JP4107789B2 - 電源逆相検知回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和機等、三相誘導電動機を用いる電気機器の電源として用いられる、三相３線式又は三相４線式交流電源の逆相検知回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
三相誘導電動機（例えば、空調機の圧縮機等）を用いた電気機器（例えば、空調機）へ三相交流電源を供給する場合、これら三相交流電源と電気機器の配線を誤ると、三相誘導電動機が設定された方向とは逆の方向に回転してしまう等の不具合が発生することがある。
このため、三相交流電源から電気機器へ三相交流電力を供給する場合、三相交流電力と電気機器との配線の適否や、三相交流電源の適否を判定する電源逆相検知回路が提案されている（特開平８−２８９４６６号公報に記載）。
このような電源逆相検知回路は、図６で示した回路図のように、パルスＡ（Ｒ−Ｓ）とパルスＢ（Ｓ−Ｔ）の２種類のパルスを作り、夫々のパルスの位相差をマイクロコンピュータで読み取って、正相か逆相かを判断していた。
また、冷房専用機種等の低価格室外機には、室外のコントロール基板を搭載せず室内側からコントロールしているものがあり、逆相を検知するために逆相防止リレーで逆相時の保護を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、逆相防止リレーは、高圧ノイズ（雷サージ等）で内部部品が破壊されてしまうため、アレスタ等の保護装置を別に付ける必要があった。
本発明では、上述した低価格機器に簡単な電子回路を付加することにより逆相検知を行い、また基板上にバリスタ、アレスタ等を搭載することで、高圧ノイズから電子回路を保護することが可能であり、逆相防止リレーを採用するよりも低コストで逆相検知、保護動作、その他の機能アップを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、三相３線式又は、三相４線式の交流電源を使用する電気機器における電源逆相検知回路において、三相交流電源のうち二相間の位相差を示す第一パルスと、前記二相とは異なる他の二相間の位相差を示す第２パルスをそれぞれ発生するパルス発生器により生成された２つのパルスの一方を、微分回路により短波形とし、これら２つのパルスにてトランジスタを駆動してコンデンサへの充放電を行わせることにより当該三相交流電源からの電源供給を遮断可能に構成したことである。
請求項１に記載の発明によれば、本発明の電源逆相検知回路は、マイクロコンピュータを必要とせず、簡単な回路で実現することが可能である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電源逆相検知回路は、入力される三相交流電源が逆相である場合、電源の供給を遮断すると同時に、警報手段を動作させることである。
請求項２に記載の発明によれば、本発明の電源逆相検知回路は、電気機器に逆相による電源が供給された場合、警報信号を取り出して、警報表示を行うことが可能となる。また、ノイズ対策、サージ対策等が可能である。
請求項３に記載の発明によれば、本発明の電源逆相検知回路は、前記交流電源が単相交流電源としての使用であった場合、スイッチ操作により逆相検知機能を無視して当該交流電源からの電源供給を可能とするものである。
請求項３に記載の発明によれば、前記交流電源が単相交流電源としての使用であった場合、逆相検知は必要なくなるので、スイッチ操作により前記逆相検知を無視させる設定を行うことも可能となる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る電源逆相検知回路の一実施の形態を示すブロック図である。
この図１に示す電源逆相検知回路１０は、三相４線式の三相交流電源１１から電気機器としての誘導電動機１２へ三相交流電力を供給して、この誘導電動機１２を稼動させる場合に使用されるものであり、パルス発生器１３、逆相検知回路１４、電源回路１５、電源スイッチ１６及びリモートコントローラ１７を有して構成される。
