CN117918051A - 电力转换装置以及制冷循环装置 - Google Patents
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Abstract
电力转换装置具备:电力转换部,转换从电源经由电源线供给的电力的电压以及频率并供给到负载;和有源噪声消除器,检测在电源线中流动的噪声,并对电源线输出使噪声衰减的噪声消除信号,有源噪声消除器具有:第1基板,搭载有检测噪声的强电系统电路;和第2基板,搭载有生成噪声消除信号的弱电系统电路。
Description
技术领域
本公开涉及具有使从转换器、或逆变器流出的噪声衰减的滤波器的电力转换装置、以及具备电力转换装置的制冷循环装置。
背景技术
以往,公知有一种空调机,该空调机为了扩大运转范围以及提高效率,而采用了通过电力转换元件的开关而进行可变电压可变频率运转的逆变器、以及进行向逆变器供给的直流电压的控制和向电源流出的电流的控制的有源转换器。在专利文献1公开了具备共模噪声检测单元、以及包括进行噪声补偿的有源噪声滤波器的有源噪声消除器的电力转换装置。
专利文献1:日本特开2018-191443号公报
一般来说,在有源噪声消除器中,由雷电浪涌、静电、以及热等引起的故障风险在搭载有半导体元件的弱电系统电路中比在强电系统电路中高。因此,在有源噪声消除器发生了故障的情况下,大多进行以弱电系统电路的更换作业为目的的修理。在弱电系统电路的更换作业中,由于需要截断具备电力转换装置的设备的电源,因此在修理有源噪声消除器时该设备的服务性下降成为课题。
发明内容
本公开是为了解决上述那样的课题而做出的,提供一种在进行有源噪声消除器的修理时,提高具备电力转换装置的设备的服务性的电力转换装置以及制冷循环装置。
本公开所涉及的电力转换装置具备:电力转换部,转换从电源经由电源线供给的电力的电压以及频率并供给到负载;和有源噪声消除器,检测在电源线中流动的噪声,并对电源线输出使噪声衰减的噪声消除信号,有源噪声消除器具有:第1基板,搭载有检测噪声的强电系统电路;和第2基板,搭载有生成噪声消除信号的弱电系统电路。
根据本公开所涉及的电力转换装置以及制冷循环装置,即使在进行故障风险高的弱电系统电路的更换作业的情况下,也仅更换第2基板即可。因此,不停止空调机等安装了有源噪声消除器的设备的运转就能进行更换作业。这样,根据本公开的电力转换装置,在进行有源噪声消除器的修理时,能够提高具备电力转换装置的设备的服务性。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的空调机的电路图。
图2是表示实施方式1所涉及的电力转换装置的电路图。
图3是表示实施方式1所涉及的电力转换装置的第2基板的电路图。
图4是表示实施方式1所涉及的有源噪声消除器的立体图。
图5是表示实施方式1所涉及的有源噪声消除器的第1基板以及第2基板的立体图。
图6是表示实施方式1所涉及的故障检测电路的动作的流程图。
图7是表示实施方式1所涉及的控制装置的故障检测时的动作的流程图。
图8是表示实施方式2所涉及的电力转换装置的电路图。
图9是表示实施方式2所涉及的电力转换装置的第2基板的电路图。
图10是表示实施方式2所涉及的故障检测电路的动作的流程图。
图11是表示实施方式2所涉及的外部检查装置的动作的流程图。
图12是表示实施方式2所涉及的控制装置的故障检测时的动作的流程图。
图13是表示实施方式3所涉及的有源噪声消除器的立体图。
图14是表示实施方式4所涉及的有源噪声消除器的立体图。
具体实施方式
实施方式1
以下,参照附图,对本公开所涉及的电力转换装置100以及具备电力转换装置100的空调机1的实施方式进行说明。图1的空调机1表示本公开中的制冷循环装置的一个例子。本公开并不限定于以下的实施方式,在不脱离本公开的主旨的范围内能够进行各种变形。另外,本公开包含以下的实施方式及其变形例所示的结构中能够组合的结构的所有组合。另外,在各图中,标注相同附图标记的部分是相同或与其相当的部分,这在说明书全文中是通用的。此外,在各附图中,各构成部件的相对尺寸关系或形状等有时与实际情况不同。另外,以下,有时将电或磁连接简称为“连接”来进行说明。
图1是表示实施方式1所涉及的空调机1的电路图。如图1所示,空调机1具有室外机2以及室内机3。室外机2与室内机3经由制冷剂配管11连接。在室外机2设置有压缩机4、四通阀5、室外热交换器6、室外风扇7以及膨胀阀8。另一方面,在室内机3设置有室内热交换器9以及室内风扇10。压缩机4吸入在制冷剂配管11中流动的制冷剂。压缩机4将所吸入的制冷剂压缩并排出到制冷剂配管11。压缩机4例如为变频压缩机。从压缩机4排出的制冷剂向室外机2的室外热交换器6或室内机3的室内热交换器9流入。室外热交换器6以及室内热交换器9在内部流动的制冷剂与空气之间进行热交换。室外热交换器6以及室内热交换器9例如为翅片管型热交换器。室外风扇7对室外热交换器6输送空气。室内风扇10对室内热交换器9输送空气。四通阀5构成为在对室内机3侧进行制冷的制冷运转的情况下和在对室内机3侧进行制热的制热运转的情况下切换状态。
