JP6851353B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner.
空気調和機は、例えば、貫流ファンに軸で結合されたファンモータを有し、冷房運転時にファンモータを正回転させ、熱交換器で冷やされた空気を取り込み、通風口から吐き出すことより、部屋を冷やす(例えば、特許文献1参照)。 The air conditioner has, for example, a fan motor that is connected to a once-through fan by a shaft, rotates the fan motor in the forward direction during cooling operation, takes in the air cooled by the heat exchanger, and discharges the air from the ventilation port to the room. (See, for example, Patent Document 1).
ここで、冷房運転又は除湿運転中にファンモータを逆回転させた場合、空気調和機の内部の空気が循環しないか、正回転とは異なる方向の流れが発生する。すると、熱交換器で冷やされた冷気によってファンに結露が発生するおそれがある。 Here, when the fan motor is rotated in the reverse direction during the cooling operation or the dehumidifying operation, the air inside the air conditioner does not circulate or a flow in a direction different from the forward rotation occurs. Then, dew condensation may occur on the fan due to the cold air cooled by the heat exchanger.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ファンを逆回転させたときにモータが絶縁不良を起こした場合であっても感電のおそれをなくすことができる空気調和機を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an air conditioner capable of eliminating the risk of electric shock even when the motor causes insulation failure when the fan is rotated in the reverse direction. The task is to do.
上記課題を解決するために、本発明の空気調和機は、モータを制御するモータ制御回路部と、前記モータ制御回路部へ電源を入力する電源部と、前記電源部を介して前記モータ制御回路部へ速度指令信号を入力する制御部と、を備え、前記電源部は電気的絶縁部を有し、前記制御部で生成された前記速度指令信号は、前記電源部の前記電気的絶縁部を介して前記モータ制御回路部へ入力され、前記電源が前記速度指令信号より先に前記モータ制御回路部へ入力されると、前記モータ制御回路部は前記モータを正/逆回転の一方向に回転させ、前記電源が前記速度指令信号より後に前記モータ制御回路部へ入力されると、前記モータ制御回路部は前記モータを正/逆回転の他方向に回転させる
ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the air conditioner of the present invention has a motor control circuit unit that controls a motor, a power supply unit that inputs power to the motor control circuit unit, and the motor control circuit via the power supply unit. A control unit for inputting a speed command signal to the unit is provided, the power supply unit has an electrical insulation unit, and the speed command signal generated by the control unit uses the electrical insulation unit of the power supply unit. When the power is input to the motor control circuit unit via the motor control circuit unit and the power supply is input to the motor control circuit unit prior to the speed command signal, the motor control circuit unit rotates the motor in one direction of forward / reverse rotation. When the power supply is input to the motor control circuit unit after the speed command signal, the motor control circuit unit rotates the motor in the other direction of forward / reverse rotation.
本発明によれば、ファンを逆回転させたときにモータが絶縁不良を起こした場合であっても感電のおそれをなくすことができる空気調和機を提供する。 According to the present invention, there is provided an air conditioner capable of eliminating the risk of electric shock even when the motor causes insulation failure when the fan is rotated in the reverse direction.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
(実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る空気調和機100の冷媒回路Qを示す説明図である。図1の実線矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを示している。図1の破線矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを示している。
図1に示すように、空気調和機100は、圧縮機11と、室外熱交換器12と、室外ファン13と、膨張弁14と、を備えている。また、空気調和機100は、前記した構成の他に、室内熱交換器(熱交換器)15と、室内ファン(貫流ファン)16と、四方弁17と、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are given to common parts in each figure, and duplicate description is omitted.
(Embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a refrigerant circuit Q of the
As shown in FIG. 1, the
圧縮機11は、圧縮機モータ11aの駆動によって、低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する機器である。室外熱交換器12は、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室外ファン13から送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
The
室外ファン13は、室外ファンモータ13aの駆動によって、室外熱交換器12に外気を送り込むファンであり、室外熱交換器12の付近に設置されている。膨張弁14は、「凝縮器」(冷房運転の場合は室外熱交換器12、暖房運転の場合は室内熱交換器15)で凝縮した冷媒を減圧する弁である。なお、膨張弁14において減圧された冷媒は、「蒸発器」(冷房運転の場合は室内熱交換器15、暖房運転の場合は室外熱交換器12)に導かれる。
