JP3237332B2 - Protection device for magnet motor - Google Patents
Protection device for magnet motorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、空調機用圧縮機等に使
われる磁石モータの保護装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection device for a magnet motor used in a compressor for an air conditioner or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、インバータにより駆動される
空調用圧縮機における電動機として、ロータに永久磁石
を使用した同期モータである磁石モータを採用したもの
がある。空調用圧縮機は通常600W以上の比較的大き
な出力を要求されるため、磁石には保磁力の高い特性が
要求され、その磁石材料としては一般にフェライト系磁
石が採用されている。空調用圧縮機の負荷は一様ではな
く、液吸い込み等々の種々の要因から突然過大な負荷が
生じる場合がある。このような時にはステータに過大な
電流が流れ、その過大電流によって発生する磁界によ
り、ロータのフェライト磁石が減磁してしまうことがあ
る。このような減磁を起こさないために、通常は、圧縮
機の電流値を検出し、設定電流以上の過大電流が生じた
場合、電源を遮断し、減磁を生じないよう保護する装置
をつけていた。減磁保護のための設定電流値は一般的に
使用されるストロンチウム系フェライト磁石の保磁力が
温度が下がるほど低下する傾向にあるため、電動機の磁
石ロータがうける周囲温度の最低値を基本に設定する必
要がある。空調用圧縮機の多くは密閉形であるため、ロ
ータ磁石の周囲にも液冷媒が溜り込むことがあり、始動
時等に液冷媒が一気に蒸発したときは−20℃〜−40
℃になる場合がある。このような理由により、一般に減
磁保護のための電源設定値はマイナス数+℃を基本とし
て設定されてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, as an electric motor in an air-conditioning compressor driven by an inverter, there is a motor adopting a magnet motor which is a synchronous motor using a permanent magnet for a rotor. An air-conditioning compressor usually requires a relatively large output of 600 W or more, so that a magnet is required to have a high coercive force, and a ferrite-based magnet is generally used as the magnet material. The load of the air-conditioning compressor is not uniform, and an excessive load may suddenly occur due to various factors such as liquid suction. In such a case, an excessive current flows through the stator, and a magnetic field generated by the excessive current may demagnetize the ferrite magnet of the rotor. In order to prevent such demagnetization, the current value of the compressor is usually detected, and if an excessive current exceeding the set current is generated, the power supply is shut off and a device is installed to protect it from demagnetization. I was Since the set current value for demagnetization protection tends to decrease as the temperature decreases as the coercive force of commonly used strontium-based ferrite magnets lowers, it is set based on the lowest ambient temperature that the magnet rotor of the motor receives. There is a need to. Since most air-conditioning compressors are of a closed type, liquid refrigerant may also accumulate around the rotor magnets.
° C. For this reason, the power supply set value for demagnetization protection has generally been set on the basis of minus a number + ° C.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】空調機においては、温
度が高いほど圧力が上昇し、圧縮機の負荷が大きくな
り、流れる電流が増大する傾向にある。したがって、減
磁保護のために圧縮機に流れる電流が制限されると、高
い負荷では運転ができなくなり、運転負荷範囲が制限さ
れることとなる。また圧縮機としてスクロール圧縮機を
使用する場合、周囲温度が高いほど、大きな始動電流が
流れる傾向にあるため、この始動電流が減磁保護のため
の設定電流より大きくなり、始動ミスを生じることがあ
る。また減磁を生じにくくするために保磁力が大きい磁
石の選定が必要となり、最大磁束密度を犠牲にせざるを
得ない点から、モータ効率の低下による圧縮機効率の低
下を招くこととなる。そこで本発明は、適正な減磁保護
を行い、かつ運転負荷範囲の拡大および始動不良の低減
を目的とする。In an air conditioner, as the temperature increases, the pressure increases, the load on the compressor increases, and the current flowing tends to increase. Therefore, if the current flowing through the compressor is limited for demagnetization protection, operation cannot be performed at a high load, and the operating load range is limited. Also, when a scroll compressor is used as a compressor, a larger starting current tends to flow as the ambient temperature is higher.Therefore, this starting current becomes larger than a set current for demagnetization protection, and starting mistakes may occur. is there. In addition, it is necessary to select a magnet having a large coercive force in order to make demagnetization less likely to occur, and it is necessary to sacrifice the maximum magnetic flux density, which leads to a decrease in compressor efficiency due to a decrease in motor efficiency. Accordingly, an object of the present invention is to provide appropriate demagnetization protection, expand the operating load range, and reduce starting failures.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決し、目的を達成するために、磁石モータの減磁保護
設定電流値を温度によって管理し適正値に変化させるこ
とによって、上記運転負荷範囲の拡大および始動不良の
低減を行うようにしている。空調機においては温度検出
手段として、サーミスタ等が用いられている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems and achieves the object by controlling the demagnetization protection set current value of a magnet motor by temperature and changing it to an appropriate value. The operating load range is expanded and starting failures are reduced. In an air conditioner, a thermistor or the like is used as a temperature detecting means.
