JP2014032132A - Capacitor deterioration diagnostic device, inverter device, and household electrical appliance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンデンサの劣化状態を検知するコンデンサ劣化診断装置、及びそれを備えたインバータ装置、及び家電機器に関する。 The present invention relates to a capacitor deterioration diagnosis device that detects a deterioration state of a capacitor, an inverter device including the capacitor deterioration diagnosis device, and a home appliance.
電解コンデンサは、電解液の含浸したコンデンサ素子を金属ケースに収納している。このような電解コンデンサは、経年劣化などにより電解液が気化し、金属ケースの内圧が高まり爆発に至る場合があるため、爆発を防ぐための防爆弁が設けられている。防爆弁は、金属ケースの一部に薄肉部を形成し、内圧が上昇した場合に開弁され機能する。これにより、電解コンデンサは爆発することなく安全に故障に至る。しかし、防爆弁が作動した際に電解コンデンサの内部から気化した電解液が漏洩すると、白煙や異臭が生じ、使用者に発火によるものであるかの誤解を与える可能性がある。 In the electrolytic capacitor, a capacitor element impregnated with an electrolytic solution is housed in a metal case. Such an electrolytic capacitor is provided with an explosion-proof valve for preventing an explosion because the electrolytic solution is vaporized due to aging and the like, and the internal pressure of the metal case is increased to cause an explosion. The explosion-proof valve forms a thin part in a part of the metal case, and opens and functions when the internal pressure rises. As a result, the electrolytic capacitor safely fails without exploding. However, if the electrolytic solution vaporized from the inside of the electrolytic capacitor leaks when the explosion-proof valve is activated, white smoke or a strange odor is generated, which may give the user a misunderstanding that it is due to ignition.
従来の技術においては、温度検出ブロックを電解コンデンサのケースに物理的に取り付け、電解コンデンサの温度上昇を検出することで劣化状態を検知し、防爆弁の作動を防ぐ制御を行う電源装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、コンデンサ素子が発熱した場合に、感温素子により発熱を検出してコンデンサの電気回路を遮断することで防爆弁の作動を防ぐアルミ電解コンデンサが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
In the conventional technology, a power supply device has been proposed in which a temperature detection block is physically attached to the case of the electrolytic capacitor, the deterioration state is detected by detecting the temperature rise of the electrolytic capacitor, and control is performed to prevent the operation of the explosion-proof valve. (For example, refer to Patent Document 1).
In addition, an aluminum electrolytic capacitor has been proposed in which when a capacitor element generates heat, the operation of the explosion-proof valve is prevented by detecting the heat generation by the temperature-sensitive element and shutting off the electric circuit of the capacitor (see, for example, Patent Document 2). .
従来の技術では、コンデンサに温度センサーを物理的に取り付けて、この温度センサーの出力に基づいて劣化状態を判定しているため、熱抵抗のばらつきが出やすく検知精度が低い、という問題点があった。
また、熱抵抗のばらつきを低減するためのバンド等を実装する必要があり、製造の手間やバンドを実装するための部品コスト、これを実装するための基板面積を確保する必要があり、結果として、実装基板コストが高くなる、という問題点があった。
In the conventional technology, a temperature sensor is physically attached to the capacitor, and the deterioration state is judged based on the output of the temperature sensor. Therefore, there is a problem that the thermal resistance varies easily and the detection accuracy is low. It was.
In addition, it is necessary to mount a band to reduce the variation in thermal resistance, and it is necessary to secure the labor of manufacturing, the component cost for mounting the band, and the board area for mounting this, as a result There was a problem that the mounting substrate cost was high.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、コンデンサの劣化状態の異常を精度良く検出することができるコンデンサ劣化診断装置、インバータ装置、及び家電機器を得るものである。
また、コンデンサの劣化状態の異常の検出を安価な構成で実現することができるコンデンサ劣化診断装置、インバータ装置、及び家電機器を得るものである。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a capacitor deterioration diagnosis device, an inverter device, and a home appliance that can accurately detect an abnormality in the deterioration state of a capacitor.
Further, it is possible to obtain a capacitor deterioration diagnosis device, an inverter device, and a home electric appliance that can detect an abnormality of a capacitor deterioration state with an inexpensive configuration.
