(57)【要約】【課題】負荷トルクが大きくても慣性によるトルクを利用してレシプロ式圧縮機の起動を失敗することなく運転できしかも構成が簡単で安価なレシプロ式圧縮機の制御装置及び制御方法。【解決手段】永久磁石を回転子に有し且つレシプロ式圧縮機１３を駆動するための同期モータ１３１と、同期モータ１３１を駆動するためのインバータ回路１２と、インバータ回路１２を制御するための制御部１４とを備え、制御部１４は、同期モータ１３１を起動する時に、インバータ回路１２に対して、負荷トルクの最大値を超えない値のモータトルクで同期モータ１３１を逆回転させるための逆回転指令を所定時間付与し、所定時間経過後、同期モータ１３１を正回転させるための正回転指令を付与する起動制御部１４５を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を回転子に有し且つレシプロ式圧縮機を駆動するための同期モータと、
前記同期モータを駆動するためのインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御するための制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記同期モータを起動する時に、前記インバータ回路に対して、負荷トルクの最大値を超えない値のモータトルクで前記同期モータを逆回転させるための逆回転指令を所定時間付与し、前記所定時間経過後、前記同期モータを正回転させるための正回転指令を付与する起動制御部を有することを特徴とするレシプロ式圧縮機の制御装置。
【請求項２】
前記起動制御部は、前記逆回転指令と前記正回転指令との間に、前記同期モータを停止させるための停止指令を設けることを特徴とする請求項１記載のレシプロ式圧縮機の制御装置。
【請求項３】
前記起動制御部は、Ｘ軸方向を０ラジアンとしモータ回転子の回転中心を中心に反時計方向にモータ回転子角度を設定した場合に、前記逆回転指令を前記所定時間付与することにより、前記同期モータの起動時におけるモータ回転子角度位置をπ〜３π／２の位置に移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレシプロ式圧縮機の制御装置。
【請求項４】
永久磁石を回転子に有し且つレシプロ式圧縮機を駆動するための同期モータをインバータ回路により駆動する駆動ステップと、
前記インバータ回路を制御するための制御ステップとを備え、
前記制御ステップは、前記同期モータを起動する時に、前記インバータ回路に対して、負荷トルクの最大値を超えない値のモータトルクで前記同期モータを逆回転させるための逆回転指令を所定時間付与し、前記所定時間経過後、前記同期モータを正回転させるための正回転指令を付与する起動制御ステップを有することを特徴とするレシプロ式圧縮機の制御方法。
【請求項５】
前記起動制御ステップは、前記逆回転指令と前記正回転指令との間に、前記同期モータを停止させるための停止指令を設けることを特徴とする請求項４記載のレシプロ式圧縮機の制御方法。
【請求項６】
前記起動制御ステップは、Ｘ軸方向を０ラジアンとしモータ回転子の回転中心を中心に反時計方向にモータ回転子角度を設定した場合に、前記逆回転指令を前記所定時間付与することにより、前記同期モータの起動時におけるモータ回転子角度位置をπ〜３π／２の位置に移動させることを特徴とする請求項４又は請求項５記載のレシプロ式圧縮機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レシプロ式圧縮機（往復式圧縮機）の制御装置及び制御方法に関し、特に、レシプロ式圧縮機の起動時に逆回転指令を与える制御を行なうレシプロ式圧縮機の制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レシプロ式圧縮機は、冷凍冷蔵庫などで使用されており、このレシプロ式圧縮機の駆動モータには、高効率である回転子に永久磁石を有する同期モータが多く使用されている。
【０００３】
レシプロ式圧縮機は、その構造上、冷媒ガスの吸入行程では負荷トルクが小さいが、冷媒ガスの圧縮行程では負荷トルクが大きくなる特性を持つ。
【０００４】
