JP2003274694A - 制御装置及び冷凍空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直流ファンモータの回生電圧を消費するため
に回生電圧消費用の抵抗等の回生電圧消費手段を設ける
必要があるため、コストアップとなる。また、直流ファ
ンの回生電圧はファンの回転数に比例して出力されるの
で、回生電圧消費手段としては、回生電圧値に応じて消
費能力を変更できることが望ましいが、抵抗を複数設け
る必要があり、更にコストアップとなるなどの問題点が
あった。 【解決手段】 交流電源１を直流電源に変換するコンバ
ータ回路部と、直流電源を任意周波数の交流電源に変換
する圧縮機モータ用インバータ回路１０と、直流電源を
任意周波数の交流電源に変換する直流ファンモータ用イ
ンバータ回路２０と、直流電圧検出手段と、直流電圧検
出手段の検出電圧値が所定の閾値以上となったとき、圧
縮機モータ駆動の信号を出力する制御器３１とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、外風等による回
転で発生する直流ファンモータの回生電力を圧縮機モー
タにて消費させる制御装置及びそれを用いた冷凍空調装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、例えば特開平２−４０５６３３
号公報に示された従来の空気調和機のファンモータ駆動
装置を示すものであり、図８において、１は交流商用電
源、２は交流商用電源１を整流するダイオードブリッ
ジ、３は平滑コンデンサ、１０は圧縮機モータ用インバ
ータ回路部、１１は圧縮機モータ、２０は直流ファンモ
ータ用インバータ回路部、２１は直流ファンモータ、４
０は直流電源電圧の値を基準電位と比較し抵抗を動作さ
せる直流電源電圧検出回路部、４２は前記直流ファンモ
ータ２１からの回生電力を消費するための抵抗、４３は
前記平滑コンデンサ３に直流ファンモータ２１からの回
生電力を帰還させないためのダイオードである。

【０００３】次に動作について説明する。ファンに外風
が当たった場合に、直流ファンモータ２１が逆回転を
し、直流モータ２１の内部の永久磁石と駆動コイルによ
る回生電圧が駆動コイルに発生する。発生した回生電圧
は直流モータ２１では消費されないために、平滑コンデ
ンサ３に帰還される。交流商用電源１が接続された状態
では、整流平滑された直流電源電圧に回生電圧が重畳さ
れる。回生電圧はファンの回転数に比例するため、予測
ができず、直流ファンモータ用インバータ回路部２０内
のトランジスタや圧縮機モータ用インバータ回路部１０
内トランジスタ、ダイオードブリッジ２、平滑コンデン
サ３の電圧最大定格を超える場合が起こる。そこで、直
流電源電圧検出回路部４０で直流電源電圧を検出し、基
準値を超えた場合にトランジスタをオンして抵抗４２で
回生電圧を消費させる。このように抵抗４２で回生電圧
を消費することで、直流電源電圧の上昇を抑える。

【０００４】即ち、この従来例の発明の空気調和機の制
御装置は、ダイオードブリッジ２と平滑コンデンサ３か
らなるコンバータ部と圧縮機モータ用インバータ１０に
より、圧縮機モータ１１に可変周波数電源を供給し、前
記コンバータ部から直流電源が供給され、直流ファンモ
ータ用インバータ回路部２０により直流ファンモータ２
１の駆動を制御するとともに、この直流ファンモータ２
１の逆回転時に発生する回生電圧値を直流電源電圧検出
回路部４０で判別し、その判別結果に応じて回生電圧を
抵抗４２で吸収し、この回生電圧が前記コンバータ部に
帰還するのをダイオード４３で防止するものである。こ
の結果、モータ制御用に使用される各種半導体部品等の
保証ができ、安全性及び信頼性が高い空気調和機の制御
が可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の空気調和機の制
御装置は以上のように構成されているので、直流ファン
モータ２１の回生電圧を消費するために回生電圧消費用
の抵抗４２や抵抗４２を駆動するためのスイッチ素子等
の回生電圧消費手段を設ける必要があるため、コストア
ップとなる。また、直流ファンモータ２１の回生電圧は
ファンの回転数に比例して出力されるので、空気調和機
の回生電圧消費手段としては、回生電圧値に応じて消費
能力を変更できることが望ましいが、従来の方式では、
抵抗４２を複数設ける必要があり、更にコストアップと
なるなどの問題点があった。