本発明に係るコンデンサ劣化診断装置は、防爆弁を有する電解コンデンサの劣化状態の異常を検知するコンデンサ劣化診断装置であって、前記防爆弁へ向けて光を発光する発光素子と、前記防爆弁からの反射光を受光する受光素子と、前記受光素子の検出値に基づいて、前記電解コンデンサの劣化状態の異常を判定する劣化判定手段とを備えたものである。 A capacitor deterioration diagnosis device according to the present invention is a capacitor deterioration diagnosis device that detects an abnormality in a deterioration state of an electrolytic capacitor having an explosion-proof valve, and includes a light-emitting element that emits light toward the explosion-proof valve, and the explosion-proof valve. A light receiving element that receives the reflected light, and a deterioration determining means that determines an abnormality in the deterioration state of the electrolytic capacitor based on a detection value of the light receiving element.
本発明は、防爆弁からの反射光の検出値に基づいて、電解コンデンサの劣化状態の異常を判定するので、コンデンサの劣化状態の異常を精度良く検出することができる。また、コンデンサの劣化状態の異常の検出を安価な構成で実現することができる。 In the present invention, since the abnormality of the deterioration state of the electrolytic capacitor is determined based on the detection value of the reflected light from the explosion-proof valve, the abnormality of the deterioration state of the capacitor can be accurately detected. Further, it is possible to detect an abnormality in the deterioration state of the capacitor with an inexpensive configuration.
実施の形態1.
図1は実施の形態1に係るコンデンサ劣化診断装置のブロック構成図である。
図2は実施の形態1に係る発光素子及び受光素子とアルミ電解コンデンサの配置関係を示す側面図である。
図1及び図2において、コンデンサ劣化診断装置100は、発光素子10、受光素子11、光部品制御手段12、劣化判定手段13、報知手段14、及び、停止手段15を備えている。このコンデンサ劣化診断装置100は、防爆弁22を有するアルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常を検知するものである。
発光素子10および受光素子11は、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22に対向して配置されている。
例えば図2に示すように、発光素子10および受光素子11は、光部品基板110に搭載され、この光部品基板110が、アルミ電解コンデンサ200を搭載したコンデンサ搭載基板210に対して固定されることで、発光素子10および受光素子11が、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22に対向して配置される。
なお、光部品基板110は本発明における「第1基板」に相当し、コンデンサ搭載基板210は本発明における「第2基板」に相当する。また、アルミ電解コンデンサ200は本発明における「電解コンデンサ」に相当する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram of the capacitor deterioration diagnosis apparatus according to the first embodiment.
FIG. 2 is a side view showing the arrangement relationship between the light emitting element and the light receiving element and the aluminum electrolytic capacitor according to the first embodiment.
1 and 2, the capacitor
The
For example, as shown in FIG. 2, the
The
発光素子10は、少なくとも防爆弁22へ向けて光を発光する。発光素子10は、例えばLED(発光ダイオード)で構成し、電気的エネルギーを光エネルギーに変えることで発光する。
受光素子11は、少なくとも防爆弁22からの反射光を受光する。受光素子11は、例えばPD(フォトダイオード)等からなり、例えば、半導体のPN接合に光を照射すると光起電力が発生し、光の強さに基づく電流が流れる逆バイアス方式の回路で構成している。
このように、発光素子10をLEDで構成し、受光素子11をPDで構成することにより、発光素子10と受光素子11とを共に安価な材料で構成することで、コンデンサ劣化診断装置100の製造原価を非常に安くすることができるとともに小型化することができる。なお、発光素子10で発光し受光素子11で受光する光の波長を赤外線領域の波長とすることで、赤外領域の波長を持った光は周囲の光の影響を受けにくいため、検知感度が周囲環境によって影響されにくくすることができる。
The
The
As described above, the
発光素子10及び受光素子11の配置位置は、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22が膨張していない状態(以下、正常時とも言う)において、発光素子10で発光した光の少なくとも一部が、防爆弁22で反射して受光素子11へ入射する位置に配置されている。なお、図2においては、発光素子10から防爆弁22へ向けた光と、防爆弁22で反射した受光素子11へ入射する反射光の光路を、矢印にて模式的に示している。
