(57)【要約】【課題】電圧異常発生時に適切な制御が行える冷却装置の制御方法を提供する。【解決手段】インバータエアコンの制御回路１において、圧縮機駆動モータ１４に電源を供給する圧縮機用インバータ１２と、ファン駆動モータ１８に電源を供給するファン用インバータ１６には、共通した直流電圧Ｖｃが入力する。不足電圧発生の判定を行う電圧閾値として圧縮機用に閾値Ｖｃｔ１、ファン用に閾値Ｖｆｔ１を、また、過電圧発生の判定を行う電圧閾値として圧縮機用に閾値Ｖｃｔ２、ファン用に閾値Ｖｆｔ２を、それぞれ設定する。正常な状態ではＶｆｔ１＜Ｖｃｔ１＜Ｖｃ＜Ｖｆｔ２＜Ｖｃｔ２の関係がある。直流電圧Ｖｃが閾値Ｖｆｔ１または閾値Ｖｆｔ２に達するとファンを停止し、直流電圧Ｖｃが閾値Ｖｃｔ１または閾値Ｖｃｔ２に達すると圧縮機を停止させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機を駆動する圧縮機駆動モータ（１４）に電力を供給する圧縮機用インバータ（１２）と、
ファンを駆動するファン駆動モータ（１８）に電力を供給するファン用インバータ（１６）と
を備え、
前記圧縮機用インバータとファン用インバータとには共通の直流電圧（Ｖｃ）が入力する冷却装置に対して、
前記直流電圧がファン用高電圧閾値（Ｖｆｔ２）よりも大きくなった場合には、前記ファン用インバータを停止させ（１０２）、
前記直流電圧が圧縮機用高電圧閾値（Ｖｃｔ２）よりも大きくなった場合には、前記圧縮機用インバータを停止させ（１０４）、
前記ファン用高電圧閾値は前記圧縮機用高電圧閾値よりも低い、冷却装置の制御方法。
【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機を駆動する圧縮機駆動モータ（１４）に電力を供給する圧縮機用インバータ（１２）と、
ファンを駆動するファン駆動モータ（１８）に電力を供給するファン用インバータ（１６）と
を備え、
前記圧縮機用インバータとファン用インバータとには共通の直流電圧（Ｖｃ）が入力する冷却装置に対して、
前記直流電圧が圧縮機用低電圧閾値（Ｖｃｔ１）よりも小さくなった場合には、前記圧縮機用インバータを停止させ（１０６）、
前記直流電圧がファン用低電圧閾値（Ｖｆｔ１）よりも小さくなった場合には、前記ファン用インバータを停止させ（１０８）、
前記ファン用低電圧閾値は前記圧縮機用低電圧閾値よりも低い、冷却装置の制御方法。
【請求項３】
前記直流電圧がファン用高電圧閾値（Ｖｆｔ２）よりも大きくなった場合には前記ファン用インバータ（１６）を停止させ（１０２）、
前記直流電圧が圧縮機用高電圧閾値（Ｖｃｔ２）よりも大きくなった場合には前記圧縮機用インバータ（１２）を停止させ（１０４）、
前記ファン用高電圧閾値は前記圧縮機用高電圧閾値よりも低い、請求項２記載の冷却装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のインバータの異常電圧保護技術に関し、例えば冷却装置の圧縮機用インバータとファン用インバータとを保護する際に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、圧縮機駆動モータで駆動される圧縮機とファン駆動モータで駆動されるファンとを備え、圧縮機駆動モータとファン駆動モータとは、それぞれ圧縮機用インバータとファン用インバータとから電力が供給される冷却装置が、例えば空気調和機として提案されている。
【０００３】
そしてこれらの二つのインバータが、直流電源に対して並列に接続され、直流電源から供給される直流電圧を入力して交流に変換する技術が例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−１４１４５０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、様々な原因で両インバータに過電圧が掛かったり、逆に電圧が低下して不足電圧が生じるといった電圧異常が生じることがある。このような場合には、例えばモータを停止させることが望ましい。
【０００６】