【０００６】この発明は前記のような問題点を解消する
ためになされたもので、直流ファンモータの駆動コイル
の相間に発生する回生電圧による直流ファンモータ用イ
ンバータ回路部の半導体素子、直流電源電圧の上昇によ
る各半導体素子や平滑コンデンサ等の過電圧破壊を防止
できる制御装置を得ることを目的とする。また、直流フ
ァンモータの外風による設計制約を排除できることで、
モータ、回路部品の効率アップとコストダウンできる制
御装置を得ることを目的とする。また、ファン、直流フ
ァンモータの仕様に関わらず、いかなる冷凍空調装置に
おいても同一の制御装置で過電圧破壊を防止できる信頼
性及び汎用性の高い制御装置を得ることを目的としてい
る。さらに、これらの制御装置を備えた冷凍空調装置を
得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る制御装置は、交流電源を直流電源に変換するコンバー
タ回路部と、直流電源を任意周波数の交流電源に変換す
る圧縮機モータ用インバータ回路部と、直流電源を任意
周波数の交流電源に変換する直流ファンモータ用インバ
ータ回路部と、直流電源の電圧値を検出する直流電圧検
出手段と、圧縮機モータ用インバータ回路部及び直流フ
ァンモータ用インバータ回路部を動作させる信号を出力
するとともに、直流電源検出手段の検出電圧値が所定の
閾値を超えたとき、圧縮機モータに圧縮機モータ駆動の
信号を出力する制御器とを備え、直流ファンモータから
の回生電力を圧縮機モータで消費させるものである。

【０００８】また、請求項２の制御装置は、請求項１の
制御装置において、直流電圧検出手段が、直流電源の電
圧値を検出する直流電源電圧検出回路部であるものであ
る。

【０００９】また、請求項３の制御装置は、請求項１の
制御装置において、直流電圧検出手段が、直流ファンモ
ータの回転子の磁束を検出して、該回転子の位置を示す
位置信号を出力する直流ファンモータの位置検出回路部
及び該位置検出回路部の位置信号を入力し、ファン回転
数及び回生電圧を演算する制御器であるものである。

【００１０】また、請求項４の制御装置は、請求項１〜
請求項３のいずれかの制御装置において、制御器は、直
流電圧検出手段の検出電圧に応じて、圧縮機モータに出
力する圧縮機モータ駆動の信号を可変とし、圧縮機モー
タにおいて検出電圧に応じた電力消費を可能としたもの
である。

【００１１】また、請求項５の制御装置は、請求項１〜
請求項４のいずれかの制御装置において、直流ファンモ
ータ用インバータ回路部を直流ファンモータに内蔵させ
たものである。

【００１２】また、請求項６の制御装置は、請求項１〜
請求項５のいずれかの制御装置において、複数の直流フ
ァンモータからの回生電力を圧縮機モータで消費させる
ものである。

【００１３】また、請求項７の冷凍空調装置は、請求項
１〜請求項６のいずれかの制御装置を備えたものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図について説明する。図１は実施の形態
１の冷凍空調装置の制御装置を示す回路図であり、図１
において、１は交流商用電源、２は交流商用電源１を整
流するダイオードブリッジ、３は平滑コンデンサであ
り、これらダイオードブリッジ２及び平滑コンデンサ３
とでコンバータ回路部を構成する。１０は圧縮機モータ
用インバータ回路部、１１は圧縮機モータ、２０は直流
ファンモータ用インバータ回路部、２１は直流ファンモ
ータ、３０はダイオードブリッジ２及び平滑コンデンサ
３からなるコンバータ回路部に並列に接続された抵抗で
あり、交流商用電源を整流、平滑した直流電源電圧の値
を検出する直流電圧検出手段である直流電源電圧検出回
路部、３１は直流電源電圧検出回路部３０からの信号を
入力し、圧縮機モータ用インバータ回路部１０と直流フ
ァンモータ用インバータ回路部２０を駆動するための信
号を出力する制御器である。