【0005】[0005]
【作用】減磁保護のための遮断電流設定値をモータ周囲
温度を検出し、この温度により可変とする。フェライト
磁石においては、その減磁特性により遮断電流は温度が
高いほど、高い電流値に設定できる。したがって、空調
機などで周囲温度が上昇すると電動機の負荷がそれにと
もなって上昇するものは、より幅広い運転負荷範囲を実
現でき、また始動不良の低減も行うことが可能となる。The cut-off current set value for demagnetization protection is made variable by detecting the motor ambient temperature and detecting this temperature. In a ferrite magnet, the breaking current can be set to a higher current value as the temperature is higher due to its demagnetization characteristics. Therefore, when the ambient temperature rises in an air conditioner or the like, the load of the motor increases accordingly, so that a wider operating load range can be realized and starting failure can be reduced.
【0006】[0006]
【実施例】以下、本発明の実施例について空調装置を例
にとった模式図を参照し説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to a schematic diagram taking an air conditioner as an example.
【0007】図1は本発明方法の空調装置での一実施例
を示す図である。一般に空調機は、室外ユニット1、室
内ユニット2から構成されており、室外ユニットの圧縮
機3、凝縮器4、絞り機構5と室内ユニット2に配され
た蒸発器7を順次結び冷凍サイクルを構成している。圧
縮機3の電動機8は、ロータに磁石を使用した同期モー
タである磁石モータが使用されている。電動機8への電
源供給部は本実施例を模式図として、電源9、磁石の減
磁防止のための保護装置10、電動機8に流れる電流の
電流検出機11、減磁保護設定値以上の電流が流れたと
きに作動する電源遮断装置12、外気温度を検出してい
る温度検出器13で表現している。これら電源部は一般
にインバータ回路内に構成されており、遮断器12とし
てはパワートランジスタの開閉で行われており、圧縮機
3に流れる電流の検出装置11としてはインバータ回路
内の直流部の電流をCTで検出している。保護装置5は
CTで検出した電流の値で、一般にはサーミスタが用い
られ温度検出器13の値を演算し、パワートランジスタ
にOFFの指示をだすマイクロコンピュータで構成され
ている。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an air conditioner according to the present invention. Generally, an air conditioner is composed of an outdoor unit 1 and an indoor unit 2, and a compressor 3, a condenser 4, a throttle mechanism 5, and an evaporator 7 arranged in the outdoor unit 2 are sequentially connected to form a refrigeration cycle. are doing. As the electric motor 8 of the compressor 3, a magnet motor which is a synchronous motor using a magnet for a rotor is used. The power supply unit for the motor 8 is a schematic diagram of the present embodiment. Are represented by a power cutoff device 12 that operates when the air flows, and a temperature detector 13 that detects the outside air temperature. These power supply units are generally configured in an inverter circuit. The circuit breaker 12 is opened and closed by a power transistor, and the detection device 11 for the current flowing through the compressor 3 detects the current of the DC unit in the inverter circuit. Detected by CT. The protection device 5 is composed of a microcomputer that generally uses a thermistor to calculate the value of the temperature detector 13 based on the value of the current detected by CT, and issues an OFF instruction to the power transistor.