The
室内熱交換器15は、その伝熱管g(図2参照)を通流する冷媒と、室内ファン16から送り込まれる室内空気(空調対象空間の空気)と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。室内ファン16は、回転軸16oに軸支された室内ファンモータ16m(図5参照)の駆動によって、室内熱交換器15に室内空気を送り込むファンであり、室内熱交換器15の付近に設置されている。
The
四方弁17は、空気調和機100の運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。例えば、冷房運転時(図1の破線矢印を参照)には、圧縮機11、室外熱交換器12(凝縮器)、膨張弁14、および室内熱交換器15(蒸発器)が、四方弁17を介して環状に順次接続されてなる冷媒回路Qにおいて、冷凍サイクルで冷媒が循環する。
The four-
一方、暖房運転時(図1の実線矢印を参照)には、圧縮機11、室内熱交換器15(凝縮器)、膨張弁14、および室外熱交換器12(蒸発器)が、四方弁17を介して環状に順次接続されてなる冷媒回路Qにおいて、冷凍サイクルで冷媒が循環する。
On the other hand, during the heating operation (see the solid line arrow in FIG. 1), the
なお、図1に示す例では、圧縮機11、室外熱交換器12、室外ファン13、膨張弁14、および四方弁17が、室外機Uoに設置されている。一方、室内熱交換器15および室内ファン16は、室内機Uiに設置されている。
In the example shown in FIG. 1, a
図2は、本実施形態に係る空気調和機100が備える室内機Uiの側断面構成を示す説明図である。
図2に示すように、室内機Uiは、前記した室内熱交換器15や室内ファン16の他に、露受皿18と、筐体ベース19と、フィルタ20a,20bと、前面パネル21と、左右風向板22と、上下風向板23と、ファン清掃部24と、を備えている。なお、図2では、ファン清掃部24による室内ファン16の清掃が行われていない状態を図示している。
FIG. 2 is an explanatory view showing a side cross-sectional configuration of the indoor unit Ui included in the
As shown in FIG. 2, in addition to the
室内熱交換器15は、複数のフィンfと、それらのフィンfを貫通する複数の伝熱管gと、を有している。また、別の観点から説明すると、室内熱交換器15は、前側室内熱交換器15aと、後側室内熱交換器15bと、を有している。前側室内熱交換器15aは、室内ファン16の前側に配置されている。一方、後側室内熱交換器15bは、室内ファン16の後側に配置されている。そして、前側室内熱交換器15aの上端部と、後側室内熱交換器15bの上端部と、が接続されている。
The
露受皿18は、室内熱交換器15の凝縮水を受けるものであり、室内熱交換器15(図2に示す例では、前側室内熱交換器15a)の下方に配置されている。
The
室内ファン16は、例えば、円筒状のクロスフローファンであり、室内熱交換器15の付近に配置されている。室内ファン16は、複数のファンブレード16aと、これらのファンブレード16aが設置される仕切板16bと、駆動源である室内ファンモータ16m(図5参照)と、を備えている。
The
なお、室内ファン16は、親水性のコーティング剤でコーティングされていることが好ましい。このようなコーティング材として、例えば、親水性材料であるイソプロピルアルコール分散シリカゾルに、バインダー(加水分解性基を有するケイ素化合物)、ブタノール、テトラヒドロフラン、および抗菌剤を添加したものを用いてもよい。
The
これによって、室内ファン16の表面に親水性膜が形成されるため、室内ファン16の表面の電気抵抗値が小さくなり、室内ファン16に塵埃が付着しにくくなる。つまり、室内ファン16の駆動中、空気との摩擦に伴う静電気が室内ファン16の表面に生じにくくなるため、室内ファン16への塵埃の付着を抑制できる。このように、前記したコーティング剤は、室内ファン16の帯電防止剤としても機能する。
As a result, a hydrophilic film is formed on the surface of the
図2に示す筐体ベース19は、室内熱交換器15や室内ファン16等の機器が設置される筐体である。フィルタ20aは、前側の空気吸込口h1に向かう空気から塵埃を除去するものであり、室内熱交換器15の前側に設置されている。フィルタ20bは、上側の空気吸込口h2に向かう空気から塵埃を除去するものであり、室内熱交換器15の上側に設置されている。
The
前面パネル21は、前側のフィルタ20aを覆うように設置されるパネルであり、下端を軸として前側に回動可能になっている。なお、前面パネル21が回動しない構成であってもよい。
The
左右風向板22は、室内ファン16の回転に伴って室内に吹き出される空気の左右方向の流れを調整する板状部材である。左右風向板22は、吹出風路h3に配置され、左右風向板用モータ25(図6参照)によって左右方向に回動するようになっている。上下風向板23は、室内ファン16の回転に伴って室内に吹き出される空気の上下方向の流れを調整する板状部材である。上下風向板23は、空気吹出口h4の付近に配置され、上下風向板用モータ26(図6参照)によって上下方向に回動するようになっている。
The left-right
空気吸込口h1,h2を介して吸い込まれた空気は、室内熱交換器15の伝熱管gを通流する冷媒と熱交換し、熱交換した空気が吹出風路h3に導かれる。この吹出風路h3を通流する空気は、左右風向板22および上下風向板23によって所定方向に導かれ、さらに、空気吹出口h4を介して室内に吹き出される。
The air sucked through the air suction ports h1 and h2 exchanges heat with the refrigerant passing through the heat transfer tube g of the
なお、空気の流れに伴って空気吸込口h1,h2に向かう塵埃の多くは、フィルタ20a,20bで捕集される。しかしながら、細かい塵埃がフィルタ20a,20bを通り抜けて、室内熱交換器15や室内ファン16に付着することがある。したがって、室内熱交換器15や室内ファン16を定期的に清掃することが望ましい。そこで、本実施形態では、次に説明するファン清掃部24を用いて室内ファン16を清掃した後、室内熱交換器15を水で洗い流すようにしている。
Most of the dust that goes to the air suction ports h1 and h2 along with the air flow is collected by the
図2に示すファン清掃部24は、室内ファン16を清掃するものであり、室内熱交換器15と室内ファン16との間に配置されている。より詳しく説明すると、縦断面視で<字状を呈する前側室内熱交換器15aの凹部rに、ファン清掃部24が配置されている。図2に示す例では、ファン清掃部24の下方に、室内熱交換器15(前側室内熱交換器15aの下部)が存在するとともに、露受皿18が存在している。ファン清掃部24は、例えば、一部がナイロンで構成される。
The fan cleaning unit 24 shown in FIG. 2 cleans the
図3は、ファンモータのモータ制御回路部、電源部、および制御部を示すブロック図である。なお、以下の説明において、図1に示す室内ファンモータ16mは、ファンモータ(FM)と略称する。室内熱交換器15は、熱交換器15と略称し、室内ファン16は、貫流ファン16と適宜いう。
センサ53(回転速度検出部)は、貫流ファン16の実回転速度を検出する。
FIG. 3 is a block diagram showing a motor control circuit unit, a power supply unit, and a control unit of the fan motor. In the following description, the
The sensor 53 (rotation speed detection unit) detects the actual rotation speed of the once-through
空気調和機100は、モータを回転駆動させるモータ制御部31を有するモータ制御回路部30と、モータ制御回路部30に接続された複数の通電線32と、モータ制御回路部30へ制御電源Vccを入力する電源部40と、電源部30を介してモータ制御回路部30へモータの速度指令信号Vspを入力する制御回路50と、を備える。
