CN109642884A - 静电电容检测装置以及功率转换装置 - Google Patents

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Abstract

静电电容检测装置包括：电极对，所述电极对由配置在将制冷剂压缩的压缩机的内部的一对电极构成；电容器，所述电容器与电极对串联连接；逆变器，所述逆变器的驱动压缩机的动力线之一与由电极对和电容器串联连接而成的构件的一端连接，所述逆变器驱动压缩机；以及电压检测部，所述电压检测部测量电极对的电极间的电压。

Description

静电电容检测装置以及功率转换装置
技术领域
本发明涉及一种主要将装置内的液体的状态，例如用在空调机或冷冻机等中的压缩机(compressor)的内部的油的状态作为静电电容的值进行检测的装置。
背景技术
用在空调机或冷冻机中的压缩机利用电能使电机等机械零件进行动作，从而将气体(制冷剂)压缩而转换为气体的能量。作为使气体压缩的容积式压缩机构，有涡旋型和回转型等，但任一种机构都是由极精巧的互相摩擦并组合而成的机械零件构成，通过使机械零件进行动作而将制冷剂压缩。因此，在容积式压缩机的零件相互的间隙内一定需要润滑用的油(冷冻机油)。结果，在压缩机的内部，冷冻机油和制冷剂必然同在。
压缩机在将制冷剂压缩的这一机构上，全部或一部分为高压容器。通常成为将电机以及涡旋等容积式压缩机配置在高压容器内的构造。在该容器的内部经常蓄积有规定量的冷冻机油，通过使冷冻机油在压缩机构造的内部循环，健全地保持通过将制冷剂压缩而发生互相摩擦的压缩装置部分的机械性的动作。也就是说，冷冻机油在压缩机内正常地循环会大幅地影响压缩机动作的可靠性。
另一方面，由于压缩机是将制冷剂压缩的装置，所以制冷剂在压缩机的内部循环。在压缩机的内部，冷冻机油和制冷剂同在，根据情况的不同相互混合。制冷剂通过容积式压缩机自压缩机排出，届时，一部分的冷冻机油也同时排出。结果，不仅制冷剂在空调机的制冷剂回路内循环，冷冻机油也在空调机的制冷剂回路内循环。因此，根据情况的不同，压缩机内的冷冻机油的量有时枯竭，压缩机的机械性健全性产生问题(油枯竭检测)。另一方面，当压缩机内的冷冻机油变得太大量，油的液面升高而与电机的旋转部分发生干扰时，成为使旋转机的效率下降的主要原因。因而，最好将压缩机内的冷冻机油的量管理为适量(油面检测)。
另外，在压缩机内，制冷剂为在一定程度上溶解于冷冻机油的状态。当冷冻机油的制冷剂溶解量过多时，对油期待的润滑性受到影响，无法维持容积式压缩机的健全性。另外，过度地溶解有制冷剂的油有以下的危险性，即，当温度上升时，制冷剂突然蒸发而急剧地减量。因此，知道在冷冻机油的内部溶解了多少程度的制冷剂在压缩机的运用上也是极为重要的(制冷剂浓度检测)。例如在专利文献1中公开了一种技术，该技术在压缩机底部设置电极，通过检测该电极的静电电容而测量油的液面以及与制冷剂的混合状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平02-291484号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，也有压缩机为压力容器的情况，难以检测该压缩机的内部的状态。在上述的专利文献1那样的机构的情况下，电极间的静电电容极其微小，为数pF～数十pF左右，另一方面，在压缩机上部，电机旋转而发出电气性的噪声。从该噪声中准确地测量微小的静电电容是极其困难的。
本发明是为了解决所述那样的课题而做成的，目的在于提供一种即使是具有电机等电动机的装置，也能高精度地检测内部的液体的状态的静电电容检测装置以及功率转换装置。
用于解决课题的方案
本发明的静电电容检测装置包括：电极对，上述电极对由配置在将制冷剂压缩的压缩机的内部的一对电极构成；电容器，上述电容器与上述电极对串联连接；逆变器(日文：インバータ)，上述逆变器的驱动上述压缩机的动力线的1条即第一动力线与由上述电极对和上述电容器串联连接而成的构件即测量对象部的一端连接，上述逆变器驱动上述压缩机；以及电压检测部，上述电压检测部测量上述电极对的电极间的电压。
另外，本发明的另一静电电容检测装置包括：电极对，上述电极对由液体收纳容器所具备的一对电极构成；电容器，上述电容器与上述电极对串联连接；逆变器，上述逆变器的对装置进行驱动的动力线连接于由上述电极对和上述电容器串联连接而成的构件的一端；液体，上述液体蓄积在上述液体收纳容器中，使用在由上述逆变器驱动的上述装置中；以及电压检测部，上述电压检测部测量上述电极对的电极间的电压。
另外，本发明的功率转换装置包括：电极对；电容器，上述电容器与上述电极对串联连接；电压检测部，上述电压检测部检测上述电极对的电极间的电压；压缩机，上述压缩机在内部配置有上述电极对；以及逆变器，上述逆变器的动力线的1条连接于由上述电极对和上述电容器串联连接而成的构件的一端，上述逆变器驱动上述压缩机。
发明效果
采用本发明的静电电容检测装置以及功率转换装置，能够利用电容器对液体收纳容器内的电极对外加逆变器动力线的交流电压。由此，静电电容检测装置以及功率转换装置对形成在电极对间的静电电容进行检测，所以能以简便的结构不被逆变器的噪声影响地进行高精度的检测。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的静电电容检测装置以及功率转换装置的设置结构的图。
图2是说明逆变器的PWM动作的图。
图3是表示作为本发明的实施方式1的检测的原理的等效电路的图。
图4是表示本发明的实施方式2的检测电路的结构例的图。
图5是表示本发明的实施方式3的静电电容检测装置的设置结构的图。
图6是表示本发明的实施方式4的静电电容检测装置的局部结构的图。
图7是表示本发明的实施方式5的静电电容检测装置的设置结构的图。
图8是表示本发明的实施方式6的静电电容检测装置的设置结构的图。
图9是表示本发明的实施方式7的静电电容检测装置的设置结构的图。
图10是表示本发明的实施方式8的静电电容检测装置的设置结构的图。
图11是表示本发明的实施方式9的静电电容检测装置的设置结构的一例的图。
图12是表示本发明的实施方式9的静电电容检测装置的设置结构的另外的一例的图。
图13是表示本发明的实施方式11的静电电容检测装置的设置结构的图。
图14是表示本发明的实施方式11的控制部所存储的油的介电常数-制冷剂浓度关系的温度依赖性的图。
图15是表示本发明的实施方式13的静电电容检测装置的设置结构的图。
图16是表示本发明的实施方式14的静电电容检测装置以及功率转换装置的设置结构的图。
图17是表示作为本发明的实施方式14的检测的原理的等效电路的图。
图18是表示本发明的实施方式15的静电电容检测装置以及功率转换装置的设置结构的图。
图19是表示作为本发明的实施方式15的检测的原理的等效电路的图。
图20是表示本发明的实施方式16的静电电容检测装置以及功率转换装置的设置结构的图。
图21是表示作为本发明的实施方式16的检测的原理的等效电路的图。
图22是表示本发明的实施方式17的静电电容检测装置的与动力线的连接状态的图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的静电电容检测装置以及功率转换装置的设置结构的图。在图1中表示作为负载装置的一例的压缩机50、驱动压缩机50的倒相电路(日文：インバータ回路)以及本发明的静电电容检测装置1的检测电路部分，它们构成功率转换装置100。