The arrangement positions of the
光部品制御手段12は、発光素子10への電力供給を行い、また、受光素子11の信号を増幅して劣化判定手段13に入力する。これにより、受光素子11への入光量に応じた光の強さが電圧の信号として検出される。以下、劣化判定手段13に入力される信号(例えば電圧値)を、「受光素子11への入光量」と称する。
なお、ここでは光の強さを電圧の信号として検出する場合を説明するが、本発明はこれに限らず、受光素子11へ入射する反射光に応じた任意の物理量を検出すればよい。
The optical
Although the case where the intensity of light is detected as a voltage signal will be described here, the present invention is not limited to this, and any physical quantity corresponding to the reflected light incident on the
劣化判定手段13は、受光素子11への入光量に基づいて、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常を判定する。詳細は後述する。
報知手段14は、例えばセグメントLEDや液晶表示素子等からなり、劣化判定手段13の出力に基づいてアルミ電解コンデンサ200の劣化状態に関する所定の情報を使用者に報知する。
停止手段15は、劣化判定手段13の出力に基づいて、例えばアルミ電解コンデンサ200が搭載された機器に対する停止信号などの、劣化状態に応じた所定の信号を出力する。
なお、報知手段14及び停止手段15の何れか一方を省略しても良い。
The
The notification means 14 is composed of, for example, a segment LED or a liquid crystal display element, and notifies the user of predetermined information regarding the deterioration state of the aluminum
The
Note that either one of the
図3は実施の形態1に係るアルミ電解コンデンサを模式的に示す斜視図である。
図3に示すように、アルミ電解コンデンサ200は、電荷が蓄積される電解コンデンサ素子を収納し、アルミニウム等の金属から成るケース20の上面20aの外周部及び側面が薄い樹脂21で覆われている。
また、ケース20の上面20aには、X状の溝20bが形成されており、上面20a及び溝20bにより防爆弁22を構成している。
防爆弁22は、ケース20内部の電解液の分解によりガスが発生してケース20の内部の圧力が上昇した際に膨張し、ケース20の爆発よりも先に溝20bが破断(開弁)してガスを逃がすものである。なお、図3の例では、上面20aにX状の溝を形成しているが、これに限らず任意の形状とすることができる。
このアルミ電解コンデンサ200は、その他の電子部品とともにコンデンサ搭載基板210に取り付けられて使用される。
なお、コンデンサ劣化診断装置100が劣化状態の異常を検知する対象となるコンデンサはアルミ電解コンデンサに限らず、内圧が上昇した際に膨張して爆発を防止する防爆弁が設けられたコンデンサであればよい。例えば、任意の種類の非固体電解コンデンサを検知対象とすることができる。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the aluminum electrolytic capacitor according to the first embodiment.
As shown in FIG. 3, the aluminum
Further, an X-shaped groove 20b is formed on the upper surface 20a of the case 20, and the explosion-
The explosion-
The aluminum
Capacitor
次に、本実施の形態1におけるコンデンサ劣化診断装置100の動作を説明する。
図4はアルミ電解コンデンサの使用時間と防爆弁の膨れとの関係を示す図である。
図4に示すように、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22は、使用時間の経過により電解液の気化が進み、内圧が徐々に上昇して膨張する。そして、防爆弁22の膨張が更に進み溝20bへの応力が限界を超えると開弁(パンク)して内部のガスが放出され寿命を終える。
Next, the operation of the capacitor
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the usage time of the aluminum electrolytic capacitor and the expansion of the explosion-proof valve.
As shown in FIG. 4, the explosion-
図5は実施の形態1に係る防爆弁の膨れ状態での光路を模式的に示す図である。
図6は実施の形態1に係る防爆弁の膨れと受光素子への入光量との関係を示す図である。
図5に示すように、防爆弁22が膨張すると、発光素子10からの光の反射角が変化し、受光素子11へ入射する反射光の量が減少する。これにより、図6に示すように、防爆弁の膨れが進むと受光素子11への入光量が低下する。そして、防爆弁22が開弁すると膨張が止まり反射光の量も変化しないため、受光素子11への入光量は一定となる。
このようなことから、受光素子への入光量を検知することにより、防爆弁22の膨れを検知することができる。つまり、アルミ電解コンデンサ200に異常の兆候として現れる防爆弁22の膨れの程度を検知することによって、結果としてアルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常を判定することができる。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an optical path in the swollen state of the explosion-proof valve according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the expansion of the explosion-proof valve and the amount of light incident on the light receiving element according to the first embodiment.
