(57)【要約】  交流電圧を直流電圧に変換するための変換器（２０２）と、変換器（２０２）からのエネルギーにフィルタにかけ、それを蓄積するための直流リンク（２０４）と、複数のインバータ（２０６）とを有する変速駆動装置（１０４）が提供される。各インバータ（２０６）は、直流電圧を交流電圧に変換して、このインバータ（２０６）に接続されている対応する負荷に電力を供給するように構成されている。変換器（２０２）は交流電源と電気的に接続されており、直流リンク（２０４）は変換器（２０２）と電気的に接続されており、複数のインバータ（２０６）は電気的に並列に直流リンク（２０４）と接続されている。複数のインバータ（２０６）の各インバータ（２０６）は、複数のインバータ（２０６）の他のインバータ（２０６）とは実質的に独立に動作するように構成されている。
2007525939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を直流電圧に変換するために、交流電源に電気的に接続可能となるように構成された変換器段と、
前記変換器段からのエネルギーにフィルタをかけ且つ蓄積するために、前記変換器段に電気的に接続されている直流リンク段と、
電気的に並列に直流リンク段と接続されている複数のインバータを備え、前記複数のインバータの各インバータは、直流電圧を交流電圧に変換して対応する負荷に電力を供給し且つ他のインバータとは実質的に独立に動作するように構成されているインバータ段と、を備え、
前記複数のインバータの各インバータは、前記インバータと前記インバータから電力を供給される前記対応する負荷のうちの一方に障害が生じた場合に、前記インバータを前記直流リンク段から切り離すような寸法のワイヤボンドを含む、
変速駆動装置。
【請求項２】
前記変換器段および前記インバータ段の動作を制御するための制御システムをさらに備える、請求項１に記載の変速駆動装置。
【請求項３】
前記制御システムは、前記複数のインバータを集団として制御する、請求項２に記載の変速駆動装置。
【請求項４】
前記制御システムは、１組の制御命令を前記複数のインバータのすべてのインバータに提供して、前記複数のインバータの動作を制御する、請求項３に記載の変速駆動装置。
【請求項５】
前記制御システムは、前記複数のインバータの各インバータを個別に制御する、請求項２に記載の変速駆動装置。
【請求項６】
前記制御システムは、１組の制御命令を前記複数のインバータの各インバータに提供して、前記対応するインバータの動作を制御する、請求項５に記載の変速駆動装置。
【請求項７】
前記変換器段は、オン位置にのみ切替え可能な電子スイッチを有する整流器配置で構成されている、請求項１に記載の変速駆動装置。
【請求項８】
前記変換器段は、オン位置およびオフ位置に切替え可能な電子スイッチを有する変換器配置で構成されている、請求項１に記載の変速駆動装置。
【請求項９】
前記変換器配置は、ブースト変換、バック変換およびブースト／バック変換からなる群から選択される構成を有する、請求項８に記載の変速駆動装置。
【請求項１０】
前記複数のインバータは、２個のインバータおよび３個のインバータのいずれかを備える、請求項１に記載の変速駆動装置。
【請求項１１】
前記複数のインバータの各インバータは、対応する負荷の定格電圧および定格周波数よりも大きい電圧および周波数を前記対応する負荷に提供するように構成されている、請求項１に記載の変速駆動装置。
【請求項１２】
閉冷却ループで接続されている、第１の電動機によって駆動される第１の圧縮機、第１の凝縮器構成および第１の蒸発器構成を備える第１の冷却回路と
閉冷却ループで接続されている、第２の電動機によって駆動される第２の圧縮機、第２の凝縮器構成および第２の蒸発器構成を備える第２の冷却回路と、
変速駆動装置と、を備え、
前記変速駆動装置は、
交流電圧を直流電圧に変換するために、交流電源に電気的に接続可能となるように構成されている変換器段と、
前記変換器段からのエネルギーにフィルタをかけ且つ蓄積するために、前記変換器段に電気的に接続されている直流リンク段と、