倒相电路通常自单相或三相的交流电源31接受电力，经由由整流电路33、升压电路34以及平滑电容器35等构成的转换器电路32生成DC电压。整流电路33是对三相交流电源31的交流电压进行整流的AC-DC转换器，由将例如6个的二极管桥接而成的3相全波整流器构成。整流电路33将整流后的电压输出到升压电路34。升压电路34是变压为任意的电压的DC-DC转换器，例如由升压斩波电路构成。升压电路34使利用整流电路33整流后的电压变压而输出该电压。也可以根据作为目标的输出而省略升压电路34。平滑电容器35例如由电解电容器构成，使自升压电路34输出的输出电压平滑化。
在转换器电路32生成的DC电压(以下称为母线电压)利用逆变器36转换为交流，外加于压缩机50内的电机54。将DC电压的正侧的线称为P型母线LBp，将负侧的线称为N型母线LBn。将逆变器36的输出线也就是压缩机的输入线的电缆称为动力线LPu、LPv、LPw。逆变器36由多个开关元件构成。开关元件使用例如IGBT(Insurated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)或MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor，金氧半场效晶体管)元件等。
压缩机50主要由电机54和利用该电机54进行旋转驱动的容积式压缩机55构成。在图1中，作为容积式压缩机55，表示涡旋型压缩机。也可以是回转型或往复型等其他方式的压缩机。压缩机50自吸入口52吸入制冷剂，利用容积式压缩机55将所吸入的制冷剂压缩而自排出口53排出。电机54由固定于压缩机50的外壳壳体51的定子和位于中心的转子构成。在转子的下部分存在有油吸入口，该油吸入口用于吸入冷冻机油56而使冷冻机油56在压缩机50的容积式压缩机55等各部分循环。
在压缩机50像图1那样为纵向的情况下，冷冻机油56蓄积在压缩机50的下部分，该油自油吸入口被吸入而在压缩机50的内部循环。该冷冻机油56的油面的位置在油量的管理上是重要的。另外，将蓄积作为检测对象的液体的容器称为液体收纳容器，在实施方式1中，外壳壳体51相当于液体收纳容器。
以浸泡于该冷冻机油56的形式配置有电极对2。这里，电极对2的目的在于测量电极间的静电电容，设想是平行地配置有两片金属板而成的电极对。只要不妨碍压缩机的动作即可，两片金属板在原理上可以为任意形式。以下，将这两片电极称为电极F和电极G。
电极F的电位经由电缆和玻璃端子T2被引出到外部。在动力线与自电极F引出的端子之间设置有测量用电容器3。这里，在通常的三相电机的情况下，存在3条动力线(LPu、LPv、LPw)，其中随便哪一条(例如LPu)为三条中的任一条。另一方面，电极G与接地电位连接。压缩机50的外壳壳体51通常接地，所以电极G与例如压缩机50的外壳壳体51连接。在图1中，电极G的电位在被玻璃端子T2引出到外部后接地，但也可以在压缩机50的内部连接，在该情况下，只要具有F电极用的玻璃端子即可，玻璃端子变得不必要。
利用该结构将电极F与压缩机50的外壳壳体51也就是接地电位之间的电压输入到电压测量电路。在图1中，在前阶段表示用于将测量电压设为适合检测的较低电压的分压电路22以及用于变换测量系统的电位的绝缘放大器(日文：絶縁アンプ)24。
另外，在图1的电路中，作为测量对象，以能够切换电极F的电位与动力线LPu的电位的方式设置有继电器4。该电路以测量电极F与电极G间的静电电容为目的。以下说明测量原理。
首先说明逆变器36的动作。在利用逆变器36驱动电机54的情况下，最好使尽量接近于正弦波的电流流过电机54。但是，由于逆变器36利用IGBT等开关元件接通/断开电压，所以例如在像图1那样的元件结构的情况下，只能输出P型母线LBp和N型母线LBn中的任一条的电位。另一方面，逆变器36能以远高于电机54所需的频率(100kHz等)的频率(数kHz等)进行开关。因此，通过细致地反复进行逆变器36的开关，改变逆变器的脉冲宽度，能够获得接近于正弦波的输出。将此称为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制。利用未图示的逆变器控制部控制逆变器36。
图2是说明逆变器的PWM动作的图。图2表示PWM控制的情形。想要输出的是正弦波的电压波形(指令值)，但由于无法输出这种电压波形，所以如图2所示地一边改变细的脉冲的宽度一边输出电压。能够利用该电压波形使接近于正弦波的电流流动。也就是说，正弦波的电流在电机54中流动，逆变器36的电压为高频脉冲的连续。
接着说明用于测量静电电容的原理。图3是表示作为本发明的实施方式1的检测的原理的等效电路的图。Cx是电极F和电极G构成的静电电容也就是测量对象，Cd是设置在电极F与逆变器动力线之间的测量用电容器3的静电电容。电极G与外壳壳体51连接，也就是对地连接。继电器4切换V0和Vx并利用电压测量装置15对此测量。
左侧的交流电源表示逆变器动力线的电位变动。如利用图2所述的那样，逆变器36的输出电压利用PWM控制而高频地变动。该高频的变动成分外加于串联地设置有测量用电容器3和电极对2的两端。也就是说，交流电压外加于测量用电容器3与电极对2的串联连接的两端并被测量用电容器3分压。以下，将使测量用电容器3与电极对2串联连接而成的构件称为测量对象部8(参照图3)。此时，若求出分压前的电压V0和分压后的电压Vx的值(例如交流的振幅)，则能够根据以下式子算出Cx的值。
算式1
实际上，电极对2的被测量的静电电容并联地含有很多寄生电容Cs。在该情况下，式子(1)的左边准确地说是测量Cx+Cs。寄生电容Cs起因于装置的构造，所以在预先评价寄生电容Cs的值时，能够根据式子(1)求出电极对2的静电电容Cx的值。
如上所述，在实施方式1中，静电电容检测装置1包括电极对2、测量用电容器3、电压检测部21、压缩机50和逆变器36，上述电压检测部21检测电极对2的电极间的电压，上述压缩机50在内部设置有电极对2，上述逆变器36驱动压缩机50。并且，测量对象部8的一端与驱动压缩机50的逆变器36的动力线(例如动力线LPu)连接。由此，静电电容检测装置1能够利用测量用电容器3对压缩机50内的电极对2外加逆变器动力线的交流电压，从而对形成在电极对2间的静电电容进行检测。
另外，在静电电容检测装置1中，电极对2也可以设置于压缩机50以外的液体收纳容器。由此，静电电容检测装置1通过利用测量用电容器3对液体收纳容器内的电极对2外加逆变器动力线的交流电压，能对形成在电极对2间的静电电容进行检测。例如，检测电极对2间的液体的状态(是否有油或者是否被液体介质稀释)。
另外，静电电容检测装置1包括对测量对象部8两端的电压进行检测的电压检测部21，基于电极对2的电极间的电压和测量对象部8两端的电压，检测电极对2的静电电容。由此，静电电容检测装置1能够根据检测到的两个电压值，使用上述的式子(1)对形成在电极对2间的静电电容进行检测。
另外，测量对象部8的另一端接地。由此，在使电极的单侧接地时，能使电流自动力线经由测量用电容器3以及电极对2对地地流动，利用这样产生的电流检测电极间的静电电容。
另外，逆变器36被进行PWM控制。由此，动力线体现高频成分。该高频成分适于静电电容的测量。
另外，静电电容检测装置1包括切换机构(例如继电器4)，该切换机构在电极对2的电极间的电压Vx与测量对象部8两端的电压V0之间切换电压检测部21的检测对象。由于静电电容的测量需要电极F的电位和动力线的电位，所以能够通过设置继电器4而利用1个电压检测部21检测两者的电位。
另外，在实施方式1中，说明了静电电容检测装置1检测压缩机50内的油、制冷剂或者油与制冷剂的混合液的状态，但检测对象并不限定于此。例如也能应用于由逆变器驱动的空调机所具备的接收器罐(日文：レシーバタンク)或储液器(日文：アキュムレータ)。另外，能在由逆变器驱动的装置所用的油箱等液体收纳容器中应用静电电容检测装置1来进行液面检测。另外，在检测对象为混合液的情况下，静电电容检测装置1也能进行浓度的检测。
实施方式2.