【００１５】次に動作について説明する。図２は、冷凍
空調装置の制御装置における動作タイムチャートであ
る。時間Ｔ０にて、逆風によりファンが逆回転を開始
し、ファン回転数が上昇し始める。それに伴い、直流フ
ァンモータ２１の線間に発生する回生電圧が上昇を開始
する。時間Ｔ１にて、回生電圧が、交流商用電源１を整
流、平滑した直流電源電圧値を超え、直流電源電圧が上
昇を開始する。直流電源電圧値は直流電源電圧検出回路
部３０にて検出され、制御器３１に入力される。制御器
３１では、直流電源電圧値が所定の閾値である第２閾値
Ｖｔｈ（２）を超えた時間Ｔ２の時点で、圧縮機モータ
用インバータ回路部１０に駆動信号を送り、圧縮機モー
タ１１で直流ファンモータ２１の回生電圧を消費する。
直流電源電圧における所定の第１閾値であるＶｔｈ
（１）は、各半導体素子や平滑コンデンサ等の回路部品
にて最も耐圧の低い部品の過電圧破壊が発生する電圧値
であり、過電圧破壊を防止する為に、Ｖｔｈ（１）＞Ｖ
ｔｈ（２）の関係となっている。回生電圧を消費する
と、ファンの逆回転は減速し、直流電源電圧値が所定の
第３閾値であるＶｔｈ（３）以下に低下する。この時間
Ｔ３の時点で、圧縮機モータ１１への通電を停止する。
圧縮機モータ１１への通電がチャタリングを起こさない
ように、Ｖｔｈ（２）＞Ｖｔｈ（３）の関係で、ヒステ
リシスを持たせている。

【００１６】Ｔ３以降も逆風は吹き続けているため、フ
ァン回転数は上昇を開始し、時間Ｔ４にて、再度圧縮機
モータ１１への通電を開始する。時間Ｔ５にて、逆風風
速がＢまで上昇する。ここで、逆風風速Ｂは、冷凍空調
装置で想定される最大風速である。風速が上昇すること
で、ファン回転数は上昇するが、最大逆風風速Ｂにおい
ても、直流電源電圧がＶｔｈ（１）を超えないように、
圧縮機モータ１１の消費電力を設定する。

【００１７】このように、直流ファンモータ２１の回生
電圧を直流電源電圧値として直流電源電圧検出回路部３
０にて検出し、圧縮機モータ１１にて回生電圧を消費さ
せることで、各半導体素子や平滑コンデンサ等の回路部
品の過電圧破壊を防止する。

【００１８】また、冷凍空調装置の直流ファンモータ２
１が外風等により回転して、直流ファンモータの駆動コ
イルに発生する回生電圧が直流電源電圧に帰還したこと
を検出した時に、新たな回生電圧消費手段を設けずに圧
縮機モータ１１で回生電圧を消費することで、駆動コイ
ルの相間に発生する回生電圧による直流ファンモータ用
インバータ回路部２０の半導体素子、直流電源電圧の上
昇による各半導体素子や平滑コンデンサ等の過電圧破壊
を防止できる制御装置を得ることができる。

【００１９】また、回生電圧を消費する手段が無い場合
は、外風として想定される最大風速条件での回生電圧
が、各半導体や平滑コンデンサ等の過電圧破壊を起こさ
ないように、直流ファンモータ２１に発生する回生電圧
を抑える設計を行っている。すなわち、直流ファンモー
タ２１の巻線のターン数を抑制する手段や、回転子の磁
束量を抑制する手段等を行っている。この結果、ファン
駆動時に必要とする電流が増大し、インバータ回路の半
導体素子の損失増大や直流ファンモータ２１の巻線の銅
損増大による効率ダウン、また半導体素子の電流定格ア
ップによるコストアップ、直流ファンモータ２１の出力
定格アップによるコストアップとなっていた。本実施の
形態では、圧縮機モータ１１にて、直流ファンモータ２
１の回生電圧を消費することで、既存の装置でコストア
ップせずに、直流ファンモータの外風による設計制約を
排除できることで、モータ、回路部品の効率アップとコ
ストダウンできる制御装置を得ることができる。

【００２０】実施の形態２．実施の形態１では、冷凍空
調装置で想定される最大風速においても直流電源電圧が
Ｖｔｈ（１）を超えないように、圧縮機モータ１１の消
費電力量をあらかじめ設定する必要がある。冷凍空調装
置のシステムが異なれば消費電力量を調整することにな
る。例えば、ファンが異なれば、同じ逆風風速でもファ
ンの回転数は異なり、回生電圧も異なる。また、逆風風
速が想定した最大風速を超えた場合は過電圧の防止を完
全にはできない。そこで、汎用的に過電圧を防止するた
めの制御について説明する。

