JP2020184867A

JP2020184867A - Control device, power conversion device, control method, and program

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Publication number: JP2020184867A
Application number: JP2019089154A
Authority: JP
Inventors: 一允川島; Kazumasa Kawashima; 貴政渡辺; Takamasa Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-12

Abstract

To provide a control device that suppresses heat generation of a reactor.SOLUTION: A control device for a power converter equipped with a power factor improving circuit equipped with a reactor and a switching element corresponding to the reactor includes a temperature estimation unit that estimates the temperature of the reactor, and a switching control unit that controls execution and stop of switching control for the switching element on the basis of the temperature.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、制御装置、電力変換装置、制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a control device, a power conversion device, a control method and a program.

商用電源から供給される交流電力を整流回路で直流電圧に変換し、変換後の直流電圧をインバータで交流に変換して負荷に供給する電力変換装置が提供されている。電力変換装置は、力率の改善や高調波の抑制を目的とする力率改善回路を備えている。力率改善回路は、例えば、リアクトルとスイッチング素子を備えている。このスイッチング素子のオン、オフを切り替えると、電力変換装置を流れる電流の波形を正弦波に近づけ、力率を改善することができる。この力率改善回路でスイッチング制御を行うと、リアクトルが熱を持つ。 A power conversion device is provided in which AC power supplied from a commercial power source is converted into a DC voltage by a rectifier circuit, and the converted DC voltage is converted into AC by an inverter and supplied to a load. The power conversion device includes a power factor improving circuit for the purpose of improving the power factor and suppressing harmonics. The power factor improving circuit includes, for example, a reactor and a switching element. By switching the switching element on and off, the waveform of the current flowing through the power converter can be made closer to a sine wave, and the power factor can be improved. When switching control is performed by this power factor improvement circuit, the reactor has heat.

特許文献１には、演算負荷を大幅に増大させることなく簡易な方法にてリアクトル損を演算し、このリアクトル損をリアクトルの発熱量の閾値と比較し、リアクトル損が予め設定した発熱量の閾値を超える場合には機器の動作（負荷）を停止することでリアクトルにおける発熱を抑制することが記載されている。 In Patent Document 1, the reactor loss is calculated by a simple method without significantly increasing the calculation load, the reactor loss is compared with the threshold value of the calorific value of the reactor, and the reactor loss is the threshold value of the calorific value set in advance. It is described that the heat generation in the reactor is suppressed by stopping the operation (load) of the device when the value exceeds.

特開２０１４−１１３００７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-113007

力率改善回路はリアクトルに生じる熱を考慮して設計される。しかし、運転環境によっては冷却能力が発揮されずリアクトルが過熱され、近接部品に接触すると発煙や発火する可能性がある。 The power factor improvement circuit is designed in consideration of the heat generated in the reactor. However, depending on the operating environment, the cooling capacity may not be exhibited and the reactor may overheat, causing smoke or ignition when it comes into contact with nearby parts.

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる制御装置、電力変換装置、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a control device, a power conversion device, a control method, and a program capable of solving the above-mentioned problems.

本発明の一態様によれば、制御装置は、リアクトルと当該リアクトルに対応するスイッチング素子を備える力率改善回路の制御装置であって、前記リアクトルの温度を推定する温度推定部と、前記温度に基づいて、前記スイッチング素子に対するスイッチング制御の実行と停止を切り替えるスイッチング制御部と、を備える。 According to one aspect of the present invention, the control device is a control device of a power factor improving circuit including a reactor and a switching element corresponding to the reactor, and has a temperature estimation unit for estimating the temperature of the reactor and the temperature. Based on this, a switching control unit for switching between execution and stop of switching control for the switching element is provided.

本発明の一態様によれば、前記スイッチング制御部は、前記温度が所定の第１閾値以上となると、前記スイッチング制御を停止する。 According to one aspect of the present invention, the switching control unit stops the switching control when the temperature becomes equal to or higher than a predetermined first threshold value.

本発明の一態様によれば、前記スイッチング制御部は、前記温度が所定の第２閾値未満となると、前記スイッチング制御を実行する。 According to one aspect of the present invention, the switching control unit executes the switching control when the temperature becomes less than a predetermined second threshold value.

本発明の一態様によれば、前記力率改善回路は、第１のリアクトルおよび当該第１のリアクトルに対応する第１のスイッチング素子と、第２のリアクトルおよび当該第２のリアクトルに対応する第２のスイッチング素子と、を備え、前記温度推定部は、前記第１のリアクトルおよび前記第２のリアクトルの温度を推定し、前記スイッチング制御部は、前記第１のリアクトルの温度が前記第１閾値以上となると、前記第１のスイッチング素子に対する前記スイッチング制御を停止し、前記第２閾値以下となると、前記第１のスイッチング素子に対する前記スイッチング制御を実行する。 According to one aspect of the present invention, the power factor improving circuit comprises a first reactor and a first switching element corresponding to the first reactor, and a second reactor and a second reactor corresponding to the second reactor. The switching control unit includes two switching elements, the temperature estimation unit estimates the temperatures of the first reactor and the second reactor, and the switching control unit determines that the temperature of the first reactor is the first threshold value. When the above is achieved, the switching control for the first switching element is stopped, and when the value is equal to or less than the second threshold value, the switching control for the first switching element is executed.

本発明の一態様によれば、前記スイッチング制御部は、前記第２のリアクトルの温度が前記第１閾値以上となると、前記第２のスイッチング素子に対する前記スイッチング制御を停止し、前記第２閾値以下となると、前記第２のスイッチング素子に対する前記スイッチング制御を実行する。 According to one aspect of the present invention, when the temperature of the second reactor becomes equal to or higher than the first threshold value, the switching control unit stops the switching control for the second switching element and is equal to or lower than the second threshold value. Then, the switching control for the second switching element is executed.

本発明の一態様によれば、前記スイッチング制御部は、前記第１のスイッチング素子に対するスイッチング制御を実行し、前記第２のスイッチング素子に対するスイッチング制御を停止している状態で、前記第１のリアクトルの温度が前記第１閾値以上となった場合、前記第１のスイッチング素子に対する前記スイッチング制御を停止し、前記第２のスイッチング素子に対する前記スイッチング制御を開始する。 According to one aspect of the present invention, the first reactor is in a state where the switching control unit executes switching control for the first switching element and stops switching control for the second switching element. When the temperature of is equal to or higher than the first threshold value, the switching control for the first switching element is stopped, and the switching control for the second switching element is started.

