(57)【要約】【課題】モータの積厚を低減した空調機用ロータリ圧縮機を提供する。【解決手段】ロータリ圧縮機システムは、ロータリ圧縮機と、前記ロータリ圧縮機が備えるモータを制御するセンサレスベクトル制御回路と、を備え、前記モータにおいて、ステータの積厚が２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の範囲にある、ロータリ圧縮機システム。センサレスベクトル制御回路ではＭＲＡＳ制御が用いられ、ロータリ圧縮機が備えるピストンロータの角速度変動を抑制する。【選択図】図５
2018087515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリ圧縮機と、
前記ロータリ圧縮機が備えるモータを制御するセンサレスベクトル制御回路と、
を備え、
前記モータにおいて、ステータの積厚が２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の範囲にある、
ロータリ圧縮機システム。
【請求項２】
前記モータにおいて、ステータの積厚が２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲にある、
請求項１に記載のロータリ圧縮機システム。
【請求項３】
前記モータにおいて、ステータの積厚が２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲にある、
請求項１に記載のロータリ圧縮機システム。
【請求項４】
前記モータのステータの外径が１００ｍｍ以上１２５ｍｍ以下の範囲にある、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のロータリ圧縮機システム。
【請求項５】
センサレスベクトル制御によって制御されるモータを備えた空調機用のロータリ圧縮機であって、
前記モータにおいて、ステータの積厚が２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の範囲にある、
ロータリ圧縮機。
【請求項６】
空調機用のロータリ圧縮機に搭載し、センサレスベクトル制御によって制御するモータであって、
ステータの積厚が２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の範囲にある、
モータ。
【請求項７】
空調機用のロータリ圧縮機に搭載し、センサレスベクトル制御によって制御するモータについて、
低速域における前記モータのモータ効率の閾値を設定し、
異なる積厚を有する複数の試験用モータの中から、前記閾値を達成することができ且つ最も積厚が小さい試験用モータを選択し、
選択した試験用モータの積厚を前記モータの積厚として設定する、
設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリ圧縮機システム、ロータリ圧縮機、モータ及び設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の省エネルギー化の要求に対し、空調機用の圧縮機においても、通年エネルギー消費効率（ＡＰＦ）が重視されている。一般に圧縮機は、低速運転時に効率が低下することが多く、低速域での効率改善がＡＰＦの向上にも大きく役立つ。また、省エネルギー化の要求とは別に、常にコストダウンの要求が存在する。コストダウンの要求に対しては、例えば、圧縮機が備えるモータの積厚の低減が検討されることがある。
【０００３】
