变频空调器制造技术

一种变频空调器，具有变换器，该变换器具有交流电源、对来自所述交流电源的交流进行全波整流的桥式整流电路、连接在所述桥式整流电路的直流输出端上的平滑电容器、连接在所述交流电源和所述桥式整流电路的交流输入一端之间的电抗器； 把所述变换器的直流输出电压变换为交流电压的变频部； 由所述变频部驱动的压缩机； 通过改变向所述变频部的通断比来控制变频部的输出频率或变频部的输出电压，以便使所述压缩机在指令速度下运转的速度控制装置，其特征在于， 所述变换器具有：借助双向开关连接在所述桥式整流电路的交流输入的另一端和直流输出端之间的电容器、检测所述交流电源的电压的零点的零交叉检测装置、根据所述零交叉点检测装置的输出，生成所述双向开关驱动信号的双向开关驱动信号生成装置、基于所述双向开关驱动信号生成装置的信号，驱动所述双向开关的双向开关驱动装置。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
变频空调器
本技术涉及具有利用桥式整流电路整流方式变频器的变频空调器。
技术介绍
作为变换器已知装载利用二极管的整流电路的变频空调器。在图21，图22上示出具有利用桥式整流电路的全波整流电路的变频空调器电路构成一例。变频空调器电路由交流电源1、全波整流电路6、平滑电容器7、变频部11和压缩机12构成。在图21，图22上所示的全波整流电路是通过4只二极管2～5构成的桥式整流电路6。图21示出从交流电源1来的交流在正半周期间的电流流动。电流如箭头所示，按照二极管2，平滑电容器7，二极管5的顺序流动，在平滑电容器7上产生正的电压V0。图22示出从交流电源1来的交流在负半周期间的电流流动。电流如箭头所示，按照二极管4，平滑电容器7，二极管3的顺序流动，在平滑电容器7上产生正的电压V0。即，对从交流电源1来的交流输入电压进行全波整流，产生正的直流输出电压。图23示出在图21，图22示出的变频空调器的直流输出电压和压缩机12的转数以及向脉宽调制方式(以下称为PWM)的变频部11的流通率的关系。由于直流输出电压是通过交流电压和负荷决定的固定值，所以压缩机12的转数通过向变频部11的流通率可变进行控制。从而，向变频部11的流通率达到上限值的时间点是压缩机12的最高转数。可是，在具有前述现有的变换器的变频空调器，由于只在交流电源1的电压比直流输出电压高的期间有输入电流流过，所以输入功率因数低，从电源来的高次谐波电流也变大，同时，由于伴随着负荷上-->升的直流输出电压下降，所以出现所谓压缩机12的最高转数不上升的问题。通常作为改善高次谐波电流的策略是在交流电源1和桥式整流电路6之间连接电抗器的方法，然而，由于用该方法，即使能够抑制高次谐波成分，由于输入功率因数只能得到约70％左右，所以有所谓在电源系统上加负担的问题。作为用于使直流输出电压上升的改善策略，用装载高频开关式的升压型变换器的方法，然而，用这种方法，存在所谓通过使用高频开关用的元件引起的价格上升以及伴随高频开关发生的噪声增加的问题。
技术实现思路
一种变频空调器，其具有变换器，该变换器具有交流电源、对来自所述交流电源的交流进行全波整流的桥式整流电路、连接在所述桥式整流电路的直流输出端上的平滑电容器、连接在所述交流电源和所述桥式整流电路的交流输入一端之间的电抗器、借助双向开关连接在所述桥式整流电路的交流输入的另一端和直流输出端之间的电容器、检测所述交流电源的电压的零点的零交叉检测装置、根据所述零交叉点检测装置的输出，生成所述双向开关驱动信号的双向开关驱动信号生成装置、基于所述双向开关驱动信号生成装置的信号，驱动所述双向开关的双向开关驱动装置；把所述变换器的直流输出电压变换为交流电压的变频部；由所述变频部驱动的压缩机；以及通过改变向所述变频部的通断比来控制变频部的输出频率或变频部的输出电压，以便使所述压缩机在指令速度下运转的速度控制装置。附图说明图1是本技术的实施方式1的变频空调器的构成图。图2是同上的变频空调器构成图。图3是同上的变频空调器构成图。