(57)【要約】【課題】周波数指示の通信プロトコルを合わせることが必要という課題を有していた室内機と室外機を開発する必要があるといった課題を有していた制御装置を簡易に提供すること。【解決手段】運転信号を送出するN本の運転指令信号回路９からのスタティックな運転信号の組み合わせから所定の周波数を周波数変換装置１へ指示し、圧縮機電動機２を（２＊N−１）だけの段階的な周波数運転することにより、通信回路１０が簡易なり、制御装置の構成が簡易となる。【選択図】図１
2005261068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を駆動する周波数変換装置を有する電力変換装置であって、外部からの運転指令信号入力としてそれぞれ独立したN入力だけもち、そのN入力の組み合わせに対応し、所定の安定運転周波数として、
（２  ＊  N  −  １  ）
以上の運転周波数を保有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
周波数変換装置における負荷として圧縮機電動機を用いることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
周波数変換装置の負荷が圧縮機電動機であって、その圧縮機に対して保護機能を有することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
周波数変換装置において、安定運転周波数以外に圧縮機の停止状態から安定周波数運転にいたるまでの起動状態において、時間に依存して加速をおこなう運転状態を具備することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
請求項１記載の電力変換装置を有することを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ駆動用インバータ装置などに関する電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえばこの種のインバータ型の電力変換装置は、何らかの周波数指示を受けて供給電力を高い周波数もしくは低い周波数に連続的に変換している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来の電力変換装置を具備した空気調和機の構成を示すものである。図４に示すように電力変換装置を具備した空気調和機は、周波数変換装置（インバータ）１と、圧縮機電動機（コンプレッサー電動機）２と、エアコン室外機ユニット３と、シリアル通信回路４と、エアコン室内機５と、シリアル通信回路６と、通信手段７から構成されている。
【特許文献１】特開２００１−５６１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、周波数変換装置１における室内機５においてサーモスタットなどにより決定された圧縮機電動機２の運転周波数指示をつねにシリアル通信回路６を介して、指示を受け圧縮機電動機２の運転を行なっていたために、複雑なシリアル通信回路４、６および通信プロトコルを必要とし、空気調和機の室内機５と室外機３の双方に対して通信プロトコルを合わせた設計開発が必要という課題を有し、個別の室内機５と室外機３を開発する必要があるといった課題を有していた。また、周波数変換装置を具備しない、いわゆる一定速度の圧縮機を搭載した空気調和機では、室内機からのオン、オフ信号に基づいて運転することが可能で、通信回路などを簡易に構成できるが、圧縮機の運転周波数が電源周波数（たとえば、５０／６０Ｈｚ）に同期して運転されるために、空気調和機の能力に合わせた圧縮機を搭載する必要があった。このために、空気調和機の能力に合わせた圧縮機を用意したり、また大能力の空気調和機においては、大型の圧縮機を搭載する必要があり、空気調和機の室外機が大型化するといった課題を要していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、特に通信に限定されることもなく室内機および室外機からなる空気調和機などの任意の組み合わせを容易に実現でき、また同一の圧縮機で能力展開が容易となるとともに、小型の空気調和機を実現できる電力変換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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電力変換装置は、電動機を駆動する周波数変換装置を有する電力変換装置であって、外部からの運転指令信号入力としてそれぞれ独立したN本の入力をもち、そのN入力の組み合わせに対応し、あらかじめ所定の安定運転周波数として、
（２  ＊  N  −  １  ）
以上の運転周波数を保有するようにしたものである。
【０００７】
これによって、室内機および室外機からなる空気調和機などの任意の組み合わせを容易に実現できる電力変換装置を安価にかつ容易に提供することができる。また、電源周波数から周波数変換をおこなうことにより、同一の圧縮機を種々の周波数で運転することができ、任意の圧縮機能力を実現でき、特に空気調和機の室外機の小型化を実現できるもので
ある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電力変換装置は、室内機および室外機からなる空気調和機などの任意の組み合わせを容易に実現できる電力変換装置を安価にかつ容易に実現でき、また、同一の圧縮機を種々の周波数で運転することができ、任意の圧縮機能力を実現できるものである。さらに、空気調和機の室外機の小型化・軽量化を実現するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、電動機を駆動する周波数変換装置を有する電力変換装置であって、外部からの運転指令信号入力としてそれぞれ独立したN入力だけもち、そのN入力の組み合わせに対応し、所定の安定運転周波数として、
（２  ＊  N  −  １  ）
以上の運転周波数を保有することすることにより、専用のシリアル通信回路および通信プロトコルをもつことなく、簡単かつ汎用的なオン、オフ通信手段でを実現することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の周波数変換装置における負荷として圧縮機電動機を用いることを特徴とすることにより、一定速の空気調和機構成および圧縮機でありながら、圧縮機の運転周波数変更が可能となり、室内機および室外機からなる空気調和機などの任意の組み合わせを容易に実現できる電力変換装置を安価にかつ容易に実現できるとともに、同一の圧縮機を種々の周波数で運転することができ任意の圧縮機能力を実現できるとともに、空気調和機の室外機の小型化を実現することができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第２の発明の周波数変換装置の負荷が圧縮機電動機であって、その圧縮機に対して保護機能を有することにより、空気調和機の室外機の過熱異常時などにおいても圧縮機運転および保護機能を適切に実現することが可能となり、信頼性の高い空気調和機および電力変換装置を提供することができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１の発明の周波数変換装置において、安定運転周波数以外に圧縮機の停止状態から安定周波数運転にいたるまでの起動加速状態において、時間に依存して加速をおこなう運転状態を具備とすることにより、特別な起動用回路が不要となるとともに、圧縮機のオイルなどの循環に起因する信頼性の課題を解決することが可能となり、信頼性を高めることができる。
