JP2018119701A - 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、瞬時電圧低下が発生した時に可能な限り運転を継続する制御方法に関する。 The present invention relates to an air conditioner, and more particularly to a control method for continuing operation as much as possible when an instantaneous voltage drop occurs.
従来、空気調和機は圧縮機を運転中に瞬時電圧低下が発生してもできるだけ運転を中断しないように、圧縮機に供給する直流電源に備えられた平滑コンデンサの容量が決定されている。この圧縮機は空気調和機の他の部分に比較して大電流を消費するため大容量のコンデンサが必要であるが、コストを考えた場合、大容量のコンデンサを採用できないと言う制約がある。 Conventionally, the capacity of a smoothing capacitor provided in a DC power source supplied to a compressor is determined so that the operation of the air conditioner is not interrupted as much as possible even if an instantaneous voltage drop occurs during operation of the compressor. Since this compressor consumes a larger current than other parts of the air conditioner, a large-capacity capacitor is required. However, in consideration of cost, there is a restriction that a large-capacity capacitor cannot be adopted.
このため、この平滑コンデンサの容量は、10〜20ミリセカンド程度の瞬時電圧低下でも運転を中断しない程度の容量に抑えられている。瞬時電圧低下により圧縮機の運転が一時中断されると、空気調和機内の冷媒圧力が均衡するまで3分程度の運転再開の待ち時間が発生する。この間に室温が変化してユーザーの快適性に影響がでるため、瞬時電圧低下が発生したとしても可能な限り運転を継続できることが望ましい。 For this reason, the capacity | capacitance of this smoothing capacitor is suppressed to the capacity | capacitance of the grade which does not interrupt | operate operation even if the instantaneous voltage drop of about 10-20 milliseconds. When the operation of the compressor is temporarily suspended due to the instantaneous voltage drop, a waiting time for restarting the operation of about 3 minutes occurs until the refrigerant pressure in the air conditioner is balanced. During this time, the room temperature changes to affect the comfort of the user. Therefore, it is desirable that the operation can be continued as much as possible even if an instantaneous voltage drop occurs.
このような瞬時電圧低下が発生した時の空気調和機の運転継続の対処方法として特許文献1に開示された技術がある。
この文献には瞬時電圧低下により発生した欠相の時間を測定し、この欠相時間の経過と共にヒーター、ファンモータ、圧縮機を順次停止させることが記載されている。つまり、瞬時電圧低下の期間が長くなるに従って負荷となる回路を順次遮断することにより、前述した瞬時電圧低下の発生期間に可能な限り運転を継続させるようになっている。
As a method for coping with the continuation of the operation of the air conditioner when such an instantaneous voltage drop occurs, there is a technique disclosed in Patent Document 1.
This document describes that the phase loss time caused by the instantaneous voltage drop is measured, and the heater, fan motor, and compressor are sequentially stopped as the phase loss time elapses. In other words, the operation is continued as much as possible during the above-described period of occurrence of the instantaneous voltage drop by sequentially shutting off the load circuit as the period of the instantaneous voltage drop increases.
しかしながら、この文献の方法では、瞬時電圧低下の検出方法として欠相の時間を測定しているため、例えば50ヘルツの交流電源で動作する空気調和機の場合、瞬時電圧低下の検出に少なくても交流電源の1周期、つまり20ミリセカンドが必要であり、さらに、瞬時電圧低下の検出からヒーターやファンモータの電源をリレーで切断する場合に、リレーの機械的な遅延時間が発生するため、さらに、10〜20ミリセカンド程度の時間が経過した後、実際に負荷を減少させることになる。つまり、瞬時電圧低下の発生から負荷が減少するまで30〜40ミリセカンドが必要であり、前述したように、少なくともこの時間だけ空気調和機の運転を維持するためには容量の大きな(高価な)平滑コンデンサが必要であった。 However, in the method of this document, since the phase loss time is measured as a method for detecting the instantaneous voltage drop, for example, in the case of an air conditioner operating with an AC power supply of 50 Hz, at least the detection of the instantaneous voltage drop is required. One cycle of the AC power supply, that is, 20 milliseconds is required. Furthermore, when the power supply of the heater or fan motor is disconnected by the relay from the detection of the instantaneous voltage drop, the mechanical delay time of the relay is generated. After about 10 to 20 milliseconds have elapsed, the load is actually reduced. That is, 30 to 40 milliseconds are required from the occurrence of the instantaneous voltage drop until the load is reduced. As described above, the capacity is high (expensive) in order to maintain the operation of the air conditioner for at least this time. A smoothing capacitor was required.
一方、瞬時電圧低下の検出方法として前述のように欠相の時間が所定時間経過した場合や、平滑コンデンサの電圧が所定電圧以下になった場合を検出する方法がある。このような方法による判断の閾値はマージンを持たせた最悪の条件で決定されている。
例えば、平滑コンデンサが経年劣化で容量が減少し、かつ、最大負荷で、かつ、交流電圧が空気調和機の動作電圧範囲の下限値の時における瞬時電圧低下の発生時間である所定時間だけ空調運転が可能な平滑コンデンサの容量が決定されている。
On the other hand, as a method for detecting an instantaneous voltage drop, there is a method for detecting when the phase loss time has elapsed for a predetermined time as described above or when the voltage of the smoothing capacitor has become equal to or lower than the predetermined voltage. The threshold for determination by such a method is determined under the worst condition with a margin.