【0008】温度を検出するサーミスタは、一般にはエ
アコン室外ユニット1の凝縮器4に取り付けられた外気
温センサーで兼用することができる。その取付場所は、
図4のように圧縮機3の表面に直接取り付けても良い
し、冷凍サイクルの配管、または通風回路に取り付けて
も良い。電動機8に使用されている磁石は、ストロンチ
ウム系フェライト磁石であり、その特性曲線は、磁束密
度Bと保磁力Hから表わされ、図2に示すように温度に
より変化する。特に減磁耐力を支配する保磁力Hは温度
が下がると低下する傾向にある。The thermistor for detecting the temperature can be commonly used as an outside air temperature sensor attached to the condenser 4 of the outdoor unit 1 of the air conditioner. The mounting place is
As shown in FIG. 4, it may be directly attached to the surface of the compressor 3, or may be attached to a piping of a refrigeration cycle or a ventilation circuit. The magnet used in the electric motor 8 is a strontium-based ferrite magnet, and its characteristic curve is represented by a magnetic flux density B and a coercive force H, and changes with temperature as shown in FIG. In particular, the coercive force H, which governs the demagnetization proof strength, tends to decrease as the temperature decreases.
【0009】このように構成された本実施例において、
圧縮機3を駆動させる電動機8の減磁防止のための保護
装置10には、電流検出機11および電源遮断器12と
外気温度を取り込むための温度検出器13が接続されて
いる。保護装置10は、温度検出器13によって得られ
た温度データから図3での設定により、適正な減磁保護
設定値を取ることができる。図3は一例であるがそれに
よると、外気温度がt℃以上の時、保護装置10の減磁
保護設定値はαアンペアを取り、t℃未満の時は、保護
設定値はβアンペアを取るようになっている。つまり外
気温度が、高いときは設定値も高く、温度が低いとき
は、設定値も低く変化させている。これは、磁石の減磁
特性を考慮しているためである。In this embodiment having the above-described structure,
A current detector 11, a power supply breaker 12, and a temperature detector 13 for capturing the outside air temperature are connected to a protection device 10 for preventing demagnetization of a motor 8 that drives the compressor 3. The protection device 10 can take an appropriate demagnetization protection set value from the temperature data obtained by the temperature detector 13 by the setting in FIG. FIG. 3 is an example, but according to this, when the outside air temperature is equal to or higher than t ° C., the demagnetization protection set value of the protection device 10 takes α ampere, and when it is less than t ° C., the protection set value takes β ampere. It has become. That is, when the outside air temperature is high, the set value is high, and when the temperature is low, the set value is also low. This is because the demagnetization characteristics of the magnet are taken into consideration.
【0010】このように、本実施例によれば、磁石の減
磁防止のための保護装置10が温度検出器13によって
外気温度を読み取り、外気温が低い場合には減磁電流に
見合った低い電流値を、外気温が高い場合は高い電流値
を遮断電流設定値とすることができる。したがって、圧
縮機3に高負荷の発生する高外気温度時には高い電流を
使用した運転が可能となり、大きな負荷範囲運転が可能
となる。また、比較的大電流が流れる可能性の大きい始
動時においても、低温時は減磁が保護され、高温時は、
例えばスクロール圧縮機のように高い電流が流れる場合
でも設定電流値が高いため始動ミスを起こすことがな
い。本例は、電流保護設定値を2段とした例で説明した
が、当然ながら多段にしても良いし、温度の関数で変化
させても良い。この保護装置により保磁力の低い磁石の
選定も可能となり、最大磁束密度も高くとれ、モータの
効率アップが可能となる。As described above, according to this embodiment, the protection device 10 for preventing demagnetization of the magnet reads the outside air temperature by the temperature detector 13, and when the outside air temperature is low, the protection device 10 has a low temperature corresponding to the demagnetization current. When the outside air temperature is high, a high current value can be set as the cutoff current setting value. Therefore, when a high load is generated in the compressor 3 at a high outside air temperature, an operation using a high current can be performed, and a large load range operation can be performed. In addition, even at the time of starting where a relatively large current is likely to flow, demagnetization is protected at low temperatures and at high temperatures,
For example, even when a high current flows as in a scroll compressor, a starting error does not occur because the set current value is high. In the present embodiment, the current protection set value is described as an example in which two stages are used. However, it is needless to say that the current protection set value may be multistage or may be changed by a function of temperature. With this protection device, a magnet having a low coercive force can be selected, the maximum magnetic flux density can be increased, and the efficiency of the motor can be increased.