なお、特許文献１には、空調機に用いる圧縮機について、圧縮機が備えるモータのステータと密閉容器との接触面積を小さくすることで、ステータから密閉容器を通じて周囲空気に伝達される熱量を低減し、その熱量を冷媒の加熱に利用する技術が開示されている。特許文献１には、ステータの作成に関し、厚さ０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの電磁鋼板を１００〜２００枚程度積層することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０１５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、圧縮機が備えるモータの積厚を低減すると、それだけ軸回転方向のイナーシャが小さくなる。すると、シリンダ内のガス圧縮トルクの変動により、角速度の変動が生じ、モータの効率が低下してしまう。このモータ効率の低下は、特に低速域で顕著である。従って、モータ効率の向上のためには、ある程度のモータ積厚を確保する必要があり、モータ積厚の低減によるコストダウンが難しかった。
【０００６】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできるロータリ圧縮機システム、ロータリ圧縮機、モータ及び設計方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、ロータリ圧縮機と、前記ロータリ圧縮機が備えるモータを制御するセンサレスベクトル制御回路と、を備え、前記モータにおいて、ステータの積厚が２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の範囲にある、ロータリ圧縮機システムである。
【０００８】
本発明の第２の態様における前記ロータリ圧縮機システムでは、前記モータにおいて、ステータの積厚が２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲にある。
【０００９】
本発明の第３の態様における前記ロータリ圧縮機システムでは、前記モータにおいて、ステータの積厚が２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲にある。
【００１０】
本発明の第４の態様における前記ロータリ圧縮機システムでは、前記モータのステータの外径が１００ｍｍ以上１２５ｍｍ以下の範囲にある。
【００１１】
本発明の第５の態様は、センサレスベクトル制御によって制御されるモータを備えた空調機用のロータリ圧縮機であって、前記モータにおいて、ステータの積厚が２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の範囲にある、ロータリ圧縮機である。
【００１２】
本発明の第６の態様は、空調機用のロータリ圧縮機に搭載し、センサレスベクトル制御によって制御するモータであって、ステータの積厚が２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の範囲にある、モータである。
【００１３】
本発明の第７の態様は、空調機用のロータリ圧縮機に搭載し、センサレスベクトル制御によって制御するモータについて、低速域における前記モータのモータ効率の閾値を設定し、異なる積厚を有する複数の試験用モータの中から、前記閾値を達成することができ且つ最も積厚が小さい試験用モータを選択し、選択した試験用モータの積厚を前記モータの積厚として設定する、設計方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば圧縮機のモータの積厚を低減し、コストダウンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態におけるロータリ圧縮機の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるロータリ圧縮機の制御回路を示す第一の図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるロータリ圧縮機の制御回路を示す第二の図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるモータの回転数とモータ効率との関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるステータ積厚の設計方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態によるロータリ圧縮機システムを図１〜図５を参照して説明する。
