮機のモータに印加される電流値及びモータに印加される電圧値に基づいて、モータの逆起電力を計算する段階と、逆起電力の値及び電流値に基づいて、圧縮機の機械的共振周波数を検出する段階と、機械的共振周波数を圧縮機の運転周波数基準値として決定する段階と、決定された運転周波数基準値によって、圧縮機の運転周波数を変化させる段階とからなる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による圧縮機の運転制御装置及びその制御方法においては、圧縮機の負荷が変動する度に、一周期間の各逆起電力値及び各電流値に基づいて、圧縮機の機械的共振周波数を検出し、その検出された機械的共振周波数によって、圧縮機の運転周波数を変化させることにより、圧縮機の負荷が変動しても圧縮機の運転効率を向上させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、圧縮機の逆起電力値及び電流値に基づいて、圧縮機の機械的共振周波数を検出し、その検出された機械的共振周波数によって、圧縮機の運転周波数を変化させることにより、圧縮機の負荷が変動しても圧縮機の運転効率を向上させることができる圧縮機の運転制御装置及びその制御方法の好ましい実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明による圧縮機の運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１に示すように、本発明による往復動式圧縮機の運転制御装置は、圧縮機６０のモータ(図示せず)に印加される電流を検出する電流検出器４０と、圧縮機６０のモータに印加される電圧を検出する電圧検出器３０と、検出された電流及び電圧の値、並びにモータの媒介変数に基づいて、圧縮機６０のストローク推定値を演算するストローク演算器５０と、電圧検出器３０の電圧値及び電流検出器４０の電流値に基づいて、逆起電力を計算する逆起電力計算部７０と、計算された逆起電力の値及び検出された電流値に基づいて、圧縮機６０の機械的共振周波数を検出し、検出された機械的共振周波数を運転周波数基準値として決定する運転周波数基準値決定部８０と、ストローク演算器５０から出力されるストローク推定値とストローク基準値とを比較し、その比較結果による差値を出力する比較器１０と、決定された運転周波数基準値によって、現在の運転周波数を変化させ、比較器１０から出力される差値によって、圧縮機６０のモータに印加される電圧を変化させることにより、圧縮機６０の運転を制御する制御器２０とから構成される。
【００２６】
以下、このように構成された本発明による圧縮機の運転制御装置の動作を説明する。
【００２７】
まず、電流検出器４０は、圧縮機６０に印加される電流を検出し、その検出された電流値を、ストローク演算器５０、逆起電力計算部７０及び運転周波数基準値決定部８０にそれぞれ出力する。このとき、電圧検出器３０は、圧縮機６０に印加される電圧を検出し、その検出された電圧値を、ストローク演算器５０及び逆起電力計算部７０にそれぞれ出力する。
【００２８】
次いで、ストローク演算器５０は、電流検出器４０から出力される電流値及び電圧検出器３０から出力される電圧値、並びに予め設定されたモータ媒介変数に基づいて圧縮機６０のストローク推定値を演算した後、その演算されたストローク推定値を比較器１０に出力する。
【００２９】
その後、比較器１０は、ストローク基準値とストローク演算器５０から出力されるストローク推定値とを比較し、その比較結果による差値を制御器２０に出力する。
【００３０】
その後、制御器２０は、比較器１０から出力される差値によって、圧縮機６０に印加される電圧を変化させることにより、圧縮機６０のストロークを制御する。
【００３１】
一方、逆起電力計算部７０は、電圧検出器３０により検出された電圧値、及び電流検出器４０により検出された電流値に基づいて、圧縮機６０のモータの逆起電力(Back Electro Motive Force；BEMF)を計算する。逆起電力ＢＥＭＦは、下記式(２)により得られる。
【００３２】
ＢＥＭＦ＝ＶＭ−Ｒ×ｉ−Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）…（２）
式中、Ｒはモータ抵抗値であり、Ｌはモータインダクタンス値であり、ＶＭはモータに印加される電圧値であり、ｉはモータに印加される電流値である。
【００３３】
その後、運転周波数基準値決定部８０は、逆起電力の値及び電流値に基づいて圧縮機６０の機械的共振周波数を検出し、検出された機械的共振周波数を運転周波数基準値として決定する。例えば、モータが共振状態のとき、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値が全て正の値を有するため、これらの乗算された値を加算したとき、その加算された値は最大値となる。即ち、モータの各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大値のときの運転周波数は、機械的共振周波数と一致する。