本発明の一態様によれば、電力変換装置は、上記の何れかに記載の制御装置と、リアクトルと当該リアクトルに対応するスイッチング素子を備える力率改善回路を含む交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータが変換した直流電力を交流電力に変換するインバータと、を備える。 According to one aspect of the present invention, the power conversion device converts AC power including the control device according to any one of the above and a power factor improving circuit including a reactor and a switching element corresponding to the reactor into DC power. It includes a converter and an inverter that converts the DC power converted by the converter into AC power.

本発明の一態様によれば、制御方法は、リアクトルと当該リアクトルに対応するスイッチング素子を備える力率改善回路の制御方法であって、前記リアクトルの温度を推定するステップと、前記温度に基づいて、前記スイッチング素子に対するスイッチング制御の実行と停止を切り替えるステップと、を有する。 According to one aspect of the present invention, the control method is a control method of a power factor improving circuit including a reactor and a switching element corresponding to the reactor, based on a step of estimating the temperature of the reactor and the temperature. A step of switching between execution and stop of switching control for the switching element.

本発明の一態様によれば、プログラムは、リアクトルと当該リアクトルに対応するスイッチング素子を備える力率改善回路を制御するコンピュータに、リアクトルと当該リアクトルに対応するスイッチング素子を備える力率改善回路を備える電力変換装置の制御方法であって、前記リアクトルの温度を推定するステップと、前記温度に基づいて、前記スイッチング素子に対するスイッチング制御の実行と停止を切り替えるステップと、を実行させる。 According to one aspect of the present invention, the program includes a power factor improving circuit including a reactor and a switching element corresponding to the reactor in a computer controlling a power factor improving circuit including a reactor and a switching element corresponding to the reactor. It is a control method of a power conversion device, and is made to execute a step of estimating the temperature of the reactor and a step of switching between execution and stop of switching control for the switching element based on the temperature.

本発明によれば、リアクトルの過熱を防ぐことができる。 According to the present invention, overheating of the reactor can be prevented.

本発明の一実施形態における電力変換装置の一例を示す第１の図である。It is the first figure which shows an example of the power conversion apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における制御装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the control device in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるリアクトルの駆動台数制御を説明する図である。It is a figure explaining the driving number control of the reactor in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるリアクトルの駆動台数制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the driving number control of a reactor in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるリアクトルの駆動停止制御を説明する図である。It is a figure explaining the drive stop control of a reactor in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるリアクトルの駆動停止制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the drive stop control of a reactor in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるリアクトルの駆動個数および駆動停止制御の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the drive number | drive stop control of a reactor in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における電力変換装置の一例を示す第２の図である。FIG. 2 is a second diagram showing an example of a power conversion device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware composition of the control device in one Embodiment of this invention.

＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態による力率改善制御（高周波抑制制御）について、図１〜図９を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態における電力変換装置の一例を示す図である。
電力変換装置３は、空気調和機１の圧縮機２に電力を供給する。圧縮機２と、電力変換装置３とは、空気調和機１に搭載される。電力変換装置３は、交流電源５から受電した交流電力を、三相交流電力に変換して圧縮機２のモータ４に出力する。
制御装置１０は、電力変換装置３を制御し、モータ４を空気調和機１の負荷に応じた回転数で駆動する。モータ４が電力変換装置３からの印加によって回転駆動することにより、圧縮機２が冷媒を圧縮し、空気調和機１が備える冷媒回路（図示せず）へ冷媒を供給する。 <Embodiment>
Hereinafter, the power factor improvement control (high frequency suppression control) according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
The power converter 3 supplies electric power to the compressor 2 of the air conditioner 1. The compressor 2 and the power converter 3 are mounted on the air conditioner 1. The power conversion device 3 converts the AC power received from the AC power source 5 into three-phase AC power and outputs it to the motor 4 of the compressor 2.
The control device 10 controls the power conversion device 3 and drives the motor 4 at a rotation speed corresponding to the load of the air conditioner 1. When the motor 4 is rotationally driven by application from the power converter 3, the compressor 2 compresses the refrigerant and supplies the refrigerant to a refrigerant circuit (not shown) included in the air conditioner 1.

電力変換装置３は、図１に示すように、コンバータ３１と、インバータ３７と、制御装置１０と、入力電流検出部２０と、ゼロクロス検出部２１と、電流検出部２２ａ，２２ｂを備える。コンバータ３１は、交流電源５からの交流電力を直流電力に変換してインバータ３７に出力する装置である。コンバータ３１は、整流回路３２０と、力率改善回路３３０と、平滑コンデンサ３６と、を備える。 As shown in FIG. 1, the power conversion device 3 includes a converter 31, an inverter 37, a control device 10, an input current detection unit 20, a zero cross detection unit 21, and current detection units 22a and 22b. The converter 31 is a device that converts AC power from the AC power supply 5 into DC power and outputs it to the inverter 37. The converter 31 includes a rectifier circuit 320, a power factor improving circuit 330, and a smoothing capacitor 36.

整流回路３２０は、ダイオード３２ａ〜３２ｄによって構成される。整流回路３２０は、交流電源５より入力された交流電力を直流電力に変換し、力率改善回路３３０へ出力する。 The rectifier circuit 320 is composed of diodes 32a to 32d. The rectifier circuit 320 converts the AC power input from the AC power supply 5 into DC power and outputs it to the power factor improving circuit 330.

力率改善回路３３０は、平滑コンデンサ３６へ電流を流し、インバータ３７に入力される電圧を生成する。力率改善回路３３０は、リアクトル３３ａ，３３ｂと、ダイオード３４と、スイッチング素子３５ａ，３５ｂと、を備える。リアクトル３３ａ，３３ｂは、それぞれ第１端子と、第２端子と、を備える。ダイオード３４は、アノード端子と、カソード端子と、を備える。スイッチング素子３５ａ，３５ｂは、それぞれ第１端子と、第２端子と、第３端子と、を備える。スイッチング素子３５ａ，３５ｂは、第１端子が受ける信号に応じて、オン状態となる期間とオフ状態となる期間とが切り替わることにより、第２端子から第３端子に流れる電流を制御し、力率改善回路３３０に流れる電流の値を変化させる。スイッチング素子３５ａ，３５ｂとしては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等が挙げられる。スイッチング素子３５ａ，３５ｂが例えばｎＭＯＳトランジスタである場合、スイッチング素子３５ａ，３５ｂの第１端子はゲート端子であり、第２端子はソース端子であり、第３端子はドレイン端子である。力率改善回路３３０は、高調波抑制回路とも呼ばれる。 The power factor improving circuit 330 passes a current through the smoothing capacitor 36 to generate a voltage input to the inverter 37. The power factor improving circuit 330 includes reactors 33a and 33b, diodes 34, and switching elements 35a and 35b. The reactors 33a and 33b each include a first terminal and a second terminal. The diode 34 includes an anode terminal and a cathode terminal. The switching elements 35a and 35b include a first terminal, a second terminal, and a third terminal, respectively. The switching elements 35a and 35b control the current flowing from the second terminal to the third terminal by switching between the on state and the off state according to the signal received by the first terminal, and the power factor. The value of the current flowing through the improvement circuit 330 is changed. Examples of the switching elements 35a and 35b include field effect transistors (FETs), IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and the like. When the switching elements 35a and 35b are, for example, nMOS transistors, the first terminal of the switching elements 35a and 35b is a gate terminal, the second terminal is a source terminal, and the third terminal is a drain terminal. The power factor improving circuit 330 is also called a harmonic suppression circuit.