【００１３】
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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電力変換装置の構成図を示すものであり、本電力変換装置を空気調和機に適用した実施例で説明をおこなう。
【００１５】
図１において、８は外部の制御装置における運転信号を送出するリレー回路９からのＮ本の運転信号１０を受ける制御回路であり、周波数変換装置（インバータ装置）１に対して、所定の運転周波数の指示をおこない、あらかじめ定められた運転周波数で圧縮機電動機２を駆動している。ここで、リレー回路９は２つのリレー回路９ａと９ｂから構成されている。１３は周波数変換装置１と制御回路８とを内部に備えたエアコン室外機ユニットである室外機である。
【００１６】
以上のように構成された電力変換装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００１７】
まず、外部の制御装置における運転信号を送出するリレー回路９からのスタティックな運転信号（たとえば、サーモスタット動作）の組み合わせで所定の周波数を周波数変換装置（インバータ装置）１へ指示し、圧縮機電動機２に対して段階的な周波数運転をおこなう。
【００１８】
図２は本発明の第１の実施の形態における電力変換装置の動作波形図である。図２において、２つのリレー回路９ａ、９ｂから構成され２系統の運転信号から、３つの周波数変換周波数（圧縮機運転周波数）を実現したものである。具体的に説明すると、リレー回路９ａからの信号を運転停止指示信号１とし、リレー回路９ｂからの信号を運転停止指示信号２とする。今、リレー回路９ａがオフとなり運転停止指示信号１が停止しており、リレー回路９ｂがオンとなり運転停止指示信号２が運転状態の時、圧縮機電動機２の運転周波数は安定運転周波数１となる。次に、リレー回路９ａがオンとなり運転停止指示信号１が運転状態となり、リレー回路９ｂがオフとなり運転停止指示信号２が停止状態の時、圧縮機電動機２の運転周波数は安定運転周波数２となる。さらに、リレー回路９ａがオンを継続させ運転停止指示信号１が運転状態を継続している時、リレー回路９ｂがオンとなり運転停止指示信号２が運転状態になると、圧縮機電動機２の運転周波数は安定運転周波数３となり、３種類の運転周波数を実現している。
【００１９】
以上のように、本実施の形態においては独立したN入力の運転指令信号入力とそのN入力の組み合わせに対応し、所定の安定運転周波数として、
（２  ＊  N  −  １  ）
以上の運転周波数を保有することにより、簡易に電力変換装置の周波数出力を設定することが可能となり、室内機および室外機からなる空気調和機などの任意の組み合わせを容易に実現できる電力変換装置を安価にかつ容易に実現することができる。また、室内機からの通信プロトコルによる周波数指示を行わないために、いわゆる一定速度の空気調和機においても、同一の圧縮機を種々の周波数で運転することができ、同一の圧縮機での圧縮機能力を実現できるものである。また、小型圧縮機の高速運転により、空気調和機の室外機の小型化・軽量化を実現するものである。
【００２０】
また、本実施の形態では、外部の制御装置における運転信号を送出するリレー回路９ａ、９ｂを異なる室内機に各々内蔵することにより、いわゆるマルチエアコンに対応した圧縮機の周波数運転を簡易に実現できる構成となり、室内機および室外機をからなる空気調和機などの任意の組み合わせを容易に実現できる電力変換装置を安価にかつ容易に実現することもできる。また、とくに運転信号を送出するリレー回路が、別構成の制御装置により構成される必要はなく、周波数変換装置と一体で構成されてもよい。
【００２１】
また、本実施の形態における周波数変換機における圧縮機駆動において、圧縮機温度検出手段（サーミスタなど）１１や過電流検出手段（図示せず）をもうけ、周波数変換装置１において圧縮機保護を実現したことにより、信頼性の高い空気調和機を実現できるものである。
【００２２】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態の圧縮機の起動時における特性図である。
【００２３】
まず、外部の制御装置における運転信号を送出するリレー回路９からのスタティックな運転信号（たとえば、サーモスタット動作）の組み合わせで所定の周波数を周波数変換装置（インバータ装置）１へ指示し、圧縮機電動機２に対して段階的な周波数運転をおこなうが、図３に示すように、周波数変換装置１は、停止状態から徐々に目標とする安定運転周波数に向かって、加速運転をおこなう。この周波数加速率は、空気調和機の冷凍サイク
ルや環境状態により適切に選択されるべきものであるが、いずれにしても徐々に加速をおこなうとにより、圧縮機における冷凍機オイルの循環を行い信頼性を高めるものである。
【００２４】
また、周波数加速における加速率は、階段状にいくつかの周波数を設定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように、本発明にかかる電力変換装置は、室内機および室外機とからなる空気調和機などの任意の組み合わせを容易に実現できる電力変換装置を安価にかつ容易に実現でき、また、同一の圧縮機を種々の周波数で運転することができ任意の圧縮機能力の調整ができ、空気調和機の室外機の小型化・軽量化が可能となるので、空気調和機や冷蔵庫や換気扇や洗濯機等のモータ駆動装置一般の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１における電力変換装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における電力変換装置の運転状態を示す波形図
【図３】本発明の実施の形態２におけるは電力変換装置の運転状態を示す波形図
【図４】従来の電力変換装置を搭載した空気調和機の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００２７】
１  周波数変換装置
２  圧縮機電動機
９  リレー回路
１０  運転指示信号
１１  圧縮機温度検出手段
【図１】
2005261068.tif 000003
【図２】
2005261068.tif 000004
【図３】
2005261068.tif 000005
【図４】
2005261068.tif 000006