JPH03261395A - 空気調和機の保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は空気調和機の保護装置に関するものであり、特
に、可変周波数の交流電力を供給する電力変換装置を備
える空気調和機の保護装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の空気調和機の保護装置として、例えば、
特開昭６３−２２８９１６号公報に掲載の技術を挙げる
ことができる。

第５図は従来の空気調和機の保護装置を示す基本構成図
、第６図は従来の空気調和機の保護装置の比較部を示す
回路図である。

第５図において、（１）は三相交流電源、（２）は前記
三相交流電源（１）の交流電力を直流に整流して出力す
るダイオード群で構成された整流部、（３）は前記整流
部（２）に並列に接続されて出力を平滑する平滑コンデ
ンサ、（４）は前記整流部（２）の出力する直流電力を
所要の周波数の交流電力に変換するトランジスタ群で構
成されたスイッチ部、（５）は前記スイッチ部（４）の
出力する交流電力によって駆動する圧縮機である。この
圧縮機（５）は室内を所要温度の快適空間に空調する空
気調和機に配設されているものである。

（２１）は前記三相交流電源（１）と整流部（２）の間
に挿着されて、前記整流部（２）に流入する電流を検出
する相電流検出部である。この相電流検出部（２１）は
３相の内の２相に各々設けられたものである。また、前
記相電流検出部（２１）はダイオードブリッジ回路を有
して、検出した電流を直流電圧に変換して出力するもの
である。（２２）は前記相電流検出部（２１）の出力す
る各々の直流電圧を比較して差を算出する比較部である
。この比較部（２２）は前記相電流検出部（２１）の直
流電圧の差が所定の値を越えたとき異常信号を出力する
ものである。

（２３）は前記比較部（２２）の異常信号が入力される
動作制御部である。この動作制御部（２３）は前記スイ
ッチ部（４）のトランジスタ群にオン／オフの動作を行
なわせる制御信号を出力するものである。また、前記ス
イッチ部（４）は動作制御部（２３）の制御信号によっ
て、整流部（２）の出力する直流を所要の周波数の交流
電力に変換する動作を行なうものである。

第６図において、（２４）は前記相電流検出部（２１）
の出力する各々の直流電圧“ｅｌ”。

ｅ２”を取込んでその電圧差“ｅＯ”を出力するオペア
ンプ、（２５）は前記電圧差“ｅＯ”と比較される基準
電圧“Ｖ　ｒｅｆ”である。（２６）は前記オペアンプ
（２４）の電圧差“ｅＯ”と基準電圧“Ｖ　ｒｅｆ”を
取込んで比較し、その差が所定の値以上のとき異常信号
であるゲート信号を出力するコンパレータ（振幅比較回
路）である。

（２７）は前記動作制御部（２３）に電源を供給するト
ランジスタである。このトランジスタ（２７）は前記コ
ンパレータ（２６）の出力するゲート信号によってオフ
状態になるものである。

次に、上記のように構成された従来の空気調和機の保護
装置の動作について説明する。

三相交流電源（１）の出力する交流電力は整流部（２）
によって直流電力に変換されスイッチ部（４）に出力さ
れる。前記スイッチ部（４）は動作制御部（２３）の制
御信号に従って、整流部（２）が変換した直流電力を所
要の周波数の交流電力に変換して出力し圧縮機（５）を
駆動させるものである。

また、前記三相交流電源（１）と整流部（２）の間の２
相の各々に挿着された相電流検出部（２１）は、検出し
た相電流を各々直流電圧“ｅｌ”ｅ２”に変換してオペ
アンプ（２４）に出力する。

このとき、圧縮機（５）に欠相運転が発生していると、
三相交流電源（１）の各相に流れる電流値の平衡が崩れ
、相電流検出部（２１）の出力する直流電圧“ｅｌ”、
　　　ｅ２”の電圧差“ｅＯ”が大きくなり、コンパレ
ータ（２６）の一方の端子に入力される基準電圧“Ｖ　
ｒｅｆ””との比較においてその差が所定の値以上とな
る。このため、前記コンパレータ（２６）はゲート信号
を出力してトランジスタ（２７）をオフ状態にするもの
である。