平滑コンデンサ３６は、第１端子と、第２端子と、を備える。平滑コンデンサ３６は、力率改善回路３３０から電流を取得する。 The smoothing capacitor 36 includes a first terminal and a second terminal. The smoothing capacitor 36 obtains a current from the power factor improving circuit 330.

インバータ３７は、コンバータ３１から出力された直流電力を三相交流電力に変換して圧縮機２のモータ４に出力する装置である。インバータ３７のスイッチング素子３７ａ等の第１端子は、制御装置１０の第２出力端子に接続される。スイッチング素子３７ａ等の第２端子はインバータ３７が備える他のスイッチング素子、第３端子はモータ４の入力端子に接続される。制御装置１０は、インバータ３７が備えるブリッジ回路のスイッチング素子３７ａ等のオンとオフを切り替える。これによりインバータ３７は、三相交流電力を生成し、生成した三相交流電力をモータ４に出力する。なお、インバータ制御の具体的な手法の例としては、ベクトル制御、センサレスベクトル制御、Ｖ／Ｆ（Variable Frequency）制御、過変調制御、１パルス制御などが挙げられる。 The inverter 37 is a device that converts the DC power output from the converter 31 into three-phase AC power and outputs it to the motor 4 of the compressor 2. The first terminal of the switching element 37a of the inverter 37 is connected to the second output terminal of the control device 10. The second terminal of the switching element 37a or the like is connected to another switching element included in the inverter 37, and the third terminal is connected to the input terminal of the motor 4. The control device 10 switches on / off of the switching element 37a or the like of the bridge circuit included in the inverter 37. As a result, the inverter 37 generates three-phase AC power and outputs the generated three-phase AC power to the motor 4. Specific examples of the inverter control method include vector control, sensorless vector control, V / F (Variable Frequency) control, overmodulation control, and 1-pulse control.

入力電流検出部２０は、入力端子と、出力端子と、を備える。入力電流検出部２０は、交流電源５へのリターン電流（以下、「入力電流」と記載）を検出する電流計である。入力電流検出部２０は、検出した入力電流の情報を制御装置１０へ出力する。 The input current detection unit 20 includes an input terminal and an output terminal. The input current detection unit 20 is an ammeter that detects the return current to the AC power supply 5 (hereinafter, referred to as “input current”). The input current detection unit 20 outputs the detected input current information to the control device 10.

ゼロクロス検出部２１は、第１入力端子と、第２入力端子と、出力端子と、を備える。
ゼロクロス検出部２１は、第１入力端子と、第２入力端子とを介して、交流電源５が出力する電圧のゼロクロス点を検出する。ゼロクロス点は、交流電源５が出力する電圧がゼロボルトを交差する時刻を示す。ゼロクロス検出部２１は、セロクロス点の情報を含むゼロクロス信号を生成する。ゼロクロス検出部２１は、出力端子を介してゼロクロス信号を制御装置１０に出力する。 The zero cross detection unit 21 includes a first input terminal, a second input terminal, and an output terminal.
The zero-cross detection unit 21 detects the zero-cross point of the voltage output by the AC power supply 5 via the first input terminal and the second input terminal. The zero cross point indicates the time when the voltage output by the AC power supply 5 crosses zero volt. The zero-cross detection unit 21 generates a zero-cross signal including information on the cellophane point. The zero-cross detection unit 21 outputs a zero-cross signal to the control device 10 via the output terminal.

電流検出部２２ａ，２２ｂは、入力端子と、出力端子と、を備える。電流検出部２２ａは、リアクトル３３ａを流れる電流（以下、「リアクトル電流」と記載）を検出する電流計である。電流検出部２２ａは、検出した入力電流の情報を制御装置１０へ出力する。同様に電流検出部２２ｂは、リアクトル３３ｂを流れるリアクトル電流を検出する電流計である。電流検出部２２ｂは、検出した入力電流の情報を制御装置１０へ出力する。 The current detection units 22a and 22b include an input terminal and an output terminal. The current detection unit 22a is an ammeter that detects the current flowing through the reactor 33a (hereinafter, referred to as “reactor current”). The current detection unit 22a outputs the detected input current information to the control device 10. Similarly, the current detection unit 22b is an ammeter that detects the reactor current flowing through the reactor 33b. The current detection unit 22b outputs the detected input current information to the control device 10.

交流電源５は、出力端子と、基準端子と、を備える。交流電源５は、コンバータ３１に交流電力を供給する。 The AC power supply 5 includes an output terminal and a reference terminal. The AC power supply 5 supplies AC power to the converter 31.

整流回路３２０の入力端子（ダイオード３２ａのアノード端子）は、交流電源５の出力端子と、ゼロクロス検出部２１の第１入力端子とに接続される。整流回路３２０の入力側の基準端子（ダイオード３２ｂのアノード端子）は、交流電源５の基準端子と、ゼロクロス検出部２１の第２入力端子と、入力電流検出部２０の入力端子とに接続される。整流回路３２０の出力端子（ダイオード３２ａ，３２ｂのカソード端子）は、リアクトル３３の第１端子に接続される。整流回路３２０の出力側の基準端子（ダイオード３２ｃ，３２ｄのアノード端子）は、スイッチング素子３５ａ，３５ｂの第３端子と、平滑コンデンサ３６の第２端子と、インバータ３７の基準端子とに接続される。リアクトル３３ａ，３３ｂの第２端子は、ダイオード３４のアノード端子と、スイッチング素子３５ａ，３５ｂの第２端子とに接続される。ダイオード３４のカソード端子は、平滑コンデンサ３６の第１端子と、インバータ３７の入力端子とに接続される。 The input terminal of the rectifier circuit 320 (anode terminal of the diode 32a) is connected to the output terminal of the AC power supply 5 and the first input terminal of the zero cross detection unit 21. The reference terminal on the input side of the rectifier circuit 320 (anode terminal of the diode 32b) is connected to the reference terminal of the AC power supply 5, the second input terminal of the zero cross detection unit 21, and the input terminal of the input current detection unit 20. .. The output terminals of the rectifier circuit 320 (cathode terminals of the diodes 32a and 32b) are connected to the first terminal of the reactor 33. The output-side reference terminals (anode terminals of diodes 32c and 32d) of the rectifier circuit 320 are connected to the third terminals of the switching elements 35a and 35b, the second terminal of the smoothing capacitor 36, and the reference terminal of the inverter 37. .. The second terminals of the reactors 33a and 33b are connected to the anode terminal of the diode 34 and the second terminal of the switching elements 35a and 35b. The cathode terminal of the diode 34 is connected to the first terminal of the smoothing capacitor 36 and the input terminal of the inverter 37.