For example, the air conditioning operation is performed for a predetermined time, which is the generation time of the instantaneous voltage drop when the smoothing capacitor decreases in capacity due to aging, the maximum load, and the AC voltage is the lower limit of the operating voltage range of the air conditioner. The capacity of the smoothing capacitor that can be used is determined.
しかしながら、実際の空調運転中に発生する瞬時電圧低下は、必ずしも最悪の条件で発生するするものでなく、交流電圧が動作電圧範囲の上限値であったり、空調運転としての負荷が軽い場合があり、このような場合は運転継続に余裕があっても最悪の条件で決定した閾値を用いて空調運転停止の判断をする場合があった。つまり、実際には瞬時電圧低下発生直前の交流電圧や負荷の大きさにより、平滑コンデンサに蓄えられた電荷で空調運転できる時間が変化するするにも関わらず一定の条件で運転停止となるため、空調運転が継続可能であっても運転を停止させる場合があった。 However, the instantaneous voltage drop that occurs during actual air conditioning operation does not necessarily occur under the worst conditions, and the AC voltage may be the upper limit of the operating voltage range, or the load for air conditioning operation may be light. In such a case, the air conditioning operation stop may be determined using the threshold value determined under the worst condition even when there is a margin for continued operation. In other words, in practice, due to the AC voltage just before the momentary voltage drop occurs and the size of the load, even though the time during which air conditioning operation can be performed with the charge stored in the smoothing capacitor changes, the operation is stopped under certain conditions, Even if the air-conditioning operation could be continued, the operation was sometimes stopped.
本発明は以上述べた問題点を解決し、圧縮機に電圧を供給する直流電源に備えられた平滑コンデンサの容量を増加させることなく、瞬時電圧低下発生時に圧縮機の運転をできるだけ継続可能な空気調和機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and allows air to continue the operation of the compressor as much as possible when an instantaneous voltage drop occurs without increasing the capacity of the smoothing capacitor provided in the DC power supply that supplies voltage to the compressor. The purpose is to provide a harmony machine.
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、
交流電源が入力される整流器と平滑コンデンサを備えた直流電源と、
前記整流器が出力する直流電圧が入力されるインバータと、
前記インバータで駆動される圧縮機と、
前記インバータを制御するインバータ制御部と、
前記交流電源の入力電圧を検出してAC電圧値を出力するAC電圧検出部と、
前記圧縮機の回転数を前記インバータ制御部へ指示する回転数指令値を出力する制御部と、
前記AC電圧が予め定められた電圧値である瞬低閾値以下に低下した時、前記圧縮機の回転数を低下させる前記回転数指令値を出力する瞬時電圧低下処理手段とを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention according to claim 1 of the present invention provides:
A DC power supply including a rectifier and a smoothing capacitor to which AC power is input;
An inverter to which a DC voltage output from the rectifier is input;
A compressor driven by the inverter;
An inverter control unit for controlling the inverter;
An AC voltage detector that detects an input voltage of the AC power supply and outputs an AC voltage value;
A control unit for outputting a rotation speed command value for instructing the rotation speed of the compressor to the inverter control unit;
And an instantaneous voltage reduction processing means for outputting the rotational speed command value for reducing the rotational speed of the compressor when the AC voltage is reduced to a threshold value that is a predetermined voltage value or less. And
また、本発明の請求項2に記載の発明は、
前記空気調和機は、前記直流電圧を用いて動作する負荷装置をさらに備え、
前記瞬時電圧低下処理手段は、前記AC電圧が前記瞬低閾値以下に低下した時、前記負荷装置の動作を停止させることを特徴とする。
The invention according to claim 2 of the present invention is
The air conditioner further includes a load device that operates using the DC voltage,
The instantaneous voltage drop processing means stops the operation of the load device when the AC voltage drops below the instantaneous drop threshold.
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、圧縮機に電圧を供給する直流電源に備えられた平滑コンデンサの容量を増加させることなく、瞬時電圧低下発生時に圧縮機の運転を可能な限り継続することができる。 By using the above means, the air conditioner according to the present invention operates the compressor when an instantaneous voltage drop occurs without increasing the capacity of the smoothing capacitor provided in the DC power supply for supplying voltage to the compressor. Can continue as long as possible.
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。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail as examples based on the attached drawings.
