JP2006141114A

JP2006141114A - 空気調和機の制御装置

Info

Publication number: JP2006141114A
Application number: JP2004327426A
Authority: JP
Inventors: Arikichi Morishige; 在吉森重
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-06-01

Abstract

【課題】安価な構成で、三相四線式交流電源の欠相時の保護を図る。
【解決手段】三相四線式交流電源の中性点電源線９ｎとＲ相電源線９ｒには制御手段２、Ｓ相電源線９ｓには電流検出手段３、Ｔ相電源線９ｔと中性点電源線９ｎには第１の三相電源開閉手段１０の開閉部を介して第２の三相電源開閉手段１１の励磁コイル部に接続して構成し、少なくとも三相四線式の電源線で、どの相が欠相しても、第２の三相電源開閉手段の開閉部を開動作させて保護する。
【選択図】図１

Description

本発明は三相四線式交流電源を用いた空気調和機の欠相検出技術に関するものである。

従来、この種の空気調和機は三相電源の各々の線間電圧を入力し、電源の相間電圧に同期したパルスを発生させ、そのパルスの途絶えを検出するなどの工夫をしている（例えば、特許文献１参照）。

図３は、特許文献１に記載された従来の欠相検出技術を示すものである。図３に示すように、三相三線式の三相電源２１から接続端子２２を介して、線間電圧をパルス発生回路２５に接続している。前記パルス発生回路２５は信号処理回路２６と接続し開閉Ｒｙ２３と表示手段２９から構成されている。この構成から、パルス発生回路２５は三相電源２１の線間電圧を入力しているため、相間電圧に同期したパルスを発生させることができる。そのことにより、特定の相のパルスの途絶えなどを検出し、信号処理回路２６で開閉Ｒｙ２３の通電遮断と表示手段２９での異常表示をするものである。
特開平０９−３０８０８３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、日本国内の三相三線式交流電源での線間電圧（ＡＣ２００Ｖ）を検出制御することに対して有効ではあるが、欧州や中国などの三相四線式交流電源では線間電圧がＡＣ３８０Ｖ〜４１５Ｖとなるため、パルス発生回路２５に使用する部品は高耐圧部品が必要になり、部品の大型化に加え、コストアップにつながる課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、三相四線式交流電源における欠相検出を簡単な構成で実現するインバータ空気調和機の制御装置を提供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、本発明の空気調和機の制御装置は、三相四線式交流電源によって動作するインバータで駆動される空気調和機において、前記空気調和機内部には三相四線式交流電源の三相線と、中性点電源線とを具備し、Ｒ相電源線と中性点電源線には制御手段、Ｓ相電源線には電流検出手段、Ｔ相電源線と中性点電源線には第１の三相電源開閉手段の開閉部を介して第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部に接続し、前記Ｒ相電源線・Ｓ相電源線・Ｔ相電源線には、第２の三相電源開閉手段の開閉部・平滑手段・インバータ駆動手段・圧縮機と接続し、前記電流検出手段は第１の通信手段と接続し、制御手段とインバータ駆動手段は第２の通信手段で接続して構成し、少なくとも三相四線式の電源線で、どの相が欠相しても、第２の三相電源開閉手段の開閉部を開動作させる制御としたものである。

これによって、三相四線式交流電源の中性点電源線を利用すると共にＳ相のみ電流を検出することから、簡単な構成で欠相検出が可能になる。

本発明の空気調和機の制御装置は、三相四線式交流電源ならではの中性点電源線を利用し、中性点電源線とＲ相とＴ相の電圧検出方式に加え、Ｓ相の電流検出方式のため、三相線間での検出方式と比較して、低電圧（線間電圧の１／√３）になるため、小型部品の採
用が可能でかつ構成も簡素なため、安価に欠相検出が可能になる。

本発明の空気調和機の制御装置は、三相四線式交流電源によって動作するインバータで駆動される空気調和機において、前記空気調和機内部には三相四線式交流電源の三相線（以下、各々Ｒ相電源線・Ｓ相電源線・Ｔ相電源線と称す）と、中性点電源線とを具備し、Ｒ相電源線と中性点電源線には制御手段、Ｓ相電源線には電流検出手段、Ｔ相電源線と中性点電源線には第１の三相電源開閉手段の開閉部を介して第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部に接続し、前記Ｒ相電源線・Ｓ相電源線・Ｔ相電源線には、三相電源開閉手段２の開閉部・平滑手段・インバータ駆動手段・圧縮機と接続し、前記電流検出手段は第１の通信手段と接続し、制御手段とインバータ駆動手段は第２の通信手段で接続して構成し、少なくとも三相四線式の電源線で、どの相が欠相しても、第２の三相電源開閉手段の開閉部を開動作させるため簡単な構成で安価に欠相検出が可能になる。

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における制御装置のブロック図、図２はその制御動作を示すフローチャートである。

