[發明專利]熱泵裝置、熱泵系統和三相逆變器的控制方法

有效

• 申請號: 201080070863.6
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN103270376A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 畠山和德;松下真也;楠部真作;牧野勉
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: F25B1/00
• 分類號: F25B1/00;H02M7/48
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及熱泵裝置使用的壓縮機的加熱方法。

背景技術

在專利文獻1中如下記載：如果壓縮機內滯留的液體制冷劑量達到規定值以上，則電動機的繞組中流過微弱的高頻缺相電流，將電動機的繞組加熱。由此，防止在液體制冷劑滯留于壓縮機內的狀態下因運轉開始引起的液體壓縮，以防止壓縮機的破損。

在專利文獻2中如下記載：通過控制開關元件的導通/斷開周期，使電動機的定子線圈中流過的電流的方向周期性地變成相反方向。由此，不僅由電阻損耗產生熱量，也由磁滯損耗產生熱量，能夠以較小的消耗電流進行充分的預熱，從而實現了電力效率的提高。

專利文獻

專利文獻1：日本特開平8-226714號公報

專利文獻2：日本特開平11-159467號公報

發明內容

在專利文獻1記載的技術中，由于流過缺相電流，所以產生不流過電流的繞組，而使壓縮機的加熱不能均勻地進行。此外，在為具有凸極比的永久磁鐵同步型電動機的情況下，繞組電感取決于轉子位置，流過的電流值因轉子位置的不同而變化，有可能無法確保所需要的加熱量。

在專利文獻2記載的技術中，使一端與電源側連接的開關元件中的任一個開關元件在規定時間的期間反復進行規定次數的導通/斷開。此外，與此同時，由于在一端與接地側連接的開關元件中的任意兩個開關元件在該規定時間的期間為導通狀態之后，定子線圈中流過的電流變成反向電流，為此要實現高頻化則需要使系統高速化。因而，在廉價的系統中，無法使繞組中流過的電流的頻率高頻化，基于高頻化產生的鐵損有限，而無法實現效率提高。此外，還導致產生噪音。另外，在上述的斷開區間中電動機的繞組不成為短路狀態，無法以基于繞組的電阻和電感所求得的時間常數使電流緩慢地衰減，因此存在難以保持繞組的電流值、無法確保加熱所需要的電流的可能性。

本發明的目的在于高效地加熱滯留于壓縮機內的制冷劑。

本發明涉及的熱泵裝置，其特征在于，包括：壓縮機，其具有對制冷劑進行壓縮的壓縮機構；電動機，其使上述壓縮機具有的上述壓縮機構動作；三相逆變器，其對上述電動機施加規定電壓，并且是將2個開關元件的串聯連接部以3個并聯連接而構成；電壓檢測部，其檢測對上述三相逆變器供給的電壓的電壓值；以及逆變器控制部，其控制上述三相逆變器，使上述三相逆變器產生高頻交流電壓，上述逆變器控制部包括：電壓指令值輸入部，其輸入電壓指令值V*；電壓指令修正部，其基于上述電壓檢測部檢測出的電壓值，計算對上述電壓指令值輸入部輸入的電壓指令值V*進行修正所得到的電壓指令值V*’；相位切換部，其與規定頻率的基準信號同步地切換輸出相位θp和與上述相位θp大致相差180度的相位θn；電壓指令生成部，其基于上述電壓指令修正部計算出的電壓指令值V*’和上述相位切換部輸出的相位，生成并輸出三相的電壓指令值Vu*、Vv*、Vw*；以及驅動信號生成部，其基于上述電壓指令生成部輸出的三相的電壓指令值Vu*、Vv*、Vw*和上述基準信號，生成與上述三相逆變器的各開關元件對應的6個驅動信號，并且將所生成的各驅動信號向上述三相逆變器的對應的開關元件輸出，由此使上述三相逆變器產生高頻交流電壓。

發明效果

本發明涉及的熱泵裝置，基于與基準信號同步地切換輸出的相位θp和相位θn生成驅動信號。因此，能夠生成波形輸出精度高的高頻電壓，能夠抑制噪音的產生，并且高效地加熱滯留于壓縮機內的制冷劑。

此外，本發明涉及的熱泵裝置，根據供應給逆變器的電壓值，修正電壓指令值V*而得到修正電壓指令值V*’，從而由電壓生成部生成三相的電壓指令值Vu*、Vv*、Vw*。由此，無論供應給逆變器的電壓值如何都能夠總是對電動機輸入恒定的電力，而能夠防止加熱不足導致的壓縮機的破損。

附圖說明

圖1是表示實施方式1的熱泵裝置100的結構的圖。

圖2是表示實施方式1的逆變器9的結構的圖。

圖3是表示實施方式1的逆變器控制部10的結構的圖。

圖4是表示實施方式1的PWM信號生成部26的輸入輸出波形的圖。

圖5是表示實施方式1的8種開關模式的圖。

圖6是表示實施方式1的加熱判定部12的結構的圖。

圖7是表示實施方式1的逆變器控制部10的動作的流程圖。

圖8是表示實施方式2的逆變器控制部10的結構的圖。

圖9是選擇部23在載波信號的峰頂和谷底的定時交替切換相位θp和相位θn的情況下的時序圖。

圖10是圖9所示的電壓矢量的變化的說明圖。