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制冷循环装置以及驱动装置的制作方法

时间:2020-07-06 13:34:46

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制冷循环装置以及驱动装置的制作方法

本发明涉及具备压缩机的制冷循环装置以及驱动装置。

背景技术:

制冷剂回路是能够通过使压缩机驱动而进行热交换的回路。该制冷剂回路在压缩机从运转状态变为停止状态之后,在压缩机的吸入口与排出口之间产生作为制冷剂的压力差的差压。

制冷剂回路为了在存在这样的差压的状态下使压缩机再启动,需要比没有差压的情况更大的转矩,为了获得大的转矩,需要增大向压缩机输出的电压的振幅。专利文献1记载的驱动装置在启动时检测电动压缩机的差压,在存在差压时,将过电流保护单元的电流阈值设定得较高,从而对电动压缩机施加比通常高的启动电压。由此,专利文献1记载的驱动装置能够在启动时获得较高的马达的转矩,因此即使在存在差压的情况下,也能够使电动压缩机启动。

专利文献1:日本特开-29342号公报

然而,在上述作为现有技术的专利文献1中存在以下问题,即:没有考虑在存在差压的情况下启动压缩机时压缩机的振动,从而在压缩机启动时,因压缩机的振动而导致压缩机受到损伤。

技术实现要素:

本发明是鉴于上述问题所做出的,目的在于获得一种能够降低在存在差压的情况下启动压缩机时压缩机的振动的制冷循环装置。

为了解决上述课题并实现目的,本发明的制冷循环装置具备:冷凝器,其使热从制冷剂释放;蒸发器,其使制冷剂吸收热量;压缩机,其将来自冷凝器的制冷剂从吸入口吸入,并通过马达的旋转进行压缩,将压缩后的制冷剂从排出口向蒸发器排出;以及压缩机驱动电路,其通过逆变电路控制马达的旋转。压缩机驱动电路具有启动判断器,该启动判断器基于启动压缩机时的吸入口与排出口之间的压力差亦即差压,来判断使压缩机执行通常启动和差压启动中的任一个,所述通常启动以具有第一振幅的输出电压使压缩机启动,所述差压启动以具有比第一振幅大的第二振幅的输出电压使压缩机启动。在差压高于第一差压并且低于第二差压的情况下,启动判断器判断为执行差压启动,在差压为第二差压以上或第一差压以下的情况下,启动判断器判断为执行通常启动,压缩机驱动电路基于启动判断器的判断结果,使压缩机执行通常启动和差压启动中的任一个。

本发明的制冷循环装置发挥能够降低在存在差压的情况下启动压缩机时压缩机的振动的效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的制冷循环装置的结构的图。

图2是表示实施方式的制冷循环装置的启动方法的判断处理顺序的流程图。

图3是用于说明实施方式的差压启动中的占空比的图。

图4是用于说明实施方式的启动时所需要的能量的图。

图5是用于说明实施方式的占空比与输出电压的关系的图。

图6是表示实施方式的启动判别器的硬件结构例的图。

具体实施方式

以下,基于附图对本发明的实施方式的制冷循环装置以及驱动装置进行详细地说明。另外,本发明并不限定于该实施方式。

实施方式

图1是表示本发明的实施方式的制冷循环装置的结构的图。制冷循环装置100是通过作为制冷循环的热泵循环,一边使制冷剂循环、一边执行冷却处理的装置。制冷循环装置100适用于冰箱或空调之类的装置。

制冷循环装置100具备:使制冷剂在制冷剂配管20内循环的制冷剂回路101、和控制制冷剂回路101内的压缩机15的压缩机驱动电路102。制冷剂回路101具有:压缩制冷剂的压缩机15、与压缩机15连接的蒸发器11、与蒸发器11连接的膨胀阀12、与膨胀阀12连接的电磁阀13、以及与电磁阀13连接的冷凝器14。在制冷剂回路101中用制冷剂配管20依次连接有压缩机15、蒸发器11、膨胀阀12、电磁阀13以及冷凝器14。

