JPH0549903B2 - - Google Patents
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- JPH0549903B2 JPH0549903B2 JP60189490A JP18949085A JPH0549903B2 JP H0549903 B2 JPH0549903 B2 JP H0549903B2 JP 60189490 A JP60189490 A JP 60189490A JP 18949085 A JP18949085 A JP 18949085A JP H0549903 B2 JPH0549903 B2 JP H0549903B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、冷媒の液体圧縮等の事故を防ぐと
共に、冷房能力の連続制御範囲が広く且つ効率の
良い鉄道車両用空調制御装置に関するものであ
る。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an air conditioning control system for railway vehicles that prevents accidents such as refrigerant liquid compression, has a wide continuous control range of cooling capacity, and is highly efficient. be.
[従来の技術]
第5図は従来の鉄道車両用空調制御装置を示す
ブロツク図である。[Prior Art] FIG. 5 is a block diagram showing a conventional air conditioning control device for a railway vehicle.
図において、1はDC幹線であり、一方の端子
1aには直流高圧架線(図示せず)から受電した
直流電圧が降圧されて印加され、他方の端子1b
は接地されている。 In the figure, 1 is a DC main line, one terminal 1a is applied with a reduced DC voltage received from a DC high-voltage overhead line (not shown), and the other terminal 1b is applied.
is grounded.
2はDC幹線1の両端間に接続された電源コン
デンサ、3は電源コンデンサ2から供給される電
圧を可変電圧可変周波数(VVVF)の三相交流
に変換するインバータ、4はインバータ3の出力
周波数を制御する制御回路である。 2 is a power supply capacitor connected between both ends of the DC main line 1, 3 is an inverter that converts the voltage supplied from the power supply capacitor 2 into variable voltage variable frequency (VVVF) three-phase AC, and 4 is a power supply capacitor connected to the output frequency of the inverter 3. This is a control circuit that controls the
5は冷媒圧縮用の圧縮機、6は圧縮機5で圧縮
された冷媒を凝縮するための室外フアン、7は室
外フアン6で凝縮された更にキヤピラリチユーブ
(図示せず)で膨張された冷媒を蒸発させる冷却
器用の室内フアンであり、これらは共にインバー
タ3の三相交流出力により駆動されている。 5 is a compressor for compressing refrigerant, 6 is an outdoor fan for condensing the refrigerant compressed by the compressor 5, and 7 is a refrigerant that is condensed by the outdoor fan 6 and further expanded by a capillary tube (not shown). This is an indoor fan for a cooler that evaporates water, and both of these are driven by the three-phase AC output of the inverter 3.
次に、第5図に示した従来装置の動作について
説明する。 Next, the operation of the conventional device shown in FIG. 5 will be explained.
周知のように、鉄道車両用空調装置は引通し母
線を介して低圧電源が給電されるが、この低圧電
源は、本来、直流600V又は300Vである。従つ
て、電車架線電源(DC1500V)は、DC/DCコ
ンバータ電源装置(図示せず)により、DC600V
±10%(インバータ出力側が三相AC440Vの場
合)、又は、DC300V±10%(インバータ出力側
が三相AC200Vの場合)に変換された後、インバ
ータ3に給電される。 As is well known, air conditioners for railway vehicles are supplied with low-voltage power through a lead-in busbar, and this low-voltage power is originally 600V or 300V DC. Therefore, the electric train overhead line power supply (DC1500V) is converted to DC600V by a DC/DC converter power supply (not shown).
After being converted to ±10% (when the inverter output side is three-phase AC440V) or DC300V±10% (when the inverter output side is three-phase AC200V), power is supplied to the inverter 3.
又、鉄道車両用空調装置の場合は保守点検等が
困難なため、例えば圧縮機5及び溶接された配管
を含む冷媒サイクルを全密閉構造とし、冷媒が漏
れない構成により信頼性を向上させ、保守不要の
条件を満たしている。従つて、圧縮機5を駆動す
る三相誘導電動機(図示せず)も上記封入構造に
含まれており、インバータ3は、密閉された圧縮
機5を三相誘導電動機を介して駆動し、冷房能力
の可変機能を果たしている。 In addition, since maintenance and inspection of air conditioners for railway vehicles is difficult, for example, the refrigerant cycle including the compressor 5 and welded piping has a completely sealed structure to prevent refrigerant from leaking, improving reliability and making maintenance easier. The unnecessary conditions are met. Therefore, a three-phase induction motor (not shown) that drives the compressor 5 is also included in the enclosed structure, and the inverter 3 drives the hermetically sealed compressor 5 via the three-phase induction motor to provide cooling. Performs a variable function of ability.
