專利名稱：制冷劑泄漏檢測(cè)裝置及使用其的冰箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用可燃性制冷劑的冰箱。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于冰箱中使用的烴等制冷劑具有可燃性，所以在產(chǎn)生制冷劑泄漏時(shí)很可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)等災(zāi)害，所以有必要在這種情況下也充分確保安全。
現(xiàn)有技術(shù)中，在變頻(日文インバ一タ)控制的冰箱中是如此對(duì)可燃性制冷劑進(jìn)行制冷劑泄漏檢測(cè)的將壓縮機(jī)的輸入變化作為PWM驅(qū)動(dòng)的占空(日文デユ一テイ)變化進(jìn)行監(jiān)控，在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為一定期問(wèn)內(nèi)，在占空相對(duì)于初始值超過(guò)某比率的階段判斷為從制冷循環(huán)的低壓側(cè)泄漏，在低于某比率的階段判定為從制冷循環(huán)的高壓側(cè)泄漏(例如，參照日本專利特開2003-139446號(hào)公報(bào))。
但是，如上所述用PWM驅(qū)動(dòng)的占空值進(jìn)行判定時(shí)，存在以下問(wèn)題首先，因?yàn)锳C輸入電壓變動(dòng)時(shí)，占空會(huì)變化，所以存在正常時(shí)卻可能出現(xiàn)錯(cuò)誤檢測(cè)的問(wèn)題。
其次，如圖9所示，相對(duì)于壓縮機(jī)的輸入變動(dòng)，占空值的變化量較小，當(dāng)增大用于判定的臨界值時(shí)，存在錯(cuò)誤檢測(cè)為制冷劑泄露的可能性增高的問(wèn)題，相反減小時(shí)則存在不能檢測(cè)到制冷劑泄漏的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在使用可燃性制冷劑的冰箱中可確實(shí)應(yīng)對(duì)壓縮機(jī)的輸入變動(dòng)、提高制冷劑泄漏的檢測(cè)精度的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置。
技術(shù)方案1的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置，特征在于包括制冷循環(huán)，其至少具有由三相無(wú)刷DC電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器；變頻電路，向所述無(wú)刷DC電機(jī)的定子線圈供給三相驅(qū)動(dòng)電流；PWM電路，向所述變頻電路供給PWM信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)裝置，檢測(cè)所述三相驅(qū)動(dòng)電流；dq轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)所述檢測(cè)到的三相驅(qū)動(dòng)電流，轉(zhuǎn)換為作為對(duì)應(yīng)于所述無(wú)刷DC電機(jī)的轉(zhuǎn)子的磁通的電流成分的d軸電流和作為對(duì)應(yīng)于所述無(wú)刷DC電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的電流成分的q軸電流；控制裝置，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換后的d軸電流、q軸電流及從外部輸入的速度指令信號(hào)，輸出基準(zhǔn)q軸電流和基準(zhǔn)d軸電流；電壓轉(zhuǎn)換裝置，將所述基準(zhǔn)q軸電流和基準(zhǔn)d軸電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)q軸電壓和基準(zhǔn)d軸電壓；三相轉(zhuǎn)換裝置，將所述轉(zhuǎn)換后的基準(zhǔn)q軸電壓和基準(zhǔn)d軸電壓轉(zhuǎn)換為三相電壓并輸出至所述PWM電路；電功率值算出裝置，從所述檢測(cè)到的q軸電流和所述基準(zhǔn)q軸電壓的乘積算出電功率值；以及判定裝置，從由所述電功率算出裝置算出的電功率值中抽出基準(zhǔn)電功率值，在該抽出經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后再抽出判定用電功率值，當(dāng)所述基準(zhǔn)電功率值與所述判定用電功率值的差超過(guò)規(guī)定值時(shí)，判定為制冷劑泄漏。