空気調和機100は、複数の通電線32を介して、モータ制御回路部30へ速度指令信号Vspおよび制御電源Vccが入力され、制御電源Vccが速度指令信号Vspより先にモータ制御回路部30へ入力されると、モータ制御回路部30はモータ16mを正/逆回転の一方向に回転させ、制御電源Vccが速度指令信号Vspより後にモータ制御回路部30へ入力されると、モータ制御回路部30はモータ16mを正/逆回転の他方向に回転させる。
The
In the
図4は、制御電源Vccと速度指令信号Vspのモータ制御回路部30への入力タイミングを説明するタイミングチャートであり、図4(a)はモータ16mの正回転のタイミングを示し、図4(b)はモータ16mの逆回転のタイミングを示す。
図4(a)に示すように、空気調和機100は、制御電源Vccが速度指令信号Vspより先にモータ制御回路部30へ入力されると、モータ制御回路部30はモータを正回転させ、図4(b)に示すように、制御電源Vccが速度指令信号Vspより後にモータ制御回路部30へ入力されると、モータ制御回路部30はモータを逆回転させる。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the input timing of the control power supply Vcc and the speed command signal Vsp to the motor
As shown in FIG. 4A, in the
図3に戻って、モータ制御回路部30は、Vcc(制御電源)とVsp(速度指令信号)のタイミングによってその回転方向を決定する。モータ制御回路部30には、インバータ、回転センサ等が含まれる(いずれも図示省略)。
電源部40は、高電位側電源である電源41(電源〈1〉)と電源42(電源〈2〉)と、低電位側電源の電源43(電源〈3〉)と、フォトカプラPC45〜46(PC〈1〉,PC〈2〉,PC〈3〉)(電気的絶縁部)と、を備える。
電源部40は、モータを制御するモータ制御回路部30へ制御電源Vccおよび速度指令信号Vspを入力する。
Returning to FIG. 3, the motor
The
The
電源〈1〉は、ファンモータ(FM)の電源(VM)である。
電源〈2〉は、ファンモータ(FM)の制御電源(Vcc)である。
電源〈3〉は、外部の制御回路50に使用する電源である。
電源〈1〉および電源〈2〉は、電源部40の1次側に配置する。電源〈3〉は、電源部40の2次側に配置する。1次側と2次側は、セパレートトランスにより分けられる。
フォトカプラPC45〜46(PC〈1〉,PC〈2〉,PC〈3〉)は、電源部40の1次側と2次側間に設置され、伝達する信号を電気的に絶縁する。
The power supply <1> is a power supply (VM) of the fan motor (FM).
The power supply <2> is a control power supply (Vcc) of the fan motor (FM).
The power supply <3> is a power supply used for the
The power supply <1> and the power supply <2> are arranged on the primary side of the
The photocouplers PC45 to 46 (PC <1>, PC <2>, PC <3>) are installed between the primary side and the secondary side of the
制御回路50は、ファンモータ(FM)の運転を制御するMCU(Micro-Cntroller-Unit)51(制御部)と、使用者が空気調和機100の運転や温度設定などを行うボタンスイッチ等からなる操作部52と、を備える。モータ制御部31には、貫流ファン16の実回転速度を検出センサ53の検出信号が入力され、FG信号(実回転数信号)に変換し、フォトカプラPC45(PC〈2〉)を経由し、MCU51へ入力される。
MCU51は、電源部40を介してモータ制御回路部30へ速度指令信号Vspを入力する。
MCU51は、速度指令信号Vspを入力した場合の、実回転速度に基づいて、モータの回転方向を判定する。
The
The
The
MCU51は、予め正回転または逆回転時に速度指令信号Vspと実回転速度の関係を記録しておき、ファンモータ(FM)を回転させて実回転速度を読み取った際に、事前に記録していた正回転または逆回転の速度指令信号Vspと実回転速度の関係と照らし合わせることで、現在の回転方向が意図した回転方向であるか否かを判定する。
The
MCU51は、制御電源Vccが速度指令信号Vspより後にモータ制御回路部30へ入力された場合において、検出された貫流ファン16の回転速度が所定値より小さいとき、ファンモータ(FM)を停止させる。
MCU51は、制御電源Vccが速度指令信号Vspより前にモータ制御回路部30へ入力された場合において、センサ53によって検出された貫流ファン16の回転速度が所定値以上であるとき、ファンモータ(FM)を停止させる。
MCU51で生成された速度指令信号Vspは、フォトカプラPC〈1〉を介してモータ制御回路部30へ入力される。
The
The
The speed command signal Vsp generated by the
ファンモータ(FM)は、フォトカプラPC44〜46(PC〈1〉,PC〈2〉,PC〈3〉)経由して制御することで、1次側と2次側の電気的絶縁をとる。これにより、ファンモータ(FM)が絶縁不良を起こしたとしても、2次側は絶縁されており、使用者がたとえ操作部52に触れたとしても感電事故を起こすことがない。
The fan motor (FM) is electrically isolated between the primary side and the secondary side by controlling via the photocouplers PC44 to 46 (PC <1>, PC <2>, PC <3>). As a result, even if the fan motor (FM) causes insulation failure, the secondary side is insulated, and even if the user touches the
以下、上述のように構成された空気調和機100の作用効果について説明する。
<回転方向判別>
図5は、貫流ファン16のファンブレード16aと空気の流れを示す説明図である。図6は、室内機Uiにおける空気の流れを示す図である。
図5に示すように、貫流ファン16のファンブレード16aの羽形状は、弓形をしている。このため、図5に示す回転方向Aの方向(正回転)の場合には、空気を取り込み吐き出すことが可能であるが、回転方向B(逆回転)の場合には、その形状特性のため空気と取り込み吐き出すことができない。
Hereinafter, the operation and effect of the
<Determination of rotation direction>
FIG. 5 is an explanatory view showing a
As shown in FIG. 5, the blade shape of the
図6に示すように、熱交換器15、貫流ファン16、通風路(図2の吹出風路h3)、通風口(図2の空気吹出口h4)を設けた空気調和機100(図2参照)において、逆回転をさせた場合には、冷気が通風口から出ることはなく、中に滞留してしまう。図6の太く長い矢印は、正回転時の空気の流れを示し、図6の細く短い矢印は、逆回転時の空気の流れを示している。
よって、ファンモータ(FM)の逆回転が意図しない場合に誤動作で発生してしまうと、冷えない空気調和機となってしまう。これは、暖房時にも同様であり温まらない空気調和機となる。
そのため、正・逆回転可能なファンモータでは、その回転方向を確認することが必要であるが、従来のファンモータには、現在の回転方向を通知する制御線が存在しないので直接回転方向を見ることができない。
As shown in FIG. 6, an air conditioner 100 (see FIG. 2) provided with a
Therefore, if the reverse rotation of the fan motor (FM) is unintended and occurs due to a malfunction, the air conditioner does not cool down. This is the same when heating, and it becomes an air conditioner that does not warm up.