このような密閉構造において、インバータ3の
出力周波数を30Hz以下にして運転すると、圧縮機
5の軸受への給油(即ち、軸ポンプの回転による
給油)が不可能となり、軸の焼付を生じてしま
う。従つて、インバータ3による圧縮機5の制御
範囲は、二極モータでの回転数1800rpmに対応し
た30Hzが下限値(冷房能力の下限値に対応)とな
つている。 In such a sealed structure, if the inverter 3 is operated at an output frequency of 30 Hz or less, it becomes impossible to supply oil to the bearings of the compressor 5 (that is, oil supply by rotation of the shaft pump), resulting in seizure of the shaft. . Therefore, the lower limit of the control range of the compressor 5 by the inverter 3 is 30 Hz, which corresponds to the rotation speed of the bipolar motor of 1800 rpm (corresponding to the lower limit of the cooling capacity).
圧縮機5は、低圧の冷媒を高温且つ高圧蒸気に
して凝縮器に送る。室外フアン6を有する凝縮器
は、冷媒を高圧のまま冷却、凝縮して液体にす
る。次に、キヤピラリチユーブが高圧の液体冷媒
を膨張させ、低温の湿り蒸気にして冷却器に送
る。室内フアン7を有する冷却器は、車両内の空
気からの熱を冷媒に与え、低圧の過熱蒸気にして
再び圧縮機5に送る。以上のサイクルを繰り返
し、室内フアン7は車両内に冷風を送る。 The compressor 5 turns the low-pressure refrigerant into high-temperature, high-pressure vapor and sends it to the condenser. The condenser having the outdoor fan 6 cools and condenses the refrigerant while keeping it at a high pressure, and turns it into a liquid. A capillary tube then expands the high-pressure liquid refrigerant into cool, wet vapor that is delivered to the cooler. The cooler having the indoor fan 7 applies heat from the air inside the vehicle to the refrigerant, converts it into low-pressure superheated steam, and sends it to the compressor 5 again. By repeating the above cycle, the indoor fan 7 sends cold air into the vehicle.
通常、圧縮機5の駆動周波数(回転数)を変え
ることにより冷房能力が制御されているが、圧縮
機5は潤滑油を内蔵しており、この潤滑油を循環
させるために駆動周波数の下限値は30Hzとなつて
いる。又、圧縮機5の定格駆動周波数を60Hzとし
て冷凍サイクルを設定した理由から、駆動周波数
の上限は60Hzとなつている。従つて、最大冷房能
力状態では、インバータ3の出力周波数は60Hzで
あり、圧縮機5、室外フアン6及び室内フアン7
は、60Hzの周波数及びその周波数に比例した電圧
で駆動されている。 Normally, the cooling capacity is controlled by changing the driving frequency (rotation speed) of the compressor 5, but the compressor 5 has lubricating oil built-in, and in order to circulate this lubricating oil, the lower limit of the driving frequency is set. is set to 30Hz. Further, since the refrigeration cycle was set with the rated drive frequency of the compressor 5 as 60Hz, the upper limit of the drive frequency is 60Hz. Therefore, in the maximum cooling capacity state, the output frequency of the inverter 3 is 60Hz, and the output frequency of the compressor 5, outdoor fan 6, and indoor fan 7 is 60Hz.
is driven with a frequency of 60Hz and a voltage proportional to that frequency.
車両内温度が下がり冷房能力がそれほど必要で
なくなると、温度センサ(図示せず)からの信号
に応じて、インバータ3の出力周波数は下限値の
30Hzに達する。このときの最低の駆動周波数即ち
30Hzにける冷房能力は、60Hz駆動時の最大冷房能
力に比べて約50%である。 When the temperature inside the vehicle decreases and cooling capacity is no longer required, the output frequency of the inverter 3 changes to the lower limit value in response to a signal from a temperature sensor (not shown).
Reaching 30Hz. The lowest driving frequency at this time is
The cooling capacity at 30Hz is approximately 50% of the maximum cooling capacity when operating at 60Hz.
更に、冷房能力を減少させる場合には、インバ
ータ3は30Hzより低い周波数を出力することはで
きないので、インバータ3の出力を停止して圧縮
機5の駆動を停止する。つまり、最大冷房能力の
50%以下で冷房駆動制御は不可能であるため、圧
縮機5の駆動を停止させて車両内温度を調整して
いる。このとき、室外フアン6及び室内フアン7
も駆動を停止してしまい。送風状態にするにはモ
ード切換スイツチ(図示せず)を操作しなければ
ならない。 Furthermore, when reducing the cooling capacity, since the inverter 3 cannot output a frequency lower than 30 Hz, the output of the inverter 3 is stopped and the drive of the compressor 5 is stopped. In other words, the maximum cooling capacity
Since cooling drive control is impossible when the temperature is below 50%, the drive of the compressor 5 is stopped to adjust the temperature inside the vehicle. At this time, the outdoor fan 6 and the indoor fan 7
It also stopped driving. To enter the air blowing state, a mode changeover switch (not shown) must be operated.
