JP2005192271A - 圧縮機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の欠相検出を簡単なソフトウエアで迅速確実に行い、圧縮機等の損傷を回避する。
【解決手段】圧縮機３の各相へ流れる電流を検出する電流検出手段４と、検出した各相の電流を基準値と比較し基準電流値以下か否かを判定する判定手段５と、各相の電流が基準値以下の時圧縮機の動作を停止させる保護動作手段７とを備え、基準電流値以下か否かを始動時１回のみ判定することにより、従来より構成が簡略化されたソフトウエアで圧縮機３の欠相を判定することができ、欠相時不具合が生じる前に保護動作をかけることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は空気調和機や冷蔵庫等に用いられる圧縮機制御装置で、特に始動時の保護制御に関するものである。

従来この種の圧縮機制御装置は各相の過電流を検出している。（例えば特許文献１参照）図７は特許文献１に記載された従来の圧縮機制御装置である。

図７において、圧縮機各相に流れる電流を電流検出手段４を用いて検出し、過電流であれば過電流保護手段９がインバータ８を停止させて保護動作を行なう。過電流保護手段９は動作限定手段１０により圧縮機３の運転周波数領域のみで動作し、運転周波数領域よりも低い始動周波数では動作しないで、負荷の大きさによって通電開始から例えば数秒間圧縮機の始動が開始されずに相に過電流が流れたとしても始動が継続し、始動完了までの時間的余裕があるので、圧縮機３を確実に始動させることができる。また、三相出力の内、最大電流値が最小電流値の１．２倍以上の値となった場合に保護動作を行ない、相電流アンバランス時の圧縮機保護も行っている。

図４のフローチャートで従来例の制御の流れをを説明すると、ＳＴＥＰ１０１にて圧縮機各相に流れる電流を検出、ＳＴＥＰ１０２にて検出した電流値の最小値を図５の方法で求め１．２倍する。ＳＴＥＰ１０３では、検出した電流値の最大値を図６の方法で求め、ＳＴＥＰ１０４にて最大電流値が最小電流値の１．２倍以上の値であるか比較し、最大電流値が最小電流値の１．２倍以上の値であればＳＴＥＰ１０５にて圧縮機停止とし、小さければＳＴＥＰ１０６で次処理へ進むという制御を行っている。そのためソフトウエアの構成が複雑なものとなっていた。
特開２０００−２４５１９６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、相電流のアンバランス判定をする為に圧縮機を一定時間安定運転させる必要があり、また運転周波数領域より低い始動回転数では動作せず、部品故障等により当初から欠相状態である場合欠相判定が早急に行なえない為、制御装置や圧縮機故障の拡大を招く可能性がある。また三相出力の内、最大電流値が最小電流値の１．２倍以上の値を算出する為、ソフトウエアの構成が複雑になるという課題を有していた。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、欠相が生じた場合、常時三相電流のアンバランス比較などの複雑な演算も行わないのでソフトウエアの構成が簡略化できることを特徴とし、また圧縮機始動時１回のみ判定することでさらにソフトウエアが簡略化できる。これにより、圧縮機欠相判定を迅速確実に行なうことで、欠相による不具合から圧縮機や制御装置の損傷を回避することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機制御装置は、圧縮機各相に流れる電流を検出し、始動時１回のみ基準値と比較することで圧縮機欠相判定を行ない、欠相が生じた場合、圧縮機に保護動作をかける機能を備えたものである。

これによって、圧縮機が欠相状態である時は、圧縮機の運転を停止し、不具合を未然に
防ぐことができる。

本発明の圧縮機制御装置は、欠相が生じた場合、欠相を迅速確実に検出し圧縮機に保護動作をかけることによりソフトウエアが簡略化でき、欠相による不具合から圧縮機や制御装置の損傷を回避することができる。

第１の発明は、三相電動機を駆動源とする圧縮機において、圧縮機各相へ流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段によって検出した各相の電流を基準値と比較し、基準電流値以下か否かを始動時１回のみ判定する判定手段と、前記判定手段によって各相の電流が基準値以下の時、前記圧縮機の動作を停止させる保護動作手段とを備えることで、圧縮機の欠相を確実に検出することが可能となる。また、各相の電流と基準となる電流を比較するだけである為、複雑な演算がなく従来例よりソフトウエアの構成が簡略化できる。

第２の発明は、特に第1の発明で、圧縮機始動時より所定時間経過後、前記電流判定手段による各相の電流が、基準値以下を所定時間継続した場合に、圧縮機動作を停止させることで、圧縮機電流誤検出による不用意な圧縮機停止を防止し、信頼性の高い圧縮機制御装置を得ることができる。