As shown in FIG. 5, when the explosion-
For this reason, it is possible to detect the swelling of the explosion-
本実施の形態においては、図6に示すように、防爆弁22が開弁となる際の受光素子への入光量より大きい劣化判定レベルを劣化判定手段13に予め設定する。そして、劣化判定手段13は、受光素子への入光量がこの劣化判定レベル(図6のb点)より小さいとき、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常を判定する。即ち、図2に示したように、防爆弁22が膨張していない正常時や防爆弁22の膨れが小さい場合(図6のa点以下の場合)には、劣化判定手段13は劣化状態が正常と判定するが、図5に示すように防爆弁22の膨れが大きい場合(図6のa点を超えた場合)には、劣化判定手段13は劣化状態が異常と判定する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a deterioration determination level that is greater than the amount of light incident on the light receiving element when the explosion-
なお、防爆弁22の膨れ量や防爆弁22の反射量等はアルミ電解コンデンサ200の形状や種類によって異なり、また発光素子10及び受光素子11とアルミ電解コンデンサ200との位置関係によっても異なるため、劣化発生時の実際の変化量等を計測した実験値などで設定するのがよい。
The amount of expansion of the explosion-
劣化判定手段13は、劣化状態の判定結果を報知手段14に対して出力する。報知手段14は、例えばセグメントLEDや液晶表示素子等に判定された劣化状態に関する情報(例えば、エラーコードなど)を表示させる。なお、この表示の際、所定のメンテナンス内容の情報(例えば、部品交換を促すメッセージなど)を表示させるようにしても良い。また、スピーカー等により、当該劣化状態に関する情報を音により報知するようにしても良い。
また、劣化判定手段13は、劣化状態の判定結果を停止手段15に対して出力する。停止手段15は、例えばアルミ電解コンデンサ200が搭載された機器に対して停止信号を出力し、当該機器の動作を停止させる。なお、停止手段15からの出力はこれに限らず、例えば当該機器の出力電力の低下を指示する信号を出力するなど、任意の操作信号を出力するようにしても良い。
The
Further, the
以上のように本実施の形態においては、防爆弁22へ向けて光を発光し、その反射光を受光素子11で受光する。そして、受光素子11の検出値に基づいて、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常を判定する。このため、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態異常の検出を、精度良く実現することができる。
また、温度センサー及び温度センサーのためのバンド等を実装する必要が無いので、製造コストを低減することができる。また、従来の温度検知方式に比べ、取付誤差による検知精度の低下を回避できる。また、バンド等の耐熱温度も考慮する必要が無い。
また、防爆弁22からの反射光を検知するので、アルミ電解コンデンサ200の発熱の影響を受け難く、高精度、高信頼でアルミ電解コンデンサ200の異常を検知することが可能となる。
また、アルミ電解コンデンサ200の異常検知における製造コストの低減や他の電子部品の発熱の影響を受けることも無く、高精度、高信頼でアルミ電解コンデンサ200の劣化を検知することが可能となる。
また、防爆弁22の作動(開弁)による内部の電解液が漏出し、使用者に発煙したと誤認され、火災安全に対する不安や、その蒸気による健康への影響に対する不安を解消することができる。
As described above, in the present embodiment, light is emitted toward the explosion-
In addition, since it is not necessary to mount a temperature sensor and a band for the temperature sensor, the manufacturing cost can be reduced. In addition, a decrease in detection accuracy due to mounting errors can be avoided as compared with the conventional temperature detection method. Moreover, it is not necessary to consider the heat resistant temperature of the band or the like.
