JP2010193646A - Inverter device and refrigeration cycle device mounted with this inverter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は交流電源からの電力供給配線に高調波対策機器が接続されるインバーター装置及びこのインバーター装置を搭載した冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to an inverter device in which a harmonic countermeasure device is connected to a power supply wiring from an AC power supply, and a refrigeration cycle device equipped with the inverter device.
例えば冷凍サイクル装置等には、圧縮機や送風機等の電動機を可変速制御するため、インバーター装置が搭載されている。これらインバーター装置には、インバーター装置により発生する高調波電流を補償するため、交流電源からの電力供給配線に高調波対策機器が接続されるものがある。このような従来のインバーター装置として、例えば「第１の整流回路３１と並列に順次接続される第１の交流リアクトル３、第２の整流回路２６、第２の直流平滑用コンデンサ３３、および第２の整流回路２６と逆並列に接続される高速開閉手段２７を有してなる高調波抑制回路Ｂが、第１の整流回路３１、第１の直流平滑用コンデンサ８を有してなり誘導電動機１２と３相交流電源１との間に接続されるインバータ主機器Ａの、第１の整流回路３１よりも３相交流電源１側の分岐接続部２４の位置に分岐接続されている。」（例えば特許文献１参照）というものが提案されている。
また、このような従来のインバーター装置として、例えば「制御部６およびアクティブフィルタ制御部７がそれぞれ個別の電源１７，１８により作動され、状態検知手段７ｃによってアクティブフィルタ制御部７から制御部６に常時正常状態を示す信号が入力される。アクティブフィルタ制御部７からの信号がハイレベルの信号のとき、制御部６はアクティブフィルタ９あるいはアクティブフィルタ制御部７が正常であると判断する。アクティブフィルタ９が異常、あるいはアクティブフィルタ制御部７への電源供給が途絶えると、制御部６にはローレベルの信号が入力される。制御部６はアクティブフィルタ９あるいはアクティブフィルタ制御部７が異常状態であると判断する。」（例えば特許文献２参照）というものも提案されている。
For example, a refrigeration cycle apparatus or the like is equipped with an inverter device for variable speed control of an electric motor such as a compressor or a blower. Among these inverter devices, there is one in which a harmonic countermeasure device is connected to a power supply wiring from an AC power source in order to compensate for a harmonic current generated by the inverter device. As such a conventional inverter device, for example, “a
Further, as such a conventional inverter device, for example, “the control unit 6 and the active
従来のインバーター装置は、高調波対策機器の異常を検出するため、高調波対策機器とインバーター装置の制御部とを信号配線で接続していた。そして、高調波対策機器から信号配線を介して送信される異常信号や運転状態信号等に基づいて、インバーター装置の制御部は高調波対策機器の異常を検出していた。
しかしながら、インバーター装置の制御部と高調波対策機器とを接続する信号配線は、高調波対策機器の取付位置によっては長くなってしまう。このため、高調波対策機器の設置にコストがかかってしまうという問題点があった。
また、インバーター装置の制御部と高調波対策機器とを接続する信号配線には、ノイズが重畳してしまう場合がある。このため、信号配線に重畳したノイズの影響により、インバーター装置の制御部は、高調波対策機器の異常を誤検出してしまうという問題点があった。
In the conventional inverter device, in order to detect abnormality of the harmonic countermeasure device, the harmonic countermeasure device and the control unit of the inverter device are connected by signal wiring. And the control part of the inverter apparatus has detected abnormality of the harmonic countermeasure apparatus based on the abnormal signal, the driving | running state signal, etc. which are transmitted via a signal wiring from a harmonic countermeasure apparatus.
However, the signal wiring for connecting the control unit of the inverter device and the harmonic countermeasure device becomes long depending on the mounting position of the harmonic countermeasure device. For this reason, there has been a problem in that the installation of harmonic countermeasure devices is costly.
Moreover, noise may be superimposed on the signal wiring that connects the control unit of the inverter device and the harmonic countermeasure device. For this reason, there was a problem that the control unit of the inverter device erroneously detected an abnormality of the harmonic countermeasure device due to the influence of noise superimposed on the signal wiring.
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、第１の目的は、高調波対策機器を設ける際、コストの増加を抑制することが可能なインバーター装置及びこのインバーター装置を搭載した冷凍サイクル装置を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object is to provide an inverter device capable of suppressing an increase in cost when a harmonic countermeasure device is provided, and the inverter device. An on-board refrigeration cycle apparatus is obtained.
また、第２の目的は、高調波対策機器の異常の誤検出を防止することが可能なインバーター装置及びこのインバーター装置を搭載した冷凍サイクル装置を得るものである。 The second object is to obtain an inverter device capable of preventing erroneous detection of abnormality of the harmonic countermeasure device and a refrigeration cycle device equipped with this inverter device.
