JP2011019351A

JP2011019351A - 空気調和機の制御装置

Info

Publication number: JP2011019351A
Application number: JP2009162645A
Authority: JP
Inventors: Arikichi Morishige; 在吉森重; Masanori Kasai; 正礼河西
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2011-01-27

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Ｔ相電源線と中性点電源線間には制御回路手段２、ＲとＳ相電源線にはそれぞれ第１、第２の相電流検出手段３及び４を備え、各相電流検出手段は制御回路手段内の電流値判断手段１２を介し電流値判断遅延手段１２ａに接続し、前記電流値判断遅延手段は第１の三相電源開閉手段１０のコイル部と接続し接点側はＴ相電源線の制御回路手段と第２の三相電源開閉手段１１の三相開閉部（Ｔ）間に閉接続し、同接続部は前記第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部を介して中性点電源線と接続し、前記第２の三相電源開閉手段の三相開閉部の負荷側は、平滑手段７・インバータ駆動手段６・圧縮機８と接続して構成し、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、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、Ｔ相電源線と中性点電源線には制御回路手段、Ｓ相電源線には直列に第２の相電流検出手段を介し第２の三相電源開閉手段の三相開閉部（Ｓ）、Ｒ相電源線には直列に第１の相電流検出手段を介し第２の三相電源開閉手段の三相開閉部（Ｒ）、前記第１と第２の相電流検出手段は前記制御回路手段内に具備した第１と第２の電流値の判断手段を介し電流値判断遅延手段を具備し、前記電流値判断遅延手段は第１の三相電源開閉手段のコイル部と接続し接点側はＴ相電源線の制御回路手段と第２の三相電源開閉手段の三相開閉部（Ｔ）間に閉接続し、同接続部は前記第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部を介して中性点電源線と接続し、前記第２の三相電源開閉手段の三相開閉部の負荷側は、平滑手段・インバータ駆動手段・圧縮機と接続して構成し、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で欠相検出が可能になる。

これによって、三相四線式交流電源のＲ相とＳ相の電流値判断とＴ相中性点間の電圧を検出すること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、Ｒ・Ｓの２相の電流検出方式で判断する接点部が、Ｔ相と中性点電源線間に具備した第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部を励磁する方式のため、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あることに加え、簡素（安価）な構成で、確実に欠相検出が可能になる。

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

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、Ｔ相電源線と中性点電源線には制御回路手段、Ｓ相電源線には直列に第２の相電流検出手段を介し第２の三相電源開閉手段の三相開閉部（Ｓ）、Ｒ相電源線には直列に第１の相電流検出手段を介し第２の三相電源開閉手段の三相開閉部（Ｒ）、前記第１と第２の相電流検出手段は前記制御回路手段内に具備した第１と第２の電流値の判断手段を介し電流値判断遅延手段を具備し、前記電流値判断遅延手段は第１の三相電源開閉手段のコイル部と接続し接点側はＴ相電源線の制御回路手段と第２の三相電源開閉手段の三相開閉部（Ｔ）間に閉接続し、同接続部は前記第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部を介して中性点電源線と接続し、前記第２の三相電源開閉手段の三相開閉部の負荷側は、平滑手段・インバータ駆動手段・圧縮機と接続して構成し、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。

（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は制御回路手段である。３は第１の相電流検出手段（Ｒ相）、４は第２の相電流検出手段（Ｓ相）、１１は第２の三相電源開閉手段であり本願では開閉リレーで表現している。１０は第１の三相電源開閉手段である。前記第１の相電流検出手段（Ｒ相）３と前記第２の相電流検出手段（Ｓ相）４は前記制御回路手段２内に具備された第１と第２の電流値の判断手段１２と電流値判断遅延手段１２ａを介して前記第１の三相電源開閉手段１０のコイル部に接続している。

前記第２の三相電源開閉手段１１の接点部は３接点用であり、その３接点用の接点１は電源側には第１の相電流検出手段（Ｒ相）３を介してＲ相電源線９ｒ、その３接点用の接点２の電源側には第２の相電流検出手段（Ｓ相）４を介してＳ相電源線９ｓ、その３接点用の接点３の電源側には前記第２の三相電源開閉手段１１のコイル部と前記第１の三相電源開閉手段１０の閉接点部と接続し、前記第２の三相電源開閉手段１１のコイル部の反対側は中性点電源線９ｎに接続している。前記第１の三相電源開閉手段１０の閉接点部の反対側は前記Ｔ相電源線９ｔに接続している。前記第２の三相電源開閉手段１１の接点部負
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。前記制御回路手段２は前記Ｔ相電源線９ｔと前記中性点電源線９ｎ間に接続している。