三相交流電源１１は、図４に示すように、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の三相交流電力を発生する。この図４では、電源周波数が５０Ｈｚ（ヘルツ）の三相交流電圧の波形を示している。この図４において、Ｎ相はニュートラル相を示す。このＮ相は、一般に接地されているので、図４では、０Ｖ（ボルト）として扱っている。
【０００６】
図２は、本発明に係る一実施形態のパルス発生器及び逆送検知回路の構成を示す電気回路図である。また、図５は図２に示した電気回路の各部の電圧波形（パルス）を示す、パルス位置３〜位置７の波形をチャート図として表現したものである。
【０００７】
パルス発生回路１３は、図２に示すように、フォトカプラ１８及び１９と、トランジスタ２０及び２１を有して構成され、三相交流電源１１からのＲ相、Ｓ相、Ｔ相の三相交流電圧から第一パルスＡ及び第二パルスＢを発生させる。つまり、フォトカプラ１８及びトランジスタ２０が、Ｒ相とＳ相の交流電圧から第一パルスＡ（図３）を生成し、フォトカプラ１９及びトランジスタ２１が、Ｓ相とＴ相の交流電圧から第二パルスＢ（図３）を発生する。
【０００８】
ここで、第一パルスＡ及び第二パルスＢのパルス幅は、三相交流電源１１の周波数が５０Ｈｚの場合に約１０ｍｓ（ｍｓ：ミリ秒）であり、三相交流電源１１の周波数が６０Ｈｚの場合に約８．３ｍｓである。
【０００９】
前記電源回路１５は、三相交流電源１１から任意の二相交流電力（本実施の形態では、Ｒ相及びＳ相の交流電力）を取込んで直流電力に変換し、図２で示す電気回路に供給される。本実施の形態では、電源回路１５からパルス発生器１３及び逆相検知回路１４に、直流電圧＋５Ｖ（ボルト）の直流電力が供給される。
【００１０】
続いて、この図２に示した電気回路の動作を説明する。
【００１１】
この回路に供給される電源が正相であった場合、フォトカプラ１８の１次側位置１には、Ｒ−Ｔの正弦波が加わり、Ｒ相＞Ｔ相の部分でフォトカプラ１８がＯＮし、トランジスタ２０もＯＮするため、位置３にはＤｕｔｙ５０％に近いパルス（Ｒ−Ｔ）が発生する。同様に、位置４には（Ｓ−Ｔ）パルスが発生する。理論的にはΔＴ（５０Ｈｚの場合：３．３ｍｓ、６０Ｈｚの場合：２．７７ｍｓ）だけ遅れを生じる。
【００１２】
次に、各相が入れ替わって逆相になった場合の波形を見ると、いずれも位置３のパルスに比べて位置４のパルスの方がΔＴだけ進んでおり、正相の場合とは異なっている。
そこで、コンデンサＣ１及び抵抗器Ｒ３の微分回路２５により、位置４のパルスの立ち上がりに同期したパルス位置５（パルス幅ｄ＜ΔＴ）を作り、トランジスタ２３にて、位置３パルスと位置５パルスのＡＮＤを取ることにより、位置３パルスがＨであると共に、位置５パルスがＨであったら、平滑用コンデンサＣ２がＨに充電され、位置６ラインはＨになりトランジスタ２４がＯＮ状態となる。ここで、放電時定数（Ｃ２＊Ｒ４／トランジスタ２４のベース抵抗）は、電源周波数の周期に比べて十分に長く設定する必要がある。
更に、電源が逆相であった場合、位置３パルスと位置５パルスのＡＮＤをとってもコンデンサＣ２には充電されず、位置６ラインはＬのままで、トランジスタ２４はＯＦＦ状態となる。正相では、トランジスタ２４がＯＮし、スイッチＲＹもＯＮとなるため、スイッチＲＹの接点１次側を電源に、２次側を負荷（三相誘導電動機等）に接続することで、負荷の電源をＯＮ／ＯＦＦしたり、警報表示を行ったり、用途に合わせた使い方ができる。また、単相で使用する場合、逆相検知は必要なくなるので強制的に、スイッチＲＹをＯＮするためにスイッチ２６でＯＮすることが可能な回路構成にしている。
電源が三相４線式（主に海外）の場合、三相３線式に中性点Ｎ（ニュートラル）相が加わるため、逆相のパターンが増えるが、Ｎ相と他の相が入れ替わった場合、線間電圧は１／√２になるため、入力抵抗Ｒ１及びＲ２の定数を選定することにより、Ｎ相が混入した場合、フォトカプラがＯＮしない様にすることが可能であり、三相４線式の場合でも、逆相検知が可能である。