又、一般に圧縮機5の起動及び停止を繰り返す
ことは好ましいことではなく、又、圧縮機5と共
に室内フアン7の駆動周波数を下げるあるいは停
止することが冷房効率を低下させることは良く知
られている。 Furthermore, it is generally not desirable to repeatedly start and stop the compressor 5, and it is well known that lowering or stopping the driving frequency of the indoor fan 7 together with the compressor 5 reduces cooling efficiency. .
第6図は、上述の後者の点を考慮して考えられ
た他の従来例を示すブロツク図である。8は固定
電圧固定周波数(CVCF)のインバータであり、
出力端子には室外フアン6及び室内フアン7が接
続されている。一方、VVVFのインバータ3に
は圧縮機5のみが接続されている。 FIG. 6 is a block diagram illustrating another conventional example devised in consideration of the latter point mentioned above. 8 is a fixed voltage fixed frequency (CVCF) inverter;
An outdoor fan 6 and an indoor fan 7 are connected to the output terminal. On the other hand, only the compressor 5 is connected to the inverter 3 of the VVVF.
第6図の構成によれば、室内フアン7が常に最
高周波数の60Hzで駆動されるので、圧縮機5の駆
動周波数が下限値になると冷房効率は上昇する。
しかし、圧縮機5の駆動周波数の下限値が30Hzで
あり、室内フアン7の駆動周波数が60Hzのままで
あるため、冷房能力は最大時の70%までしか下が
らない。従つて、それ以下は圧縮機5を停止して
車両内温度を制御することになる。 According to the configuration shown in FIG. 6, since the indoor fan 7 is always driven at the highest frequency of 60 Hz, the cooling efficiency increases when the driving frequency of the compressor 5 reaches the lower limit value.
However, since the lower limit of the driving frequency of the compressor 5 is 30 Hz and the driving frequency of the indoor fan 7 remains at 60 Hz, the cooling capacity is only reduced to 70% of the maximum. Therefore, below that temperature, the compressor 5 is stopped to control the temperature inside the vehicle.
[発明が解決しようとする問題点]
従来の鉄道車両用空調制御装置は、以上のよう
に、1つのインバータ3のみで全てのモータを駆
動制御すると冷房効率が低下するうえ、圧縮機5
の駆動周波数下限値即ち30Hzに制限されるため、
冷房能力が50%までしか下げることができない。
従つて、冷房能力の下限値に制約が生じて、通勤
電車等の車内閑散時においても微弱冷房ができ
ず、冷え過ぎとなつて快適空調制御が困難とな
る。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional air conditioning control device for a railway vehicle, if all the motors are driven and controlled by only one inverter 3, the cooling efficiency decreases, and the compressor 5
Since the drive frequency is limited to the lower limit of 30Hz,
The cooling capacity can only be reduced to 50%.
Therefore, there is a restriction on the lower limit of the cooling capacity, and even when the inside of the train is quiet, such as on a commuter train, weak cooling cannot be achieved, resulting in excessive cooling, making it difficult to control the air conditioning comfortably.
又、冷房効率を上げるために室内フアン7を
CVCFのインバータ8で常に60Hz駆動すると、冷
房能力が70%までしか下げられず、結局、圧縮機
5を停止及び起動する頻度が多くなるという問題
点があつた。 In addition, indoor fan 7 is installed to increase cooling efficiency.
If the CVCF was always driven at 60 Hz by the inverter 8, the cooling capacity could only be reduced to 70%, resulting in a problem that the compressor 5 would have to be stopped and started more frequently.
この発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので、冷媒の液体圧縮等の事故を防
ぐと共に、圧縮機の回転数を所定の下限値に維持
したまま蒸発器用送風機(即ち、室内フアン)の
回転数を圧縮機の下限値より小さい下限値まで制
御することにより、冷房効率を最大限に保ちなが
ら冷房能力の連続制御範囲を拡大し、圧縮機の停
止及び起動の頻度を少なくできる鉄道車両用空調
制御装置を得ることを目的とする。 This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it prevents accidents such as refrigerant liquid compression, and also allows the evaporator blower (i.e., By controlling the rotation speed of the indoor fan (indoor fan) to a lower limit value that is smaller than the lower limit value of the compressor, the continuous control range of cooling capacity is expanded while maintaining cooling efficiency to the maximum, and the frequency of stopping and starting the compressor is reduced. The purpose is to obtain an air conditioning control device for railway vehicles that can be used in a railway vehicle.