【0011】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではない。例えば、図1のように外気温度をとれば、
サーミスタはエアコンの温度制御用と兼用でき、図4の
ように、直接圧縮機3に温度センサー13を設けて保護
装置10と接続させれば、より磁石の周囲温度に沿った
切り替えが可能となる。このような構造をとった場合に
おいても、作用効果は前記に示す場合と全く同様であ
る。このほか、本発明の要旨を逸脱し得ない範囲で種々
変形実施可能であることはもちろんである。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, if the outside air temperature is taken as shown in FIG.
The thermistor can also be used for controlling the temperature of the air conditioner. If the temperature sensor 13 is directly provided on the compressor 3 and connected to the protection device 10 as shown in FIG. 4, switching along the ambient temperature of the magnet becomes possible. . Even when such a structure is adopted, the operation and effect are exactly the same as those shown above. In addition, it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0012】[0012]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、電動機のロータを永久磁石により構成した同期モー
タにおいて、電源の遮断電流値の設定を温度により可変
させることにより、次の効果が得られる。As is apparent from the above description, the present invention provides the following effects in a synchronous motor in which the rotor of the electric motor is constituted by permanent magnets, by varying the setting of the cutoff current value of the power supply depending on the temperature. can get.
【0013】(1)大きな負荷範囲の運転が可能とな
る。 (2)始動不良を低減できる。(1) Operation in a large load range becomes possible. (2) Poor starting can be reduced.
【0014】(3)適正な減磁保護ができる。 (4)効率のアップが可能となる。(3) Appropriate demagnetization protection can be provided. (4) Efficiency can be improved.
【図1】本発明方法の空調装置における磁石モータを用
いた圧縮機を例にした構成図FIG. 1 is a block diagram showing an example of a compressor using a magnet motor in an air conditioner according to the method of the present invention.
【図2】温度変化によるフェライト磁石の減磁特性曲線
を示した特性図FIG. 2 is a characteristic diagram showing a demagnetization characteristic curve of a ferrite magnet due to a temperature change.
【図3】減磁保護装置の温度変化における減磁保護設定
電流値を示した特性図FIG. 3 is a characteristic diagram showing a demagnetization protection set current value with respect to a temperature change of the demagnetization protection device.
【図4】本発明方法の変形例を示す構成図FIG. 4 is a block diagram showing a modification of the method of the present invention.
3 圧縮機 8 電動機 9 電源 10 保護装置 11 電流検出機 12 遮断器 13 温度検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Compressor 8 Electric motor 9 Power supply 10 Protection device 11 Current detector 12 Circuit breaker 13 Temperature detector
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−106882(JP,A) 特開 平5−184192(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00 H02P 6/00 - 6/24 F24F 11/00 - 11/02 F25B 1/00 361 Continuation of the front page (56) References JP-A-59-106882 (JP, A) JP-A-5-184192 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02P 5 / 408-5/412 H02P 7/628-7/632 H02P 21/00 H02P 6/00-6/24 F24F 11/00-11/02 F25B 1/00 361
Claims (1)
性を有する磁石を使用した電動機と、前記電動機の電流
を検知する電流検出器と、前記電流検出器からの信号に
より所定の電流値になったことを検知して電流を遮断す
る電流遮断手段と、圧縮機温度または外気温度を検出す
る温度検出器とを備えた空気調和機等の冷凍装置に使用
される密閉型電動圧縮機用磁石モータの保護装置であっ
て、前記温度検出器によって検出された温度が低いとき
の方が、高いときよりも前記電流遮断手段が作動する電
流値を低くなるように設定したことを特徴とする磁石モ
ータの保護装置。An electric motor using a magnet having a temperature characteristic that is easily demagnetized in a low temperature range, a current detector for detecting a current of the electric motor, and a predetermined current value is obtained by a signal from the current detector. Current interrupting means for interrupting the current by detecting that
Used for refrigeration equipment such as air conditioners equipped with a temperature detector
Protection device for the magnet motor for hermetic electric compressors
And a current value at which the current cut-off means operates when the temperature detected by the temperature detector is lower than when the temperature is high.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP20755893A JP3237332B2 (en) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | Protection device for magnet motor |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0767390A JPH0767390A (en) | 1995-03-10 |
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ID=16541729
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1993
- 1993-08-23 JP JP20755893A patent/JP3237332B2/en not_active Expired - Fee Related
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