但し、ファン駆動モータと圧縮機駆動モータとではそれぞれ使用される目的が異なるため、ファン駆動モータと圧縮機駆動モータとを同時に停止させる必要がなく、冷却装置の運転を継続させることができる場合がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電圧異常発生時におけるインバータの制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の態様は、冷媒を圧縮する圧縮機を駆動する圧縮機駆動モータ（１４）に電力を供給する圧縮機用インバータ（１２）と、ファンを駆動するファン駆動モータ（１８）に電力を供給するファン用インバータ（１６）とを備え、前記圧縮機用インバータとファン用インバータとには共通の直流電圧（Ｖｃ）が入力する冷却装置の制御方法である。前記直流電圧がファン用高電圧閾値（Ｖｆｔ２）よりも大きくなった場合には前記ファン用インバータを停止させ（１０２）、前記直流電圧が圧縮機用高電圧閾値（Ｖｃｔ２）よりも大きくなった場合には前記圧縮機用インバータを停止させる（１０４）。前記ファン用高電圧閾値は前記圧縮機用高電圧閾値よりも低い。
【０００９】
この発明の第２の態様は、冷媒を圧縮する圧縮機を駆動する圧縮機駆動モータ（１４）に電力を供給する圧縮機用インバータ（１２）と、ファンを駆動するファン駆動モータ（１８）に電力を供給するファン用インバータ（１６）とを備え、前記圧縮機用インバータとファン用インバータとには共通の直流電圧（Ｖｃ）が入力する冷却装置の制御方法である。前記直流電圧が圧縮機用低電圧閾値（Ｖｃｔ１）よりも小さくなった場合には前記圧縮機用インバータを停止させ（１０６）、前記直流電圧がファン用低電圧閾値（Ｖｆｔ１）よりも小さくなった場合には、前記ファン用インバータを停止させる（１０８）。前記ファン用低電圧閾値は前記圧縮機用低電圧閾値よりも低い。
【００１０】
この発明の第３の態様は、第１の態様にかかる冷却装置の制御方法であって、前記直流電圧がファン用高電圧閾値（Ｖｆｔ２）よりも大きくなった場合には前記ファン用インバータ（１６）を停止させ（１０２）、前記直流電圧が圧縮機用高電圧閾値（Ｖｃｔ２）よりも大きくなった場合には、前記圧縮機用インバータ（１２）を停止させる（１０４）。前記ファン用高電圧閾値は前記圧縮機用高電圧閾値よりも低い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態にかかる制御方法が適用可能なインバータエアコンの室外機１の電気的構成を例示する回路図である。
【００１２】
この室外機１は三相交流電源２にスイッチ４を介して接続される。ダイオードモジュール６はスイッチ４を介して三相交流を入力し、これを全波整流して出力する。ダイオードモジュール６から出力された、リップル分を含む直流は、ローパスフィルタ９によって平滑化される。
【００１３】
ローパスフィルタ９は例えばチョークインプット型であり、リアクタ８と平滑コンデンサ１０とを有している。リアクタ８と平滑コンデンサ１０とはそれぞれの一端を介して直列に接続され、リアクタ８の他端はダイオードモジュール６の高圧側（ダイオードモジュール６を構成するダイオードのカソード側）に接続され、平滑コンデンサ１０の他端はダイオードモジュール６の低圧側（ダイオードモジュール６を構成するダイオードのアノード側）に接続される。ローパスフィルタ９の出力は、平滑コンデンサ１０の両端に現れる直流電圧Ｖｃとして得られる。
【００１４】
圧縮機用インバータ１２、ファン用インバータ１６は、いずれも直流電圧Ｖｃを入力として三相交流に変換して出力する。これらの三相交流を受けて圧縮機駆動モータ１４及びファン駆動モータ１８が回転する。
【００１５】
直流電圧Ｖｃは電圧計測手段２８によって計測され、その結果が冷媒制御用マイクロコンピュータ２９に伝達される。冷媒制御用マイクロコンピュータ２９は、後述する判断基準に従って、インバータ制御用マイクロコンピュータ３１，３３に対してそれぞれ圧縮機用インバータ１２及びファン用インバータ１６の運転／停止を個別に指令する。
【００１６】
インバータ制御用マイクロコンピュータ３１は冷媒制御用マイクロコンピュータ２９の指示に従って、スイッチング制御回路３０を制御し、スイッチング制御回路３０はファン用インバータ１２を構成するスイッチング素子（例えばトランジスタ）のオン／オフを制御する信号２４を出力する。つまりインバータ制御用マイクロコンピュータ３１は、ファン用インバータ１２の動作（停止をも含む）を制御する。