【００２１】本実施の形態の冷凍空調装置の制御装置を
示す回路図は図１と同じである。図３は、実施の形態２
の冷凍空調装置の制御装置における動作タイムチャート
である。時間Ｔ０にて、逆風によりファンが逆回転を開
始し、ファン回転数が上昇し始める。それに伴い、直流
ファンモータ２１の線間に発生する回生電圧が上昇を開
始する。時間Ｔ１にて、回生電圧が、交流商用電源１を
整流、平滑した直流電源電圧値を超え、直流電源電圧が
上昇を開始する。直流電源電圧値は直流電源電圧検出回
路部３０にて検出され、制御器３１に入力される。制御
器３１では、直流電源電圧値が所定の閾値である第２閾
値Ｖｔｈ（２）を超えた時間Ｔ２の時点で、圧縮機モー
タ用インバータ回路部１０に駆動信号を送り、圧縮機モ
ータ１１で直流ファンモータ２１の回生電圧を消費す
る。直流電源電圧における所定の第１閾値であるＶｔｈ
（１）は、各半導体素子や平滑コンデンサ等の回路部品
にて最も耐圧の低い部品の過電圧破壊が発生する電圧値
であり、過電圧破壊を防止する為に、Ｖｔｈ（１）＞Ｖ
ｔｈ（２）の関係となっている。

【００２２】回生電圧を消費すると、ファンの逆回転は
減速し、それに伴い、直流電源電圧値も低下する。直流
電源電圧値に応じて、制御器３１では圧縮機モータ用イ
ンバータ回路部１０への通電信号を可変させ、圧縮機モ
ータ１１に通電する電力量を増減する。ファン回転数と
しては、直流電源電圧値に応じた直流ファンモータ２１
の回生電圧の消費による減速トルクと、逆風による加速
トルクのバランスする点で安定する。従って、直流電源
電圧値もバランスする点で安定する。時間Ｔ３及びＴ４
にて、逆風風速が増加するため、ファン回転数が上昇
し、直流電源電圧値も上昇するが、制御器３１により、
圧縮機モータ１１の通電電力も増加させる為、ファン回
転数及び直流電源電圧値のバランスする点は抑制でき
る。

【００２３】また、図４は、冷凍空調装置の制御装置に
おける動作タイムチャートで、図３の方式とは別の例で
ある。逆風風速は想定される最大風速Ｂを超えた風速Ｃ
である。時間Ｔ０にて、風速Ｃの逆風によりファンが逆
回転を開始し、ファン回転数が上昇し始める。それに伴
い、直流ファンモータ２１の線間に発生する回生電圧が
上昇を開始する。時間Ｔ１にて、回生電圧が、交流商用
電源１を整流、平滑した直流電源電圧値を超え、直流電
源電圧が上昇を開始する。直流電源電圧値は直流電源電
圧検出回路部３０にて検出され、制御器３１に入力され
る。制御器３１では、直流電源電圧値が所定の閾値であ
る第２閾値Ｖｔｈ（２）を超えた時間Ｔ２の時点で、圧
縮機モータ用インバータ回路部１０に所定の駆動信号を
送り、圧縮機モータ１１に所定の電力が通電され、直流
ファンモータ２１の回生電圧を消費する。逆風風速がＢ
以下であれば、ファンの逆回転は減速し、それに伴い、
直流電源電圧値も低下する。しかし、風速Ｃでは、圧縮
機モータ１１の消費電力の不足により、ファン回転数が
減速しない。

【００２４】制御器３１では、直流電源電圧値がＶｔｈ
（２）を超えている限り、圧縮機モータ用インバータ回
路部１０へ送る駆動信号を可変し、圧縮機モータ１１の
消費電力を増加させる。圧縮機モータ１１の消費電力を
増加により、減速トルクが増大し、ファン回転数が低下
し、時間Ｔ３にて直流電源電圧がＶｔｈ（２）に低下す
る。ファン回転数の応答遅れにより、圧縮機モータ１１
の消費電力がオーバーシュートしているため、ファン回
転数が若干低下するが、時間Ｔ４にて直流ファンモータ
２１の回生電圧の消費による減速トルクと風速Ｃの加速
トルクがバランスし安定する。