技術(shù)方案2的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置，在技術(shù)方案1的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置的基礎(chǔ)上，特征在于所述無(wú)刷DC電機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)是并用磁鐵轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)，是流過(guò)負(fù)的d軸電流的構(gòu)成以得到最大轉(zhuǎn)矩，所述電功率算出裝置從所述檢測(cè)到的d軸電流和基準(zhǔn)d軸電壓的乘積與所述檢測(cè)q軸電流和基準(zhǔn)q軸電壓的乘積的和值算出電功率值。
技術(shù)方案3的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置，在技術(shù)方案1的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置的基礎(chǔ)上，特征在于所述判定裝置抽出所述基準(zhǔn)電功率值后，每隔一定時(shí)間就抽出多個(gè)電功率值，將該多個(gè)抽出的電功率值取平均值，求得所述判定用電功率值。
技術(shù)方案4的冰箱，特征在于使用技術(shù)方案1至技術(shù)方案3中任一項(xiàng)所述的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置。
技術(shù)方案5的冰箱，在技術(shù)方案4的冰箱的基礎(chǔ)上，特征在于所述判定裝置在判定為所述制冷劑泄漏時(shí)，一邊繼續(xù)冷卻，一邊臨時(shí)停止設(shè)置在所述冰箱上的高電壓元件，判定為所述制冷劑泄漏后，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后，根據(jù)設(shè)置于所述冰箱上的溫度傳感器的檢測(cè)溫度，解除所述高電壓元件的停止。
技術(shù)方案6的冰箱，在技術(shù)方案5的冰箱的基礎(chǔ)上，特征在于根據(jù)所述冰箱的門開關(guān)的次數(shù)變更所述規(guī)定時(shí)間。
在技術(shù)方案1的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置中，因?yàn)閺臋z測(cè)到的q軸電流和基準(zhǔn)q軸電壓的乘積算出電功率值，從所述算出的電功率值抽出基準(zhǔn)電功率值，并從該抽出經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后再抽出判定用電功率值，當(dāng)所述基準(zhǔn)電功率值和所述判定用電功率值的差超過(guò)規(guī)定值時(shí)，判定為制冷劑泄漏，所以可確實(shí)地判定制冷劑泄漏。
在技術(shù)方案2的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置中，在轉(zhuǎn)子為永久磁鐵埋入型時(shí)，除磁鐵轉(zhuǎn)矩外，還產(chǎn)生由q軸方向的電感和d軸方向的電感的差引起的磁阻轉(zhuǎn)矩，兩者的合成轉(zhuǎn)矩超過(guò)磁鐵轉(zhuǎn)矩。采用使電流相位相對(duì)于感應(yīng)電壓(q軸方向)超前的方法，以用該合成轉(zhuǎn)矩最大的點(diǎn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由于此時(shí)流過(guò)負(fù)的Id，從而使電流相位前進(jìn)，利用最大轉(zhuǎn)矩，因此d軸也產(chǎn)生電功率。因此，電功率算出裝置從檢測(cè)到的d軸電流和基準(zhǔn)d軸電壓的乘積與檢測(cè)q軸電流和基準(zhǔn)q軸電壓的乘積的和值算出電功率值。
在技術(shù)方案3的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置中，在壓縮機(jī)一周旋轉(zhuǎn)中算出瞬時(shí)電功率值時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏差。為防止該偏差，算出一周旋轉(zhuǎn)中或多周旋轉(zhuǎn)的瞬時(shí)電功率值的平均值。
在技術(shù)方案4的冰箱中，可適用于使用可燃性制冷劑的冰箱的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置。
在技術(shù)方案5的冰箱中，因?yàn)樵谳^早階段判斷為有制冷劑泄漏的可能性，停止周圍氣體濃度達(dá)到可燃范圍、與元件不良重疊時(shí)可能著火的高壓電氣元件，所以通?？梢贿吚^續(xù)冷卻，一邊確保發(fā)生萬(wàn)一時(shí)候的安全，且在錯(cuò)誤地檢測(cè)到制冷劑泄漏時(shí)，也可迅速且確實(shí)地恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