[問題点を解決するための手段]
この発明に係る鉄道車両用空調制御装置は、冷
媒圧縮機を三相のVVVFで駆動する第1インバ
ータと、室内フアンを駆動する第2インバータ
と、第1インバータの出力周波数を制御する第1
制御回路と、第2インバータの出力周波数を制御
する第2制御回路と、圧縮機で圧縮された冷媒を
凝縮する凝縮器用の室外フアンとを備え、第2イ
ンバータの出力端子に室外フアンを接続すると共
に、第2インバータは、第1インバータの出力周
波数が制御範囲内の所定の下限値となるまでは周
波数上限値で一定出力のCVCFのインバータとし
て作用し、第1インバータの出力周波数が下限値
となつた時点からはVVVFのインバータとして
作用し、第2制御回路は、第1インバータの出力
周波数が下限値に達したときに、第2インバータ
の出力周波数を第1のインバータに対する下限値
よりも小さい下限値を有する制御範囲で減少さ
せ、圧縮機による周波数制限を受けない下限値ま
で第2インバータの出力周波数を下げるものであ
る。[Means for Solving the Problems] The air conditioning control device for a railway vehicle according to the present invention includes a first inverter that drives a refrigerant compressor with a three-phase VVVF, a second inverter that drives an indoor fan, and a first inverter that drives an indoor fan. The first to control the output frequency of the inverter
A control circuit, a second control circuit that controls the output frequency of the second inverter, and an outdoor fan for a condenser that condenses refrigerant compressed by the compressor, and the outdoor fan is connected to the output terminal of the second inverter. At the same time, the second inverter acts as a CVCF inverter with a constant output at the frequency upper limit until the output frequency of the first inverter reaches a predetermined lower limit within the control range, and when the output frequency of the first inverter reaches the lower limit. From this point on, it acts as a VVVF inverter, and when the output frequency of the first inverter reaches the lower limit, the second control circuit sets the output frequency of the second inverter to be smaller than the lower limit for the first inverter. The output frequency of the second inverter is decreased within a control range having a lower limit value, and the output frequency of the second inverter is lowered to a lower limit value that is not subject to frequency limitations by the compressor.
[作用]
この発明においては、室内フアン及び室外フア
ンを第2のインバータで駆動制御して冷媒の液体
圧縮等の事故を防止すると共に第1インバータの
出力周波数が下限値(例えば、30Hz)となるまで
は、第2インバータが上限値(例えば、60Hz)で
一定出力のCVCFのインバータとして作用し、第
1インバータの出力周波数が下限値となつた時点
から、第2インバータがVVVFのインバータと
して作用し、圧縮機による周波数制限を受けない
下限値(例えば、10Hz)まで出力周波数を下げ
る。[Function] In this invention, the indoor fan and the outdoor fan are driven and controlled by the second inverter to prevent accidents such as refrigerant liquid compression, and the output frequency of the first inverter is set to a lower limit value (for example, 30 Hz). Until then, the second inverter acted as a CVCF inverter with a constant output at the upper limit (for example, 60Hz), and from the moment the output frequency of the first inverter reached the lower limit, the second inverter acted as a VVVF inverter. , lower the output frequency to a lower limit value (for example, 10Hz) that is not subject to frequency limitations by the compressor.
[実施例]
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第1図はこの発明の実施例を一部回路図で示
すブロツク図であり、1,1a,1b,2及び5
〜7は前述の従来装置と同様のものである。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a partial circuit diagram of an embodiment of the present invention.
7 to 7 are similar to the conventional device described above.
3Aは三対のトランジスタから構成されて圧縮
機5を駆動するVVVFの第1インバータであり、
その出力周波数(電圧)の範囲は第2図に示した
ように60Hz〜30Hz(440V〜220V)である。 3A is the first inverter of the VVVF which is composed of three pairs of transistors and drives the compressor 5;
The range of its output frequency (voltage) is 60Hz to 30Hz (440V to 220V) as shown in FIG.
3Bは第1インバータ3Aと同様に三対のトラ
ンジスタから構成されて室外フアン6及び室内フ
アン7を駆動する第2インバータであり、第3図
に示したように60Hz〜10Hz(440V〜73V)の出
力周波数(電圧)の範囲を持ち、第1インバータ
3Aの出力周波数が下限値即ち30Hzになると
CVCFからVVVFに切換わるようになつている。 3B is a second inverter that is composed of three pairs of transistors like the first inverter 3A and drives the outdoor fan 6 and indoor fan 7, and as shown in FIG. It has a range of output frequency (voltage), and when the output frequency of the first inverter 3A reaches the lower limit, that is, 30Hz.
It is now possible to switch from CVCF to VVVF.
4Aは第1インバータ3A内のトランジスタベ
ースに変調パルスを印加し、第1インバータ3A
の出力周波数を制御する第1制御回路、4Bは第
2インバータ3B内のトランジスタベースに変調
パルスを印加し、第2インバータ3Bの出力周波
数を制御する第2制御回路、4Cは後述する温度
センサ11からの温度信号に応じて第1制御回路
4A及び第2制御回路4Bを制御するための第3
制御回路である。 4A applies a modulation pulse to the transistor base in the first inverter 3A, and
4B is a second control circuit that applies a modulation pulse to the transistor base of the second inverter 3B to control the output frequency of the second inverter 3B; 4C is a temperature sensor 11 to be described later; A third control circuit for controlling the first control circuit 4A and the second control circuit 4B according to the temperature signal from the
It is a control circuit.
