JP2508256B2 - インバ―タの保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、インバータの電源欠相に対する保護装置に
関する。

（従来の技術） 従来、インバータでは、例えば実開昭58−37793号公
報に開示されるように、順変換回路と逆変換回路との間
に平滑コンデンサを有する平滑回路が設けられていて、
電源投入時には、この平滑コンデンサにより突入電流を
抑制して、順変換回路の破壊を防止している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のものでは、インバータと三
相電源との接続に一相の欠相が生じている場合にも、電
源投入されればインバータは単相で作動を開始すること
になるため、その後は欠相に伴う不足電圧によりトリッ
プして異常停止することになる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、追設機器の点数少なく低価格でもって電源欠相
に対する対策を講じることにより、電源欠相時にはイン
バータの単相での作動を予め禁止して、インバータが不
足電圧で異常停止することのないように対策することに
ある。

（課題を解決するための手段） 以上の目的を達成するため、本発明では、インバータ
の内部電源部及び上記の平滑コンデンサを利用して電源
欠相に対する対策を施す。

つまり、本発明の具体的な解決手段は、第１及び第２
図に示すように、三相電源（１）に接続され、順変換回
路部（５）及び逆変換回路（６）を備えて電源周波数を
他の周波数に変換するインバータ（３）の電源欠相に対
する保護装置を前提として、インバータ（３）の内部機
器の作動電源となる内部電源部（20）を、上記三相電源
（１）の所定の二相（例えばＲ相及びＳ相）から電源供
給を受けるよう構成すると共に、上記インバータ（３）
の順変換回路部（５）と逆変換回路部（６）との間で且
つ上記順変換回路部（５）の直流出力端子間に平滑コン
デンサ（C1）を接続し、該平滑コンデンサ（C1）の端子
電圧を検出する電圧検出部（30）を設け、更に該電圧検
出部（30）により検出した平滑コンデンサ（C1）の端子
電圧が設定値未満のときに、上記逆変換回路部（６）の
制御を禁止する制御禁止部（40）を設ける構成とする。

（作用） 以上の構成により、本発明では、三相電源（１）のＲ
相又はＳ相が欠相した場合には、内部電源部（20）は内
部機器に電源供給せず、このことにより逆変換回路部
（６）の制御は行われないで、インバータ（３）は元々
動作しないので、このＲ相又はＳ相の欠相に起因するイ
ンバータ（３）のトリップ停止を確実に防止できる。

また、Ｔ相の欠相時には、内部電源部（20）は正常に
作動し、逆変換回路部（６）の制御は行ない得る状況で
あるものの、順変換回路部（５）の直流出力端子間の電
圧、即ち平滑コンデンサ（C1）の端子電圧が正常値未満
であり、このことにより逆変換回路部（６）の制御が制
御禁止部（40）により禁止されるので、インバータ
（６）の欠相に起因するトリップ停止を確実に防止でき
る。この場合、制御禁止部（40）によりＴ相の電源欠相
を表示すれば、Ｔ相の欠相を容易に確認できる。

その場合、電源欠相対策としては、別途追接する機器
は、電圧検出部（30）と制御禁止部（40）のみであるの
で、電源欠相に対して低価格で対策できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のインバータの保護装置
によれば、所定の二相の欠相に対してはインバータの内
部電源部からの内部機器への電源供給が不能となること
で対策し、残る一相の欠相は平滑コンデンサの端子電圧
により検出するので、機器の追設点数を少くしつつ、電
源欠相時でのインバータの単相での作動の開始を未然に
防止して、不足電圧に起因するインバータのトリップ停
止を確実に防止することができる。

その場合、平滑コンデンサの端子電圧の不足により所
定の一相の欠相を検出した時には、この所定の一相の欠
相を表示すれば、この欠相を容易に確認することができ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。第１
図は、インバータにより圧縮機の容量を制御する冷凍装
置の制御回路を示す。同図において、（１）は三相電
源、（２）は室外ユニットに備える室外制御基板、
（３）はインバータである。該インバータ（３）は、順
変換回路部としてのダイオードモジュール（５）と、電
源周波数を他の周波数に変換する逆変換回路部としての
トランジスタモジュール（６）とを備えると共に、上記
室外制御基板（２）から周波数指令信号を受信して上記
トランジスタモジュール（６）をパルス幅変調（PWM）
制御するマイクロコンピュータ（７）とを備え、該マイ
クロコンピュータ（７）のPWM信号は、波形合成回路
（９）、相順切換回路（10）及びドライバ（11）を経て
トランジスタモジュール（６）に出力される。