技術(shù)方案6的冰箱可根據(jù)利用溫度判斷冰箱狀態(tài)前的門開關(guān)次數(shù)，變更利用溫度傳感器進(jìn)行判定前的時(shí)間，可確實(shí)地判斷冷卻性能的狀況。


圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的冰箱的剖視圖。
圖2是本實(shí)施例的冰箱的制冷循環(huán)圖。
圖3是低壓泄漏時(shí)的電功率變化。
圖4是高壓泄漏時(shí)的電功率變化。
圖5是本實(shí)施例的冰箱的方框圖。
圖6是從三相進(jìn)行αβ變化的矢量圖。
圖7是從αβ進(jìn)行dq變化的矢量圖。
圖8是表示壓縮機(jī)輸入實(shí)測(cè)值和電功率值Wi的關(guān)系的圖。
圖9是表示傳統(tǒng)的壓縮機(jī)輸入實(shí)測(cè)值和占空值的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式
下面說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的冰箱1。
(1)冰箱1的構(gòu)成首先，參照?qǐng)D1和圖2對(duì)冰箱1的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本實(shí)施例的冰箱1的剖視圖，圖2是冰箱1的制冷循環(huán)。
冷藏室1的殼體由絕熱箱體9和內(nèi)箱8形成，由絕熱隔壁2劃分為冷藏溫度帶30和冷凍溫度帶31，兩溫度帶30、31的冷氣完全獨(dú)立，各冷氣沒(méi)有混合。
冷藏溫度帶30的箱內(nèi)由冷藏隔板3劃分為冷藏儲(chǔ)藏室4和蔬菜室5，冷凍溫度帶31的箱內(nèi)由第一冷凍室6和第二冷凍室7構(gòu)成，各室分別具有開關(guān)門4a、5a、6a、7a。另外，在冷藏儲(chǔ)藏室4內(nèi)配置有用于檢測(cè)箱內(nèi)溫度的溫度傳感器(以下稱作R傳感器)34以及除臭裝置35。作為該除臭裝置35使用高電壓元件，例如，可采用在一對(duì)電極間配置光觸媒，在該電極間進(jìn)行放電，從而產(chǎn)生臭氧進(jìn)行除臭的方式。
在蔬菜室5的背面配置有冷藏室用蒸發(fā)器10和冷藏室用冷卻風(fēng)扇11，冷藏室冷卻用風(fēng)扇11由于箱內(nèi)溫度變動(dòng)、或門的開關(guān)而任意進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。并且，冷藏儲(chǔ)藏室4的背面是用于將冷氣向冷藏溫度帶30內(nèi)供給的冷氣循環(huán)路18。在冷凍室用蒸發(fā)器12的下部配置有除霜加熱器26。
冷凍室用蒸發(fā)器12和冷凍室用冷卻風(fēng)扇13配置于第一冷凍室6和第二冷凍室7的后壁上，通過(guò)冷氣循環(huán)冷卻第一冷凍室6和第二冷凍室7。
冰箱1的后壁下部的機(jī)械室14內(nèi)分別配置有構(gòu)成如圖2所示的制冷循環(huán)的壓縮機(jī)15、冷凝器21，從壓縮機(jī)15排出的可燃性制冷劑通過(guò)冷凝器21后，由切換閥22的可燃性制冷劑切換機(jī)構(gòu)交替地切換可燃性制冷劑流路，從而可交替實(shí)現(xiàn)冷凍模式和冷藏模式。
在切換閥22的一個(gè)出口依次連接有冷藏毛細(xì)管23和冷藏室用蒸發(fā)器10，在切換閥22的另一個(gè)出口依次連接有冷凍毛細(xì)管24和冷凍室用蒸發(fā)器12，在冷凍室用蒸發(fā)器12連接有蓄能器16。
采用上述構(gòu)成的冰箱1的話，由切換閥22切換可燃性制冷劑流路，在對(duì)冷凍溫度帶31進(jìn)行冷卻時(shí)的冷凍模式下，可燃性制冷劑由冷凍毛細(xì)管24減壓，進(jìn)入冷凍室用蒸發(fā)器12，冷卻冷凍溫度帶31后，重新返回壓縮機(jī)15。
另一方面，在對(duì)冷藏溫度帶30進(jìn)行冷卻時(shí)的冷藏模式下，可燃性制冷劑由冷藏毛細(xì)管23減壓，進(jìn)入冷藏室用蒸發(fā)器10，冷卻冷藏溫度帶30后，通過(guò)冷凍室用蒸發(fā)器12重新返回壓縮機(jī)15，從而構(gòu)成制冷循環(huán)。
冷凍模式(在圖3、圖4稱作F冷卻)時(shí)的可燃性制冷劑，依次流過(guò)冷凍毛細(xì)管24、冷凍室用蒸發(fā)器12、蓄能器16，通過(guò)冷凍室用冷卻風(fēng)扇13的運(yùn)轉(zhuǎn)，使冷氣在箱內(nèi)循環(huán)，對(duì)第一冷凍室6和第二冷凍室7進(jìn)行冷卻。