蒸发器11在制冷剂与空气或水之类的热介质之间进行热交换。蒸发器11是在使从作为上游侧的压缩机15输送来的制冷剂吸收热量的基础上,将制冷剂向作为下游侧的膨胀阀12输送的装置。

蒸发器11是热交换器,具有冷凝器的功能和蒸发器的功能。蒸发器11以与进行热交换的热介质对应的形式构成。在热介质是空气并且蒸发器11使用空气进行热交换的情况下,蒸发器11能够由翅片管式热交换器构成。另外,在热介质是水或盐水之类的液体并且蒸发器11使用液体进行热交换的情况下,蒸发器11能够由微通道热交换器、壳管式热交换器、热管式热交换器、双管式热交换器或板式热交换器构成。

作为减压机构的一个例子的膨胀阀12是用于控制制冷剂的流量的阀,在进行制冷剂的流量调整时开闭。减压机构的其他例子是具有节流开度可变的构造的膨胀阀、在重压部采用了隔膜的机械式膨胀阀、或毛细管。

电磁阀13是用于关闭制冷剂的流路的阀。电磁阀13在阻断制冷剂的流动的情况下关闭,在使制冷剂流动的情况下打开。另外,电磁阀13只要能够根据电信号来控制开闭,则可以具有任意的机械构造。

冷凝器14在制冷剂与空气或水之类的热介质之间进行热交换。冷凝器14是在使从作为上游侧的蒸发器11侧输送来的制冷剂的热量释放的基础上,将制冷剂向作为下游侧的压缩机15输送的装置。

冷凝器14是热交换器,具有冷凝器的功能和蒸发器的功能。冷凝器14以与进行热交换的热介质对应的形式构成。在热介质为空气并且冷凝器14使用空气进行热交换的情况下,冷凝器14能够用翅片管式热交换器构成。另外,在热介质是水或盐水之类的液体,并且冷凝器14使用液体进行热交换的情况下,冷凝器14能够用微通道热交换器、壳管式热交换器、热管式热交换器、双管式热交换器或板式热交换器构成。

压缩机15具备马达25,是使用马达25压缩制冷剂的装置。压缩机15通过马达25的旋转而对从冷凝器14吸入的制冷剂进行压缩,并向蒸发器11排出。压缩机15由作为驱动装置的压缩机驱动电路102控制。

压缩机15具备制冷剂压缩室,在制冷剂压缩室配置有用于压缩制冷剂的机械。另外,压缩机15具备吸入口和排出口,吸入口和排出口构成制冷剂回路101的一部分。压缩机15的吸入口与冷凝器14连接,吸入来自冷凝器14的制冷剂。压缩机15的排出口与蒸发器11连接并向蒸发器11排出制冷剂。

配置于压缩机15的马达25的例子是无传感器式无刷马达。无传感器式无刷马达具备定子和转子。定子具有在轭上卷绕有线圈而成的构造,转子由具有永磁铁的作用的部件构成。压缩机15通过马达25的驱动,来驱动用于压缩制冷剂的机械,并在制冷剂压缩室对从吸入口进入的制冷剂进行压缩并从排出口排出。

压缩机15成为能够进行转速的控制的结构。压缩机15是通过逆变电路17来控制转速的逆变器驱动的压缩机。逆变器驱动的压缩机的例子是旋转式压缩机、涡旋式压缩机以及往复式压缩机。这些逆变器驱动的压缩机受到制冷剂、润滑油的种类或润滑油的量的各种影响。因此,逆变器驱动的压缩机根据使用条件,用于使制冷剂压缩室动作的转矩不同,来自逆变电路17的控制用的输出电压也不同。另外,膨胀阀12和电磁阀13不限于上述的配置位置,也可以配置于制冷剂回路101的任意位置。

另外,制冷循环装置100具备检测外部空气的温度的温度传感器22。作为第一温度检测部的温度传感器22配置于制冷剂回路101的外侧,并检测制冷剂回路101外侧的温度。温度传感器22将检测出的温度向压缩机驱动电路102发送。

另外,蒸发器11具备检测蒸发器11内的温度的温度传感器21。作为第二温度检测部的温度传感器21将检测出的温度向压缩机驱动电路102发送。另外在以下的说明中,将温度传感器22检测出的温度称为外部气温,将温度传感器21检测出的温度称为蒸发器温度。