図１は、本発明の第一実施形態におけるロータリ圧縮機の側方断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る圧縮機１０は、モータ１８と、モータ１８によって回転されるクランクシャフト１６と、クランクシャフト１６の回転に伴って偏心回転するピストンロータ１３Ａ，１３Ｂと、ピストンロータ１３Ａ，１３Ｂを収容する圧縮室が内部に形成されたシリンダ１２Ａ，１２Ｂと、シリンダ１２Ａ，１２Ｂを囲うことで圧縮された冷媒が排出される吐出空間Ｖを形成するハウジング１１と、を備えている。
【００１７】
この圧縮機１０は、円筒形状のハウジング１１に、ディスク状のシリンダ１２Ａ、１２Ｂが上下２段に設けられた、いわゆる２気筒タイプのロータリ圧縮機である。シリンダ１２Ａ、１２Ｂの内部には、各々、シリンダ内壁面の内側よりも小さな外形を有する円筒状のピストンロータ１３Ａ、１３Ｂが配置されている。ピストンロータ１３Ａ、１３Ｂは、各々、ハウジング１１の中心軸線に沿った回転軸の偏心軸部１４Ａ、１４Ｂに挿入固定されている。
上段側のシリンダのピストンロータ１３Ａと、下段側のピストンロータ１３Ｂとは、その位相が互いに１８０°だけ異なるように設けられている。
また、上下のシリンダ１２Ａ、１２Ｂの間には、ディスク状の仕切板１５が設けられている。仕切板１５により、上段側のシリンダ１２Ａ内の空間Ｒと、下段側の空間Ｒとが互いに連通せずに圧縮室Ｒ１とＲ２とに仕切られている。
【００１８】
クランクシャフト１６は、シリンダ１２Ａに固定された上部軸受部１７Ａ、及びシリンダ１２Ｂに固定された下部軸受部１７Ｂにより、軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。
クランクシャフト１６は、クランクシャフト１６の中心線に直交する方向にオフセットした偏心軸部１４Ａ、１４Ｂを有している。これら偏心軸部１４Ａ、１４Ｂがクランクシャフト１６の中心軸線回りに旋回することで、上下のピストンロータ１３Ａ、１３Ｂがこの旋回に追従してシリンダ１２Ａ、１２Ｂ内で、偏心回転する。
【００１９】
クランクシャフト１６は、上部軸受部１７Ａから上方（すなわち、圧縮機１０から見てモータ１８が位置する方向）に突出している。クランクシャフト１６における軸線Ｏ方向一方側の端部には、該クランクシャフト１６を回転駆動させるためのモータ１８のモータロータ１９が一体に設けられている。モータロータ１９の外周部に対向して、ステータ２０が、ハウジング１１の内周面に固定して設けられている。
【００２０】
圧縮機１０には、圧縮機１０に供給するのに先立って冷媒を気液分離するアキュムレータ２４がステー２５を介してハウジング１１に固定されている。アキュムレータ２４には、アキュムレータ２４内の冷媒を圧縮機１０に吸入させるための吸入管２６Ａ、２６Ｂが設けられている。吸入管２６Ａ、２６Ｂの先端部は、開口２２Ａ、２２Ｂを通して、吸入ポート２３Ａ、２３Ｂに接続されている。
【００２１】
圧縮機１０は、アキュムレータ２４の吸入口２４ａからアキュムレータ２４の内部に冷媒を取り込む。具体的には、アキュムレータ２４内で冷媒を気液分離して、その気相を吸入管２６Ａ、２６Ｂから、シリンダ１２Ａ、１２Ｂの吸入ポート２３Ａ、２３Ｂを介し、シリンダ１２Ａ、１２Ｂの内部空間である圧縮室Ｒ１、Ｒ２に供給する。
そして、ピストンロータ１３Ａ、１３Ｂが偏心回転することにより、圧縮室Ｒ１、Ｒ２の容積が徐々に減少して冷媒が圧縮される。この冷媒は、モータ１８の周囲を通過してから、上部に設けられた吐出口を経由して冷凍サイクルを構成する配管２７に排出される。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態におけるロータリ圧縮機の制御回路を示す第一の図である。