図６はレシプロ式圧縮機の構造図である。図６において、モータ回転子１の円周の一端には、連接棒２の一端が接続され、連接棒２の他端はシリンダ４内に設けられたピストン３に接続されている。モータ回転子１の回転運動が連接棒２を介してシリンダ４内における直線運動（往復運動）に変換されるようになっている。このため、モータ回転子１が１回転すると、ピストン３が１往復するようになっている。
【０００５】
図６に示すように、モータの回転方向を反時計方向とした場合、冷媒ガスがピストン３へ与える力Ｆｇを、モータ回転子１の角度θに対する負荷トルクで表すと、図７に示すようになる。即ち、図７はモータ回転子角度と負荷トルクの関係を示している。図７では、モータ回転子角度θは、反時計方向を正方向としている。また、Ｘ軸方向を０ラジアン（θ＝０）としモータ回転子１の回転中心Ｏを中心に反時計方向にモータ回転子角度θを設定している。このため、ピストン３が最下端（吸入行程から圧縮行程に移行する位置）にあるときθ＝３π／２となる。
【０００６】
図７からわかるように、モータ回転子１の角度θが０ラジアン付近（又は２πラジアン付近）のときに負荷トルクが最も大きくなる。さらに、レシプロ式圧縮機の吐出側の冷媒ガスの圧力が高くなっている場合には、さらに負荷トルクの最大値が大きくなる。
【０００７】
このように負荷トルクが大きくなると、レシプロ式圧縮機の起動時には大きなモータトルクが必要となる。特に、モータ回転子１が圧縮行程にある場合からのレシプロ式圧縮機の起動はさらに困難である。
【０００８】
起動時のモータトルクを大きくするためには電流を増やす方法がある。しかし、モータを駆動するインバータ回路のスイッチング素子の電流容量を増加させる必要があるが、この場合、効率が悪くなり、モータ回転子に使用している永久磁石が減磁してしまうという問題がある。
【０００９】
このため、一旦、レシプロ式圧縮機が運転を停止した場合、即、再起動は行なわず、ある一定期間をおいてレシプロ式圧縮機の吐出側冷媒ガスの圧力が低下した後に、レシプロ式圧縮機を駆動するようなシーケンスが組まれている場合が多い。これは、冷媒ガスの圧力が高い場合には、レシプロ式圧縮機の起動が失敗しやすくなるので、一定期間の休止状態が必要となっている。
【００１０】
また、従来の技術として例えば特許文献１が知られている。この特許文献１に記載された往復動機器駆動電動機の起動制御装置は、インバータの直流入力電流の過電流を検出する電流検出回路と、インバータの相回転方向を切り換える正転逆転切換回路とを備える。起動時の回転角度位置が３π／２〜０（又は２π）にあると、起動トルクが大きくなり、大きな起動電流が流れ、電流検出回路が起動時の過電流を検出する。すると、制御回路がインバータの電動機起動動作を所定時間停止させた後、正転逆転切換回路を動作させ、インバータの相回転方向を逆転させて、クランク軸を逆回転方向に再起動させる。
【００１１】
これにより、電動機を逆回転すれば、トルク減少方向の回転方向となり、容易に起動できる。即ち、起動容易な方向に回転させることができるため、出力電流容量を小さくできる。
【特許文献１】特開昭６０−１３４７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載された往復動機器駆動電動機の起動制御装置にあっては、過電流を検出するための電流検出回路を設けなければならず、回路構成が複雑化するとともに、コストアップになる。
【００１３】
また、モータの回転角度位置に対して起動トルクが低下する方向に回転する。即ち、回転角度位置によっては、電動機が正回転方向に回転し続けたり、あるいは、電動機が逆回転方向に回転し続けたりする。このため、電流検出回路は、電動機が正回転方向におけるインバータの直流入力電流の過電流の検出と、電動機が逆回転方向におけるインバータの直流入力電流の過電流の検出とを行わなければならず、その構成がさらに複雑化しさらにコストアップすることになる。
【００１４】