図１において、１は制御装置、２は制御手段、３は電流検出手段、４は第１の通信手段で前記制御手段２と前記電流検出手段３とに接続している。１０は第１の３相電源開閉手段、１１は第２の３相電源開閉手段であり本願では開閉リレーで表現しており、前記第１の３相電源開閉手段１０の励磁コイル部は、前記制御手段２の内部に具備されている。さらに前記第１の３相電源開閉手段１０の接点部は第２の３相電源開閉手段１１の励磁コイル部とＴ相電源線９ｔに接続している。前記第２の３相電源開閉手段１１の接点部は３接点用であり、その接点は電源側にはＲ相電源線９ｒ、Ｓ相電源線９ｓ、Ｔ相電源線９ｔと接続し、負荷側には平滑手段７、インバータ駆動手段６、圧縮機８の順に接続している。５は第２の通信手段で前記制御手段２と前記インバータ駆動手段６に接続している。９ｎは中性点電源線である。前記制御手段２は前記Ｒ相電源線９ｒと前記中性点電源線９ｎと接続し、前記電流検出手段３は前記Ｓ相電源線９ｓを貫通させ、前記第２の３相電源開閉手段１１の接点に接続している。前記第２の３相電源開閉手段１１の励磁コイル部は直列に接続された状態で前記Ｔ相電源線９ｔと前記中性点電源線９ｎとに接続している。

以上のように構成された制御装置について、以下に図２のフローチャートも用いてその動作、作用を説明する。

まず、三相四線式交流電源が空気調和機の制御装置１に正常に接続された時、前記制御手段２と前記電流検出手段３とに通電される（Ｓ１）（Ｓ２）。その後、第１の通信手段４で正常と判断（Ｓ３）した場合、前記第１の３相電源開閉手段１０の励磁コイル部に励磁され、前記第１の３相電源開閉手段１０の接点部は閉動作（Ｓ４）する。その信号を受けて、前記第２の３相電源開閉手段１１の励磁コイル部に励磁され、前記第２の３相電源開閉手段１１の接点部は閉動作（Ｓ５）する。

次に、三相四線式交流電源が空気調和機の制御装置１に正常に接続されず、いずれかの相が欠相した時であるが、Ｒ相欠相時は、前記制御手段２に通電されず（Ｓ６）、前記第１の３相電源開閉手段１０の励磁コイル部に励磁されることは有り得ない。よって、前記第１の３相電源開閉手段１０の接点部は開動作（Ｓ９）する。したがって、前記第２の３相電源開閉手段１１の励磁コイル部に励磁されることもなく、前記第２の３相電源開閉手
段１１の接点部は開動作（Ｓ１０）する。Ｓ相欠相時は、前記電流検出手段３に電流が流れず（Ｓ７）、第１の通信手段４で異常と判断（Ｓ８）する。この場合前記第１の３相電源開閉手段１０の励磁コイル部に励磁はしない。よって、前記第１の３相電源開閉手段１０の接点部は開動作（Ｓ９）する。したがって、前記第２の３相電源開閉手段１１の励磁コイル部に励磁されることもなく、前記第２の３相電源開閉手段１１の接点部は開動作（Ｓ１０）する。Ｔ及びＮ相欠相時は、前記第２の３相電源開閉手段１１の励磁コイル部に励磁する電源そのものが遮断されているため励磁コイル部に励磁することは有り得ない。よって、前記第２の３相電源開閉手段１１の接点部は開動作（Ｓ１０）する。

以上のように、本実施の形態においては、三相四線式交流電源ならではの中性点電源線を利用し、中性点電源線と各三相線との電圧検出方式のため、三相線間での検出方式と比較して、低電圧（線間電圧の１／√３）になるため、小型部品の採用が可能でかつ構成も簡素なため、安価に欠相検出が可能になる。さらに、正常運転時は、Ｓ相の電流検出をしているため、インバータ駆動の制御にも活用でき快適な制御も期待できる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機の制御装置は、三相四線式交流電源の中性点電源線を利用し構成および制御しているため、低電圧で高電圧の欠相を検出できる。したがって、特に、海外仕様（欧州や中国）で且つ、大能力のインバータを備えた冷凍機器等に適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の制御装置の構成ブロック図本発明の実施の形態１における空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート従来の制御装置の構成ブロック図

符号の説明

１制御装置
２制御手段
３電流検出手段
４第１の通信手段
５第２の通信手段
６インバータ駆動手段
７平滑手段
８圧縮機
９ｒＲ相電源線
９ｓＳ相電源線
９ｔＴ相電源線
９ｎ中性点電源線
１０第１の３相電源開閉手段
１１第２の３相電源開閉手段

Claims

三相四線式交流電源によって動作するインバータで駆動される空気調和機において、前記空気調和機内部には三相四線式交流電源の三相線（以下、各々Ｒ相電源線・Ｓ相電源線・Ｔ相電源線と称す）と、中性点電源線とを具備し、Ｒ相電源線と中性点電源線には制御手段、Ｓ相電源線には電流検出手段、Ｔ相電源線と中性点電源線には第１の三相電源開閉手段の開閉部を介して第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部に接続し、前記Ｒ相電源線・Ｓ相電源線・Ｔ相電源線には、第２の三相電源開閉手段の開閉部・平滑手段・インバータ駆動手段・圧縮機と接続し、電流検出手段は第１の通信手段と接続し、制御手段とインバータ駆動手段は第２の通信手段で接続して構成し、少なくとも三相四線式の電源線で、どの相が欠相しても、第２の三相電源開閉手段の開閉部を開動作させることを特徴とした空気調和機の制御装置。