另外,制冷循环装置100也可以具有排出压力传感器、排出温度传感器、冷凝器出口压力传感器、或冷凝器出口温度传感器。排出压力传感器是检测压缩机15的排出口处的压力的传感器,排出温度传感器是检测压缩机15的排出口处的温度的传感器。冷凝器出口压力传感器是检测冷凝器14的出口处的压力的传感器,冷凝器出口温度传感器是检测冷凝器14的出口处的温度的传感器。

压缩机驱动电路102与制冷剂回路101连接。压缩机驱动电路102具备输出直流电压的直流电压电源16、和控制压缩机15的转速的逆变电路17。另外,压缩机驱动电路102具备:控制施加于逆变电路17的直流电压的脉冲的占空比的占空比控制器31、和判断压缩机15的启动方法的启动判断器32。直流电压电源16是向逆变电路17施加直流电压的电源。

在压缩机驱动电路102中,启动判断器32与占空比控制器31连接,占空比控制器31与逆变电路17连接。而且,逆变电路17与直流电压电源16以及压缩机15连接。

压缩机驱动电路102通过将直流电压转换为交流电压的逆变电路17来控制压缩机15具备的马达25的旋转。逆变电路17将来自直流电压电源16的直流电压转换为正弦波的伪交流电压并向压缩机15的马达25输出。压缩机15借助来自逆变电路17的伪交流电压使马达25内产生旋转磁场,从而使马达25旋转。

逆变电路17是包括六个开关元件51~56、回流二极管81~86、以及连接点501~503而构成的电路,将与占空比对应的输出电压向压缩机15的马达25输出。

开关元件51~56的例子是igbt(insulatedgatebipolartransistor:绝缘栅型双极晶体管)和mosfet(metal-oxide-semiconductorfieldeffecttransistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)之类的元件,用硅半导体构成。在开关元件51~56分别并联连接有回流二极管81~86。

逆变电路17具备:作为串联连接的开关元件对的开关元件51、54、作为串联连接的开关元件对的开关元件52、55、以及作为串联连接而成的开关元件对的开关元件53、56。将开关元件51和开关元件54、开关元件52和开关元件55、以及开关元件53和开关元件56的各开关元件对分别称为臂。各臂并联连接。逆变电路17的各臂的中点分别与马达25的对应的相的端子连接。作为开关元件51与开关元件54之间的中点的连接点501与马达25的u相的端子连接,作为开关元件52与开关元件55之间的中点的连接点502与马达25的v相的端子连接,作为开关元件53与开关元件56之间的中点的连接点503与马达25的w相的端子连接。

启动判断器32与温度传感器21连接,从温度传感器21接收温度传感器21检测出的蒸发器温度。另外,启动判断器32与温度传感器22连接,从温度传感器22接收温度传感器22检测出的外部气温。

启动判断器32基于蒸发器温度和外部气温,推定在启动压缩机15时的吸入口与排出口之间的制冷剂的压力差亦即差压。启动判断器32基于推定出的差压,判断接下来使压缩机15启动时的启动方法。

制冷循环装置100执行的压缩机15的启动方法是通常启动或差压启动。通常启动是将第一振幅用于向马达25输出的电压的振幅来使压缩机15启动的启动方法。另外,差压启动是将比第一振幅大的第二振幅用于向马达25输出的电压的振幅来使压缩机15启动的启动方法。启动判断器32基于推定出的差压的值,判断使压缩机15执行通常启动和差压启动中的任一个。

实施方式的启动判断器32在差压高于第一差压并且低于第二差压的情况下,判断为执行差压启动。第一差压是比第二差压低的差压。另外,启动判断器32在差压为第二差压以上或第一差压以下的情况下,判断为执行通常启动。换言之,对于启动判断器32而言,如果差压在特定的范围外,则判断为执行通常启动,如果差压在特定的范围内,则判断为执行差压启动。在此特定的范围是从第一差压到第二差压的范围。