【００１７】
インバータ制御用マイクロコンピュータ３３は冷媒制御用マイクロコンピュータ２９の指示に従って、スイッチング制御回路３２を制御し、スイッチング制御回路３２は圧縮機用インバータ１６を構成するスイッチング素子（例えばトランジスタ）のオン／オフを制御する信号２６を出力する。つまりインバータ制御用マイクロコンピュータ３３は、圧縮機用インバータ１６の動作（停止をも含む）を制御する。
【００１８】
例えばダイオードモジュール６、ローパスフィルタ９、圧縮機用インバータ１２、スイッチング制御回路３０、インバータ制御用マイクロコンピュータ３１は、圧縮機制御用基板Ｐ１において設けられる。またファン用インバータ１６、スイッチング制御回路３２、インバータ制御用マイクロコンピュータ３３は、ファン制御用基板Ｐ２において設けられる。また電圧計測手段２８と、冷媒制御用マイクロコンピュータ２９とは冷媒制御用基板Ｐ３において設けられる。
【００１９】
冷媒制御用マイクロコンピュータ２９には、圧縮機用インバータ１２を保護するための閾値として、不足電圧発生の判定用及び過電圧発生の判定用に、それぞれ圧縮機用低電圧閾値Ｖｃｔ１及び圧縮機用高電圧閾値Ｖｃｔ２（＞Ｖｃｔ１）とが記憶されている。またファン用インバータ１６を保護するための閾値として、不足電圧発生の判定用及び過電圧発生の判定用に、それぞれファン用低電圧閾値Ｖｆｔ１及びファン用高電圧閾値Ｖｆｔ２（＞Ｖｆｔ１）とが記憶されている。
【００２０】
次に、具体的な保護の手順について説明する。まず直流電圧Ｖｃが過電圧となった場合の制御方法について説明する。過電圧となる一つの原因として、ファンの回転数が外気の風量によって上昇することが挙げられる。ファン駆動モータ１８からインバータへの回生電圧が過電圧の原因となるのである。このような場合にはファンを停止すれば過電圧が解消されると考えられ、圧縮機を停止する必要はなく、圧縮機の運転を継続させることが望ましい。
【００２１】
よって直流電圧Ｖｃが上昇傾向にある場合に、圧縮機駆動モータ１４の停止に先立って、ファン駆動モータ１８を停止する制御を行う。具体的には例えば、圧縮機用高電圧閾値Ｖｃｔ２よりもファン用高電圧閾値Ｖｆｔ２を低く設定する。ファン用高電圧閾値Ｖｆｔ２よりも直流電圧Ｖｃが高い場合には冷媒制御用マイクロコンピュータ２９がインバータ制御用マイクロコンピュータ３３に対して、ファン用インバータ１６の運転を停止させる制御を行う。これによりファン駆動モータ１８は停止し、外気の風量や風向に変化がなければ、過電圧が解消される方向へと状態が遷移する。
【００２２】
そして過電圧が解消されれば、すなわち直流電圧Ｖｃがファン用高電圧閾値Ｖｆｔ２以下となれば、冷媒制御用マイクロコンピュータ２９がインバータ制御用マイクロコンピュータ３３に対して、ファン用インバータ１６の運転を再開させる制御を行う。
【００２３】
直流電圧Ｖｃが更に圧縮機用高電圧閾値Ｖｃｔ２よりも高い場合には、冷媒制御用マイクロコンピュータ２９がインバータ制御用マイクロコンピュータ３３に対して、ファン用インバータ１６の運転を停止させる他、圧縮機用インバータ１２の運転を停止させる制御をも行う。
【００２４】
次に直流電圧Ｖｃが不足電圧となった場合の制御方法について説明する。不足電圧となる一つの原因として、交流電源２の電圧変動が挙げられる。この場合には、圧縮機を停止することが望ましいが、ファンの停止による冷媒の圧力上昇を防ぐため、ファンが停止している状態では圧縮機も停止していることが望ましい。よって圧縮機用低電圧閾値Ｖｃｔ１よりもファン用高電圧閾値Ｖｆｔ１を低く設定し、直流電圧Ｖｃが圧縮機用低電圧閾値Ｖｃｔ１よりも低い場合には冷媒制御用マイクロコンピュータ２９がインバータ制御用マイクロコンピュータ３１に対して、圧縮機用インバータ１２の運転を停止させる制御を行う。これによりファン駆動モータ１８が駆動している状態でまず圧縮機駆動モータ１４が停止し、その後に交流電源２の電圧が復帰すれば、不足電圧が解消される方向へと状態が遷移する。
【００２５】
もちろん、直流電圧Ｖｃが更に低く、ファン用低電圧閾値Ｖｆｔ１よりも低い場合には、冷媒制御用マイクロコンピュータ２９がインバータ制御用マイクロコンピュータ３３に対して、ファン用インバータ１６の運転を停止させる制御を行う。これによりファン駆動モータ１８は停止する。
