JP2016138736A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機に係わり、より詳細には、整流・平滑した直流電源における直流電流から交流電源の入力電流を算出して求める構成において、入力電圧が低下した時に算出する入力電流値の精度を向上させる構成に関する。 The present invention relates to an air conditioner, and more specifically, in a configuration in which an input current of an AC power supply is calculated from a DC current in a rectified and smoothed DC power supply, an input current value calculated when the input voltage decreases. The present invention relates to a configuration that improves accuracy.
従来、入力された交流電源の力率改善を行なうと共に、整流した電圧を昇圧する空気調和機としては特許文献１に開示されている。この空気調和機７０を図４のブロック図に示す。
Conventionally, Patent Document 1 discloses an air conditioner that improves the power factor of an input AC power supply and boosts a rectified voltage. This
図４の空気調和機７０は互いに通信接続された室外機６０と室内機５０とで構成されている。
室外機６０は、図示しない交流電源が接続される入力端（入力端１と入力端２）に接続された整流器４と、整流器４の出力端に接続された整流電圧検出部３と、整流器４の出力端に接続された昇圧チョッパ回路５と、昇圧チョッパ回路５の出力端に接続されるインバータ６と、インバータ６の出力端に接続された圧縮機７と、昇圧チョッパ回路５の出力端に並列に接続された電圧検出部８と、整流器４の出力側と昇圧チョッパ回路５の間に直列に接続されたシャント抵抗からなる電流検出部１０と、室内機５０からの指示により室外機４０全体を制御する室外機制御部９を備えている。
The
The
また、室外機６０は、電流検出部１０で検出した検出電流信号が入力され、入力された検出電流信号を内蔵された図示しない抵抗とコンデンサで積分して、検出電流信号と対応する電圧を生成する信号平滑部１１と、この生成された電圧をアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換部１２と、アナログ／デジタル変換された値を予め定められた変換式で算出して室外機制御部９へ交流電源の入力電流値（実効値）として出力する電流変換部１３とを備えている。
The
ところで、交流を整流した直流で動作する機器に関して、エネルギー保存の法則により、交流の消費電力と整流された後の直流の消費電力とは等しくなる。この関係を以下に示す。なお、Ｖｅは交流電圧（実効値）、Ｉｅは交流電流（実効値）、λは力率、Ｖｄは直流電圧、Ｉｄは直流電流である。なお、直流は全て実効値である。
Ｖｅ×Ｉｅ×λ＝Ｖｄ×Ｉｄ 従って、
Ｉｅ＝（Ｖｄ×Ｉｄ）／（Ｖｅ×λ）・・・式１
となる。ここで、整流・平滑された電圧であるＶｄは、ほぼＶｅの１．４倍となるため、
Ｖｅ＝Ｖｄ×１／１．４・・・式２
の関係が成り立ち、この式２を式１に代入して、
Ｉｅ＝（Ｖｄ×Ｉｄ）／（Ｖｄ×１／１．４×λ）
＝Ｉｄ／（０．７１×λ）＝（１／０．７１）×（１／λ）×Ｉｄ・・・式３
となる。ここで１／０．７１＝１．４を係数ｋとすると、
Ｉｅ＝ｋ×Ｉａ×（１／λ）・・・式４
となる。なお、この式は無負荷状態を表す式であり、実際にはｋは接続される負荷の電圧に影響されるため、この負荷の電圧、つまり、昇圧チョッパ回路５の出力電圧が所定電圧、例えば空気調和機７０が定格電圧範囲で使用される直流の３００ボルトの時の係数ｋを第１変換係数変換係数、力率λを１とすると、
Ｉｅ＝第１変換係数×Ｉａ・・・式５
となる。
By the way, with respect to a device that operates on a direct current obtained by rectifying an alternating current, the consumed power of the alternating current is equal to the consumed power of the direct current after being rectified according to the law of energy conservation. This relationship is shown below. Note that Ve is an AC voltage (effective value), Ie is an AC current (effective value), λ is a power factor, Vd is a DC voltage, and Id is a DC current. All direct currents are effective values.