这样,在压缩机15在启动时振动的高差压的情况下、和不能执行差压启动的低差压的情况下,启动判断器32判断为执行通常启动。另外,在具有能够执行差压启动的差压并且压缩机15在启动时不振动就能够执行差压启动的情况下,启动判断器32判断为执行差压启动。启动判断器32将判断结果向占空比控制器31输出。

占空比控制器31基于来自启动判断器32的判断结果,控制施加于逆变电路17的直流电压的脉冲的占空比。占空比控制器31若接收指示差压启动的执行的判断结果,则控制逆变电路17以使其成为与差压启动对应的占空比。占空比控制器31若接收指示通常启动的执行的判断结果,则控制逆变电路17以使其成为与通常启动对应的占空比。与通常启动对应的占空比是向马达25输出的电压的振幅成为第一振幅的占空比,与差压启动对应的占空比是向马达25输出的电压的振幅成为比第一振幅大的第二振幅的占空比。

逆变电路17将与占空比对应的振幅的输出电压向马达25输出。具体而言,逆变电路17若接收与差压启动对应的占空比的脉冲,则将与差压启动对应的输出电压向压缩机15输出,若接收与通常启动对应的占空比的脉冲,则将与通常启动对应的输出电压向压缩机15输出。这样,逆变电路17通过将与占空比对应的输出电压向压缩机15输出,从而切换通常启动和差压启动。由此,压缩机15执行与来自逆变电路17的输出电压对应的启动。这样,压缩机驱动电路102基于启动判断器32的判断结果,使压缩机15执行通常启动和差压启动中的任一个。

另外,用于使逆变电路17动作的电压并不局限于来自直流电压电源16的直流电压,也可以是其他电压。用于使逆变电路17动作的电压也可以是使用转换器电路而使交流电压电源平滑化后的电压。

接下来,对制冷循环装置100的启动方法的判断处理顺序进行说明。图2是表示实施方式的制冷循环装置的启动方法的判断处理顺序的流程图。

制冷循环装置100的压缩机驱动电路102具备的启动判断器32若在步骤s10中从用户接收启动指令,则基于蒸发器温度和外部气温,推定在启动压缩机15时吸入口与排出口之间的差压。

另外,启动判断器32也可以基于蒸发器温度和外部气温的一方来推定差压。另外,启动判断器32也可以将蒸发器温度或外部气温以外的信息、和其他信息一起使用来推定差压。在该情况下,启动判断器32也可以使用电磁阀13具备的阀的开闭位置、从停止压缩机15起经过的时间、压缩机15停止前马达25的转速、或者压缩机15停止前从逆变电路17向马达25输出的电压来推定差压。

另外,在启动判断器32不使用蒸发器温度来推定差压的情况下,不需要温度传感器21。另外,在启动判断器32不使用外部气温来推定差压的情况下,不需要温度传感器22。

制冷循环装置100在步骤s20中判断差压是否在容许范围内。差压的容许范围是高于第一差压且低于第二差压的范围。因此,启动判断器32判断差压是否在高于第一差压且低于第二差压的范围内。

在差压高于第一差压并且低于第二差压的情况下,即在步骤s20中为是的情况下,在步骤s30中制冷循环装置100执行差压启动。具体而言,在差压高于第一差压并且低于第二差压的情况下,启动判断器32判断为执行差压启动,并将判断结果向占空比控制器31输出。而且,占空比控制器31控制逆变电路17以使其成为与差压启动对应的占空比。由此,逆变电路17将具有与差压启动对应的第二振幅的输出电压向压缩机15输出。

另一方面,在差压为第二差压以上或第一差压以下的情况下,即在步骤s20中为否的情况下,在步骤s40中制冷循环装置100执行通常启动。具体而言,在差压为第二差压以上或第一差压以下的情况下,启动判断器32判断为执行通常启动,并将判断结果向占空比控制器31输出。而且,占空比控制器31控制逆变电路17以使其成为与通常启动对应的占空比。由此,逆变电路17将具有与通常启动对应的第一振幅的输出电压向压缩机15输出。