冷藏模式(在圖3、圖4稱作R冷卻)時(shí)，切換閥22進(jìn)行切換，可燃性制冷劑流路從冷凍溫度帶31側(cè)向冷藏溫度帶30側(cè)切換，可燃性制冷劑流至冷藏室用蒸發(fā)器10，通過(guò)冷藏室用風(fēng)扇11的運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)冷藏儲(chǔ)藏室4和蔬菜室5進(jìn)行冷卻。
(2)冰箱1的電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參照?qǐng)D5的方框圖，說(shuō)明冰箱1的電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
如圖5所示，包括驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)15的三相無(wú)刷DC電機(jī)(以下稱作壓縮機(jī)電機(jī))28、驅(qū)動(dòng)該壓縮機(jī)電機(jī)28的驅(qū)動(dòng)裝置(以下稱作壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置)32、以及控制該壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置32的冰箱1的主控制部33。并且，在主控制部33連接有分別設(shè)置于各室4、5、6、7的門4a～7a上的門開關(guān)4b～7b。并且，在主控制部33還連接有除臭裝置35、除霜加熱器26、R傳感器34。
首先，說(shuō)明壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置32的結(jié)構(gòu)。
壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置32由變頻電路42、整流電路44、交流電源46、PWM形成部48、AD轉(zhuǎn)換部50、dq轉(zhuǎn)換部52、速度檢測(cè)部54、速度指令輸出部56、速度PI控制部58、q軸電流PI控制部60、d軸電流PI控制部62、三相轉(zhuǎn)換部64構(gòu)成。
使壓縮機(jī)15旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)電機(jī)28如上所述是三相無(wú)刷DC電機(jī)。變頻電路42向該壓縮機(jī)電機(jī)28的三相(u相、v相、w相)定子線圈40u、40v、40w流入三相的驅(qū)動(dòng)電流。
該變頻電路42是由6個(gè)作為電源轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體的晶體管Tr1～Tr6構(gòu)成的全橋接變頻電路。另外，雖在圖中沒(méi)有表示，但相對(duì)該轉(zhuǎn)換晶體管Tr1～Tr6反向并聯(lián)有二極管。并且，與轉(zhuǎn)換晶體管Tr1和Tr4串聯(lián)有用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電流的檢測(cè)電阻R1，與轉(zhuǎn)換晶體管Tr2和Tr5串聯(lián)有檢測(cè)電阻R2，與轉(zhuǎn)換晶體管Tr28和Tr6串聯(lián)有檢測(cè)電阻R28。
整流電路44從作為商用電源(AC100V)的交流電源46得到供給的交流電壓，并將其整流供給至變頻電路42。
PWM形成部向6個(gè)轉(zhuǎn)換晶體管Tr1～Tr6的柵極端子供給PWM信號(hào)。PWM形成部48根據(jù)后面說(shuō)明的三相電壓Vu、Vv、Vw進(jìn)行脈寬調(diào)制，在規(guī)定的時(shí)間使各轉(zhuǎn)換晶體管Tr1～Tr6打開/關(guān)閉(ON/OFF)。
AD轉(zhuǎn)換部50檢測(cè)檢測(cè)電阻R1、R2、R28的電壓值，將各相的電壓值從模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，輸出三相驅(qū)動(dòng)電流Iu、IV、Iw。
dq轉(zhuǎn)換部52將從AD轉(zhuǎn)換部50輸出的驅(qū)動(dòng)電流Iu、Iv、Iw轉(zhuǎn)換為作為對(duì)應(yīng)于磁通的電流成分的d軸(direct-axis)電流Id和作為對(duì)應(yīng)于壓縮機(jī)電機(jī)28的轉(zhuǎn)矩的電流成分的q軸(quadrature-axis)電流Iq。
如式(1)所示，該轉(zhuǎn)換方法將三相的Iu、Iv、Iw轉(zhuǎn)換為二相的Iα、Iβ。圖6是表示該三相電流與二相電流的關(guān)系的矢量圖。
(1)接著，將如此轉(zhuǎn)換的二相電流Iα、Iβ使用式(2)轉(zhuǎn)換為q軸電流Iq和d軸電流Id。該二相驅(qū)動(dòng)電流與轉(zhuǎn)換(檢測(cè))的q軸電流Iq及d軸電流Id具有圖7的矢量圖所示的關(guān)系。