【００３４】
従って、運転周波数基準値決定部８０は、各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大値のときに検出された運転周波数を、機械的共振周波数として認識し、機械的共振周波数を運転周波数基準値として決定する。ここで、運転周波数と機械的共振周波数とが一致するとき、圧縮機６０の運転効率が向上する。
【００３５】
機械的共振周波数値は、下記式(３)により得られる。
【００３６】
Σ（ＢＥＭＦ×ｉ）…（３）
即ち、運転周波数基準値決定部８０は、前述の式(３)により得られた値が最大のときの運転周波数を機械的共振周波数として認識し、機械的共振周波数を運転周波数基準値として決定する。式中、ＢＥＭＦは逆起電力であり、ｉはモータに印加される電流値である。
【００３７】
その後、制御器２０は、運転周波数基準値決定部８０から出力される運転周波数基準値によって、圧縮機６０の現在の運転周波数を変化させることにより、圧縮機６０の運転を制御する。即ち、制御器２０は、運転周波数基準値が現在の運転周波数値より大きいと、現在の運転周波数を増加させ、運転周波数基準値が現在の運転周波数値より小さいと、現在の運転周波数を減少させる。
【００３８】
図２(Ａ)〜(Ｃ)は、本発明による圧縮機のモータに印加される電流の位相、及びモータの速度の位相を示すグラフである。即ち、一周期間の各速度値と各電流値とを乗算した値の和が最大の場合及び最大でない場合の、機械的共振周波数及び運転周波数の状態を説明するためのグラフである。
【００３９】
図２(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、本発明は、圧縮機の負荷が変動しても、モータの各逆起電力値とモータに印加される各電流値とを乗算した値の和が最大のときに共振現象が起こることを、実験を通して明らかにした。
【００４０】
ここで、図２(Ａ)〜(Ｃ)の説明において、一周期間の各電流値と各逆起電力値とを乗算することなく、一周期間の各電流値と各速度値とを乗算した理由は、モータから発生する逆起電力が速度に比例するので、モータの速度の位相及び電流の位相をグラフで示し、各電流値と各速度値とを乗算した。即ち、原理的に、機械的共振周波数と運転周波数とが同一であると、電流の位相と速度の位相とが同一である。このとき、各電流値と各速度値とを乗算した値の和が最大のとき、電流の位相と速度の位相とが同一になる。
【００４１】
図２(Ａ)は、本発明による圧縮機のモータに印加される電流の位相とモータの速度の位相とが同一で、機械的共振周波数と運転周波数とが同一の状態を示すグラフである。
【００４２】
図２(Ａ)に示すように、電流の位相と速度の位相とが同一のとき、一周期間の各電流値と各速度値とを乗算した値が全て正の値を有するので、各電流値と各速度値とを乗算した値の和は最大となる。
【００４３】
図２(Ｂ)は、本発明による圧縮機のモータに印加される電流の位相がモータの速度の位相に先行し、運転周波数が機械的共振周波数より大きい状態を示すグラフである。
【００４４】
図２(Ｂ)に示すように、圧縮機のモータに印加される電流の位相がモータの速度の位相に先行するとき、一周期間の各電流値と各速度値とを乗算した値は、負の値及び正の値を有する。従って、電流の位相が速度の位相に先行するときの各電流値と各速度値とを乗算した値の和は、電流の位相と速度の位相とが同一のときの各電流値と各速度値とを乗算した値の和より小さい。
【００４５】
図２(Ｃ)は、本発明による圧縮機のモータに印加される電流の位相がモータの速度の位相より遅れ、運転周波数が機械的共振周波数より小さい状態を示すグラフである。
【００４６】
図２(Ｃ)に示すように、電流の位相が速度の位相より遅れるとき、一周期間の各電流値と各速度値とを乗算した値は、負の値及び正の値を有する。従って、電流の位相が速度の位相より遅れるときの各電流値と各速度値とを乗算した値の和は、電流の位相と速度の位相とが同一のときの各電流値と各速度値とを乗算した値の和より小さい。
【００４７】
以下、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算し、これらの乗算された値を加算して、その加算された値が最大値のときに運転周波数を検出し、その検出された運転周波数値を運転周波数基準値として決定する運転周波数基準値決定部８０の動作を、図３を参照して詳細に説明する。
【００４８】
図３は、本発明による圧縮機の運転制御方法を示すフローチャートである。
【００４９】
図３に示すように、本発明による圧縮機の運転制御方法は、圧縮機に印加される電流値及び電圧値を検出する段階と、電流値及び電圧値に基づいて、圧縮機の逆起電力を計算する段階と、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和に基づいて、圧縮機の機械的共振周波数を検出し、機械的共振周波数を運転周波数基準値として決定する段階と、決定された運転周波数基準値によって、圧縮機の現在の運転周波数を変化させる段階とからなる。ここで、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数は、圧縮機の機械的共振周波数と一致する。従って、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数によって、圧縮機の現在の運転周波数を変化させると、変化された運転周波数が機械的共振周波数と一致するので、圧縮機の運転効率が向上する。