Further, since the reflected light from the explosion-
Further, it is possible to detect the deterioration of the aluminum
Moreover, the internal electrolyte solution due to the operation (opening) of the explosion-
また、光を発光する発光素子10および反射光を受光する受光素子11を設けて、受光素子11の検出値に基づいて、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常を判定するので、コンデンサ劣化診断装置を安価な構成で実現できる。
In addition, since a
また、発光素子10および受光素子11は、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22に対向して配置され、劣化判定手段13は、受光素子11の検出値が所定の劣化判定レベルより小さいとき、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常を判定する。このため、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22の膨れを検知することができ、結果としてアルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常を精度良く判定することができる。
Further, the
また、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態の判定結果を、報知手段14により報知することにより、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態に関する情報を使用者に報知することができる。これにより、使用者は例えばアルミ電解コンデンサ200が搭載された機器の運転を停止させ、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22の開弁による発煙や異臭の発生を防止することができる。
Further, by notifying the determination result of the deterioration state of the aluminum
また、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態の判定結果に応じて、停止手段15は、例えばアルミ電解コンデンサ200が搭載された機器に対して停止信号を出力し、当該機器の動作を停止させる。これにより、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態が異常の際に、アルミ電解コンデンサ200が搭載された機器の運転を停止させることができ、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22の開弁による発煙や異臭の発生を防止することができる。
Further, according to the determination result of the deterioration state of the aluminum
また、発光素子10および受光素子11は、光部品基板110に搭載され、光部品基板110は、アルミ電解コンデンサ200が搭載されたコンデンサ搭載基板210に対して固定されている。このため、発光素子10および受光素子11と、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22との位置関係が固定され、防爆弁22の膨れに応じて受光素子11に入射する反射光が変化することとなり、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常を精度良く判定することができる。
The
なお、光部品基板110をコンデンサ搭載基板210に対して固定する方法としては、たとえは図7及び図8に示すような方法がある。
例えば図7に示すように、光部品基板110とコンデンサ搭載基板210との間に、例えばスペーサ111を配置し、各基板とスペーサ111とをネジ112で固定することで、コンデンサ搭載基板210に光部品基板110を固定する。
また例えば図8に示すように、アルミ電解コンデンサ200が搭載された機器の筐体120に、光部品基板110をネジ121で固定する。
なお、光部品基板110の固定方法はこれに限るものではなく、発光素子10および受光素子11が防爆弁22に対向して配置できるものであれば良い。
As a method for fixing the
For example, as shown in FIG. 7, for example,
Further, for example, as shown in FIG. 8, the
The method for fixing the
実施の形態2.
本実施の形態2における劣化判定手段13は、劣化判定レベルが予め複数設定され、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常の程度を多段階に判定する。
以下、本実施の形態2について、上記実施の形態1との相違点を中心に説明する。尚、上記実施の形態1と同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
The deterioration determination means 13 in the present second embodiment determines a plurality of deterioration determination levels in advance and determines the degree of abnormality of the deterioration state of the aluminum
Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図9は実施の形態2に係る防爆弁の膨れと受光素子への入光量との関係を示す図である。
本実施の形態2における劣化判定手段13には、劣化判定レベルが予め複数設定されている。例えば図9に示すように、防爆弁22が開弁する膨れより小さい3つの膨れ量a1〜a3に対応して、劣化判定レベル1〜3(b1〜b3)が設定されている。
劣化判定手段13は、受光素子への入光量と、劣化判定レベル1〜3とを比較して、各劣化判定レベルに応じて、劣化状態の異常程度を判定する。
尚、防爆弁22の膨れ量や防爆弁22の反射量等はアルミ電解コンデンサ200によって異なるため、複数の劣化判定レベルは実際の変化量等を計測した実験値などで設定するのが良い。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the expansion of the explosion-proof valve according to the second embodiment and the amount of light incident on the light receiving element.
A plurality of deterioration determination levels are set in advance in the deterioration determination means 13 in the second embodiment. For example, as shown in FIG. 9, deterioration determination levels 1 to 3 (b1 to b3) are set corresponding to three expansion amounts a1 to a3 that are smaller than the expansion at which the explosion-
The deterioration determination means 13 compares the amount of light incident on the light receiving element and the deterioration determination levels 1 to 3, and determines the degree of abnormality in the deterioration state according to each deterioration determination level.