制御装置１０は、複数の入力端子と、複数の出力端子とを備える。スイッチング素子３５ａ，３５ｂの第１端子は、制御装置１０の第１出力端子に接続される。制御装置１０の第１入力端子は、入力電流検出部２０の出力端子に接続される。制御装置１０の第２入力端子は、ゼロクロス検出部２１の出力端子に接続される。インバータ３７のスイッチング素子３７ａ等の第１端子は、制御装置１０の第２出力端子に接続される。制御装置１０の第３入力端子は、電流検出部２２ａの出力端子に接続される。制御装置１０の第４入力端子は、電流検出部２２ｂの出力端子に接続される。制御装置１０は、例えば、第１入力端子を介して、入力電流検出部２０から入力電流の情報を取得し、入力電流を監視する。制御装置１０は、第２入力端子を介して、ゼロクロス検出部２１からゼロクロス信号を取得し、スイッチング素子３５のオンとオフを切り替えるスイッチング制御を実行する。また、制御装置１０は、第３入力端子を介して、電流検出部２２ａからリアクトル電流の情報を取得し、リアクトル３３ａの温度を推定して、リアクトル３３ａが過熱しないように、スイッチング素子３５ａに対するスイッチング制御の実行と停止を切り替える。同様に制御装置１０は、第４入力端子を介して、電流検出部２２ｂからリアクトル電流の情報を取得し、リアクトル３３ｂの温度を推定して、リアクトル３３ｂが過熱しないように、スイッチング素子３５ｂに対するスイッチング制御の実行と停止を切り替える。 The control device 10 includes a plurality of input terminals and a plurality of output terminals. The first terminals of the switching elements 35a and 35b are connected to the first output terminal of the control device 10. The first input terminal of the control device 10 is connected to the output terminal of the input current detection unit 20. The second input terminal of the control device 10 is connected to the output terminal of the zero cross detection unit 21. The first terminal of the switching element 37a of the inverter 37 is connected to the second output terminal of the control device 10. The third input terminal of the control device 10 is connected to the output terminal of the current detection unit 22a. The fourth input terminal of the control device 10 is connected to the output terminal of the current detection unit 22b. The control device 10 acquires input current information from the input current detection unit 20 via the first input terminal, for example, and monitors the input current. The control device 10 acquires a zero-cross signal from the zero-cross detection unit 21 via the second input terminal, and executes switching control for switching on / off of the switching element 35. Further, the control device 10 acquires information on the reactor current from the current detection unit 22a via the third input terminal, estimates the temperature of the reactor 33a, and switches to the switching element 35a so that the reactor 33a does not overheat. Toggle control execution and stop. Similarly, the control device 10 acquires information on the reactor current from the current detection unit 22b via the fourth input terminal, estimates the temperature of the reactor 33b, and switches the switching element 35b so that the reactor 33b does not overheat. Toggle control execution and stop.

図２は、本発明の一実施形態における制御装置の一例を示すブロック図である。
制御装置１０は、例えばマイコン等のＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）を備えたコンピュータである。図示するように制御装置１０は、データ取得部１１と、温度推定部１２と、スイッチング制御部１３と、駆動リアクトル数変更部１４と、を備えている。制御装置１０は、このほかにもインバータ３７を制御する機能などを備えるが本実施形態に関係のない機能の説明は省略する。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of a control device according to an embodiment of the present invention.
The control device 10 is, for example, a computer equipped with a CPU (Central Processing Unit) such as a microcomputer or an MPU (Micro Processing Unit). As shown in the figure, the control device 10 includes a data acquisition unit 11, a temperature estimation unit 12, a switching control unit 13, and a drive reactor number changing unit 14. The control device 10 also has a function of controlling the inverter 37 and the like, but the description of the function not related to the present embodiment will be omitted.

データ取得部１１は、入力電流検出部２０から入力電流の計測値を取得する。データ取得部１１は、ゼロクロス検出部２１からゼロクロス信号を取得する。データ取得部１１は、電流検出部２２ａ、２２ｂからそれぞれリアクトル３３ａ，３３ｂのリアクトル電流を取得する。 The data acquisition unit 11 acquires the measured value of the input current from the input current detection unit 20. The data acquisition unit 11 acquires a zero-cross signal from the zero-cross detection unit 21. The data acquisition unit 11 acquires the reactor currents of the reactors 33a and 33b from the current detection units 22a and 22b, respectively.

温度推定部１２は、データ取得部１１が取得した入力電流に基づいて、リアクトル３３ａ、３３ｂの温度を推定する。例えば、リアクトル３３ａの温度について、温度推定部１２は、電流検出部２２ａが計測した単位時間ごとのリアクトル電流の２乗とリアクトル３３ａのＤＣ抵抗とを乗じた値を積算して、この積算結果に所定の係数を乗じてリアクトル３３ａによる損失Ｐを算出する。次に温度推定部１２は、予め定められたリアクトル３３ａにおける損失とリアクトル３３ａの温度との関係を定めたテーブルや関数を用いて、損失Ｐに対応するリアクトル３３ａの温度を算出する。 The temperature estimation unit 12 estimates the temperatures of the reactors 33a and 33b based on the input current acquired by the data acquisition unit 11. For example, with respect to the temperature of the reactor 33a, the temperature estimation unit 12 integrates the value obtained by multiplying the square of the reactor current measured by the current detection unit 22a for each unit time and the DC resistance of the reactor 33a, and obtains this integration result. The loss P due to the reactor 33a is calculated by multiplying by a predetermined coefficient. Next, the temperature estimation unit 12 calculates the temperature of the reactor 33a corresponding to the loss P by using a table or a function that defines the relationship between the loss in the reactor 33a and the temperature of the reactor 33a that are predetermined.