これによって、前記動作制御部（２３）は電源の供給が
停止されて動作を停止するため、前記スイッチ部（４）
のトランジスタ群は全てオフとなって圧縮機（５）に対
する電力の供給を停止する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の空気調和機の保護装置は、上記のように構成され
ているから、三相交流電源（１）の３相の内２相に流れ
る電流を相電流検出部（２１）によって検出し、その差
が所定の値以上になったとき、動作制御部（２３）の制
御動作を停止させてスイッチ部（４）のトランジスタ群
をオフ状態にするものであった。

しかしながら、前記相電流を検出する相電流検出部（２
１）は、三相交流電源（１）の電源側に組込まれると共
に、検出した相電流を直流電圧に変換するものである。

このため、電流検出の高圧に対する配慮を必要とするも
のであると共に、直流電圧の変換は回路構成を複雑にす
るものである。

また、前記三相交流電源（１）の２相の相電流を検出比
較するため複数の相電流検出部（２１）を必要とするも
のであり不経済であった。

そこで、本発明は簡単な回路構成で欠相運転を検出する
経済的な空気調和機の保護装置の提供を課題とするもの
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかる空気調和機の保護装置は、直流を交流電
力に変換して圧縮機に出力させる電力変換の動作をオン
／オフ制御する。また、前記電力変換の動作によって流
れる電流を検出し、前記検出した電流の波形を整形する
。そして、前記波形整形された電流波形の周期を演算比
較し、その比較の結果が所定の値以上になるとき、電力
変換の動作を停止させるものである。

［作用］ 本発明においては、電力変換手段は、直流電力を交流電
力に変換して圧縮機に供給し、動作制御手段は、前記電
力変換手段の電力の変換の動作をオン／オフ制御できる
。また、電流検出手段は、前記電力変換手段に流入する
電流を検出し、波形整形手段は、前記電流検出手段の検
出する電流の波形を整形して出力し、周期演算手段は前
記波形整形手段の出力する波形の繰返し周期を演算して
比較できる。そして、動作停止手段は前記周期演算手段
の演算の結果に応じて電力変換手段の動作を停止させる
ことができる。

［実施例コ 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の空気調和機の保護装置を示
す基本構成図、第２図は本発明の一実施例の空気調和機
の保護装置の波形整形手段を示す回路構成図である。な
お、図中、従来例と同−符号及び同一記号は、従来例の
構成部分と同一または相当部分を示すものであるから、
ここでは、重複する説明を省略する。

第１図、第２図において、（４）は並列接続された複数
のダイオードとトランジスタによって構成された電力変
換手段である。この電力変換手段（４）は可変周波数の
交流電力を供給して圧縮機（５）を駆動するものである
。

（６）は前記電力変換手段（４）に流入する電流を検出
する電流検出手段である。この電流検出手段（６）は前
記電力変換手段（４）と整流部（２）の間を接続する直
流母線の負側に配置されたものである。また、前記電流
検出手段（６）は電力変換手段（４）のトランジスタ及
びダイオードの過電流を検出する既設の電流検出器を併
用したものである。（７）は前記電流検出手段（６）の
出力を電圧波形として取込んでその波形を整形する波形
整形手段である。

（８）は前記波形整形手段（７）の出力する整形された
電圧波形の繰返し周期を演算しゲート信号を出力する周
期演算手段である。この周期演算手段（８）はマイクロ
コンピュータで構成されたものである。また、前記周期
演算手段（８）は電力変換手段（４）の出力する交流電
力の周波数が変更される毎に、波形整形手段（７）の出
力を取込んで演算するものである。更に、前記周期演算
手段（８）は波形の周期を演算した結果、波形の周期が
所定の値以上のときゲート信号の出力を停止するもので
ある。（９）は前記電力変換手段（４）のトランジスタ
にオン／オフの制御信号を出力する、上記従来例で説明
の動作制御部（２３）と同様に機能する動作制御手段で
ある。