接下来，关于检测电路，进行少许具体的说明。电压检测部21将输入高频的交流电压波形而检测该交流电压波形的振幅作为目的。例如在图4中表示该结构的一例。自图4的左侧输入的交流信号首先被通到检测侧整流电路23，转换为单极也就是不变动为正负地只转换为正极性或负极性的信号。利用分压电路22将该电压转换为适于IC等元件的较低的电压。利用分压电路22转换后的电压被输入绝缘放大器24。设想检测电路20的电位与装置的控制系统的电位不同而设置了绝缘放大器24，但在检测电路20的电位与装置的控制系统的电位相同时，不必设置绝缘放大器24。来自绝缘放大器24的输出随后根据需要被放大器25放大，经由低频滤波器21a输入到控制系统的电压检测部21。低频滤波器21a用于将起因于逆变器开关的高频消除，可以认为本来想要看的现象是油内的制冷剂的浓度等的变化的时间常数充分长。因此，最好使滤波器的频率充分低，为例如数Hz等，并使检测时间充分长，为例如1秒等，进行平均化处理，从而提高检测精度。
在图4中，接着检测侧整流电路23设置有分压电路22，例如逆变器动力线被外加与逆变器36的母线电压相同程度的电压，所以检测电压通常施加100V以上的电压。因此，在图4的结构中，检测侧整流电路23需要与此相应的耐压。例如在使用二极管的半波整流或全波整流的情况下，将检测侧整流电路23设为较高的耐压是比较容易的。另一方面，当在检测侧整流电路23使用运算放大器等的模拟信号处理或者使用数字信号处理的情况下，难以利用较高的电压进行信号处理，所以最好在分压电路22之后设置检测侧整流电路23。
该检测电路20的输入阻抗主要由分压电路22决定。检测电路20的输入阻抗需要充分地高于检测对象也就是电极F和电极G构成的电容器或测量用电容器3的阻抗。虽然也取决于电极的构成方法，但当在压缩机50内构成电极F以及电极G，并在内部设置油能流动的程度的间隙(例如1mm以上)地构成了电容器的情况下，该电容器的静电电容充其量也不过10pF～数十pF。逆变器的PWM的频率多为数kHz，所以电极F和电极G构成的电容器的阻抗成为10MΩ～数十MΩ。因而，分压电路22的阻抗需要至少为该值以上，例如为100MΩ以上的值。
这里，在实施方式1中，说明了将被进行了PWM控制的逆变器应用于本发明，这是因为，在PWM控制的情况下，逆变器36的开关频率(载波频率)变得非常高。也能在不是PWM控制的逆变器中应用本发明，但在该情况下，根据以上的讨论，当逆变器的开关频率较低时，电极F和电极G构成的电容器的阻抗升高，因此需要以充分高的阻抗构成检测系统。
如上所述，在实施方式2中，静电电容检测装置1包括电极对2和测量用电容器3，上述电极对2由液体收纳容器(例如压缩机50的外壳壳体51)所具备的一对电极构成，上述测量用电容器3与电极对2串联连接。此外，静电电容检测装置1包括逆变器36、液体(例如冷冻机油56)和电压检测部21，上述液体蓄积在液体收纳容器中，使用在由逆变器36驱动的装置中。逆变器36的对装置(例如压缩机50)进行驱动的动力线或母线与由电极对2和测量用电容器3串联连接而成的构件(测量对象部8)的一端连接。并且，电压检测部21测量电极对2的电极间的电压。
由此，与实施方式1同样，静电电容检测装置1利用逆变器动力线的交流电压，通过利用测量用电容器3对压缩机50内的电极对2外加该交流电压，能对形成在电极对2间的静电电容进行检测。例如，检测电极对2间的油的状态(是否有油以及是否被液体介质稀释)。
实施方式3.
图5是表示本发明的实施方式3的静电电容检测装置的设置结构的图。该检测方法的原理在于，使作为静电电容传感器的电极与在电容上明确的电容器串联连接，对该串联连接的两端外加交流电压，从而测量电极间的静电电容。在图1中，使测量用电容器3与动力线LPu连接，并使电极对2的单端(电极G)对地连接，但例如像图5那样地使测量用电容器3对地连接并使电极对2与动力线LPu侧连接，也能实现同样的检测。
如上所述，在实施方式3中，静电电容检测装置1包括电极对2和测量用电容器3，上述电极对2由液体收纳容器(例如压缩机50的外壳壳体51)所具备的一对电极构成，上述测量用电容器3与电极对2串联连接。另外，静电电容检测装置1包括逆变器36、电压检测部21和液体(例如冷冻机油56)，该液体蓄积在液体收纳容器中，使用在由逆变器36驱动的装置中。逆变器36的对装置(例如压缩机50)进行驱动的动力线与由电极对2和测量用电容器3串联连接而成的构件即测量对象部8的一端连接。并且，电压检测部21测量电极对2的电极间的电压。
由此，与实施方式1同样，静电电容检测装置1利用逆变器动力线的交流电压，通过利用测量用电容器3对压缩机50内的电极对2外加该交流电压，能对形成在电极对2间的静电电容进行检测。例如，检测电极对2间的油的状态(是否有油以及是否被液体介质稀释)。
实施方式4.
图6是表示本发明的实施方式4的静电电容检测装置的局部结构的图。那么，在图1那样的电路连接也就是电极G与外壳壳体51连接而成为接地电位的情况下，电极的单侧与外壳为相同电位，所以能将外壳壳体51本身作为电极G。也就是说，能够例如像图6那样，在压缩机50内只构成电极F，使该电极F与外壳内壁51a夹着狭窄的缝隙而相对，从而与外壳内壁51a之间构成电容器。在该情况下，不仅能将电极的引出削减为一条，而且能大幅地简化电极的结构，在压缩机50内的狭窄空间构成面积较大的电极。电极的面积与由电极F和电极G构成的电容器的电容器电容成比例，电极的面积越大，越能提高检测精度。
如上所述，在实施方式4中，电极对2的电极中的1个(电极G)由液体收纳容器(例如外壳壳体51)构成。由此，由于电极的单侧为壳体本身，所以电极的构造变得简单，增加电极面积也变得容易。
实施方式5.