各々が電気的に並列に直流リンク段と接続されている第１のインバータおよび第２のインバータを備え、前記第１のインバータは、直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電動機に電力を供給するように構成され、前記第２のインバータは、直流電圧を交流電圧に変換して前記第２の電動機に電力を供給するように構成され、前記第１のインバータは、前記第２のインバータとは実質的に独立に動作するように構成されている、インバータ段とを備え、
前記第１のインバータと第２のインバータのそれぞれは、前記インバータと前記インバータから電力を供給される前記対応する負荷のうちの一方に障害が生じた場合に、前記インバータを前記直流リンク段から切り離すような寸法のワイヤボンドを含む、
冷却機システム。
【請求項１３】
前記変速駆動装置の動作を制御するための制御システムをさらに備える、請求項１２に記載の冷却機システム。
【請求項１４】
前記制御システムは、１組の制御命令を前記第１のインバータおよび前記第２のインバータに提供し、前記第１のインバータおよび前記第２のインバータは、前記１組の制御命令に応答して、同じ周波数および同じ電圧の交流電力を前記第１の電動機および前記第２の電動機に提供する、請求項１３に記載の冷却機システム。
【請求項１５】
前記第１の凝縮器構成および前記第２の凝縮器構成の各々は、複合凝縮器システムの一部分を含む、請求項１２に記載の冷却機システム。
【請求項１６】
前記第１の蒸発器構成および前記第２の蒸発器構成の各々は、複合蒸発器システムの一部分を含む、請求項１２に記載の冷却機システム。
【請求項１７】
前記第１のインバータおよび前記第２のインバータは、前記第１の電動機および前記第２の電動機の定格電圧および定格周波数よりも大きい電圧および周波数を前記第１の電動機および前記第２の電動機に提供するように構成されている、請求項１２に記載の冷却機システム。
【請求項１８】
交流電圧を直流電圧に変換するために、交流電源に電気的に接続可能となるように構成されている変換器部分と、
前記変換器部分からのエネルギーにフィルタをかけ且つ蓄積するために、前記変換器部分に電気的に接続されている直流バスを有する直流リンク部分と、
電気的に並列に直流リンク部分と接続されている複数のインバータを備え、前記複数のインバータの各インバータは、直流電圧を交流電圧に変換して対応する圧縮電動機に電力を供給するように構成され、かつ他のインバータとは実質的に独立に動作するように構成されているインバータ部分と、を備え、
前記複数のインバータの各インバータは、前記インバータと前記対応する圧縮電動機のうちの一方に障害が生じた場合に、前記インバータを前記直流リンク段から切り離すような寸法のワイヤボンドを含む、
複数の圧縮機を有する冷却機システム用の変速駆動装置。
【請求項１９】
前記変換器部分および前記インバータ部分の動作を制御するための制御システムをさらに備える、請求項１８に記載の変速駆動装置。
【請求項２０】
前記制御システムは、前記複数のインバータを集団として制御する、請求項１９に記載の変速駆動装置。
【請求項２１】
前記制御システムは、１組の制御命令を前記複数のインバータのすべてのインバータに提供して、前記複数のインバータの動作を制御する、請求項２０に記載の変速駆動装置。
【請求項２２】
前記制御システムは、前記複数のインバータの各インバータを個別に制御する、請求項１９に記載の変速駆動装置。
【請求項２３】
前記制御システムは、１組の制御命令を前記複数のインバータの各インバータに提供して、前記対応するインバータの動作を制御する、請求項２２に記載の変速駆動装置。
【請求項２４】
前記変換器部分は、少なくとも１個のシリコン制御整流器を備える、請求項１８に記載の変速駆動装置。
【請求項２５】
前記複数のインバータは、２個のインバータを備える、請求項１８に記載の変速駆動装置。
【請求項２６】
前記複数のインバータの各インバータは、少なくとも１個の集積化バイポーラトランジスタパワースイッチと、少なくとも１個の逆ダイオードとを備える、請求項１８に記載の変速駆動装置。
【請求項２７】