本発明の課題は、レシプロ式圧縮機の冷媒ガスの圧力が高く負荷トルクが大きいときでも慣性によるトルクを利用してレシプロ式圧縮機の起動を失敗することなく運転でき、しかも構成が簡単で安価なレシプロ式圧縮機の制御装置及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するために本発明は以下の手段を採用した。請求項１の発明のレシプロ式圧縮機の制御装置は、永久磁石を回転子に有し且つレシプロ式圧縮機を駆動するための同期モータと、前記同期モータを駆動するためのインバータ回路と、前記インバータ回路を制御するための制御手段とを備え、前記制御手段は、前記同期モータを起動する時に、前記インバータ回路に対して、負荷トルクの最大値を超えない値のモータトルクで前記同期モータを逆回転させるための逆回転指令を所定時間付与し、前記所定時間経過後、前記同期モータを正回転させるための正回転指令を付与する起動制御部を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明では、請求項１記載のレシプロ式圧縮機の制御装置において、前記起動制御部は、前記逆回転指令と前記正回転指令との間に、前記同期モータを停止させるための停止指令を設けることを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明では、請求項１又は請求項２記載のレシプロ式圧縮機の制御装置において、前記起動制御部は、Ｘ軸方向を０ラジアンとしモータ回転子の回転中心を中心に反時計方向にモータ回転子角度を設定した場合に、前記逆回転指令を前記所定時間付与することにより、前記同期モータの起動時におけるモータ回転子角度位置をπ〜３π／２の位置に移動させることを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明のレシプロ式圧縮機の制御方法は、永久磁石を回転子に有し且つレシプロ式圧縮機を駆動するための同期モータをインバータ回路により駆動する駆動ステップと、前記インバータ回路を制御するための制御ステップとを備え、前記制御ステップは、前記同期モータを起動する時に、前記インバータ回路に対して、負荷トルクの最大値を超えない値のモータトルクで前記同期モータを逆回転させるための逆回転指令を所定時間付与し、前記所定時間経過後、前記同期モータを正回転させるための正回転指令を付与する起動制御ステップを有することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明では、請求項４記載のレシプロ式圧縮機の制御方法において、前記起動制御ステップは、前記逆回転指令と前記正回転指令との間に、前記同期モータを停止させるための停止指令を設けることを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明では、請求項４又は請求項５記載のレシプロ式圧縮機の制御方法では、前記起動制御ステップは、Ｘ軸方向を０ラジアンとしモータ回転子の回転中心を中心に反時計方向にモータ回転子角度を設定した場合に、前記逆回転指令を前記所定時間付与することにより、前記同期モータの起動時におけるモータ回転子角度位置をπ〜３π／２の位置に移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１、請求項４の発明によれば、同期モータを起動する時に、起動制御部がインバータ回路に対して、負荷トルクの最大値を超えない値のモータトルクで同期モータを逆回転させるための逆回転指令を所定時間付与するので、同期モータは逆回転し負荷トルクが加わることでモータ回転子の回転速度は低下し、やがてモータトルクが負荷トルクに打ち勝てずにモータ回転子は停止する。そして、同期モータを正回転させるための正回転指令を付与すると、負荷トルク減少方向の回転方向となり、モータトルクを増加させることなく容易に同期モータを起動できる。
【００２２】
従って、レシプロ式圧縮機の冷媒ガスの圧力が高く負荷トルクが大きいときでも慣性によるトルクを利用してレシプロ式圧縮機の起動を失敗することなく運転でき、しかも従来のような電流検出回路を設けていないので、構成が簡単で安価になる。また、通常設けているレシプロ式圧縮機の停止から再起動するまでの停止期間を短くすることができる。
【００２３】
請求項２、請求項５の発明によれば、逆回転指令と正回転指令との間に停止指令を設けることで、レシプロ式圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との圧力差が大きくても起動成功率を高くすることができる。