図２にモータ１８の制御を行うセンサレスベクトル制御回路１のブロック図を示す。図２に示すセンサレスベクトル制御回路１は、コンバータ３１と、コンデンサ３２と、リアクタ３３と、インバータ３４と、電流センサ３５と、電流検出回路３６と、Ａ／Ｄ変換回路３７と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）デュ−ティ計算回路３８と、Ａ／Ｄ変換回路３９と、電圧検出回路４０と、フルベクトル制御回路４１と、を備えている。また、フルベクトル制御回路４１は、２相／３相変換回路４２と、２相／３相変換回路４３と、電流ＰＩ制御回路４４と、電流変換テーブル４５と、速度ＰＩ制御回路４６と、速度位置推定回路４７と、減算器４８と、減算器４９と、を備える。
なお、ロータリ圧縮機システムは、回転速度制御装置６０とセンサレスベクトル制御回路１とロータリ圧縮機１０とを含んで構成される。
【００２３】
コンバータ３１は、電力系統Ｅから入力される三相交流電流を整流する。コンデンサ３２、リアクタ３３は、整流された電圧を平滑化して直流電圧を生成する。インバータ３４は、ＰＷＭデュ−ティ計算回路３８が出力したデュ−ティ指令値に基づいて、直流入力電圧から３相の駆動電圧を生成し、圧縮機１０が備えるモータ１８に駆動電圧を供給する。これにより、センサレスベクトル制御回路１は、モータ１８を駆動する。
【００２４】
電流検出回路３６はモータ１８に流れる電流を検出し、Ａ／Ｄ変換回路３７へ出力する。Ａ／Ｄ変換回路３７は、電流検出回路３６が検出した電流をデジタル信号に変換し、変換後の信号をフルベクトル制御回路４１へ出力する。フルベクトル制御回路４１では、２相／３相変換回路４２が、Ａ／Ｄ変換回路３７から入力した３相の信号を座標変換（ｄｑ変換）し、変換後の電流値ｉｄ、ｉｑを速度位置推定回路４７に出力する。このとき２相／３相変換回路４２は、後述するモータロータ１９による磁極角度の前回の推定値θｅｓを参照する。速度位置推定回路４７は、電流値ｉｄ、ｉｑと、電流ＰＩ制御回路４４が出力したｄｑ座標系での電力指令値ｖｄ、ｖｑを入力し、モータ１８の回転速度の推定値ωｅｓとモータロータ１９の磁極角度（磁極位置の角度）の推定値θｅｓを、例えば、ＭＲＡＳ（model reference adaptive system：モデル規範適応システム）と呼ばれる方法で算出する。
【００２５】
回転速度制御装置６０は、回転速度の指令値ωｃｍｄをフルベクトル制御回路４１へ出力する。減算器４８は、回転速度制御装置６０による回転速度の指令値ωｃｍｄと、速度位置推定回路４７が推定した回転速度の推定値ωｅｓとの偏差Δωを算出して、速度ＰＩ制御回路４６へ出力する。速度ＰＩ制御回路４６は、Δωに基づいてＰＩ制御により、偏差を小さくする（０にする）トルク指令値を算出する。フルベクトル制御回路４１は、電流変換テーブル４５に基づいて、トルク指令値を電流指令値ｉｄ´、ｉｑ´に変換する。減算器４９は、電流指令値ｉｄ´、ｉｑ´と、２相／３相変換回路４２が出力したｉｄ、ｉｑとの偏差Δｉｄ、Δｉｑを算出して、電流ＰＩ制御回路４４へ出力する。電流ＰＩ制御回路４４は、偏差Δｉｄ、Δｉｑに基づいてＰＩ制御により、偏差を小さくする（０にする）電圧指令値ｖｄ、ｖｑを算出する。電流ＰＩ制御回路４４は、電圧指令値ｖｄ、ｖｑを２相／３相変換回路４３へ出力する。２相／３相変換回路４３は、速度位置推定回路４７が推定したモータロータ１９の磁極角度の推定値θｅｓを参照して電圧指令値ｖｄ、ｖｑの２相から３相への座標変換を行い、変換後の電圧指令値ＶをＰＷＭデュ−ティ計算回路３８へ出力する。ＰＷＭデュ−ティ計算回路３８は、電圧指令値Ｖと、電圧検出回路４０が検出したインバータ３４への直流入力電圧をＡ／Ｄ変換回路３９でデジタル変換した信号とを入力し、デュ−ティ指令値を算出する。ＰＷＭデュ−ティ計算回路３８は、算出したデュ−ティ指令値をインバータ３４へ出力する。
【００２６】
図３は、本発明の一実施形態におけるロータリ圧縮機の制御回路を示す第二の図である。
