電動壓縮機的控制方法、控制裝置和冷藏庫的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的電動壓縮機的控制方法包括：設置規(guī)定的一定轉速作為DC電機(103)的目標轉速(Rt)的步驟(S1)；取得作為DC電機(103)的轉速的測定值的實測轉速(Rm)的步驟(S2)；調整DC電機(103)的驅動電力的占空比以使得目標轉速(Rt)與上述實測轉速(Rm)一致的步驟(S3)；和基于占空比的變化重新設置目標轉速的步驟(S4)。
【專利說明】電動壓縮機的控制方法、控制裝置和冷藏庫

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及構成制冷循環(huán)的電動壓縮機，特別涉及具備DC電機并被PWM控制的電 動壓縮機的控制方法、該電動壓縮機的控制裝置和裝載有該控制裝置的冷藏庫。

【背景技術】
[0002] 現有技術中，作為構成冷藏庫的制冷循環(huán)的電動壓縮機具有DC電機。該電動壓縮 機為了將收納于冷藏庫的食品維持為適當溫度，根據箱內溫度使制冷劑循環(huán)進行動作。另 夕卜，近年來，已知有通過對電動壓縮機的DC電機進行PWM控制，實現節(jié)能化的技術（例如參 照專利文獻1)。
[0003] 專利文獻1中記載有一種冷藏庫的運轉控制裝置，其包括：檢測設置溫度的設置 溫度檢測單元；檢測箱內溫度的箱內溫度檢測單元；和檢測冷藏庫的外周圍的溫度的外部 氣溫檢測單元。該控制裝置根據箱內溫度與設置溫度之差將電動壓縮機的工作轉速設置為 多級。例如記載有當溫度差在5°C以上時設置為5400轉、在5?2°C時設置為3600轉、在 2?-2°C時設置為1800轉、在-2°C以下時設置為0轉。而且記載了，根據由外部氣溫檢測 單元取得的外部氣溫，變更電動壓縮機的最低轉速。
[0004] 如上所述，在專利文獻1記載的控制裝置，通過取得箱內溫度和外部氣溫，使電動 壓縮機的設置轉速最優(yōu)化。即，箱內溫度與設置溫度之差的大小和外部氣溫的高低，與電動 壓縮機的負載（冷卻負載）的大小具有相關關系。因此，如果能夠取得箱內溫度的詳細的 變化狀況和外部氣溫，就能夠考慮冷卻負載的大小的同時決定使箱內溫度接近設置溫度的 適當的轉速。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1 :日本特開昭62-9165號公報


【發(fā)明內容】

[0008] 發(fā)明要解決的課題
[0009] 但是，在專利文獻1中記載的控制方式中，以具有箱內溫度檢測單元和外部氣溫 檢測單元，以及箱內溫度檢測單元能夠檢測出詳細的變化狀況（至少多個溫度）為前提。 艮P，如果這些前提不能全部滿足，就不能實現專利文獻1中記載的控制方式。在例如不具 備外部氣溫檢測單元的冷藏庫或者箱內溫度檢測單元是像恒溫器那樣只能檢測一個溫度 的結構的情況下，不能實現考慮了電動壓縮機的負載的專利文獻1中記載的那樣的控制方 式。
[0010] 但是，具備箱內溫度檢測單元和外部氣溫檢測單元這2個溫度檢測單元的冷藏庫 的成本變高。另外，專利文獻1中作為前提的箱內溫度檢測單元能夠檢測多個溫度，這與實 質上只能檢測一個溫度的恒溫器相比還是價高。因此，專利文獻1中記載的控制方式，雖然 作為一部分高級模式的冷藏庫所裝備的功能是有意義的，但是在其他模式的冷藏庫中在成 本方面很難說適合。但是，期待在只具備恒溫器作為箱內溫度檢測單元的冷藏庫中，也能夠 實現節(jié)能化。
[0011] 本發(fā)明為了解決這種課題，目的在于提供不依賴于箱內溫度的詳細的變化狀況和 外部氣溫地、能夠抑制成本高并且根據冷卻負載設置電動壓縮機的轉速的控制方法、電動 壓縮機的控制裝置和具備該控制裝置的冷藏庫。
[0012] 用于解決課題的方法
[0013] 為了解決上述課題，本發(fā)明的電動壓縮機的控制方法是構成制冷循環(huán)并具備DC 電機的電動壓縮機的控制方法，包括：設置規(guī)定的一定轉速作為上述DC電機的目標轉速的 步驟；取得作為上述DC電機的轉速的測定值的實測轉速的步驟；調整上述DC電機的驅動 電力的占空比（duty)以使得上述目標轉速與上述實測轉速一致的步驟；和基于上述占空 比的變化重新設置上述目標轉速的步驟。
[0014] 本申請的
【發(fā)明者】們，在要將電動壓縮機的DC電機維持為一定的目標轉速時的、DC 電機的驅動電力的占空比的變化中，發(fā)現了與電動壓縮機的冷卻負載的變化的相關關系。 因此，基于該占空比設置DC電機的目標轉速，由此能夠不依賴于箱內溫度的詳細的變化狀 況和外部氣溫地、使DC電機以適當的轉速運轉。其結果，能夠抑制成本高并實現箱內的適 當的冷卻和節(jié)能化。
[0015] 發(fā)明的效果
[0016] 本發(fā)明的電動壓縮機的運轉方法能夠抑制成本高并將冷藏庫的箱內適當冷卻、且 實現節(jié)能化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的電動壓縮機的控制裝置的結構的框圖。
[0018] 圖2是表示實施方式1的控制裝置的動作順序的流程圖。