Ve × Ie × λ = Vd × Id Therefore,
Ie = (Vd × Id) / (Ve × λ) Equation 1
It becomes. Here, Vd, which is the rectified and smoothed voltage, is approximately 1.4 times Ve,
Ve = Vd × 1 / 1.4 Expression 2
Substituting Equation 2 into Equation 1
Ie = (Vd × Id) / (Vd × 1 / 1.4 × λ)
= Id / (0.71 × λ) = (1 / 0.71) × (1 / λ) × Id Formula 3
It becomes. Here, when 1 / 0.71 = 1.4 is a coefficient k,
Ie = k × Ia × (1 / λ)
It becomes. Note that this expression is an expression representing a no-load state, and in actuality k is affected by the voltage of the connected load, so that the voltage of this load, that is, the output voltage of the
Ie = first conversion coefficient ×
It becomes.
なお、式４において１／λがＩｄの乗数となっているため、λが１から小さくなると、つまり、力率が悪化するとＩｅはこれに対応して大きくなる。また、第１変換係数は予め実験的に求めておく。例えば、空気調和機７０が定格電圧、例えば２３０ボルト（実効値）で昇圧チョッパ回路５の出力電圧が３００ボルトの時、空調負荷を変化させて入力電流（実効値）を変化させ、この時のＡ／Ｄ変換部１２の出力値を求める。このようにして、入力電流（実効値）と対応するＡ／Ｄ変換部１２の出力値を対応させて式５から第１変換係数を決定する。
In
一般的に空気調和機の定格電圧範囲内で力率がほぼ１になるように昇圧チョッパ回路５を設計するため、定格電圧範囲内であれば、前述した式５により整流後の直流電流であるＩａと第１変換係数を用いてＩｅ（交流電源の入力電流の実効値）を求めることができる。
つまり、信号平滑部１１で電流検出部１０で検出した検出電流信号を平滑化し、これをＡ／Ｄ変換部１２でデジタル値に変換し、電流変換部１３で式５を用いて入力電流値（実効値）に変換し、室外機制御部９へ出力するようになっている。
In general, the step-
That is, the
室外機制御部９は、圧縮機７を指示された回転数で駆動する駆動信号（スイッチング信号）をＰＷＭ制御により生成してインバータ６へ出力すると共に、電圧検出部８で検出した昇圧チョッパ回路５の出力電圧が所定の目標電圧になるように、また、電流検出部１０で検出した検出電流信号と整流電圧検出部３で検出した整流出力電圧信号とに基づいて力率を１に近づけるようにスイッチング信号をＰＷＭ制御により生成して昇圧チョッパ回路５へ出力する。
The outdoor unit control unit 9 generates a drive signal (switching signal) for driving the compressor 7 at the instructed rotational speed by PWM control and outputs the drive signal to the
交流電圧が定格電圧範囲の下限より下回ると、昇圧チョッパ回路５は入力電流を正弦波形とすることができずに入力電流波形は非正弦波形となり力率が悪化する。そして、前述したように式４において１／λがＩｄの乗数となっているため、λ（力率）が１から小さくなると、つまり、力率が悪化するとＩｅはこれに対応して大きくする必要がある。一方、直流の検出電流から交流電流の入力電流を求めるための変換式（式５）は、交流電圧が定格電圧範囲内の時に力率を１として決定してある。このため、力率が悪化した場合に力率を１とした式５を用いた場合は誤差が大きくなる。一般的な空気調和機では入力電圧が定格電圧範囲外となった時には運転を中止するためこの誤差は問題とならない。
When the AC voltage falls below the lower limit of the rated voltage range, the
しかしながら、電源事情の悪い地域で使用される空気調和機は、一時的に定格電圧範囲の下限定格電圧よりも低下した場合であっても、定格電圧範囲での定格運転能力よりも運転能力を低下させて、できるだけ運転を継続させる必要がある。この場合、変換式（式５）は誤差が大きくなり、力率が悪化して１よりも小さくなると変換結果が実際の入力電流よりも小さい値になってしまう。 However, air conditioners that are used in areas where power supply conditions are poor have a lower operating capacity than the rated operating capacity in the rated voltage range, even if temporarily lower than the lower rated voltage of the rated voltage range It is necessary to continue operation as much as possible. In this case, the conversion formula (Formula 5) has a large error, and when the power factor deteriorates and becomes smaller than 1, the conversion result becomes a value smaller than the actual input current.