这样,在制冷循环装置100中,压缩机驱动电路102判断启动方法,并基于判断结果,使压缩机15执行通常启动和差压启动中的任一个。

在此,对差压启动中的占空比进行说明。图3是用于说明实施方式的差压启动中的占空比的图。图3所示的曲线图的横轴是时间,纵轴是占空比。在图3中示出从作为启动开始的时间0起的差压启动时的占空比91和通常启动时的占空比92。

差压启动时的占空比91在压缩机15启动之后,大于通常启动时的占空比92。在压缩机15启动后,差压启动时的占空比91与通常启动时的占空比92相比急剧地减小。然后在压缩机15启动后,经过了特定的时间之后,差压启动时的占空比91变得比通常启动时的占空比92小。之后,差压启动时的占空比91变成0,然后,通常启动时的占空比92变成0。这样,差压启动时的占空比91变化的加速度比通常启动时的占空比92变化的加速度大。

接下来,对制冷剂回路101的动作进行说明。压缩机15在打开电磁阀13的阀的状态下动作。在压缩机15从动作状态移至停止状态时,压缩机15为了保持差压而预先关闭电磁阀13的阀。而且,压缩机15在即将启动之前打开电磁阀13。这样在实施方式中,为了维持压缩机15动作期间的差压,压缩机15在关闭电磁阀13的阀的状态下停止。由此,与在打开阀的状态下停止的情况相比,压缩机15能够长时间地维持差压。

在此,对差压的大小、与压缩机15启动时所需的电量亦即能量的关系进行说明。图4是用于说明实施方式的启动时所需的能量的图。图4所示的曲线图的横轴是时间,纵轴是压力。在图4中将在执行通常启动的情况下的差压与能量的关系在上侧的曲线图中示出,将在执行差压启动的情况下的差压与能量的关系在下侧的曲线图中示出。另外,执行通常启动或差压启动的情况下的能量能够基于从启动开始到启动结束的时间、和从启动开始到启动结束变化的差压来计算。启动开始是压缩机15从停止状态开始运转状态之时,启动结束是压缩机15的运转状态变为恒定之时。

在图4中,排出口的压力用压力特性61a、61b表示,吸入口的压力用压力特性62a、62b表示。压力特性61a、62a是执行通常启动的情况下的压力,压力特性61a与压力特性62a的差是执行通常启动的情况下的差压。另外,压力特性61b、62b是执行差压启动的情况下的压力,压力特性61b与压力特性62b的差是执行差压启动的情况下的差压。

压力特性61a、61b、62a、62b表示压缩机15运转时的压力、压缩机15停止时的压力、以及压缩机15再启动运转的情况下的压力。如压力特性61a、61b所示,在到停止为止的运转中,排出口的压力在较高的状态下稳定。另外如压力特性62a、62b所示,在到停止为止的运转中,吸入口的压力在较低的状态下稳定。由此,在到开始停止处理为止的运转中,在排出口与吸入口产生较大的差压。

在执行通常启动的情况下,压缩机15在打开电磁阀13的阀的状态下停止。因此在执行通常启动的情况下,如压力特性61a、62a所示,在停止运转后,排出口的压力急剧下降,吸入口的压力急剧上升。而且如压力特性61a、62a所示,若从停止运转起经过一定程度的时间,则排出口与吸入口的压力变为相同,其结果,排出口与吸入口的差压变成0。换言之,在执行通常启动的情况下,若压缩机15停止运转后经过一定程度的时间,则在排出口与吸入口处压力平衡。

在执行通常启动的情况下,如压力特性61a、62a所示,若压缩机15从停止运转的状态再启动,则需要急剧提高排出口的压力,并且需要急剧降低吸入口的压力。这是因为在执行差压启动的情况下,在压缩机15停止运转的状态下,排出口与吸入口的差压为0。在执行通常启动的情况下,运转停止中的差压为0,因此在再启动时,需要在排出口处的较大的压力变化、在吸入口处的较大的压力变化、以及长时间的再启动处理。其结果,在执行通常启动的情况下,压缩机15在再启动运转时需要较大的能量65a。