在制冷运转的情况下,四通阀5变为由实线表示的状态,从压缩机4排出的制冷剂向室外机2的室外热交换器6流入。此时,室外机2的室外热交换器6作为冷凝器发挥作用,室内机3的室内热交换器9作为蒸发器发挥作用。另一方面,在制热运转的情况下,四通阀5变为由虚线表示的状态,从压缩机4排出的制冷剂向室内热交换器9流入。此时,室外机2的室外热交换器6作为蒸发器发挥作用,室内机3的室内热交换器9作为冷凝器发挥作用。膨胀阀8由对制冷剂进行减压的减压装置构成,例如由电子膨胀阀构成。膨胀阀8设置于室外机2的室外热交换器6与室内机3的室内热交换器9之间。压缩机4、四通阀5、室外热交换器6、膨胀阀8以及室内热交换器9通过制冷剂配管11连接而构成制冷剂回路。
图2是表示实施方式1所涉及的电力转换装置100的电路图。如图1所示,实施方式1所涉及的电力转换装置100具备电力转换部110、有源噪声消除器140以及控制装置170。以下,将有源噪声消除器表述为“ANC”。在电力转换装置100连接有作为电源的交流电源200和作为负载的马达300。交流电源200是具有例如U相、V相、W相的三相商用电源。交流电源200经由电源端子台(未图示)而与电力转换装置100连接。马达300是具有例如U相、V相、W相的三相永磁铁型同步电动机。电力转换装置100以及马达300例如搭载于空调机1的压缩机4。另外,马达300也可以用作室外风扇7以及室内风扇10的风扇用马达。在该情况下,电力转换装置100也可以搭载于驱动室外风扇7以及室内风扇10的逆变器装置。
电力转换部110转换从交流电源200供给的交流的电压以及频率并供给到马达300。电力转换部110由转换器120以及逆变器130构成。转换器120具备整流电路121、直流电抗器122、以及平滑电容器123。另外,转换器120具备未图示的升压电路。整流电路121将交流电源200的交流电压整流而转换为直流电压。在整流电路121的输出侧经由直流电抗器122而并联连接有平滑电容器123。平滑电容器123使从整流电路121经由直流电抗器122输入的直流电压平滑。升压电路与整流电路121的输出侧连接来进行升压开关动作。
整流电路121例如由具备六个整流用二极管124的全桥电路构成。若进行具体的说明,则两个整流用二极管124串联连接而形成串联体。然后,准备三个该串联体,并将这三个串联体并联连接,来形成全桥电路。并且,该三个串联体的中点经由与交流电源200的每个相对应的三根电源线181、182以及183而与交流电源200连接。此外,对于整流电路121,也可以代替整流用二极管124而使用晶体管等开关元件。整流电路121的输出端连接到正侧母线125和负侧母线126。
逆变器130例如由具备六个半导体开关131的全桥电路构成。半导体开关131例如为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应管)、HEMT(High Electron Mobility Transistor:高电子迁移率晶体管)等开关元件。逆变器130通过切换半导体开关131的接通/断开,来控制在马达300流动的电流的路径,而驱动马达300。在逆变器130中,针对每一相,串联连接至少两个半导体开关131而形成串联体。另外,该串联体的一端与电源电位侧(高电位侧)连接,该串联体的另一端与基准电位侧(低电位侧)连接。并且,该三个串联体的中点与马达300连接。
在图2中,逆变器130与作为转换器120的输出端的正侧母线125以及负侧母线126连接。逆变器130将由转换器120的整流电路121整流后的直流电压转换为交流电压,并输出到马达300。通过逆变器130的动作,能够使供给到马达300的交流的电压值以及频率可变。
续流用二极管132通过反向并联而与各半导体开关131连接。各半导体开关131根据控制装置170所输出的驱动开关信号,而相互独立地进行接通/断开动作。通过该接通/断开动作,直流电压被转换为交流电压。
ANC140是检测从转换器120或逆变器130流出并且向电源线181、182以及183流动的共模噪声,且衰减以及抑制检测到的噪声的有源型的滤波器。ANC140具有检测线圈141、注入线圈142、噪声抑制电路151、控制电源电路152、以及故障检测电路153。检测线圈141以及注入线圈142构成ANC140中的强电系统电路61。强电系统电路61主要是进行共模噪声的检测的电路。构成强电系统电路61的部件是使用接近电源电压的电压的器件。强电系统电路61所使用的电源电压例如为200V~400V。另外,噪声抑制电路151、控制电源电路152以及故障检测电路153构成ANC140中的弱电系统电路62。弱电系统电路62主要是进行抑制共模噪声的噪声消除信号的生成的电路。构成弱电系统电路62的部件是使用对电源电压进行降压后的电压的器件。构成弱电系统电路62的部件所使用的电压为10V左右,与构成强电系统电路61的部件所使用的电压相比较足够小。ANC140分成供强电系统电路61安装的第1基板161和供弱电系统电路62安装的第2基板162而构成。在第1基板161未安装弱电系统电路62。