（１１）は前記動作制御手段（９）の制御信号と周期演
算手段（８）のゲート信号が入力端子に加えられるアン
ドゲートで構成された動作停止手段である。この動作停
止手段（１１）は前記周期演算手段（８）のゲート信号
が加わっているとき、動作制御手段（９）の制御信号を
電力変換手段（４）に出力するものである。

第３図は、第２図に示される本発明の一実施例の空気調
和機の保護装置の波形整形手段（７）の各部の電圧波形
を示す電圧波形図である。

図において、　Ｖａ”は前記電流検出手段（６）の出力
の電圧波形、　ｖｂ”は“ｖ２”を抵抗とコンデンサで
形成されたフィルタに通した波形、ＶＣ”は“ｖｂ”に
バイアス電圧を加えた波形、ｖｄ”は“ｖｃ“をパルス
波に変換した波形であり、波形整形手段（７）の出力す
る電圧波形である。

次に、上記のように構成された本実施例の空気調和機の
保護装置の動作を第４図のフローチャートを用いて説明
する。

第４図は本発明の一実施例の空気調和機の保護装置の周
期演算手段（８）の動作の制御プログラムを示すフロー
チャートである。

空気調和機の圧縮機（５）が電力変換手段（４）の出力
によって正常に運転されているとき、電流検出手段（６
）は前記電力変換手段（４）に流入する電流を検出して
波形整形手段（７）に出力する。前記波形形成手段（７
）は電流検出手段（６）の出力を波形整形して、検出さ
れた電流の波形と同一の周期を有するパルス波“ｖｄ”
を出力するものである。そして、周期演算手段（８）は
、第４図のフローチャートのステップＳ１において、前
記波形整形手段（７）の波形整形したパルス波ｖｄ”を
取込んでその繰返し周期“τ”を演算するものである。

前記演算される繰返し周期“τ”は前記電力変換手段（
４）の出力周波数“ｆｏとの間に「τ−１／６ｆＪの関
係があり、また、前記圧縮機（５）が欠相運転状態にな
ったときは「τ−１／２ｆＪになることが判明している
。そこで、この例においては、「（欠相運転時の周期１
／２ｆ十正常運転時の周期１／６ｆｌ　／２＝１／３ｆ
Ｊとし、ｒｌ／３ｆ＝２τ」であるから、ステップｓ２
において「τ〉２τ」を条件として欠相運転の有無を判
定させる。

前記ステップＳ２の判定において、ステップＳ１で演算
した繰返し周期“τ”が「τ〈２τ」のときは、欠相運
転無しとして、ステップｓ３を処理しないでこのプログ
ラムを終了させ、圧縮機（５）の運転を続行させる。

また、同ステップＳ２において、「τ〉２τ」のときは
、圧縮機（５）の欠相運転であるとしてステップＳ３に
進み、動作停止手段（１１）に出力しているゲート信号
を停止させる。

動作停止手段（１１）は前記周期演算手段（８）のゲー
ト信号の停止によって出力側がオフ状態となり動作制御
手段（９）の制御信号の送出を停止する。これによって
、前記電力変換手段（４）はトランジスタを全てオフ状
態にし電力変換の動作を停止するものである。

このように、上記実施例の空気調和機の保護装置は、三
相交流電源（１）の交流出力を整流部（２）において直
流電力に整流し、前記整流部（２）の直流電力を、空気
調和機の圧縮機（５）を駆動する交流電力に変換して供
給する複数のダイオード及びトランジスタからなる電力
変換手段（４）と、前記電力変換手段（４）のトランジ
スタに制御信号を出力してオン／オフのスイッチング動
作を行なわせ、電力変換手段（４）の出力する交流電力
の周波数を可変制御する動作制御手段（９）と、前記整
流部（２）及び電力変換手段（４）を接続する直流母線
の負側に挿着し、前記電力変換手段（４）に流入する電
流を検出する電流検出手段（６）と、前記電流検出手段
（６）の出力を電圧波形“Ｖａ”として取込んでこれを
整形し、同一の周期を有するパルス波“ｖｄ”に変換し
て出力する波形整形手段（７）と、前記波形整形手段（
７）の出力するパルス波“ｖｄ”の繰返し周期″τ”を
演算し、その演算結果が“２τを越えるとき、欠相運転
である旨の判断を行ない、ゲート信号の出力を停止する
周期演算手段（８）と、入力端子に前記周期演算手段（
８）のゲート信号と動作制御手段（９）の制御信号が加
えられ、出力側から前記動作制御手段（９）の制御信号
を電力変換手段（４）に送出し、前記周期演算手段（８
）のゲート信号が停止されたとき出力側をオフとして制
御信号の送出を停止し、電力変換手段（４）の全てのト
ランジスタの動作をオフ状態にするアンドゲートで構成
された動作停止手段（１１）を備えるものである。

