JP2011234481A - 放電装置及び空調機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空調機に搭載され、電源部1から供給される電圧を平滑コンデンサCsで平滑した直流電圧をモータ駆動回路3に供給する電源回路10の放電装置9において、放電抵抗Rdと直列に、平滑コンデンサCsから放電抵抗Rdへの放電をオン/オフ制御する放電用スイッチング素子5を接続し、これを放電制御回路8で制御する。放電制御回路8は、電源部1からの給電停止時には、抵抗Rc,Ra,Rbを含む常時通電可能な受動回路に平滑コンデンサCsの端子電圧及びモータ駆動回路3からの回生電圧によって電流を流すことにより放電用スイッチング素子5をオンにする放電開始機能を有し、給電時には当該放電開始機能を規制することにより放電用スイッチング素子5をオフにする。
【選択図】図1
Description
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、電力損失を低減した放電装置及びこれを含む空調機を提供することを目的とする。
前記電源部からの給電停止時に、前記平滑コンデンサに蓄えられた電荷を放電させる放電抵抗と、前記放電抵抗に直列接続され、前記平滑コンデンサから前記放電抵抗への放電をオン/オフ制御する放電用スイッチング素子と、前記電源部からの給電停止時には、抵抗を含む常時通電可能な受動回路に前記平滑コンデンサの端子電圧及び前記モータ駆動回路からの回生電圧によって電流を流すことにより前記放電用スイッチング素子をオンにする放電開始機能を有し、給電時には当該放電開始機能を規制することにより前記放電用スイッチング素子をオフにする放電制御回路とを備えたものである。
図1は、本発明の一実施形態に係る放電装置を含む電力変換装置の回路図である。また、図2,図3は、図1と同一回路図に放電制御のための電流の流れを書き込んだ図である。このような電力変換装置は、空調機の室外機又は室内機に搭載され、コンプレッサやファンのモータを駆動する。
図1において、電源部1は、開閉可能な主リレー接点11と、整流回路12とを有している。商用交流電源PSから供給された交流電圧は、閉じた主リレー接点11を介して整流回路12で全波整流される。主リレー接点11は、マイクロコンピュータを含む制御部7によって開閉される。
上記のように構成された放電制御回路8は、抵抗の直列体(Rc,Ra,Rb)によって分圧して得た制御電圧(抵抗Rbの両端電圧)を、放電用スイッチング素子5に付与することが可能な受動回路を備えているものである。すなわち、抵抗のような受動素子で構成された受動回路により、放電用スイッチング素子5をオンさせることを基本とした回路である。また、放電制御用スイッチング素子6は、オン動作により制御電圧の付与を妨害し、オフ動作で許可する、という性格を有する。
上記のように構成された放電装置は、モータ4の通常運転時においては、まず、制御部7の指令によって主リレー接点11が閉じて、2電路P,N間の平滑された直流電圧がモータ駆動回路3に供給される。この直流電圧VONは、商用交流電圧が200V(実効値)とすると、その最大値(√2倍)に相当する約280Vとなる。そして、モータ駆動回路3は、制御部7によるPWM制御によりモータ4を可変速で回転させる。
次に、図2を参照して、運転停止時の動作について説明する。制御部7はモータ4の運転を停止させると、主リレー接点11を開路させる。従って、電源部1による給電は停止となる。停止時に、平滑コンデンサCsには電荷が蓄えられており、通常運転時の直流電圧に基づいて、端子電圧は280Vとなっている。また、停止直後は、モータ4が完全に停止するまで電力回生が生じ、モータ駆動回路3から2電路P,Nに回生電圧が付与される。この回生電圧は数値例を挙げると最大120Vであり、逆極性(電路Nに−120V)で付与される。この結果、2電路P,N間には、平滑コンデンサCsの端子(間)電圧280Vに、回生電圧120Vを加えた400Vが印加されることになる。
次に、図3を参照して、上記とは異なる状況での運転停止時の動作について説明する。すなわち、モータ4の運転は停止され、主リレー接点11も開いたが、制御部7の故障又は放電制御用スイッチング素子6の故障によって、放電制御用スイッチング素子6がオンのままになった、という状況である。すなわち、放電制御回路8のみを見れば、通常運転時と同じ状態である。