检测线圈141、注入线圈142以从交流电源200侧依次与电源线181、182以及183串联连接的方式被插入。即,检测线圈141与交流电源200连接,注入线圈142与转换器120连接。检测线圈141以及注入线圈142的耐电压比交流电源200的电压高。
检测线圈141具备与各相的电源线181、182以及183分别串联连接的线圈141a、141b以及141c。即,线圈141a、141b以及141c是构成电源线181、182以及183的一部分的导线。线圈141a、141b以及141c例如缠绕于环形芯而构成。环形芯为圆环状,由铁氧体等磁性体构成。并且,检测线圈141具备线圈141d,该线圈141d例如以与线圈141a、141b以及141c邻接的方式缠绕于环形芯,并设置为与线圈141a、141b以及141c磁耦合。
注入线圈142具备与各相的电源线181、182以及183分别串联连接的线圈142a、142b以及142c。即,线圈142a、142b以及142c是构成电源线181、182以及183的一部分的导线。线圈142a、142b以及142c例如缠绕于环形芯而构成。并且,注入线圈142具备线圈142d,该线圈142d例如以与线圈142a、142b以及142c邻接的方式缠绕于环形芯,并设置为与线圈142a、142b以及142c磁耦合。
对ANC140的动作进行说明。当共模噪声电流在线圈141a、141b以及141c流动时,经由环形芯而在线圈141d引发与共模噪声电流成比例的电流即噪声信号。噪声抑制电路151基于在检测线圈141流动的噪声信号,设定对噪声信号进行衰减或抵消的噪声消除信号,并使所设定的噪声消除信号流向线圈142d。因在线圈142d中流动的噪声消除信号,而在与线圈142d磁耦合的注入线圈142的线圈142a、142b以及142c引发噪声消除信号。然后,经由注入线圈142的线圈142a、142b以及142c,向电源线181、182以及183流动噪声消除信号。即,由注入线圈142引发的电流叠加在电源线181、182以及183中流动的电流。此时,噪声消除信号和在电源线181、182以及183中流动的噪声信号相抵消,而抑制共模噪声。
此外,在图2中通过线圈来进行噪声的检测以及注入,但只要能够进行在电源线181、182以及183中流动的噪声电流的检测以及注入,则噪声的检测以及注入也可以通过除线圈以外的部件来进行。例如,也可以通过电容器来进行噪声的检测以及注入中的一者或两者。另外,也可以在第1基板161搭载用于辅助性地抑制噪声的X电容器、Y电容器、以及常模线圈等。在该情况下,X电容器以及Y电容器的耐电压比交流电源200的电压高。此外,也可以设置多个X电容器以及Y电容器,在该情况下,X电容器以及Y电容器的耐电压也可以基于多个X电容器以及Y电容器的组合。另外,这些追加或代替性地设置的电容器或常模线圈也构成强电系统电路61。
此外,在电源线181、182以及183中流动的常模噪声,可以通过检测线圈141以及注入线圈142的漏电感而减少。在搭载有X电容器的情况下,常模噪声也可以通过X电容器而减少。
图3是表示实施方式1所涉及的电力转换装置100的第2基板162的电路图。如图3所示,在第2基板162搭载有噪声抑制电路151、控制电源电路152以及故障检测电路153。此外,在图3中,在各电路以及连接器间连接有并联的两根布线,但仅对任一方标注附图标记,并省略说明。噪声抑制电路151经由布线184而与连接器171a连接。连接器171a与第1基板161的连接器171b(参照图5)连接。由此,噪声抑制电路151能够从第1基板161的检测线圈141接收噪声信号。另外,噪声抑制电路151经由布线185而与连接器172a连接。连接器172a与第1基板161的连接器172b(参照图5)连接。由此,噪声抑制电路151能够向第1基板161的注入线圈142发送噪声消除信号。并且,噪声抑制电路151具备高通滤波器151a以及放大电路151b。高通滤波器151a与放大电路151b通过布线186连接。
高通滤波器151a针对检测线圈141所检测到的噪声信号以特定的频率为阈值仅使比其高的频率成分通过。在放大电路151b中,放大通过高通滤波器151a后的噪声信号的反相电流来生成噪声消除信号,并将其输送到注入线圈142。此外,噪声抑制电路151并不限定于上述方式。例如,噪声抑制电路151也可以还具备缓冲电路以及低频消除电路等。
放大电路151b是至少包括运算放大器以及晶体管的半导体电路。高通滤波器151a至少包括电阻以及电容器。另外,放大电路151b也可以具备用于构成电路的电阻以及电容器等。此外,这些追加或代替性地设置的电阻或电容器也构成弱电系统电路62。这些半导体电路的构成部件的耐久性比强电系统电路61的构成部件低。另外,运算放大器以及晶体管的耐电压比交流电源200的电压低。
