JP2011199978A - 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とＴ相電源線には制御回路手段、Ｓ相電源線と中性点電源線間には第１の三相電源開閉手段の励磁コイル部１０、Ｒ相電源線と中性点電源線間には第３の三相電源開閉手段の励磁コイル部３、Ｔ相電源線は第２の三相電源開閉手段の開閉部と励磁コイル部１１と接続し、三相電源開閉手段の励磁コイル部１１の逆側は、前記第３の三相電源開閉手段の開閉部と第１の三相電源開閉手段の開閉部と直列に介して中性点電源線に接続して構成し、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相電源線と中性点電源線には、第１の三相電源開閉手段の励磁コイル部、Ｒ相電源線と中性点電源線には、第３の三相電源開閉手段の励磁コイル部、さらに前記Ｔ相電源線には第２の三相電源開閉手段の開閉部と励磁コイル部とに接続し、前記第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部の逆側は、直列に前記第３の三相電源開閉手段の開閉部と第１の三相電源開閉手段の開閉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開閉部内の他の２開閉部は、前記Ｒ相電源線・Ｓ相電源線と接続し、前記第２の三相電源開閉手段の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。

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・Ｓの２相の電圧検出方式の接点部が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相電源線と中性点電源線には、第１の三相電源開閉手段の励磁コイル部、Ｒ相電源線と中性点電源線には、第３の三相電源開閉手段の励磁コイル部、さらに前記Ｔ相電源線には第２の三相電源開閉手段の開閉部と励磁コイル部とに接続し、前記第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部の逆側は、直列に前記第３の三相電源開閉手段の開閉部と第１の三相電源開閉手段の開閉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開閉部内の他の２開閉部は、前記Ｒ相電源線・Ｓ相電源線と接続し、前記第２の三相電源開閉手段の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。

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は制御回路手段である。３は第３の三相電源開閉手段、１０は第１の三相電源開閉手段、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、Ｔ相電源線９ｔと中性点電源線９ｎ間には制御回路手段を接続している。前記第１の三相電源開閉手段１０の励磁コイル部は、Ｓ相電源線９ｓと中性点電源線９ｎ間に接続している。同じく前記第３の三相電源開閉手段３の励磁コイル部は、Ｒ相電源線９ｒと中性点電源線９ｎ間に接続している。さらに前記Ｔ相電源線９ｔには第２の三相電源開閉手段の開閉部と励磁コイル部１１とに接続し、前記第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部１１の逆側は、直列に前記第３の三相電源開閉手段の開閉部３と第１の三相電源開閉手段の開閉部１０を介して中性点電源線９ｎと接続し、前記第２の三相電源開閉手段の開閉部１１内の他の２開閉部は、前記Ｒ相電源線９ｒ・Ｓ相電源線９ｓとに接続し、前記第２の三相電源開閉手段１１の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３の三相電源開閉手段３の励磁コイル部に励磁され、前記第３の三相電源開閉手段３の接点部は閉動作（Ｓ２）する。同時に、前記第１の三相電源開閉手段１０の励磁コイル部へ励磁され、前記第１の三相電源開閉手段１０の接点部は閉動作（Ｓ３）する。この（Ｓ２）と（Ｓ３）の動作により、第２の三相電源開閉手段１１の励磁コイル部に励磁され、前記第２の三相電源開閉手段１１の接点部は閉動作（Ｓ４）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（Ｓ５）。よって、前記第１の三相電源開閉手段１０の接点部は開動作する。したがって、前記第２の三相電源開閉手段１１の励磁コイル部に励磁されることもなく、前記第２の三相電源開閉手段１１の接点部は開動作（Ｓ８）する。Ｒ相欠相時は、前記第３の三相電源開閉手段３の励磁コイル部に励磁されない。よって、前記第３の三相電源開閉手段３の接点部は開動作（Ｓ７）する。Ｓ相欠相時は、前記第１の三相電源開閉手段１０の励磁コイル部に励磁されない。よって、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。したがって、前記第２の三相電源開閉手段１１の励磁コイル部に励磁されることもなく、前記第２の三相電源開閉手段１１の接点部は開動作（Ｓ８）する。Ｔ及び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３の三相電源開閉手段
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の三相電源開閉手段
１１ 第２の三相電源開閉手段

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、Ｔ相電源線と中性点電源線には制御回路手段、Ｓ相電源線と中性点電源線には、第１の三相電源開閉手段の励磁コイル部、Ｒ相電源線と中性点電源線には、第３の三相電源開閉手段の励磁コイル部、さらに前記Ｔ相電源線には第２の三相電源開閉手段の開閉部と励磁コイル部とに接続し、前記第２の三相電源開閉手段の励磁コイル部の逆側は、直列に前記第３の三相電源開閉手段の開閉部と第１の三相電源開閉手段の開閉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開閉部内の他の２開閉部は、前記Ｒ相電源線・Ｓ相電源線と接続し、前記第２の三相電源開閉手段の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

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