ただし、電源Ｒ−Ｓ−Ｔの順番が、Ｓ−Ｔ−Ｒ、Ｔ−Ｓ−Ｒとなった場合には、逆相検知は不可能であるが、三相の順番がずれただけであれば、三相機器の場合、実被害はないので、特に問題は生じない。
従って、上述した実施の形態によれば、逆相検知回路１４は、起動してから三相交流電源１１から供給される第一パルスＡ及び第二パルスＢを定期的に発生した段階で、三相交流電源１１と誘導電動機１２との配線の適否を判定することになる。このため、誤った三相交流電源１１の適否、及び三相交流電源と誘導電動機１２との配線の適否を正確に判定することができる。
以上、本発明を上述した実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、上述した実施の形態では、電気機器が誘導電動機１２の場合を述べたが、三相交流電源を用いる他の電気機器に本発明を適用することができる。
また、上述した実施の形態では、三相交流電源１１が異常である場合、または三相交流電源１１と誘導電動機１２との配線が誤配線である場合に、リモートコントローラ１７の表示部２３にその旨の表示を実施しても良く、また警報音を発生するようにしても良い。
更に上述した実施の形態では、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相、Ｎ相の三相４線式配線の場合を述べたが三相３線式配線であっても良い。
【００１３】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明によれば、本発明の電源逆相検知回路は、マイクロコンピュータを必要とせず、簡単な回路で実現することが可能であるため、低コストを要求される冷房専用空調機等の低価格機種に用いるのに適している。
請求項２に記載の発明によれば、本発明の電源逆相検知回路は、電気機器に逆相による電源が供給された場合、警報信号を取り出して、警報表示を行うことが可能となる。また、ノイズ対策、サージ対策等が可能である。
請求項３に記載の発明によれば、本発明の電源逆相検知回路は、前記交流電源が単相交流電源としての使用であった場合、逆相検知は必要なくなるので、スイッチ操作により前記逆相検知を無視させる設定を行うことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る電源逆相検知回路の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】 図１のパルス発生器及び逆相検知回路の構成を示す電気回路図である。
【図３】 図１のパルス発生器が発生する第一パルスＡ及び第二パルスＢを夫々示す波形図である。
【図４】 図１の三相交流電源から供給される５０Ｈｚの三相交流電源の波形を説明する図である。
【図５】 図２の電気回路図中の各部位置３〜位置７に発生する電源波形を示すチャート図である。
【図６】 従来の三相３線式の電源逆相検知回路の電子回路図である。

Claims (3)

1. 三相３線式又は、三相４線式の交流電源を使用する電気機器における電源逆相検知回路において、三相交流電源のうち二相間の位相差を示す第一パルスと、前記二相とは異なる他の二相間の位相差を示す第二パルスをそれぞれ発生するパルス発生器により生成された２つのパルスの一方を、微分回路により短波形とし、これら２つのパルスにてトランジスタを駆動してコンデンサへの充放電を行わせることにより当該三相交流電源からの電源供給を遮断可能に構成したことを特徴とする電源逆相検知回路。
2. 請求項１に記載の電源逆相検知回路は、入力される三相交流電源が逆相である場合、電源の供給を遮断すると同時に、警報手段を動作させることを特徴とした電源逆相検知回路。
3. 請求項１に記載の電源逆相検知回路は、前記交流電源が単相交流電源としての使用であった場合、スイッチ操作により逆相検知機能を無視して当該交流電源からの電源供給を可能としたことを特徴とする電源逆相検知回路。

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