10はDC幹線1に印加される直流電圧をオン
オフさせる開閉器、11は車両内温度を検出して
第3制御回路4Cに温度信号を出力するサーミス
タ即ち温度センサ、12は第3制御回路4Cに接
続された開閉スイツチである。 10 is a switch that turns on and off the DC voltage applied to the DC main line 1; 11 is a thermistor or temperature sensor that detects the temperature inside the vehicle and outputs a temperature signal to the third control circuit 4C; and 12 is a switch to the third control circuit 4C. It is a connected on/off switch.
次に、第4図に示した各インバータ3A,3B
に対する冷房能力の特性図を参照しながら、この
発明の実施例の動作について説明する。 Next, each inverter 3A, 3B shown in FIG.
The operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to a characteristic diagram of the cooling capacity for the air conditioner.
開閉器10及び開閉スイツチ12を閉成して車
両冷房を起動すると、第1制御回路4Aは第1イ
ンバータ3Aの出力周波数を60Hzに制御する。従
つて、圧縮機5は最大冷房能力の状態で駆動され
る。 When the switch 10 and switch 12 are closed to start cooling the vehicle, the first control circuit 4A controls the output frequency of the first inverter 3A to 60Hz. Therefore, the compressor 5 is driven at its maximum cooling capacity.
又、第2制御回路4Bは第2インバータ3Bの
出力周波数を60HzのCVCF状態に制御し、このと
きの冷房能力は、第4図の点Pで示すように100
%である。 Further, the second control circuit 4B controls the output frequency of the second inverter 3B to a CVCF state of 60Hz, and the cooling capacity at this time is 100Hz as shown at point P in FIG.
%.
車両内温度が下がつたことを温度センサ11が
検出すると、第1制御回路4Aにより第1インバ
ータ3Aの出力周波数は次第に減少され、圧縮機
5の駆動周波数は30Hzの下限値まで下がる。この
とき、第2インバータ3Bの出力周波数は60Hzの
ままなので、冷房能力は第4図の点Qで示すよう
に70%となる。一方、冷媒効率は前述の理由によ
り向上する。 When the temperature sensor 11 detects that the temperature inside the vehicle has decreased, the output frequency of the first inverter 3A is gradually decreased by the first control circuit 4A, and the driving frequency of the compressor 5 is lowered to the lower limit of 30 Hz. At this time, since the output frequency of the second inverter 3B remains at 60 Hz, the cooling capacity becomes 70% as shown by point Q in FIG. On the other hand, refrigerant efficiency is improved for the reasons mentioned above.
更に冷房能力を減少させる必要が請じた場合に
は、第1インバータ3Aの出力周波数は30Hzのま
まで、第2インバータ3BをCVCFからVVVFに
切換えてその出力周波数を減少させていく。第2
インバータ3Bの出力周波数が30Hzに下がつたと
きの冷房能力は、第4図の点Rで示すように50%
となる。 If it is necessary to further reduce the cooling capacity, the output frequency of the first inverter 3A remains at 30 Hz, and the second inverter 3B is switched from CVCF to VVVF to reduce its output frequency. Second
When the output frequency of inverter 3B drops to 30Hz, the cooling capacity is 50% as shown by point R in Figure 4.
becomes.
このとき、点Qから点Rに達する間において
は、第2インバータ3Bの出力周波数即ち室内フ
アン7の回転数が、第1インバータ3Aの出力周
波数即ち圧縮機5の回転数より常に大きいので、
冷房効率は従来と比較して向上している。 At this time, during the period from point Q to point R, the output frequency of the second inverter 3B, that is, the rotation speed of the indoor fan 7, is always higher than the output frequency of the first inverter 3A, that is, the rotation speed of the compressor 5.
Cooling efficiency has improved compared to conventional systems.
第2インバータ3Bの出力周波数の下限値は、
第1インバータ3Aのように圧縮機5の制限を受
けることがないので、例えば第4図に示すように
10Hzに設定することができる。 The lower limit of the output frequency of the second inverter 3B is
Since it is not limited by the compressor 5 like the first inverter 3A, for example, as shown in FIG.
Can be set to 10Hz.
従つて、冷房能力を更に減少させ、点Sで示す
ように30〜40%程度まで下げることができる。こ
のとき、第2インバータ3Bの出力周波数を0に
することは、圧縮機5を30Hz駆動しているため好
ましくないが、10Hz程度まで下げることは何ら支
障がない。 Therefore, the cooling capacity can be further reduced to about 30 to 40% as shown by point S. At this time, it is not preferable to set the output frequency of the second inverter 3B to 0 because the compressor 5 is driven at 30 Hz, but there is no problem in reducing the output frequency to about 10 Hz.
第4図の点S以下に冷房能力を減衰させる場合
は、従来と同様に第1インバータ3Aの出力を停
止して圧縮機5の駆動を停止させればよい。 If the cooling capacity is to be attenuated below point S in FIG. 4, the output of the first inverter 3A may be stopped to stop the drive of the compressor 5, as in the conventional case.