Therefore, it is necessary to check the rotation direction of a fan motor that can rotate forward and reverse, but since the conventional fan motor does not have a control line that notifies the current rotation direction, the rotation direction is directly viewed. Can't.
図7は、正回転時と逆回転時の貫流ファン16の実回転速度とVsp(速度指令信号)との関係を示す図である。図7の横軸にVsp(速度指令信号)をとり、縦軸に実回転速度をとる。図7の太実線は正回転時の特性を、太破線は逆回転時の特性をそれぞれ示す。
前述したように、貫流ファン16は、正回転時には空気を取り込み排出する仕事(負荷W1)を行うが、逆回転時には、仕事を行わない状況である(負荷W2)。そのため、外部から同じVsp(速度指令信号)を与えても、仕事を行うW1は、実回転速度が低くなり、仕事を行わないW2は実回転速度が高くなる(図7参照)。これは、W1とW2の負荷が異なるためである。図7は、正回転時と逆回転時の貫流ファン16の仕事率の差を示している。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the actual rotation speed of the once-through
As described above, the once-through
貫流ファン16の仕事率は、その貫流ファン16の構造により、正回転時には風を送り出すため負荷が重く、逆回転時には空気を掻き出す仕事ができない形状になっており、そのため負荷が軽いという特性を持っている。本実施形態では、前述の貫流ファン16と結合された空気調和機100を構成している。そのため、同じVsp(回転指令信号)を与えたとしても、ファンモータの回転速度は、正回転と逆回転時には異なる性質を持ち合わせている。そこで、予め正回転時と逆回転時で各Vsp電圧における実回転速度を測定しておき、外部の制御回路(MCU51)にその値を保持しておく。そして、両者の値の比較を行うことで、現在のモータ回転方向が正回転であるのか逆回転であるのかを判別することができる。
Due to the structure of the once-through
つまり、本実施形態では、予め正回転もしくは逆回転時にVspと実回転速度の関係を記録しておき、ファンモータ(FM)を回転させ、実回転速度を読み取った際にこの時事前に記録していた正回転もしくは逆回転のVspと実回転速度の関係と照らし合わせることで、現在の回転方向が意図した回転方向であるのか確認をする。以下、フローチャートにより具体的に説明する。 That is, in the present embodiment, the relationship between Vsp and the actual rotation speed is recorded in advance during forward rotation or reverse rotation, and when the fan motor (FM) is rotated and the actual rotation speed is read, it is recorded in advance at this time. By comparing the relationship between the Vsp of forward rotation or reverse rotation and the actual rotation speed, it is confirmed whether the current rotation direction is the intended rotation direction. Hereinafter, a specific description will be given using a flowchart.
図8は、空気調和機100の回転方向判別のフローチャートである。本フローは、図3のMCU51により実行される。
まず、本フローは、空気調和機100の掃除モードの起動をトリガに実行される。掃除モードでは、ファンモータ(FM)を逆回転して掃除機能を用いる場合があるからである。
ステップS1で、ファンモータ(FM)の正回転・逆回転を判別し、ファンモータが正回転であればステップS2に進み、ファンモータ(FM)が逆回転であればステップS5に進む。
FIG. 8 is a flowchart for determining the rotation direction of the
First, this flow is executed triggered by the activation of the cleaning mode of the
In step S1, the forward rotation / reverse rotation of the fan motor (FM) is determined, and if the fan motor is forward rotation, the process proceeds to step S2, and if the fan motor (FM) is reverse rotation, the process proceeds to step S5.
ステップS2でファンモータ(FM)の制御電源(Vcc)のフォトカプラPC46(PC〈3〉)をONにする。なお、ファンモータ(FM)には、電源41(電源〈1〉)が通電されている。これにより、ファンモータ(FM)に、制御電源(Vcc)が供給され、ファンモータ(FM)は制御可能となる。
ステップS3で制御信号が安定するまで一定時間待つ。
一定時間経過後、ステップS4でファンモータ(FM)のVsp(速度指令信号)のフォトカプラPC44(PC〈1〉)をONにするとともに、指定電圧を印加してステップS8に進む。これにより、ファンモータ(FM)は、Vsp(速度指令信号)に従って回転する。
In step S2, the photocoupler PC46 (PC <3>) of the control power supply (Vcc) of the fan motor (FM) is turned on. The fan motor (FM) is energized with a power supply 41 (power supply <1>). As a result, the control power supply (Vcc) is supplied to the fan motor (FM), and the fan motor (FM) can be controlled.