Since the amount of swelling of the explosion-
例えば劣化判定手段13は、受光素子への入光量がb1までは、防爆弁22の膨れ量が小さいため、劣化状態が正常状態であると判定する。
一方、受光素子への入光量がb1を下回った場合は、防爆弁22の膨れ量が大きく、即ち劣化状態が異常であり、劣化判定レベル1〜3に応じて、所定の異常の程度を判定する。劣化判定手段13は、劣化状態の判定結果を報知手段14に対して出力する。
例えば劣化判定レベル1を下回った場合は、異常の程度が注意状態であると判定する。また、劣化判定レベル2を下回った場合は、異常の程度が警告状態であると判定する。また、劣化判定レベル3を下回った場合は、異常の程度が遮断状態であると判定する。
そして、報知手段14は、異常の程度に応じて、例えばセグメントLEDや液晶表示素子等に判定された劣化状態の程度に関する情報(例えば、注意、警告、遮断など)を表示させる。なお、この表示の際、所定のメンテナンス内容の情報を表示させるようにしても良い。例えば、注意の警告の際には部品寿命が近いことを注意喚起し、警告の際には部品交換を促すメッセージを表示し、遮断の際には部品寿命により運転不可である表示などを行う。
For example, the
On the other hand, when the amount of light incident on the light receiving element is less than b1, the expansion amount of the explosion-
For example, when the deterioration determination level is below 1, it is determined that the degree of abnormality is a caution state. Moreover, when it falls below the
And the alerting | reporting means 14 displays the information (for example, attention, warning, interruption | blocking, etc.) regarding the grade of the degradation state determined, for example by segment LED, the liquid crystal display element, etc. according to the grade of abnormality. In this case, information on predetermined maintenance contents may be displayed. For example, when a warning is issued, a warning is given that the parts life is near, a message prompting replacement of the parts is displayed when the warning is given, and a message indicating that the operation cannot be performed due to the parts life is displayed when the warning is interrupted.
また、劣化判定手段13は、劣化状態の異常程度の判定結果を停止手段15に対して出力する。停止手段15は、例えばアルミ電解コンデンサ200が搭載された機器に対して、判定された異常の程度に応じた出力を行う。
例えば、異常の程度が注意状態である場合は機器に対する出力は行わない。異常の程度が警告状態である場合は、機器の出力電力の低下を指示する信号を出力する。また、異常の程度が遮断状態である場合は、停止信号を出力し、当該機器の動作を停止させる。
Further, the
For example, if the degree of abnormality is a caution state, no output is made to the device. When the degree of abnormality is a warning state, a signal instructing a decrease in the output power of the device is output. In addition, when the degree of abnormality is a cut-off state, a stop signal is output to stop the operation of the device.
なお、劣化判定レベルの数は3つに限らず任意の数を設定することができる。
例えば、防爆弁22の膨れがない状態から膨れ限界値(寿命)までを等間隔に複数に区分し、この区分毎に劣化判定レベルを設定することで、アルミ電解コンデンサ200の余寿命を判定するようにしても良い。
Note that the number of deterioration determination levels is not limited to three, and an arbitrary number can be set.
For example, the remaining life of the aluminum
以上のように本実施の形態においては、劣化判定手段13は、劣化判定レベルが予め複数設定され、アルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常の程度を多段階に判定する。
このため、上記実施の形態1の効果に加え、アルミ電解コンデンサ200の劣化の程度に応じた判定を行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the
For this reason, in addition to the effect of the first embodiment, it is possible to make a determination according to the degree of deterioration of the aluminum
実施の形態3.
図10は実施の形態3に係るインバータ装置の回路図である。
図10において、インバータ装置300は、整流回路3と、直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ回路5と、アルミ電解コンデンサ200と、上記実施の形態1または2に記載のコンデンサ劣化診断装置100と、インバータ回路5の駆動を制御する制御手段6とにより構成されている。このインバータ装置300は、商用電源1から供給される電力により駆動されるモータ7(負荷)の運転を制御するものである。
FIG. 10 is a circuit diagram of an inverter device according to the third embodiment.