控制电源电路152经由连接器173而与噪声抑制电路151的放大电路151b连接。放大电路151b与连接器173之间通过布线187连接。连接器173与控制电源电路152之间通过布线188连接。另外,控制电源电路152经由通过布线189连接的连接器174而与第1基板161的电源线182以及183连接(参照图2)。具体而言,虽然省略了图示,但在第1基板161也可以搭载用于引出电源的布线、连接器以及熔断器等。第1基板161上的连接器与第2基板162上的连接器174通过电源线195(参照图2)连接,控制电源电路152将在转换器120的上游流动的交流作为电源来接受。控制电源电路152将所接受的电力供给到放大电路151b。控制电源电路152的输出电压比放大电路151b的运算放大器以及晶体管的耐电压低。此外,控制电源电路152也可以将在转换器120的下游流动的直流作为电源。但是,控制电源电路152也可以进行基于上述以外的系统的电源供给。
故障检测电路153基于根据噪声信号以及噪声消除信号求出的电流或电压的值、或被输入到放大电路151b的电压以及电流的值,检测ANC140的故障。在ANC140发生了故障的情况下,不进行噪声消除动作,因此噪声漏出到电源线181、182以及183。此外,在以下的说明中,将根据噪声信号以及噪声消除信号求出的电流或电压的值以及被输入到放大电路151b的电压以及电流的值称为监控值。另外,在检测ANC140的故障后,故障检测电路153测定由空调机1的运转状态的变更引起的监控值的变化,检测噪声的漏出是否继续。并且,故障检测电路153在检测到ANC140的故障的情况下以及噪声的漏出继续的情况下,将表示ANC140发生了故障这一情况的故障信号发送到控制装置170。
具体而言,故障检测电路153经由布线191连接到连接器171a与高通滤波器151a之间的布线184。故障检测电路153经由布线192连接到放大电路151b与连接器172a之间的布线185。故障检测电路153取得通过布线184输入于高通滤波器151a的噪声信号,并取得从放大电路151b输出且通过布线185的噪声消除信号。故障检测电路153在根据所取得的噪声信号以及噪声消除信号求出的电流或电压的值超过预先决定的阈值的情况下,判断为在噪声抑制电路151产生了短路、开路或振荡等异常,并检测故障。
另外,故障检测电路153经由布线193连接到连接器173与控制电源电路152之间的布线188。故障检测电路153计测从控制电源电路152通过布线193输入到放大电路151b的电压以及电流的值。故障检测电路153在计测出的电压以及电流的值超过预先决定的阈值的情况下,判断为在控制电源电路152产生了短路、开路或振荡等异常,并检测故障。
图4是表示实施方式1所涉及的有源噪声消除器140C的立体图。ANC140以及电源端子台储存于电气部件箱196。此外,在图4中,仅示出了电气部件箱196的上部表面的一部分。另外,图4示出了第1基板161与第2基板162组装之前的状态。在电气部件箱196内,第1基板161以及第2基板162配置于电源端子台的附近且与电源端子台配置于同一平面上。由此,能够容易进行ANC140的修理等作业,提高维护性。如图4所示,在电气部件箱196的上部的内表面设置有检查用基板163。检查用基板163与第2基板162通过引线197以及连接器(未图示)而电连接以及机械连接。在检查用基板163安装有检查用LED198以及检查用开关199。检查用LED198通过在电气部件箱196的表面进行点亮、熄灭或闪烁等,来显示ANC140的故障的有无。由此,能够从电气部件箱196的外侧判别ANC140的故障的有无。检查用开关199可以通过设置于电气部件箱196表面的旋钮来进行切换接通/断开的操作,与旋钮的接通/断开对应地,切换向第2基板162的电力供给的有无。通过将检查用开关199切换为断开,来截断向第2基板162的电力供给,从而能够安全地取下第2基板162。此外,在第2基板162的更换时,也可以通过将检查用基板163从更换前的第2基板162拆卸并安装到更换后的第2基板162,从而继续使用检查用基板163。
图5是表示实施方式1所涉及的有源噪声消除器140的第1基板161以及第2基板162的立体图。此外,图5示出了在第1基板161安装第2基板162时的情形。如图5所示,第1基板161的连接器171b与第2基板162的连接器171a连接。由此,与第2基板162的高通滤波器151a连接的布线184连接于第1基板161的检测线圈141,由检测线圈141检测到的噪声信号在高通滤波器151a中流动。另外,第1基板161的连接器172b与第2基板162的连接器172a连接。由此,与第2基板162的放大电路151b连接的布线185连接于第1基板161的注入线圈142,由放大电路151b生成的噪声消除信号在注入线圈142中流动。另外,第1基板161和第2基板162是以大致直角配置的立体基板。
控制装置170控制电力转换装置100的整体动作。特别是,控制装置170基于从噪声抑制电路151接收到的故障信号,以使得从第2基板162漏出到电源线181、182以及183的噪声的流出量变少的方式,变更空调机1的运转输出。空调机1的运转输出的变更通过控制逆变器130使马达300的运转频率增减来进行。另外,控制装置170在从噪声抑制电路151接收到故障信号的情况下,向空调机1的遥控器或集中控制器等外部控制器12发送用于报告ANC140发生了故障这一情况的报告信号。外部控制器12进行用户对空调机1的操作的接受以及上述空调机1的运转状态的显示。外部控制器12具备在视觉上或听觉上报告ANC140发生了故障这一情况的显示器或扬声器等。另外,控制装置170在从噪声抑制电路151接收到故障信号的情况下,向检查用LED198发送报告信号,以表示ANC140的故障的状态点亮或闪烁。