(2)在速度檢測(cè)部54根據(jù)檢測(cè)到的q軸電流Iq和d軸電流Id檢測(cè)壓縮機(jī)電機(jī)28的旋轉(zhuǎn)角θ和旋轉(zhuǎn)速度ω。根據(jù)q軸電流和d軸電流求出作為壓縮機(jī)電機(jī)28的轉(zhuǎn)子的位置的旋轉(zhuǎn)角θ，對(duì)該θ進(jìn)行微分從而求得旋轉(zhuǎn)速度ω。
在冰箱1的主控制部33，根據(jù)從dq轉(zhuǎn)換部52送來(lái)的q軸電流Iq輸出速度指令信號(hào)S。
速度指令輸出部56根據(jù)來(lái)自主控制部33的速度指令信號(hào)S和來(lái)自速度檢測(cè)部54的旋轉(zhuǎn)速度ω輸出基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度ωref?；鶞?zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度ωref與現(xiàn)在的旋轉(zhuǎn)速度ω一起輸入至速度PI控制部58。
在速度PI控制部58根據(jù)基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度ωref和現(xiàn)在的旋轉(zhuǎn)速度ω的差分量進(jìn)行PI控制，輸出基準(zhǔn)q軸電流Iqref和基準(zhǔn)d軸電流Idref，與現(xiàn)在的q軸電流Iq和現(xiàn)在的d軸電流Id一起分別輸出至q軸電流PI控制部60和d軸電流PI控制部62。
在q軸電流PI控制部60，進(jìn)行PI控制的同時(shí)進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換，輸出基準(zhǔn)q軸電壓Vq。
在d軸電流PI控制部62，進(jìn)行PI控制的同時(shí)進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換，輸出基準(zhǔn)d軸電壓Vd。
在三相轉(zhuǎn)換部64，首先根據(jù)式(3)將基準(zhǔn)d軸電壓Vd和基準(zhǔn)q軸電壓Vq轉(zhuǎn)換為二相電壓。
(3)根據(jù)式(4)將該轉(zhuǎn)換的二相電壓Vα、Vβ轉(zhuǎn)換為三相電壓Vu、Vv、Vw。
(4)將該轉(zhuǎn)換的三相電壓Vu、Vv、Vw輸出至前面所述的PWM形成部48。
利用上面的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置32，根據(jù)檢測(cè)到的d軸電流Id和q軸電流Iq檢測(cè)旋轉(zhuǎn)速度，根據(jù)該旋轉(zhuǎn)速度ω和來(lái)自主控制部的速度指令信號(hào)S進(jìn)行反饋控制，從PWM形成部48將PWM信號(hào)輸出至變頻電路42，以使壓縮機(jī)電機(jī)28以與速度指令信號(hào)S一致的旋轉(zhuǎn)速度ωref進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。變頻電路42據(jù)此將三相驅(qū)動(dòng)電流輸出至壓縮機(jī)電機(jī)28的三相定子線圈40。
(3)電功率算出方法下面對(duì)電功率的算出方法進(jìn)行敘述。
電功率由dq軸算出。當(dāng)轉(zhuǎn)子的永久磁鐵為表面型時(shí)，因?yàn)榭刂艻d＝0時(shí)效率最大，所以僅在q軸方向產(chǎn)生電功率。因此，壓縮機(jī)電機(jī)28的瞬時(shí)電功率Wi從檢測(cè)到的q軸電流Iq(t)和基準(zhǔn)q軸電壓Vq(t)的乘積求得。即，可用式(5)算出。
Wi(t)＝Iq(t)×Vq(t) (5)并且，將瞬時(shí)電功率Wi(t)發(fā)送至主控制部33。如圖8所示，瞬時(shí)電功率Wi(t)與壓縮機(jī)電機(jī)28的輸入實(shí)測(cè)值一致。
另外，因?yàn)閴嚎s機(jī)輸入由制冷循環(huán)的負(fù)載決定，所以AC電壓不會(huì)產(chǎn)生影響。
(4)可燃性制冷劑泄漏時(shí)的變動(dòng)在此，對(duì)在使用可燃性制冷劑的制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)中可燃性制冷劑泄漏時(shí)的瞬時(shí)電功率值Wi(t)的變動(dòng)進(jìn)行說(shuō)明。
圖3表示可燃性制冷劑從制冷循環(huán)中的低壓側(cè)泄漏時(shí)的電功率變化。