図３に速度位置推定回路４７のブロック図を示す。速度位置推定回路４７は、電流推定回路５０と、速度推定回路５１と、積分回路５２とを備える。電流推定回路５０は、電力指令値ｖｄ、ｖｑと、速度推定回路５１が推定したモータロータ１９の回転速度の推定値ω_Ｍを入力し、モータ１８をモデル化した適応モデル（Adjustable Model）に基づいて、電流推定値ｉｄ_ｅｓｔ、ｉｑ_ｅｓｔを推定する。速度推定回路５１は、電流推定値ｉｄ_ｅｓｔ、ｉｑ_ｅｓｔとｉｄ、ｉｑを入力し、回転速度の推定（ω_Ｍ）を行う。積分回路５２は、回転速度の推定値ω_Ｍを積分して、モータロータ１９の磁極角度の推定値θｅｓを算出する。速度位置推定回路４７は、速度推定回路５１が推定した回転速度の推定値ω_Ｍを回転速度の推定値ωｅｓとして、積分回路５２が算出したモータロータ１９の磁極角度の推定値θｅｓと共に出力する。
【００２７】
圧縮機１０の内部は、高温高圧環境となるためピストンロータ１３の位置を検出するセンサを設けることが難しい。図２、図３に示す制御回路によるセンサレスベクトル制御（例えばＭＲＡＳ制御）よれば、センサを用いることなくモータロータ１９の回転速度や磁極角度を高精度に検出することができる。また、モータロータ１９とクランクシャフト１６、ピストンロータ１３Ａ、１３Ｂとは一体的に構成され回転するので、モータロータ１９の磁極角度とピストンロータ１３Ａ、１３Ｂの位置は一定の位置関係にあると考えられる。そのため、ＭＲＡＳ制御により、ピストンロータ１３Ａ、１３Ｂの位置を高精度に推定し、ガス圧縮トルクの変動に対応して細やかにトルク制御を行うことでクランクシャフト１６の角速度の変動を抑制することができる。一般にロータリ圧縮機では、シリンダ１２Ａ、１２Ｂにおける冷媒ガスの圧縮が進むにつれ高圧冷媒ガスからの力を受けるため、１回の圧縮工程中にガス圧縮トルクが大きく変動する。その影響で圧縮工程中のクランクシャフト１６の角速度には変動が生じる。しかし、本実施形態のＭＲＡＳ制御を導入すると、モータロータ１９の回転速度や磁極角度の推定値に現れる変動を抑制するように回転速度制御装置６０が、回転速度の指令値を算出することにより、クランクシャフト１６の角速度変動を抑制することができる。
【００２８】
圧縮工程中のガス圧縮トルク変動への対策を別の面から考えると、従来のモータ制御（例えばＶ／ｆ制御）では、ガス圧縮トルク変動の影響を低減するためにモータロータ１９のサイズをある程度大きく設計することでイナーシャを稼ぐ必要がある。このとき、ステータ２０のロータ軸方向の積厚Ｔｄ（図１）についても、モータロータ１９のサイズに合わせてある程度大きく設計される。ステータ２０は、モータロータ１９の周方向に沿って配置された固定子鉄心（不図示）と、固定子鉄心に巻回された固定子巻線（不図示）等から構成される。固定子鉄心は、薄い鋼板を積層して構成される。ステータ２０の積厚Ｔｄは、例えば、この積層鋼板の数を減らすことで小さくすることができるが、上記のイナーシャ確保の制約から、積厚Ｔｄの低減は容易ではない。しかし、ＭＲＡＳ制御の導入により、モータロータ１９の回転速度を一定に保つことが可能となるため、上記の制約を考慮せずにステータ２０の積厚Ｔｄを低減できるようになる。ステータ２０の積厚Ｔｄを低減することにより、コストを削減することができる。
【００２９】
図４は、本発明の一実施形態におけるモータの回転数とモータ効率との関係を示す図である。
図４のグラフの縦軸はモータ効率、横軸はモータの回転数を示している。グラフＧ１、Ｇ２は、モータ効率と回転数との関係を定性的に示したグラフである。グラフＧ１は、例えば、従来のモータ制御方法（例えばＶ／ｆ制御）によって、積厚Ｔｄが小さいモータを駆動したときのモータ効率と回転数との関係を示している。グラフＧ１が示すように、積厚Ｔｄが小さいモータ（イナーシャが小さいモータ）では、低速域でモータ効率が大幅に低下する。グラフＧ２は、例えば、従来のモータ制御方法（例えばＶ／ｆ制御）によって、積厚Ｔｄが大きいモータを駆動したときのモータ効率と回転数との関係を示している。グラフＧ２が示すように、積厚Ｔｄが大きいモータ（イナーシャが大きいモータ）では、低速域でモータ効率の低下は比較的緩やかである。上記したように従来のモータ制御を用いる場合は、積厚Ｔｄをある程度大きく設定することで、例えば、グラフＧ２が示すようなモータ効率を実現する。