图7是表示本发明的实施方式5的静电电容检测装置的设置结构的图。在本发明中，使用式子(1)求出静电电容Cx的值，所以需要检测电压V0与电压Vx的振幅的值。在图1中，为了分别进行电压Vx的检测和电压V0的检测，继电器4相对于1个检测电路20切换检测对象。在本结构的情况下，具有只设置1个检测电路20即可的优点，但在切换的前后电压V0的值发生较大的变化、或者电压V0包含长期变动的情况下等，有时无法准确地测量。为了解决这些问题，例如有像图7那样将电极对2的电极间的电位差和测量对象部8的两端的电位差分别单独地输入到多个检测电路20a、20b中，利用电压检测部21测量各电压的方法。在上述这样的电压测量装置15中，需要两个检测电路20a、20b，但不需要继电器4，能够相对于电压V0的变动进行稳定且高精度的检测。
如上所述，在实施方式5中，静电电容检测装置1进一步包括第1检测电路(检测电路20a)和第2检测电路(检测电路20b)，电极对2的电极间的电位差Vx输入到上述第1检测电路中，由电极对2与测量用电容器3串联连接而成的构件的两端的电位差V0输入到上述第2检测电路中。并且，电压检测部21检测被输入到第1检测电路中的电极对2的电极间的电位差Vx和被输入到第2检测电路中的测量对象部8的两端的电位差V0。由此，静电电容的测量需要电极F的电位和动力线的电位，通过分别设置另外的检测机，能够不受长时间的电位变动的影响地进行稳定的测量。
实施方式6.
图8是表示本发明的实施方式6的静电电容检测装置的设置结构的图。也能考虑图8那样的方法。该方法检测逆变器36的母线电压的值来代替电压V0的检测。如图2所示，输出到逆变器动力线的电压的振幅基本上为逆变器母线电压。因而，若预先测量逆变器36的母线电压，则能够根据其值推测电压V0。逆变器36的母线电压在进行逆变器36的控制的方面是重要的，所以多在用于逆变器36的控制的目的上被检测并由控制电路进行把握。
如上所述，在实施方式6中，静电电容检测装置1包括检测逆变器36的母线的电位的电压检测部21，基于电极对2的电极间的电压和逆变器36的母线的电位检测电极对2的静电电容。由此，静电电容的测量需要电极F的电位和动力线的电位双方，由于动力线的变动幅度对应于逆变器36的母线电压，所以静电电容检测装置1在利用另外的方法检测逆变器母线电压的情况下，能够延用母线电压。
实施方式7.
图9是表示本发明的实施方式7的静电电容检测装置的设置结构的图。如实施方式5所述，具有利用继电器4切换测量对象来测量电压V0、分别单独地测量电压V0、根据母线电压推测电压V0等若干的取得方法。因而，为了简单，在以下的实施例中考虑利用例如图8那样的方法测量电压V0，只着眼于电压Vx的测量方法来进行说明。
图9是电路结构与图1不同的例子。在图1中，电极F和电极G中的电极G与外壳壳体51即接地电位连接。在图9中，电极G与逆变器动力线的另外的1条连接。也就是说，电极F与测量用电容器3连接，测量用电容器3的另一端与逆变器动力线的例如V相LPv连接，电极G与逆变器动力线的V相LPv以外的例如W相LPw连接。在该情况下，图3的等效电路的左侧的交流电源对应于逆变器36的动力线的V相LPv和W相LPw之间的线路电压(日文：線間電圧)。逆变器动力线的线路电压成为图2的逆变器输出那样的电压，含有PWM的高频成分，所以依照图3的电路对该频率成分进行电容器分压，求出静电电容Cx。
在图1的结构中，使用逆变器动力线与接地电位之间的电压。在该情况下，逆变器36的中心电位的变动成分与逆变器36的输出电压重叠。逆变器的中心电位是逆变器的N型母线LBn或P型母线LBp与对地间的电位的变动，通常以交流电源的频率进行变动。因而，在图1的情况下，动力线的电位是在由逆变器36的开关引发的变动上加上交流电源的频率的中心电位的变动成分后得到的变动，该变动可能影响测量。
对此，在像图9那样地将逆变器动力线的线路电位(日文：線間電位)用于测量时，能够不受逆变器的中心电位的变动的影响地进行稳定且高精度的计量。
如上所述，在实施方式7中，逆变器36具有多个相的动力线，由电极对2和测量用电容器3串联连接而成的构件的一端与多个相的第一相(例如V相)连接，另一端与多个相的第二相(例如W相)连接。由此，通过使测量对象部8的两端分别与动力线的不同的相连接，将动力线的线路电压外加于测量用电容器3和电极对2，由此，静电电容检测装置1能够检测电极间的静电电容。在该情况下，具有不易接受逆变器36相对于对地的电位变动的影响的效果。
实施方式8.
说明电路连接的另外的方法。图10是表示本发明的实施方式8的静电电容检测装置的设置结构的图。图10表示同样使电极G与逆变器的N型母线LBn连接的例子。在该情况下，相当于图3的交流电源的是逆变器动力线(例如V相)相对于N型母线LBn的电位，具体而言，成为图中那样的三相逆变器的V相N侧的元件的两端电压(集电极-发射极电压)。该电压也不接受逆变器中心电位的变动，所以能与图9同样地进行稳定且高精度的检测。另外，在图10所示的结构的情况下，逆变器的控制电位多被取作N型母线电位，所以在检测电路中不需要绝缘放大器或绝缘电源等，有可能能够简化电路结构。
如上所述，在实施方式8中，由电极对2与测量用电容器3串联连接而成的构件(测量对象部8)的一端与逆变器36的动力线连接，另一端与逆变器36的母线(例如N型母线LBn)连接。由此，由逆变器36的开关而产生的交流电压外加于电极对2，由此能够检测电极间的静电电容。在该情况下，具有不易受到逆变器36相对于对地的电位变动的影响的效果。另外，具有使检测电路的电位成为N型母线电位的效果。
实施方式9.
图11是表示本发明的实施方式9的静电电容检测装置的设置结构的一例的图。图12是表示本发明的实施方式9的静电电容检测装置的设置结构的另外的一例的图。图11以及图12以图10的结构(将电极G取作N型母线电位的方式)为例，表示使来自压缩机50的检测线与检测电路20连接的方法。在本例中，虽以图10的结构为例，但采用图9的结构和图1的结构也能获得同样的效果。
在图11中，使来自电极F以及电极G的线与同轴电缆26连接并带来至检测电路20。在将检测电路20也配置于压缩机50的近处的情况下，检测信号的布线不成太大问题，但例如在将检测电路20设置于逆变器36的近处的情况下，需要一定程度的距离的电缆。但是，在因电缆的引拉或者构造上的问题等而使电缆间的静电电容变动时，该静电电容成为与图3的等效电路中的静电电容Cx并联地存在的寄生电容，影响检测精度。因此，特别需要使上述这样的起因于电缆的电容成分的变动尽量小。在像图11那样地在该电缆使用同轴电缆26时，即使移动同轴电缆26，在电极间并联地寄生的电容成分也不会变动，所以能够进行稳定的检测。
但是，同轴电缆26虽然使与外壳壳体51或结构物之间的寄生电容成分为最小，但电极F与电极G的两条电缆间的寄生静电电容比较大。这使静电电容Cx的检测精度下降。因此，例如在图12中，两条电缆由双股扭绞电缆27构成。同轴电缆的两条线间的寄生电容也充分小，并且在电缆的布线方面也能实现充分的稳定性。
如上所述，在实施方式9中，电极对2与电压检测部21经由同轴电缆26或双股扭绞电缆27连接。由此，通过在电极对2与电压检测部21的连接中使用同轴电缆26等，起因于电缆的寄生的静电电容成分被固定，所以能在静电电容检测装置1中进行高精度的检测。
实施方式10.