前記直流リンク部分は、少なくとも１個の蓄電器を備える、請求項１８に記載の変速駆動装置。
【請求項２８】
前記直流バスが、正のレールおよび負のレールを備え、
前記変換器部分が、前記直流バスの前記正のレールに接続されている少なくとも１つの出力端子と、前記直流バスの前記負のレールに接続されている少なくとも１つの出力端子とを備え、
前記複数のインバータの各インバータは、前記直流バスの前記正のレールに接続されている少なくとも１つの入力端子と、前記直流バスの前記負のレールに接続されている少なくとも１つの入力端子とを備える、請求項１８に記載の変速駆動装置。
【請求項２９】
前記交流電源と前記変換器部分の間に電気的に直列接続されている回路遮断器をさらに備える、請求項１８に記載の変速駆動装置。
【請求項３０】
前記交流電源からの交流電圧を所望の交流電圧に変換するように、前記交流電源と前記変換器部分の間に電気的に直列接続されている自動変圧器をさらに備える、請求項１８に記載の変速駆動装置。
【請求項３１】
前記交流電源と前記変換器部分の間に電気的に直列接続されている少なくとも１つのヒューズをさらに備える、請求項１８に記載の変速駆動装置。
【請求項３２】
前記交流電源と前記変換器部分の間に電気的に直列接続されている少なくとも１つのインダクタをさらに備える、請求項１８に記載の変速駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、変速駆動装置に関する。より詳細には、本発明は、各々が対応する負荷に電力を供給することができる複数のインバータ出力を有する変速駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの水冷却機または冷却の用途では、複数の冷却回路、すなわち２つ以上の冷却回路が使用され、各々がそれ専用の１個または複数個の圧縮機を有する。複数の、すなわち冗長な冷却回路および圧縮機を設ける１つの目的は、ある冷却回路および／または圧縮機が故障し、もはや冷却能力を提供できない場合に、１個または複数個の冷却回路および圧縮機を動作可能なままにして低下したレベルでも冷却能力を提供することにより、システム全体の信頼性向上を提供する。
【０００３】
冷却回路の各圧縮機用の対応する圧縮電動機は、そのシステム位置における交流電力網に接続することができる。各圧縮電動機を電力網に接続すると、たとえある冷却回路および／または圧縮機が故障しても、残りの冷却回路および圧縮機を動作可能に維持することが可能となる。すべての圧縮電動機を電力網に接続することの欠点は、電動機のすべてに１つの入力電圧および入力周波数のみが提供され、したがって、１つの出力速度しか生成できない。
【０００４】
複数の出力速度で電動機を動作させるために、変速駆動装置をシステムの電力網と電動機の間に挿入して、可変周波数および可変電圧で電力を電動機に提供することができる。複数回路の冷却システムでは、圧縮電動機ごとに対応する変速駆動装置を提供することにより、あるいは圧縮電動機のすべてを並列に変速駆動装置のインバータ出力に接続することにより、電動機の変速動作を実現することができる。圧縮機ごとに変速駆動装置を使用することの１つの欠点は、所与の累計電力定格をもつ複数の駆動装置は、それと同じ出力電力定格の単一の駆動装置よりも高くなるので、冷却機システム全体がより高くなることである。圧縮電動機を並列に変速駆動装置の単一インバータ出力に接続することの１つの欠点は、これらの電動機のうちの１個の電動機の障害または故障により変速駆動装置が働かなくなり、したがって、変速駆動装置に接続されている他の電動機が冷却機システムの残りの圧縮機を動作させるのが妨げられることがあることである。変速駆動装置に接続されている他の電動機が働かなくなると、冗長な冷却回路の機能が無効になる。というのは、電動機および変速駆動装置が働かなくなる結果、すべての冷却回路が働かなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、複数回路の冷却システムにおける複数の負荷、すなわち複数の電動機に実質的に独立した電力を提供することができる変速駆動装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態は、交流電圧を直流電圧に変換するための変換器を有する変速駆動装置を対象としている。