在执行差压启动的情况下,压缩机15在关闭了电磁阀13的阀的状态下停止。因此在执行差压启动的情况下,如压力特性61b、62b所示,在停止运转后,排出口的压力略微下降,吸入口的压力略微上升。而且如压力特性61b、62b所示,即使从停止运转起经过一定程度的时间,排出口与吸入口的差压也仍然保持为较大。换言之,在执行差压启动的情况下,压缩机15即使在停止运转后经过一定程度的时间,也维持较大的差压。

在执行差压启动的情况下,如压力特性61b、62b所示,若压缩机15从停止运转的状态再启动,则略微提高排出口的压力即可,并且略微降低吸入口的压力即可。换言之,在执行差压启动的情况下,排出口和吸入口的压力变化比执行通常启动的情况下小即可。

在执行差压启动的情况下,与执行通常启动的情况相比,运转停止中的差压较大,因此在运转的再启动时,与执行通常启动的情况相比,在排出口处的压力变化较小,在吸入口处的压力变化较小,并且短时间再启动处理即可。其结果,压缩机15能够以比执行通常启动的情况下的能量65a小的能量65b进行差压启动。这样,在执行差压启动的情况下,与执行通常启动的情况相比,不需要与差压对应的作功量,因此会带来能量的削减。

在此,对占空比与输出电压的关系进行说明。图5是用说明实施方式的占空比与输出电压的关系的图。图5所示的曲线图的横轴是时间,纵轴是占空比和输出电压的振幅。在图5中示出载波周期74、占空比72、输出电压特性73、输出电压的振幅71以及输出电压的周期75。

载波周期74是控制压缩机15时的运算周期。压缩机驱动电路102按照一个载波或多个载波来运算输出电压。

占空比72是施加于逆变电路17的直流电压的脉冲的比。占空比72由施加直流电压的时间相对于一个脉冲的时间的比来表示。压缩机驱动电路102通过调整作为占空比72的疏密的长短来调整输出电压的振幅71。压缩机驱动电路102越使占空比72急剧地变化,越能够获得较大的振幅71。

输出电压特性73是压缩机驱动电路102向压缩机15输出的电压的特性。压缩机驱动电路102向压缩机15输出的电压由占空比72决定。输出电压的振幅71是输出电压特性73的振幅。输出电压的周期75是输出电压特性73的周期。

这样,压缩机驱动电路102使用占空比72来控制输出电压特性73。压缩机驱动电路102使差压启动时每单位时间的占空比72的变化量大于通常启动时每单位时间的占空比72的变化量。这样,压缩机驱动电路102通过在差压启动时和通常启动时将占空比72之类的参数设定为不同的值,从而能够执行与启动顺序对应的适当的启动。

在此,对启动判断器32的硬件结构进行说明。启动判断器32由处理电路实现。该处理电路的例子是专用的硬件。图6是表示实施方式的启动判别器的硬件结构例的图。在启动判断器32是专用的硬件的情况下,启动判断器32包括图6所示的处理电路201和接口202。

而且,处理电路201通过经由接口202进行所需的信息的授受,由此执行在实施方式中说明过的启动方法的判断处理。处理电路201是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、asic(applicationspecificintegratedcircuit:专用集成电路)、fpga(fieldprogrammablegatearray:现场可编程门阵列)、或者将它们组合而成的电路。

另外,实现启动判断器32的处理电路也可以是具备处理器的控制电路。另外,启动判断器32也可以由多个处理电路构成。在实现启动判断器32的处理电路由具备处理器的控制电路实现的情况下,控制电路具备处理器和存储器。处理器是cpu(也称为centralprocessingunit:中央处理器、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、处理器、dsp(digitalsignalprocessor:数字信号处理器))。存储器相当于ram(randomaccessmemory:随机存储器)、rom(readonlymemory:只读存储器)、闪存之类的非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘。

在实现启动判断器32的处理电路是具备处理器的控制电路的情况下,处理器通过读出并执行存储于存储器的描述了启动判断器32的处理的程序来实现。另外,存储器也作为处理器实施的各处理中的临时存储器来使用。

另外,启动判断器32并不局限于基于差压判断启动方法的情况,也可以基于外部气温或蒸发器温度判断启动方法。对于压缩机15而言,外部气温越高,差压越大,因此启动时的机械振动越大。因此在外部气温为第一温度以下的情况下,差压较小,因此启动判断器32判断为执行通常启动。另外,在外部气温为第二温度以上的情况下,启动判断器32判断为执行通常启动。另外,在蒸发器温度高于第三温度的情况下,启动判断器32判断为执行通常启动。

