JP2008148512A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

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には制御回路手段２、Ｓ相電源線９ｓには直列に低抵抗素子３と電圧検出手段４ａを具備、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１１の開閉部を開動作させる。
【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など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（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は制御回路手段、Ｓ相電源線は直列に低抵抗素子、Ｔ相電源線と中性点電源線は第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、前記抵抗素子の両端の電圧を検出する電圧検出手段を具備し、前記電圧検出手段は電圧判断手段と接続し、制御回路手段とインバータ駆動手段は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し、その電圧を検出することと、３相電源線の低抵抗素子の電圧を検出することの組み合わせ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・Ｔの２相の電圧検出方式に加えＳ相に具備した低抵抗素子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インバー部の過電流も電圧として検出しできるため、簡素（安価）な構成で、欠相検出と過電流制御が可能になる。

本発明は、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は制御回路手段、Ｓ相電源線は直列に低抵抗素子、Ｔ相電源線と中性点電源線は第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、前記抵抗素子の両端の電圧を検出する電圧検出手段を具備し、前記電圧検出手段は電圧判断手段と接続し、制御回路手段とインバータ駆動手段は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は制御回路手段、３は低抵抗素子、４ａは電圧検出手段で前記低抵抗素子３へ具備し、前記制御回路手段２内にある電圧検出手段４ｂとにも接続している。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、前記制御回路手段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は通信手段で前記制御回路手段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。前記制御回路手段２は前記Ｒ相電源線９ｒと前記中性点電源線９ｎと接続し、前記低抵抗素子３は前記Ｓ相電源線９ｓに直列接続している。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、前記制御回路手段２に通電される（Ｓ１）。その後、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（Ｓ２）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（Ｓ３）する。引き続き運転継続すると、低抵抗素子３に電流が流れ電圧が発生し、電圧検出手段４ａがその電圧を検出（Ｓ４）する。その後、電圧判断手段４ｂが規定（Ｖ）以上を検出（Ｓ５）すると、前記第１の３相電源開閉手段１０の接点部は閉動作（Ｓ２）継続する。

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、前記制御回路手段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、前記低抵抗素子３が無通電のため、電圧検出手段４ａはその電圧は発生せず（Ｓ７）、電圧判断手段４ｂは規定（Ｖ）以上を検出できないため異常と判断（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２相の電圧検出方式に加えＳ相に具備した低抵抗素子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インバー部の過電流も電圧として検出しできるため、簡素（安価）な構成で、欠相検出と過電流制御が可能になる。

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 制御回路手段
３ 低抵抗素子
４ａ 電圧検出手段
４ｂ 電圧判断手段
５ 通信手段
６ インバータ駆動手段
７ 平滑手段
８ 圧縮機
９ｒ Ｒ相電源線
９ｓ Ｓ相電源線
９ｔ Ｔ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 (1)

1. 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は制御回路手段、Ｓ相電源線は直列に低抵抗素子、Ｔ相電源線と中性点電源線は第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、前記低抵抗素子の両端の電圧を検出する電圧検出手段を具備し、前記電圧検出手段は電圧判断手段と接続し、制御回路手段とインバータ駆動手段は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。

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