このため、室外機制御部９は変換式（式５）で算出された入力電流値（実効値）が実際には許容電流値よりも大きいにも関わらず、許容電流値よりも小さいと誤認識して昇圧チョッパ回路５やインバータ６を制御する。この結果、例えば入力電流値（実効値）で制限が規定されている圧縮機７の回転数制御（電流レリース制御）の限度電流値を超えて圧縮機７の回転数を上昇させることになり、インバータ６内の図示しないスイッチング素子の最大定格電流値を超えた制御や、整流器４の最大定格電流値を超えた制御を行なうことになり、場合によっては整流器４やインバータ６のスイッチング素子が破壊される問題があった。
For this reason, the outdoor unit control unit 9 erroneously recognizes that the input current value (effective value) calculated by the conversion formula (Formula 5) is actually smaller than the allowable current value even though it is larger than the allowable current value. Thus, the
本発明は以上述べた問題点を解決し、交流電圧が空気調和機の定格電圧範囲の下限定格電圧よりも低下した時に運転を継続する場合、整流された後の直流電流から交流電源の入力電流（実効値）を求めるための変換式の誤差を小さくすることを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and when the operation is continued when the AC voltage is lower than the lower limit rated voltage of the rated voltage range of the air conditioner, the input current of the AC power source is changed from the rectified DC current. The object is to reduce the error of the conversion formula for obtaining (effective value).
本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、交流電源が接続される入力端と、前記入力端に接続される整流器と、同整流器の出力端に接続された力率改善回路と、同力率改善回路の出力端に接続されたインバータと、同インバータの出力端に接続された圧縮機と、前記整流器と前記力率改善回路との間に直列に接続された電流検出部と、前記力率改善回路の前記出力端に接続された電圧検出部と、前記力率改善回路と前記インバータを制御する制御部とを備え、
定格の空調能力で運転が可能な定格電圧範囲で動作する定格運転モードと、前記定格電圧範囲の下限定格電圧未満で前記定格の空調能力よりも小さい空調能力で運転する限定運転モードのいずれかで動作する空気調和機であって、
前記空気調和機は、前記電流検出部が検出した直流の検出電流に対する前記交流電源の実効値の入力電流の比であり予め定めた変換係数を用いて前記検出電流から前記入力電流を算出して前記制御部へ出力する入力電流変換部を備え、
前記入力電流変換部は、前記定格運転モードで使用される第１変換係数を記憶する第１変換係数記憶部と、
前記限定運転モードで使用され前記第１変換係数よりも大きい第２変換係数を記憶する第２変換係数記憶部とを備え、
前記入力電流変換部は、前記電圧検出部で検出された電圧が、前記定格電圧範囲の下限定格電圧より低い電圧と対応する予め定めた電圧閾値以下に低下した時、前記第１変換係数に代えて前記第２変換係数を用いて前記入力電流を算出して前記制御部へ出力する。
In order to solve the above-described problems, the present invention according to claim 1 of the present invention includes an input terminal to which an AC power supply is connected, a rectifier connected to the input terminal, and an output terminal of the rectifier. A power factor correction circuit, an inverter connected to the output terminal of the power factor correction circuit, a compressor connected to the output terminal of the inverter, and the rectifier and the power factor correction circuit in series. A connected current detection unit; a voltage detection unit connected to the output terminal of the power factor improvement circuit; and a control unit for controlling the power factor improvement circuit and the inverter.
Either a rated operation mode that operates in the rated voltage range that can be operated with the rated air conditioning capacity, or a limited operation mode that operates with an air conditioning capacity that is less than the lower rated voltage of the rated voltage range and smaller than the rated air conditioning capacity. An operating air conditioner,
The air conditioner is a ratio of an input current of an effective value of the AC power supply to a DC detection current detected by the current detection unit, and calculates the input current from the detection current using a predetermined conversion coefficient. An input current conversion unit for outputting to the control unit;
The input current conversion unit includes a first conversion coefficient storage unit that stores a first conversion coefficient used in the rated operation mode;
A second conversion coefficient storage unit that is used in the limited operation mode and stores a second conversion coefficient larger than the first conversion coefficient;
The input current conversion unit replaces the first conversion coefficient when the voltage detected by the voltage detection unit falls below a predetermined voltage threshold corresponding to a voltage lower than a lower limit rated voltage of the rated voltage range. The input current is calculated using the second conversion coefficient and output to the control unit.