上記インバータ（３）において、ダイオードモジュー
ル（５）は三本の配線（15）を介して三相電源のＲ相、
Ｓ相及びＴ相に接続されていると共に、トランジスタモ
ジュール（６）には圧縮機用モータ（MC）が接続されて
いる。また、ダイオードモジュール（５）の２つの直流
出力端子（＋），（−）は、各々配線（16），（16）を
介してトランジスタモジュール（６）に接続されてい
る。

インバータ（３）の内には、上記マイクロコンピュー
タ（７）等の内蔵機器の内部電源部としてのDC−DCコン
バータ（20）が備えられ、該DC−DCコンバータ（20）
は、上記三相電源（１）の所定の二相（図ではＲ相及び
Ｓ相）に配線（21），（21）で接続されている。

上記ダイオードモジュール（５）とトランジスタモジ
ュール（６）との間には、平滑コンデンサ（C1）と、該
平滑コンデンサ（C1）の両端に接続された抵抗（R2）と
が配置される。この平滑コンデンサ（C1）は、上記両モ
ジュール（５），（６）を接続する配線（16），（16）
を介してダイオードモジュール（５）の２つの直流出力
端子（＋），（−）間に接続される。

また、上記三相電源（１）とダイオードモジュール
（５）とを接続する三本の配線（15）には、リレー（52
C）の３つの常開接点（52C−１）…が各々介設され、該
リレー（52C）は、上記マイクロコンピュータ（７）に
より制御される常開接点（3X）の閉動作でもってON動作
する。

さらに、上記Ｒ相及びＳ相側の配線（15），（15）に
は、リレー（52C）の常開接点（52C−１），（52C−
１）と並列に他の配線（23），（23）が接続され、この
Ｒ相側の配線（23）には限流抵抗（R1）が介設されてい
る。また、該各配線（23），（23）には、常開接点（8
4），（84）が介設されている。

加えて、インバータ（３）の内部には、上記平滑コン
デンサ（C1）と並列接続された抵抗（R2）の端子電圧に
より平滑コンデンサ（C1）の端子電圧を検出する電圧検
出部（30）が備えられていると共に、該電圧検出部（3
0）で検出した平滑コンデンサ（C1）の端子電圧信号は
保護回路（31）に入力されている。

上記保護回路（31）は、平滑コンデンサ（C1）の端子
電圧を電源欠相の無い正常時の端子電圧と比較し、正常
値未満のとき不足電圧時と判断する機能を有し、この判
断信号は、ラッチ回路（35）及び異常処理回路（36）を
介して上記マイクロコンピュータ（７）内の制御禁止部
（40）に入力されている。

上記マイクロコンピュータ（７）内の制御禁止部（4
0）は、上記保護回路（31）からの不足電圧の判断信号
の入力時に、トランジスタモジュール（６）のPWM制御
を禁止すると共に、表示部（37）の４個のサービスモニ
タ（D1）〜（D4）に不足電圧であること（換言すれば、
Ｔ相の電源欠相であること）をコード表示する機能を有
する。

次に、上記マイクロコンピュータ（７）による電源投
入時の制御を第２図の制御フローに基いて説明する。

スタートして、ステップS₁で圧縮機の運転指令の有無
を判別し、運転指令があればステップS₂でリレーの常開
接点（84），（84）をON（閉）制御し、ステップS₃でタ
イマTM1（例えば５秒）をスタートさせる。このことに
より、三相電源（１）のＲ相及びＴ相から電流が限流抵
抗（R1）を介してダイオードモジュール（５）に流れ
る。この時、ダイオードモジュール（５）の端子電圧の
上昇は平滑コンデンサ（C1）で抑制される。

そして、ステップS₄で保護回路（31）からの不足電圧
時の判断信号の受信の有無を判別し、受信している不足
電圧時にはステップS₅で上記タイマTM1のタイムアップ
か否かを判別し、ONの場合にはステップS₄に戻るが、タ
イムアップした時には、ステップS₆で不足電圧時と確定
して、トランジスタモジュール（６）のPWM制御を行わ
ないと共に、表示部（37）の４個のサービスモニタ（D
1）〜（D4）にて不足電圧であることをコード表示す
る。

