專利名稱：空氣調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有分別由反相電路驅(qū)動(dòng)的多個(gè)壓縮機(jī)的空氣調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
到目前為止已經(jīng)提出具有分別由單獨(dú)反相電路驅(qū)動(dòng)與控制的兩容量可變壓縮機(jī)的空氣調(diào)節(jié)裝置(例如，參看日本專利No.2557903)。該空氣調(diào)節(jié)裝置設(shè)有制冷循環(huán)，其中該兩個(gè)壓縮機(jī)的排氣側(cè)以共用方式連接到一制冷管，且入口側(cè)也以共用方式連接到一制冷管。
在這種空氣調(diào)節(jié)裝置中驅(qū)動(dòng)兩個(gè)壓縮機(jī)的電源電路包括兩個(gè)電路一個(gè)電路通過使用整流電路對(duì)來自AC電源的交變電流進(jìn)行整流、通過使用兩個(gè)整流電路將整流電路的輸出轉(zhuǎn)換成變頻交變電流、然后向?qū)?yīng)壓縮機(jī)分別提供交變電流；以及另一個(gè)電路通過兩個(gè)整流電路對(duì)來自AC電源的交變電流進(jìn)行整流、通過使用反相電路即將整流電路的輸出轉(zhuǎn)換成變頻交變電流、然后向?qū)?yīng)壓縮機(jī)分別提供交變電流。

發(fā)明內(nèi)容
通過本發(fā)明要解決的問題上述驅(qū)動(dòng)空氣調(diào)節(jié)裝置的AC電源包括200V的商用三相AC電源與400V的商用三相AC電源。這里，在空氣調(diào)節(jié)裝置具有10馬力的空氣調(diào)節(jié)容量的情況中，該兩個(gè)壓縮機(jī)的容量等于5馬力；例如，在400V的三相AC電源驅(qū)動(dòng)一個(gè)5馬力的壓縮機(jī)時(shí)，AC電源側(cè)的輸出電流近似為11A。因此，在驅(qū)動(dòng)兩個(gè)壓縮機(jī)時(shí)，AC電源側(cè)的電流是22A。
當(dāng)通過一整流電路對(duì)來自AC電源的交變電流進(jìn)行整流來獲得用于兩個(gè)壓縮機(jī)的直流電流時(shí)，流過整流電路的電流近似為41A，從而所使用的整流電路必須具有50A的額定值。
然而，具有AC輸出電壓額定值為400V與輸出電流額定值的為50A的整流電路并不常見，從容量的觀點(diǎn)來看是專用類型，因而造成配置工作量大且成本高。
同時(shí)，因?yàn)榉聪嘣O(shè)備控制著壓縮機(jī)的容量，所以大多使用具有整流電路與反相電路集成為組件的組合模塊。在組合模塊中，整流電路作為反相電路的DC電源與其結(jié)合成整體，因而它具有與反相電路相同的額定值。
因此，當(dāng)使用組合模塊時(shí)，必須使用具有更大額定值以能夠?yàn)閮蓚€(gè)壓縮機(jī)輸出AC電源的元件作為反相電路，其中該組合模塊通過使用一整流電路對(duì)來自AC電源的交變電流進(jìn)行整流來獲得用于兩個(gè)壓縮機(jī)的DC電源。具有大額定值的元件是昂貴的，其配置工作量大，還增加了容納元件的空氣調(diào)節(jié)裝置的尺寸。
因而，也有采用一種將整流電路與反相電路分開、并形成半導(dǎo)體連接的配置，而不使用任何組合模塊。然而，在這種情況中，需要更多的精力來進(jìn)行布線，還需要寬廣的安裝空間。
同時(shí)，當(dāng)采用分別從獨(dú)立整流電路獲得兩個(gè)反相電路的DC電源的配置時(shí)，則整流電路的電流額定值與反相電路的相等，從而可使用組合模塊。
然而，在這種配置中，整流電路與反相電路之間必須為各個(gè)組合模塊設(shè)置諸如功率因數(shù)改進(jìn)電抗器和平滑電容器之類的電路元件、以及濾波電路，因而造成配置工作量大且成本高。