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の三相電源開閉手段１０の励磁コイル部には励磁されず、OLE_LINK1前記第１の三相電源開閉手段１０の接点部は閉動作（Ｓ２）OLE_LINK1する。その後、前記第２の三相電源開閉手段１１の励磁コイル部へ励磁され、前記第２の三相電源開閉手段１１の接点部は閉動作（Ｓ３）する。この（Ｓ２）と（Ｓ３）の動作により、前記圧縮機８が動作する。その後、前記第１の相電流検出手段（Ｒ相）３と第２の相電流検出手段（Ｓ相）４が電流検出動作する。その後、前記第１と第２の電流値の判断手段１２を経由して前記電流値判断遅延手段１２ａがＴ分後にＺ（Ａ）以上ならば、前記第１の三相電源開閉手段１０の接点部は閉動作（Ｓ２）を継続する。

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について説明する。Ｔ相とＮ相欠相時は、前記第２の三相電源開閉手段１１の励磁コイル部は必ず遮断されるため励磁されることはない（Ｓ７）。よって、前記第２の三相電源開閉手段１１の接点部は開動作する（Ｓ８）。

Ｓ相とＲ相のどちらか欠相時でその直後は、前記第１の三相電源開閉手段１０の励磁コイル部は励磁されることなく、前記第１の三相電源開閉手段１０の接点部は閉動作（Ｓ２）する。その後、前記第２の三相電源開閉手段１１の励磁コイル部へ励磁され、前記第２の三相電源開閉手段１１の接点部は閉動作（Ｓ３）する。この（Ｓ２）と（Ｓ３）の動作により、前記圧縮機８が動作する。この時Ｓ相が欠相した場合、圧縮機はＲ相とＴ相だけの運転電流だけになり、同じくＲ相が欠相した場合、圧縮機はＳ相とＴ相だけの運転電流だけになるため、前記第１の相電流検出手段（Ｒ相）３と第２の相電流検出手段（Ｓ相）４のどちらかだけの電流検出動作になる。

その後、前記第１と第２の電流値の判断手段１２を経由して前記電流値判断遅延手段１２ａがＴ分後にＲ相かＳ相のどちらかが欠相した小運転電流しか流れないためＺ（Ａ）以下となる。（Ｓ５）その後、前記第１の三相電源開閉手段１０の励磁コイル部が励磁され、前記第１の三相電源開閉手段１０の接点部は閉動作（Ｓ２）ならば、前記第１の三相電源開閉手段１０の接点部は開動作（Ｓ６）する。その後、前記第２の三相電源開閉手段１１の励磁コイル部が非励磁になる。（Ｓ７）よって、前記第２の三相電源開閉手段１１の接点部は開動作（Ｓ８）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相と中性点電源線間に具備した第３の三相電源開閉手段の励磁コイル部での直接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あることに加え、簡素（安価）な構成で、確実に欠相検出が可能になる。

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。

１制御装置
２制御回路手段
３第１の相電流検出手段（Ｒ相）
４第２の相電流検出手段（Ｓ相）
５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の三相電源開閉手段
１１第２の三相電源開閉手段
１２第１と第２の電流値の判断手段
１２ａ電流値判断遅延手段

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、Ｔ相電源線と中性点電源線には制御回路手段、Ｓ相電源線には直列に第２の相電流検出手段を介し第２の三相電源開閉手段の三相開閉部（Ｓ）、Ｒ相電源線には直列に第１の相電流検出手段を介し第２の三相電源開閉手段の三相開閉部（Ｒ）、前記第１と第２の相電流検出手段は前記制御回路手段内に具備した第１と第２の電流値の判断手段を介し電流値判断遅延手段を具備し、前記電流値判断遅延手段は第１の三相電源開閉手段のコイル部と接続し接点側はＴ相電源線の制御回路手段と第２の三相電源開閉手段の三相開閉部（Ｔ）間に閉接続し、同接続部は前記第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部を介して中性点電源線と接続し、前記第２の三相電源開閉手段の三相開閉部の負荷側は、平滑手段・インバータ駆動手段・圧縮機と接続して構成し、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。