【００５０】
まず、運転周波数基準値決定部８０は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和を計算し(ステップＳ１１)、その計算された和を、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和と比較する(ステップＳ１２)。
【００５１】
その後、運転周波数基準値決定部８０は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より大きいと共に、圧縮機６０の現在の運転周波数が以前の運転周波数より大きいと(ステップＳ１３)、現在の運転周波数を増加させ続けて、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数(機械的共振周波数と一致する)を運転周波数基準値として決定する(ステップＳ１５)。
【００５２】
反面、運転周波数基準値決定部８０は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より大きいと共に、現在の運転周波数が以前の運転周波数より小さいと(ステップＳ１３)、現在の運転周波数を減少させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数を、運転周波数基準値として決定する(ステップＳ１６)。
【００５３】
一方、運転周波数基準値決定部８０は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より小さいと共に、現在の運転周波数が以前の運転周波数より小さいと(ステップＳ１４)、現在の運転周波数を増加させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数を、運転周波数基準値として決定する(ステップＳ１７)。
【００５４】
反面、運転周波数基準値決定部８０は、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が、以前の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和より小さいと共に、現在の運転周波数が以前の運転周波数より大きいと(ステップＳ１４)、現在の運転周波数を減少させ続けて、現在の一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数を、運転周波数基準値として決定する(ステップＳ１８)。
【００５５】
従って、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数は、圧縮機の機械的共振周波数と一致するので、一周期間の各逆起電力値と各電流値とを乗算した値の和が最大のときの運転周波数によって、現在の運転周波数を変化させると、圧縮機の運転効率が向上する。即ち、本発明は、往復動式圧縮機の運転中に、圧縮機の負荷が変動する度に、一周期間の各逆起電力値及び各電流値に基づいて、圧縮機の機械的共振周波数を検出し、検出された機械的共振周波数によって、圧縮機の運転周波数を変化させることにより、圧縮機の運転効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による圧縮機の運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】(Ａ)は本発明による圧縮機のモータに印加される電流の位相、及びモータの速度の位相を示すグラフであり、(Ｂ)は本発明による圧縮機のモータに印加される電流の位相、及びモータの速度の位相を示すグラフであり、(Ｃ)は本発明による圧縮機のモータに印加される電流の位相、及びモータの速度の位相を示すグラフである。
【図３】本発明による圧縮機の運転制御方法を示すフローチャートである。
【図４】従来の往復動式圧縮機の運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の往復動式圧縮機の運転制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１０    比較器
２０    制御器
３０    電圧検出器
４０    電流検出器
５０    ストローク演算器
６０    圧縮機
７０    逆起電力計算部
８０    運転周波数基準値決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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