本發(fā)明已經(jīng)實(shí)現(xiàn)解決上述問題的目的。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供甚至在包括有分別通過反相電路驅(qū)動(dòng)的多個(gè)壓縮機(jī)時(shí)、也可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化配置并減小尺寸的空氣調(diào)節(jié)裝置。
用于解決問題的方法為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，具有分別通過反相電路驅(qū)動(dòng)的多個(gè)壓縮機(jī)的空氣調(diào)節(jié)裝置的特點(diǎn)為反相電路構(gòu)造成組合模塊，其中反相電路與對(duì)交變電流進(jìn)行整流的整流電路結(jié)合成整體；AC電源連接到多個(gè)組合模塊的各個(gè)整流電路的各個(gè)輸入端，且各個(gè)整流電路的輸出端并聯(lián)連接以形成DC電線路，以及該DC電線路連接到多個(gè)組合模塊的各個(gè)反相電路的輸入端。
根據(jù)上述配置，可提供甚至在設(shè)置有分別通過反相電路驅(qū)動(dòng)多個(gè)壓縮機(jī)時(shí)、也可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化配置并減小尺寸的空氣調(diào)節(jié)裝置。


圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷循環(huán)的視圖；圖2是示出通過使用獨(dú)立的反相電路來執(zhí)行壓縮機(jī)的容量控制的控制電路配置的電路圖，其中壓縮機(jī)構(gòu)成圖1所示制冷循環(huán)；圖3是用于說明工作的壓縮機(jī)的數(shù)量、以及根據(jù)空氣調(diào)節(jié)負(fù)載的變化來控制壓縮機(jī)容量的情形的變化曲線圖。
圖4是示出圖2所示控制電路的具體配置步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了應(yīng)用本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷循環(huán)。在圖1中，兩個(gè)壓縮機(jī)1和2的排氣側(cè)以共用方式連接到一制冷管，且入口側(cè)也以共用方式連接到一制冷管。排氣側(cè)的管道與入口側(cè)的管道分別連接到四通閥3。在四通閥3的一連接端口與另一連接端口之間，經(jīng)由制冷管依次連接室內(nèi)熱交換器4、膨脹閥5、以及室外熱交換器6。
因此，當(dāng)執(zhí)行加熱操作時(shí)，如箭頭A與B所示，制冷劑經(jīng)由從壓縮機(jī)1和2到四通閥3、到室內(nèi)熱交換器4、到膨脹閥5、到室外熱交換器6、到四通閥3、再到壓縮機(jī)1和2的路徑進(jìn)行循環(huán)。當(dāng)執(zhí)行冷卻操作時(shí)，如箭頭A與C所示，制冷劑經(jīng)由從壓縮機(jī)1和2到四通閥3、到室外熱交換器6、到膨脹閥5、到室內(nèi)熱交換器4、到四通閥3、再到壓縮機(jī)1和2的路徑進(jìn)行。
圖2是示出通過使用獨(dú)立的反相電路來執(zhí)行壓縮機(jī)1與2的容量控制的控制電路配置的電路圖，其中壓縮機(jī)1與2構(gòu)成圖1所示制冷循環(huán)。在圖2中，涌入控制電路8的輸入端連接到400V的商用三相AC電源7。
作為涌入控制電路8，例如有采用的一種電路，其中電阻元件與繼電器觸點(diǎn)進(jìn)行并聯(lián)連接；當(dāng)電源打開時(shí)，繼電器觸點(diǎn)保持在OFF狀態(tài)，然后通過抑制涌流使繼電器觸點(diǎn)改變到ON狀態(tài)。