室外機1は交流電源2の非接地側の電源線が接続されるL端子3と、交流電源2の接地側の電源線が接続されるN端子4と、リレー6と、リアクタ7と、整流器8と、平滑コンデンサ9と、インバータ14と、インバータ14で駆動される圧縮機15と、AC電圧検出部5と、DC電圧検出部12と負荷電流検出部13と、ファンモータ11と、ファンモータ11を駆動するファンモータ駆動部10を備えている。
The outdoor unit 1 includes an L terminal 3 to which a non-grounded power line of the AC power supply 2 is connected, an N terminal 4 to which a grounded power line of the AC power supply 2 is connected, a relay 6, a
そして室外機1は、L端子3と整流器8の一方の入力の間にリレー6とリアクタ7が直列に接続され、N端子4と整流器8の他方の入力が接続されている。また、整流器8の正極がインバータ14の正極の入力に接続され、整流器8の負極とインバータ14の負極の入力との間に直列に負荷電流検出部13が接続されている。
In the outdoor unit 1, the relay 6 and the
また、L端子3とN端子4の間には交流電源2の瞬時電圧を測定し、実効値に換算して出力するAC電圧検出部5が、また、整流器8の正極と負極の間には、平滑コンデンサ9とファンモータ駆動部10とDC電圧検出部12がそれぞれ接続されている。なお、負荷電流検出部13は検出した負荷電流を負荷電流値として、AC電圧検出部5は検出した電圧をAC電圧値(実効値)として、DC電圧検出部12は検出した電圧をDC電圧値としてそれぞれ出力している。なお、整流器8と平滑コンデンサ9で直流電源18を構成している。
An AC
また、室外機1はインバータ14を制御するインバータ制御部16と、瞬時電圧低下処理部(瞬時電圧低下処理手段)20と、室外機1全体を制御する制御部17を備えている。制御部17は瞬時電圧低下処理部20に、リレー6を制御するリレー指令信号とファンモータ駆動部10を制御するファンモータ指令信号と、圧縮機15の回転数を指示する回転数指令値を出力している。
The outdoor unit 1 also includes an
そして瞬時電圧低下処理部20は、リレー6と制御部17へリレー制御信号を、ファンモータ駆動部10へファンモータ制御信号を、インバータ制御部16へ回転数指示値をそれぞれ出力している。一方、瞬時電圧低下処理部20と制御部17は、AC電圧値とDC電圧値と負荷電流値がそれぞれ入力されている。なお、瞬時電圧低下処理部20は瞬時電圧低下が未発生の場合、制御部17から入力された各制御信号をそのまま出力し、瞬時電圧低下が発生した場合、後で詳細に説明する瞬時電圧低下に対応した各制御信号を出力する。
The instantaneous voltage
次に図2のて瞬時電圧低下処理部20のブロック図を用いて瞬時電圧低下処理部20の構成を説明する。
瞬時電圧低下処理部20は、一方の入力端にリレー指令信号が入力されるアンド回路30と、一方の入力端にファンモータ指令信号が入力されるアンド回路31と、AC電圧値が入力される瞬低発生検出部21と、DC電圧値が入力される直流電圧低下検出部22と、負荷電流値が入力される過電流検出部23と、入力された回転数指令値が記憶される回転数指令値記憶部25と、最小回転数値記憶部24と、回転数指令値切替部26と、オア回路27と、ノット回路28と、ノット回路29を備えている。
Next, the configuration of the instantaneous voltage
The instantaneous voltage
瞬低発生検出部21の出力端子はノット回路29の入力端子と回転数指令値切替部26の選択端子と過電流検出部23の許可端子と直流電圧低下検出部22の許可端子にそれぞれ接続されており、瞬低発生検出部21はこれらの端子に瞬低検出信号を出力する。ノット回路29は入力された瞬低検出信号を反転してアンド回路31の他方の入力端に出力し、アンド回路31はファンモータ制御信号を出力している。なお、過電流検出部23と直流電圧低下検出部22のそれぞれの許可端子にハイレベルの瞬低検出信号が入力されると各部は動作を開始する。また、各許可端子にローレベルの瞬低検出信号が入力されると各部は動作を停止し、それぞれの出力端子からローレベルの信号が出力される。
The output terminal of the instantaneous voltage
直流電圧低下検出部22はオア回路27の一方の入力端に直流電圧低下信号を出力し、過電流検出部23はオア回路27の他方の入力端に過電流検出信号を出力し、オア回路27はノット回路28へリレー開放信号を出力し、ノット回路28は入力されたリレー開放信号を反転してアンド回路30の他方の入力端へ出力している。そしてアンド回路30はリレー制御信号を出力している。
The DC voltage
一方、最小回転数値記憶部24は圧縮機15で運転可能な最小回転数値を記憶し、また、回転数指令値記憶部25は圧縮機15の回転数指令値を記憶し、各部はそれぞれの記憶値を回転数指令値切替部26へ出力し、回転数指令値切替部26は入力されたいずれかの値を瞬低検出信号によって選択し、選択された値を回転数指令値として出力する。
On the other hand, the minimum rotation
次に瞬時電圧低下処理部20の動作について説明する。室外機1が空調運転中の場合はリレー指令信号とファンモータ指令信号が共にハイレベル(リレー6が閉、ファンモータ11が回転)となっている。一方、瞬低発生検出部21は入力されるAC電圧値(実効値)が予め定めた瞬低閾値(184V)を超えている場合、瞬低検出信号をローレベル(瞬時電圧低下が未発生)で出力するためアンド回路31はファンモータ制御信号をハイレベルで出力する。
Next, the operation of the instantaneous voltage
一方、直流電圧低下検出部22は瞬低検出信号がローレベルで入力されているため直流電圧低下検出機能を停止している。このため、直流電圧低下信号をローレベル(直流電圧低下未発生)にして出力する。また、過電流検出部23は瞬低検出信号がローレベルで入力されているため過電流検出機能を停止している。このため、過電流検出部23は過電流検出信号をローレベル(過電流未発生)で出力する。オア回路27は入力された直流電圧低下信号と過電流検出信号が共にローレベルであるため、リレー開放信号をローレベルで出力する。このリレー開放信号が入力されたノット回路28はハイレベルの信号をアンド回路30の他方の入力端へ出力し、この結果、アンド回路30はハイレベル(リレー6を閉)のリレー制御信号を出力する。