控制装置170的各功能由处理电路实现。处理电路由专用的硬件或处理器构成。专用的硬件例如是ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)或FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等。处理器执行存储于存储部(未图示)的程序。存储部由存储器构成。存储器为RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM:可擦除可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器、或磁盘、软盘、光盘等盘。
这里,对基于上述的故障信号所进行的控制装置170的动作详细地进行说明。具体而言,控制装置170当接收到故障信号时,在正进行使开关噪声增加的IH约束通电以及通常运转中的升压开关动作的情况下,使这些动作停止。由此,实现故障检测电路153所计测的监控值的下降。此外,控制装置170在基于转换器120的升压电路的升压量大于0的情况下判断为正进行升压开关动作。并且,控制装置170直到故障检测电路153所计测的监控值变为预先决定的阈值以下为止,进行使运转频率减少的控制,使空调机1的运转输出下降。即,控制装置170在最初接收到故障信号之后,直到不再反复接收故障信号为止,进行使IH约束通电或通常运转中的升压开关动作停止的控制、或者使运转频率减少的控制。控制装置170在最初接收到故障信号之后,直到由作业者等进行修理等为止,使外部控制器12继续报告。另外,控制装置170使检查用LED198继续表示ANC140的故障的点亮或闪烁的状态。
图6是表示实施方式1所涉及的故障检测电路153的动作的流程图。图7是表示实施方式1所涉及的控制装置170的故障检测时的动作的流程图。如图6所示,首先,故障检测电路153基于监控值,判定在ANC140中是否产生故障(S1)。在未产生故障的情况下(S1:否),结束处理。在产生故障的情况下(S1:是),向控制装置170发送故障信号(S2)。故障检测电路153周期性地进行S1的动作。
进入图7,接收到故障信号的控制装置170向外部控制器12以及检查用LED198发送报告信号,报告ANC140发生了故障这一情况(S3)。接下来,控制装置170判定是否正进行IH约束通电(S4)。在正进行IH约束通电的情况下(S4:是),控制装置170使IH约束通电停止(S5)。在未进行IH约束通电的情况下(S4:否),控制装置170判定升压量是否大于0(S6)。
在升压量大于0的情况下(S6:是),控制装置170使升压量下降、或使升压停止(S7)。在升压量为0以下的情况下(S6:否),控制装置170使空调机1的运转输出下降(S8)。
在进行了IH约束通电的停止(S5)、升压量的下降(S7)、或运转输出的下降(S8)之后,故障检测电路153再次基于监控值,判定在ANC140中是否产生故障(S1)。控制装置170在最初接收到故障信号之后,直到不再反复接收故障信号为止,反复进行上述的处理。
一般来说,运算放大器以及晶体管等构成弱电系统电路62的器件容易受浪涌、热以及静电等的影响,故障风险高。例如,由于伴随电流值的增加所带来的异常发热、维护作业时的静电以及由经年老化下的焊料剥落引起的裂缝等原因,构成弱电系统电路62的部件可能会发生故障。另一方面,线圈142d以及电容器等构成强电系统电路61的器件由于比构成弱电系统电路62的器件具有对上述情况的耐性,因此难以发生故障。
根据实施方式1所涉及的电力转换装置100,即使在进行故障风险高的弱电系统电路62的更换作业的情况下,也仅更换第2基板162即可。因此,不停止空调机1等安装有ANC140的设备的运转就能进行更换作业。这样,根据实施方式1中的电力转换装置100,在进行ANC140的修理时,能够提高具备电力转换装置100的设备的服务性。
另外,一般来说,ANC140中的检测线圈141以及注入线圈142是费用比较高的部件。因此,根据实施方式1,即使在更换第2基板162的情况下,也不需要更换搭载有检测线圈141以及注入线圈142的第1基板161,因此抑制了服务费用。
另外,即使在按机型设计了第1基板161的情况下,通过对故障风险高且容易发生更换的第2基板162实施在多个机型中的通用化,也能够降低制造成本。
另外,根据实施方式1,通过故障检测电路153,可以检测ANC140以第2基板162为起因发生了故障这一情况。因此,在ANC140发生了故障时,能够迅速地催促修理或更换等应对。由此,能够减轻由噪声流出导致的其他设备的故障或误动作、或由这些情况导致的事故的风险。