涌入控制電路8的輸出端連接到用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1的組合模塊和用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)2的組合模塊20。組合模塊10和20分別是整流電路11和反相電路12的組合、以及整流電路21和反相電路22的組合，且各自構(gòu)成一集成組件。兩個(gè)模塊彼此相同，且具有相同的額定值。壓縮器1和2也彼此相同，且具有相同的額定值。整流電路11和12的各個(gè)輸入端連接到涌入控制電路8的輸出端。
這里，當(dāng)假定空氣調(diào)節(jié)裝置具有等于10馬力的空氣調(diào)節(jié)容量時(shí)，將具有5馬力功率的兩個(gè)壓縮機(jī)用作壓縮機(jī)1和2。為了控制壓縮機(jī)1和2，采用各自具有三相橋接的二極管的整流電路作為整流電路11和21，從而可以接受具有400V電源的交變電流并輸出25A的直流電流；采用具有三相橋接的諸如IGBT的開關(guān)元件、并具有超出25A的DC輸入電流與600V的輸入電壓的額定值的反相電路來作為反相電路12和22。
并聯(lián)連接整流電路11與21的各個(gè)輸出端形成DC電線路；功率因數(shù)改進(jìn)電抗器31串聯(lián)連接到該DC電線路的正電線路(或負(fù)電線路)；功率因數(shù)改進(jìn)電抗器31的負(fù)載側(cè)的正電線路與負(fù)電線路之間連接有平滑電容32。
防止諧波泄漏到電源側(cè)的濾波電路33的電源側(cè)也連接到正電線路與負(fù)電線路。濾波電路33的負(fù)載側(cè)分叉并連接到反相電路12的DC輸入端與反相電路22的DC輸入端。壓縮機(jī)1和壓縮機(jī)2分別連接到反相電路12的AC輸出端與反相電路22的AC輸出端。
同時(shí)，為了控制反相電路12和22，設(shè)置有檢測(cè)整流器電路11的輸入電流的電流檢測(cè)電路13；檢測(cè)整流電路21的輸入電流的電流檢測(cè)電路23；接收基于來自電流檢測(cè)電路的電流檢測(cè)值、以及在溫度設(shè)定單元(未示出)的一設(shè)定值與來自室內(nèi)溫度傳感器的溫度檢測(cè)值之間的差值所計(jì)算的空氣調(diào)節(jié)負(fù)載、并生成反相電路12和22的各個(gè)開關(guān)元件的ON/OFF信號(hào)的控制電路30；將ON/OFF信號(hào)放大并提供給反相電路12的驅(qū)動(dòng)電路14；以及將ON/OFF信號(hào)提供給反相電路22的驅(qū)動(dòng)電路24。
將參見圖2和3來描述如上所述的第一實(shí)施例中的操作。三相AC電源7的交變電流經(jīng)由涌入控制電路8提供到整流電路11和21，并從整流電路輸出作為脈動(dòng)電流。
脈動(dòng)電流經(jīng)由功率因數(shù)改進(jìn)電抗器31施加到平滑電容器32的兩端，并通過電容器32轉(zhuǎn)換成具有小紋波分量的直流電流。電流電經(jīng)由濾波電路33提供到反相電路12和22。
根據(jù)空氣調(diào)節(jié)負(fù)載，控制電路30將ON/OFF信號(hào)施加到反相電路12以僅僅驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1，或?qū)N/OFF信號(hào)施加到反相電路12和22以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1和2兩者。
這里，當(dāng)空氣調(diào)節(jié)負(fù)載很小并因而僅驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1時(shí)，改變反相電路12的輸出頻率以根據(jù)空氣調(diào)節(jié)負(fù)載的變化改變壓縮機(jī)容量；當(dāng)空氣調(diào)節(jié)負(fù)載很大并因而壓縮機(jī)1和2都被驅(qū)動(dòng)時(shí)，分別改變壓縮機(jī)1和2的輸出頻率，以根據(jù)空氣調(diào)節(jié)負(fù)載的變化來均衡壓縮機(jī)容量以及壓縮機(jī)1和2之間的變化率。