【００２４】
請求項３、請求項６の発明によれば、Ｘ軸方向を０ラジアンとしモータ回転子の回転中心を中心に反時計方向にモータ回転子角度を設定した場合に、逆回転指令を所定時間付与することにより、同期モータの起動時におけるモータ回転子角度位置をπ〜３π／２の位置に移動させることで、正回転指令を付与すると、負荷トルク減少方向の回転方向となり、モータトルクを増加させることなく容易に同期モータを起動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明のレシプロ式圧縮機の制御装置及び制御方法の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は本発明の実施例１のレシプロ式圧縮機の制御装置の構成図である。図１に示すレシプロ式圧縮機の制御装置は、商用電源１０、整流回路１１、インバータ回路１２、レシプロ式圧縮機１３、制御部１４を有している。
【００２７】
商用電源１０は、１００Ｖ又は２００Ｖの交流電圧をレシプロ式圧縮機１３の駆動に必要な電力として整流回路１１に供給する。整流回路１１は、商用電源１０の交流電圧を直流電圧に変換する。ここでは、整流回路１１は、全波整流回路で構成されており、この全波整流回路は、ブリッジ接続された４個のダイオードＤ１〜Ｄ４と、この４個のダイオードＤ１〜Ｄ４に並列に接続された平滑コンデンサＣ１とから構成されている。
【００２８】
インバータ回路１２は、整流回路１１の直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧により同期モータ１３１を駆動する。インバータ回路１２は、３相ブリッジ接続された６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に逆方向に並列に接続された６個のダイオードＤ５〜Ｄ１０とから構成されている。６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタからなる。
【００２９】
スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との接続点は、同期モータ１３１の第１相（Ｕ相）に接続され、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４との接続点は、同期モータ１３１の第２相（Ｖ相）に接続され、スイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６との接続点は、同期モータ１３１の第３相（Ｗ相）に接続されている。
【００３０】
制御部１４は、インバータ回路１２を制御する。即ち、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各々のゲートに制御部１４から制御信号が印加されることにより、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がスイッチング制御されて、インバータ回路１２は、所望の電圧、周波数を得ることができる。
【００３１】
レシプロ式圧縮機１３は、回転子に永久磁石を有する同期モータ１３１と圧縮機構１３２とを有し、同期モータ１３１の回転により圧縮機構１３２が動作して冷媒ガスの圧縮を行なう。このレシプロ式圧縮機１３は、図６に示した構成に対応しており、図６に示すモータ回転子１が図１に示す同期モータ１３１のモータ回転軸に対応し、図６に示す連接棒２、ピストン３、及びシリンダ４が、図１に示す圧縮機構１３２に対応している。
【００３２】
同期モータ１３１は、図示しないが、３相巻線が施された固定子と、永久磁石を持つ回転子から構成されている。回転子は、一般に４極あるいは６極の永久磁石がＮ極・Ｓ極を交互に配置して構成される。
【００３３】
インバータ回路１２から出力される周波数に対して、同期モータ１３１の回転子の回転数は、永久磁石が４極の場合にはインバータ出力周波数の１／２となり、永久磁石が６極の場合にはインバータ出力周波数の１／３となる。即ち、インバータ回路１２から出力される周波数の１周期に対して、モータ回転子１は、１／２回転あるいは１／３回転することになる。従って、負荷トルクが最も大きくなる点をモータ回転子１が通過するのは、インバータ回路１２から出力される周波数の２周期あるいは３周期に１回となる。