スイッチング制御部１３は、ゼロクロス検出部２１から取得したゼロクロス信号に基づいて、スイッチング素子３５ａ，３５ｂのオンとオフを切り替えるスイッチング制御（ＰＡＭ制御）を実行又は停止する。例えば、スイッチング制御部１３は、所定のキャリア（三角波）と交流電源５から供給される電流に含まれる基本波に相当する正弦波を示す変調波を生成する。変調波の周期はゼロクロスが訪れる周期である。そして、スイッチング制御部１３は、キャリアと変調波とを比較し、キャリアの値が変調波の値を上回る期間はオン、キャリアの値が変調波の値以下となる期間はオフとするスイッチング信号（ＰＷＭ信号、ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）を生成する（三角波比較方式）。スイッチング制御部１３が、スイッチング素子３５ａ，３５ｂのオン、オフを切り替えることにより、入力電流の波形を、変調波と同様の波形に制御することができる。
また、スイッチング制御部１３は、温度推定部１２が推定した温度に基づいて、スイッチング制御の実行と停止を切り替える。例えば、リアクトル３３ａの温度が所定の第１閾値以上となると、スイッチング素子３５ａに対するスイッチング制御を停止し、リアクトル３３ａの温度が所定の第２閾値以下となると、スイッチング素子３５ａに対するスイッチング制御を実行する。リアクトル３３ｂおよびスイッチング素子３５ｂについても同様である。 The switching control unit 13 executes or stops switching control (PAM control) for switching on / off of the switching elements 35a and 35b based on the zero-cross signal acquired from the zero-cross detection unit 21. For example, the switching control unit 13 generates a modulated wave showing a sine wave corresponding to a fundamental wave included in a predetermined carrier (triangle wave) and a current supplied from the AC power supply 5. The period of the modulated wave is the period at which the zero cross comes. Then, the switching control unit 13 compares the carrier and the modulated wave, and turns on the period when the carrier value exceeds the modulated wave value and turns off the period when the carrier value is equal to or less than the modulated wave value ( Generates PWM signal, PWM: Pulse Width Modulation) (triangular wave comparison method). The switching control unit 13 can control the waveform of the input current to a waveform similar to the modulated wave by switching the switching elements 35a and 35b on and off.
Further, the switching control unit 13 switches between execution and stop of switching control based on the temperature estimated by the temperature estimation unit 12. For example, when the temperature of the reactor 33a becomes equal to or higher than a predetermined first threshold value, the switching control for the switching element 35a is stopped, and when the temperature of the reactor 33a becomes equal to or lower than the predetermined second threshold value, the switching control for the switching element 35a is executed. The same applies to the reactor 33b and the switching element 35b.

駆動リアクトル数変更部１４は、入力電流検出部２０が計測する入力電流の大きさに基づいて、１台のリアクトルを駆動するか、２台のリアクトルを駆動するかを決定する。リアクトルを駆動するとは、対応するスイッチング素子のスイッチング制御を実行することをいう。例えば、リアクトル３３ａを駆動するとは、スイッチング素子３５ａのスイッチング制御を行うことをいう。また、力率改善回路３３０回路において、１台のリアクトルを駆動するとは、スイッチング素子３５ａまたはスイッチング素子３５ｂの何れか１つをスイッチング制御し、他の１つのスイッチング制御を行わないことをいう。同様に２台のリアクトルを駆動するとは、スイッチング素子３５ａとスイッチング素子３５ｂの両方をスイッチング制御することをいう。駆動リアクトル数変更部１４は、入力電流が第１閾値以上となると、２台のリアクトルを駆動し、第２閾値以下となると、１台のみのリアクトルを駆動する。２台のリアクトルを駆動するのは、入力電流が大きいと、入力電流に含まれる高調波成分を抑制しきれない為である。従って、入力電流が大きいときには２台のリアクトルを駆動し、入力電流が小さいときには１台のみリアクトルを駆動する。 The drive reactor number changing unit 14 determines whether to drive one reactor or two reactors based on the magnitude of the input current measured by the input current detection unit 20. Driving the reactor means executing switching control of the corresponding switching element. For example, driving the reactor 33a means performing switching control of the switching element 35a. Further, in the power factor improving circuit 330 circuit, driving one reactor means switching control of any one of the switching element 35a and the switching element 35b and not performing the other switching control. Similarly, driving two reactors means switching control of both the switching element 35a and the switching element 35b. The drive reactor number changing unit 14 drives two reactors when the input current is equal to or more than the first threshold value, and drives only one reactor when the input current is equal to or less than the second threshold value. The reason for driving the two reactors is that if the input current is large, the harmonic components contained in the input current cannot be suppressed. Therefore, when the input current is large, two reactors are driven, and when the input current is small, only one reactor is driven.

図３は、本発明の一実施形態におけるリアクトルの駆動個数制御を説明する図である。
図３にリアクトルの駆動個数を決定する閾値の一例を示す。図３に示す閾値Ｘ１、Ｘ２には、Ｘ１＜Ｘ２が成立する。次に図４を用いて、閾値Ｘ１，Ｘ２に基づいてリアクトルの駆動個数を制御する処理を説明する。 FIG. 3 is a diagram illustrating control of the number of driven reactors in one embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows an example of the threshold value for determining the number of driven reactors. X1 <X2 holds for the threshold values X1 and X2 shown in FIG. Next, with reference to FIG. 4, a process of controlling the number of driven reactors based on the threshold values X1 and X2 will be described.

図４は、本発明の一実施形態におけるリアクトルの駆動個数制御の一例を示すフローチャートである。
制御装置１０は、インバータ３７を制御し、空気調和機１の負荷に応じた回転数で圧縮機２を駆動している。また、制御装置１０では、データ取得部１１が、所定の時間間隔で入力電流検出部２０から入力電流の計測値を取得している。駆動リアクトル数変更部１４は、例えば、データ取得部１１が入力電流の計測値を取得する度に以下の処理を行う。 FIG. 4 is a flowchart showing an example of controlling the number of driven reactors according to the embodiment of the present invention.
The control device 10 controls the inverter 37 and drives the compressor 2 at a rotation speed corresponding to the load of the air conditioner 1. Further, in the control device 10, the data acquisition unit 11 acquires the measured value of the input current from the input current detection unit 20 at predetermined time intervals. The drive reactor number changing unit 14 performs the following processing every time the data acquisition unit 11 acquires the measured value of the input current, for example.