【００３０】
次に本実施形態のＭＲＡＳ制御による磁極角度の推定を含んだセンサレスベクトル制御を用いてモータ１８を制御する場合を考える。センサレスベクトル制御を用いると、低速域においてもモータを効率よく回転させることができる。また、センサレスベクトル制御を用いると、負荷変動に対応して細やかにトルク制御を行って、一定速度でモータを回転させることができる。従って、センサレスベクトル制御を用いれば、積厚Ｔｄを小さくしたモータ１８であったとしても、低速域でのモータ効率を低下させることなく、グラフＧ２と同様のモータ効率を実現することができる。
【００３１】
次にステータ２０の積厚低減の一例について説明する。出願人は、ステータ２０の外径が１０５ｍｍのモータ１８に対し、センサレスベクトル制御を導入することで、積厚Ｔｄを小さくする試みを行った。センサレスベクトル制御を行わない場合、上記のように積厚Ｔｄを大きく取りイナーシャを稼ぐ必要がある。従来のモータ制御によって、所定の閾値以上のモータ効率を達成することを条件に設計されたモータにおける積厚Ｔｄは７５ｍｍである。モータ効率の閾値については、例えば、図４において、回転数ｒ１のときのモータ効率ｅ１を閾値として定めることができる。この閾値に対して、センサレスベクトル制御を導入した場合、例えば、積厚Ｔｄを５５ｍｍに設計したモータ１８で同様のモータ効率を達成することできた。また、さらに高いモータ効率の閾値を設定した場合、積厚Ｔｄを６５ｍｍに設計したモータ１８でその閾値を達成することができた。
【００３２】
また、出願人は、ステータ２０の外径が１０５ｍｍ、１２５ｍｍの２種類のモータ１８を用いて、何れもセンサレスベクトル制御を行ってガス圧縮トルクの変動に対し回転速度が一定となる制御を行うことを前提として、モータロータ１９の外径を小型化する試みを行った。その結果、２種類のモータ１８の何れについても、モータロータ１９の外径を５４．８ｍｍから４６．８ｍｍに小型化することができた。小型化前後のモータロータ１９のイナーシャはそれぞれ、従来（外径５４．８ｍｍ）の場合が４．９２×１０５（ｇ・ｍｍ２）、小型後（４６．８ｍｍ）の場合が２．７７×１０５（ｇ・ｍｍ２）であった。つまり、小型化の前後で、イナーシャを約０．５６３倍（２．７７×１０５÷４．９２×１０５）とすることができた。このイナーシャの低減を、モータロータ１９の外径のサイズは維持したまま全て積厚を低減することにより実現したとすると、７５ｍｍ×０．５６３＝４２．２２５により、積厚Ｔｄの大きさを４２ｍｍ程度まで低減できると考えられる。
【００３３】
また、上記の積厚Ｔｄの値、５５ｍｍ、６５ｍｍ、４２ｍｍといった値は、モータ効率を所定の閾値以上に保つことを前提とした場合の値である。例えば、図４において回転数ｒ１のときのモータ効率ｅ２を閾値として定めた場合、さらに積厚Ｔｄの値を低減することも可能である。実際に空調用のロータリ圧縮機に搭載する場合、積厚Ｔｄを２０ｍｍ程度まで低減しても、計算上、一定の性能が発揮できると考えられる。
【００３４】
従って、ＭＲＡＳ制御を用いたセンサレスベクトル制御によってモータ１８の制御を行う場合、ステータ２０の積厚Ｔｄの値が２０ｍｍ以上から７０ｍｍ以下となるように設計しても、圧縮工程中のガス圧縮トルク変動に対応しつつモータ１８の回転数を制御することができ、圧縮機１０の性能を維持したまま運転することができる。また、ステータ２０の積厚Ｔｄを低減することで、コストダウンを実現することができる。
【００３５】
なお、モータ効率の閾値が高く設定する場合、センサレスベクトル制御を用いたとしてもある程度モータロータ１９のイナーシャを大きく設定する必要があり、それに伴いステータ２０の積厚Ｔｄのサイズもある程度大きくする必要がある。その場合でも、従来制御（Ｖ／ｆ制御）時における７５ｍｍの積厚サイズを、例えば、４０ｍｍ以上６５ｍｍ以下程度に低減することができ、コストダウンを実現することができる。
【００３６】