[0019] 圖3是表示本發(fā)明的實施方式2的電動壓縮機的控制裝置的結構的框圖。
[0020] 圖4是表示實施方式2的控制裝置的動作順序的流程圖。
[0021] 圖5是表示本發(fā)明的實施方式3的電動壓縮機的控制裝置的結構的框圖。
[0022] 圖6是表示實施方式3的控制裝置的動作順序的流程圖。
[0023] 圖7是表示控制裝置的動作順序之中的時間設置處理的內容的流程圖。

【具體實施方式】
[0024] 第1方面的電動壓縮機的控制方法，該電動壓縮機構成制冷循環(huán)并具備DC電機， 所述電動壓縮機的控制方法包括：設置規(guī)定的一定轉速作為上述DC電機的目標轉速的步 驟；取得作為上述DC電機的轉速的測定值的實測轉速的步驟；調整上述DC電機的驅動電 力的占空比以使得上述目標轉速與上述實測轉速一致的步驟；和基于上述占空比的變化重 新設置上述目標轉速的步驟。
[0025] 第2方面的電動壓縮機的控制裝置包括：對構成制冷循環(huán)的電動壓縮機所具備的 DC電機輸出驅動電力的逆變電路；和輸出該逆變電路的驅動信號的逆變器控制器，上述逆 變器控制器包括：設置規(guī)定的一定轉速作為上述DC電機的目標轉速的目標轉速設置單元； 時序地取得作為上述DC電機的轉速的測定值的實測轉速的實測轉速取得單元；調整上述 逆變電路所輸出的驅動電力的占空比以使得上述目標轉速與上述實測轉速一致的占空比 調整單元；和取得上述占空比的時序變化的占空比變化取得單元，上述目標轉速設置單元 基于上述占空比的時序變化重新設置上述DC電機的目標轉速。
[0026] 第3方面的電動壓縮機的控制裝置，尤其在第2方面的發(fā)明中，上述占空比變化取 得單元取得由上述占空比調整單元在前后相繼的各時刻設置的占空比的差值，上述目標轉 速設置單元基于上述占空比變化取得單元所取得的占空比的差值使上述目標轉速增加。
[0027] 第4方面的電動壓縮機的控制裝置，尤其在第3方面的發(fā)明中，上述占空比變化取 得單元包括：存儲在第1時刻從上述占空比調整單元取得的第1占空比的占空比存儲單元； 計測自上述第1時刻起的經過時間的計時單元；和比較在從上述第1時刻經過規(guī)定時間后 的第2時刻從上述占空比調整單元取得的第2占空比與存儲于上述占空比存儲單元的上述 第1占空比的占空比比較單元。
[0028] 第5方面的電動壓縮機的控制裝置，尤其在第4方面的發(fā)明中，上述逆變器控制器 還包括：基于上述實測轉速設置上述驅動電力的換相頻率的換相頻率設置單元；和將由上 述占空比調整單元設置的占空比和由上述換相頻率設置單元設置的換相頻率合成來生成 上述驅動信號的驅動信號合成單元。
[0029] 第6方面的電動壓縮機的控制裝置，尤其在第2?第5方面的發(fā)明中，上述逆變器 控制器還包括基于上述占空比和輸入到上述逆變電路的輸入電壓，對至重新設置上述目標 轉速為止的時間進行設置的切換時間設置單元。
[0030] 第7方面的冷藏庫包括：上述第2?第6方面中任一方面所述的控制裝置；和具有 DC電機并構成制冷循環(huán)的電動壓縮機。
[0031] 第8方面的冷藏庫尤其在第7方面中，還包括輸出能夠判別箱內是否為規(guī)定溫度 以上的信號的恒溫器，在箱內為規(guī)定溫度以上的情況下，上述控制裝置基于上述驅動電力 的占空比的時序變化進行上述DC電機的目標轉速的重新設置。
[0032] 以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，本發(fā)明不由本實施方式的記 載限定。
[0033] (實施方式1)
[0034] 圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的電動壓縮機的控制裝置的結構的框圖。如圖1 所示，該控制裝置1安裝在與工頻電源100連接的AC/DC轉換器101和構成冷藏庫的制冷 循環(huán)的電動壓縮機102之間。AC/DC轉換器101將從工頻電源100供給的交流電力轉換為 直流電力并輸出。另外，電動壓縮機102包括電動構件和由其吸入和排出制冷劑的壓縮構 件，其中作為電動構件具有DC電機103。此外，在本實施方式中，作為該DC電機103采用具 有三相（U相、V相、W相）的無刷DC電機。
[0035] 控制裝置1具有逆變電路2和逆變器控制器3。逆變電路2為將6個開關元件（例 如IGBT :絕緣型雙極型晶體管等）SW1?SW6三相橋接的結構。而且，從AC/DC轉換器101 輸入到逆變電路2的直流電力，作為驅動DC電機103的驅動電力有選擇地對定子的各相輸 出。
[0036] 另一方面，逆變器控制器3由MPU等運算器構成，控制逆變電路2的各開關元件 SW1?SW6的導通/斷開（0N/0FF)的切換。特別是，逆變器控制器3根據切換DC電機103 的定子的通電相的換相頻率和與DC電機103的運轉負載相應的PWM信號的占空比生成驅 動信號，并將其輸出到逆變電路2。
[0037] 進行更詳細的說明，逆變器控制器3包括目標轉速設置單元10、實測轉速取得單 元20、占空比調整單元（轉速控制單元）30和占空比變化取得單元40。