まず、駆動リアクトル数変更部１４は、データ取得部１１が取得した入力電流から実効値を算出する。データ取得部１１は入力電流の実効値と閾値Ｘ２とを比較する。入力電流の実効値がＸ２（Ａ）以上であれば（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、駆動リアクトル数変更部１４は、駆動するリアクトルの数を２個に決定する（ステップＳ１２）。入力電流の実効値がＸ２（Ａ）未満の場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、駆動リアクトル数変更部１４は、駆動しているリアクトルの数が１個か否かを判定する（ステップＳ１３）。駆動個数が２個の場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、駆動リアクトル数変更部１４は、データ取得部１１が取得した入力電流の実効値と閾値Ｘ１とを比較する。入力電流の実効値がＸ１（Ａ）以下であれば（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、駆動リアクトル数変更部１４は、駆動するリアクトルの数を１個に決定する（ステップＳ１５）。 First, the drive reactor number changing unit 14 calculates an effective value from the input current acquired by the data acquisition unit 11. The data acquisition unit 11 compares the effective value of the input current with the threshold value X2. If the effective value of the input current is X2 (A) or more (step S11; Yes), the drive reactor number changing unit 14 determines the number of drive reactors to be two (step S12). When the effective value of the input current is less than X2 (A) (step S11; No), the drive reactor number changing unit 14 determines whether or not the number of drive reactors is one (step S13). When the number of drives is two (step S13; No), the drive reactor number changing unit 14 compares the effective value of the input current acquired by the data acquisition unit 11 with the threshold value X1. If the effective value of the input current is X1 (A) or less (step S14; Yes), the drive reactor number changing unit 14 determines the number of drive reactors to be one (step S15).

駆動リアクトル数変更部１４がリアクトルの駆動個数を決定すると、スイッチング制御部１３が、その決定に従ってスイッチング素子３５ａ，３５ｂのスイッチング制御を行う。例えば、駆動リアクトル数変更部１４がリアクトルの駆動個数を２個と決定すると、スイッチング制御部１３は、スイッチング素子３５ａおよびスイッチング素子３５ｂのスイッチング制御を実行する。スイッチング制御部１３は、ＰＡＭ制御により、スイッチング素子３５ａおよびスイッチング素子３５ｂを同じタイミングでオンまたはオフさせる。 When the drive reactor number changing unit 14 determines the number of reactors to be driven, the switching control unit 13 performs switching control of the switching elements 35a and 35b according to the determination. For example, when the drive reactor number changing unit 14 determines that the number of driven reactors is two, the switching control unit 13 executes switching control of the switching element 35a and the switching element 35b. The switching control unit 13 turns on or off the switching element 35a and the switching element 35b at the same timing by PAM control.

駆動リアクトル数変更部１４がリアクトルの駆動個数を１個と決定すると、スイッチング制御部１３は、スイッチング素子３５ａまたはスイッチング素子３５ｂの何れか１つについてスイッチング制御を実行し、他の１つのスイッチング制御は停止する。 When the drive reactor number changing unit 14 determines that the number of reactors to be driven is one, the switching control unit 13 executes switching control for either the switching element 35a or the switching element 35b, and the other switching control is performed. Stop.

図３に示すように閾値にはヒステリシス幅が設けられている。例えば、空気調和機１の負荷が増加し、それに伴い入力電流が大きくなっていくような状況では、駆動リアクトル数変更部１４は、入力電流の実効値がＸ２（Ａ）以上となるとリアクトルの駆動個数を２個に決定する。その後、空気調和機１の負荷の低下し、入力電流が小さくなっていくような状況では、駆動リアクトル数変更部１４は、入力電流の実効値がＸ１（Ａ）以下となるとリアクトルの駆動個数を１個に決定する。ヒステリシス幅を設けることで、入力電流の検出誤差や、微小な変動によって、駆動個数が頻繁に切り替わり、制御が不安定になるのを防ぐことができる。 As shown in FIG. 3, the threshold value is provided with a hysteresis width. For example, in a situation where the load of the air conditioner 1 increases and the input current increases accordingly, the drive reactor number changing unit 14 drives the reactor when the effective value of the input current becomes X2 (A) or more. Determine the number to be 2. After that, in a situation where the load of the air conditioner 1 decreases and the input current decreases, the drive reactor number changing unit 14 determines the number of reactors to be driven when the effective value of the input current becomes X1 (A) or less. Decide on one. By providing the hysteresis width, it is possible to prevent the control from becoming unstable due to frequent switching of the number of drives due to an input current detection error or a minute fluctuation.

ここで、例えば、リアクトル３３ａ、３３ｂの両方を駆動する運転状態が長く続くと、何れか１つ又は両方のリアクトル３３の温度が上昇する場合がある。あるいは、リアクトル３３ａのみが稼働する運転状態が長く続く場合、リアクトル３３ａの温度が上昇し、リアクトル３３ｂの温度は比較的低温のままとなる。リアクトル３３ａ等の温度が過熱すると故障が発生し、空気調和機１の運転を停止しなければならない状況が生じ得る。そこで、スイッチング制御部１３は、温度推定部１２が推定したリアクトル３３ａ，３３ｂの温度に応じて、それらが過熱する前にスイッチング制御を停止する。次に図５、図６を用いて、リアクトルの駆動、停止の切り替え制御について説明する。 Here, for example, if the operating state of driving both the reactors 33a and 33b continues for a long time, the temperature of either one or both reactors 33 may rise. Alternatively, if the operating state in which only the reactor 33a is operating continues for a long time, the temperature of the reactor 33a rises and the temperature of the reactor 33b remains relatively low. If the temperature of the reactor 33a or the like overheats, a failure may occur, and a situation may occur in which the operation of the air conditioner 1 must be stopped. Therefore, the switching control unit 13 stops the switching control before they overheat according to the temperatures of the reactors 33a and 33b estimated by the temperature estimation unit 12. Next, the control of switching between driving and stopping the reactor will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

図５は、本発明の一実施形態におけるリアクトルの駆動停止制御を説明する図である。
図５にリアクトルの駆動と停止を決定する閾値の一例を示す。図５に示す閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２には、ヒステリシス幅が設けられていてＴｈ１＜Ｔｈ２が成立する。スイッチング制御部１３は、温度推定部１２が推定したリアクトル３３ａの温度と、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２に基づいて、スイッチング素子３５ａに対するスイッチング制御の実行、停止を切り替える。次に図６を用いて、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２に基づく、リアクトルの駆動と停止を切り替える処理について説明する。 FIG. 5 is a diagram illustrating drive stop control of the reactor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows an example of the threshold value for determining the drive and stop of the reactor. The threshold values Th1 and Th2 shown in FIG. 5 are provided with a hysteresis width, and Th1 <Th2 is established. The switching control unit 13 switches execution and stop of switching control for the switching element 35a based on the temperature of the reactor 33a estimated by the temperature estimation unit 12 and the threshold values Th1 and Th2. Next, with reference to FIG. 6, a process of switching between driving and stopping the reactor based on the threshold values Th1 and Th2 will be described.