以上のように、上記のように構成された放電装置9では、給電時すなわちモータの通常運転時は放電用スイッチング素子5がオフで、放電抵抗Rdによる放電は行われない。従って、通常運転時の電力損失を抑制することができる。一方、給電停止時は、放電用スイッチング素子5がオンになるので、平滑コンデンサCsから放電抵抗Rdに放電電流が流れる。従って、平滑コンデンサCsの端子電圧は下がり、保守作業者に強い衝撃を与える程の感電の恐れは無くなる。また、抵抗(Rc,Ra,Rb)を含む常時通電可能な受動回路に平滑コンデンサCsの端子電圧及びモータ駆動回路3からの回生電圧によって電流を流すことにより放電用スイッチング素子5をオンにするので、他の制御要素の影響を受けることなく自律的に確実に動作する。
なお、上記の放電装置は、空調機に搭載されるものであるが、電力変換を経てインバータ方式でモータを駆動する各種の機器にも適用可能である。
また、上記実施形態における放電制御回路8は、抵抗の直列体(Rc,Ra,Rb)のみによって構成される受動回路を含むものを示したが、抵抗以外の受動素子であるコンデンサやコイルを用いて同様に放電用スイッチング素子5をオンにする回路を構成することも可能である。
3:モータ駆動回路
4:モータ
5:放電用スイッチング素子
6:放電制御用スイッチング素子
7:制御部
8:放電制御回路
9:放電装置
10:電源回路
Cs:平滑コンデンサ
Ra,Rb,Rc:抵抗
Rd:放電抵抗
Claims (4)
- 電源部(1)から供給される電圧を平滑コンデンサ(Cs)で平滑した直流電圧をモータ駆動回路(3)に供給する電源回路(10)の放電装置であって、
前記電源部(1)からの給電停止時に、前記平滑コンデンサ(Cs)に蓄えられた電荷を放電させることが可能な放電抵抗(Rd)と、
前記放電抵抗(Rd)に直列接続され、前記平滑コンデンサ(Cs)から前記放電抵抗(Rd)への放電をオン/オフ制御する放電用スイッチング素子(5)と、
前記電源部(1)からの給電停止時には、抵抗を含む常時通電可能な受動回路に前記平滑コンデンサ(Cs)の端子電圧及び前記モータ駆動回路(3)からの回生電圧によって電流を流すことにより前記放電用スイッチング素子(5)をオンにする放電開始機能を有し、給電時には当該放電開始機能を規制することにより前記放電用スイッチング素子(5)をオフにする放電制御回路(8)と
を備えたことを特徴とする放電装置。 - 前記放電制御回路(8)は、
複数の抵抗の直列体によって分圧して得た制御電圧を、前記放電用スイッチング素子(5)に付与することが可能な前記受動回路(Rc,Ra,Rb)と、
オン動作により前記制御電圧の付与を妨害し、オフ動作で許可するように設けられた放電制御用スイッチング素子(6)と、
前記放電制御用スイッチング素子(6)をオン/オフ制御する制御部(7)と
を含む請求項1記載の放電装置。 - 前記受動回路の一部の抵抗(Rc)は、前記直流電圧が印加される2電路(P,N)間において、前記放電制御用スイッチング素子(6)と直列接続した状態で設けられ、
残余の抵抗(Ra,Rb)は、前記放電制御用スイッチング素子(6)と並列接続され、前記放電用スイッチング素子(5)に制御電圧を付与するものである、請求項2記載の放電装置。 - 電源部(1)と、当該電源部(1)から供給される電圧を平滑コンデンサ(Cs)で平滑する電源回路(10)と、平滑された直流電圧の供給を受けるモータ駆動回路(3)と、当該モータ駆動回路(3)によって駆動されるモータ(4)とを備えた空調機であって、前記電源回路(10)の放電装置(9)として、
前記電源部(1)からの給電停止時に、前記平滑コンデンサ(Cs)に蓄えられた電荷を放電させる放電抵抗(Rd)と、
前記放電抵抗(Rd)に直列接続され、前記平滑コンデンサ(Cs)から前記放電抵抗(Rd)への放電をオン/オフ制御する放電用スイッチング素子(5)と、
前記電源部(1)からの給電停止時には、抵抗を含む常時通電可能な受動回路に前記平滑コンデンサ(Cs)の端子電圧及び前記モータ駆動回路(3)からの回生電圧によって電流を流すことにより前記放電用スイッチング素子(5)をオンにする放電開始機能を有し、給電時には当該放電開始機能を規制することにより前記放電用スイッチング素子(5)をオフにする放電制御回路(8)と
を備えたことを特徴とする空調機。
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