【００２６】
図２は図１に示された室外機１における電圧保護の動作を例示するフローチャートであり、上記の保護の手順を示す。ステップ１０１において直流電圧Ｖｃがファン用高電圧閾値Ｖｆｔ２よりも大きいか否かが判断される。大きいと判断されれば、ファン用インバータ１６にとっては直流電圧Ｖｃが過電圧であるとして、ステップ１０２へ進んでファン用インバータ１６が停止する（ファンの停止）。そしてステップ１０３に進み、直流電圧Ｖｃが圧縮機用高電圧閾値Ｖｃｔ２よりも大きいか否かが判断される。大きいと判断されれば圧縮機用インバータ１２にとっても直流電圧Ｖｃが過電圧であるとして、ステップ１０４へ進んで圧縮機用インバータ１２が停止する（圧縮機の停止）。
【００２７】
ステップ１０３において、直流電圧Ｖｃが圧縮機用高電圧閾値Ｖｃｔ２以下であると判断されれば、冷媒制御用マイクロコンピュータ２９から圧縮機を停止する指令は改めて出力されず、ステップ１０１へと処理が戻る。
【００２８】
ステップ１０１において、直流電圧Ｖｃがファン用高電圧閾値Ｖｆｔ２以下であると判断されれば、ステップ１０５へと進み、直流電圧Ｖｃが圧縮機用低電圧閾値Ｖｃｔ１よりも小さいか否かが判断される。小さいと判断されれば、圧縮機用インバータ１２にとっては直流電圧Ｖｃが不足電圧であるとして、ステップ１０６へ進んで圧縮機用インバータ１２が停止する（圧縮機の停止）。そしてステップ１０７に進み、直流電圧Ｖｃがファン用低電圧閾値Ｖｆｔ１よりも小さいか否かが判断される。小さいと判断されればファン用インバータ１６にとっても直流電圧Ｖｃが不足電圧であるとして、ステップ１０８へ進んでファン用インバータ１６が停止する（ファンの停止）。その後、処理はステップ１０１へと戻る。
【００２９】
ステップ１０７において、直流電圧Ｖｃがファン用低電圧閾値Ｖｆｔ１以上であると判断されれば、冷媒制御用マイクロコンピュータ２９から改めてファンを停止する指令が出力されず、ステップ１０１へと処理が戻る。
【００３０】
以上のようにステップ１０１，１０２，１０３、１０４は過電圧に対する制御であり、ステップ１０５，１０６，１０７，１０８は不足電圧に対する制御である。これらは独立して行うことができる。すなわち、不足電圧の判定のみ圧縮機用インバータとファン用インバータとで異なる電圧閾値としたり、過電圧の判定のみ圧縮機用インバータとファン用インバータとで異なる電圧閾値としてもよい。
【００３１】
またフローチャートは必ずしも図２に示されるように過電圧に対する制御を不足電圧に対する制御に先行させる必要はなく、図３に示されるように不足電圧に対する制御を過電圧に対する制御に先行させてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
この発明の第１の態様によれば、ファンからの回生電圧による過電圧に対する保護をまず行うことにより、圧縮運転を停止させることなく過電圧を解消する方向に冷却装置の状態を遷移させる。
【００３３】
この発明の第２の態様によれば、ファンが停止している状態では圧縮機も停止させ、ファンの停止による冷媒の圧力上昇を防ぐ。
【００３４】
この発明の第３の態様によれば、ファンからの回生電圧による過電圧に対する保護をまず行うことにより、圧縮運転を停止させることなく過電圧を解消する方向に冷却装置の状態を遷移させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる室外機の電気的構成を例示する回路図である。
【図２】本発明の実施の形態の動作を例示するフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態の動作を例示するフローチャートである。
【符号の説明】
１２  圧縮機用インバータ
１４  圧縮機駆動モータ
１６  ファン用インバータ
１８  ファン駆動モータ
２９  冷媒制御用マイクロコンピュータ
３１，３３  インバータ制御用マイクロコンピュータ
Ｖｃ  電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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