[0038] 目標轉速設置單元10在冷藏庫的箱內溫度高且處于應使電動壓縮機102運轉的 狀態(tài)下的情況下，適當設置DC電機103的目標轉速Rt。在此，在本實施方式中，裝載有控制 裝置1的冷藏庫，為了檢測箱內溫度而具有恒溫器104。該恒溫器104,在箱內溫度為規(guī)定 的閾值Th以上時輸出導通信號，在不到閾值Th時輸出斷開信號。因此，目標轉速設置單元 10取得來自恒溫器的信號，當其為導通信號時，箱內溫度在閾值Th以上，所以判斷為"應使 電動壓縮機102運轉的狀態(tài)"。另一方面，當為斷開信號時，箱內溫度不到閾值Th，所以判斷 為"應使電動壓縮機102停止的狀態(tài)"。此外，恒溫器104的閾值Th為冷藏庫的箱內的設置 溫度，可以通過用戶的操作變更設置。
[0039] 實測轉速取得單元20時序地取得作為DC電機103的轉速的測定值的實測轉速 Rm。例如根據DC電機103的反電動勢以規(guī)定的采樣周期取得表示轉子位于規(guī)定位置的位 置檢測信號。而且，通過對規(guī)定期間中的位置檢測信號進行計數，計算DC電機103的實測 轉速。
[0040] 占空比調整單元30調整逆變電路2輸出的驅動電力的占空比，以使得DC電機103 的目標轉速Rt與實測轉速Rm -致。更加具體地進行說明。在使DC電機103以其轉速與 目標轉速Rt -致（Rm = Rt)的方式工作的情況下，切換定子的通電相的時刻（換相頻率） 基于DC電機103的當前時刻的轉速（實測轉速Rm)決定。但是，在要使DC電機103以一 定轉速（一定的換相頻率）工作的情況下，DC電機103的轉動的容易性因冷卻負載而不同。 因此，需要使對通電相施加的電壓值為與冷卻負載相應的大小。于是，對向通電相供給的電 力的電壓值進行脈沖寬度調制（PWM)，基于冷卻負載調整作為其載波周期內的導通時間的 比例的占空比。
[0041] 在此，冷卻負載直接依賴于箱內溫度或外部氣溫。特別是，箱內溫度隨著電動壓縮 機102的工作時間經過而降低，伴隨于此冷卻負載降低。因此，當想要將DC電機103的轉 速維持為一定值時，需要與冷卻負載的下降（即箱內溫度的降低）相應地減小占空比。這 樣，占空比調整單元30在被動作控制以使得DC電機103的轉速（實測轉速Rm)與目標轉 速Rt -致方式的期間，根據冷卻負載調整驅動電力的占空比。此外，更具體而言，當使換相 頻率和占空比為一定時，伴隨冷卻負載的變化，DC電機103的實測轉速Rm發(fā)生變化。因此， 占空比調整單元30對占空比進行調整，以使得該實測轉速Rm的變化收于規(guī)定范圍AR內， 由此使目標轉速Rt和實測轉速Rm實質上一致。
[0042] 占空比變化取得單元40,通過時序地取得由占空比調整單元30調整設置的占空 t匕，取得占空比的時序變化。例如在使DC電機103以一定的轉速（一定的換相頻率）運轉 的情況下，取得經過規(guī)定時間前后的占空比的變化量。由此，能夠掌握通過該規(guī)定時間的經 過冷卻負載變化了何種程度。
[0043] [控制方法]
[0044] 接著，說明由上述控制裝置1實現的電動壓縮機102的控制方法。圖2是表示實 施方式1的控制裝置1的動作順序的流程圖。
[0045] 如圖2所示，控制裝置1的目標轉速設置單元10將DC電機103的目標轉速Rt設 置為規(guī)定值（步驟S1)。另外，實測轉速取得單元20時序地取得DC電機103的實測轉速 Rt (步驟S2)。然后，占空比調整單元30基于根據步驟S1中設置的目標轉速Rt和步驟S2 中時序地取得的實測轉速Rm而得到的、兩者的差值的變化（冷卻負載的變化），對占空比進 行調整（步驟S3)。而且，目標轉速設置單元10基于占空比的時序變化，再次適當設置目標 轉速Rt (步驟S4)。
[0046] 在此，步驟S4中的"占空比的變化"，通過占空比變化取得單元40基于由占空比調 整單元30設置的占空比來取得，其被輸入到目標轉速設置單元10。另外，步驟S4中的目標 轉速Rt的重新設置例如能夠采用以下的方式。即，在規(guī)定時間的經過前后的占空比的差值 相對大（占空比的變化大）的情況下，雖然適度地進行冷卻，但是能夠判斷為仍為達到目標 溫度的狀況。因此，在該情況下，使目標轉速Rt更新為從現狀值小幅增加的值，控制電動壓 縮機102使得更快速地達到目標溫度。另一方面，在規(guī)定時間的經過前后的占空比的差值 相對小（占空比的變化?。┑那闆r下，能夠判斷為冷卻沒有像所設想的那樣進行。因此，在 該情況下，通過使目標轉速Rt更新為從現狀值大幅增加的值，能夠進一步促進箱內溫度的 降低。
[0047] 此外，可以將占空比的差值比上述更多地設置為多級（3級以上），與各級相應地 重新設置不同的目標轉速Rt。通過這樣的方式，能夠不隨硬件的規(guī)格變更地、與現狀的冷卻 負載相應地使電動壓縮機102以更適合的轉速進行運轉。
[0048] 另外，在步驟S4以后，基于更新后的目標轉速Rt，進行從步驟S2開始的處理。此 夕卜，在步驟S1?S4的處理的途中，箱內溫度充分降低，在不到閾值Th的情況下，恒溫器104 的輸出從導通信號切換為斷開信號。目標轉速設置單元10從恒溫器104接收斷開信號時， 將目標轉速Rt設置為零。其結果是，DC電機103被控制為轉速成為零，最終成為停止狀態(tài)。 [0049] 根據以上說明的控制裝置1及其動作，即使不檢測箱內溫度的詳細和外部氣溫， 也能夠實現抑制成本高的同時通過與負載相應的電動壓縮機的運轉實現節(jié)能化。即，本實 施方式的控制裝置1，從將DC電機103的轉速維持為一定的期間中的占空比的變化讀取冷 卻負載。因此，即使不具備高價的箱內溫度檢測單元和外部氣溫檢測單元，也能夠基于占空 比的變化適當地設置DC電機103的目標轉速Rt。