图4是同上的变频空调器构成图。图5是同上的变频空调器的变换器动作说明图。-->图6是同上的变频空调器的变换器动作说明图。图7是同上的变频空调器的变换器动作说明图。图8是同上的变频空调器的变换器动作说明图。图9是同上的变频空调器的各部分波形图。图10是同上的变频空调器的各部分波形图。图11是示出同上的变频空调器输入电流的高次谐波成分和高次谐波国内限制基准说明图。图12是本技术实施方式1及2的变换器的特性图。图13是本技术实施方式2的变频空调器的构成图。图14是本技术实施方式3及4的变频空调器的构成图。图15是本技术实施方式5的变频空调器的构成图。图16是本技术实施方式6的变频空调器的控制说明图。图17是本技术实施方式7的变频空调器的控制说明图。图18是本技术实施方式9的变频空调器的特性图。图19是本技术实施方式10的变频空调器的特性图。图20是本技术实施方式11的变频空调器的构成图。图21是现有的变频空调器的变换器的电路图。图22是现有的变频空调器的电路图。图23是现有的变频空调器的控制说明图。具体实施方式以下参照附图说明本技术的实施方式。与现有例同一构成的，附同一号码说明。(实施方式1)图1～图4示出本技术实施方式1的变频空调器的构成图。图1～图4所示的变频空调器的变换器具有通过4只二极管2-5形成的桥式整流电路6和交流电源1。交流电源1和桥式整流电路6的交流输入一端之间连接电抗器8，而在桥式整流电路6的交流输入的另一端和直流输出端之间连接电容器10。在图1，图2所示的构成图中，电容器10经双向开关9连接在桥式整流电路6的交流输入端6a或6b和负的直流输出端6d之间，在图-->3，图4所示的构成图中，电容器10经双向开关9连接在桥式整流电路6的交流输入端6a或6b与正的直流输出端6c之间。在桥式整流电路6的正直流输出端6c和负直流输出端6d之间连接平滑电容器7。通过该平滑电容器7可以使由桥式整流电路6得到的脉动大的直流电流变换成脉动小的直流。本技术的变频空调器的电路具有检测交流电源1的电压零交叉点的零交叉检测装置13；根据零交叉检测装置13的输出，生成双向开关9的驱动信号的双向开关驱动信号生成装置14；根据双向开关驱动信号生成装置14的输出，进行双向开关9的驱动的双向开关驱动装置15。在图2～图4中省略零交叉检测装置13，双向开关驱动信号生成装置14，双向开关驱动装置15和压缩机速度控制装置20的记载。以下，用图5～图8，说明图1所示的变换器的动作。图5，图6示出交流输入电压Vi的正半周期间，图7，图8示出负半周期间。图9，图10示出对图1所示的变换器Vi取200V，L取10mH，C取300μF，Co取1800μF时的实施方式1的各部分波形。图9示出交流输入电压Vi，流过电抗器8的电流(交流输入电流)IL，直流输出电压Vo，以及双向开关9的驱动信号Vg各波形。图10示出交流输入电压Vi，流过电容器10的电流Ic，以及电容器10两端间的电压Vc的各波形。在以上的构成中，交流输入电压Vi在紧临正的交流半周期的零交叉后，双向开关9关断，直流输入电压Vo比交流输入电压Vi高，由于二极管2，5反向偏置，所以没有输入电流。这时，电容器10在前周期充电的结果，在图示的极性上具有电压Vc1。从交流输入电压Vi负到正的零交叉点在时间Δd后，双向开关驱动信号生成装置14生成双向开关9的导通信号，如果通过双向开关驱动装置15使双向开关9导通，则如图5的箭头所示，电流流动。即，从交流电源1开始电流按顺序在电抗器8，二极管2，平滑电容器7，电容器10内流动。电容器10放电，其电压比Vc1更低。以Δd作为选择值，以便在该双向开关9的导通时间点，交流输入电压Vi和电容器10的电压Vc1之和比平滑电容器7的电压Vo还大。