[發明專利]熱泵裝置、空調機和制冷機

有效

• 申請號: 201280074287.1
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN104412049B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 山川崇;畠山和德;神谷莊太;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;H02P27/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 李今子

技術領域

本發明涉及具有壓縮機的熱泵裝置、空調機和制冷機。

背景技術

現有在制熱時的運轉停止期間向壓縮機供給高頻低電壓的裝置(例如參照專利文獻1)。

此外，還有在檢測到空調機的環境溫度為低溫狀態時向壓縮機供給頻率高于通常運轉期間的單相交流電壓的裝置(例如參照專利文獻2)。

還有通過進行使直流電流流過的限制通電來用電動機繞組的銅損進行預熱的裝置(例如參照專利文獻3)。

此外，還有通過與基準信號同步的驅動信號來驅動逆變器，而不依賴于供給的電壓值能夠以恒定電力、低噪音地進行加熱的裝置(參照專利文獻4)。

專利文獻1：日本實開昭60-68341號公報

專利文獻2：日本特開昭61-91445號公報

專利文獻3：日本特開2007-166766號公報

專利文獻4：日本特開2011-38689號公報

發明內容

然而，專利文獻1所示的技術對高頻低電壓沒有詳細記載，無法解決不受制造差異和環境差異的影響而使壓縮機的加熱量保持穩定、這種由于施加高頻低電壓而引起的問題。

此外，在專利文獻2中記載了以例如25kHz的高頻單相交流電源進行施加的技術。在專利文獻2中示出了下述效果：通過高頻化，可避開可聽聲頻率范圍從而抑制噪音、避開諧振頻率從而抑制振動、基于繞組的電感量的小電流化而減少輸入并防止溫度上升、以及抑制壓縮機的旋轉部的旋轉。

然而，在專利文獻2記載的技術中，由于使用高頻的單相交流電源，所以如專利文獻2的圖3所示那樣，所產生的全部開關元件斷開的全斷開區間比較長。此時，存在下述問題：高頻電流經由回流二極管，不會回流于電動機，而是再生為直流電源，并且斷開區間的電流的衰減快，高頻電流無法高效率地流過電動機，從而壓縮機的加熱效率惡化。此外，無法解決不受制造差異和環境差異的影響而使壓縮機的加熱量保持穩定、這種由于施加高頻電壓引起的問題。此外，在使用小型且鐵損較小的電動機的情況下，存在相對于施加電壓的發熱量較小、無法以可使用范圍內的電壓獲得所需要的加熱量的問題。

此外，在專利文獻3中公開了下述技術：通過如專利文獻3的圖4所示那樣進行使直流電流流過電動機繞組的限制通電，能夠使轉子固定不旋轉地進行預熱。

但是，隨著近年的電動機的高效率設計，電動機的繞組電阻具有減小的趨勢，所以在如專利文獻3所示的使直流電流流過電動機繞組的預熱方法的情況下，發熱量是通過繞組電阻與電流的平方來得出的，因此繞組電阻減少的話則電流必須相應地增加，這樣因逆變器的損耗增大而導致的發熱就成為問題，而存在可靠性下降、散熱結構成本增加等問題。

在專利文獻4記載的技術中，在電動機的阻抗較高的情況下相對于輸出電壓流過的電流較小，因此無法充分地輸入電力。此外，在阻抗較低的情況下，雖然由于相對于輸出電壓流過的電流較大，能夠以較小的電壓得到電力，但是反而電壓的輸出精度惡化，而存在下述問題：由于因正負輸出電壓不平衡引起的直流電壓疊加、因輸出電壓下降導致逆變器的PWM(Pulse Width Modulation，脈寬調制)寬度變窄而流過的電流的脈沖狹窄，導致逆變器損耗惡化等。

本發明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種能夠抑制噪音并且高效地加熱滯留在壓縮機內的制冷劑的熱泵裝置、空調機和制冷機。

為了解決上述問題、實現發明目的，本發明提供一種熱泵裝置，其特征在于，包括：壓縮機，其對制冷劑進行壓縮；電動機，其驅動上述壓縮機；繞組切換部，其切換上述電動機的繞組結構；逆變器，其對上述電動機施加期望的電壓；以及逆變器控制部，其生成用于驅動上述逆變器的PWM信號，作為運轉模式其具有使上述壓縮機進行加熱運轉的加熱運轉模式和使上述壓縮機進行通常運轉來壓縮制冷劑的通常運轉模式，并且控制上述繞組切換部的切換動作，上述電動機根據與上述繞組切換部的連接狀態，形成阻抗較大的第一繞組結構和阻抗比上述第一繞組結構小的第二繞組結構中的任一種繞組結構，在上述加熱運轉模式下，在加熱量不足的情況下，上述逆變器控制部控制上述繞組切換部使上述電動機形成上述第二繞組結構。

本發明涉及的熱泵裝置，能夠生成波形輸出精度較高的高頻電壓，并且能夠抑制噪音的產生且高效地加熱滯留在壓縮機內的制冷劑。

此外，本發明涉及的熱泵裝置，能夠不依賴于供給到逆變器的電壓值而總是向電動機輸入穩定的電力，而能夠防止加熱不足所導致的壓縮機破損。

附圖說明

圖1是表示實施方式1的熱泵裝置的結構示例的圖。

圖2是表示實施方式1的逆變器的結構的圖。