On the other hand, the DC voltage
また、瞬低検出信号がローレベルであるため、回転数指令値切替部26は入力されている最小回転数値と回転数指令値のうち回転数指令値を選択して回転数指示値として出力する。
以上説明したように、瞬時電圧低下が未発生の場合、制御部17が出力するリレー指令信号とファンモータ指令信号と回転数指令値が入力された瞬時電圧低下処理部20は、これらと対応してリレー制御信号とファンモータ制御信号と回転数指示値を出力する。このため、制御部17は自身が指示した通りにリレー6とファンモータ11とインバータ14を制御する。
Further, since the instantaneous drop detection signal is at a low level, the rotation speed command
As described above, when the instantaneous voltage drop does not occur, the instantaneous voltage
一方、瞬低発生検出部21は入力されるAC電圧値が瞬低閾値以下になった場合、瞬低検出信号をハイレベル(瞬時電圧低下が発生)で出力するためアンド回路31はファンモータ制御信号をローレベルで出力する。この結果、ファンモータ11の回転が停止する。同時に回転数指令値切替部26は瞬低検出信号がローレベルからハイレベルになったため、出力する回転数指示値を入力された回転数指令値から最小回転数値に切り替えて出力する。このため、圧縮機15の回転数が最小回転数値に向かって徐々に低下する。
On the other hand, when the input voltage value falls below the threshold value, the voltage
また、瞬時電圧低下が発生した時点から時間が経過するに従って平滑コンデンサ9の両端電圧(DC電圧値)も低下する。このため、インバータ制御部16は圧縮機15の回転数を維持しようとして、徐々にインバータ14内の図示しないスイッチング素子のオン時間を長くするため負荷電流が増加する。
Further, the voltage across the smoothing capacitor 9 (DC voltage value) also decreases as time elapses from the moment when the instantaneous voltage drop occurs. For this reason, the
そして、さらに瞬時電圧低下の発生期間が長くなると、過電流検出部23は負荷電流値が負荷電流閾値以上になった時に過電流検出信号をローレベルからハイレベル(過電流発生)にする。もしくは、直流電圧低下検出部22はDC電圧値が予め定めた電源断閾値(220ボルト)以下になった時に直流電圧低下信号をローレベルからハイレベル(直流電圧低下発生)にする。
If the generation period of the instantaneous voltage drop is further increased, the
オア回路27は過電流検出信号、又は直流電圧低下信号のいずれかがハイレベルとなった時、リレー開放信号をローレベルからハイレベル(リレー6を開放)にする。このためノット回路28の出力がローレベルになるため、アンド回路30はリレー制御信号をハイレベルからローレベルにしてリレー6の接点を開(回路の切断)にする。このため室外機1は空調運転を停止する。
The OR
次に図3を用いて瞬時電圧低下が発生しても運転を継続するための制御を説明する。図3の横軸は時間である。図3の縦軸において、図3(1)はAC電圧(実効値)を、図3(2)はDC電圧を、図3(3)は負荷電流を、図3(4)はリレー指令信号を、図3(5)はファンモータ指令信号を、図3(6)は回転数指令値を、図3(7)は過電流検出信号を、図3(8)は直流電圧低下信号を、図3(9)は圧縮機15の回転数を、図3(10)は瞬低検出信号を、図3(11)は回転数指示値を、図3(12)はリレー制御信号を、図3(13)はファンモータ制御信号をそれぞれ示している。なお、t0〜t11は時刻である。
Next, the control for continuing the operation even when the instantaneous voltage drop occurs will be described with reference to FIG. The horizontal axis in FIG. 3 is time. 3, FIG. 3 (1) is an AC voltage (effective value), FIG. 3 (2) is a DC voltage, FIG. 3 (3) is a load current, and FIG. 3 (4) is a relay command signal. 3 (5) is a fan motor command signal, FIG. 3 (6) is a rotation speed command value, FIG. 3 (7) is an overcurrent detection signal, FIG. 3 (8) is a DC voltage drop signal, 3 (9) shows the rotational speed of the
図3において、t0では室外機1は空調運転を停止状態であるため、制御部17はリレー指令信号とファンモータ指令信号をローレベルにして出力し、また、回転数指令値も0rpmで出力している。また、瞬低発生検出部21はAC電圧値が230ボルトであるためt0で瞬低検出信号をローレベル(瞬時電圧低下未発生)にして出力している。
なお、t0においてDC電圧値が電源断閾値(220ボルト)以下の0ボルトであるが、直流電圧低下検出部22は入力された瞬低検出信号がローレベルであるため機能を停止しており、直流電圧低下検出部22はt0で直流電圧低下信号をローレベルにして出力している。
In FIG. 3, since the outdoor unit 1 is in an air conditioning operation stop state at t0, the
Note that the DC voltage value is 0 volt below the power-off threshold (220 volts) at t0, but the DC voltage
制御部17は空調運転を開始するため、t1でリレー指令信号をハイレベル(閉)にする。次に制御部17はファンモータ11を回転させるため、t2でファンモータ指令信号をハイレベル(オン)にする。同時に圧縮機15を回転させるため、回転数指令値として2000rpmを出力する。このため、インバータ制御部16は圧縮機15の回転数を徐々に増加させるように駆動し、t3で指示された回転数に達した後、この回転数を維持するように制御する。なお、圧縮機15の回転数増加に対応して負荷電流も徐々に増加し、t3で10アンペアに達している。