Wait for a certain period of time until the control signal stabilizes in step S3.
After a lapse of a certain period of time, the photocoupler PC44 (PC <1>) of the Vsp (speed command signal) of the fan motor (FM) is turned on in step S4, and a designated voltage is applied to proceed to step S8. As a result, the fan motor (FM) rotates according to Vsp (speed command signal).
一方、上記ステップS1でファンモータ(FM)が逆回転であれば、ステップS5でファンモータ(FM)のVsp(速度指令信号)のフォトカプラPC44(PC〈1〉)をONにするとともに、指定電圧を印加する。
ステップS6で制御信号が安定するまで一定時間待つ。
一定時間経過後、ステップS7でファンモータ(FM)の制御電源(Vcc)のフォトカプラPC46(PC〈3〉)をONにしてステップS8に進む。これにより、ファンモータ(FM)に、制御電源(Vcc)が供給され、ファンモータ(FM)は制御可能となる。
On the other hand, if the fan motor (FM) rotates in the reverse direction in step S1, the photocoupler PC44 (PC <1>) of the Vsp (speed command signal) of the fan motor (FM) is turned on and designated in step S5. Apply voltage.
Wait for a certain period of time until the control signal stabilizes in step S6.
After a lapse of a certain period of time, the photocoupler PC46 (PC <3>) of the control power supply (Vcc) of the fan motor (FM) is turned on in step S7, and the process proceeds to step S8. As a result, the control power supply (Vcc) is supplied to the fan motor (FM), and the fan motor (FM) can be controlled.
ステップS8でファンモータ(FM)は、回転する。
ステップS9でMCU51は、センサ53から貫流ファン16の実回転速度を読込み、記憶する。
ステップS10でMCU51は、ファンモータ(FM)の反転が必要か否かを判別し、反転が必要な場合(ステップS10:Yes)はステップS1に戻って、上記処理を繰り返す。反転が必要でない場合(ステップS10:No)は、ステップS11に進む。
In step S8, the fan motor (FM) rotates.
In step S9, the
In step S10, the
ステップS11でMCU51は、前記図7に示す貫流ファン16の実回転速度とVsp(速度指令信号)との関係をもとに、ファンモータ(FM)の正転/逆転を判定して本フローを終了する。上記ステップS11でMCU51は、予め正回転または逆回転時に速度指令信号Vspと実回転速度の関係を記録しておき、ファンモータ(FM)を回転させて実回転速度を読み取った際に、事前に記録していた正回転または逆回転の速度指令信号Vspと実回転速度の関係と照らし合わせることで、現在の回転方向が意図した回転方向であるか否かを判定する。
In step S11, the
ここで、空気調和機の冷房運転においては、通常の風の流れは熱交換器にて冷やされた空気を貫流ファンで吸い込み、通風路から室内に吐き出すルートであるが、誤って冷房運転中に貫流ファンを逆回転して冷房運転をしてしまった場合、この風の流れを実現することができない。貫流ファンは、その回転方向により仕事を行う回転方向(以下、正回転)仕事を行えない回転方向(以下、逆回転)が存在しているため、逆回転時には、逆の風の流れもできる熱交換器で冷やされた冷気が熱交換器付近に滞留することで、露付の原因となってしまう。この露付は、電気回路にとって大敵であり絶縁不良などを引き起こし、最終的には使用者を感電させてしまうおそれがある。そのため、意図しない逆回転が発生し絶縁不良が発生したとしても、使用者が安全に使える電気回路構成にしておく必要がある。 Here, in the cooling operation of the air conditioner, the normal air flow is a route in which the air cooled by the heat exchanger is sucked in by the through-flow fan and discharged into the room from the ventilation passage, but during the cooling operation by mistake. If the once-through fan is rotated in the reverse direction to perform cooling operation, this wind flow cannot be realized. The once-through fan has a rotation direction in which work is performed depending on the rotation direction (hereinafter, forward rotation) and a rotation direction in which work cannot be performed (hereinafter, reverse rotation). The cold air cooled by the exchanger stays near the heat exchanger, causing dew. This dew is a great enemy for electric circuits, causes poor insulation, and may eventually cause an electric shock to the user. Therefore, even if unintended reverse rotation occurs and insulation failure occurs, it is necessary to have an electric circuit configuration that can be safely used by the user.
正回転と逆回転の仕事率の違いに基づいて回転方向を検出することができる。MCU51は、回転方向検出に基づいて、モータ制御回路部30のモータを停止させる。
すなわち、MCU51は、制御電源Vccが速度指令信号Vspより後にモータ制御回路部30へ入力された場合において、検出された貫流ファン16の実回転速度が所定値(図7の閾値参照)より小さいとき、ファンモータ(FM)を停止させる。
また、MCU51は、制御電源Vccが速度指令信号Vspより前にモータ制御回路部30へ入力された場合において、検出された貫流ファン16の実回転速度が所定値(図7の閾値参照)以上であるとき、ファンモータ(FM)を停止させる。
The rotation direction can be detected based on the difference in the power between forward rotation and reverse rotation. The
That is, in the
Further, in the
<絶縁>
前述したように、逆回転ができる空気調和機は、例えば冷房時には冷気を逆回転時には、通風口から吐き出すことができず、熱交換器付近および貫流ファンを冷やすこととなる。そのため、貫流ファンに軸で結合されたファンモータも熱伝導によって冷やされる。そもそも、ファンモータは、熱交換器と貫流ファンが備え付けられている空気調和室とは別の機械室に存在しており、そこには仕切りが設けられている。そのため、ファンモータは外気にさらされており、ファンモータ自身が冷やされ露点に達した時点でファンモータには露が付くことになる。この露は、ファンモータ内部にも発生してしまい、ひいては絶縁不良を起こしてしまう可能性がある。空気調和機には、使用者がその空気調和機の運転や温度設定などの操作部を有しており、絶縁不良を起こした際に使用者が操作部を通じ感電してしまう危険性を有している。
<Insulation>
As described above, the air conditioner capable of reverse rotation cannot discharge cold air from the ventilation port during reverse rotation, for example, during cooling, and cools the vicinity of the heat exchanger and the once-through fan. Therefore, the fan motor coupled to the once-through fan by the shaft is also cooled by heat conduction. In the first place, the fan motor exists in a machine room separate from the air conditioning room in which the heat exchanger and the once-through fan are installed, and a partition is provided there. Therefore, the fan motor is exposed to the outside air, and when the fan motor itself is cooled and reaches the dew point, the fan motor is exposed to dew. This dew may also be generated inside the fan motor, which may lead to poor insulation. The air conditioner has an operation unit for operating the air conditioner and setting the temperature, and there is a risk that the user will get an electric shock through the operation unit when insulation failure occurs. ing.