図６は、本発明の一実施形態におけるリアクトルの駆動停止制御の一例を示すフローチャートである。
制御装置１０は、インバータ３７を制御し、空気調和機１の負荷に応じた回転数で圧縮機２を駆動している。データ取得部１１は、所定の時間間隔で入力電流検出部２０から入力電流の計測値を取得し、ゼロクロス検出部２１からはゼロクロス信号を取得する。データ取得部１１は、所定の時間間隔で電流検出部２２ａからリアクトル３３ａのリアクトル電流を取得し、電流検出部２２ｂからリアクトル３３ｂのリアクトル電流を取得する。一例としてリアクトル３３ａが稼働対象（入力電流がＸ２（Ａ）以上）の場面におけるリアクトル３３ａに対する駆動、停止の切り替え処理を説明する。
制御装置１０は、電流検出部２２ａからリアクトル３３ａのリアクトル電流を取得する度に以下の処理を行う。 FIG. 6 is a flowchart showing an example of drive / stop control of the reactor according to the embodiment of the present invention.
The control device 10 controls the inverter 37 and drives the compressor 2 at a rotation speed corresponding to the load of the air conditioner 1. The data acquisition unit 11 acquires the measured value of the input current from the input current detection unit 20 at predetermined time intervals, and acquires the zero cross signal from the zero cross detection unit 21. The data acquisition unit 11 acquires the reactor current of the reactor 33a from the current detection unit 22a at predetermined time intervals, and acquires the reactor current of the reactor 33b from the current detection unit 22b. As an example, a drive / stop switching process for the reactor 33a in a situation where the reactor 33a is an operating target (input current is X2 (A) or more) will be described.
The control device 10 performs the following processing each time the reactor current of the reactor 33a is acquired from the current detection unit 22a.

温度推定部１２は、リアクトル３３ａのリアクトル電流を用いて、リアクトル３３ａの温度Ｔを推定する（ステップＳ２１）。例えば、温度推定部１２は、リアクトル電流の２乗とリアクトル３３ａのＤＣ抵抗を乗じた値を積算等して損失Ｐを算出する。温度推定部１２は、損失Ｐを温度に換算し、リアクトル３３ａの推定温度Ｔを算出する。温度推定部１２は、推定温度Ｔをスイッチング制御部１３へ出力する。 The temperature estimation unit 12 estimates the temperature T of the reactor 33a by using the reactor current of the reactor 33a (step S21). For example, the temperature estimation unit 12 calculates the loss P by integrating the value obtained by multiplying the square of the reactor current by the DC resistance of the reactor 33a. The temperature estimation unit 12 converts the loss P into a temperature and calculates the estimated temperature T of the reactor 33a. The temperature estimation unit 12 outputs the estimated temperature T to the switching control unit 13.

次にスイッチング制御部１３は、リアクトル３３ａが稼働中かどうかを判定する（ステップＳ２２）。リアクトル３３ａが稼働中の場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、スイッチング制御部１３は、推定温度Ｔと閾値Ｔｈ２とを比較する。推定温度Ｔが閾値Ｔｈ２未満の場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、スイッチング制御部１３は、スイッチング素子３５ａのスイッチング制御を継続する。
推定温度Ｔが閾値Ｔｈ２以上の場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、スイッチング制御部１３は、スイッチング素子３５ａのスイッチング制御を停止する（ステップＳ２４）。これにより、スイッチング素子３５ａはオフの状態で維持される。リアクトル３３ａの温度は、スイッチング制御の実行時に比べ低下する。 Next, the switching control unit 13 determines whether or not the reactor 33a is in operation (step S22). When the reactor 33a is in operation (step S22; Yes), the switching control unit 13 compares the estimated temperature T with the threshold Th2. When the estimated temperature T is less than the threshold value Th2 (step S23; No), the switching control unit 13 continues the switching control of the switching element 35a.
When the estimated temperature T is the threshold value Th2 or more (step S23; Yes), the switching control unit 13 stops the switching control of the switching element 35a (step S24). As a result, the switching element 35a is maintained in the off state. The temperature of the reactor 33a is lower than when switching control is executed.

リアクトル３３ａが稼働中ではない場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、スイッチング制御部１３は、推定温度Ｔと閾値Ｔｈ１とを比較する。推定温度Ｔが閾値Ｔｈ１より高い場合（ステップＳ２５；Ｎｏ）、スイッチング制御部１３は、スイッチング素子３５ａのスイッチング制御を停止したままとする。
推定温度Ｔが閾値Ｔｈ１以下の場合（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、スイッチング制御部１３は、スイッチング素子３５ａのスイッチング制御を開始する（ステップＳ２６）。
制御装置１０は、リアクトル３３ａの駆動、停止にかかわらず、独立してリアクトル３３ｂについても同様の制御を行う。 When the reactor 33a is not in operation (step S22; No), the switching control unit 13 compares the estimated temperature T with the threshold Th1. When the estimated temperature T is higher than the threshold value Th1 (step S25; No), the switching control unit 13 keeps the switching control of the switching element 35a stopped.
When the estimated temperature T is equal to or less than the threshold value Th1 (step S25; Yes), the switching control unit 13 starts switching control of the switching element 35a (step S26).
The control device 10 independently performs the same control on the reactor 33b regardless of whether the reactor 33a is driven or stopped.

なお、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２は、リアクトル３３ａ、３３ｂの温度が、発火や発煙等のリスクが無い温度内となるように設定された値である。また、温度推定部１２が、電流の積算値を温度に換算する際に、電力変換装置３の設置場所や季節、その時の外気温などの運転条件に応じた補正を行ってもよい。例えば、電力変換装置３の付近に温度計が設けられていて、温度推定部１２は、この温度計の計測した温度が高ければ、換算後の温度に所定の値を加えた温度をリアクトル３３ａ等の温度推定値とし、温度計の計測した温度が低ければ、換算後の温度から所定の値を減算した温度をリアクトル３３ａ等の温度推定値としてもよい。 The threshold values Th1 and Th2 are values set so that the temperatures of the reactors 33a and 33b are within the temperature at which there is no risk of ignition or smoke. Further, when the temperature estimation unit 12 converts the integrated value of the current into the temperature, the temperature estimation unit 12 may make corrections according to the operating conditions such as the installation location and season of the power conversion device 3 and the outside air temperature at that time. For example, if a thermometer is provided near the power conversion device 3 and the temperature measured by the thermometer is high, the temperature estimation unit 12 sets the temperature obtained by adding a predetermined value to the converted temperature, such as the reactor 33a. If the temperature measured by the thermometer is low, the temperature obtained by subtracting a predetermined value from the converted temperature may be used as the temperature estimation value of the reactor 33a or the like.