In order to start the air conditioning operation, the
なお、t3の時点でAC電圧は230ボルト(定格電圧)であり、DC電圧は320ボルトとなっているが、その後AC電圧の瞬時電圧低下が発生し、AC電圧がt4で瞬低閾値(184ボルト)以下に低下している。このため瞬低発生検出部21が瞬低検出信号をローレベルからハイレベル(瞬時電圧低下発生中)にして出力する。このため、アンド回路31はファンモータ制御信号をハイレベルからローレベル(ファンモータ11の停止)にして出力し、この結果、ファンモータ11は停止する。
Note that the AC voltage is 230 volts (rated voltage) and the DC voltage is 320 volts at the time point t3, but an instantaneous voltage drop of the AC voltage occurs thereafter, and the instantaneous voltage drop threshold (184) is reached when the AC voltage is t4. Bolt) has fallen below. For this reason, the voltage
この瞬低検出信号が入力された過電流検出部23は負荷電流値の監視を開始し、回転数指令値切替部26は入力されている回転数指令値(2000rpm)に代えて最小回転数値(200rpm)を回転数指示値としてインバータ制御部16へ出力する。この結果、t4以降、インバータ制御部16は2000rpmで維持していた圧縮機15の回転数を200rpmにするため徐々に回転数を低下させる。
The
一方、t4でAC電圧が低下したためDC電圧も徐々に低下し、AC電圧が瞬時電圧低下の下限ピークである150ボルトまで低下した時、DC電圧もt5で230ボルトまで低下している。また、インバータ制御部16は、t4で圧縮機15の回転を2000rpm、負荷電流を10アンペアで維持できていたが、DC電圧が徐々に低下したため、これに対応して負荷電流が徐々に増加している。この結果、t5で負荷電流が14アンペアまで増加するが、DC電圧の低下もt5時点ではほぼ下げ止まっている。このため、インバータ制御部16は、圧縮機15の回転数低下に対応して圧縮機15への印加電圧を低下させる指示をインバータ14へ出力し、t5以降、負荷電流は徐々に減少する。
On the other hand, since the AC voltage decreased at t4, the DC voltage also gradually decreased. When the AC voltage decreased to 150 volts, which is the lower limit peak of the instantaneous voltage decrease, the DC voltage also decreased to 230 volts at t5. The
t5以降、AC電圧が徐々に上昇してt7で瞬低閾値を超えると、瞬低発生検出部21は、瞬低検出信号をハイレベルからローレベルにして出力する。インバータ制御部16はt7で圧縮機15の回転数を1000rpmまで低下させているが、ローレベルの瞬低検出信号が入力された回転数指令値切替部26が最小回転数値に代えて回転数指令値記憶部25に記憶していた回転数指令値(2000rpm)を回転数指示値として出力するため、t7以降、インバータ制御部16は指示された2000rpmとなるように圧縮機15の回転数を上昇させるように制御する。
After the time t5, when the AC voltage gradually increases and exceeds the voltage sag threshold at t7, the
一方、t7において瞬低検出信号がローレベルになるため、アンド回路31はファンモータ制御信号をローレベルからハイレベルにして出力するため、ファンモータ11の運転が再開される。インバータ制御部16は圧縮機15の回転数を指示された2000rpmまで上昇させ、t11以降、この回転を維持するように制御する。なお、t11ではAC電圧やDC電圧が瞬時電圧低下が発生する以前の電圧まで復帰している。
このように、室外機1は瞬時電圧低下が発生した場合でも、ファンモータ11を一時的に停止させたり、圧縮機15の回転数を低下させたりすることで平滑コンデンサ9に蓄積された電荷の消費を抑制し、この結果、空調運転を停止することなく継続することができる。
On the other hand, since the instantaneous voltage drop detection signal becomes low level at t7, the AND
As described above, even when the instantaneous voltage drop occurs in the outdoor unit 1, the charge accumulated in the smoothing capacitor 9 can be reduced by temporarily stopping the
次に図4を用いて圧縮機15の回転数が比較的高い場合、つまり、負荷が重い場合の瞬時電圧低下処理部20の動作を説明する。
Next, the operation of the instantaneous voltage
図4の横軸は時間である。図4の縦軸において、図4(1)はAC電圧(実効値)を、図4(2)はDC電圧を、図4(3)は負荷電流を、図4(4)はリレー指令信号を、図4(5)はファンモータ指令信号を、図4(6)は回転数指令値を、図4(7)は過電流検出信号を、図4(8)は直流電圧低下信号を、図4(9)は圧縮機15の回転数を、図4(10)は瞬低検出信号を、図4(11)は回転数指示値を、図4(12)はリレー制御信号を、図4(13)はファンモータ制御信号をそれぞれ示している。なお、t20〜t30は時刻である。
The horizontal axis in FIG. 4 is time. 4, (1) is the AC voltage (effective value), FIG. 4 (2) is the DC voltage, FIG. 4 (3) is the load current, and FIG. 4 (4) is the relay command signal. 4 (5) is a fan motor command signal, FIG. 4 (6) is a rotation speed command value, FIG. 4 (7) is an overcurrent detection signal, FIG. 4 (8) is a DC voltage drop signal, 4 (9) shows the rotational speed of the