この感電のリスクを避けるため、本実施形態の空気調和機100は、図3に示すように、ファンモータの電源(VM)電源〈1〉と、ファンモータの制御電源(Vcc)電源〈2〉は、1次回路側に配置し、外部の制御回路50であるMCU51や操作部52および、更に外部の制御回路(図示省略)に使用する電源の電源〈3〉は2次側に配置を行う。
In order to avoid the risk of electric shock, the
また、1次側にあるファンモータなどは、フォトカプラPC45〜46(PC〈1〉,PC〈2〉,PC〈3〉)経由して制御することで、1次側と2次側の電気的絶縁をとる。これにより、ファンモータ(FM)が絶縁不良を起こしたとしても、2次側は絶縁されており、使用者がたとえ操作部52に触れたとしても感電事故を起こすことがない。
Further, the fan motor and the like on the primary side are controlled via the photocouplers PC45 to 46 (PC <1>, PC <2>, PC <3>) to supply electricity on the primary side and the secondary side. Insulate. As a result, even if the fan motor (FM) causes insulation failure, the secondary side is insulated, and even if the user touches the
[変形例]
図9は、変形例の正回転時と逆回転時の貫流ファン16の実回転速度とVsp(速度指令信号)との関係を示す図である。図9の横軸に実回転速度をとり、縦軸にVsp(速度指令信号)をとる。図9の太実線は正回転時の特性を、太破線は逆回転時の特性をそれぞれ示す。
外部とのやり取りは、Vsp(ファンモータから見て、入力信号)とFG(ファンモータから見て出力信号)を用い、MCU51は、は、このFG信号にて現在の実回転速度を読み取り、実回転速度と目的回転速度に差が有る場合には、Vspを上下させ目的とする回転速度にあわせるように制御を行う。
MCU51は、実回転速度を一定にする場合の、Vsp(速度指令信号)を検出する。MCU51は、速度指令信号Vspを調整して一定の実回転速度を得る場合の、速度指令信号Vspに基づいて、モータの回転方向を判定する。
[Modification example]
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the actual rotation speed of the once-through
For communication with the outside, Vsp (input signal seen from the fan motor) and FG (output signal seen from the fan motor) are used, and the MCU51 reads the current actual rotation speed with this FG signal, and the actual rotation speed is actually read. If there is a difference between the rotation speed and the target rotation speed, control is performed so that Vsp is raised or lowered to match the target rotation speed.
The
図10は、変形例の空気調和機100の回転方向判別のフローチャートである。本フローは、図3のMCU51により実行される。図8と同一処理を行うステップには同一ステップ番号を付して説明を省略する。
図10のステップS21において、MCU51は、ファンモータが一定の回転速度になるようにVsp(速度指令信号)を調整する(図9参照)。
ステップS22でMCU51は、調整されたVsp(速度指令信号)を記憶してステップS10に進む。
FIG. 10 is a flowchart for determining the rotation direction of the
In step S21 of FIG. 10, the
In step S22, the
以上説明したように、本実施形態の空気調和機100は、空気調和機100は、モータを回転駆動させるモータ制御部31を有するモータ制御回路部30と、モータ制御回路部30へ制御電源Vccを入力する電源部40と、電源部40を介してモータ制御回路部30へモータの速度指令信号Vspを入力するMCU51(制御部)と、を備え、電源部40はフォトカプラ44〜46を有し、MCU51で生成された速度指令信号Vspは、電源部40のフォトカプラ44を介してモータ制御回路部30へ入力される。
As described above, in the
この構成によって、MCU51は、電源部40を介してモータ制御回路部30へ速度指令信号Vspを入力するので、操作部52を有する制御回路50とモータ制御回路部30間を分離することができる。これにより、モータ制御回路部30とユーザが触れる可能性がある操作部52とを絶縁することにより、感電のおそれをなくすことができる。すなわち、貫流ファン16を逆回転させた場合、空気の流れを作ることができない。その状態で冷房サイクルによる運転を行うと、モータ制御回路部30に露が付き感電のおそれがある。本実施形態では、このような感電のおそれをなくすことができる。
With this configuration, since the
また、本実施形態では、MCU51で生成された速度指令信号Vspは、フォトカプラ44を介してモータ制御回路部30へ入力される。これにより、電源部40を1次側と2次側に分けることができ、ファンモータが絶縁不良を起こしたとしても、2次側は絶縁されており、使用者がたとえ操作部52に触れたとしても感電事故を起こすことがない。1次側と2次側とが分かれていることで、操作部52に触れても感電をしない空気調和機100を提供できる。
Further, in the present embodiment, the speed command signal Vsp generated by the
また、本実施形態の空気調和機100は、複数の通電線32を介して、モータ制御回路部30へ速度指令信号Vspおよび制御電源Vccが入力され、制御電源Vccが速度指令信号Vspより先にモータ制御回路部30へ入力されると、モータ制御回路部30はモータを正回転させ、制御電源Vccが速度指令信号Vspより後にモータ制御回路部30へ入力されると、モータ制御回路部30はモータを逆回転させ、制御電源Vccが速度指令信号Vspより後にモータ制御回路部30へ入力された後、検出されたファンの回転速度が所定値以下であるとき、モータを停止させる。また、制御電源Vccが速度指令信号Vspより前にモータ制御回路部30へ入力された後、出されたファンの回転速度が所定値以上であるとき、モータを停止させる。
Further, in the
この構成によって、モータの回転方向が意図した回転方向で回っているのかを確認することができる。例えば、予め正回転時と逆回転時で各Vsp電圧における実回転速度を測定しておき、外部の制御回路にその値を保持しておき、その値と比較を行うことで、現在のモータ回転方向が正回転であるのか逆回転であるのかを判別することができ、モータを停止させることができる。 With this configuration, it is possible to confirm whether the rotation direction of the motor is rotating in the intended rotation direction. For example, the actual rotation speed at each Vsp voltage is measured in advance during forward rotation and reverse rotation, the value is held in an external control circuit, and the value is compared with the current motor rotation. It is possible to determine whether the direction is forward rotation or reverse rotation, and the motor can be stopped.