在实施方式10中，功率转换装置100以及静电电容检测装置1具有与图1同样的结构。例如在空调机的室外机中，在低温状态下使压缩机停止的过程中，产生制冷剂集中于压缩机50而使冷冻机油56内的制冷剂浓度升高的叫做制冷剂滞留(日文：冷媒寝込み)现象的现象。制冷剂滞留现象是制冷剂浓度的异常带给压缩机的动作不良影响的典型性的事例，该状态的检测也是本发明的目的之一。但是，在本发明中，利用图3的等效电路进行检测，成为其电源的是由逆变器36的开关而产生的交流电源。因而，为了进行检测，需要使逆变器36进行动作。也就是说，采用本发明的手法，无法在逆变器停止的过程中进行检测。
当在上述这样的起动时等压缩机50未进行动作的状态下进行本发明的检测的情况下，考虑使用束缚通电(日文：拘束通電)。束缚通电是以压缩机50无法运转的那样的条件对停止中的压缩机电机54的线圈进行通电的方法，能够通过束缚通电将压缩机50预热。例如在专利文献2(国际公开第2014/188566号)中公开了一种技术，该技术是通过将逆变器的载波频率为高于通常的频率，不使压缩机的电机旋转地只使高频的电流流动。在专利文献2的压缩机中，通过加热电机的线圈，将滞留有制冷剂的油加热，从而使制冷剂蒸发而能使油的状态接近于正常。当逆变器进行高频的开关时，能够进行根据本发明的检测，所以当在停止了电机54的旋转的状态下需要进行检测的情况下，进行该束缚通电即可。
以该压缩机50启动时的控制和束缚通电的利用为例，对使用了本发明的检测方法的控制的一例进行说明。在以往的技术中，在启动压缩机时，考虑到在油中大量地溶解(滞留)有制冷剂的危险性，在启动时实施进行一定时间的束缚通电等的控制。但是，在这样的控制中，由于在未发生滞留的情况下也进行一定时间的束缚通电，所以启动耗时。
对此，若应用本发明，则能够检测油中的制冷剂的浓度，所以能够进行以下这样的控制。也就是说，首先在起动了空调机的情况下，在使压缩机50进行动作之前考虑滞留的危险性而进行束缚通电。一边进行束缚通电，一边根据本发明检测制冷剂的浓度。当制冷剂的浓度达到正常值时，停止束缚通电而使压缩机50进行动作。通过进行这样的控制，将起动前的束缚通电的时间抑制为最小，大幅地缩短起动的时间。
如上所述，在实施方式10中，静电电容检测装置1在压缩机50停止压缩动作的状态下，自逆变器136对压缩机50外加比压缩动作中的PWM控制的频率高的频率的电压，进行电极间的电压的检测。由此，功率转换装置100外加使压缩机50无法旋转的那样的较高的频率，从而能够检测压缩机停止过程中的状态。
实施方式11.
图13是表示本发明的实施方式11的静电电容检测装置的设置结构的图。在实施方式11中，静电电容检测装置1构成为进一步包括温度传感器5和控制部10，从而能够检测浓度。另外，对具有与实施方式1相同的结构的部位标注与实施方式1相同的附图标记，省略对其说明。
图14是表示本发明的实施方式11的控制部所存储的油的介电常数-制冷剂浓度关系的温度依赖性的图。图14表示在冷冻机油56中溶解有制冷剂的情况下的介电常数的变化。该依赖性根据油或制冷剂的种类的不同而变化，所以图14只不过是一例。如本例所示，有时介电常数的制冷剂浓度依赖性具有较强的温度依赖性。在该情况下，为了测量制冷剂浓度，不仅需要介电常数的信息，也需要温度的信息。在该情况下，首先，预先将图11那样的数据以表格或近似式的形式存储于控制部10较佳。而且，考虑在根据从本发明的测量获得的静电电容测量介电常数后得到的结果的基础上，加之利用例如热电偶或热敏电阻等测量油的温度或者利用其他的方法推测油的温度，从而推测制冷剂的浓度的方法。
如上所述，在实施方式11中，压缩机50蓄积制冷剂溶解于油后形成的物质(例如冷冻机油56)，包括温度传感器5和控制部10，上述温度传感器5测量制冷剂溶解于油后形成的物质的温度，上述控制部10存储有油的介电常数以及制冷剂的介电常数的温度依赖性。控制部10基于温度依赖性、由温度传感器5测得的制冷剂溶解于油后形成的物质的温度和由电压检测部21测得的电压，检测制冷剂的浓度或油的浓度。由此，由于制冷剂的介电常数依赖于温度，所以静电电容检测装置1能在检测制冷剂浓度的情况下，根据温度校正制冷剂的介电常数，从而提高检测精度。
实施方式12.
本发明将检测压缩机50内的冷冻机油56的状态设为目的。说是状态的检测，但也有是否存在油(油枯竭探测)、油的液面处于哪一高度(油面探测)或者在油中溶解了多少程度的制冷剂(制冷剂浓度检测)等的目的。依据目的将静电电容传感器也就是电极对2设置于压缩机50内的哪一位置变得重要。例如在探测油枯竭的情况下，应使油面的高度位于与油的吸入口相同的那样的高度或稍高于吸入口。在进行油面探测的情况下，考虑配置沿高度方向较长的传感器或者沿高度方向分开为若干个的传感器。
另一方面，在想要检测制冷剂浓度的情况下，最好将传感器配置于压缩机50的底侧。例如在靠近油吸入口地配置了传感器的情况下，难以区别由油面变化导致的静电电容变化和由制冷剂浓度变化导致的静电电容变化。在将传感器配置于压缩机50的底侧的情况下，可以认为油面始终位于比其高的位置，并且作为传感器的电极对2完全浸在油中，所以能够不被油面的变化影响地只测量制冷剂浓度的变化。
另外，上述的讨论是关于像图1那样，压缩机50为立式并且油存积在电机之下的情况，关于压缩机变为横放的情况，当然需要进行传感器位置的与横放对应的设计。
如上所述，在实施方式12中，液体收纳容器是压缩机50的壳体，液体是制冷剂、油或制冷剂溶解于油后形成的物质中的任一种液体。将检测压缩机50内的油状态设为目的。在利用电动机驱动的压缩机50中，由于含有电动机构、油以及制冷剂，所以含有为了利用静电电容检测装置1检测液体状态而所需的要素。
实施方式13.