本発明に係るインバーター装置は、交流電源からの電力供給配線に高調波対策機器が接続されるインバーター装置であって、前記電力供給配線に流れる電流に基づいて前記高調波対策機器の異常を検出する高調波対策機器異常検出手段を少なくとも備え、前記高調波対策機器と通信することなく、前記高調波対策機器の異常を検出する制御部を有するものである。 An inverter device according to the present invention is an inverter device in which a harmonic countermeasure device is connected to a power supply wiring from an AC power supply, and detects an abnormality of the harmonic countermeasure device based on a current flowing through the power supply wiring. The apparatus includes at least a harmonic countermeasure device abnormality detection unit, and includes a control unit that detects an abnormality of the harmonic countermeasure device without communicating with the harmonic countermeasure device.
また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記のインバーター装置を搭載したものである。 Moreover, the refrigeration cycle apparatus according to the present invention is equipped with the above inverter apparatus.
本発明においては、インバーター装置の制御部は、高調波対策機器と通信することなく前記高調波対策機器の異常を検出することができる。このため、インバーター装置の制御部と高調波対策機器とを接続する信号配線が不要となり、高調波対策機器を設ける際のコストの増加を抑制することができる。
また、インバーター装置の制御部と高調波対策機器とを接続する信号配線が不要なので、インバーター装置の制御部は、ノイズの影響により高調波対策機器の異常を誤検出することを防止できる。
In this invention, the control part of an inverter apparatus can detect abnormality of the said harmonic countermeasure apparatus, without communicating with a harmonic countermeasure apparatus. For this reason, the signal wiring which connects the control part of an inverter apparatus and a harmonic countermeasure apparatus becomes unnecessary, and the increase in the cost at the time of providing a harmonic countermeasure apparatus can be suppressed.
Moreover, since the signal wiring which connects the control part of an inverter apparatus and a harmonic countermeasure apparatus is unnecessary, the control part of an inverter apparatus can prevent misdetecting the abnormality of a harmonic countermeasure apparatus by the influence of noise.
実施の形態１．
以下の実施の形態では、本発明に係るインバーター装置を冷凍サイクル装置の一例である空気調和装置に用いた場合について説明する。
In the following embodiments, a case will be described in which the inverter device according to the present invention is used in an air conditioner that is an example of a refrigeration cycle apparatus.
図１は、本発明の実施の形態１に係るインバーター装置を示す回路図である。インバーター装置２は、電力供給配線１０を介して商用電源１と接続されている。このインバーター装置２は、商用電源１から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバーター（整流回路）と、コンバーターで変換された直流電圧を交流電圧に変換するインバーターを備えている。インバーター装置２は、空気調和装置に設けられた圧縮機や送風機等の電動機（図示せず）に接続され、電動機に所定周波数の交流電圧を供給することにより、電動機の回転数を所望の回転数に制御する。また、電力供給配線１０には、インバーター装置２により発生する高調波電流を補償するため、高調波対策機器３が接続されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an inverter device according to
インバーター装置２の制御部には、入力電流検出手段２１、高調波成分演算手段２２及び高調波対策機器異常検出手段２３が設けられている。
入力電流検出手段２１は、高調波対策機器３よりも上流側の電力供給配線１０を流れる電流の値を検出するものである。この電流の値は、高調波対策機器３よりも上流側の電力供給配線１０に設けられたＡＣＣＴセンサー等の入力電流検出素子４を介して検出される。本実施の形態１では、入力電流検出手段２１は、インバーター装置２に流れる入力電流と高調波対策機器３に流れる入力電流の総和電流を検出することとなる。入力電流検出手段２１は、例えば増幅回路やＡ／Ｄ変換器等から構成されている。
高調波成分演算手段２２は、入力電流検出手段２１で検出された電流値の高調波成分を演算するものである。
高調波対策機器異常検出手段２３は、高調波成分演算手段２２で演算された高調波成分の値に基づき、高調波対策機器３の異常を判断するものである。
The control unit of the
The input current detection means 21 detects the value of the current flowing through the
The harmonic component calculation means 22 calculates the harmonic component of the current value detected by the input current detection means 21.