圖3是示出上述關(guān)系的變化曲線圖。控制壓縮機(jī)的容量從而使空氣調(diào)節(jié)負(fù)載與壓縮機(jī)容量根據(jù)線R在空氣調(diào)節(jié)負(fù)載的整個(gè)變化范圍內(nèi)彼此基本成比例。然而，在空氣調(diào)節(jié)負(fù)載小于Q1的范圍內(nèi)，第一壓縮機(jī)的容量被控制成具有R1值或更??；在空氣調(diào)節(jié)負(fù)載大于Q1的范圍內(nèi)，第一壓縮機(jī)與第二壓縮機(jī)都通過基本相同的頻率來控制，由此壓縮機(jī)的容量被控制在從R1到R2(＝2R1)的范圍內(nèi)，且甚至當(dāng)空氣調(diào)節(jié)負(fù)載超出Q2時(shí)，壓縮機(jī)的容量仍保持在R2處。
執(zhí)行這種控制的結(jié)果是當(dāng)兩個(gè)壓縮機(jī)都在工作時(shí)，可平衡組合模塊10和20的電流值。
根據(jù)第一實(shí)施例，所使用的組合模塊10和20具有相同的額定值，所以整流電路11和21采用具有相同電流容量的整流元件。然而，由于整流元件之間的正向特性的差異，整流電路11和21之間的輸出電流可能變得不平衡。
因此，甚至在檢測(cè)出組合模塊10和20之一的輸入電流來執(zhí)行控制、而使檢測(cè)值是給定值或更小時(shí)，反相電路的開關(guān)元件的溫度可能會(huì)異常升高，或者不能防止壓縮機(jī)的過載。
因而，根據(jù)第一實(shí)施例，在整流電路11和21的輸入側(cè)分別放置有電流檢測(cè)電路13和23以執(zhí)行控制，而使兩個(gè)電流檢測(cè)值的合計(jì)值不超出預(yù)定閾值。
更具體地說，假定通過電流檢測(cè)電路13檢測(cè)的整流電路11的輸入電流是i1，且通過電流檢測(cè)電路23檢測(cè)的整流電路21的輸入電流是i2?？刂齐娐?0讀取這些電流檢測(cè)值并計(jì)算總電流I＝i1+i2，且控制反相電路12和22的輸出頻率，從而總電流I不超出預(yù)定閾值。
具體地說，在僅一個(gè)壓縮機(jī)工作、且采用閾值Is1的情況下，控制反相電路的輸出頻率，從而使總電流I不超出閾值Is1，即I≤Is1。
另一方面，在兩個(gè)壓縮機(jī)都工作的情況下，控制反相電路的輸出頻率，從而不超出閾值Is2(＞Is1，通常是2Is1)，即I≤Is2。
圖4是示出如上所述用于將輸入電路抑制成小于閾值的值的具體配置步驟的流程圖。這里，在步驟101，工作壓縮機(jī)的數(shù)目是n，且基于室內(nèi)設(shè)備的空氣調(diào)節(jié)負(fù)載來確定各個(gè)反相電路的輸出頻率。工作壓縮機(jī)的數(shù)目n與各個(gè)反相電路的輸出頻率的確定方法已經(jīng)有各種提議并為公知，因此略去其解釋。
此后，在步驟102，讀取測(cè)定電流值Is1和Is2。在步驟103，計(jì)算檢測(cè)電流值的總值I。然后，在步驟104，確定工作壓縮機(jī)的數(shù)目是否為一個(gè)；當(dāng)確定數(shù)目為一個(gè)時(shí)，在步驟105確定總值I是否超出一個(gè)壓縮機(jī)的閾值Is1；當(dāng)總值I超出Is1時(shí)，在步驟106減小當(dāng)前工作的反相電路的輸出頻率，并重復(fù)上面的步驟過程；當(dāng)總值I沒有超出Is1時(shí)，重復(fù)上面的步驟過程但不減小頻率。
同時(shí)，當(dāng)在步驟104中確定壓縮機(jī)的數(shù)目不是一個(gè)時(shí)，在步驟107中確定總值I是否已經(jīng)超出兩個(gè)壓縮機(jī)的閾值Is2；當(dāng)總值I已經(jīng)超出Is2時(shí)，在步驟106減小當(dāng)前工作的反相電路的輸出頻率，并重復(fù)上面的步驟過程；當(dāng)合計(jì)值I沒有超出Is2時(shí)，重復(fù)上面的步驟過程但不減小頻率。