當(dāng)在制冷循環(huán)中的低壓側(cè)出現(xiàn)制冷劑泄漏時(shí)(圖3的F冷卻②)，運(yùn)轉(zhuǎn)中的循環(huán)內(nèi)壓力為負(fù)壓而吸入空氣，電功率上升。當(dāng)該判定用瞬時(shí)電功率值Wi(t)的增加值超過(guò)規(guī)定值(以下稱作增加基準(zhǔn)值G2)時(shí)，判定為低壓側(cè)泄漏。
當(dāng)在制冷循環(huán)中的高壓側(cè)產(chǎn)生制冷劑泄漏時(shí)(圖4的R冷卻②)，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)中的循環(huán)內(nèi)壓力減少，電功率也減少。當(dāng)該判定用瞬時(shí)電功率值Wi(t)的減少值超過(guò)規(guī)定值(以下稱作減少基準(zhǔn)值G1)時(shí)，判定為高壓泄漏。
(5)第1制冷劑泄漏判定方法下面對(duì)制冷劑泄漏的判定方法進(jìn)行說(shuō)明。
主控制部33監(jiān)控送來(lái)的瞬時(shí)電功率值Wi(t)，進(jìn)行制冷劑泄漏的判定。
(5-1)高壓側(cè)的制冷劑泄漏壓縮機(jī)15起動(dòng)后經(jīng)過(guò)數(shù)分鐘，存儲(chǔ)基準(zhǔn)電功率值Wi(t0)。其后隔一定間隔比較實(shí)際電功率值Wi(t)和基準(zhǔn)電功率值Wi(t0)。并且，當(dāng)判定用電功率值Wi(t)相對(duì)于基準(zhǔn)電功率值Wi(t0)超過(guò)減少基準(zhǔn)值G1時(shí)，進(jìn)行高壓泄漏判定。即，為式(6)。
Wi(t0)-Wi(t)＞G1(6)高壓泄漏時(shí)，因?yàn)榭扇夹灾评鋭┲饾u泄漏，所以壓縮機(jī)15的負(fù)載降低，電功率極其低。判定為高壓泄漏后，例如停止壓縮機(jī)15。
相對(duì)于所述基準(zhǔn)電功率值的減少基準(zhǔn)值根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定為正常時(shí)不會(huì)下降該減少基準(zhǔn)值，而制冷劑泄漏時(shí)可進(jìn)行判定。
(5-2)低壓側(cè)的制冷劑泄漏壓縮機(jī)15的轉(zhuǎn)速達(dá)到指定的轉(zhuǎn)速后經(jīng)過(guò)數(shù)分鐘，存儲(chǔ)基準(zhǔn)電功率值Wi(t0)。例如，制冷循環(huán)從冷凍溫度帶31切換到冷藏溫度帶30后，再次設(shè)定基準(zhǔn)電功率值Wi(t0)。
其后，隔一定間隔比較判定用電功率值Wi(t)和基準(zhǔn)電功率值Wi(t0)。并且當(dāng)判定用電功率值Wi(t)相對(duì)于基準(zhǔn)電功率值Wi(t0)超過(guò)增加基準(zhǔn)值G2時(shí)進(jìn)行低壓泄漏判定。即，為式(7)。
Wi(t)-Wi(t0)＞G2(7)低壓泄漏判定時(shí)，因吸入空氣所以輸入劇增。相對(duì)于基準(zhǔn)電功率值Wi(t0)的比率根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定為正常時(shí)不會(huì)上升到該比率，制冷劑泄漏時(shí)可確實(shí)地進(jìn)行判定。高壓泄漏判定后例如停止高電壓元件的驅(qū)動(dòng)。
(6)第2制冷劑泄漏判定方法當(dāng)轉(zhuǎn)子為永久磁鐵埋入型時(shí)，除磁鐵轉(zhuǎn)矩外，還產(chǎn)生由q軸方向的電感和d軸方向的電感的差引起的磁阻轉(zhuǎn)矩，兩者的合成轉(zhuǎn)矩超過(guò)磁鐵轉(zhuǎn)矩。
采用使電流相位相對(duì)于感應(yīng)電壓(q軸方向)超前的方法，以用該合成轉(zhuǎn)矩最大的點(diǎn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由于此時(shí)流過(guò)負(fù)的Id，從而使電流相位前進(jìn)，活用最大轉(zhuǎn)矩，因此d軸也產(chǎn)生電功率。
此時(shí)壓縮機(jī)電機(jī)28的瞬時(shí)電功率值Wi(t)的計(jì)算方法如下Wi(t)＝Iq(t)×Vq(t)+Id(t)×Vq(t)(8)使用上述瞬時(shí)電功率值Wi(t)，與第一制冷劑泄漏判定方法相同地進(jìn)行判定。
(7)第3制冷劑泄漏判定方法在第1制冷劑泄漏判定方法和第2制冷劑泄漏判定方法中，因?yàn)殡姽β蕿樗矔r(shí)電功率值Wi(t)，所以在壓縮機(jī)15的一次旋轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生誤差。
因此，算出一次旋轉(zhuǎn)中或多次旋轉(zhuǎn)的瞬時(shí)電功率值Wi(t)的平均值，并與基準(zhǔn)電功率值Wi(t0)進(jìn)行比較，與第1制冷劑泄漏判定方法相同地進(jìn)行判定。