この変換器は、交流電源に電気的に接続可能である。変速駆動装置は、変換器からのエネルギーをフィルタにかけ且つ蓄積するための直流リンクも有する。この直流リンクは、変換器に電気的に接続されている。最後に、変速駆動装置は、電気的に並列に直流リンクと接続されている複数のインバータを有する。これら複数のインバータの各インバータは、直流電圧を交流電圧に変換して、このインバータに接続されている対応する負荷に電力を供給するように構成されている。加えて、これら複数のインバータの各インバータは、これら複数のインバータの他のインバータとは実質的に独立に動作するように構成されている。
【０００７】
本発明の別の実施形態は、第１の冷却回路、第２の冷却回路および変速駆動装置を含む冷却機システムを対象としている。第１の冷却回路は、閉冷却ループで接続されている、第１の電動機によって駆動される第１の圧縮機、第１の凝縮器構成および第１の蒸発器構成を有する。第２の冷却回路は、閉冷却ループで接続されている、第２の電動機によって駆動される第２の圧縮機、第２の凝縮器構成および第２の蒸発器構成を有する。変速駆動装置は、交流電圧を直流電圧に変換するための変換器段と、変換器段からのエネルギーをフィルタにかけ、それを蓄積するための直流リンク段と、各々が電気的に並列に直流リンク段と接続されている第１のインバータおよび第２のインバータを含むインバータ段とを有する。変換器段は、交流電源と電気的に接続可能となるように構成されている。直流リンク段は、変換器段と電気的に接続されている。第１のインバータは、直流電圧を交流電圧に変換して第１の電動機に電力を供給するように構成されている。第２のインバータは、直流電圧を交流電圧に変換して第２の電動機に電力を供給するように構成されている。第１のインバータは、第２のインバータとは実質的に独立に動作するように構成されている。
【０００８】
本発明のさらに別の実施形態は、複数の圧縮機を有する冷却機システム用の変速駆動装置を対象としている。この変速駆動装置は、変換器部分、直流リンク部分およびインバータ部分を有する。変換器部分は、交流電圧を直流電圧に変換し、かつ交流電源と電気的に接続可能となるように構成されている。直流リンク部分は、変換器部分からのエネルギーをフィルタにかけ且つ蓄積し、かつ変換器部分と電気的に接続されている直流バスを有する。インバータ部分は、電気的に並列に直流リンク部分と接続されている複数のインバータを含む。これら複数のインバータの各インバータは、直流電圧を交流電圧に変換して対応する圧縮電動機に電力を供給するように構成されており、またこれら複数のインバータの各インバータは、これら複数のインバータの他のインバータとは実質的に独立に動作するように構成されている。
【０００９】
本発明の１つの利点は、複数の負荷に電力を供給することができることである。
本発明の別の利点は、複数の冷却回路のシステムにおいて、最小限の追加費用で高度の信頼性が提供されることである。
【００１０】
本発明のさらに別の利点は、電動機のうちの１個で障害が起こった場合に、システム内の残りの電動機に対する電力を維持することができることである。
本発明の他の特徴および利点は、好ましい実施形態についての以下のより詳細な説明を、本発明の原理を例によって示す添付図面と併せて考慮すれば明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
同じまたは同様の部分を指すために、可能な限り、図面を通して同じ参照番号を使用する。