图15是表示本发明的实施方式13的静电电容检测装置的设置结构的图。在以上的实施方式中，说明了例如像图1那样使用动力线为三相的逆变器驱动电机的情况。本发明不仅能应用于动力线为三相的逆变器，也能应用于单相的逆变器、全桥式逆变器或半桥式逆变器等其他形式的逆变器。在图15中表示这样的一例。
3相交流电源31与逆变器136之间的电路结构以及静电电容检测装置1的结构是与以上说明的实施方式同样的结构，为了避免重复而省略说明。本实施方式的逆变器的结构以及被驱动的负载装置与以上说明的实施方式不同。
在图15中，单相的全桥逆变器驱动负载154。在三相逆变器的情况下，动力线为U相、V相、W相的3条，但在本实施方式的单相的逆变器136中，动力线LPu、LPv为U相、V相的两条。这里，负载装置150不是通常以三相驱动的电机等，而是例如感应加热器或臭氧化器等的交流负载。
另外，在利用单相的逆变器136或全桥式逆变器等驱动负载装置150的情况下，当在功率转换电路内为了升压或降压而生成交流电压的情况下，静电电容检测装置也能利用所生成的交流电压。在负载154以外，在负载装置150内部的液体收纳容器151的内部另外设置有检测负载装置150所使用的液体的状态的静电电容检测装置1。另外，在图15中，液体收纳容器151为设置在负载装置150的内部的结构，但也可以是设置在负载装置150的外部的结构。在图15中，静电电容检测装置1的电极对2的一电极与接地电位连接，另一电极经由测量用电容器3与两条动力线中的1条即LPv连接。
图15使图8的静电电容检测装置1应用了单相逆变器的动力线。与图8同样，利用测量用电容器3和静电电容检测装置1的电极对2对动力线与对地间的电压进行分压，从而能够知道静电电容的值。另外，同样的结构也能应用于如图9所示地利用两条动力线间的电位的情况，或者如图10所示地利用动力线与N型母线之间的电位的情况。
如上所述，在实施方式13中，静电电容检测装置1包括电极对2和测量用电容器3，上述电极对2由液体收纳容器151所具备的一对电极构成，上述测量用电容器3与电极对2串联连接。此外，静电电容检测装置1包括逆变器136、液体和电压检测部21，上述液体蓄积在液体收纳容器151中，使用在由逆变器136驱动的装置中。逆变器136的对装置(例如负载装置150)进行驱动的动力线或母线与由电极对2和测量用电容器3串联连接而成的构件(测量对象部8)的一端连接，电压检测部21测量电极对2的电极间的电压。
由此，静电电容检测装置1除应用于压缩机以外，也能应用于利用逆变器驱动的各种装置。与实施方式1同样，静电电容检测装置1利用逆变器动力线的交流电压，通过利用测量用电容器3对电极对2外加该交流电压，对形成在电极对2的电极间的静电电容进行检测。因而，静电电容检测装置1也能应用于液体收纳容器内的液面检测或混合液的浓度检测。
实施方式14.
图16是表示本发明的实施方式14的静电电容检测装置以及功率转换装置的设置结构的图。图17是表示作为本发明的实施方式14的检测的原理的等效电路的图。在实施方式14中，利用测量用电容器3和电极对2的各静电电容，对连结逆变器36与压缩机50的多条动力线LPu、LPv、LPw中的1条(例如动力线LPw)与对地间的交流电压进行分压，从而测量电极对2的静电电容。以下，对具有与实施方式1相同的结构的部位，标注与实施方式1相同的附图标记而省略说明。
另外，在实际的空调机中，动力线的电压波形带有各种各样的噪声，逆变器36的开关接近于大致矩形波。因此，急剧的电压上升使脉冲性的冲击电流在测量用电容器3以及电极对2中流动。
在图1所示的检测电路20中，测量对象的电压被进行电阻分压而输入到电压检测部21。在对上述这样的电阻分压电路外加了具有急剧上升的波形的电压的情况下，由电阻进行的分压有时因检测电路20的微小的寄生电容而不能良好地发挥功能。
因此，在实施方式14中，如图16以及图17所示，检测电路120包括分压用的多个电阻和分压用的多个电容器。具体而言，将第一电阻器41与第二电阻器42串联地连接而构成分压电路122，将检测电压分压。另外，第一电容器43或第二电容器44分别与第一电阻器41以及第二电阻器42并联地连接。以下，将第一电阻器41的电阻设为R1，将第二电阻器42的电阻设为R2，将第一电容器43的电容设为C1，将第二电容器44的电容设为C2。利用下述的式子(2)定义电路的分压比k。
算式2
第一电容器43具有缓和由电路的寄生电容导致的影响的作用。第二电容器44是电压的急剧上升部分，具有缓和因寄生电容以及电容C1而发生的检测电压变动的作用。在着眼于电容C1以及电容C2时，测量对象的电压被第一电容器43以及第二电容器44分压，所以电容器部分的分压比与由所述电阻进行的分压比k变得相等的条件用下述的式子(3)表示。
算式3
算式4
R1×C1＝R2×C2···(4)
当电容C1以及电容C2满足该条件时，理论上在所有的频率范围内以分压比k进行分压，所以检测到与输入检测电路120的波形相似形状的波形。在缓和与第一电容器43并联地存在的寄生电容的影响的意思上，作为电容C1的值，需要选择比与第一电容器43并联的寄生电容大的值。但由于第一电容器43与第二电容器44的串联电容与作为测量对象的电极对2的静电电容Cx并联，所以在电容C1的值过大的情况下，影响检测值。具体而言，电容C1的值适合是1pF～数十pF这样的大于寄生电容且小于Cx的值。
在决定了电容C1时，根据所述关系式(3)或关系式(4)决定电容C2。但是，考虑到与第一电容器43并联的寄生电容，准确而言，使分压用的电容器的分压比变得与所述k相等的条件下的电容C2的值大于由算式(4)算出的电容C2的值。因而，最好将第二电容器44的电容C2的值设定为大于由算式(4)施加的C2的值。
另外，在输入的开关波形的上升急剧并且分压电路122极准确地对输入波形进行了分压的情况下，分压后的检测电压波形也具有急剧的上升。在该情况下，需要利用高频特性佳的电路元件构成比分压电路122靠电压检测部21侧的检测电路。在该情况下，通过进一步将考虑寄生电容地设定的电容C2的值设定为较大，能使分压后的波形的上升延迟，从而不需要昂贵的宽频的电路元件。
如上所述，实施方式14的静电电容检测装置1包括分压电路122，该分压电路122由串联连接的第一电阻器41和第二电阻器42构成，与作为测量对象的电极对2并联地连接，将电极对2分压。另外，静电电容检测装置1包括与第一电阻器41并联地连接的第一电容器43和与第二电阻器42并联地连接的第二电容器44。
另外，第一电阻器41的电阻R1、第二电阻器42的电阻R2、第一电容器的电容C1以及第二电容器的电容C2满足R1×C1＝R2×C2的条件，更优选满足R1×C1<R2×C2的条件。
实施方式15.