另外,一般来说,在第2基板162发生了故障时,不能进行ANC140的噪声消除动作,因此噪声增加。根据实施方式1,控制装置170根据空调机1的动作状态,以使得噪声的流出量变少的方式,控制空调机1的动作。由此,能够直到进行ANC140的修理或更换为止,维持抑制噪声流出量的状态,因此能够使由噪声引起的负面影响难以波及其他设备。
另外,根据实施方式1,第1基板161与第2基板162连接成大致直角。由此,由ANC140占用的空间比第1基板161与第2基板162大致水平地连接的情况小,因此在设置ANC140时不需要附加的空间。因此,对于未设置有ANC140的现有的空调机1,也能够应用实施方式1的电力转换装置100或ANC140。
实施方式2
图8是表示实施方式2所涉及的电力转换装置100A的电路图。如图8所示,本实施方式2在电力转换装置100A的ANC140A能够进行外部检查装置400的连接这一点上与实施方式1不同。在本实施方式2中,对与实施方式1相同的部分标注相同的附图标记并省略说明,围绕与实施方式1之间的不同点进行说明。
图9是表示实施方式2所涉及的电力转换装置100A的第2基板162的电路图。外部检查装置400是在检查ANC140A时被安装并检查ANC140A有无故障的设备。外部检查装置400基于故障检测电路153所测定出的监控值,判定ANC140A是否发生故障。具体的判定方法由于与实施方式1的基于故障检测电路153的故障的判定同样,所以省略说明。外部检查装置400具备在视觉上或听觉上报告判定结果等的显示器或扬声器等。外部检查装置400在检查时经由图9所示的设置于第2基板162的连接器175连接。连接器175与故障检测电路153经由布线194连接。
图10是表示实施方式2所涉及的故障检测电路153的动作的流程图。图11是表示实施方式2所涉及的外部检查装置400的动作的流程图。图12是表示实施方式2所涉及的控制装置170的故障检测时的动作的流程图。首先,如图10所示,当外部检查装置400与连接器175连接时,故障检测电路153将监控值发送到外部检查装置400(S10)。进入图11,外部检查装置400基于监控值,判定在ANC140A中是否产生故障(S11)。在未产生故障的情况下(S11:否),结束处理。
在产生了故障的情况下(S11:是),外部检查装置400报告ANC140A发生了故障这一情况(S12)。接下来,外部检查装置400向控制装置170发送故障信号(S13)。进入图12,在控制装置170接收到故障信号之后的处理S4~S8由于与实施方式1中说明的故障检测动作中的S4~S8同样,所以省略说明。
根据实施方式2,能够通过外部检查装置400检查电力转换装置100A的ANC140A。因此,例如,即使在需要用于检测ANC140A的故障的程序等的更新等的情况下,也不需要对电力转换装置100A的ANC140A的故障检测电路153进行作业。即,根据实施方式2,在检查作业时仅管理外部检查装置400即可,能够精确且容易地进行检查作业。
实施方式3
图13是表示实施方式3所涉及的有源噪声消除器140B的立体图。如图13所示,本实施方式3在ANC140B通过引线171c以及引线172c连接了第1基板161和第2基板162这一点上与实施方式1不同。在本实施方式3中,对与实施方式1相同的部分标注相同的附图标记并省略说明,围绕与实施方式1之间的不同点进行说明。
如图13所示,第1基板161与第2基板162通过引线171c以及引线172c连接。在引线171c的两端安装有设置于第1基板161的连接器171b和设置于第2基板162的连接器171a。另外,在引线172c的两端安装有设置于第1基板161的连接器172b和设置于第2基板162的连接器171a。另外,第1基板161和第2基板162例如大致水平地并排配置。在实施方式3的ANC140中,也具有与实施方式1的ANC140同样的功能。此外,在图13中,虽然在一对连接器连接有两根引线,但仅对其中的任一方标注附图标记,并省略说明。
根据实施方式3,第1基板161与第2基板162通过引线171c以及引线172c连接,因此能够提高第1基板161与第2基板162的配置自由度。此外,为了防止噪声被拾取,引线171c和引线172c最好安装成不交叉,第1基板161与第2基板162的距离最好接近以免过远。
另外,根据实施方式3,第1基板161与第2基板162连接成大致水平。因此,在第1基板161的检测线圈141以及注入线圈142产生的热难以对第2基板162的弱电系统电路62的构成部件带来影响。另外,还能够减少第1基板161对第2基板162带来的噪声的影响。
实施方式4
图14是表示实施方式4所涉及的有源噪声消除器140C的立体图。如图14所示,本实施方式4的ANC140C在具有设置于第1基板161与第2基板162之间的绝缘膜101这一点上与实施方式1不同。此外,在图14中,示出了从第1基板161取下第2基板162的情形。在本实施方式4中,对与实施方式1相同的部分标注相同的附图标记并省略说明,围绕与实施方式1之间的不同点进行说明。
绝缘膜101由绝缘体构成。绝缘膜101相对于第1基板161配置成大致直角。绝缘膜101以使得边缘部分接触的方式竖立配置于第1基板161的连接器171a以及171b与第1基板161的其他结构之间。