図１は、本発明の適用例を一般的に示す。交流電源１０２が変速駆動装置（ＶＳＤ）１０４に給電し、ＶＳＤ１０４が複数の電動機１０６に電力を供給する。電動機１０６は、好ましくは冷却または冷却機システムの対応する圧縮機を駆動するために使用される（図３参照）。交流電源１０２は、その場所に存在する交流電力網システムまたは交流配電システムからＶＳＤ１０４に、単相または多相（たとえば３相）の固定電圧かつ固定周波数の交流電力を提供する。交流電源１０２は、対応する交流電力網に応じて、好ましくは５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの線周波数で２００Ｖ、２３０Ｖ、３８０Ｖ、４６０Ｖまたは６００Ｖの交流電圧、すなわち線間電圧をＶＳＤ１０４に供給することができる。
【００１２】
ＶＳＤ１０４は、特定の固定線間電圧および固定線周波数を有する交流電力を交流電源１０２から受け取り、どちらも特定の要件を満たすように変えることができる所望の電圧および所望の周波数で交流電力を電動機１０６の各々に提供する。好ましくは、ＶＳＤ１０４は、各電動機１０６の定格電圧および定格周波数よりも高い電圧および周波数ならびに低い電圧および周波数を有してもよい交流電力を電動機１０６の各々に提供することができる。別の実施形態では、ＶＳＤ１０４が、やはり各電動機１０６の定格周波数よりも高い周波数および低い周波数を提供することができるが、各電動機１０６の定格電圧と同じまたはそれより低い電圧しか提供することができない。電動機１０６は好ましくは誘導電動機であるが、可変速度で動作させることができるいかなるタイプの電動機も含むことができる。これらの誘導電動機は、２極、４極または６極を含めた任意の適当な極配置を有することができる。
【００１３】
図２は、ＶＳＤ１０４の一実施形態における構成要素のいくつかを概略的に示す。ＶＳＤ１０４は３つの段、すなわち、変換器段または整流器段２０２、直流リンク段２０４、および複数のインバータ２０６を有する出力段を有することができる。変換器２０２は、交流電源１０２からの固定線周波数かつ固定線間電圧の交流電力を直流電力に変換する。変換器２０２は、シリコン制御整流器を使用する場合にはゲーティングすることによって、またはダイオードを使用する場合には順方向にバイアスをかけることよってオンにすることだけができる電子スイッチからなる整流器配置とすることができる。あるいは、変換器２０２は、所望なら、制御直流電圧を生成し、正弦波となるように入力電流信号を成形するために、オンにもオフにもゲーティングすることができる電子スイッチからなる変換器配置とすることもできる。変換器２０２の変換器配置は、ブースト変換構成（直流電圧が、２×ＲＭＳ交流入力電圧の平方根に等しい値から、２×ＲＭＳ交流入力電圧の平方根よりも大きい値へと変わる）、バック変換構成（直流電圧が、ゼロ（０）から２×ＲＭＳ交流入力電圧の平方根よりも小さい値へと変わる）、およびブースト／バック変換構造（直流電圧が、ゼロ（０）から２×ＲＭＳ交流入力電圧の平方根よりも大きくまたは小さくなり得る値へと変わる）を含めたいくつかの異なる構成を有することができる。変換器２０２の変換器配置は、交流電力を直流電力に整流することができるだけでなく、直流電力レベルを特定の値に制御することもできるという、整流器配置に勝る追加レベルの柔軟性を有する。直流リンク２０４は、変換器２０２からの直流電力にフィルタをかけ、蓄電器および／またはインダクタなどのエネルギー蓄積構成要素に提供する。最後に、インバータ２０６は、並列に直流リンク２０４に接続されており、各インバータ２０６は、直流リンク２０４からの直流電力を、対応する電動機１０６用の可変周波数かつ可変電圧の交流電力に変換する。
【００１４】
好ましい実施形態では、インバータ２０６に提供される共通の制御信号または制御命令に基づいて、各インバータ２０６が同じ所望の電圧および周波数の交流電力を対応する電動機に供給するように、インバータ２０６が制御システムによって一緒に制御される。別の実施形態では、各インバータ２０６に提供される別々の制御信号または制御命令に基づいて、各インバータ２０６が異なる所望の電圧および周波数の交流電力を対応する電動機１０６に供給することが可能となるように、インバータ２０６が制御システムによって個別に制御される。この能力により、ＶＳＤ１０４のインバータ２０６が、電動機１０６およびシステムの要求および負荷を、他の電動機１０６の要件および他のインバータ２０６に接続されているシステムの要件とは独立に、より効果的に満たすことが可能となる。たとえば、あるインバータ２０６が全電力をある電動機１０６に提供すると同時に、別のインバータ２０６が半分の電力を別の電動機１０６に提供することができる。インバータ２０６の制御は、どちらの実施形態においても、制御パネルまたは他の適切な制御デバイスによって行うことができる。