[0050] (實施方式2)
[0051] 在本實施方式2中，關于上述實施方式1的電動壓縮機的控制裝置和控制方法，說 明更加具體的結構的應用例。圖3是表示實施方式2的電動壓縮機的控制裝置的結構的框 圖。本實施方式2的控制裝置1與實施方式1同樣地，安裝在與工頻電源100連接的AC/DC 轉換器101和構成冷藏庫的制冷循環(huán)的電動壓縮機102之間。另外，控制裝置1包括：逆變 電路2 ;和具有目標轉速設置單元10、實測轉速取得單元20、占空比調整單元30和占空比 變化取得單元40的逆變器控制器3。
[0052] 目標轉速設置單元10包括運轉狀態(tài)判定單元（壓縮機運轉檢測單元）11和轉速 設置單元12。其中，運轉狀態(tài)判定單元11接收來自恒溫器104的信號，基于該信號判定電 動壓縮機102的目標運轉狀態(tài)。例如在從恒溫器104接收到導通信號（箱內溫度彡Th)的 情況下，判定為處于應使電動壓縮機102運轉的狀態(tài)。另外，在接收到斷開信號（箱內溫度 < Th)的情況下，判定為處于應使電動壓縮機102停止的狀態(tài)。
[0053] 轉速設置單元12在處于應使電動壓縮機102運轉的狀態(tài)的情況下，將該目標轉速 Rt設置為大于零的規(guī)定值。作為該規(guī)定值，能夠采用例如根據電動壓縮機102的規(guī)格決定 的、在燃料方面能夠達到最高效率的轉速、或能夠穩(wěn)定工作的最低轉速等。另外，如后所述， 基于占空比的變化重新設置目標轉速Rt。另一方面，在處于應使電動壓縮機102停止的狀 態(tài)的情況下，將目標轉速Rt設置為零值。
[0054] 實測轉速取得單元20具有位置檢測單元21和轉速運算單元22。其中，位置檢測 單元21例如根據DC電機103的反電動勢，以規(guī)定的采樣周期取得表示轉子位于規(guī)定位置 的位置檢測信號。另外，轉速運算單元22例如通過在規(guī)定期間中對該位置檢測信號進行計 數，計算DC電機103的實測轉速Rm。
[0055] 逆變器控制器3包括換相頻率設置單元50。該換相頻率設置單元50取得來自上 述位置檢測單元21的位置檢測信號。而且，使用該位置檢測信號，生成確定定子的通電相 的切換頻率（換相頻率）的換相脈沖信號。
[0056] 另外，逆變器控制器3包括轉速比較單元51。對該轉速比較單元51輸入上述轉速 設置單元12所設置的目標轉速Rt和由轉速運算單元22計算的實測轉速Rm。而且，轉速比 較單元51取得這些轉速的差值（=Rm-Rt)，并將其向占空比調整單元30輸出。
[0057] 在此，在實測轉速Rm比目標轉速Rt小的情況下（Rm-Rt<0)，從轉速比較單元51 向占空比調整單元30的輸出意味著占空比的增加指示。相反，在實測轉速Rm比目標轉速 Rt大的情況下（Rm-Rt > 0)，從轉速比較單元51向占空比調整單元30的輸出意味著占空 比的減少指示。因此，占空比調整單元30基于來自轉速比較單元51的輸入，對占空比進行 調整（增加、減少、或維持）設置。此外，當占空比調整單元30使占空比增加時，對DC電機 103的驅動電力的電壓變高，當使占空比減少時，驅動電力的電壓變低。
[0058] 逆變器控制器3還包括驅動信號合成單元52和接口 53。驅動信號合成單元52將 具有上述換相頻率設置單元50所設置的換相頻率的換相脈沖信號和具有占空比調整單元 30所設置的占空比的PWM信號合成，生成驅動逆變電路2的開關元件SW1?SW6的驅動信 號。該驅動信號通過由光電耦合器等構成的接口 53被輸出到逆變電路2,該逆變電路2基 于該驅動信號進行動作。其結果，從AC/DC轉換器101向DC電機103供給的驅動電力，以 由上述換相頻率確定的周期被分配到DC電機103的各相，并且，其電壓波形具有上述占空 比。
[0059] 另一方面，占空比變化取得單元40包括占空比存儲單元41、計時單元42和占空比 比較單元43。其中，占空比存儲單元41在規(guī)定的時刻存儲由占空比調整單元30設置的該 時刻的占空比D1。本實施方式中，以實測轉速Rm與目標轉速Rt -致的時刻為上述時刻。 因此，表示實測轉速Rm與目標轉速Rt的差值的信息被從上述轉速比較單元51輸入到占空 比存儲單元41。此外，"實測轉速Rm與目標轉速Rt -致"并不只意味著兩者完全一致，也 可以定義為在包含目標轉速Rt的規(guī)定的范圍內（例如實施方式1中說明的轉速的范圍AR 內）存在實測轉速Rm的情況。
[0060] 計時單元42以運轉狀態(tài)判定單元11所判定的目標運轉狀態(tài)從"停止"切換至"運 轉"時或者目標轉速Rt從零變化為其它值時為基準時，計測之后的經過時間。此外，本實施 方式中，以目標轉速Rt的變化為基準。因此，從轉速設置單元12對計時單元42輸出表示 目標轉速Rt的信號。計時單元42將該目標轉速Rt從零變化為其它值的時刻作為上述基 準時進行檢測。