-->而且，从双向开关9的导通时间点开始在时间Δt后，双向开关驱动信号生成装置14生成双向开关9的关断信号，如果通过双向开关驱动装置15使双向开关9关断，则电容器10边保持该时间点的电压Vc2，电流边如图6所示，从交流电源1开始按照电抗器8，二极管2，平滑电容器7，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频空调器，具有变换器，该变换器具有交流电源、对来自所述交流电源的交流进行全波整流的桥式整流电路、连接在所述桥式整流电路的直流输出端上的平滑电容器、连接在所述交流电源和所述桥式整流电路的交流输入一端之间的电抗器；把所述变换器的直流输出电压变换为交流电压的变频部；由所述变频部驱动的压缩机；通过改变向所述变频部的通断比来控制变频部的输出频率或变频部的输出电压，以便使所述压缩机在指令速度下运转的速度控制装置，其特征在于，所述变换器具有：借助双向开关连接在所述桥式整流电路的交流输入的另一端和直流输出端之间的电容器、检测所述交流电源的电压的零点的零交叉检测装置、根据所述零交叉点检测装置的输出，生成所述双向开关驱动信号的双向开关驱动信号生成装置、基于所述双向开关驱动信号生成装置的信号，驱动所述双向开关的双向开关驱动装置。2.根据权利要求1所述的变频空调器，其特征在于，所述双向开关驱动信号生成装置从所述交流电源的电压零点时开始在Δd(0≤d)后生成导通信号，从生成所述导通信号时在Δt(0≤t)后生成关断信号，控制从所述交流电源流入的输入电流的高次谐波成分和作为平滑电容器两端电压的直流输出电压。3.根据权利要求2所述的变频空调器，其特征在于，还具有：检测所述变换器的直流输出电压的变换器输出电压检测装置，以及把预定目标输出电压储存在所述双向开关驱动信号生成装置内的存储装置，如果所述变换器输出电压在目标电压以下，则增加Δt，如果所述变换器输出电压超过目标电压则减少Δt，以此控制Δt，以便使所述变换器输出电压经常接近目标电压。4.根据权利要求2所述的变频空调器，其特征在于，还具有：检测输入电流的输入电流检测装置，以及预先将相应于输入电流的Δd和Δt的组合储存在所述双向开关驱动信号生成装置内部的存储装置，根据输入电流检测装置的输出从所述存储装置选择相应于输入电流的Δd和Δt的组合。5.根据权利要求4所述的变频空调器，其特征在于，选择Δd和Δt的组合，以便输入电流在所述输入电流检测装置的输出达到一定值时的时间点变小。6.根据权利要求2所述的变频空调器，其特征在于，还具有：检测压缩机转数的压缩机转数检测装置，预先将相应于所述压缩机转数的Δd和Δt储存在所述双向开关驱动信号生成装置内部的存储装置，根据所述压缩机转数检测装置的输出，从所述存储装置选择相应于转数的Δd和Δt的组合。7.根据权利要求2所述的变频空调器，其特征在于，还具有：预先将相应于压缩机指令转数的Δd和Δt的组合储存在所述双向开关驱动信号生成装置内部的存储装置，根据所述压缩机指令转数，选择Δd和Δt的组合。8.根据权利要求2所述的变频空调器，其特征在于，还具有：检测所述变换器的负荷的负荷检测装置，以及预先将相应于压缩机转数或压缩机指令转数或所述负荷检测装置的输出的至少一种的变换器目标输出电压储存在所述双向开关驱动信号生成装置内部的存储装置，所述双向开关驱动信号生成装置具有通过选择Δt，以便根据所述输出电压检测装置的输出，接近所述存储装置内储存的目标输出电压，并且通过压缩机的速度控制装置改变向变频部的通断比来控制压缩机的转数的第1区域；所述双向开关驱动信号生成装置具有通过使向所述变频部的通断比固定，并且所述双向开关驱动信号生成装置通过根据检测压缩机转数的压缩机转数检测装置的输出来增减Δt，使变换器直流输出电压可变，从而控制压缩机转数的第2区域；以及所述双向开关驱动信号生成装置具有通过同时改变在所述双向开关驱动信号生成装置中的Δt和向变频部的通断比，控制压缩机转数的第3区域。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：二宫恭久，原田员宏，前田志朗，马场俊成，后藤英二，杉本智弘，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：实用新型
国别省市：