このように、各インバータ3A及び3Bを用い
て、圧縮機5及び室内フアン7をそれぞれ連続的
に回転数制御することができる。このとき、圧縮
機5の回転数を下限値(30Hz)以上に維持すると
共に、室内フアン7の回転数を30Hzよりも低い下
限値(10Hz)まで下げて冷房能力を更に低減させ
ることができる。 In this way, the rotation speed of the compressor 5 and the indoor fan 7 can be controlled continuously using each of the inverters 3A and 3B. At this time, the rotation speed of the compressor 5 is maintained above the lower limit value (30 Hz), and the rotation speed of the indoor fan 7 is lowered to the lower limit value (10 Hz) lower than 30 Hz, thereby further reducing the cooling capacity.
又、室外フアン6を、室内フアン7と共に第2
インバータ3Bの出力端子に接続し、両者を同時
に制御するようにしたので、冷媒の蒸発能力と共
に凝縮能力も下がり、冷媒の液体圧縮などの事故
を防ぐことができる。 Also, the outdoor fan 6 is connected to the second indoor fan 7.
Since it is connected to the output terminal of the inverter 3B and both are controlled simultaneously, the evaporation capacity and condensation capacity of the refrigerant are reduced, and accidents such as liquid compression of the refrigerant can be prevented.
即ち、室内フアン7の回転数が減少すれば室内
での熱交換量が減少するが、同時に室外フアン6
の回転数が減少して室外での熱交換量も減少する
ので、冷媒温度の平衡状態が保持され、冷媒が液
体状態で圧縮機5に帰還されることは抑制され
る。逆に、室内フアン7の回転数が増大して熱交
換量が増大すれば、同時に室外フアン6の回転数
が増大して室外での熱交換量も増大し、同様に冷
媒温度の平衡状態が保持され、冷媒が液体状態で
圧縮機5に帰還されることは抑制される。 That is, if the rotation speed of the indoor fan 7 decreases, the amount of heat exchanged indoors decreases, but at the same time, the amount of heat exchanged indoors decreases.
Since the number of revolutions of the compressor decreases and the amount of heat exchanged outdoors also decreases, an equilibrium state of the refrigerant temperature is maintained and the refrigerant is prevented from being returned to the compressor 5 in a liquid state. Conversely, if the rotational speed of the indoor fan 7 increases and the amount of heat exchange increases, the rotational speed of the outdoor fan 6 simultaneously increases and the amount of heat exchanged outdoors also increases, and the equilibrium state of the refrigerant temperature similarly changes. This prevents the refrigerant from being returned to the compressor 5 in a liquid state.
又、船に冷媒の液体圧縮とは、室内フアン7で
の熱交換が不十分であつて、冷媒が十分に気化で
きずに液体状態で圧縮機5に吸入された場合に発
生し、この状態が継続すれば、圧縮機5の損傷事
故に至るものである。 In addition, liquid compression of refrigerant on a ship occurs when heat exchange in the indoor fan 7 is insufficient and the refrigerant cannot be sufficiently vaporized and is sucked into the compressor 5 in a liquid state. If this continues, it will lead to damage to the compressor 5.
冷媒の液体圧縮現象は、比較的気温が低く、低
負荷状態で冷房運転する場合、特に、中間期や端
境期の早期などの比較的熱負荷が小さい場合には
発生し易い。又、室内フアン7のエアフイルタに
目詰まりが生じて熱交換作用が不十分になつた場
合や、熱交換器に霜付現象が生じた場合にも発生
し易い。 The liquid compression phenomenon of the refrigerant is likely to occur when the temperature is relatively low and cooling operation is performed under low load conditions, especially when the heat load is relatively small such as during the intermediate period or early in the transition period. It is also likely to occur when the air filter of the indoor fan 7 becomes clogged and the heat exchange effect becomes insufficient, or when frost buildup occurs on the heat exchanger.
通常、冷媒の液体圧縮現象を防止するために
は、室内温度、冷媒配管圧力(低圧側)、吸入側
配管温度を検知し、液体圧縮状態にならない範囲
で、第2インバータ3Bにより室内フアン7の回
転数を制御すればよい。しかし、鉄道車両用空調
装置においては、耐久性、信頼性、長寿命性及び
経済性の観点から、簡素化を実現する必要があ
る。 Normally, in order to prevent the liquid compression phenomenon of refrigerant, the indoor temperature, refrigerant pipe pressure (low pressure side), and suction side pipe temperature are detected, and the second inverter 3B turns on the indoor fan 7 within a range that does not cause the liquid to be compressed. All you have to do is control the rotation speed. However, in the air conditioner for a railway vehicle, it is necessary to realize simplification from the viewpoints of durability, reliability, long life, and economy.