[0061] 占空比比較單元43當從計時單元42輸入的經過時間達到規(guī)定的時間時，從占空 比調整單元30取得該時刻的占空比D2。另外，也取得已經存儲于占空比存儲單元41的占 空比D1。而且，計算這些的占空比D1、D2的差值，將該差值輸出到轉速設置單元12。轉速 設置單元12根據所取得的差值，重新設置目標轉速Rt。
[0062] [控制方法]
[0063] 接著，說明由上述控制裝置1實現的電動壓縮機102的控制方法。圖4是表示實 施方式2的控制裝置1的動作順序的流程圖。
[0064] 如圖4所示，控制裝置1的運轉狀態(tài)判定單元11基于來自恒溫器104的輸入信號， 對電動壓縮機102的目標運轉狀態(tài)是"應運轉的狀態(tài)"還是"應停止的狀態(tài)"進行判定（步 驟S10)。在判定結果為"應停止的狀態(tài)"的情況下（S10 :否），進行使電動壓縮機102停止 的規(guī)定的處理（也包括維持停止狀態(tài)的處理）（步驟S16)，再次執(zhí)行步驟S10的處理。另一 方面，在判定結果為"應運轉的狀態(tài)"的情況下（S10:是），以規(guī)定的起動模式進行動作（步 驟 S11)。
[0065] 該起動模式為使處于停止狀態(tài)的電動壓縮機102起動的規(guī)定的動作序列。當電動 壓縮機102停止時，位置檢測單元21不能檢測DC電機103的反電動勢，所以不能夠檢測轉 子的位置。另外，當然，也不能檢測作為冷卻負載的指標的占空比的變化。因此，在起動模 式中，與轉子的位置和冷卻負載無關地，作為換相頻率和占空比采用規(guī)定的初始值來生成 驅動信號使DC電機103起動。而且，在滿足規(guī)定條件的時刻使起動模式結束。作為該規(guī)定 條件，要求至少位置檢測單元21能夠取得位置檢測信號，成為能夠根據換相頻率和占空比 生成驅動信號的狀態(tài)。
[0066] 使起動模式結束時，目標轉速設置單元10設置第1目標轉速Rtl (例如l，600rpm) (步驟S12)。作為該第1目標轉速Rtl，能夠采用如已經說明的那樣根據電動壓縮機102 的規(guī)格決定的、在燃耗方面能夠達到最高效率的轉速。另外，與此同時，計時單元42開始計 測之后的時間經過（步驟S13)，將該時刻的占空比D1存儲在占空比存儲單元41中（步驟 S14)。然后，對是否從計測開始經過了規(guī)定時間（例如5分鐘或10分鐘等）進行判定（步 驟S15)。在此，當未經過規(guī)定時間時，執(zhí)行維持現狀的目標轉速的狀態(tài)下主要調整占空比生 成驅動信號的處理（步驟20以后的處理）。另一方面，當經過規(guī)定時間時，執(zhí)行根據冷卻負 載重新設置目標轉速的處理（步驟S30以后的處理）。
[0067] 對步驟S20以后的處理進行說明。首先，實測轉速取得單元20基于DC電機103的 反電動勢生成位置檢測信號，基于該位置檢測信號取得實測轉速Rm (步驟S20)。在此，位置 檢測信號被輸出到換相頻率設置單元50,表示實測轉速Rm的信號被輸出到轉速比較單元 51。接著，換相頻率設置單元50使用所取得的位置檢測信號設置換相頻率（步驟S21)。另 夕卜，轉速比較單元51取得實測轉速Rm與目標轉速Rt的差值，并將其向占空比調整單元30 輸出。占空比調整單元30基于該差值調整設置占空比（步驟S21)。即，當Rm-Rt<0時， 使占空比增加，當Rm-Rt > 0時，使占空比減少。
[0068] 這樣設置的換相頻率和占空比被輸入到驅動信號合成單元52。驅動信號合成單元 52基于這些換相頻率和占空比生成驅動信號（步驟S22)。即，生成對具有上述換相頻率的 信號和具有上述占空比的信號取邏輯與的驅動信號。該驅動信號經由接口 53被輸出到逆 變電路2,使各開關元件SW1?SW6動作。其結果，來自AC/DC轉換器101的直流電力成為 具有在步驟S21中設置的換相頻率和占空比的驅動電力，向DC電機103的定子的各通電相 輸送。由此，DC電機103被控制為實測轉速Rm與目標轉速Rt -致。
[0069] 在驅動信號生成后，目標狀態(tài)判定單元11重新判定當前時刻的目標運轉狀態(tài)（步 驟S23)。而且，在判定結果為"應運轉的狀態(tài)"的情況下（S23:是），意味著箱內溫度沒有降 低至使恒溫器104斷開的閾值Th，所以重復進行從步驟S15起的處理。另外，在判定結果為 "應停止的狀態(tài)"的情況下（S23:否），意味著箱內溫度已降低至閾值Th。因此，將計時單元 42的計時清零（步驟S24)，使電動壓縮機102的運轉停止（步驟S25)。
[0070] 像這樣設置目標轉速（S12)，存儲占空比（S14)之后，至經過規(guī)定時間為止，反復 進行步驟S20以后的動作。然后，維持步驟S12中設置的目標轉速，調整占空比對DC電機 103的轉速進行控制。另外，這期間實測轉速Rm達到目標轉速Rt時，基于來自恒溫器104 的斷開信號，使DC電機103停止（S25)。