【００２５】このように、本実施の形態では、回生電圧
に応じて、圧縮機モータ１１で消費する電力を可変する
ことで、確実に回生電圧を消費することができ、ファ
ン、直流ファンモータ２１の仕様に関わらず、いかなる
冷凍空調装置においても同一の制御装置で過電圧破壊を
防止できる信頼性及び汎用性の高い制御装置を得ること
ができる。

【００２６】また、直流電源電圧の上昇による各半導体
素子や平滑コンデンサ等の過電圧破壊を防止できる信頼
性の高い制御装置を得るとともに、直流ファンモータの
外風による設計制約を排除できることで、モータ、回路
部品の効率アップとコストダウンできる装置を得ること
が可能である。

【００２７】実施の形態３．図５は、実施の形態３の冷
凍空調装置の制御装置を示す回路図である。図５におい
て、１は交流商用電源、２は交流商用電源１を整流する
ダイオードブリッジ、３は平滑コンデンサ、１０は、圧
縮機モータ用インバータ回路部、１１は圧縮機モータ、
２０は直流ファンモータ用インバータ回路部、２１は直
流ファンモータ、３４は直流ファンモータ２１の回転子
の磁束を直流ファンモータ内部のホールＩＣ回路にて検
出した、回転子の位置を示すＨｉ、Ｌｏのロジック信号
を送る位置信号線、３１は位置信号線３４からの信号を
入力し、圧縮機モータ用インバータ回路部１０と直流フ
ァンモータ用インバータ回路部を駆動するための信号を
出力する制御器である。

【００２８】ここで、直流ファンモータの回転子の磁束
を検出して、該回転子の位置を示す位置信号を出力する
直流ファンモータの位置検出回路部（前記のホールＩＣ
回路）及び該位置検出回路部の位置信号を入力し、ファ
ン回転数及び回生電圧を演算する制御器３１が直流電圧
検出手段に該当する。

【００２９】ファン回転時に発生する直流ファンモータ
２１に誘起される回生電圧は、ファン回転数に比例する
関係であり、直流ファンモータ２１から出力される位置
信号を元に、制御器３１にて、ファン回転数を算出し、
ファン回転数から推定される直流ファンモータ２１の回
生電圧を算出する。推定した回生電圧値を元に実施の形
態１及び実施の形態２で説明した手段で、即ち、回生電
圧値である検出直流電源電圧値が所定の閾値である第２
閾値Ｖｔｈ（２）を超えたとき、制御器３１が圧縮機モ
ータ用インバータ回路１０に駆動信号を送り、圧縮機モ
ータ１１で所定の消費電力で直流ファンモータ２１の回
生電圧を消費する、又は検出直流電源電圧値に応じて駆
動信号を可変にして、圧縮機モータ１１での消費電力を
可変とする。

【００３０】このようにして、圧縮機モータ１１にて回
生電力を消費することで、既存の装置でコストアップせ
ずに、各半導体素子や平滑コンデンサ等の回路部品の過
電圧破壊を防止でき、前記実施の形態１又は実施の形態
２記載の効果が得られる。但し、この方式では、直流フ
ァンモータ２１が異なる装置では、ファン回転数に対す
る誘起される回生電圧の関係が異なるので、直流ファン
モータ２１毎にファン回転数から推定される直流ファン
モータ２１の回生電圧の算出式を変える必要がある。

【００３１】実施の形態４．図１及び図５では、制御器
３１が、圧縮機モータ駆動用インバータ回路１０及び直
流ファンモータ駆動用インバータ回路２０への駆動信号
を生成するものとして、１つの機能として説明している
が、具体的にはマイクロコンピュータ、デジタルシグナ
ルプロセッサ（ＤＳＰ）、ロジックＩＣ、ファン専用の
ＩＣ等が使われる。