The harmonic countermeasure device abnormality detection means 23 determines the abnormality of the
なお、入力電流検出手段２１、高調波成分演算手段２２及び高調波対策機器異常検出手段２３は、必ずしもインバーター装置２内に設けられる必要はない。例えばインバーター装置２を空気調和装置に搭載する場合、入力電流検出手段２１、高調波成分演算手段２２及び高調波対策機器異常検出手段２３を、空気調和装置の制御部等に設けてもよい。入力電流検出手段２１、高調波成分演算手段２２及び高調波対策機器異常検出手段２３が同一の制御部内に設けられていれば、本発明を実施することが可能である。
Note that the input
また、インバーター装置２の制御部には、高調波対策機器３の異常を検出した場合の処理制御を司る異常検知時制御手段２６が設けられている。高調波対策機器３の異常を検出した場合、異常検知時制御手段２６は、電動機の停止や再運転等の一連の制御を行う。
また、インバーター装置２には、高調波対策機器３の異常を検出した際、この異常を外部に表示する異常表示手段２７も備えている。
The control unit of the
The
（動作説明）
続いて、インバーター装置２における高調波対策機器３の異常検出動作について説明する。
(Description of operation)
Next, the abnormality detection operation of the
入力電流検出素子４は、高調波対策機器３よりも上流側の電力供給配線１０を流れる電流（入力電流）の値を検出する。そして、入力電流検出素子４は、この入力電流値を電圧信号に変換する。
図２に、高調波対策機器３よりも上流側の電力供給配線１０における電流波形の一例を示す。この図は、縦軸が電流値を示し、横軸が時間を示している。また、図２（ａ）は、高調波対策機器３が正常に機能しているときの電流波形である。図２（ｂ）は、高調波対策機器３が異常状態のときの電流波形である。高調波対策機器３が正常に機能している場合、高調波対策機器３よりも上流側の電力供給配線１０における電流波形は略正弦波となっている（図２（ａ））。一方、高調波対策機器３が異常状態になると、インバーター装置２が発生する高調波を補償できず、いびつな電流波形となってしまう（図２（ｂ））。
The input
FIG. 2 shows an example of a current waveform in the
入力電流検出素子４で変換された電圧信号は、入力電流検出手段２１に送られる。入力電流検出手段２１は、この電圧信号を入力電流値に変換する。入力電流検出手段２１で変換された入力電流値は、高調波成分演算手段２２に送られる。高調波成分演算手段２２は、この入力電流値をフーリエ変換することにより、入力電流に含有される高調波成分を演算する。
図３に、高調波成分演算手段２２で演算された高調波成分の一例を示す。この図は、縦軸が電流値を示し、横軸が高調波成分の次数（周波数）を示している。また、図３（ａ）は、高調波対策機器３が正常に機能しているときに入力電流に含有される高調波成分である。図３（ｂ）は、高調波対策機器３が異常状態のときに入力電流に含有される高調波成分である。高調波対策機器３が異常状態になると、入力電流に含有される高調波成分が増加する（図３（ａ）及び図３（ｂ））。
The voltage signal converted by the input
FIG. 3 shows an example of the harmonic component calculated by the harmonic component calculating means 22. In this figure, the vertical axis indicates the current value, and the horizontal axis indicates the order (frequency) of the harmonic component. Moreover, Fig.3 (a) is a harmonic component contained in input current, when the
高調波成分演算手段２２で演算された高調波成分は、高調波対策機器異常検出手段２３に送られる。高調波対策機器異常検出手段２３は、この高調波成分の値と所定の閾値（以下、第１の閾値という）とを比較する。そして、高調波成分の値が第１の閾値よりも大きい場合、高調波対策機器異常検出手段２３は、高調波対策機器３が異常状態であると判断する。つまり、高調波対策機器異常検出手段２３は、高調波対策機器３の異常を検出する。
The harmonic component calculated by the harmonic component calculation means 22 is sent to the harmonic countermeasure device abnormality detection means 23. The harmonic countermeasure device abnormality detection means 23 compares the value of the harmonic component with a predetermined threshold (hereinafter referred to as a first threshold). And when the value of a harmonic component is larger than a 1st threshold value, the harmonic countermeasure apparatus abnormality detection means 23 judges that the
ここで、高調波成分の値と第１の閾値との比較方法としては、例えば以下のようなものがある。
図４は、高調波成分の値と第１の閾値との比較方法の一例を示す説明図である。この図４は、縦軸が電流値を示し、横軸が周波数を示している。図４に示す比較方法は、所定の次数の高調波の電流値と一定値である第１の閾値とを比較する方法である。所定の次数の高調波の電流値とは、例えば、基本周波数ｆ１の５倍，７倍，１１倍…となる、５次高調波，７次高調波，１１次高調波…の電流値である。
高調波対策機器３が異常状態になると、入力電流に含有される高調波成分が増加する。つまり、各次数の高調波の電流値が増加する。いずれかの次数の高調波の電流値が第１の所定値より大きくなった場合、高調波対策機器異常検出手段２３は、高調波対策機器３が異常状態であると判断する。図４においては、５次高調波の電流値が第１の閾値よりも大きくなっている。
Here, as a comparison method between the value of the harmonic component and the first threshold, for example, there is the following method.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a method for comparing the value of the harmonic component and the first threshold value. In FIG. 4, the vertical axis indicates the current value, and the horizontal axis indicates the frequency. The comparison method shown in FIG. 4 is a method of comparing a current value of a harmonic of a predetermined order with a first threshold value that is a constant value. The current value of the harmonic of the predetermined order is, for example, the current value of the fifth harmonic, the seventh harmonic, the eleventh harmonic, which is 5 times, 7 times, 11 times, etc. of the fundamental frequency f1. .