続いて、ステータ２０の積厚の設計方法について図５を参照して説明する。
図５は、本発明の一実施形態におけるステータ積厚の設計方法の一例を示すフローチャートである。
この設計方法では、空調機用のロータリ圧縮機１０に搭載し、ＭＲＡＳ制御を用いたセンサレスベクトル制御によって制御するモータ１８について、低速域におけるモータ効率を所定の閾値以上を維持しつつ、ステータ２０の積厚Ｔｄにできるだけ低い値を設定する。
まず、低速域における所定のモータ回転数における目標となるモータ効率を設定する（ステップＳ１）。次にステータ積厚Ｔｄの値が異なる複数のモータを対象にして、所定の負荷を与えてモータを駆動し、ＭＲＡＳ制御を用いたセンサレスベクトル制御によって回転制御を行う（ステップＳ２）。例えば、積厚Ｔｄが各々７５ｍｍ、６５ｍｍ、５５ｍｍ、４５ｍｍ、３５ｍｍ、２５ｍｍで、他のサイズ（ステータ外径等）を同じ値に設計した試験用モータを用意し、各モータに対して、センサレスベクトル制御回路１によって、ステップＳ１で定めた閾値に対応する低速域における回転数を含んだ範囲で回転数を変化させながらモータを駆動する。次にステップＳ２で駆動したモータの中から、目標のモータ効率を達成し且つ最も小さい積厚のモータを選択する（ステップＳ３）。選択したモータの積圧を設計値として決定する。これにより、積厚Ｔｄを設計する。
【００３７】
本実施形態によれば、ＭＲＡＳ制御によって回転速度の変動を抑制することができるので、圧縮機１０の性能を低下させることなく、ステータ２０の積厚Ｔｄを小さくすることができる。これによりモータ１８の製造コストの削減、小型化による省スペース化を実現することができる。
なお、モータ１８は、永久磁石同期モータ、誘導モータなど各種モータを適用することができる。
また、上記の実施形態では、ステータ外径が１０５ｍｍの例、１２５ｍｍの例を挙げたがこれに限定されない。例えば、ステータ外径が１００ｍｍ〜１１２ｍｍ程度のモータ、ステータ外径が１２５ｍｍ〜１３５ｍｍ程度のモータ、ステータ外径が９０ｍｍ程度のモータ、ステータ外径が１７０ｍｍ程度のモータにおいても同様に積厚Ｔｄを低減することができる。
【００３８】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。なお、ロータリ圧縮機システムは、回転速度制御装置６０とセンサレスベクトル制御回路１とロータリ圧縮機１０とを含んで構成される。本実施形態のロータリ圧縮機システムは空調機に使用される。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・センサレスベクトル制御回路
３、３´・・・ティース部
３ｄ、３ｄ´・・・ティース幅
４、４´・・・巻線スロット部
５、５´・・・ヨーク部
６、６´・・・磁石
１０・・・圧縮機
１１・・・ハウジング
１２Ａ，１２Ｂ・・・シリンダ
１３Ａ，１３Ｂ・・・ピストンロータ
１６・・・クランクシャフト
１８・・・モータ
１９、１９´・・・モータロータ
２０、２０´・・・ステータ
２０ｄ、２０ｄ´・・・ステータ外径
２２Ａ、２２Ｂ・・・開口
２３Ａ、２３Ｂ・・・吸入ポート
２４・・・アキュムレータ
２５・・・ステー
２６Ａ、２６Ｂ・・・吸入管
３１・・・コンバータ
３２・・・コンデンサ
３３・・・リアクタ
３４・・・インバータ
３５・・・電流センサ
３６・・・電流検出回路
３７・・・Ａ／Ｄ変換回路
３８・・・ＰＷＭデュ−ティ計算回路
３９・・・Ａ／Ｄ変換回路
４０・・・電圧検出回路
４１・・・フルベクトル制御回路
４２、４３・・・２相／３相変換回路
４４・・・電流ＰＩ制御回路
４５・・・電流変換テーブル
４６・・・速度ＰＩ制御回路
４７・・・速度位置推定回路
４８・・・減算器
４９・・・減算器
５０・・・電流推定回路
５１・・・速度推定回路
５２・・・積分回路
【図１】
2018087515.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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