【００３２】図６は、実施の形態４の冷凍空調装置の制
御装置を示す回路図である。図６において、１は交流商
用電源、２は交流商用電源１を整流するダイオードブリ
ッジ、３は平滑コンデンサ、１０は圧縮機モータ用イン
バータ回路部、１１は圧縮機モータ、２１は直流ファン
モータ用インバータ回路部及び直流ファンモータ用イン
バータ回路部に送る駆動信号を生成する制御器を内蔵し
た直流ファンモータ、３０は交流商用電源を整流、平滑
した直流電源電圧の値を検出する直流電源電圧検出回路
部、３４は直流ファンモータ２１の回転子の磁束を直流
ファンモータ内部のホールＩＣ回路にて検出した、回転
子の位置を示すＨｉ、Ｌｏのロジック信号を送る位置信
号線、３１は直流電源電圧検出回路部３０からの信号及
び位置信号線３４からの信号を入力し、圧縮機モータ用
インバータ回路部１０を駆動するための信号を出力する
制御器であり、マイクロコンピュータ、デジタルシグナ
ルプロセッサ（ＤＳＰ）、ロジックＩＣ、ファン専用の
ＩＣ等が使われる。

【００３３】制御器３１は、直流電源電圧検出回路部３
０からの信号により直流電源電圧を検出できるので、直
流ファンモータ用インバータ回路部２０が直流ファンモ
ータ２１に内蔵されても、実施の形態１及び２と同じ動
作にて、既存の装置でコストアップせずに、いかなる冷
凍空調装置においても同一の制御装置で過電圧破壊を防
止できる信頼性及び汎用性の高い装置を得るとともに、
直流ファンモータの外風による設計制約を排除できるこ
とで、モータ、回路部品の効率アップとコストダウンで
きる装置を得ることが可能である。また、位置信号線３
４からの信号によりファン回転数が検出できるので、実
施の形態３と同じ動作で、既存の装置でコストアップせ
ずに、各半導体素子や平滑コンデンサ等の回路部品の過
電圧破壊を防止する。

【００３４】但し、この方式では、直流ファンモータ２
１が異なる装置では、ファン回転数に対する誘起される
回生電圧の関係が異なるので、直流ファンモータ２１毎
にファン回転数から推定される直流ファンモータ２１の
回生電圧の算出式を変える必要がある。

【００３５】実施の形態５．図７は、実施の形態５の冷
凍空調装置の制御装置を示す回路図である。図７におい
て、１は交流商用電源、２は交流商用電源１を整流する
ダイオードブリッジ、３は平滑コンデンサ、１０は、圧
縮機モータ用インバータ回路部、１１は圧縮機モータ、
２０及びび２２は直流ファンモータ用インバータ回路
部、２１及びび２３は直流ファンモータ、３０は交流商
用電源を整流、平滑した直流電源電圧の値を検出する直
流電源電圧検出回路部、３４及び３５は直流ファンモー
タ２１及び２３の回転子の磁束を直流ファンモータ内部
のホールＩＣ回路にて検出した、回転子の位置を示すＨ
ｉ、Ｌｏのロジック信号を送る位置信号線、３１は直流
電源電圧検出回路部からの信号、及び、位置信号線３４
からの信号を入力し、圧縮機モータ用インバータ回路部
１０を駆動するための信号を出力する制御器である。

【００３６】図７は、直流ファンモータ２１、２３と直
流ファンモータ用インバータ回路部２０、２２が２セッ
トの構成である。この構成でも、制御器３１は、直流電
源電圧検出回路部３０からの信号により直流電源電圧を
検出できるので、実施の形態１及び２及び５と同じ動作
にて、既存の装置でコストアップせずに、いかなる冷凍
空調装置においても同一の制御装置で過電圧破壊を防止
できる信頼性及び汎用性の高い装置を得るとともに、直
流ファンモータ２１、２３の外風による設計制約を排除
できることで、モータ、回路部品の効率アップとコスト
ダウンできる制御装置を得ることが可能である。

【００３７】また、ファン回転時に発生する直流ファン
モータ２１、２３に誘起される回生電圧は、ファン回転
数に比例する関係であり、位置信号線３４及び３５より
制御器３１に入力される位置信号を元に、制御器３１に
て、ファン回転数を算出し、ファン回転数から推定され
る直流ファンモータ２１の回生電圧を算出する。このと
き、回転数の大きいファンの値で回生電圧を算出するこ
とで、実施の形態３及び４及び５にて説明した手段に
て、制御器３１から圧縮機モータ用インバータ回路部１
０に駆動信号を送り、圧縮機モータ１１にて回生電力を
消費することで、既存の装置でコストアップせずに、各
半導体素子や平滑コンデンサ等の回路部品の過電圧破壊
を防止する。