この発明の実施例においては、上述したように
冷房能力を低下させるため、室外フアン6及び室
内フアン7を負荷とする第2インバータ3Bを制
御するが、このとき、冷媒の液体圧縮状態を防止
するには、室内温度に応じて運転継続時間等を制
御する必要がある。この場合、第2インバータ3
Bの周波数を30Hz以下の微弱冷房能力の運転領域
まで任意に低下及び上昇させることができるの
で、室内温度に応じた周波数制御により、冷媒の
液体圧縮を防止しつつ、微弱冷房能力運転領域を
拡大することが可能なことは言うまでもない。
又、特に構成が複雑化することもなく、上記鉄道
車両用空調装置の要求も満たすことができる。 In the embodiment of the present invention, in order to reduce the cooling capacity as described above, the second inverter 3B whose loads are the outdoor fan 6 and the indoor fan 7 is controlled, but at this time, the liquid compression state of the refrigerant is prevented. Therefore, it is necessary to control the operation duration, etc. according to the indoor temperature. In this case, the second inverter 3
Since the frequency of B can be arbitrarily lowered or increased to the operating range of weak cooling capacity of 30Hz or less, frequency control according to the indoor temperature prevents liquid compression of the refrigerant while expanding the operating range of weak cooling capacity. Needless to say, it is possible to do so.
Moreover, the structure does not become particularly complicated, and the requirements for the air conditioner for railway vehicles can be met.
又、鉄道車両に搭載される空調装置の特殊性と
して、圧縮機5及び送風機即ち室内フアン7の回
転数を変化させた場合、車内の天井及びその周辺
に取り付けられた車内灯や冷風ダクト用部材等、
電動機の回転変化に伴う振動周波数の変化、送風
機の羽根回転数の変化に伴う風量及び風速の変
化、並びに、風がダクト部材に衝突して生じる騒
音の変化などにより、共振現象が発生する。 In addition, as a special feature of the air conditioner installed in a railway vehicle, when the rotation speed of the compressor 5 and the blower, that is, the indoor fan 7 is changed, the interior lights and cold air duct members installed on the ceiling and surrounding area of the vehicle are affected. etc,
Resonance phenomena occur due to changes in vibration frequency due to changes in the rotation of the electric motor, changes in air volume and speed due to changes in the rotation speed of the blower blades, and changes in the noise generated when the wind collides with duct members.
この共振現象は、特に低周波領域において顕著
に現れ易く、車内騒音の原因となつている。しか
し、連続的に周波数変化可能なインバータ3A及
び3Bを用いることにより、人為的に共振周波数
領域を迅速に通過(ジヤンプ)させ、共振周波数
以外の周波数を選択すれば、車内騒音を防止する
ことができる。 This resonance phenomenon tends to be particularly noticeable in the low frequency range, and is a cause of in-vehicle noise. However, by using inverters 3A and 3B that can change the frequency continuously, the noise inside the car can be prevented by artificially quickly passing through the resonant frequency region (jumping) and selecting a frequency other than the resonant frequency. can.
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、冷媒圧縮用の
圧縮機を三相の可変電圧可変周波数で駆動する第
1インバータと、冷却器用の室内フアンを駆動す
る第2インバータと、第1インバータの出力周波
数を制御する第1制御回路と、第2インバータの
出力周波数を制御する第2制御回路と、圧縮機で
圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器用の室外フアン
とを備え、第2インバータの出力端子に室外フア
ンを接続すると共に、第2インバータは、第1イ
ンバータの出力周波数が制御範囲内の所定の下限
値となるまでは周波数上限値で一定出力のCVCF
のインバータとして作用し、第1インバータの出
力周波数が下限値となつた時点からはVVVFの
インバータとして作用し、第2制御回路は、第1
インバータの出力周波数が下限値に達したとき
に、第2インバータの出力周波数を第1のインバ
ータに対する下限値よりも小さい下限値を有する
制御範囲で減少させ、圧縮機による周波数制限を
受けない下限値まで第2インバータの出力周波数
を下げると共に、室内フアン及び室外フアンを同
一の第2インバータで駆動するようにしたので冷
媒の液体圧縮等の事故を防ぐと共に、冷房効率を
損なうことなく冷房能力の連続制御範囲を拡大で
きる鉄道車両用空調制御装置が得られる効果があ
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the first inverter drives the compressor for refrigerant compression at three-phase variable voltage and variable frequency, the second inverter drives the indoor fan for the cooler, A first control circuit that controls the output frequency of the first inverter, a second control circuit that controls the output frequency of the second inverter, and an outdoor fan for a condenser that condenses refrigerant compressed by the compressor. An outdoor fan is connected to the output terminal of the second inverter, and the second inverter operates as a CVCF with a constant output at the upper frequency limit until the output frequency of the first inverter reaches a predetermined lower limit within the control range.
The second control circuit acts as a VVVF inverter from the point when the output frequency of the first inverter reaches the lower limit value.