以上の手段を用いることにより、本発明による空気調和機によれば、請求項１に係わる発明は、電圧検出部で検出された電圧が電圧閾値以下になった時、入力電流変換部が第１変換係数に代えて第２変換係数を用いて交流電源の入力電流を算出して制御部へ出力するため、交流電圧が空気調和機の定格電圧範囲よりも低い時に空調運転を継続する場合、より正確に入力電流を求めることができ、回路素子の破壊を防止することができる。 By using the above means, according to the air conditioner of the present invention, when the voltage detected by the voltage detection unit is equal to or lower than the voltage threshold, the input current conversion unit is In order to calculate the input current of the AC power supply using the second conversion coefficient instead of the conversion coefficient and output it to the control unit, if the AC voltage is lower than the rated voltage range of the air conditioner, The input current can be accurately obtained, and the circuit element can be prevented from being destroyed.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお、図１に示す空気調和機には熱交換機や送風ファン、電磁弁などを備えているが、これらは本願と直接的な関係がないため図示と説明を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail as examples based on the attached drawings. The air conditioner shown in FIG. 1 includes a heat exchanger, a blower fan, a solenoid valve, and the like, but these are not directly related to the present application, and illustration and description thereof are omitted.
図１は本発明による空気調和機２０の実施例を示す概略のブロック図である。なお、この空気調和機２０は、交流電圧の定格電圧が２３０ボルト、動作可能な定格電圧範囲が２０７〜２５３ボルトになっている。なお、電圧はいずれも実効値であり、２０７ボルトは下限定格電圧を示す。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of an
室外機４０は、図示しない交流電源が接続される入力端（入力端１と入力端２）に接続された整流器４と、整流器４の出力端（正極出力端４ａと負極出力端４ｂ）に接続された整流電圧検出部３と、整流器４の出力端に入力端（正極入力端５ｂと負極入力端５ｃ）が接続された力率改善回路である昇圧チョッパ回路５と、昇圧チョッパ回路５の出力端（正極出力端５ｄと負極出力端５ｅ）に接続されるインバータ６と、インバータ６の出力端に接続された圧縮機７と、昇圧チョッパ回路５の出力端に並列に接続された電圧検出部８と、整流器４の負極出力端４ｂと昇圧チョッパ回路５の負極入力端５ｃの間に直列に接続されたシャント抵抗からなる電流検出部１０と、室内機５０からの指示により室外機４０全体を制御する室外機制御部９を備えている。
The outdoor unit 40 is connected to a
また、室外機４０は、電流検出部１０で検出した検出電流信号が入力され、入力された検出電流信号を内蔵された図示しない抵抗とコンデンサで積分して、入力電流と対応する電圧を生成する信号平滑部１１と、この生成された電圧をアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換部１２と、検出電流がアナログ／デジタル変換されて出力された検出電流値を予め定められた変換式で算出して室外機制御部９へ入力電流値として出力する入力電流変換部３０とを備えている。
The outdoor unit 40 receives the detection current signal detected by the
前述したように整流前の入力電流（実効値）と整流した後の直流電流は一定の関係式（式４）が成り立つ。このため、検出電流（整流した後の電流）から交流電流の入力電流（実効値）を求めるため、例えば前述した第１変換係数を決定した方法を用いて、予め定められた空調負荷と定格電圧における検出電流と交流電流の入力電流の関係式（式５）の変換係数を実験的に求めて入力電流変換部３０に記憶し、この式を用いてＡ／Ｄ変換部１２が出力する検出電流値を入力電流変換部３０で入力電流値として算出し、室外機制御部９へ出力するようになっている。なお、交流電圧が下限定格電圧より小さい場合、つまり、力率が１より小さい場合も同様に、空調負荷と交流電圧を固定して空気調和機２０を運転し、検出電流と交流電流の入力電流の関係式（式４）の変換係数と力率の積からなる第２変換係数を実験的に求めて入力電流変換部３０に記憶しておく。
As described above, the input current (effective value) before rectification and the direct current after rectification have a certain relational expression (formula 4). For this reason, in order to obtain the input current (effective value) of the alternating current from the detected current (the current after rectification), for example, using the method for determining the first conversion coefficient described above, a predetermined air conditioning load and rated voltage are used. Is obtained experimentally and stored in the input
室外機制御部９は、圧縮機７を指示された回転数で駆動する駆動信号（スイッチング信号）をＰＷＭ制御により生成してインバータ６へ出力すると共に、電圧検出部８で検出した検出電圧信号が昇圧チョッパ回路５の出力電圧の目標電圧になるように、また、電流検出部１０で検出した検出電流信号と整流電圧検出部３で検出した整流出力電圧信号とに基づいて力率を改善するようにスイッチング信号をＰＷＭ制御により生成して昇圧チョッパ回路５へ出力する。