此外,在绝缘膜101具有能够自立的程度的强度的情况下,将边缘部分的一端安装于第1基板161即可。另一方面,在绝缘膜101不具有能够自立的程度的强度的情况下,只要将边缘部分的一端安装于第1基板161,并且将边缘部分的另一端安装于电气部件箱196中的维护时不拆卸的面即可。另外,绝缘膜101也可以不附属于ANC140,而是在维护时由作业者准备并使用。在该情况下,优选在第1基板161预先设置绝缘膜101配置用的引导件,以便维护作业者能够简单地配置绝缘膜101。
根据实施方式4,有源噪声消除器140C具有设置于第1基板161与第2基板162之间的绝缘膜101。因此,在进行第2基板162的更换作业时,能够防止更换作业者的身体或工具等导电物102接触第1基板161。
虽然以上为实施方式的说明,但本公开的电力转换装置100以及空调机1可以在不脱离其主旨的范围内适当地进行变更。例如,控制电源电路152也可以配置于除第2基板162以外的部位。另外,第2基板162也可以具备用于保护噪声抑制电路151的避雷器(arrestor)、压敏电阻(varistor)、以及齐纳二极管等。此外,这些避雷器、压敏电阻、以及齐纳二极管等也构成弱电系统电路62。
另外,如实施方式1中说明的那样,在第1基板161和第2基板162被配置为将第2基板162相对于第1基板161设置成大致直角的立体基板的情况下,第2基板162的两面安装可以如下所述。即,可以在第2基板162中的朝向第1基板161的检测线圈141以及注入线圈142、或电容器侧的一面安装各连接器、电阻、以及电容器等无源部件,并且在朝向与第1基板161的检测线圈141以及注入线圈142、或电容器相反侧的一面安装运算放大器、晶体管、以及芯片IC等有源部件。即,在第2基板162中的与朝向搭载于第1基板161的检测线圈141以及注入线圈142、或电容器的一面相反侧的一面安装弱电系统电路62的有源部件。由此,能够使第2基板162的有源部件难以受到来自第1基板161的检测线圈141以及注入线圈142等的热。另外,也可以变更设置于第2基板162的两面的接地图案的面积。例如,可以使接地图案的面积在第2基板162中的朝向与第1基板161的检测线圈141以及注入线圈142相反侧的一面比在朝向第1基板161的检测线圈141以及注入线圈142侧的一面大。由此,在第2基板162中的朝向与第1基板161的检测线圈141以及注入线圈142相反侧的一面中,能够减轻从强电系统电路61产生的噪声的影响。相反,也可以使接地图案的面积在第2基板162中的朝向第1基板161的检测线圈141以及注入线圈142侧的一面比在朝向与第1基板161的检测线圈141以及注入线圈142侧相反侧的一面大。由此,在第2基板162中的朝向第1基板161的检测线圈141以及注入线圈142侧的一面,能够提高散热性。此外,第2基板162也可以不是两面安装。
故障检测电路153也可以在检测ANC140的故障后不测定由空调机1的运转状态的变更引起的监控值的变化,而是仅检测ANC140是否发生故障。在该情况下,在检测到ANC140发生了故障的情况下,控制装置170使空调机1的运转停止。
另外,也可以通过在电源线181、182以及183设置ZCT(零相变流器)等,而直接检测共模电流,来检测噪声量。并且,故障检测电路153或外部检查装置400也可以基于通过该方法检测到的噪声量,来检测ANC140是否发生故障。
故障检测电路153或外部检查装置400的故障检测算法也可以采用机器学习等AI。作为具体的方法,例如,预先学习通常运转时的监控值等,并存储于控制装置170或外部检查装置400。故障检测电路153或外部检查装置400比较已学习的监控值和检查时的上述监控值,在判断为检查时的监控值脱离了已学习的通常运转时的监控值的情况下,判断为ANC140发生了故障。另外,也可以根据短路、开路或振荡等异常的种类,来学习监控值等。并且,也可以与故障实际发生之前的预兆对应地学习监控值等。
另外,在实施方式1中,通过外部控制器12以及检查用LED198,来报告ANC140发生了故障这一情况。然而,也可以通过外部控制器12和检查用LED198中的任一方来报告ANC140发生了故障这一情况。另外,在实施方式2中,也可以将由检查用LED198进行的ANC140的故障报告加到由外部检查装置400进行的报告中来进行。
另外,在实施方式2中,也可以将连接外部检查装置400的连接器175设置于电气部件箱196的表面,而不是设置于第2基板162。
另外,在各实施方式中,对电力转换装置100应用于空调机1的情况进行了说明,但电力转换装置100也能够应用于除空调机1以外的制冷循环装置、或具有由马达300驱动的部件的其他设备。并且,电力转换装置100也可以应用于即使不具有马达也具有通过从电源经由电源线供给的电力来进行动作的负载的电磁炉等设备。
附图标记说明