[0071] 接著，對在步驟S15中判定為經過了規(guī)定時間的情況下的、步驟S30以后的動作 進行說明。在該情況下，占空比比較單元43從占空比調整單元30取得當前時刻的占空比 D2 (步驟S30)。然后，也取得存儲于占空比存儲單元41的、步驟S15中存儲的占空比D1，判 定兩者的差值（=D1-D2)是否在規(guī)定值X%以上（步驟S31)。換言之，在電動壓縮機102 繼續(xù)規(guī)定時間后運轉的情況下，根據該規(guī)定時間的經過前后的占空比的減少的程度，判定 冷卻負載的程度。
[0072] 其結果是，當占空比的差值在規(guī)定值X%以上時（S31 :是），將目標轉速Rt重新設 置為小幅增加后的第2目標轉速Rt2(例如2, 400rpm)(步驟S32)。即，占空比的差值在規(guī) 定值X%以上，意味著通過規(guī)定時間的冷卻箱內溫度降低得較大，但是并未到達恒溫器104 成為斷開的閾值Th。因此，步驟S32的處理的意圖在于，通過使目標轉速Rt稍微增加，使冷 卻能力提高，使箱內溫度更早地到達閾值Th。
[0073] 當占空比的差值不到規(guī)定值X%時（S31 :否），將目標轉速Rt重新設置為大幅增 加后的第3目標轉速Rt3(例如3,000rpm)(步驟S33)。即，意味著：當占空比的差值不到 規(guī)定值X%時，與規(guī)定時間的冷卻無關，箱內溫度并不充分降低。例如作為這種情況，設想在 冷藏庫中收納有高溫的食品的結果、箱內溫度與設置溫度（閾值Th)相比大幅變高、冷卻負 載變大的情況。因此，步驟S33的處理的意圖在于，通過使目標轉速Rt大幅增加，使冷卻能 力顯著地提高，使箱內溫度更早地到達閾值Th。
[0074] 如上所述，當在步驟S32或步驟S33中重新設置目標轉速Rt時，將計時單元42中 的計時清零（重置）（步驟S34)，重復進行從步驟S14開始的處理。
[0075] 通過進行以上說明的控制，能夠基于占空比的變化適當地設置DC電機的目標轉 速。其結果，即使不取得箱內溫度的詳細的變化狀況和外部氣溫，也能夠使DC電機以適當 的轉速運轉。從而，能夠抑制成本高的同時將箱內冷卻至適當的溫度，并且能夠實現節(jié)能 化。
[0076] 此外，在上述的例子中，將占空比的變化的程度分為X%以上和不到X%的兩類， 但并不限定于此。例如可以將占空比的變化的程度分為三類，以與各類對應的方式確定 目標轉速Rt的重新設置值。另外，目標轉速Rt的重新設置值的設置方法也并不特別限 定。例如可以像上述的第2目標轉速Rt2那樣，將重新設置后的目標轉速的值保持原樣 (2,400rpm)設置，也可以設置目標轉速的增加量的值（800rpm)。另外，可以設置重新設置 的前后的目標轉速Rt的比例（150% )、增加量的值相對于重新設置前的值的比例（50% )。
[0077] 另外，也可以恒溫器104所具有的感溫部和開關部中，感溫部配置在能夠檢測箱 內溫度的部位，開關部配置在從工頻電源100向控制裝置1(特別是逆變器控制器3)供電 的供電線上。由此，當箱內溫度充分降低、感溫部檢測出不到閾值Th時，開關部動作能夠切 斷從工頻電源100向控制裝置1的電力供給。從而，箱內溫度不到閾值Th時，不對控制裝 置1供電，能夠實現待機時的節(jié)能化。
[0078] (實施方式3)
[0079] 實施方式3的控制裝置1在一定的轉速使DC電機103運轉的期間，進行取得當前 時刻的占空比，并在經過基于其設置的時間后使目標轉速Rt增加的控制。另外，控制裝置 1取得對逆變電路2輸入的電力的電壓值（以下，供電電壓）。而且，根據該供電電壓，調整 基于上述占空比的設置時間（至使目標轉速Rt為止增加的時間）。
[0080] 更詳細地說明，如已經說明的那樣，冷卻負載和占空比具有相關關系。即，在想要 使DC電機103以一定轉速運轉的情況下，當冷卻負載變大時，占空比也變大。從而，在占空 比大的情況下，能夠判斷為冷卻負載大，所以優(yōu)選使制冷循環(huán)的冷卻能力提高，使目標轉速 Rt增加。
[0081] 但是，占空比不僅受冷卻負載影響，而且也受供電電壓的大小影響。例如在使DC 電機103以一定轉速運轉的情況下，冷卻負載是一定的，對逆變電路2輸入的供電電壓變 高。在該情況下，為了將DC電機103的轉速維持為一定，即使供電電壓不變高也需要將驅動 電力的電壓維持為一定。因此，控制裝置1減少占空比。相反，在供電電壓變低的情況下， 為了將驅動電力的電壓維持為一定，控制裝置1增大占空比。
[0082] 如上所述，在想要使DC電機103以一定轉速運轉的情況下，占空比和冷卻負載和 供電電壓彼此具有相關關系。而且，通過不只考慮占空比而且也考慮供電電壓，能夠更加準 確地掌握冷卻負載。
[0083] 于是，控制裝置1作為基本動作，在占空比為規(guī)定的閾值以上的情況下，視作冷卻 負載大，經過短時間后使目標轉速Rt增加。另外，同樣，作為基本動作，在占空比不到閾值 的情況下，視作冷卻負載小，經過長時間后使目標轉速Rt增力卩。而且，控制裝置1在這樣的 基本動作的基礎上，關于占空比的閾值進行如下切換：在供電電壓高的情況下使用更小的 值，在供電電壓低的情況下使用更大的值。
[0084] 由此，在冷卻負載小的情況下，不以超過需要的高旋轉進行運轉，能夠實現節(jié)能 化。另外，通過除了占空比還考慮供電電壓，能夠更加準確的掌握冷卻負載，能夠適當地對 DC電機103進行運轉控制。