In FIG. 10, an
整流回路3は、例えば全波整流回路となっており、商用電源1の交流電圧を直流電圧に変換する。この整流回路3は、4個の半導体スイッチ素子の整流ダイオード3a〜3dをブリッジ接続して構成される。
整流回路3の出力側には平滑用のコンデンサとして、上述したアルミ電解コンデンサ200が接続されている。
The
The above-described aluminum
インバータ回路5は、アルミ電解コンデンサ200により平滑された直流電圧が入力され、制御手段6からの制御により例えばPWM制御を行い、入力された直流電圧を任意電圧、任意周波数の交流に変換する。このインバータ回路5は、例えばトランジスタ等の半導体によるスイッチング素子5a〜5fを各々ブリッジ接続して構成される。また、各々のスイッチング素子5a〜5fには並列に逆電流方向にダイオードが設けられている。
The
制御手段6は、インバータ回路5のスイッチング素子5a〜5fのスイッチング時間を決定することでPWM(パルス幅変調:Pulse Width Modulation)を行い、モータ7の各巻線に電圧を印加することでモータ7を駆動制御する。
The control means 6 performs PWM (Pulse Width Modulation) by determining the switching time of the switching elements 5 a to 5 f of the
コンデンサ劣化診断装置100は、上述した実施の形態1または2と同様に、整流回路3の出力側に設けられたアルミ電解コンデンサ200の劣化状態の異常を検知する。
また、コンデンサ劣化診断装置100の停止手段15は、劣化状態に応じた所定の信号を制御手段6に出力する。
例えば、停止手段15は、劣化判定手段13の出力に基づいて、制御手段6に対して停止信号や、負荷(モータ7)の出力電力の低下を指示する信号を出力する。
Capacitor
Further, the stopping
For example, the
制御手段6は、コンデンサ劣化診断装置100の判定結果に応じて、インバータ回路5を制御してモータ7を駆動制御する。
例えば、停止信号が入力された場合には、モータ7の駆動を停止させる。また、出力電力の低下を指示する信号が入力された場合には、モータ7の回転数を低減するなどして、インバータ回路5からの出力電力を低下させる。
The control means 6 controls the drive of the motor 7 by controlling the
For example, when a stop signal is input, the driving of the motor 7 is stopped. Further, when a signal instructing a decrease in output power is input, the output power from the
以上のように本実施の形態においては、劣化判定手段13の判定結果に応じて、インバータ回路5の運転を制御するので、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22の開弁による発煙や異臭の発生を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, since the operation of the
実施の形態4.
本実施の形態4では、家電機器として例えば空気調和機にコンデンサ劣化診断装置100を搭載した場合の形態について説明する。
図11は実施の形態4に係る空気調和機の構成を示す図である。
図11において、本実施の形態における空気調和機は、室外機310、室内機320を備え、室外機310には、図示しない冷媒回路に接続され冷凍サイクルを構成する冷媒圧縮機311、図示しない熱交換機を送風する室外機用の送風機312を備えている。そして、この冷媒圧縮機311および室外機用の送風機312の少なくとも一方は、上述したインバータ装置300により制御されるモータ7により駆動される。
このような構成においても、上記実施の形態1〜3と同様の効果が得られることはいうまでもない。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, a case where the capacitor
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to the fourth embodiment.
11, the air conditioner in the present embodiment includes an outdoor unit 310 and an indoor unit 320. The outdoor unit 310 is connected to a refrigerant circuit (not shown) and constitutes a refrigerant compressor 311 constituting a refrigeration cycle, and heat (not shown). A
Even in such a configuration, it goes without saying that the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained.
なお、本実施の形態4では、家電機器の一例として空気調和機を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、インバータ装置300により駆動される負荷を備えた家電機器であれば良く、例えば冷蔵庫、手乾燥機、IHクッキングヒータ、炊飯器、照明器具などでも良い。
In addition, in this Embodiment 4, although the air conditioner was demonstrated as an example of household appliances, this invention is not restricted to this, What is necessary is just household appliances provided with the load driven by the
1 商用電源、3 整流回路、3a〜3d 整流ダイオード、5 インバータ回路、5a〜5f スイッチング素子、6 制御手段、7 モータ、10 発光素子、11 受光素子、12 光部品制御手段、13 劣化判定手段、14 報知手段、15 停止手段、20 ケース、20a 上面、20b 溝、21 樹脂、22 防爆弁、100 コンデンサ劣化診断装置、110 光部品基板、111 スペーサ、112 ネジ、120 筐体、121 ネジ、200 アルミ電解コンデンサ、210 コンデンサ搭載基板、300 インバータ装置、310 室外機、311 冷媒圧縮機、312 送風機、320 室内機。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply, 3 Rectifier circuit, 3a-3d Rectifier diode, 5 Inverter circuit, 5a-5f Switching element, 6 Control means, 7 Motor, 10 Light emitting element, 11 Light receiving element, 12 Optical component control means, 13 Deterioration judgment means, 14 Notification means, 15 Stop means, 20 Case, 20a Top surface, 20b Groove, 21 Resin, 22 Explosion-proof valve, 100 Capacitor deterioration diagnosis device, 110 Optical component substrate, 111 Spacer, 112 Screw, 120 Housing, 121 Screw, 200 Aluminum Electrolytic capacitor, 210 capacitor mounting board, 300 inverter device, 310 outdoor unit, 311 refrigerant compressor, 312 blower, 320 indoor unit.