另外,逆变电路17所使用的开关元件51~56的一部分或全部也可以使用宽带隙半导体构成。宽带隙半导体是具有比硅的带隙大的带隙的半导体。代表性的宽带隙半导体是sic(碳化硅)、gan(氮化镓)或金刚石。

用宽带隙半导体构成的开关元件51~56的电力损失较低,因此能够实现开关元件51~56的高效率化,并且能够实现制冷剂回路101的高效率化。

此外,通过使用宽带隙半导体,即使使载波频率为高频,损失也不会增加。因此通过提高载波频率,并且基于载波频率高速地控制所有的开关元件51~56,从而能够细致地控制开关元件51~56,因此能够实现进一步的低振动。

另外,回流二极管81~86也可以用宽带隙半导体构成。另外,开关元件51~56和回流二极管81~86并不限定于宽带隙半导体。

这样,在实施方式中,在差压高于第一差压并且低于第二差压的情况下,启动判断器32判断为执行差压启动,在差压为第一差压以下或第二差压以上的情况下,判断为执行通常启动。而且,压缩机驱动电路102基于启动判断器32的判断结果,使压缩机15执行通常启动或差压启动。由此,能够降低压缩机15启动时压缩机15的振动,因此能够减小因振动导致的压缩机15的损伤。

因此,能够减小由压缩机15的振动引起的排出口之类的部件的疲劳破损,因此能够长期确保动作的可靠性。另外,由于能够长期确保动作的可靠性,因此能够长期进行差压启动。而且,由于能够长期进行差压启动,因此能够长期削减与差压对应的能量。因此,会带来启动时的节能。另外,即使在压缩机15的启动速度比特定速度快的情况下,也能够应用压缩机驱动电路102。

另外,启动判断器32基于外部空气温度推定差压,因此能够容易地推定正确的差压。另外,启动判断器32基于蒸发器温度推定差压,因此能够容易地推定正确的差压。另外,启动判断器32使用电磁阀13的阀的开闭状态、从停止压缩机15起经过的时间、压缩机15停止前马达25的转速、或者压缩机15停止前从逆变电路17向马达25输出的电压来推定差压,因此能够容易地推定正确的差压。

另外,在压缩机15停止时关闭电磁阀13的阀,因此在压缩机15停止后也能够维持较大的差压。由此,压缩机15能够执行差压启动的可能性升高,因此能够削减启动时所需的能量的可能性升高。

另外,占空比控制器31通过调整占空比91、92来切换通常启动和差压启动,因此能够容易地执行通常启动和差压启动的切换。

以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一个例子,也能够与其他公知的技术组合,在不脱离本发明的主旨的范围内,也能够省略、变更结构的一部分。

附图标记说明

11…蒸发器;12…膨胀阀;13…电磁阀;14…冷凝器;15…压缩机;16…直流电压电源;17…逆变电路;21、22…温度传感器;25…马达;31…占空比控制器;32…启动判断器;51~56…开关元件;61a、61b、62a、62b…压力特性;65a、65b…能量;71…振幅;72、91、92…占空比;73…输出电压特性;74…载波周期;75…输出电压的周期;81~86…回流二极管;100…制冷循环装置;101…制冷剂回路;102…压缩机驱动电路;501~503…连接点。

技术特征:

1.一种制冷循环装置,其特征在于,具备:

冷凝器,其使热量从制冷剂释放;

蒸发器,其使所述制冷剂吸收热量;

压缩机,其将来自所述冷凝器的所述制冷剂从吸入口吸入,并通过马达的旋转进行压缩,将压缩后的所述制冷剂从排出口向所述蒸发器排出;以及

压缩机驱动电路,其通过逆变电路控制所述马达的旋转,

所述压缩机驱动电路具有启动判断器,该启动判断器基于启动所述压缩机时的所述吸入口与所述排出口之间的压力差亦即差压,来判断使所述压缩机执行通常启动和差压启动中的任一个,所述通常启动以具有第一振幅的输出电压使所述压缩机启动,所述差压启动以具有比所述第一振幅大的第二振幅的输出电压使所述压缩机启动,