【００１５】
各電動機１０６がＶＳＤ１０４から電力を供給されるように、対応するインバータ２０６がＶＳＤ１０４の出力段にある。ＶＳＤ１０４が電力を供給できる電動機１０６の数は、ＶＳＤ１０４に組み込まれているインバータ２０６の数に依存している。好ましい実施形態では、並列に直流リンク２０４に接続され、対応する電動機１０６に電力を供給するために使用される、２個または３個のインバータ２０６をＶＳＤ１０４に組み込むことができる。ＶＳＤ１０４は２〜３個のインバータ２０６を有することが好ましいが、直流リンク２０４がインバータ２０６の各々に適当な直流電圧を提供し、それを維持することができるのであれば、４個以上のインバータ２０６を使用することもできることを理解されたい。
【００１６】
本発明の一実施形態においては、変換器２０２がダイオードまたはシリコン制御整流器（ＳＣＲ）を電力スイッチング機構として利用することができる。これらのダイオードおよびＳＣＲは、変換器２０２に大きな電流サージ能力および低い故障率を提供することができる。別の実施形態においては、ＶＳＤ１０４の入力電圧よりも大きいＶＳＤ１０４からの出力電圧を得るために、変換器２０２が、ブースト直流／直流変換器またはパルス幅変調ブースト整流器に結合されたダイオードまたはサイリスタ整流器を利用して、ブースト直流電圧を直流リンク２０４に提供することができる。高い信頼率および非常に低い故障率を示す受動デバイスである蓄電器およびインダクタで直流リンク２０４を構成することができる。インバータ２０６は、ワイヤボンド技術で相互接続されているパワートランジスタ、集積化バイポーラパワートランジスタ（ＩＧＢＴ）パワースイッチおよび逆ダイオードを含むことができる、パワーモジュールである。さらに、ＶＳＤ１０４のインバータ２０６が電動機１０６に適当な出力電圧および出力周波数を提供することができる限り、ＶＳＤ１０４は図２に示す上述のものとは異なる構成要素を組み込むことができることを理解されたい。
【００１７】
ワイヤボンドでは、小径のワイヤを使用して、インバータ２０６内のＩＧＢＴやダイオードなどパワーデバイスのシリコンチップ間の並列接続を提供するなどのために、ＶＳＤ１０４内の端子間および／またはシリコンチップ間の電気的接続を提供する。インバータ２０６または電動機１０６内で故障が生じた場合には、これらのワイヤボンドは意図的ではなく高速ヒューズと同様に作用し、インバータ２０６を直流リンク２０４から切り離すように動作する。損傷を受けた、または故障したインバータ２０６を直流リンク２０４から切り離すことにより、直流リンク２０４は故障せず、適当な直流電圧を残りのインバータ２０６に提供して残りのインバータ２０６が正常に動作することを可能にすることができる。
【００１８】
図４Ａおよび４Ｂは、ＶＳＤ１０４の一実施形態の回路図である。ＶＳＤ１０４のこの実施形態では、３相交流電源１０２からの入力線Ｌ１〜Ｌ３が回路遮断器４０２に接続されており、この回路遮断器４０２は、過大な電流、電圧または電力がＶＳＤ１０４に提供された場合に、ＶＳＤ１０４を交流電源１０２から切り離すことができる。回路遮断器４０２を、次いで任意選択の自動変圧器４０４に接続することができる。この自動変圧器４０４は、使用される場合、好ましくは交流電源１０２からの入力電圧を所望の入力電圧へと（高くまたは低く）調整するために使用される。線ごとのヒューズ４０６を使用して、その線における過大な電流に応答してＶＳＤ１０４のその入力位相または入力線を切り離すことができる。このＶＳＤの対応する線における電流を平滑化するために各線ごとのインダクタ４０８が使用される。次いで、インダクタ４０８各々の出力が、入力された交流電力の各位相を直流電力に変換するために変換器２０２内の対応するＳＣＲ４１０に提供される。変換器２０２は、ＳＣＲ４１０と、ＳＣＲ４１０のスイッチングを制御するための制御システムに通じる対応する接続とを用いた変換器構成を有する。ＳＣＲ４１０の各々は、一方の出力端子が直流バス４１２の正の端子またはレールに接続され、第２の出力端子が直流バス４１２の負の端子またはレールに接続されている。