また、本実施形態の空気調和機100は、制御電源Vccが速度指令信号Vspより先にモータ制御回路部30へ入力されると、モータ制御回路部30はモータを正回転させ、制御電源Vccが速度指令信号Vspより後にモータ制御回路部へ入力されると、モータ制御回路部はモータを逆回転させる。
Further, in the
これにより、空気調和機100の冷房運転において貫流ファン16の回転方向指令が、正回転の方向の指令にも関わらず逆回転をしてしまい、正常な冷気の流れとは異なる冷気の挙動により、露付きを発生し絶縁不良からくる感電を防止することができる。
As a result, in the cooling operation of the
また、本実施形態の空気調和機100は、モータを制御するモータ制御回路部30へ制御電源Vccおよび速度指令信号Vspを入力する電源部40と、電源部40を介してモータ制御回路部30へ速度指令信号Vspを入力するMCU51と、モータによって駆動される貫流ファン16の回転速度(実回転速度)を検出するセンサ53と、を備え、MCU51は、貫流ファン16が空気を取り込み排出する際の仕事率に基づく実回転速度と、速度指令信号Vspとに基づいて、モータの回転方向を判定する。
Further, the
このように、貫流ファンの仕事率を利用し、予め貫流ファンの回転速度とVsp(速度指令信号)および回転方向の情報を記録し、外部にある制御回路に保持しておき、特定のVsp電圧を印可した際のファンモータからのFG信号を計測し、あらかじめ記録された回転速度との比較を行う。これにより、モータからの回転方向信号を見ることなく回転方向を判別することができ、使用者が意図していない回転方向であった場合には、誤動作を引き起こしているため、そのモータの動作を安全に止めることができる。 In this way, using the power of the once-through fan, the rotation speed, Vsp (speed command signal), and rotation direction information of the once-through fan are recorded in advance and held in an external control circuit to store a specific Vsp voltage. The FG signal from the fan motor when the above is applied is measured and compared with the rotation speed recorded in advance. As a result, the rotation direction can be determined without looking at the rotation direction signal from the motor, and if the rotation direction is not intended by the user, a malfunction is caused. It can be stopped safely.
また、ファンモータを使用した空気調和機にて冷房運転(意図した回転方向は正回転であり、熱交換器にて冷やされた冷気を貫流ファンにより通風口から出す運転)に対し、誤動作等の理由により意図しない逆回転をファンモータがしてしまうことがある。この場合、熱交換器にて冷やされた冷気が貫流ファンを経て通風口から出てこない状況となり、貫流ファン付近の空気および貫流ファンを冷やし、貫流ファンに軸で接続されたファンモータが冷やされ、モータ周辺の冷やされていない空気と冷たいファンモータが触れることで、ファンモータ内部に露付きが発生することがある。露付きは、絶縁不良をおこしてしまい使用者が感電を起こす危険性がある。
本実施形態では、図3に示すように、モータ制御回路部30内のファンモータと、操作部52を含む制御回路50とをセパレートトランスにより1次側と2次側とに分ける構成を採る。これにより、上記危険な状態になったとしても1次側と2次側とが分かれていることで、操作部52に触れても感電をしない空気調和機100を提供できる。
In addition, malfunctions may occur due to cooling operation with an air conditioner using a fan motor (the intended rotation direction is forward rotation, and the cold air cooled by the heat exchanger is discharged from the ventilation port by a through-flow fan). For some reason, the fan motor may rotate in the reverse direction unintentionally. In this case, the cold air cooled by the heat exchanger does not come out from the ventilation port through the once-through fan, the air near the once-through fan and the once-through fan are cooled, and the fan motor connected to the once-through fan by the shaft is cooled. If the uncooled air around the motor comes into contact with the cold fan motor, dew may occur inside the fan motor. Dew may cause insulation failure and cause electric shock to the user.
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the fan motor in the motor
また、本発明は、上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜その構成を変更することができる。
例えば、本実施形態では、室内ファン(貫流ファン)16およびファンモータに適用した例であるが、その他のファンおよびモータに適用してもよく、同様の効果を得ることができる。
Further, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the configuration can be appropriately changed as long as it does not deviate from the gist of the present invention described in the claims.