The outdoor unit controller 9 generates a drive signal (switching signal) for driving the compressor 7 at the instructed rotational speed by PWM control and outputs it to the
入力電流変換部３０は、電圧検出部８で検出されたＤＣ電圧が予め定めた電圧閾値以下になった時、つまり、交流電圧が低下して下限定格電圧未満となり、昇圧チョッパ回路５で目標電圧までＤＣ電圧を昇圧できなくなった時に、ハイレベルの電圧低下信号を出力する電圧低下検出部３４と、入力された検出電流値を予め定めた変換式により算出して、算出結果を入力電流値として室外機制御部９へ出力する電流変換部３３と、電流変換部３３が用いる変換式で使用される第１変換係数を記憶する第１変換係数記憶部３１、及び第２変換係数を記憶する第２変換係数記憶部３２を備えている。
なお、電流変換部３３は電圧低下信号がハイレベルになった時には第２変換係数を第２変換係数記憶部３２から、また、ローレベルになった時には第１変換係数を第１変換係数記憶部３１からそれぞれ読み出し、読み出された変換係数を変換式に用いて入力電流値を算出する。
When the DC voltage detected by the voltage detection unit 8 becomes equal to or lower than a predetermined voltage threshold, that is, the AC voltage decreases to become less than the lower limit rated voltage, the input
The
なお、室外機制御部９は電圧低下検出部３４と同様に、ＤＣ電圧が予め定めた電圧閾値以下となった時を監視しており、ＤＣ電圧が予め定めた電圧閾値よりも高い場合には定格電圧範囲であるため、定格の空調能力で運転する定格運転モードに、また、ＤＣ電圧が予め定めた電圧閾値以下の場合には定格電圧範囲の下限定格電圧未満であるため、定格の空調能力よりも小さい空調能力で運転する限定運転モードに切り換えて空調運転する。
As with the voltage
次に図３の検出電流値と変換された入力電流値との関係を示すグラフを用いて入力電流変換部３０の変換式について説明する。
図３の横軸はＡ／Ｄ変換部１２が出力する検出電流値であり、縦軸は入力電流変換部３０が出力する入力電流値である。また、グラフの破線は空気調和機２０の定格電圧範囲（ＤＣ電圧が電圧閾値を超えた時）で使用される変換式の傾きを示し、グラフの実線は空気調和機２０の定格電圧範囲の下限電圧未満（ＤＣ電圧が電圧閾値以下）で使用される変換式の傾きを示している。
Next, the conversion formula of the input
The horizontal axis in FIG. 3 is the detected current value output from the A /
定格電圧範囲で使用される変換式は前述したように決定されている。なお、第１変換係数は１．２３、Ｉｅは入力電流（実効値）、ＩａはＡ／Ｄ変換部１２が出力する直流の検出電流である。
Ｉｅ＝（第１変換係数）×Ｉａ・・・式６
また、下限定格電圧未満で使用される変換式は次のように決定されている。なお、第２変換係数は第１変換係数よりも大きい値、例えば１．４９、Ｉｅ’は下限定格電圧未満の時の入力電流（実効値）、ＩａはＡ／Ｄ変換部１２が出力する検出電流である。
Ｉｅ’＝（第２変換係数）×Ｉａ・・・式７
The conversion formula used in the rated voltage range is determined as described above. The first conversion coefficient is 1.23, Ie is an input current (effective value), and Ia is a DC detection current output from the A /
Ie = (first conversion coefficient) ×
Moreover, the conversion formula used below the lower limit rated voltage is determined as follows. Note that the second conversion coefficient is a value larger than the first conversion coefficient, for example, 1.49, Ie ′ is an input current (effective value) when the voltage is less than the lower limit rated voltage, and Ia is a detection output by the A /
Ie ′ = (second conversion coefficient) × Ia Equation 7
なお、前述したように第１変換係数＜第２変換係数の関係になっている。これは前述した式４において、力率が１より小さくなると実際の入力電流値よりも算出される入力電流値が小さくなる。このため、力率が１として求めた第１変換係数でなく、実際に交流電圧が下限定格電圧未満になった時を想定して求めた第２変換係数を用いることで力率の悪化による誤差を小さくするためである。
例えば、第１変換係数＝１．２３、第２変換係数＝１．４９の時、電流検出部１０で検出された検出電流が４．７アンペアの場合、式６ではＩｅ＝５．８アンペアになり、式７では Ｉｅ’＝７．０アンペアになる。
As described above, the relationship is the first conversion coefficient <the second conversion coefficient. This is because, in the above-described
For example, when the first conversion coefficient = 1.23 and the second conversion coefficient = 1.49, when the detected current detected by the
図２は本発明による空気調和機の動作を説明する説明図である。
図２の横軸は時間を示している。また、縦軸において、図２（１）は交流電圧を、図２（２）は交流電流（入力電流）を、図２（３）は昇圧チョッパ回路５が出力するＤＣ電圧を、図２（４）は電圧低下信号を、図２（５）は第１変換係数を用いて算出した入力電流値を連続的に示したグラフであり、図２（６）は第２変換係数を用いて算出した入力電流値を連続的に示したグラフである。なお、図２（５）と図２（６）は本発明を説明するための仮想的なグラフであり、電流変換部３３が実際に第１変換係数と第２変換係数を用いて同時に入力電流値を算出するものではない。
FIG. 2 is an explanatory view for explaining the operation of the air conditioner according to the present invention.