【００３４】
制御部１４は、位置検出部１４１、速度制御部１４２、出力信号生成部１４３、ドライブ部１４４、起動制御部１４５を有して構成される。制御部１４は、例えば、外部機器から同期モータ１３１を回転させるための回転数指令を受け取り、この回転数指令に対応するように、インバータ回路１２の出力電圧及び出力周波数を制御する。
【００３５】
起動制御部１４５は、外部機器から停止指令状態から回転数指令を受けた場合には、同期モータ１３１を逆回転させるための逆回転指令を生成して出力する。その後、同期モータ１３１を正回転させるための正回転指令を出力し、同期モータ１３１の加速を行なう。
【００３６】
即ち、起動制御部１４５は、同期モータ１３１を起動する時に、インバータ回路１２に対して、負荷トルクの最大値を超えない値のモータトルクで逆回転指令を所定時間付与し、所定時間経過後、正回転指令を付与する。このとき、起動制御部１４５は、逆回転指令を所定時間付与することにより、同期モータ１３１の起動時におけるモータ回転子角度位置をπ〜３π／２の位置に移動させる。起動制御部１４５の回転数指令や逆回転指令や正回転指令は速度制御部１４２に送られる。
【００３７】
レシプロ式圧縮機１３内に、同期モータ１３１の軸角度（モータ回転子角度）やピストンの位置を検出するセンサを取り付けることは、レシプロ式圧縮機の構造上困難である。このため、位置検出部１４１は、インバータ回路１２の出力電圧や出力電流の信号に基づいて、同期モータ１３１のモータ回転子角度の位置を検出する。
【００３８】
同期モータ１３１のモータ回転子角度の最も簡単な位置検出及び相切替方法として、例えば、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の内、上下とも導通していない相の電圧を検出し、この電圧がある基準点を横切ったときを基準にして出力相の切替を行うという方法がある。この方法では、モータ回転子１の瞬時の位置はわからないが、相の切替動作は行える。相の切替はπ／６毎に行なわれ、位置検出部１４１は、相切替情報を出力する。速度制御部１４２は、位置検出部１４１からの相切替情報に基づいて、モータ回転子１の回転速度を計算する。
【００３９】
また、速度制御部１４２は、起動制御部１４５からの回転数指令と計算により求められたモータ回転速度とを比較し、回転数指令とモータ回転速度との差に応じて、必要なモータトルクを発生させる出力電圧を求める。
【００４０】
出力信号生成部１４３は、速度制御部１４２からの出力電圧と位置検出部１４１からの相切替情報とに基づき出力信号のパルス幅を決定し、上下のスイッチング素子が共に導通しない期間を設ける処理などを行ない、ドライブ部１４４に出力信号を出力する。出力信号生成部１４３で生成された指令信号は、ドライブ部１４４に出力され、ドライブ部１４４は、インバータ回路１２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の駆動を行なう。
【００４１】
（レシプロ式圧縮機の起動時における制御処理）
次に、レシプロ式圧縮機の起動時における制御処理について詳しく説明する。冷凍冷蔵庫などで使用されるレシプロ式圧縮機１３をインバータ回路１２で駆動する場合、庫内の設定温度を下回ったときや冷却を行なうための蒸発器の霜取り動作を行うために、インバータ回路１２の停止は、一日に数回行なわれる。
【００４２】
インバータ回路１２の停止に伴い、同期モータ１３１も停止する。同期モータ１３１が停止したときのモータ回転子角度θは一定していないが、負荷トルクが増加するθ＝３π／２〜０（又は２π）の領域となる場合が多い。
【００４３】
インバータ回路１２が停止した直後では、レシプロ式圧縮機１３による冷媒の圧縮が行なわれていたため、ガス圧力は高くなっている。このガスの圧力は時間とともに低下していき、一般に数分でガス圧力は安定状態に達する。
【００４４】