一方、ステップS₄で不足電圧時でない場合には、ステ
ップS₇でタイマTM2（例えば２秒）をスタートさせ、ス
テップS₈でTM2がタイムアップすれば、ステップS₉で上
記ON制御したリレーの常開接点（84），（84）をOFF
（開）制御した後、ステップS₁₀でタイマTM3（例えば20
msec）をスタートさせ、ステップS₁₁でTM3がタイムアッ
プすれば、常開接点（84），（84）には電流は流れない
と判断して、初めてステップS₁₂で常開接点（3X）を閉
制御してリレー（52C）をONさせ、このことによりステ
ップS₁₃で初めて室外制御基板（２）からの周波数指令
信号に基いた通常運転モードに移行する。

よって、上記第２図の制御フローのステップS₄〜S₆に
より、上記電圧検出部（30）により検出した平滑コンデ
ンサ（C1）の端子電圧が設定値未満のとき、マイクロコ
ンピュータ（７）によるトランジスタモジュール（６）
のPWM制御を禁止すると共に、表示部（37）の４個のサ
ービスモニタ（D1）〜（D4）にＴ相の電源欠相を表示す
るようにした制御禁止部（40）を構成している。

したがって、上記実施例においては、インバータ
（３）において、Ｒ相又はＳ相が欠相した場合におい
て、運転指令があっても、DC−DCコンバータ（20）は三
相電極（１）から電源供給を受けず、ことためDC−DCコ
ンバータ（20）はマイクロコンピュータ（７）に電源供
給せず、該マイクロコンピュータ（７）は作動不能であ
るので、トランジスタモジュール（６）はPWM制御され
ず、インバータ（３）は停止状態を維持する。よって、
Ｒ相又はＳ相が欠相のときには、インバータ（３）の据
付け時に冷凍装置を試運転すれば、その欠相を容易に確
認できるので、Ｒ相又はＳ相の欠相に起因するインバー
タ（３）のトリップ停止を解消できる。

また、Ｔ相の欠相の場合には、DC−DCコンバータ（2
0）は電源供給を受けるので、マイクロコンピュータ
（７）はトランジスタモジュール（６）をPWM制御でき
る状況にある。しかし、平滑コンデンサ（C1）の端子電
圧が正常値未満であるので、マイクロコンピュータ
（７）は保護回路（31）から不足電圧の判断信号を受信
して、制御禁止部（40）によりトランジスタモジュール
（６）をPWM制御することが禁止される。その結果、イ
ンバータ（３）は上記と同様に停止状態を維持するの
で、欠相に起因する据付け後のインバータ（３）のトリ
ップ停止を解消できる。しかも、この場合には、Ｔ相の
欠相が表示部（37）のサービスモニタ（D1）〜（D4）に
表示されるので、Ｔ相の欠相を容易に確認することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は電気回路図、第
２図は運転指令時の制御を示すフローチャート図であ
る。 （１）……三相電源、（３）……インバータ、（５）…
…ダイオードモジュール（順変換回路部）、（６）……
トランジスタモジュール（逆変換回路部）、（７）……
マイクロコンピュータ、（C1）……平滑コンデンサ、
（R1）……限流抵抗、（R2）……抵抗、（20）……DC−
DCコンバータ（内部電源部）、（30）……電圧検出部、
（31）……保護回路、（37）……表示部、（40）……制
御禁止部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−190121（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−51591（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−123693（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】三相電源（１）に接続され、順変換回路部
   （５）及び逆変換回路部（６）を備えて電源周波数を他
   の周波数に変換するインバータ（３）の電源欠相に対す
   る保護装置であって、 上記三相電源（１）の所定の二相から電源供給を受け、
   インバータ（３）の内部機器の作動電源となる内部電源
   部（20）と、 上記インバータ（３）の順変換回路部（５）と逆変換回
   路部（６）との間に配置され、且つ上記順変換回路部
   （５）の直流出力端子間に接続された平滑コンデンサ
   （C1）と、 該平滑コンデンサ（C1）の端子電圧を検出する電圧検出
   部（30）と、 該電圧検出部（30）により検出した平滑コンデンサ（C
   1）の端子電圧が設定値未満のとき、上記逆変換回路部
   （６）の制御を禁止する制御禁止部（40）とを備えたこ
   とを特徴とするインバータの保護装置。
2. 【請求項２】制御禁止部（40）は、電圧検出部（30）に
   より検出した平滑コンデンサ（C1）の端子電圧が設定値
   未満のとき、電源欠相を表示する機能を有する請求項
   （１）記載のインバータの保護装置。