The horizontal axis in FIG. 2 indicates time. On the vertical axis, FIG. 2 (1) shows the AC voltage, FIG. 2 (2) shows the AC current (input current), FIG. 2 (3) shows the DC voltage output by the
一方、図２（７）は電流変換部３３が実際に選択した第１変換係数、又は第２変換係数を用いて算出した入力電流値を連続的に示したグラフである。なお、図２（５）〜図２（７）において、実線は算出された各入力電流値を、破線は実際の入力電流値をそれぞれ示している。またｔ１〜ｔ４は時刻である。
On the other hand, FIG. 2 (7) is a graph continuously showing the input current value calculated using the first conversion coefficient or the second conversion coefficient actually selected by the
前述したように、空気調和機２０は交流電圧の定格電圧の実効値が２３０ボルト（ピーク電圧は３２４ボルト）、動作可能な定格電圧範囲の実効値が２０７〜２５３ボルト（ピーク電圧は２９２〜３５７ボルト）になっている。なお、実効値の２０７ボルトは下限定格電圧を示す。
As described above, in the
図２（１）の交流電圧においてｔ１〜ｔ３の間に瞬時電圧低下が発生し、定格電圧の２３０ボルト（実効値）から１６１ボルト（実効値）に低下している。このためピーク電圧も３２４ボルトから２２７ボルトに低下している。１６１ボルト（実効値）は空気調和機２０の定格電圧範囲の下限定格電圧であるＡＣ２０７ボルト（実効値）未満であり、定格の空調能力で使用した場合、前述したように、入力電流値（実効値）で制限が規定されている圧縮機７の回転数制御（電流レリース制御）の限度電流値を超えて圧縮機７の回転数を上昇させる場合があり、インバータ６内の図示しないスイッチング素子の最大定格電流値を超えた制御や、整流器４の最大定格電流値を超えた制御を行なうことになり、場合によっては整流器４やインバータ６のスイッチング素子が破壊される可能性がある。
In the AC voltage in FIG. 2 (1), an instantaneous voltage drop occurs between t1 and t3, and the rated voltage drops from 230 volts (effective value) to 161 volts (effective value). For this reason, the peak voltage is also reduced from 324 volts to 227 volts. 161 volts (effective value) is less than AC207 volts (effective value), which is the lower limit rated voltage of the rated voltage range of the
このため室外機制御部９は、交流電圧が定格電圧範囲内の時、つまり、定格運転モードで運転中の場合から、交流電圧が下限定格電圧値であるＡＣ２０７ボルト（実効値）未満になり、この結果、室外機制御部９が制御目標とするＤＣ電圧が３００ボルトから低下し、予め定めた電圧閾値（２５０ボルト）以下の時、つまり、限定運転モードで運転するｔ２〜ｔ４の区間において、インバータ６に出力する駆動信号により圧縮機７の回転数を低下させて空調能力を低下させる。この結果、圧縮機７で消費する電力が低減され、これに対応して圧縮機７で消費する消費電流が低減されるため、前述した素子の破壊を防止し、空気調和機２０は定格電圧範囲の下限定格電圧未満でも動作を継続させることができる。
For this reason, when the AC voltage is within the rated voltage range, that is, when operating in the rated operation mode, the outdoor unit control unit 9 is less than AC207 volts (effective value), which is the lower limit rated voltage value. As a result, when the DC voltage to be controlled by the outdoor unit control unit 9 decreases from 300 volts and is equal to or lower than a predetermined voltage threshold (250 volts), that is, in a section from t2 to t4 that operates in the limited operation mode. The drive signal output to the
図２（２）に示すように、ｔ１まではピーク電流が１０アンペアであるが、ｔ１〜ｔ３の間に瞬時電圧低下が発生し、ＤＣ電圧が３００ボルトから２００ボルトへ低下している。このため、室外機制御部９はこの電圧低下に対応してインバータ６に供給するピーク電流を１５アンペアに増加させ、ｔ３以降はピーク電流を１０アンペアに復帰させている。なお、ｔ１〜ｔ３では昇圧チョッパ回路５が力率を１に維持できなくなり、電流波形が正弦波でなくひずんだ非正弦波なっている。前述したように、式４において１／力率λがＩｄの乗数となっている。従って、λが１から小さくなると、つまり、力率が悪化するとＩｅはこれに対応して大きくなるはずであるが、力率が１の時に定めた第１変換係数を用いた式１では算出された入力電流値に大きな誤差が発生する。