(8)判定為制冷劑泄漏后的控制方法(8-1)第1控制方法如上所述，判定為制冷劑泄漏時(shí)(以下稱作第1階段的判定)，主控制部33強(qiáng)制停止除臭裝置35、除霜加熱器36等高電壓元件的驅(qū)動(dòng)，確保安全。
并且，當(dāng)在第1階段的判定中判定為制冷劑泄漏后，主控制部33進(jìn)行第2階段的判定。該第2階段的判定在第1階段的判定后，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間(例如12個(gè)小時(shí))或設(shè)定的交替冷卻次數(shù)(例如3次)后，當(dāng)R傳感器34檢測(cè)到冷凍室溫度在設(shè)定溫度以下時(shí)，判斷沒(méi)有制冷劑泄漏，主控制部33解除所述高電壓元件的停止，如果在設(shè)定溫度以上時(shí)，判斷存在制冷劑泄漏。
進(jìn)行該第2階段的判定的理由是當(dāng)冰箱內(nèi)部收納有很多食品或熱容量較大的食品時(shí)，箱內(nèi)溫度上升，壓縮機(jī)15的負(fù)載變大，此時(shí)即使在第1階段將該狀態(tài)錯(cuò)誤地檢測(cè)為制冷劑泄漏，在第二階段如果箱內(nèi)溫度下降也可判定為制冷劑沒(méi)有泄漏，可穩(wěn)定地進(jìn)行制冷劑泄漏的檢測(cè)。
(8-2)第2控制方法主控制部33判定為制冷劑泄漏后，當(dāng)門開關(guān)4b～7b檢測(cè)到門開關(guān)次數(shù)超過(guò)規(guī)定次數(shù)(例如3次)或開門時(shí)間超過(guò)規(guī)定時(shí)間(例如3分鐘)時(shí)，判斷為即使萬(wàn)一可燃性制冷劑泄漏向外部流出濃度也十分稀薄，可縮短利用R傳感器34進(jìn)行判定前的時(shí)間，此時(shí)，可縮短恢復(fù)冰箱的正常運(yùn)轉(zhuǎn)前的時(shí)間。
(8-3)第3控制方法與第2控制方法相反，當(dāng)門開關(guān)4b～7b檢測(cè)到門開關(guān)次數(shù)超過(guò)規(guī)定次數(shù)時(shí)，因?yàn)榇蜷_門使箱內(nèi)冷卻性能惡化，所以可延長(zhǎng)利用R傳感器進(jìn)行判定前的時(shí)間(例如延長(zhǎng)一個(gè)小時(shí))，此時(shí)，可防止由開門溫度上升引起的錯(cuò)誤檢測(cè)，可更加確實(shí)地進(jìn)行制冷劑泄漏檢測(cè)。
(8-4)第4控制方法當(dāng)除霜加熱器26為管加熱器或發(fā)熱溫度較低的防爆結(jié)構(gòu)時(shí)，即使判定為制冷劑泄漏，也不會(huì)停止控制，通過(guò)在利用R傳感器34進(jìn)行判定之前對(duì)冷凍室用蒸發(fā)器12進(jìn)行除霜，從而不會(huì)受到因蒸發(fā)器的著霜惡化而引起的箱內(nèi)冷卻性能惡化的影響，可更加確實(shí)地進(jìn)行制冷劑泄漏檢測(cè)。此時(shí)，在利用R傳感器34進(jìn)行溫度檢測(cè)時(shí)，為防止因除霜后的溫度上升而引起的錯(cuò)誤檢測(cè)，而可在除霜結(jié)束后經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后(例如6個(gè)小時(shí)后)進(jìn)行檢測(cè)。
(9)變形例另外，由溫度傳感器檢測(cè)的溫度除由R傳感器34檢測(cè)的冷凍室溫度外，也可為冷藏室溫度、冷凍室用蒸發(fā)器溫度、冷藏室用蒸發(fā)器溫度、切換室溫度、制冰室溫度等，主要是可判斷冰箱1的冷卻性能的部位即可。
本發(fā)明的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置可在家庭用冰箱或空調(diào)機(jī)的壓縮機(jī)上使用。
權(quán)利要求
1.一種制冷劑泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于包括制冷循環(huán)，其至少具有由三相無(wú)刷DC電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器；變頻電路，向所述無(wú)刷DC電機(jī)的定子線圈供給三相驅(qū)動(dòng)電流；PWM電路，向所述變頻電路供給PWM信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)裝置，檢測(cè)所述三相驅(qū)動(dòng)電流；dq轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)所述檢測(cè)到的三相驅(qū)動(dòng)電流，轉(zhuǎn)換為作為對(duì)應(yīng)于所述無(wú)刷DC電機(jī)的轉(zhuǎn)子的磁通的電流成分的d軸電流和作為對(duì)應(yīng)于所述無(wú)刷DC電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