【００１９】
ＳＣＲ４１０の出力端子には、直流リンク２０４が並列接続されている。この実施形態における直流リンク２０４は、直流電力にフィルタをかけ、直流バス４１２からのエネルギーを蓄積するための蓄電器および抵抗器を有する。また、直流バス４１２には、２個のインバータ部分２０６が接続されており、これらのインバータ部分２０６は、直流バス４１２上の直流電力を圧縮電動機用の３相交流電力に変換する。図４Ａおよび４Ｂに示す実施形態では、２個のインバータ部分またはインバータモジュール２０６が使用される。しかしながら、追加のインバータモジュール２０６を追加することができ、これら追加のインバータモジュール２０６は、図４Ｂに示すインバータモジュール２０６と同様の回路表現を有するはずである。これらのインバータモジュール２０６は、ＩＧＢＴパワースイッチと逆ダイオードを３組（出力相ごとに１組ずつ）含む。インバータモジュール２０６はまた、ＩＧＢＴパワースイッチのスイッチングを制御するための対応する制御接続を含む。
【００２０】
ＶＳＤ１０４は、電動機１０６の起動中に大きな突入電流が電動機１０６に到達するのを防ぐことができる。加えて、ＶＳＤ１０４のインバータ２０６は、交流電源１０２に約１の力率を有する電力を提供することができる。最後に、ＶＳＤ１０４は、電動機１０６が受け取った入力電圧と入力周波数の両方を調整することができるので、ＶＳＤ１０４を装備したシステムを、電動機１０６を異なる電源用に変更する必要なしに外国のおよび国内の様々な電力網上で動作させることが可能となる。
【００２１】
図３は、冷却システムに組み込まれた本発明の一実施形態を全体的に示す。図示されているように、ＨＶＡＣ、冷却システムまたは液体冷却機システム３００は、対応する冷却回路に組み込まれた２個の圧縮機を有するが、システム３００は、所望のシステム負荷を提供するために３個以上の冷却回路を有していてもよく、また対応する冷却回路用に２個以上の圧縮機を有していてもよいことを理解されたい。システム３００は、第１の圧縮機３０２、第２の圧縮機３０３、凝縮器構成３０８、膨張装置、水冷却機または蒸発器構成３１０および制御パネル３１２を含む。制御パネル３１２は、冷却システム３００の動作を制御するために、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、マイクロプロセッサ、不揮発性メモリおよびインターフェースボードを含むことができる。また、制御パネル３１２を使用して、ＶＳＤ１０４、電動機１０６ならびに圧縮機３０２および３０３の動作を制御することもできる。従来のＨＶＡＣ、冷却システムまたは液体冷却機システム３００は、図３には示されていない他の多くの機能を含んでいる。これらの機能は、説明を簡単にする目的で図面を簡略化するために意図的に省略されている。
【００２２】
圧縮機３０２および３０３は、冷媒蒸気を圧縮し、それを凝縮器３０８に供給する。圧縮機３０２および３０３は、好ましくは別々の冷却回路内で接続される、すなわち、圧縮機３０２および３０３によって出力される冷媒は混合されず、別々の回路内を進んでシステム３００を通り抜けてから、圧縮機３０２および３０３に再び入って別のサイクルを始める。これら別々の冷却回路では、対応する熱交換のために好ましくは単一の凝縮器筐体３０８および単一の蒸発器筐体３１０が使用される。これらの凝縮器筐体３０８および蒸発器筐体３１０は、仕切りにより、または対応する筐体もしくは別々のコイル配置を有する他の分割手段によって、冷却回路を別々に維持する。本発明の別の実施形態では、圧縮機３０２および３０３によって出力される冷媒を、単一の冷却回路に合流させて、システム３００を通り抜けてから、分離されて圧縮機３０２および３０３に再び入るようにすることができる。
【００２３】