Claims (8)
前記防爆弁へ向けて光を発光する発光素子と、
前記防爆弁からの反射光を受光する受光素子と、
前記受光素子の検出値に基づいて、前記電解コンデンサの劣化状態の異常を判定する劣化判定手段と
を備えたことを特徴とするコンデンサ劣化診断装置。 A capacitor deterioration diagnosis device that detects an abnormality in the deterioration state of an electrolytic capacitor having an explosion-proof valve,
A light emitting element that emits light toward the explosion-proof valve;
A light receiving element that receives reflected light from the explosion-proof valve;
A capacitor deterioration diagnosing device, comprising: a deterioration determining unit that determines an abnormality in a deterioration state of the electrolytic capacitor based on a detection value of the light receiving element.
前記劣化判定手段は、
前記受光素子の検出値が所定の劣化判定レベルより小さいとき、前記電解コンデンサの劣化状態の異常を判定する
ことを特徴とする請求項1記載のコンデンサ劣化診断装置。 The light emitting element and the light receiving element are disposed to face the explosion-proof valve of the electrolytic capacitor,
The deterioration determining means includes
2. The capacitor deterioration diagnosis device according to claim 1, wherein when the detected value of the light receiving element is smaller than a predetermined deterioration determination level, an abnormality in the deterioration state of the electrolytic capacitor is determined.
前記劣化判定レベルが予め複数設定され、前記電解コンデンサの劣化状態の異常の程度を多段階に判定する
ことを特徴とする請求項2記載のコンデンサ劣化診断装置。 The deterioration determining means includes
3. The capacitor deterioration diagnosis apparatus according to claim 2, wherein a plurality of the deterioration determination levels are set in advance, and the degree of abnormality of the deterioration state of the electrolytic capacitor is determined in multiple stages.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のコンデンサ劣化診断装置。 The capacitor deterioration diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a notification unit configured to notify information related to the deterioration state determined by the deterioration determination unit.
前記第1基板は、
前記電解コンデンサが搭載された第2基板に対して固定された
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載のコンデンサ劣化診断装置。 The light emitting element and the light receiving element are mounted on a first substrate,
The first substrate is
The capacitor deterioration diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the capacitor deterioration diagnosis apparatus is fixed to a second substrate on which the electrolytic capacitor is mounted.
複数のスイッチング素子を有し、前記電解コンデンサにより平滑された直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、
請求項1〜5の何れか一項に記載のコンデンサ劣化診断装置と
を備えたことを特徴とするインバータ装置。 An electrolytic capacitor having an explosion-proof valve for smoothing the rectified power supply voltage;
An inverter circuit that has a plurality of switching elements, converts the DC voltage smoothed by the electrolytic capacitor into an AC voltage, and outputs the AC voltage;
An inverter device comprising the capacitor deterioration diagnosis device according to any one of claims 1 to 5.
前記制御手段は、
前記劣化判定手段の判定結果に応じて、前記インバータ回路の運転を制御する
ことを特徴とする請求項6記載のインバータ装置。 Comprising control means for controlling the drive of the inverter circuit;
The control means includes
The inverter device according to claim 6, wherein operation of the inverter circuit is controlled in accordance with a determination result of the deterioration determination unit.
前記インバータ回路により駆動される負荷と
を備えたことを特徴とする家電機器。 An inverter device according to claim 6 or 7,
A home appliance comprising a load driven by the inverter circuit.
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