When the
また、例えば、各次数の高調波ごとに第１の閾値を設定してもよい。
図５は、高調波成分の値と第１の閾値との比較方法の別の一例を示す説明図である。この図５は、縦軸が電流値を示し、横軸が周波数を示している。図５に示す比較方法は、所定の次数の高調波の電流値と各次数の高調波ごとに設定された第１の閾値とを比較する方法である。各次数の高調波ごとに第１の閾値を設定しているので、図４に示す比較方法よりも正確に高調波対策機器３の異常を検出することが可能となる。
For example, the first threshold value may be set for each harmonic of each order.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating another example of a method for comparing the value of the harmonic component and the first threshold value. In FIG. 5, the vertical axis indicates the current value, and the horizontal axis indicates the frequency. The comparison method shown in FIG. 5 is a method of comparing a current value of a harmonic of a predetermined order with a first threshold set for each harmonic of each order. Since the first threshold value is set for each harmonic of each order, it is possible to detect the abnormality of the
また、例えば、総合高調波電流と第１の閾値とを比較して、高調波対策機器３の異常を検出してもよい。
図６は、高調波成分の値と第１の閾値との比較方法のさらに別の一例を示す説明図である。この図６に示す方法は、総合高調波電流と第１の閾値とを比較する方法である。図６に示す総合高調波電流は次式（１）により求められている。
総合高調波電流＝Σ（Ｉｎ2 ）…式（１）
ここで、Ｉｎはｎ次高調波電流の値を示す。
また、ｎは、
ｎ＝６ｍ±１、ｍ＝１，２，３…
により求められている。
Further, for example, the abnormality of the
FIG. 6 is an explanatory diagram showing still another example of a method of comparing the value of the harmonic component and the first threshold value. The method shown in FIG. 6 is a method for comparing the total harmonic current with the first threshold value. The total harmonic current shown in FIG. 6 is obtained by the following equation (1).
Total harmonic current = Σ (In 2 ) (1)
Here, In indicates the value of the nth harmonic current.
N is
n = 6 m ± 1, m = 1, 2, 3,...
It is demanded by.
高調波対策機器３が異常状態になると、入力電流に含有される高調波成分が増加する。つまり、各次数の高調波の電流値が増加する。このため、総合高調波電流の値も増加する。総合高調波電流の値が第１の所定値より大きくなった場合、高調波対策機器異常検出手段２３は、高調波対策機器３が異常状態であると判断する。
この総合高調波電流の値に基づいて高調波対策機器３の異常を検出する方法は、ノイズ的な影響（例えば特定次数の高調波が過渡的に大きくなる場合等）を受けにくい方法である。
When the
The method of detecting an abnormality of the
なお、何れの比較方法においても、比較対象とする周波数を絞って実施してもよいし、組合せて判断するようにしても良いことは言うまでもない。
また、空気調和装置の起動時や停止時のような過渡状態においては、高調波対策機器３の異常検出を停止してもよい。高調波対策機器３の異常検出の開始又は終了と高調波対策機器３の起動又は停止とにタイムラグがあった場合等でも、高調波対策機器３の異常を誤検知することを防止できる。
In any of the comparison methods, it is needless to say that the comparison target frequency may be narrowed down or may be determined in combination.
Further, in a transient state such as when the air conditioner is activated or stopped, the abnormality detection of the
このように構成されたインバーター装置２においては、高調波対策機器３よりも上流側の電力供給配線１０を流れる入力電流の値を入力電流検出手段２１で検出し、この入力電流値に含有される高調波成分を高調波成分演算手段２２で演算している。そして、高調波対策機器異常検出手段２３は、この高調波成分の値と第１の閾値とを比較し、高調波対策機器３の異常を検出している。このため、インバーター装置２（の制御部）と高調波対策機器３とを接続する信号配線が不要となる。したがって、高調波対策機器３を設ける際のコストの増加を抑制することができる。信号配線が不要となることにより、高調波対策機器３を設置済みの空気調和装置に追加で取り付ける際の工事性も改善できる。
また、インバーター装置２（の制御部）と高調波対策機器３とを接続する信号配線が不要なので、ノイズの影響により高調波対策機器３の異常を誤検出することを防止できる。したがって、高調波対策機器３の異常検出に対する信頼性が向上する。
In the
Further, since signal wiring for connecting the inverter device 2 (the control unit thereof) and the
実施の形態２．
実施の形態１では、入力電流に含有される高調波成分の値と第１の閾値とを比較して、高調波対策機器３の異常を検出した。これに限らず、入力電流に含有される高調波成分の所定時間内における変化量に基づいて、高調波対策機器３の異常を検出することも可能である。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
In the first embodiment, the value of the harmonic component contained in the input current is compared with the first threshold value, and the abnormality of the
図７は、本発明の実施の形態２に係るインバーター装置を示す回路図である。本実施の形態２に係るインバーター装置２の制御部には、入力電流検出手段２１、高調波成分演算手段２２、高調波対策機器異常検出手段２３、高調波成分平均化手段２４及び高調波成分変化量演算手段２５が設けられている。また、インバーター装置２には、高調波対策機器３の異常を検出した際、この異常を外部に表示する異常表示手段２７も備えている。
FIG. 7 is a circuit diagram showing an inverter device according to
つまり、本実施の形態２に係るインバーター装置２の制御部には、実施の形態１に係るインバーター装置２の制御部に、高調波成分平均化手段２４及び高調波成分変化量演算手段２５が追加されている。これにより、本実施の形態２に係る高調波対策機器３の異常検出動作は、実施の形態１で示した高調波対策機器３の異常検出動作とは若干異なる。
高調波成分平均化手段２４は、高調波成分演算手段２２で演算された高調波成分を所定の時定数で平均化するものである。
高調波成分変化量演算手段２５は、高調波成分変化量を演算するものである。
That is, the harmonic component averaging means 24 and the harmonic component change amount calculating means 25 are added to the control unit of the
The harmonic component averaging means 24 averages the harmonic components calculated by the harmonic component calculating means 22 with a predetermined time constant.