図4においてリレー6を閉とすることによる電源投入と圧縮機15の運転開始までは図3の場合と同じであるため図3におけるt0〜t2までと対応する図4のt20〜t22までの説明を省略する。ただし、t22において制御部17は回転数指令値を図3の場合の2000rpmでなく2500rpmとしている。このためインバータ制御部16は圧縮機15を2500rpmまで上昇させ、t23以降にこの回転数を維持する制御を行なっている。
In FIG. 4, the power-on by closing the relay 6 and the start of the operation of the
その後、瞬時電圧低下が発生してt24でAC電圧が瞬低閾値(184ボルト)以下になると、瞬低発生検出部21が瞬低検出信号をローレベルからハイレベル(瞬時電圧低下発生中)にして出力する。このため、アンド回路31はファンモータ制御信号をハイレベルからローレベルにして出力し、この結果、ファンモータ11は停止する。
After that, when an instantaneous voltage drop occurs and the AC voltage becomes equal to or lower than the threshold value for voltage drop (184 volts) at t24, the voltage
この瞬低検出信号が入力された過電流検出部23は負荷電流値の監視を開始する。また、回転数指令値切替部26は入力されている回転数指令値(2500rpm)に代えて最小回転数値(200rpm)を回転数指示値としてインバータ制御部16へ出力する。この結果、t24以降、インバータ制御部16は2500rpmで維持していた圧縮機15の回転数を200rpmにするため徐々に回転数を低下させる。
The
一方、t24以降もAC電圧が低下をし続け、t25で150ボルト程度まで低下している。これに対応してt24以降、DC電圧も徐々に低下してt25で230ボルトまで低下している。また、インバータ制御部16は、t24で圧縮機15の回転を2500rpm、負荷電流を12アンペアで維持できていたが、これ以降、DC電圧が徐々に低下したため、これに対応して回転数を維持する制御を行なうため負荷電流が徐々に増加している。
On the other hand, the AC voltage continues to decrease after t24 and decreases to about 150 volts at t25. Correspondingly, after t24, the DC voltage also gradually decreases to 230 volts at t25. Further, the
この結果、t25で負荷電流が過電流閾値(15アンペア)以上まで増加する。この結果、過電流検出部23は過電流検出信号をローレベルからハイレベル(過電流発生)にして出力する。このため、オア回路27はリレー開放信号をローレベルからハイレベル(リレー6を開)にして出力するため、アンド回路30はリレー制御信号をローレベルにして出力し、t25でリレー6は開となる。
As a result, the load current increases to the overcurrent threshold (15 amperes) or more at t25. As a result, the
このため、t25で2000rpmまで低下していた圧縮機15の回転数は慣性による回転を継続した後、t26で回転を停止する。一方、制御部17はリレー制御信号を監視しているため、自身が指示した閉を指示するリレー指令信号と入力されたリレー制御信号が異なる場合は瞬時電圧低下処理部20がリレー6を開にしたと判断し、圧縮機15の再起動に備えてリレー指令信号とファンモータ指令信号をローレベルに、また、回転数指令値を0rpmにしてそれぞれ出力する。
For this reason, the rotation speed of the
なお、t25でリレー6が開となって負荷が急激に減少するため、平滑コンデンサ9の両端電圧は一旦上昇し、その後、徐々に低下してt30で0ボルトになる。また、t27でDC電圧値が電源断閾値(220ボルト)以下になるため、直流電圧低下検出部22は直流電圧低下信号をt27でローレベルからハイレベル(直流電圧低下発生)にして出力する。
Since the relay 6 is opened at t25 and the load is rapidly reduced, the voltage across the smoothing capacitor 9 once rises and then gradually decreases to 0 volt at t30. Further, since the DC voltage value becomes equal to or lower than the power-off threshold (220 volts) at t27, the DC voltage
そして、t25以降、AC電圧が徐々に上昇してt28で瞬低閾値を超えると、瞬低発生検出部21は、瞬低検出信号をハイレベルからローレベルにして出力する。このため、回転数指令値切替部26は回転数指令値を最小回転数値(200rpm)から、記憶していた回転数指令値(0rpm)に切り替えて出力する。また、t28でローレベルの瞬低検出信号が入力された直流電圧低下検出部22は検出動作が禁止となるため、直流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。
Then, after the time t25, when the AC voltage gradually increases and exceeds the voltage sag threshold at t28, the voltage sag
以上説明したように、図3で説明した瞬時電圧低下の発生期間や低下電圧が同じであっても、図4のように圧縮機15の負荷が重い場合は空調運転を継続できない。しかしながら、インバータ14の部品が破壊される以前に過電流保護として運転を停止させることができる。つまり、瞬時電圧低下が発生した場合であっても、負荷が重い場合は部品を破壊しない範囲で可能な限り空調運転を継続でき、逆に負荷が軽い場合は運転を停止することなく空調運転を継続できる。