第３の発明は、特に第1または２の発明で、保護動作手段で圧縮機を停止させた後、所定時間経過後に圧縮機の再起動を行ない、連続して前記保護動作手段で圧縮機を停止させる動作が所定回数継続した時、圧縮機を停止させ再起動を行なわないことで、圧縮機電流誤検出による不用意な圧縮機停止をより確実に防止し、信頼性の高い圧縮機制御装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における圧縮機制御装置の構成ブロック図であり、交流電源１より制御装置２へ電源が供給され圧縮機３が動作する。

まず、圧縮機各相の電流を検出する電流検出手段４によって検出した各相の電流を比較判定手段５で基準値６と比較し、基準電流値以下か否かを始動時１回のみ判定すると、前記比較判定手段５によって各相の電流が基準値以下の時、保護動作手段７で前記圧縮機３の動作を停止させる。

以上のように構成された圧縮機制御装置について、以下その動作、作用を説明する。

図２においてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の内、例えばＶ相が欠相となると、相に電流が流れない為、（ｂ）の様な電流波形となる。本発明においては、圧縮機各相へ流れる電流を検出し、欠相判定する為の基準値を設定して、始動時１回のみの判定で、基準値以下の電流であれば圧縮機欠相と判断し、圧縮機に保護動作をかける。

なお、基準電流値は、０から始動時最小電流値間の値を設定する。（０＜基準電流値＜始動時最小電流値）
制御の流れを図３のフローチャートを用いて説明すると、最初にＳＴＥＰ１にて圧縮機各相に流れる電流を検出、ＳＴＥＰ２にて検出した電流値を比較し、各相の電流が基準値
より小さければＳＴＥＰ３にて圧縮機停止とし、大きければＳＴＥＰ４で次処理へ進む。

以上のように、本実施の形態においては、圧縮機各相の電流を検出、各相の電流を基準値と比較し、基準電流値以下か否かを始動時１回のみ判定することにより、従来より構成が簡略化されたソフトウエアで圧縮機欠相を判定することができ、欠相時不具合が生じる前に圧縮機に保護動作をかけることができる。

また、本実施の形態では、図３に示すように各相の電流と基準電流値を比較するのみで、図４に示す従来のように複雑な演算がないので、ソフトウエアの構造が大幅に簡略化できる。さらにこれにより、本発明においては、乗算機能のない安価なマイクロコンピュターを採用することができ、コスト面で有利な電子制御装置の開発が可能となる。

また、圧縮機３が始動時より所定時間経過後、前記電流判定手段５による各相の電流が、基準値以下を所定時間継続した場合に、圧縮機動作を停止させることにより、圧縮機電流誤検出による不用意な圧縮機停止を防止し、信頼性の高い圧縮機制御装置を得ることができる。

さらに、保護動作手段７で圧縮機３を停止させた後、所定時間経過後に圧縮機３の再起動を行ない、連続して前記保護動作手段７で圧縮機３を停止させる動作が所定回数継続した時、圧縮機３を停止させ再起動を行なわないことにより、誤検出による圧縮機停止をより確実に防止し、圧縮機がそのまま動作を継続した場合に生じる不具合を未然に防止できる。

以上のように、本発明にかかる圧縮機の制御装置は、圧縮機の欠相検出が可能となるので、圧縮機を駆動制御する制御装置全般に広く適用できる。

本発明の実施の形態１における圧縮機制御装置の構成ブロック図 圧縮機（Ｖ相）欠相時の電流波形を示す図 本発明の実施の形態１における圧縮機制御装置の制御フローチャート 従来の圧縮機電流検出における制御フローチャート 図４のフローチャートでの処理２の詳細フローチャート 図４のフローチャートでの処理３の詳細フローチャート 従来の圧縮機制御装置の構成ブロック図

符号の説明

１ 交流電源
２ 制御装置
３ 圧縮機
４ 電流検出手段
５ 判定手段
６ 比較手段
７ 保護動作手段
８ インバータ
９ 過電流保護手段
１０ 動作限定手段

Claims (3)

1. 三相電動機を駆動源とする圧縮機において、三相電動機各相へ流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段によって検出した各相の電流を基準値と比較し、基準電流値以下か否かを始動時１回のみ判定する判定手段と、前記判定手段によって各相の電流が基準値以下の時、前記圧縮機の動作を停止させる保護動作手段とを備えたことを特徴とする圧縮機制御装置。
2. 圧縮機始動時より第１の所定時間経過後、電流判定手段による各相の電流が、基準値以下を第２の所定時間継続した場合に、圧縮機動作を停止させることを特徴とする請求項１記載の圧縮機制御装置。
3. 保護動作手段で圧縮機を停止させた後、第３の所定時間経過後に圧縮機の再起動を行ない、連続して保護動作手段で圧縮機を停止させる動作が所定回数継続した時、圧縮機を停止させ再起動を行なわないことを特徴とする請求項１または２記載の圧縮機制御装置。

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