したがって、上記実施例は、電流検出手段（６）におい
て検出した電力変換手段（４）に流入する電流の波形の
周期“τ”が所定の値“２τ”以上であるとき、動作制
御手段（９）の出力の伝達を停止させ、前記電力変換手
段（４）の全トランジスタをオフ状態にするものである
。このため、上記従来例と同一の保護機能の効果を有す
ると共に、欠相運転の判断は直流母線から検出した波形
の周期で行なうものであるから検出性能が良くなる。

また、前記電流検出手段（６）は直流母線に配設された
電力変換手段（４）のトランジスタの過電流を検出する
既設の電流検出器を併用できるものである。したがって
、前記電流検出手段（６）の増設及び増設に伴う設置工
事の必要がないと共に、交流を直流に変換するダイオー
ドブリッジ等の変換回路が必要ないのに加えて、電流検
出手段（６）は単数の使用で良い。このため、性能の高
い保護装置を安価に構成でき経済的である。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の空気調和機の保護装置は、直流
電力を交流電力に変換し空気調和機の圧縮機に供給する
電力変換手段と、前記電力変換手段の電力変換の動作を
オン／オフ制御する動作制御手段と、前記電力変換手段
に流入する電流を検出する電流検出手段と、前記電流検
出手段の出力を波形整形する波形整形手段と、前記波形
整形手段の出力の波形周期を演算する周期演算手段と、
前記周期演算手段の出力に応じて電力変換手段の動作を
停止させる動作停止手段を備えるものであるから、圧縮
機の欠相運転の判断は、直流母線に既設の電力変換手段
の過電流を検出する一つの電流検出手段を使用し、前記
電流検出手段の検出した波形の周期を算出して行なえる
。したがって、電流検出手段の設置工事を行なう必要が
ないと共に交流を直流に変換する変換回路を必要としな
いため、回路構成が簡単で、性能の高い保護装置を安価
に構成でき経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の空気調和機の保護装置を示
す基本構成図、第２図は本発明の一実施例の空気調和機
の保護装置の波形整形手段を示す回路構成図、第３図は
本発明の一実施例の空気調和機の保護装置の波形整形手
段の各部の電圧波形を示す電圧波形図、第４図は本発明
の一実施例の空気調和機の保護装置の周期演算手段の動
作の制御プログラムを示すフローチャート、第５図は従
来の空気調和機の保護装置を示す基本構成図、第６図は
従来の空気調和機の保護装置の比較部を示す回路図であ
る。 図において、 ４：電力変換手段　　　６：電流検出手段７：波形整形
手段　　　８：周期演算手段９：動作制御手段　　１１
：動作停止手段である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。 第１図 ４：電力変換手段 ６：電流検出手段 １１：動作停止手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流電力を交流電力に変換し空気調和機の圧縮機に供給
   する電力変換手段と、 前記電力変換手段の電力変換の動作をオン／オフ制御す
   る動作制御手段と、 前記電力変換手段に流入する電流を検出する電流検出手
   段と、 前記電流検出手段の出力を波形整形する波形整形手段と
   、 前記波形整形手段の出力の波形周期を演算する周期演算
   手段と、 前記周期演算手段の出力に応じて電力変換手段の動作を
   停止させる動作停止手段と を具備することを特徴とする空気調和機の保護装置。