As shown in FIG. 2B, the peak current is 10 amperes until t1, but an instantaneous voltage drop occurs between t1 and t3, and the DC voltage drops from 300 volts to 200 volts. For this reason, the outdoor unit controller 9 increases the peak current supplied to the
ところで、電圧検出部８では昇圧チョッパ回路５の出力電圧の０〜５００ボルトを０〜５ボルトのＤＣ電圧として検出している。このため、図２（４）に示すように電圧低下検出部３４は、入力されたＤＣ電圧信号が電圧閾値（２５０ボルト）と対応する２．５ボルト以下になったｔ２で、電圧低下信号をローレベルからハイレベルにして出力し、入力されたＤＣ電圧信号が電圧閾値と対応する電圧（２．５ボルト）より大きくなったｔ４で、電圧低下信号をハイレベルからローレベルにして出力する。
なお、入力電圧が下限定格電圧未満となり、昇圧チョッパ回路５の力率が１から大きくずれた時の昇圧チョッパ回路５の出力電圧を電圧閾値とするとよい。
By the way, the voltage detector 8 detects 0 to 500 volts of the output voltage of the
Note that the output voltage of the
図２（５）に示すように、第１変換係数を用いて算出した入力電流値は、ｔ２以前とｔ４以降において実際の入力電流値と比較して誤差が小さいが、ｔ１〜ｔ３の間の瞬時電圧低下の影響を受け、ｔ２〜ｔ４の区間では誤差が大きくなっている。一方、図２（６）に示すように、第２変換係数を用いて算出した入力電流値は、ｔ２以前とｔ４以降において実際の入力電流値と比較して誤差が大きいが、ｔ１〜ｔ３の間の区間では誤差が小さくなっている。 As shown in FIG. 2 (5), the input current value calculated using the first conversion coefficient is smaller in error than the actual input current value before t2 and after t4, but between t1 and t3. Under the influence of the instantaneous voltage drop, the error is large in the interval from t2 to t4. On the other hand, as shown in FIG. 2 (6), the input current value calculated using the second conversion coefficient has a large error compared to the actual input current value before t2 and after t4, but from t1 to t3. In the interval between, the error is small.
従って電流変換部３３は図２（７）に示すように、電圧低下信号がローレベルの時には、第１変換係数を用いて入力電流値を算出し、電圧低下信号がハイレベルの時には第２変換係数を用いて入力電流値を算出する。これにより、交流電圧が定格電圧範囲の下限定格電圧未満の場合であっても正確な入力電流値を求めることができ、回路素子の破壊を防止することができる。この結果、空気調和機２０は定格電圧範囲の下限定格電圧未満でも運転を継続することができる。
Accordingly, as shown in FIG. 2 (7), the
本実施例では電流変換部３３で変換式を用いて入力電流値を変換しているが、これに限るものでなく、予め変換式を用いて計算した結果をテーブルとして記憶しておき、このテーブルを用いて検出した検出電流値を入力電流値に変換するようにしてもよい。また、本実施例では電圧閾値を用いて交流電圧を２つの電圧範囲に切り分けているが、これに限るものでなく、変換式の係数を交流電圧の大きさや力率の値に対応させて連続的に変化させるようにしてもよい。
また、本実施例では二次側に力率改善回路（昇圧チョッパ回路）を備えた例を説明しているが、これに限るものでなく、一次側にリアクタを備えた部分スイッチング方式の力率改善回路を備えていてもよい。
In this embodiment, the input current value is converted by the
In this embodiment, an example in which a power factor correction circuit (a boost chopper circuit) is provided on the secondary side is described. However, the present invention is not limited to this, and the power factor of the partial switching system having a reactor on the primary side. An improvement circuit may be provided.