圧縮機３０２および３０３は、好ましくはスクリュー圧縮機または遠心圧縮機であるが、これらの圧縮機は、往復圧縮機、スクロール圧縮機、回転圧縮機または他のタイプの圧縮機を含めた任意の適切なタイプの圧縮機でよい。圧縮機３０２および３０３の出力能力は、圧縮機３０２および３０３の動作速度に基づいており、この動作速度は、ＶＳＤ１０４のインバータ２０６によって駆動される電動機１０６の出力速度に依存している。凝縮器３０８に供給される冷媒蒸気は、流体、たとえば空気または水と熱交換関係に入り、その流体との熱交換関係の結果、相変化して冷媒液になる。凝縮器３０８からの凝縮された液体冷媒は、対応する膨張装置を通って蒸発器３１０へと流れる。
【００２４】
蒸発器３１０は、冷却負荷１３０の供給配管および戻り配管用の接続を含むことができる。２次液は、好ましくは水であるが、任意の適切な他の２次液、たとえば、エチレン、塩化カルシウムブラインまたは塩化ナトリウムブラインでもよく、戻り配管を通って蒸発器３１０に入り、供給配管を通って蒸発器３１０から出る。蒸発器３１０内の液体冷媒は、この２次液と熱交換関係に入って２次流体の温度を冷ます。蒸発器３１０内の冷媒液は、この２次流体との熱交換関係の結果、相変化して冷媒蒸気になる。次いで、蒸発器３１０内の蒸気冷媒が圧縮機３０２および３０３に戻って、そのサイクルを完了する。凝縮器３０４および蒸発器３０６における冷媒の適当な相変化が得られるのであれば、凝縮器３０８および蒸発器３１０のいかなる適切な構成もシステム３００内で使用することができることを理解されたい。
【００２５】
好ましくは、制御パネル、マイクロプロセッサ、または制御器は、制御パネルが受け取る特定のセンサ読取り値に応じて、ＶＳＤ１０４および電動機１０６の最適な動作設定が提供されるように、ＶＳＤ１０４の動作、特にインバータ２０６（および場合によってはモータ１０６）の動作を制御するための制御信号をＶＳＤ１０４に提供することができる。たとえば、図３の冷却システム３００においては、制御パネル３１２が、冷却システム３００内での変化する条件に対応するようにインバータ２０６からの出力電圧および出力周波数を調整することができる、すなわち、制御パネル３１２は、電動機１０６の所望の動作速度ならびに圧縮機３０２および３０３の所望の能力を得るために、圧縮機３０２および３０３にかかる負荷条件の増大または減少に応答して、ＶＳＤ１０４のインバータ２０６の出力電圧および出力周波数を増大させるまたは減少させることができる。
【００２６】
本発明を好ましい実施形態に関して説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を加えることができ、また本発明の要素を等価物に置き換えることができることが当業者には理解されるであろう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの改変を加えることができる。したがって、本発明は、本発明を実施するための企図された最良の形態として開示されている特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内にあるすべての実施形態を含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一般的な適用を示す図である。
【図２】本発明の変速駆動装置を示す概略図である。
【図３】冷却システムまたは冷却機システムで使用される本発明の一実施形態を示す図である。
【図４Ａ】本発明の変速駆動装置の一実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の変速駆動装置の図４Ａと同じ実施形態を示す図である。
【図１】
2007525939.tif 000003
【図２】
2007525939.tif 000004
【図３】
2007525939.tif 000005
【図４Ａ】
2007525939.tif 000006
【図４Ｂ】
2007525939.tif 000007
【国際調査報告】
2007525939.tif 000008
2007525939.tif 000009