このガスによる負荷トルクに打ち勝って所望の回転方向（例えば、正回転）を維持するためには、同期モータ１３１のモータトルクをＴ、モータ回転子１の慣性モーメントをＪ、モータ回転子１の回転速度をωｍ、負荷トルクをＴＬとした場合、式（１）によって、モータ回転速度ωｍは正を保つ必要がある。
【００４５】
Ｔ＝Ｊ×（ｄωｍ／ｄｔ）−ＴＬ        …（１）
図２はレシプロ式圧縮機の起動時にモータ回転子角度位置が３π／２〜０の状態にある場合におけるモータトルク、負荷トルクおよびモータ回転子の回転速度の関係を示す図である。起動時のモータ回転子角度位置が通常停止すると考えられるのは、θ＝３π／２〜０の状態である。
【００４６】
図３はレシプロ式圧縮機の起動時に一度逆回転指令を与えてモータ回転子角度位置がπ〜３π／２とした場合におけるモータトルク、負荷トルクおよびモータ回転子の回転速度の関係を示す図である。図２（ａ）及び図３（ａ）は、モータトルクＴを示し、一定である。図２（ｂ）及び図３（ｂ）は、負荷トルクＴＬを示している。図２（ｃ）及び図３（ｃ）は、モータ回転子１の回転速度ωｍを示している。
【００４７】
時刻ｔ１において、モータトルクＴにより同期モータ１３１を起動して加速を開始するが、時刻ｔ２において、Ｔ＝ＴＬとなる。さらに、時刻ｔ２以降では、Ｔ＜ＴＬとなり、加速から減速へ転換する。この状態が継続されると、終に時刻ｔ３において、ωｍ＝０となり、同期モータ１３１が停止してしまう。
【００４８】
一方、図３では、時刻ｔ１において、同期モータ１３１を起動して加速を開始し、時刻ｔ４から負荷トルクＴＬが加わってくる。時刻ｔ５では、Ｔ＜ＴＬとなり、回転速度ωｍは減速し始める。しかし、時刻ｔ５の時点で同期モータ１３１は充分な回転速度ωｍを有しているため、再び、時刻ｔ６においてＴ＞ＴＬとなるまでは同期モータ１３１は正回転を継続している。それ以降は加速を継続している。
【００４９】
このようにモータトルクＴが同一でもモータ回転子角度θによって同期モータ１３１は停止してしまい、起動失敗するかどうかが変わってくる。
【００５０】
図４は本発明の実施例１のレシプロ式圧縮機の起動時のモータトルク、負荷トルクおよびモータ回転子角度を示す図である。図４（ａ）は、モータトルクＴを示し、図４（ｂ）は、負荷トルクＴＬを示し、図４（ｃ）は、モータ回転子１のモータ回転子角度θを示している。
【００５１】
実施例１では、図２のように、負荷トルクＴＬの最大値に近い位置にモータ回転子角度θがあるときでも、起動時に逆回転指令を与えることで起動時のモータ回転子角度をθ＝π〜３π／２の位置へ移動させ、起動失敗を低減するよう動作する。
【００５２】
（同期モータ１３１の逆回転動作）
次に、同期モータ１３１の逆回転動作について以下に詳しく説明する。モータ回転子角度がθ＝３π／２〜０（又は２π）にあるときに（図２に示す場合）、インバータ回路１２に逆回転指令を与えた場合のモータ回転子角度θを示したのが図４（ｃ）である。
【００５３】
時刻ｔ１において、モータ回転子角度は、θ＝３π／２〜２πの位置にあり、同期モータ１３１を逆回転動作させるために、起動制御部１４５は、インバータ回路１２に対して、負荷トルクＴＬの最大値を超えない値のモータトルクＴで逆回転させるための逆回転指令を所定時間（時刻ｔ１〜ｔ４）付与する。
【００５４】
このため、モータトルクＴは、インバータ回路１２により時計方向に発生し始める（図４（ａ）ではモータトルクＴは負表示となっている。）。
【００５５】
インバータ回路１２により出力される周波数は、通常の正回転時の出力周波数に比べ低く設定され、モータトルクＴは負荷トルクＴＬの最大値を越えないように出力電圧で設定される。
【００５６】
次に、時刻ｔ２において、モータ回転子角度がθ＝３π／２に到達し、負荷トルクＴＬが加わり始める。負荷トルクＴＬが加わることでモータ回転子１の回転速度ωｍが低下し、やがてモータトルクＴが負荷トルクＴＬに打ち勝てずに時刻ｔ３では、モータ回転子１は停止する。このときのモータ回転子角度の位置はθ＝π〜３π／２との範囲となる。
【００５７】
所定時間経過した後の時刻ｔ４において、起動制御部１４５は、インバータ回路１２に対して、正回転指令を付与する。図４（ａ）からもわかるように、逆回転指令から正回転指令に切り替えており、時刻ｔ４から通常の正回転時の起動を行なう。
【００５８】