As described above, even if the generation period and voltage drop of the instantaneous voltage drop described with reference to FIG. 3 are the same, the air conditioning operation cannot be continued when the load on the
次に図5を用いて負荷が軽い場合であっても瞬時電圧低下における低下電圧が図3の場合よりも大きい場合を説明する。なお、空調運転の開始動作は図3の場合と同じであるため、説明を省略する。 Next, the case where the voltage drop due to the instantaneous voltage drop is larger than that in FIG. 3 will be described with reference to FIG. In addition, since the start operation | movement of an air conditioning driving | operation is the same as the case of FIG. 3, description is abbreviate | omitted.
図5の横軸は時間である。図5の縦軸において、図5(1)はAC電圧(実効値)を、図5(2)はDC電圧を、図5(3)は負荷電流を、図5(4)はリレー指令信号を、図5(5)はファンモータ指令信号を、図5(6)は回転数指令値を、図5(7)は過電流検出信号を、図5(8)は直流電圧低下信号を、図5(9)は圧縮機15の回転数を、図5(10)は瞬低検出信号を、図5(11)は回転数指示値を、図5(12)はリレー制御信号を、図5(13)はファンモータ制御信号をそれぞれ示している。なお、t40〜t49は時刻である。
The horizontal axis in FIG. 5 is time. In the vertical axis of FIG. 5, FIG. 5 (1) shows the AC voltage (effective value), FIG. 5 (2) shows the DC voltage, FIG. 5 (3) shows the load current, and FIG. 5 (4) shows the relay command signal. 5 (5) is a fan motor command signal, FIG. 5 (6) is a rotation speed command value, FIG. 5 (7) is an overcurrent detection signal, FIG. 5 (8) is a DC voltage drop signal, FIG. 5 (9) shows the rotation speed of the
図5においてリレー6を閉とすることによる電源投入と圧縮機15の運転開始までは図3の場合と同じであるため図3のt4と対応する図5のt44までの説明を省略する。
そして、t44でAC電圧が瞬低閾値(184ボルト)以下になると、瞬低発生検出部21が瞬低検出信号をローレベルからハイレベル(瞬時電圧低下発生中)にして出力する。このため、アンド回路31はファンモータ制御信号をハイレベルからローレベルにして出力し、この結果、ファンモータ11は停止する。
In FIG. 5, since the power-on by closing the relay 6 and the start of the operation of the
When the AC voltage becomes equal to or lower than the voltage sag threshold (184 volts) at t44, the
この瞬低検出信号が入力された過電流検出部23は負荷電流値の監視を開始する。また、回転数指令値切替部26は入力されている回転数指令値(2000rpm)に代えて最小回転数値(200rpm)を回転数指示値としてインバータ制御部16へ出力する。この結果、インバータ制御部16は2000rpmで維持していた圧縮機15の回転数を200rpmにするためt44以降、徐々に回転数を低下させる。
The
一方、t44以降もAC電圧が低下し続け、t45で100ボルト程度まで低下している。これに対応してt44以降、DC電圧も徐々に低下している。また、インバータ制御部16は、t44で圧縮機15の回転を2000rpm、負荷電流を10アンペアで維持できていたが、DC電圧が徐々に低下したため、これに対応して負荷電流が徐々に増加している。
On the other hand, the AC voltage continues to decrease after t44 and decreases to about 100 volts at t45. Correspondingly, the DC voltage gradually decreases after t44. Further, the
DC電圧がt45で220ボルトまで低下したため直流電圧低下検出部22は直流電圧低下信号をローレベルからハイレベル(直流電圧低下発生)にして出力する。このため、オア回路27はリレー開放信号をローレベルからハイレベル(リレー6を開)にして出力するため、アンド回路30はリレー制御信号をローレベルにして出力し、t45でリレー6は開となる。
Since the DC voltage has dropped to 220 volts at t45, the DC voltage
このため、t45で1900rpmまで低下していた圧縮機15の回転数は慣性による回転を継続した後、t46で回転を停止する。一方、制御部17はリレー制御信号を監視しているため、自身が指示した閉を指示するリレー指令信号と入力されたリレー制御信号が異なる場合は瞬時電圧低下処理部20がリレー6を開にしたと判断し、t45でリレー指令信号とファンモータ指令信号をローレベルに、また、回転数指令値を0rpmにしてそれぞれ出力する。なお、t45でリレー6が開となって負荷が急激に減少するため、平滑コンデンサ9の両端電圧は一旦上昇し、その後、徐々に低下してt49で0ボルトになる。
For this reason, the rotation speed of the
そして、t45以降、AC電圧が徐々に上昇してt47で瞬低閾値を超えると、瞬低発生検出部21は、瞬低検出信号をハイレベルからローレベル(瞬時電圧低下未発生)にして出力する。このため、回転数指令値切替部26は回転数指令値を最小回転数値(200rpm)から、記憶していた回転数指令値(0rpm)に切り替えて出力する。また、t47でローレベルの瞬低検出信号が入力された直流電圧低下検出部22は検出動作が禁止となるため、直流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。