When the output frequency of the inverter reaches the lower limit value, the output frequency of the second inverter is reduced in a control range having a lower limit value smaller than the lower limit value for the first inverter, and the lower limit value is not subject to frequency limitation by the compressor. In addition to lowering the output frequency of the second inverter to a maximum of 100%, the indoor fan and outdoor fan are driven by the same second inverter to prevent accidents such as liquid compression of the refrigerant, and to maintain continuous cooling capacity without sacrificing cooling efficiency. This has the effect of providing an air conditioning control device for railway vehicles that can expand the control range.
第1図はこの発明の一実施例を一部回路図で示
すブロツク図、第2図は第1図の第1インバータ
の出力を示す特性図、第3図は第1図の第2イン
バータの出力を示す特性図、第4図は第1図の実
施例装置の冷房能力を示す特性図、第5図は従来
の鉄道車両用空調制御装置を示すブロツク図、第
6図は他の従来例を示すブロツク図である。
3A……第1インバータ、3B……第2インバ
ータ、4A……第1制御回路、4B……第2制御
回路、5……圧縮機、6……室外フアン、7……
室内フアン、尚、図中、同一符号は同一又は相当
部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing a partial circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram showing the output of the first inverter shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing the output of the first inverter shown in FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the cooling capacity of the embodiment device shown in FIG. 1, FIG. 5 is a block diagram showing a conventional air conditioning control device for railway vehicles, and FIG. 6 is another conventional example. FIG. 3A...first inverter, 3B...second inverter, 4A...first control circuit, 4B...second control circuit, 5...compressor, 6...outdoor fan, 7...
Indoor fan. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
波数で駆動する第1インバータと、 冷却器用の室内フアンを駆動する第2インバー
タと、 前記第1インバータの出力周波数を制御する第
1制御回路と、 前記第2インバータの出力周波数を制御する第
2制御回路と、 前記圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器
用の室外フアンとを備え、 前記第2インバータの出力端子に前記室外フア
ンを接続すると共に、 前記第2インバータは、前記第1インバータの
出力周波数が制御範囲内の所定の下限値となるま
では周波数上限値で一定出力の固定電圧固定周波
数のインバータとして作用し、前記第1インバー
タの出力周波数が前記下限値となつた時点からは
可変電圧可変周波数のインバータとして作用し、 前記第2制御回路は、前記第1インバータの出
力周波数が前記下限値に達したときに、前記第2
インバータの出力周波数を前記下限値より小さい
下限値を有する制御範囲で減少させ、 前記圧縮機による周波数制限を受けない下限値
まで前記第2インバータの出力周波数を下げるこ
とを特徴とする鉄道車両用空調制御装置。[Claims] 1. A first inverter that drives a refrigerant compressor at a three-phase variable voltage variable frequency, a second inverter that drives an indoor fan for a cooler, and an output frequency of the first inverter. a first control circuit that controls the output frequency of the second inverter; a second control circuit that controls the output frequency of the second inverter; and an outdoor fan for a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor; The outdoor fan is connected to the terminal, and the second inverter operates as a fixed voltage, fixed frequency inverter with a constant output at the upper frequency limit until the output frequency of the first inverter reaches a predetermined lower limit within the control range. The first inverter operates as a variable voltage variable frequency inverter from the time when the output frequency of the first inverter reaches the lower limit value, and the second control circuit controls the output frequency of the first inverter to reach the lower limit value. When the second
An air conditioner for a railway vehicle, characterized in that the output frequency of the inverter is reduced in a control range having a lower limit value smaller than the lower limit value, and the output frequency of the second inverter is lowered to a lower limit value that is not subject to frequency restrictions by the compressor. Control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60189490A JPS6252345A (en) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Air conditioning control device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60189490A JPS6252345A (en) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Air conditioning control device for vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252345A JPS6252345A (en) | 1987-03-07 |
| JPH0549903B2 true JPH0549903B2 (en) | 1993-07-27 |
Family
ID=16242136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60189490A Granted JPS6252345A (en) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Air conditioning control device for vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6252345A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0713901U (en) * | 1993-08-04 | 1995-03-10 | ワイケイケイアーキテクチュラルプロダクツ株式会社 | Connection structure of joist and supporting member |
| US9771169B2 (en) | 2009-03-20 | 2017-09-26 | Axa Power Aps | Preconditioned air unit with variable frequency driving |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2557383B2 (en) * | 1987-05-25 | 1996-11-27 | 株式会社東芝 | Air conditioner |
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|---|---|---|---|---|
| JPS5875648A (en) * | 1981-10-30 | 1983-05-07 | Clarion Co Ltd | Cooler |
| JPS5883141A (en) * | 1981-11-11 | 1983-05-18 | Hitachi Ltd | Driver for air conditioner |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP60189490A patent/JPS6252345A/en active Granted
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| JPH0713901U (en) * | 1993-08-04 | 1995-03-10 | ワイケイケイアーキテクチュラルプロダクツ株式会社 | Connection structure of joist and supporting member |
| US9771169B2 (en) | 2009-03-20 | 2017-09-26 | Axa Power Aps | Preconditioned air unit with variable frequency driving |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6252345A (en) | 1987-03-07 |
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