このように、実施例１のレシプロ式圧縮機の制御装置によれば、同期モータ１３１を起動する時に、起動制御部１４５がインバータ回路１２に対して、負荷トルクの最大値を超えない値のモータトルクで逆回転させるための逆回転指令を所定時間付与するので、同期モータ１３１は逆回転し負荷トルクが加わることでモータ回転子１の回転速度は低下し、やがてモータトルクが負荷トルクに打ち勝てずにモータ回転子１は停止する。そして、同期モータ１３１に正回転指令を付与すると、負荷トルク減少方向の回転方向となり、モータトルクを増加させることなく容易に同期モータ１３１を起動できる。
【００５９】
従って、レシプロ式圧縮機の冷媒ガスの圧力が高く負荷トルクが大きいときでも慣性によるトルクを利用してレシプロ式圧縮機の起動を失敗することなく運転でき、しかも従来のような電流検出回路を設けていないので、構成が簡単で安価になる。また、通常設けているレシプロ式圧縮機の停止から再起動するまでの停止期間を短くすることができる。
【実施例２】
【００６０】
図５は本発明の実施例２のレシプロ式圧縮機の起動時のモータトルク、負荷トルクおよびモータ回転子角度を示す図である。図５（ａ）は、モータトルクＴを示し、図５（ｂ）は、負荷トルクＴＬを示し、図５（ｃ）は、モータ回転子１のモータ回転子角度θを示している。
【００６１】
図５に示す実施例２では、起動制御部１４は、逆回転指令の後に短期間の停止指令（停止期間）を設け、その後正回転指令を与えて正回転起動を行なうようにしたものである。
【００６２】
時刻ｔ１から時刻ｔ４までは図４に示す実施例１の動作と同様である。時刻ｔ４〜ｔ５では同期モータ１３１の停止動作を行い、時刻ｔ５から正回転による起動動作を行なう。
【００６３】
このような制御を行なうことで、レシプロ式圧縮機１３の吐出圧力と吸入圧力の差が例えば６気圧のとき、通常の起動方法では起動成功率５０％であったものが、実施例２の起動方法では１００％の起動成功率となっている。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、冷凍冷蔵庫などに適用可能である。また、シリンダ４を複数個設けた多気筒のレシプロ式圧縮機に特に、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施例１のレシプロ式圧縮機の制御装置の構成図である。
【図２】レシプロ式圧縮機の起動時にモータ回転子角度位置が３π／２〜０の状態にある場合におけるモータトルク、負荷トルクおよびモータ回転子の回転速度の関係を示す図である。
【図３】レシプロ式圧縮機の起動時に一度逆回転指令を与えてモータ回転子角度位置がπ〜３π／２とした場合におけるモータトルク、負荷トルクおよびモータ回転子の回転速度の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例１のレシプロ式圧縮機の起動時のモータトルク、負荷トルクおよびモータ回転子角度を示す図である。
【図５】本発明の実施例２のレシプロ式圧縮機の起動時のモータトルク、負荷トルクおよびモータ回転子角度を示す図である。
【図６】レシプロ式圧縮機の構造図である。
【図７】モータ回転子角度と負荷トルクの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  モータ回転子
２  連接棒
３  ピストン
４  シリンダ
１０  商用電源
１１  整流回路
１２  インバータ回路
１３  レシプロ式圧縮機
１４  制御部
１３１  同期モータ
１３２  圧縮機構
１４１  位置検出部
１４２  速度制御部
１４３  出力信号生成部
１４４  ドライブ部
１４５  起動制御部
Ｄ１〜Ｄ１０  ダイオード
Ｑ１〜Ｑ６  スイッチング素子
【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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【図６】
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【図７】
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