For example, in the present embodiment, the example is applied to the indoor fan (throughflow fan) 16 and the fan motor, but it may be applied to other fans and motors, and the same effect can be obtained.
上記した実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. .. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
11 圧縮機
12 室外熱交換器
13 室外ファン
14 膨張弁
15 室内熱交換器(熱交換器)
15a 前側室内熱交換器(熱交換器)
15b 後側室内熱交換器(熱交換器)
16 室内ファン(ファン)
16m 室内ファンモータ
30 モータ制御回路部
31 モータ制御部
32 通電線
40 電源部
41〜43 電源
45〜46 フォトカプラ(電気的絶縁部)
50 制御回路
51 MCU(制御部)
52 操作部
53 センサ(回転速度検出部)
100 空気調和機
Q 冷媒回路
r 凹部
Ui 室内機
Uo 室外機
α ブラシ角度
Vcc (制御電源)
Vsp (速度指令信号)
11
15a Front indoor heat exchanger (heat exchanger)
15b Rear room heat exchanger (heat exchanger)
16 Indoor fan (fan)
16m
50
52
100 Air conditioner Q Refrigerant circuit r Recess Ui Indoor unit Uo Outdoor unit α Brush angle Vcc (control power supply)
Vsp (speed command signal)
Claims (4)
前記モータ制御回路部へ電源を入力する電源部と、
前記電源部を介して前記モータ制御回路部へ速度指令信号を入力する制御部と、を備え、
前記電源部は電気的絶縁部を有し、
前記制御部で生成された前記速度指令信号は、前記電源部の前記電気的絶縁部を介して前記モータ制御回路部へ入力され、
前記電源が前記速度指令信号より先に前記モータ制御回路部へ入力されると、前記モータ制御回路部は前記モータを正/逆回転の一方向に回転させ、
前記電源が前記速度指令信号より後に前記モータ制御回路部へ入力されると、前記モータ制御回路部は前記モータを正/逆回転の他方向に回転させる
ことを特徴とする空気調和機。 The motor control circuit that controls the motor and
A power supply unit that inputs power to the motor control circuit unit and
A control unit for inputting a speed command signal to the motor control circuit unit via the power supply unit is provided.
The power supply unit has an electrical insulation unit and has an electrical insulation unit.
The speed command signal generated by the control unit is input to the motor control circuit unit via the electrical insulation unit of the power supply unit.
When the power supply is input to the motor control circuit unit before the speed command signal, the motor control circuit unit rotates the motor in one direction of forward / reverse rotation.
An air conditioner characterized in that when the power source is input to the motor control circuit unit after the speed command signal, the motor control circuit unit rotates the motor in the other direction of forward / reverse rotation.
前記モータによって駆動されるファンと、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。 With a heat exchanger
The air conditioner according to claim 1, further comprising a fan driven by the motor.
モータによって駆動されるファンと、
前記モータを制御するモータ制御回路部と、
前記モータ制御回路部へ電源を入力する電源部と、
前記モータ制御回路部へ速度指令信号を入力する制御部と、
前記ファンの回転速度を検出する回転速度検出部と、を備え、
前記電源が前記速度指令信号より先に前記モータ制御回路部へ入力されると、前記モータ制御回路部は前記モータを正回転させ、
前記電源が前記速度指令信号より後に前記モータ制御回路部へ入力されると、前記モータ制御回路部は前記モータを逆回転させ、
前記電源が前記速度指令信号より後に前記モータ制御回路部へ入力された後、前記回転速度検出部で検出された前記ファンの回転速度が所定値以下であるとき、前記モータを停止させる空気調和機。 With a heat exchanger
With a fan driven by a motor,
The motor control circuit unit that controls the motor and
A power supply unit that inputs power to the motor control circuit unit and
A control unit that inputs a speed command signal to the motor control circuit unit,
A rotation speed detection unit for detecting the rotation speed of the fan is provided.
When the power supply is input to the motor control circuit unit before the speed command signal, the motor control circuit unit rotates the motor in the forward direction.
When the power supply is input to the motor control circuit unit after the speed command signal, the motor control circuit unit rotates the motor in the reverse direction.
An air conditioner that stops the motor when the rotation speed of the fan detected by the rotation speed detection unit is equal to or less than a predetermined value after the power supply is input to the motor control circuit unit after the speed command signal. ..
モータによって駆動されるファンと、
前記モータを制御するモータ制御回路部と、
前記モータ制御回路部へ電源を入力する電源部と、
前記モータ制御回路部へ速度指令信号を入力する制御部と、
前記ファンの回転速度を検出する回転速度検出部と、を備え、
前記電源が前記速度指令信号より先に前記モータ制御回路部へ入力されると、前記モータ制御回路部は前記モータを正回転させ、
前記電源が前記速度指令信号より後に前記モータ制御回路部へ入力されると、前記モータ制御回路部は前記モータを逆回転させ、
前記電源が前記速度指令信号より前に前記モータ制御回路部へ入力された後、前記回転速度検出部で検出された前記ファンの回転速度が所定値以上であるとき、前記モータを停止させる空気調和機。 With a heat exchanger
With a fan driven by a motor,
The motor control circuit unit that controls the motor and
A power supply unit that inputs power to the motor control circuit unit and
A control unit that inputs a speed command signal to the motor control circuit unit,
A rotation speed detection unit for detecting the rotation speed of the fan is provided.
When the power supply is input to the motor control circuit unit before the speed command signal, the motor control circuit unit rotates the motor in the forward direction.
When the power supply is input to the motor control circuit unit after the speed command signal, the motor control circuit unit rotates the motor in the reverse direction.
After the power supply is input to the motor control circuit unit before the speed command signal, the air conditioner that stops the motor when the rotation speed of the fan detected by the rotation speed detection unit is equal to or higher than a predetermined value. Machine.
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