1...空调机;2...室外机;3...室内机;4...压缩机;5...四通阀;6...室外热交换器;7...室外风扇;8...膨胀阀;9...室内热交换器;10...室内风扇;11...制冷剂配管;12...外部控制器;61...强电系统电路;62...弱电系统电路;100...电力转换装置;100A...电力转换装置;101...绝缘膜;102...导电物;110...电力转换部;120...转换器;121...整流电路;122...直流电抗器;123...平滑电容器;124...整流用二极管;125...正侧母线;126...负侧母线;130...逆变器;131...半导体开关;132...续流用二极管;140...有源噪声消除器;140A...有源噪声消除器;140B...有源噪声消除器;140C...有源噪声消除器;141...检测线圈;141a...线圈;141b...线圈;141c...线圈;141d...线圈;142...注入线圈;142a...线圈;142b...线圈;142c...线圈;142d...线圈;151...噪声抑制电路;151a...高通滤波器;151b...放大电路;152...控制电源电路;153...故障检测电路;161...第1基板;162...第2基板;163...检查用基板;170...控制装置;171a...连接器;171b...连接器;171c...引线;172a...连接器;172b...连接器;172c...引线;173...连接器;174...连接器;175...连接器;181...电源线;182...电源线;183...电源线;184...布线;185...布线;186...布线;187...布线;188...布线;189...布线;191...布线;192...布线;193...布线;194...布线;195...电源线;196...电气部件箱;197...引线;198...检查用LED;199...检查用开关;200...交流电源;300...马达;400...外部检查装置。
Claims (11)
1.一种电力转换装置,其中,
具备:
电力转换部,转换从电源经由电源线供给的电力的电压以及频率并供给到负载;和
有源噪声消除器,检测在所述电源线中流动的噪声,并对所述电源线输出使所述噪声衰减的噪声消除信号,
所述有源噪声消除器具有:
第1基板,搭载有检测所述噪声的强电系统电路;和
第2基板,搭载有生成所述噪声消除信号的弱电系统电路。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置,其中,
所述电力转换部具有对从所述电源供给的电压进行整流的转换器,
所述有源噪声消除器连接到所述电源与所述转换器之间。
3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置,其中,
所述强电系统电路包括与所述电源线连接的线圈或与所述电源线连接的电容器。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置,其中,
所述第1基板和所述第2基板为将所述第2基板相对于所述第1基板设置成大致直角的立体基板,
在所述第2基板中的与朝向搭载于所述第1基板的所述线圈或所述电容器的一面相反侧的一面,安装有所述弱电系统电路的有源部件。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述弱电系统电路包括运算放大器或晶体管。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述第1基板与所述第2基板通过布线或连接器而电连接。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的电力转换装置,其中,
还具有配置于所述第1基板与所述第2基板之间的绝缘膜。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述弱电系统电路具有噪声抑制电路,该噪声抑制电路将因在从所述电源到所述电力转换部之间流动的共模噪声而在所述强电系统电路中引发的噪声信号作为输入,生成所述噪声消除信号,并输出到所述强电系统电路。
9.根据权利要求8所述的电力转换装置,其中,
所述弱电系统电路具有故障检测电路,该故障检测电路基于表示根据所述噪声信号或所述噪声消除信号求出的电流或电压的值的监控值,检测所述有源噪声消除器的故障。
10.一种制冷循环装置,其中,
具备:
权利要求1~9中任一项所述的电力转换装置;
压缩机,由作为所述负载的马达驱动;
冷凝器,使从所述压缩机排出的制冷剂冷凝;
膨胀阀,使冷凝后的所述制冷剂减压;以及
蒸发器,使减压后的所述制冷剂蒸发。
11.根据从属于权利要求9的权利要求10所述的制冷循环装置,其中,
还具备进行制冷循环装置的运转状态的显示的外部控制器,
所述电力转换装置还具备控制装置,
所述故障检测电路在所述有源噪声消除器发生了故障的情况下,将故障信号发送到所述控制装置,
所述控制装置在接收到所述故障信号的情况下,使所述外部控制器报告所述有源噪声消除器发生了故障这一情况。
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