如上所述，逆变器36的接近于矩形波的开关以及噪声成分的急剧的电压上升使脉冲性的冲击电流在测量用电容器3和电极对2中流动。为了去除上述这样的高频的成分，在图4中设置有低频滤波器21a，但最好预先在比检测电路20靠前的阶段，去除上述这样的高频的变动成分。
图18是表示本发明的实施方式15的静电电容检测装置以及功率转换装置的设置结构的图。图19是表示作为本发明的实施方式15的检测的原理的等效电路的图。在实施方式15中，静电电容检测装置1为了去除上述的高频的变动成分而包括滤波器用电阻器6。以下，对具有与实施方式1相同的结构的部位，标注与实施方式1相同的附图标记而省略说明。
如图18以及图19所示，测量对象部8的一端与动力线LPw连接，在动力线LPw与测量对象部8的测量用电容器3之间设置有滤波器用电阻器6。由此，由滤波器用电阻器6的电阻和测量用电容器3以及电极对2的静电电容构成一种低频滤波器。因而，急剧的高频成分被去除后的电压波形输入到测量对象部8的一端，所以在电压测量装置15中，能够减少由上述这样的高频成分导致的影响。另外，说明了测量用电容器3经由滤波器用电阻器6与W相的动力线LPw连接的情况，但也可以与V相的动力线LPv或U相的动力线LPu连接来代替与W相的动力线LPw连接。
使用电极对2的静电电容Cx和测量用电容器3的静电电容Cd，利用以下的式子(5)表示测量用电容器3与电极对2的合成静电容Cc。
算式5
如实施方式2所述，在合成静电容Cc为10pF～数十pF左右的情况下，测量对象部8的阻抗为数MΩ～数百kΩ。在滤波器用电阻器6的电阻值RL充分地大于测量对象部8的阻抗的情况下，动力线LPw的电压几乎被外加于滤波器用电阻器6，作为检测用的电压的测量对象部8两端的电压减小，不适合检测。另一方面，在滤波器用电阻器6的电阻值RL充分地小于测量对象部8的阻抗的情况下，不能充分地获得作为低频滤波器的效果。也就是说，作为滤波器用电阻器6的电阻值，最好为测量用电容器3与电极对2的合成静电容Cc的相同程度～该合成静电容Cc的1/100左右，优选为1/10左右的值。在将逆变器36的PWM的频率设为f的情况下，使用合成静电容Cc以如下方式表示上述这样的滤波器用电阻器6的电阻值RL的范围。
算式6
如上所述，实施方式15的静电电容检测装置1在电极对2与测量用电容器3之间、测量对象部8的一端以及测量对象部8的另一端中的至少一个位置，设置有滤波器用电阻器6。具体而言，滤波器用电阻器6也可以设置在电极对2与测量用电容器3之间的位置，或者设置在测量对象部8的一端与第一动力线(例如动力线LPw)之间的位置。或者，滤波器用电阻器6也可以设置在测量对象部8的另一端与接地电位点之间、测量对象部8的另一端与逆变器的母线之间或者测量对象部8的另一端与第二动力线(动力线LPu、LPv)之间的位置。
由此，静电电容检测装置1能够利用滤波器用电阻器6在比检测电路20靠前的阶段将起因于逆变器36的开关的高频的变动成分去除，从而能够减少对检测的影响。
实施方式16.
图20是表示本发明的实施方式16的静电电容检测装置以及功率转换装置的设置结构的图。图21是表示作为本发明的实施方式16的检测的原理的等效电路的图。在实施方式16中，静电电容检测装置1进一步包括辅助电容器7。以下，对具有与实施方式1相同的结构的部位，标注与实施方式1相同的附图标记而省略说明。
在实施方式15中，滤波器用电阻器6选择电阻值RL为和测量用电容器3与电极对2的合成静电容Cc的阻抗相同的程度或小于合成静电容Cc的阻抗的构件。但是，测量对象部8的静电电容具有数MΩ这样的较高的阻抗，串联地追加滤波器用电阻器6，由此使整体的静电电容进一步增大。结果，在设置了滤波器用电阻器6的情况下，在成为传感器的电极对2中流动的电流减小，检测可能变得困难。
那么，在实施方式16中，如图20所示，与利用测量用电容器3和电极对2构成的测量对象部8并联地设置有辅助电容器7。通过这样追加辅助电容器7，能使静电电容检测装置1增大测量对象部8与辅助电容器7的并联连接的合成电容，能降低滤波器用电阻器6的电阻值RL。结果，与实施方式15的情况相比，静电电容检测装置1能够改善检测的S/N(信号/噪声比)。
实施方式17.
在实施方式1中，测量用电容器3与电极对2直接连接，由测量用电容器3与电极对2串联连接而成的构件(测量对象部8)与动力线连接。在实施方式17中，说明测量用电容器3和电极对2与另外的两个电容器一同构成串联电路的情况。以下，对具有与实施方式1相同的结构的部位，标注与实施方式1相同的附图标记而省略说明。
图22是表示本发明的实施方式17的静电电容检测装置的与动力线的连接状态的图。压缩机50的外壳壳体51只图示了一部分。动力线LPu、动力线LPv以及动力线LPw与压缩机50连接。虽然未图示，但动力线LPu、动力线LPv以及动力线LPw与图1的情况同样与逆变器36连接。另外，电极对2配置在外壳壳体51的内部。
如图22所示，构成电极对2的电极F经由第1中继电容器201与动力线LPv连接。另一方面，电极G经由第2中继电容器202与测量用电容器3连接。另外，测量用电容器3与接地电位点或作为接地电位的外壳壳体51连接。这里，第1中继电容器201、电极对2、第2中继电容器202以及测量用电容器3构成一连串的串联电路200。以下，将利用电极对2、第2中继电容器202和测量用电容器3构成的部分称为串联电路200的测量对象部208，将利用第2中继电容器202和测量用电容器3构成的部分称为比较对象部209。
一连串的串联电路200的一端与动力线LPv连接，另一端与接地电位点或接地电位连接。在实施方式17中，串联电路200的另一端与接地电位点连接，但也可以与逆变器36的母线连接或与和动力线LPv不同相的动力线LPu或动力线LPw连接。
电压检测部21经由检测电路20与继电器4连接。继电器4在串联电路200中的测量对象部208两端的电位Va0与比较对象部209两端的电位Vay之间切换检测对象。这里，在测量用电容器3、第1中继电容器201以及第2中继电容器202使用知道电容的构件。第1中继电容器201以及第2中继电容器202可以为其他电路的一部分，或者也可以为传感器。另外，在串联电路200中也可以进一步含有电阻器。电阻器例如连接在测量对象部208与接地电位点之间。
并且，静电电容检测装置1通过检测串联电路200中的测量对象部208两端的电位差和从测量对象部208中去掉电极对2后得到的比较对象部209两端的电位差并进行比较，能够算出电极对2的静电电容。在实施方式17中，特别是计量了比较对象部209两端的电位差，所以静电电容检测装置1能够算出电极对2两端的电位差Vx，并且能够算出电极对2的电容，进一步算出电极对2的静电电容。
这样，在电极对2与测量用电容器3未直接地连接的情况下，通过构成一连串的串联电路200，静电电容检测装置1也能与实施方式1的情况同样地探测电极对2的静电电容。测量用电容器3和电极对2构成串联电路200，在串联电路200的一端连接逆变器36的动力线LPv，另一端与设置电位点、另外的相的动力线(例如动力线LPu或动力线LPw)或母线连接即可。利用上述这样的结构，静电电容检测装置1对含有电极对2以及比较对象部209的测量对象部208两端的电位差进行计量，从而计量比较对象部209的电位差。并且，静电电容检测装置1通过从测量对象部208的电位差中减掉比较对象部209的电位差，并与比较对象部209的电位差进行比较，能够算出电极对2的静电电容。