The harmonic component change amount calculating means 25 calculates the harmonic component change amount.
（動作説明）
続いて、インバーター装置２における高調波対策機器３の異常検出動作について説明する。
(Description of operation)
Next, the abnormality detection operation of the
入力電流検出素子４は、高調波対策機器３よりも上流側の電力供給配線１０を流れる電流（入力電流）の値を検出する。そして、入力電流検出素子４は、この入力電流値を電圧信号に変換する。入力電流検出素子４で変換された電圧信号は、入力電流検出手段２１に送られる。入力電流検出手段２１は、この電圧信号を入力電流値に変換する。入力電流検出手段２１で変換された入力電流値は、高調波成分演算手段２２に送られる。高調波成分演算手段２２は、この入力電流値をフーリエ変換することにより、入力電流に含有される高調波成分を演算する。
The input
高調波成分演算手段２２で演算された高調波成分は、高調波成分平均化手段２４に送られる。高調波成分平均化手段２４は、この高調波成分を所定の時定数で平均化する。高調波成分平均化手段２４で演算された高周波成分の平均値は、高調波成分変化量演算手段２５に送られる。高調波成分変化量演算手段２５は、高調波成分演算手段２２で演算された高調波成分の値と高調波成分平均化手段２４で演算された高周波成分の平均値との差分を、高調波成分変化量として演算する。高調波成分変化量演算手段２５で演算された高調波成分変化量は、高調波対策機器異常検出手段２３に送られる。高調波対策機器異常検出手段２３は、この高調波成分変化量の絶対値と所定の閾値（以下、第２の閾値という）とを比較する。そして、高調波成分変化量の絶対値が第２の閾値よりも大きい場合、高調波対策機器異常検出手段２３は、高調波対策機器３が異常状態であると判断する。つまり、高調波対策機器異常検出手段２３は、高調波対策機器３の異常を検出する。
The harmonic component calculated by the harmonic component calculating means 22 is sent to the harmonic component averaging means 24. The harmonic component averaging means 24 averages this harmonic component with a predetermined time constant. The average value of the high frequency components calculated by the harmonic component averaging means 24 is sent to the harmonic component change amount calculating means 25. The harmonic component change
なお、高調波成分変化量の絶対値と第２の閾値との比較方法としては、例えば以下のようなものがある。
例えば、実施の形態１の図４で示したのと同様に、所定の次数における高調波の変化量の絶対値と一定値である第２の閾値とを比較してもよい。
また、例えば、実施の形態１の図５で示したのと同様に、各次数における高調波の変化量の絶対値ごとに第２の閾値を設定してもよい。
また、実施の形態１の図６で示したのと同様に、総合の高調波の変化量の絶対値と第２の閾値とを比較してもよい。
In addition, as a method for comparing the absolute value of the change amount of the harmonic component and the second threshold, for example, there are the following methods.
For example, as shown in FIG. 4 of the first embodiment, the absolute value of the amount of change in harmonics at a predetermined order may be compared with a second threshold value that is a constant value.
Further, for example, as shown in FIG. 5 of the first embodiment, the second threshold value may be set for each absolute value of the change amount of the harmonic in each order.
Also, as shown in FIG. 6 of the first embodiment, the absolute value of the total harmonic change amount may be compared with the second threshold value.
このように構成されたインバーター装置２においては、実施の形態１と同様に、インバーター装置２（の制御部）と高調波対策機器３とを接続する信号配線が不要となる。したがって、高調波対策機器３を設ける際のコストの増加を抑制することができる。信号配線が不要となることにより、高調波対策機器３を設置済みの空気調和装置に追加で取り付ける際の工事性も改善できる。
また、インバーター装置２（の制御部）と高調波対策機器３とを接続する信号配線が不要なので、ノイズの影響により高調波対策機器３の異常を誤検出することを防止できる。したがって、高調波対策機器３の異常検出に対する信頼性が向上する。
In the
Further, since signal wiring for connecting the inverter device 2 (the control unit thereof) and the
さらに、高調波成分変化量の絶対値に基づいて高調波対策機器３の異常を検出しているので、入力電流値が変化した場合でも安定した異常検出が可能となる。このため、空気調和装置の負荷条件に左右されずに高調波対策機器３の異常を検出することができる。
Furthermore, since the abnormality of the
なお、実施の形態１に係る異常検出方法と本実施の形態２に係る異常検出方法を組み合わせて、高調波対策機器３の異常を検出してももちろんよい。
Of course, the abnormality detection method according to the first embodiment and the abnormality detection method according to the second embodiment may be combined to detect an abnormality in the
実施の形態３．
実施の形態１及び実施の形態２では、高調波対策機器３よりも上流側の電力供給配線１０を流れる入力電流に基づいて高調波対策機器３の異常を検出した。これに限らず、高調波対策機器３よりも下流側の電力供給配線１０を流れる入力電流に基づいて高調波対策機器３の異常を検出することも可能である。なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１又は実施の形態２と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