【００３８】但し、この方式では、直流ファンモータ２
１が異なる装置では、ファン回転数に対する誘起される
回生電圧の関係が異なるので、直流ファンモータ２１毎
にファン回転数から推定される直流ファンモータ２１の
回生電圧の算出式を変える必要がある。

【００３９】前記の各実施の形態に記載の制御装置は、
圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器等の冷凍サイクル
を有する空気調和機、冷凍機等の冷凍空調装置に使用さ
れ、圧縮機モータ及び直流ファンモータを駆動するとと
もに、直流電圧の上昇による各半導体素子や平滑コンデ
ンサー等の過電圧破壊を防止できる。従って、信頼性の
高い冷凍空調装置が得られる。また、本制御装置は、冷
凍空調装置の運転、停止共に対応する。即ち、圧縮機運
転中は、回生電力は圧縮機で消費され、停止中は、圧縮
機の拘束通電で消費される。

【００４０】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる制御装置は、
交流電源を直流電源に変換するコンバータ回路部と、直
流電源を任意周波数の交流電源に変換する圧縮機モータ
用インバータ回路部と、直流電源を任意周波数の交流電
源に変換する直流ファンモータ用インバータ回路部と、
直流電源の電圧値を検出する直流電圧検出手段と、圧縮
機モータ用インバータ回路部及び直流ファンモータ用イ
ンバータ回路部を動作させる信号を出力するとともに、
直流電源検出手段の検出電圧値が所定の閾値を超えたと
き、圧縮機モータに圧縮機モータ駆動の信号を出力する
制御器とを備え、直流ファンモータからの回生電力を圧
縮機モータで消費させるので、直流電源電圧の上昇によ
る各半導体素子や平滑コンデンサ等の過電圧破壊を防止
できる信頼性の高い制御装置を得るとともに、直流ファ
ンモータの外風による設計制約を排除できることで、モ
ータ、回路部品の効率アップとコストダウンできる制御
装置を得ることができる。

【００４１】また、請求項２の制御装置は、請求項１の
制御装置において、直流電圧検出手段が、直流電源の電
圧値を検出する直流電源電圧検出回路部であるので、直
流電源の電圧値が容易に検出できる。

【００４２】また、請求項３の制御装置は、請求項１の
制御装置において、直流電圧検出手段が、直流ファンモ
ータの回転子の磁束を検出して、該回転子の位置を示す
位置信号を出力する直流ファンモータの位置検出回路部
及び該位置検出回路部の位置信号を入力し、ファン回転
数及び回生電圧を演算する制御器であるので、直流ファ
ンモータに誘起される回生電圧は、ファン回転数に比例
する関係にあり、回転子の位置信号を入力された制御器
が演算により直流電源の電圧値を検出できる。

【００４３】また、請求項４の制御装置は、請求項１〜
請求項３のいずれかの制御装置において、制御器は、直
流電圧検出手段の検出電圧に応じて、圧縮機モータに出
力する圧縮機モータ駆動の信号を可変とし、圧縮機モー
タにおいて検出電圧に応じた電力消費を可能としたの
で、回生電力に応じて回生電力の消費量を増減できるた
め、ファン、直流ファンモータの仕様に関わらず、いか
なる冷凍空調装置においても同一の制御装置で直流電源
電圧の上昇による各半導体素子や平滑コンデンサ等の過
電圧破壊を防止できる信頼性及び汎用性の高い制御装置
を得ることができる。

【００４４】また、請求項５の制御装置は、請求項１〜
請求項４のいずれかの制御装置において、直流ファンモ
ータ用インバータ回路部を直流ファンモータに内蔵させ
ても、直流電源電圧の上昇による各半導体素子や平滑コ
ンデンサ等の過電圧破壊を防止できる信頼性及び汎用性
の高い制御装置を得ることができ、またモータ、回路部
品の効率アップとコストダウンできる制御装置を得るこ
とができる。

【００４５】また、請求項６の制御装置は、請求項１〜
請求項５のいずれかの制御装置において、複数の直流フ
ァンモータからの回生電力を圧縮機モータで消費させる
ので、直流電源電圧の上昇による各半導体素子や平滑コ
ンデンサ等の過電圧破壊を防止できる信頼性及び汎用性
の高い制御装置を得ることができ、またモータ、回路部
品の効率アップとコストダウンできる制御装置を得るこ
とができる。