在所述差压高于第一差压并且低于第二差压的情况下,所述启动判断器判断为执行所述差压启动,在所述差压为所述第二差压以上或所述第一差压以下的情况下,所述启动判断器判断为执行所述通常启动,

所述压缩机驱动电路基于所述启动判断器的判断结果,使所述压缩机执行所述通常启动和所述差压启动中的任一个。

2.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其特征在于,

还具备检测所述压缩机的外部的温度亦即外部空气温度的第一温度检测部,

所述启动判断器基于所述外部空气温度来推定所述差压,并基于推定出的所述差压来判断使所述压缩机执行所述通常启动和所述差压启动中的任一个。

3.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置,其特征在于,

还具备检测所述蒸发器的温度亦即蒸发器温度的第二温度检测部,

所述启动判断器基于所述蒸发器温度来推定所述差压,并基于推定出的所述差压来判断使所述压缩机执行所述通常启动和所述差压启动中的任一个。

4.根据权利要求1~3中的任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,

所述启动判断器用阻断所述制冷剂的流路的电磁阀具有的阀的开闭状态、从停止所述压缩机起的经过时间、所述压缩机停止前所述马达的转速、或者所述压缩机停止前从所述逆变电路向所述马达输出的输出电压来推定所述差压,并基于推定出的所述差压来判断使所述压缩机执行所述通常启动和所述差压启动中的任一个。

5.根据权利要求1~3中的任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,

还具备阻断所述制冷剂的流路的电磁阀,

通过在所述压缩机停止时关闭所述电磁阀的阀,由此增大所述差压。

6.根据权利要求1~5中的任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,

所述压缩机驱动电路还具有占空比控制器,该占空比控制器基于所述启动判断器的判断结果,控制施加于所述逆变电路的直流电压的脉冲的占空比,

所述逆变电路通过将与所述占空比对应的输出电压向所述压缩机输出,由此对所述通常启动和所述差压启动进行切换。

7.根据权利要求1~6中的任一项所述的制冷循环装置,其特征在于,

所述逆变电路具备开关元件,

所述开关元件用宽带隙半导体构成。

8.一种驱动装置,其特征在于,具有:

逆变电路,其控制对从吸入口吸入的制冷剂进行压缩并从排出口排出的压缩机;和

启动判断器,其基于启动所述压缩机时的所述吸入口与所述排出口之间的压力差亦即差压,来判断使所述压缩机执行通常启动和差压启动中的任一个,所述通常启动以具有第一振幅的输出电压使所述压缩机启动,所述差压启动以具有比第一振幅大的第二振幅的输出电压使所述压缩机启动,

在所述差压高于第一差压并且低于第二差压的情况下,所述启动判断器判断为执行所述差压启动,在所述差压为所述第二差压以上或所述第一差压以下的情况下,所述启动判断器判断为执行所述通常启动,

所述逆变电路基于所述启动判断器的判断结果,使所述压缩机执行所述通常启动和所述差压启动中的任一个。

技术总结

在制冷循环装置(100)中具备:压缩机(15),其从吸入口吸入制冷剂并通过马达(25)的旋转进行压缩,将压缩后的制冷剂从排出口排出;和压缩机驱动电路(102),其控制马达(25)的旋转,压缩机驱动电路(102)具有启动判断器(32),该启动判断器(32)基于启动压缩机(15)时的吸入口与排出口之间的差压,来判断执行以具有第一振幅的输出电压而使压缩机(15)启动的通常启动、和以具有比第一振幅大的第二振幅的输出电压而使压缩机(15)启动的差压启动中的任一个,在差压高于第一差压并且低于第二差压的情况下,启动判断器(32)判断为执行差压启动,在差压为第二差压以上或者第一差压以下的情况下,启动判断器(32)判断为执行通常启动。

技术研发人员:乘松泰治;西泽章

受保护的技术使用者:三菱电机株式会社

技术研发日:.06.30

技术公布日:.02.07

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