In the first embodiment and the second embodiment, the abnormality of the
図８は、本発明の実施の形態３に係るインバーター装置を示す回路図である。本実施の形態３に係るインバーター装置２は、実施の形態２に係るインバーター装置２と同じインバーター装置を用いている。しかしながら、本実施の形態３は、入力電流検出素子４の設置位置が実施の形態１及び実施の形態２とは異なる。本実施の形態３では、高調波対策機器３よりも下流側の電力供給配線１０に入力電流検出素子４が設けられている。本実施の形態３では、入力電流検出手段２１は、インバーター装置２に流れる入力電流を検出することとなる。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an inverter device according to
（動作説明）
続いて、インバーター装置２における高調波対策機器３の異常検出動作について説明する。
(Description of operation)
Next, the abnormality detection operation of the
入力電流検出素子４は、高調波対策機器３よりも下流側の電力供給配線１０を流れる電流（入力電流）の値を検出する。そして、入力電流検出素子４は、この入力電流値を電圧信号に変換する。
The input
図９に、高調波対策機器３よりも下流側の電力供給配線１０における電流波形の一例を示す。この図は、縦軸が電流値を示し、横軸が時間を示している。また、図９（ａ）は、高調波対策機器３が正常に機能しているときの電流波形である。図９（ｂ）は、高調波対策機器３が異常状態のときの電流波形である。高調波対策機器３が正常に機能している場合、高調波対策機器３は、電源系統インピーダンスによる電圧歪み成分を補償する。このため、負荷側（インバーター装置２側）から見れば、見かけ上の電源系統インピーダンスは低くなる。一方、高調波対策機器３が異常状態になると、見かけ上の電源系統インピーダンスが高くなる。したがって、高調波対策機器３が異常状態になると、入力電流の絶対値及び変化量が小さくなる（図９（ａ）及び図９（ｂ））。
FIG. 9 shows an example of a current waveform in the
入力電流検出素子４で変換された電圧信号は、入力電流検出手段２１に送られる。入力電流検出手段２１は、この電圧信号を入力電流値に変換する。入力電流検出手段２１で変換された入力電流値は、高調波成分演算手段２２に送られる。高調波成分演算手段２２は、この入力電流値をフーリエ変換することにより、入力電流に含有される高調波成分を演算する。
図１０に、高調波成分演算手段２２で演算された高調波成分の一例を示す。この図は、縦軸が電流値を示し、横軸が周波数を示している。また、図１０（ａ）は、高調波対策機器３が正常に機能しているときに入力電流に含有される高調波成分である。図１０（ｂ）は、高調波対策機器３が異常状態のときに入力電流に含有される高調波成分である。高調波対策機器３が異常状態になると、各次数の高調波成分の値が減少する（図１０（ａ）及び図１０（ｂ））。
The voltage signal converted by the input
FIG. 10 shows an example of harmonic components calculated by the harmonic component calculation means 22. In this figure, the vertical axis indicates the current value, and the horizontal axis indicates the frequency. FIG. 10A shows harmonic components contained in the input current when the
高調波成分演算手段２２で演算された高調波成分は、高調波成分平均化手段２４に送られる。高調波成分平均化手段２４は、この高調波成分を所定の時定数で平均化する。高調波成分平均化手段２４で演算された高周波成分の平均値は、高調波成分変化量演算手段２５に送られる。高調波成分変化量演算手段２５は、高調波成分演算手段２２で演算された高調波成分の値と高調波成分平均化手段２４で演算された高周波成分の平均値との差分を、高調波成分変化量として演算する。高調波成分変化量演算手段２５で演算された高調波成分変化量は、高調波対策機器異常検出手段２３に送られる。高調波対策機器異常検出手段２３は、この高調波成分変化量の絶対値と所定の閾値（以下、第３の閾値という）とを比較する。そして、高調波成分変化量の絶対値が第３の閾値よりも大きい場合、高調波対策機器異常検出手段２３は、高調波対策機器３が異常状態であると判断する。つまり、高調波対策機器異常検出手段２３は、高調波対策機器３の異常を検出する。
The harmonic component calculated by the harmonic component calculating means 22 is sent to the harmonic component averaging means 24. The harmonic component averaging means 24 averages this harmonic component with a predetermined time constant. The average value of the high frequency components calculated by the harmonic component averaging means 24 is sent to the harmonic component change amount calculating means 25. The harmonic component change
高調波成分変化量の絶対値と第３の閾値との比較方法としては、例えば以下のようなものがある。
例えば、実施の形態１の図４で示したのと同様に、所定の次数における高調波の変化量の絶対値と一定値である第３の閾値とを比較してもよい。
また、例えば、実施の形態１の図５で示したのと同様に、各次数における高調波の変化量の絶対値ごとに第３の閾値を設定してもよい。
また、実施の形態１の図６で示したのと同様に、総合の高調波の変化量の絶対値と第２の閾値とを比較してもよい。
As a comparison method between the absolute value of the harmonic component change amount and the third threshold value, for example, there are the following methods.
For example, as shown in FIG. 4 of the first embodiment, the absolute value of the amount of change in harmonics at a predetermined order may be compared with a third threshold value that is a constant value.