[0085] 下面，參照附圖對實現這樣的控制方式控制裝置1的結構例及其動作例進行具體 說明。
[0086] 圖5是表示本發(fā)明的實施方式3的電動壓縮機的控制裝置的結構的框圖。圖5的 控制裝置1與實施方式2的控制裝置1 (圖3參照）在大部分具有相同的結構。但是，不具 備占空比變化取得單元40,而具備電壓檢測單元60和切換時間設置單元61。此外，相對于 具備占空比變化取得單元40的實施方式2的控制裝置1，可以追加具備電壓檢測單元60和 切換時間設置單元61。
[0087] 電壓檢測單元60檢測從AC/DC轉換器101輸出并對逆變電路2輸入的供電電壓 (DC電壓），將該供電電壓輸出到切換時間設置單元61。切換時間設置單元61從占空比調 整單元30取得以規(guī)定的一定轉速使DC電機103運轉時的占空比，根據被輸入的供電電壓 將占空比與閾值比較，對至使目標轉速Rt增加為止的時間進行設置。另外，與時間的設置 一起，執(zhí)行經過時間的計測。此外，對圖5的控制裝置1之中、與實施方式1、2中已經說明 了的結構同樣的結構標注相同的附圖標記，省略其詳細的說明。
[0088] [控制方法]
[0089] 接著，對由上述控制裝置實現的電動壓縮機102的控制方法進行說明。圖6是表 示實施方式3的控制裝置的動作順序的流程圖，圖7是表示控制裝置的動作順序之中的時 間設置處理的內容的流程圖。
[0090] 如圖6所示，控制裝置1基于來自恒溫器104的輸入信號，對電動壓縮機102的目 標運轉狀態(tài)是"應運轉的狀態(tài)"還是"應停止的狀態(tài)"進行判定（步驟S40)。在判定結果為 "應停止的狀態(tài)"的情況下（S40 :否），將切換時間設置單元61中的計時清零（步驟S50)， 進行規(guī)定的運轉停止處理（步驟S51)。
[0091] 另一方面，在判定結果為"應運轉的狀態(tài)"的情況下（S40 :是），經起動模式達到規(guī) 定的穩(wěn)定運轉狀態(tài)時，檢測供電電壓（步驟S41)。另外，在目標轉速設置單元10中設置目 標轉速Rt (步驟S42)。作為該目標轉速Rt，能夠預先設置能夠穩(wěn)定地動作的最低轉速或高 效率的轉速等。
[0092] 接著，執(zhí)行對至使目標轉速Rt增加為止的時間進行設置的處理（步驟S43)。在該 時間設置處理中，使用步驟S41中取得的供電電壓和另外從占空比調整單元30取得的占空 t匕，設置時間。以下參照圖7說明具體的動作例。
[0093] 如圖7所示，首先判定供電電壓是否在基準值以上（步驟S100)。作為該基準值 例如能夠為260V。一般來說，在工頻電源100的交流電壓的有效值為100V的情況下，AC/ DC轉換器101為使用了倍壓整流方式的結構，所以通常時的供電電壓為大約282V。另外， 在工頻電源100的交流電壓的有效值為200V的情況下，AC/DC轉換器101為使用了全電壓 整流方式的結構，所以通常時的供電電壓依然為大約282V。從而，能夠將比通常時的供電電 壓稍微低的值作為步驟S100中的判定基準值。
[0094] 在供電電壓為基準值以上的情況下（S100 :是），基于對應供電電壓高的情況預先 準備的占空比的閾值（例如20%、30% )，進行時間設置（步驟S101?S105)。S卩，對從占 空比調整單元30取得的當前時刻的占空比是否在20% (第1閾值）以下進行判定（步驟 S101)。當在20%以下時（S101 :是），將與高電壓時的低負載對應的第1時間（例如30分 鐘）設置為至使目標轉速Rt增加的經過時間（步驟S102)。在比20%大的情況下（S101 : 否），對是否在30% (第2閾值）以下進行判定（步驟S103)。然后，當在30%以下時（S103 : 是），將與高電壓時的中負載對應的第2時間（例如20分鐘）設置為經過時間（步驟S104)。 另外，在比30%大的情況下（S103:否），將與高電壓時的高負載對應的第3時間（例如10 分鐘）設置為經過時間（步驟S105)。
[0095] 另一方面，在供電電壓不到基準值的情況下（S100:否），基于對應供電電壓低的 情況預先準備的占空比的閾值（例如22%、33% )，進行時間設置（步驟S106?S110)。 艮P，對從占空比調整單元30取得的當前時刻的占空比是否在22% (第3閾值）以下（步 驟S106)進行判定。當在22%以下時（S106 :是），將與低電壓時的低負載對應的第4時間 (例如30分鐘）設置為經過時間（步驟S107)。在比22%大的情況下（S106 :否），對是否 在33% (第4閾值）以下進行判定（步驟S108)。然后，當在33%以下時（S108 :是），將與 低電壓時的中負載對應的第5時間（例如20分鐘）設置為經過時間（步驟S109)。另外， 在比33%大的情況下（S108 :否），將與低電壓時的高負載對應的第6時間（例如10分）設 置為經過時間（步驟S110)。