这里，也可以将测量对象部208设为电极对2，将比较对象部209设为1个测量用电容器3。另外，在串联电路200含有电阻器的情况下，电阻器也可以利用含有电阻器的连接线连接在线LPv与由第2中继电容器202和电极对2串联连接而成的构件之间。另外，电阻器也可以利用含有电阻器的连接线，连接在由第2中继电容器202和电极对2串联连接而成的构件与动力线LPw或动力线LPu、接地电位点或逆变器的母线之间。
另外，也能如以下这样地描述。电极对2与第2中继电容器202串联连接而成的构件的一端也可以不必一定利用导体与动力线LPv连接。即，在两者间利用含有电容器(例如第1中继电容器201)的连接线连接的情况下，也能获得与实施方式1的情况同样的效果。
另外，由电极对2与第2中继电容器202串联连接而成的构件的另一端也可以不必一定利用导体与动力线LPw或动力线LPu、接地电位点或逆变器的母线连接。即，两者间利用含有电容器(例如测量用电容器3)的连接线连接，也能获得与实施方式1的情况同样的效果。
另外，即使在测量用电容器3与电极对2之间连接有电阻体或另外的电容器，只要测量用电容器3与电极对2串联连接，则就能获得与实施方式1的情况同样的效果。因此，若逆变器36的动力线的1条与另外的相的动力线、接地电位点或逆变器的母线中的任一者之间由电阻、电容器以及作为测量对象的电极对2串联地连接，则就能利用上述的测量来检测静电电容。
在本说明书中，连接这一情况不单单指利用导体连接，也包含经由电容器或电阻器进行连接。这里，电阻以及电容器可以为多个，也可以为一个。另外，也可以使电容器或电阻器连接在测量用电容器3与作为测量对象的电极对2之间。另外，也可以使电容器或电阻器连接在由测量用电容器3和电极对2连接而成的构件与逆变器36的动力线之间，或者连接在由测量用电容器3和电极对2连接而成的构件与接地电位点或逆变器的母线之间。
附图标记说明
1、静电电容检测装置；2、电极对；3、测量用电容器；4、继电器；5、温度传感器；6、滤波器用电阻器；7、辅助电容器；8、测量对象部；10、控制部；15、电压测量装置；20、20a、20b、检测电路；21、电压检测部；21a、低频滤波器；22、分压电路；23、检测侧整流电路；24、绝缘放大器；25、放大器；26、同轴电缆；27、双股扭绞电缆；31、三相交流电源；32、转换器电路；33、整流电路；34、升压电路；35、平滑电容器；36、136、逆变器；41、第一电阻器；42、第二电阻器；43、第一电容器；44、第二电容器；50、压缩机；51、外壳壳体；51a、外壳内壁；52、吸入口；53、排出口；54、电机；55、容积式压缩机；56、冷冻机油；100、功率转换装置；150、负载装置；151、液体收纳容器；154、负载；200、串联电路；201、第1中继电容器；202、第2中继电容器；208、测量对象部；209、比较对象部；Cx、Cd、静电电容；Cs、寄生电容；F、G、电极；LBn、N型母线；LBp、P型母线；LPu、LPv、LPw、动力线(V相、W相、U相)；T2、玻璃端子；Vx、V0、电压。

Claims (13)

1.一种静电电容检测装置，其中，
所述静电电容检测装置包括：
电极对，所述电极对由配置在将制冷剂压缩的压缩机的内部的一对电极构成；
电容器，所述电容器与所述电极对串联连接；
逆变器，所述逆变器的驱动所述压缩机的动力线之一即第一动力线与由所述电极对和所述电容器串联连接而成的构件即测量对象部的一端连接，所述逆变器驱动所述压缩机；以及
电压检测部，所述电压检测部测量所述电极对的电极间的电压。
2.根据权利要求1所述的静电电容检测装置，其中，
所述静电电容检测装置包括电压检测部，所述电压检测部检测所述测量对象部的两端的电压，
基于所述电极对的电极间的电压和所述测量对象部的两端的电压，检测所述电极对的静电电容。
3.根据权利要求1或2所述的静电电容检测装置，其中，
所述测量对象部的另一端连接于接地电位点、所述逆变器的母线或者与所述第一动力线不同相的第二动力线中的任一者。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的静电电容检测装置，其中，
所述静电电容检测装置还包括：
分压电路，所述分压电路由串联连接的第一电阻器以及第二电阻器构成，并与所述电极对并联连接；
第一电容器，所述第一电容器与所述第一电阻器并联地连接；以及
第二电容器，所述第二电容器与所述第二电阻器并联地连接。
5.根据权利要求4所述的静电电容检测装置，其中，
在将所述第一电阻器的电阻值设为R1，将所述第二电阻器的电阻值设为R2，将所述第一电容器的电容设为C1，并且将所述第二电容器的电容设为C2的情况下，R1×C1＝R2×C2或者R1×C1<R2×C2。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的静电电容检测装置，其中，
在所述电极对与所述电容器之间的位置、所述测量对象部的一端与所述第一动力线之间的位置、以及所述测量对象部的另一端与接地电位点、所述逆变器的母线或与所述第一动力线不同相的第二动力线之间的位置中至少1个位置，设置有滤波器用电阻器。
7.根据权利要求6所述的静电电容检测装置，其中，
所述静电电容检测装置还包括辅助电容器，所述辅助电容器与所述测量对象部并联地连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的静电电容检测装置，其中，
所述静电电容检测装置包括切换机构，所述切换机构在所述电极对的电极间的电压与所述测量对象部的两端的电压之间切换所述电压检测部的检测对象。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的静电电容检测装置，其中，
所述静电电容检测装置包括电压检测部，所述电压检测部检测所述逆变器的母线的电位，
基于所述电极对的电极间的电压和所述逆变器的母线的电位，检测所述电极对的静电电容。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的静电电容检测装置，其中，
所述压缩机蓄积制冷剂溶解于油后形成的物质，
所述静电电容检测装置还包括：
温度传感器，所述温度传感器测量所述制冷剂溶解于油后形成的物质的温度；以及
控制部，所述控制部存储有所述油的介电常数以及所述制冷剂的介电常数的温度依赖性，
所述控制部基于所述温度依赖性、利用所述温度传感器测得的所述制冷剂溶解于油后形成的物质的温度和利用所述电压检测部测得的电压，检测所述制冷剂的浓度或所述油的浓度。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的静电电容检测装置，其中，
在所述压缩机停止压缩动作的状态下，自所述逆变器对所述压缩机外加比压缩动作中的PWM控制的频率高的频率的电压，进行所述电极间的电压的检测。
12.一种功率转换装置，其中，
所述功率转换装置包括：
电极对；
电容器，所述电容器与所述电极对串联连接；
电压检测部，所述电压检测部检测所述电极对的电极间的电压；
压缩机，所述压缩机在内部配置有所述电极对；以及
逆变器，所述逆变器的动力线之一连接于由所述电极对和所述电容器串联连接而成的构件的一端，所述逆变器驱动所述压缩机。
13.一种静电电容检测装置，其中，
所述静电电容检测装置包括：
电极对，所述电极对由液体收纳容器所具备的一对电极构成；
电容器，所述电容器与所述电极对串联连接；
逆变器，所述逆变器的对装置进行驱动的动力线连接于由所述电极对和所述电容器串联连接而成的构件的一端；
液体，所述液体蓄积在所述液体收纳容器中，使用在由所述逆变器驱动的所述装置中；以及
电压检测部，所述电压检测部测量所述电极对的电极间的电压。
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