Further, for example, the third threshold value may be set for each absolute value of the amount of change of the harmonic in each order, as shown in FIG. 5 of the first embodiment.
Also, as shown in FIG. 6 of the first embodiment, the absolute value of the total harmonic change amount may be compared with the second threshold value.
なお、本実施の形態３では実施の形態２と同じインバーター装置２を用いたが、実施の形態１と同じインバーター装置２を用いてもよい。つまり、高調波対策機器３よりも下流側の電力供給配線１０を流れる入力電流に含有する高調波成分の値に基づいて、高調波対策機器３の異常を検出してもよい。
In the third embodiment, the
高調波成分の値と第４の閾値との比較方法としては、例えば以下のようなものがある。
例えば、実施の形態１の図４で示したのと同様に、所定の次数の高調波の電流値と一定値である第４の閾値とを比較してもよい。
また、例えば、実施の形態１の図５で示したのと同様に、各次数の高調波の電流値ごとに第４の閾値を設定してもよい。
また、実施の形態１の図６で示したのと同様に、総合高調波値と第４の閾値とを比較してもよい。
本実施の形態３では、高調波対策機器３が異常状態になると各次数の高調波成分の値が減少する。このため、各比較方法における電流値が第４の閾値よりも小さくなったとき、高調波対策機器異常検出手段２３は、高調波対策機器３が異常状態であると判断する。ただし、空気調和装置の負荷が小さい場合は高調波対策機器３が正常状態であっても第４の閾値よりも小さくなる場合があるため、負荷条件も理論積として異常検出条件に追加することはいうまでもない。
As a method for comparing the value of the harmonic component and the fourth threshold value, for example, there is the following method.
For example, as shown in FIG. 4 of the first embodiment, a current value of a harmonic of a predetermined order may be compared with a fourth threshold value that is a constant value.
Further, for example, a fourth threshold value may be set for each harmonic current value of each order, as shown in FIG. 5 of the first embodiment.
Further, as shown in FIG. 6 of the first embodiment, the total harmonic value may be compared with the fourth threshold value.
In the third embodiment, when the
このように構成されたインバーター装置２においては、実施の形態１及び実施の形態２と同様に、インバーター装置２（の制御部）と高調波対策機器３とを接続する信号配線が不要となる。したがって、高調波対策機器３を設ける際のコストの増加を抑制することができる。信号配線が不要となることにより、高調波対策機器３を設置済みの空気調和装置に追加で取り付ける際の工事性も改善できる。
また、インバーター装置２（の制御部）と高調波対策機器３とを接続する信号配線が不要なので、ノイズの影響により高調波対策機器３の異常を誤検出することを防止できる。したがって、高調波対策機器３の異常検出に対する信頼性が向上する。
In the
Further, since signal wiring for connecting the inverter device 2 (the control unit thereof) and the
さらに、インバーター装置２に流れる入力電流のみを検出する位置に入力電流検出素子４を設けているので、高調波対策機器３がインバーター装置２から離れて設置される場合でも、入力電流検出素子４と入力電流検出手段２１間の配線を短く構成できる。したがって、この部分にかかる配線コストを低減できる。
また、従来の空気調和装置（インバーター制御装置）には、入力電流の欠相を検知するため、本実施の形態３における入力電流検出素子４と同様の位置に入力電流検出素子が設けられている場合がある。このような場合、新たに入力電流検出素子４を設けることなく本発明を実施できる。
Furthermore, since the input
In addition, in the conventional air conditioner (inverter control device), an input current detection element is provided at the same position as the input
以上、実施の形態１〜実施の形態３ではインバーター装置２（又はインバーター装置２及び高調波対策機器３）への入力電流に基づき高調波対策機器３の異常を検出してきたが、実施の形態１〜実施の形態３で説明した高調波対策機器３の異常検出方法は一例である。その他の種々の方法によって、インバーター装置２（又はインバーター装置２及び高調波対策機器３）への入力電流に基づき高調波対策機器３の異常を検出することが可能である。例えば、基準となる電流波形と入力電流の波形を重ね合わせ、これらの形状が異なる場合に高調波対策機器３が異常状態であると判定してもよい。
As described above, in the first to third embodiments, the abnormality of the
また、実施の形態１〜実施の形態３ではインバーター装置２に３相の商用電源が接続された空気調和装置について説明したが、例えば家庭用空気調和装置のような単相の商用電源にインバーター装置２が接続された空気調和装置でも本発明を実施可能である。
また、空気調和装置に限らず、他の冷凍サイクル装置やインバーター装置が搭載された機器に本発明を実施可能であることはいうまでもない。
Further, in the first to third embodiments, the air conditioner in which the three-phase commercial power source is connected to the
Moreover, it cannot be overemphasized that this invention can be implemented not only in an air conditioning apparatus but in the apparatus by which another refrigeration cycle apparatus and an inverter apparatus are mounted.