的電流成分的q軸電流；控制裝置，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換后的d軸電流、q軸電流及從外部輸入的速度指令信號(hào)，輸出基準(zhǔn)q軸電流和基準(zhǔn)d軸電流；電壓轉(zhuǎn)換裝置，將所述基準(zhǔn)q軸電流和基準(zhǔn)d軸電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)q軸電壓和基準(zhǔn)d軸電壓；三相轉(zhuǎn)換裝置，將所述轉(zhuǎn)換后的基準(zhǔn)q軸電壓和基準(zhǔn)d軸電壓轉(zhuǎn)換為三相電壓并輸出至所述PWM電路；電功率值算出裝置，從所述檢測(cè)到的q軸電流和所述基準(zhǔn)q軸電壓的乘積算出電功率值；以及判定裝置，從由所述電功率算出裝置算出的電功率值中抽出基準(zhǔn)電功率值，在該抽出經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后再抽出判定用電功率值，當(dāng)所述基準(zhǔn)電功率值與所述判定用電功率值的差超過(guò)規(guī)定值時(shí)，判定為制冷劑泄漏。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于，所述無(wú)刷DC電機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)是并用磁鐵轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)，為流過(guò)負(fù)的d軸電流的構(gòu)成以得到最大轉(zhuǎn)矩，所述電功率算出裝置從所述檢測(cè)到的d軸電流和基準(zhǔn)d軸電壓的乘積與所述檢測(cè)q軸電流和基準(zhǔn)q軸電壓的乘積的和值算出電功率值。
3.如權(quán)利要求1所述的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于，所述判定裝置抽出所述基準(zhǔn)電功率值后，每隔一定時(shí)間就抽出多個(gè)電功率值，將該多個(gè)抽出的電功率值取平均值，求得所述判定用電功率值。
4.一種使用權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置的冰箱。
5.如權(quán)利要求4所述的冰箱，其特征在于，所述判定裝置在判定為所述制冷劑泄漏時(shí)，一邊繼續(xù)冷卻，一邊臨時(shí)停止設(shè)置在所述冰箱上的高電壓元件，判定為所述制冷劑泄漏后，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后，根據(jù)設(shè)置于所述冰箱上的溫度傳感器的檢測(cè)溫度，解除所述高電壓元件的停止。
6.如權(quán)利要求5所述的冰箱，其特征在于，根據(jù)所述冰箱的門開關(guān)的次數(shù)變更所述規(guī)定時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在使用可燃性制冷劑的冰箱中可確實(shí)應(yīng)對(duì)壓縮機(jī)的輸入變動(dòng)、提高制冷劑泄漏的檢測(cè)精度的制冷劑泄漏檢測(cè)裝置。當(dāng)在制冷循環(huán)中的低壓側(cè)出現(xiàn)制冷劑泄漏時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)中的循環(huán)內(nèi)壓力因?yàn)樨?fù)壓而吸入空氣，電功率上升。當(dāng)該判定用瞬時(shí)電功率值Wi(t)的增加值超過(guò)增加基準(zhǔn)值G1時(shí)，判定為低壓側(cè)泄漏。另外，當(dāng)在制冷循環(huán)中的高壓側(cè)出現(xiàn)制冷劑泄漏時(shí)，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)中的循環(huán)內(nèi)壓力減少，電功率減少。當(dāng)該判定用瞬時(shí)電功率值Wi(t)的減少值超過(guò)減少基準(zhǔn)值G2時(shí)，判定為高壓泄漏。
文檔編號(hào)F25B49/00GK1764812SQ20048000795
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2004年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月19日
發(fā)明者足立幸作, 丸谷裕樹, 野口明裕, 佐久間勉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝電器營(yíng)銷株式會(huì)社, 東芝家電制造株式會(huì)社