如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例，將反相電路12和22分別構(gòu)造成具有整流交變電流的整流電路11和21的組合模塊10和20的組件；將AC電源7連接到組合模塊10和20的整流電路11和21的各個(gè)輸入端與各個(gè)輸出端；并聯(lián)連接整流電路11和21的輸出端以形成DC電線路；將DC電線路連接到兩個(gè)組合模塊10和20的各個(gè)反相電路12和22的各個(gè)輸入端。結(jié)果，僅需要一組功率因數(shù)改進(jìn)電抗器31以及平滑電容32和33。因此，甚至在包括有分別通過反相電路驅(qū)動(dòng)的多個(gè)壓縮機(jī)時(shí)、也可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化配置并減小尺寸。
在第一實(shí)施例，描述了具有分別通過反相電路驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)壓縮機(jī)的空氣調(diào)節(jié)裝置。然而，本發(fā)明并不僅限于此，而是也可應(yīng)用于具有分別通過反相電路驅(qū)動(dòng)的三個(gè)或更多壓縮機(jī)的空氣調(diào)節(jié)裝置。
權(quán)利要求
1.一種具有分別通過反相電路驅(qū)動(dòng)的多個(gè)壓縮機(jī)的空氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述反相電路被構(gòu)造成組合模塊，其中所述反相電路與對(duì)交變電流進(jìn)行整流的整流電路結(jié)合成整體；以及AC電源連接到所述多個(gè)組合模塊的所述各個(gè)整流電路的各個(gè)輸入端，且并聯(lián)連接所述各個(gè)整流電路的輸出端以形成DC電線路，并且所述DC電線路連接到所述多個(gè)組合模塊的各個(gè)反相電路的輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括檢測(cè)所述多個(gè)組合模塊的各個(gè)整流電路的輸入電流的電流檢測(cè)電路；以及電流控制裝置，該電流裝置用于在所述多個(gè)所述組合模塊的反相電路工作期間，基于將所述電流檢測(cè)電路所檢測(cè)到的電流合計(jì)值與根據(jù)所述當(dāng)時(shí)工作的反相電路的數(shù)目所設(shè)置成不同值的電流設(shè)定值相比較的結(jié)果來控制所述組合模塊的各個(gè)反相電路的輸出頻率。
全文摘要
提供了一種甚至在配置有分別通過反相電路驅(qū)動(dòng)的多個(gè)壓縮機(jī)時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化配置并減小尺寸的空氣調(diào)節(jié)裝置。此時(shí)，多個(gè)壓縮機(jī)1和2分別通過反相電路驅(qū)動(dòng)，反相電路12和22由組合模塊10和20構(gòu)成，該組合模塊10和20具有結(jié)合在其中的分別對(duì)交變電流進(jìn)行整流的整流電路11和21，且將AC電源7連接到多個(gè)組合模塊的各個(gè)整流電路的各個(gè)輸入端，并且并聯(lián)連接多個(gè)整流電路的輸出端以形成DC電線路，該DC電線路連接到多個(gè)組合模塊的各個(gè)反相電路的輸入端。
文檔編號(hào)F25B49/02GK1969450SQ200580020208
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月21日
發(fā)明者小林壯寬, 小泉哲彌 申請(qǐng)人:東芝開利株式會(huì)社