１ 商用電源、２ インバーター装置、３ 高調波対策機器、４ 入力電流検出素子、１０ 電力供給配線、２１ 入力電流検出手段、２２ 高調波成分演算手段、２３ 高調波対策機器異常検出手段、２４ 高調波成分平均化手段、２５ 高調波成分変化量演算手段、２６ 異常検知時制御手段、２７ 異常表示手段。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電力供給配線に流れる電流に基づいて前記高調波対策機器の異常を検出する高調波対策機器異常検出手段を少なくとも備え、前記高調波対策機器と通信することなく、前記高調波対策機器の異常を検出する制御部を有することを特徴とするインバーター装置。 An inverter device in which a harmonic countermeasure device is connected to a power supply wiring from an AC power source,
It comprises at least a harmonic countermeasure device abnormality detecting means for detecting an abnormality of the harmonic countermeasure device based on a current flowing through the power supply wiring, and the abnormality of the harmonic countermeasure device is detected without communicating with the harmonic countermeasure device. An inverter device comprising a control unit for detection.
前記高調波対策機器よりも上流側の前記電力供給配線を流れる電流を検出する入力電流検出手段と、
該入力電流検出手段で検出された電流値の高調波成分を演算する高調波成分演算手段と、
該高調波成分演算手段で演算された高調波成分の値と所定の閾値とを比較し、前記高調波対策機器の異常を検出する高調波対策機器異常検出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のインバーター装置。 The controller is
Input current detection means for detecting a current flowing through the power supply wiring upstream of the harmonic countermeasure device,
Harmonic component calculating means for calculating a harmonic component of the current value detected by the input current detecting means;
A harmonic countermeasure device abnormality detecting means for comparing the value of the harmonic component calculated by the harmonic component calculating means with a predetermined threshold and detecting an abnormality of the harmonic countermeasure device;
The inverter device according to claim 1, further comprising:
前記高調波対策機器よりも上流側の前記電力供給配線に流れる電流を検出する入力電流検出手段と、
該入力電流検出手段で検出された電流値の高調波成分を演算する高調波成分演算手段と、
該高調波成分演算手段で演算された高調波成分を平均化する高調波成分平均化手段と、
該高調波成分平均化手段で演算された値及び前記高調波成分演算手段で演算された高調波成分の値から、該高調波成分の変化量を演算する高調波成分変化量演算手段と、
該高調波成分変化量演算手段で演算された高調波成分変化量と所定の閾値とを比較し、前記高調波対策機器の異常を検出する高調波対策機器異常検出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のインバーター装置。 The controller is
Input current detection means for detecting current flowing in the power supply wiring upstream of the harmonic countermeasure device;
Harmonic component calculating means for calculating a harmonic component of the current value detected by the input current detecting means;
Harmonic component averaging means for averaging the harmonic components calculated by the harmonic component calculating means;
A harmonic component change amount calculating means for calculating a change amount of the harmonic component from a value calculated by the harmonic component averaging means and a value of the harmonic component calculated by the harmonic component calculating means;
A harmonic countermeasure device abnormality detecting means for comparing the harmonic component variation calculated by the harmonic component variation calculating means with a predetermined threshold and detecting an abnormality of the harmonic countermeasure device;
The inverter device according to claim 1, further comprising:
前記高調波対策機器よりも下流側の前記電力供給配線を流れる電流を検出する入力電流検出手段と、
該入力電流検出手段で検出された電流値の高調波成分を演算する高調波成分演算手段と、
該高調波成分演算手段で演算された高調波成分を平均化する高調波成分平均化手段と、
該高調波成分平均化手段で演算された値及び前記高調波成分演算手段で演算された高調波成分の値から、該高調波成分の変化量を演算する高調波成分変化量演算手段と、
該高調波成分変化量演算手段で演算された高調波成分変化量と所定の閾値とを比較し、前記高調波対策機器の異常を検出する高調波対策機器異常検出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のインバーター装置。 The controller is
Input current detection means for detecting a current flowing through the power supply wiring on the downstream side of the harmonic countermeasure device;
Harmonic component calculating means for calculating a harmonic component of the current value detected by the input current detecting means;
Harmonic component averaging means for averaging the harmonic components calculated by the harmonic component calculating means;
A harmonic component change amount calculating means for calculating a change amount of the harmonic component from a value calculated by the harmonic component averaging means and a value of the harmonic component calculated by the harmonic component calculating means;
A harmonic countermeasure device abnormality detecting means for comparing the harmonic component variation calculated by the harmonic component variation calculating means with a predetermined threshold and detecting an abnormality of the harmonic countermeasure device;
The inverter device according to claim 1, further comprising:
前記高調波対策機器よりも下流側の前記電力供給配線を流れる電流を検出する入力電流検出手段と、
該入力電流検出手段で検出された電流値の高調波成分を演算する高調波成分演算手段と、
該高調波成分演算手段で演算された高調波成分の値と所定の閾値とを比較し、前記高調波対策機器の異常を検出する高調波対策機器異常検出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のインバーター装置。 The controller is
Input current detection means for detecting a current flowing through the power supply wiring on the downstream side of the harmonic countermeasure device;
Harmonic component calculating means for calculating a harmonic component of the current value detected by the input current detecting means;
A harmonic countermeasure device abnormality detecting means for comparing the value of the harmonic component calculated by the harmonic component calculating means with a predetermined threshold and detecting an abnormality of the harmonic countermeasure device;
The inverter device according to claim 1, further comprising:
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