【００４６】また、請求項７の冷凍空調装置は、請求項
１〜請求項６のいずれかの制御装置を備えたので、請求
項１〜請求項６のいずれかの制御装置の作用効果を有す
る制御装置を備えた冷凍空調装置が得られ、圧縮機モー
タ及び直流ファンモータを駆動するとともに、直流電圧
の上昇による各半導体素子や平滑コンデンサー等の過電
圧破壊を防止できる。従って、信頼性の高い冷凍空調装
置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による冷凍空調装置
の制御装置を示す回路図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による冷凍空調装置
の制御装置のタイムチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態２による冷凍空調装置
の制御装置のタイムチャートである。

【図４】 この発明の実施の形態２による冷凍空調装置
の制御装置の別のタイムチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態３による冷凍空調装置
の制御装置を示す回路図である。

【図６】 この発明の実施の形態４による冷凍空調装置
の制御装置を示す回路図である。

【図７】 この発明の実施の形態５による冷凍空調装置
の制御装置を示す回路図である。

【図８】 従来の空気調和機の制御装置を示す回路図で
ある。

【符号の説明】

２、３ コンバータ回路部、１０ 圧縮機モータ用イン
バータ回路部、１１圧縮機モータ、２０ 直流ファンモ
ータ用インバータ回路部、２１ 直流ファンモータ、２
３ 直流ファンモータ、３０ 直流電源電圧検出回路
部、３１ 制御器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 誠 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L060 AA01 CC10 DD02 EE04 EE05 EE06 5H560 AA01 AA02 BB04 BB12 CC03 DA03 DA15 DC13 DC14 EB01 EB05 EC10 HB02 JJ03 SS07 UA02 XA03 XA12 5H572 AA11 BB02 BB07 CC05 DD09 EE04 FF05 GG01 GG05 HA08 HB09 HC04 HC07 KK01 KK07 LL15 LL24 LL27 LL32 MM03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を直流電源に変換するコンバー
   タ回路部と、 前記直流電源を任意周波数の交流電源に変換する圧縮機
   モータ用インバータ回路部と、 前記直流電源を任意周波数の交流電源に変換する直流フ
   ァンモータ用インバータ回路部と、 前記直流電源の電圧値を検出する直流電圧検出手段と、 前記圧縮機モータ用インバータ回路部及び前記直流ファ
   ンモータ用インバータ回路部を動作させる信号を出力す
   るとともに、前記直流電源検出手段の検出電圧値が所定
   の閾値を超えたとき、圧縮機モータに圧縮機モータ駆動
   の信号を出力する制御器とを備え、 直流ファンモータからの回生電力を圧縮機モータで消費
   させることを特徴とする制御装置。
2. 【請求項２】 前記直流電圧検出手段が、直流電源の電
   圧値を検出する直流電源電圧検出回路部であることを特
   徴とする請求項１記載の制御装置。
3. 【請求項３】 前記直流電圧検出手段が、直流ファンモ
   ータの回転子の磁束を検出して、該回転子の位置を示す
   位置信号を出力する直流ファンモータの位置検出回路部
   及び該位置検出回路部の位置信号を入力し、ファン回転
   数及び回生電圧を演算する制御器であることを特徴とす
   る請求項１記載の制御装置。
4. 【請求項４】 制御器は、前記直流電圧検出手段の検出
   電圧に応じて、圧縮機モータに出力する圧縮機モータ駆
   動の信号を可変とし、圧縮機モータにおいて前記検出電
   圧に応じた電力消費を可能としたことを特徴とする請求
   項１〜請求項３のいずれかの請求項に記載の制御装置。
5. 【請求項５】 前記直流ファンモータ用インバータ回路
   部を直流ファンモータに内蔵させたことを特徴とする請
   求項１〜請求項４のいずれかの請求項に記載の制御装
   置。
6. 【請求項６】 複数の直流ファンモータからの回生電力
   を圧縮機モータで消費させることを特徴とする請求項１
   〜請求項５のいずれかの請求項に記載の制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜請求項６のいずれかの請求項
   に記載の制御装置を備えたことを特徴とする冷凍空調装
   置。