[0096] 在上述中，關于占空比的第1?第4閾值，以第1閾值<第3閾值、第2閾值<第 4閾值成立的方式進行設置。這是考慮了即使在冷卻負載相同的情況下，占空比也因供電 電壓的不同而不同。另外，對于設置的經過時間，以第1時間>第2時間>第3時間、第4 時間>第5時間>第6時間成立的方式進行設置。這是考慮了即使在供電電壓相同的情況 下，占空比也根據冷卻負載而不同。此外，上述的占空比的閾值能夠根據DC電機103和冷 藏庫的規(guī)格適當設置。
[0097] 通過進行以上說明的控制，能夠基于占空比和供電電壓更適當地掌握冷卻負載， 使電動壓縮機102高效率地運轉，實現節(jié)能化。另外，此時不需要高價的傳感器等，能夠使 用比較廉價的恒溫器等進行實現。
[0098] 此外，在組合實施方式1或2和實施方式3的情況下，能夠形成能夠有選擇地執(zhí)行 實施方式1或2的控制方法和實施方式3的控制方法之中的任一者?；蛘撸部梢詧?zhí)行將實 施方式1或2的控制方法和實施方式3的控制方法有機地組合的控制方法。例如，首先按 照實施方式3的控制方法，對至使目標轉速Rt增加為止的時間進行設置（S43)。接著，開始 經過時間的計測（S44、S13)，當經過設置時間時（S46 :是、S15 :是），增加（重新設置）目標 轉速Rt (S47)。但是，此時重新設置的目標轉速Rt按照實施方式1或2的控制方法（S30? S33)決定。通過采用這樣的控制方法，即使在減少了傳感器的裝載數量的低成本的結構中， 也能夠實現適當地冷卻且實現了節(jié)能化的控制裝置。
[0099] 產業(yè)上的可利用性
[0100] 本發(fā)明能夠適用于能夠抑制成本高的同時將冷藏庫的箱內適當地冷卻并且實現 節(jié)能化的電動壓縮機的控制方法。
[0101] 附圖標記的說明
[0102] 1 控制裝置
[0103] 2 逆變電路
[0104] 3 逆變器控制器
[0105] 10 目標轉速設置單元
[0106] 20 實測轉速取得單元
[0107] 30 占空比調整單元
[0108] 40 占空比變化取得單元
[0109] 100工頻電源
[0110] 101 AC/DC 轉換器
[0111] 102電動壓縮機
[0112] 103 DC 電機
[0113] 104恒溫器
【權利要求】
1. 一種電動壓縮機的控制方法，該電動壓縮機構成制冷循環(huán)并具備DC電機，所述電動 壓縮機的控制方法的特征在于，包括 ： 設置規(guī)定的一定轉速作為所述DC電機的目標轉速的步驟； 取得作為所述DC電機的轉速的測定值的實測轉速的步驟； 調整所述DC電機的驅動電力的占空比以使得所述目標轉速與所述實測轉速一致的步 驟；和 基于所述占空比的變化重新設置所述目標轉速的步驟。
2. -種電動壓縮機的控制裝置，其特征在于，包括： 對構成制冷循環(huán)的電動壓縮機所具備的DC電機輸出驅動電力的逆變電路；和輸出該 逆變電路的驅動信號的逆變器控制器， 所述逆變器控制器包括： 設置規(guī)定的一定轉速作為所述DC電機的目標轉速的目標轉速設置單元； 時序地取得作為所述DC電機的轉速的測定值的實測轉速的實測轉速取得單元； 調整所述逆變電路所輸出的驅動電力的占空比以使得所述目標轉速與所述實測轉速 一致的占空比調整單元；和 取得所述占空比的時序變化的占空比變化取得單元， 所述目標轉速設置單元基于所述占空比的時序變化重新設置所述DC電機的目標轉 速。
3. 如權利要求2所述的電動壓縮機的控制裝置，其特征在于： 所述占空比變化取得單元取得由所述占空比調整單元在前后相繼的各時刻設置的占 空比的差值， 所述目標轉速設置單元基于所述占空比變化取得單元所取得的占空比的差值使所述 目標轉速增加。
4. 如權利要求3所述的電動壓縮機的控制裝置，其特征在于： 所述占空比變化取得單元包括： 存儲在第1時刻從所述占空比調整單元取得的第1占空比的占空比存儲單元； 計測自所述第1時刻起的經過時間的計時單元；和 比較在從所述第1時刻經過規(guī)定時間后的第2時刻從所述占空比調整單元取得的第2 占空比與存儲于所述占空比存儲單元的所述第1占空比的占空比比較單元。
5. 如權利要求4所述的電動壓縮機的控制裝置，其特征在于： 所述逆變器控制器還包括： 基于所述實測轉速設置所述驅動電力的換相頻率的換相頻率設置單元；和 將由所述占空比調整單元設置的占空比和由所述換相頻率設置單元設置的換相頻率 合成來生成所述驅動信號的驅動信號合成單元。
6. 如權利要求2?5中任一項所述的電動壓縮機的控制裝置，其特征在于： 所述逆變器控制器還包括基于所述占空比和輸入到所述逆變電路的輸入電壓，對至重 新設置所述目標轉速為止的時間進行設置的切換時間設置單元。
7. -種冷藏庫，其特征在于，包括： 權利要求2?6中任一項所述的控制裝置；和 具有DC電機并構成制冷循環(huán)的電動壓縮機。
8.如權利要求7所述的冷藏庫，其特征在于： 還包括輸出能夠判別箱內是否為規(guī)定溫度以上的信號的恒溫器， 在箱內為規(guī)定溫度以上的情況下，所述控制裝置基于所述驅動電力的占空比的時序變 化進行所述DC電機的目標轉速的重新設置。
【文檔編號】F04B49/06GK104066991SQ201380006512
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權日:2012年3月2日
【發(fā)明者】遠藤勝己 申請人:松下電器產業(yè)株式會社