Then, after t45, when the AC voltage gradually increases and exceeds the voltage sag threshold at t47, the
以上説明したように、図3で説明した圧縮機15の負荷と図5で説明した圧縮機15の負荷が同じであっても瞬時電圧低下の低下電圧が大きい場合、空調運転を継続できない。しかしながら、インバータ14の部品が破壊される以前に低電圧保護として運転を停止させることができる。つまり、部品を破壊しない範囲で可能な限り空調運転を継続できる。
As described above, even if the load of the
図3〜図5を用いて説明したように、瞬時電圧低下の発生に伴って圧縮機15の回転数を減少させることにより負荷電流を減少させ、この結果、平滑コンデンサ9の電荷の消費を抑制するように室外機1を制御している。このため、圧縮機15に供給する直流電源18に備えられた平滑コンデンサ9の容量を増加させることなく、瞬時電圧低下発生時に圧縮機15の運転を可能な限り継続することができる。
As described with reference to FIGS. 3 to 5, the load current is reduced by reducing the rotation speed of the
なお、本実施例では直流電圧を用いて動作する負荷装置をファンモータ11として説明しているが、これに限るものでなく、平滑コンデンサ9の電圧を用いて動作するものであり、かつ、一時的に動作を停止させても室外機1の運転に支障のないものであればどのようなものでもよい。
また、本実施例では瞬時電圧低下処理部20をハードウェアとして説明しているが、これに限るものでなく、ソフトウェアで実現してもよい。
In the present embodiment, the load device that operates using a DC voltage is described as the
In this embodiment, the instantaneous voltage
1 室外機
2 交流電源
3 L端子
4 N端子
5 AC電圧検出部
6 リレー
7 リアクタ
8 整流器
9 平滑コンデンサ
10 ファンモータ駆動部
11 ファンモータ
12 DC電圧検出部
13 負荷電流検出部
14 インバータ
15 圧縮機
16 インバータ制御部
17 制御部
18 直流電源
20 瞬時電圧低下処理部(瞬時電圧低下処理手段)
21 瞬低発生検出部
22 直流電圧低下検出部
23 過電流検出部
24 最小回転数値記憶部
25 回転数指令値記憶部
26 回転数指令値切替部
27 オア回路
28 ノット回路
29 ノット回路
30 アンド回路
31 アンド回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outdoor unit 2 AC power supply 3 L terminal 4
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記整流器が出力する直流電圧が入力されるインバータと、
前記インバータで駆動される圧縮機と、
前記インバータを制御するインバータ制御部と、
前記交流電源の入力電圧を検出してAC電圧値を出力するAC電圧検出部と、
前記圧縮機の回転数を前記インバータ制御部へ指示する回転数指令値を出力する制御部と、
前記AC電圧が予め定められた電圧値である瞬低閾値以下に低下した時、前記圧縮機の回転数を低下させる前記回転数指令値を出力する瞬時電圧低下処理手段とを備えたことを特徴とする空気調和機。 A DC power supply including a rectifier and a smoothing capacitor to which AC power is input;
An inverter to which a DC voltage output from the rectifier is input;
A compressor driven by the inverter;
An inverter control unit for controlling the inverter;
An AC voltage detector that detects an input voltage of the AC power supply and outputs an AC voltage value;
A control unit for outputting a rotation speed command value for instructing the rotation speed of the compressor to the inverter control unit;
And an instantaneous voltage reduction processing means for outputting the rotational speed command value for reducing the rotational speed of the compressor when the AC voltage is reduced to a threshold value that is a predetermined voltage value or less. Air conditioner.
前記瞬時電圧低下処理手段は、前記AC電圧が前記瞬低閾値以下に低下した時、前記負荷装置の動作を停止させることを特徴とする請求項1記載の空気調和機。 The air conditioner further includes a load device that operates using the DC voltage,
2. The air conditioner according to claim 1, wherein the instantaneous voltage drop processing unit stops the operation of the load device when the AC voltage drops below the instantaneous drop threshold.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7095555B2 (en) | 2018-10-29 | 2022-07-05 | 株式会社富士通ゼネラル | Air conditioner |
-
2017
- 2017-01-24 JP JP2017009900A patent/JP2018119701A/en active Pending
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