１ 入力端
２ 入力端
３ 整流電圧検出部
４ 整流器
４ａ 正極出力端
４ｂ 負極出力端
５ 昇圧チョッパ回路（力率改善回路）
５ａ 平滑コンデンサ
５ｂ 正極入力端
５ｃ 負極入力端
５ｄ 正極出力端
５ｅ 負極出力端
６ インバータ
７ 圧縮機
８ 電圧検出部
９ 室外機制御部（制御部）
１０ 電流検出部
１１ 信号平滑部
１２ Ａ／Ｄ変換部
２０ 空気調和機
３０ 入力電流変換部
３１ 第１変換係数記憶部
３２ 第２変換係数記憶部
３３ 電流変換部
３４ 電圧低下検出部
４０ 室外機
５０ 室内機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input terminal 2 Input terminal 3 Rectification
DESCRIPTION OF
Claims (1)
定格の空調能力で運転が可能な定格電圧範囲で動作する定格運転モードと、前記定格電圧範囲の下限定格電圧未満で前記定格の空調能力よりも小さい空調能力で運転する限定運転モードのいずれかで動作する空気調和機であって、
前記空気調和機は、前記電流検出部が検出した直流の検出電流に対する前記交流電源の実効値の入力電流の比であり予め定めた変換係数を用いて前記検出電流から前記入力電流を算出して前記制御部へ出力する入力電流変換部を備え、
前記入力電流変換部は、前記定格運転モードで使用される第１変換係数を記憶する第１変換係数記憶部と、
前記限定運転モードで使用され前記第１変換係数よりも大きい第２変換係数を記憶する第２変換係数記憶部とを備え、
前記入力電流変換部は、前記電圧検出部で検出された電圧が、前記定格電圧範囲の下限定格電圧より低い電圧と対応する予め定めた電圧閾値以下に低下した時、前記第１変換係数に代えて前記第２変換係数を用いて前記入力電流を算出して前記制御部へ出力することを特徴とする空気調和機。 An input terminal to which an AC power supply is connected; a rectifier connected to the input terminal; a power factor correction circuit connected to the output terminal of the rectifier; an inverter connected to the output terminal of the power factor improvement circuit; A compressor connected to the output terminal of the inverter, a current detection unit connected in series between the rectifier and the power factor correction circuit, and a voltage detection connected to the output terminal of the power factor correction circuit And a control unit for controlling the power factor correction circuit and the inverter,
Either a rated operation mode that operates in the rated voltage range that can be operated with the rated air conditioning capacity, or a limited operation mode that operates with an air conditioning capacity that is less than the lower rated voltage of the rated voltage range and smaller than the rated air conditioning capacity. An operating air conditioner,
The air conditioner is a ratio of an input current of an effective value of the AC power supply to a DC detection current detected by the current detection unit, and calculates the input current from the detection current using a predetermined conversion coefficient. An input current conversion unit for outputting to the control unit;
The input current conversion unit includes a first conversion coefficient storage unit that stores a first conversion coefficient used in the rated operation mode;
A second conversion coefficient storage unit that is used in the limited operation mode and stores a second conversion coefficient larger than the first conversion coefficient;
The input current conversion unit replaces the first conversion coefficient when the voltage detected by the voltage detection unit falls below a predetermined voltage threshold corresponding to a voltage lower than a lower limit rated voltage of the rated voltage range. An air conditioner characterized in that the input current is calculated using the second conversion coefficient and output to the control unit.
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| JP2000121135A (en) * | 1998-10-16 | 2000-04-28 | Toshiba Kyaria Kk | Controller for air conditioner |
| JP2004007880A (en) * | 2002-05-31 | 2004-01-08 | Fujitsu General Ltd | Power supply device |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000121135A (en) * | 1998-10-16 | 2000-04-28 | Toshiba Kyaria Kk | Controller for air conditioner |
| JP2004007880A (en) * | 2002-05-31 | 2004-01-08 | Fujitsu General Ltd | Power supply device |
| JP2008113514A (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Hitachi Ltd | Power supply circuit and control circuit therewith |
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