また、電流検出部２２ａの計測した電流の値に基づいてリアクトル３３ａ等の損失Ｐを算出し、その損失Ｐに基づいて温度を推定することとしたが、損失Ｐの算出方法やリアクトル温度の推定方法は、上記で例示した方法に限定されず、任意であってよい。 Further, the loss P of the reactor 33a or the like is calculated based on the value of the current measured by the current detection unit 22a, and the temperature is estimated based on the loss P. However, the calculation method of the loss P and the estimation of the reactor temperature are performed. The method is not limited to the method exemplified above, and may be arbitrary.

図７は、本発明の一実施形態におけるリアクトルの駆動個数および駆動停止制御の一例を示す図である。
図７に図１で例示する力率改善回路３３０におけるリアクトル３３ａ、３３ｂの駆動・停止パターンの例を示す。図７の表でＴａはリアクトル３３ａの推定温度を示し、Ｔｂはリアクトル３３ｂの推定温度を示す。リアクトルａ，ｂはそれぞれ、リアクトル３３ａ，３３ｂを示す。また、駆動数は、入力電流に基づく駆動個数制御（図３、図４）による駆動すべきリアクトルの個数を示している。
例えば、パターンＮｏ＝１のデータは、リアクトルが２個駆動すべき場合、リアクトル３３ａの推定温度Ｔａ、リアクトル３３ｂの推定温度Ｔｂが共に閾値Ｔｈ２未満であれば、スイッチング制御部１３は、リアクトル３３ａ，３３ｂの両方を駆動することを示している。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the number of driven reactors and drive stop control according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows an example of a drive / stop pattern of the reactors 33a and 33b in the power factor improving circuit 330 illustrated in FIG. In the table of FIG. 7, Ta indicates the estimated temperature of the reactor 33a, and Tb indicates the estimated temperature of the reactor 33b. Reactors a and b indicate reactors 33a and 33b, respectively. The number of drives indicates the number of reactors to be driven by controlling the number of drives based on the input current (FIGS. 3 and 4).
For example, in the data of pattern No. 1, when two reactors should be driven, if the estimated temperature Ta of the reactor 33a and the estimated temperature Tb of the reactor 33b are both less than the threshold Th2, the switching control unit 13 has the reactor 33a, It is shown to drive both 33b.

パターンＮｏ＝２のデータは、リアクトルが２個駆動すべきところ、リアクトル３３ｂの推定温度Ｔｂが閾値Ｔｈ２以上であれば、スイッチング制御部１３は、リアクトル３３ａのみを駆動し，リアクトル３３ｂを停止することを示している。
パターンＮｏ＝４のデータは、リアクトルが２個駆動すべきところ、リアクトル３３ａ，３３ｂの推定温度Ｔａ，Ｔｂが共に閾値Ｔｈ２以上であれば、スイッチング制御部１３は、リアクトル３３ａ，３３ｂの両方を停止することを示している。 The data of pattern No. 2 shows that two reactors should be driven, but if the estimated temperature Tb of the reactor 33b is the threshold Th2 or more, the switching control unit 13 drives only the reactor 33a and stops the reactor 33b. Is shown.
In the data of pattern No. 4, where two reactors should be driven, if the estimated temperatures Ta and Tb of the reactors 33a and 33b are both threshold Th2 or more, the switching control unit 13 stops both the reactors 33a and 33b. Indicates to do.

パターンＮｏ＝５のデータは、リアクトルが１個のみ駆動すべきところ、推定温度Ｔａが閾値Ｔｈ２未満で、推定温度Ｔｂが閾値Ｔｈ２以上であれば、スイッチング制御部１３は、リアクトル３３ａのみを駆動し，リアクトル３３ｂを停止することを示している。
パターンＮｏ＝７のデータは、リアクトルが１個のみ駆動すべきところ、推定温度Ｔａ，Ｔｂが共に閾値Ｔｈ２以上であれば、スイッチング制御部１３は、リアクトル３３ａ，３３ｂの両方を停止することを示している。
パターンＮｏ＝８のデータは、リアクトルが１個のみ駆動すべきところ、推定温度Ｔａ，Ｔｂが共に閾値Ｔｈ２未満であれば、スイッチング制御部１３は、リアクトル３３ａ，３３ｂの何れか１つを駆動することを示している。 In the data of pattern No. 5, where only one reactor should be driven, if the estimated temperature Ta is less than the threshold Th2 and the estimated temperature Tb is the threshold Th2 or more, the switching control unit 13 drives only the reactor 33a. , Indicates that the reactor 33b is stopped.
The data of pattern No. 7 indicates that only one reactor should be driven, but if the estimated temperatures Ta and Tb are both threshold values Th2 or more, the switching control unit 13 stops both the reactors 33a and 33b. ing.
In the data of pattern No. 8, only one reactor should be driven, but if the estimated temperatures Ta and Tb are both less than the threshold Th2, the switching control unit 13 drives any one of the reactors 33a and 33b. It is shown that.

本実施形態によれば、スイッチング素子３５ａ，３５ｂに対するスイッチング制御の実行と停止を、それぞれ対応するリアクトル３３ａ，３３ｂの推定温度に基づいて独立して行う。これにより、リアクトル３３ａ，３３ｂの発煙や発火などを防ぐことができる。また、本実施形態によれば、上記の制御により、リアクトル３３ａ，３３ｂの過熱による電力変換装置３の故障を防ぐことができるので、空気調和機１の安定した運転を実現することができる。 According to this embodiment, the switching control for the switching elements 35a and 35b is executed and stopped independently based on the estimated temperatures of the corresponding reactors 33a and 33b, respectively. As a result, it is possible to prevent smoke and ignition of the reactors 33a and 33b. Further, according to the present embodiment, the above control can prevent the power conversion device 3 from failing due to overheating of the reactors 33a and 33b, so that stable operation of the air conditioner 1 can be realized.

また、図１では、リアクトル及び対応するスイッチング素子を２組備える力率改善回路３３０を例示したが、リアクトル及び対応するスイッチング素子は、図８に例示するように１組のみが設けられていてもよい。
図８は、本発明の一実施形態における電力変換装置の一例を示す第２の図である。
図８の構成例では、力率改善回路３３０は、１組のリアクトル３３とスイッチング素子３５を備えている。この構成例の場合、温度推定部１２は、図１の場合の電流検出部２２ａ，２２ｂに代えて入力電流検出部２０が計測した入力電流を用いて、リアクトル３３の温度を推定する。そして、推定温度がＴｈ２以上となると、スイッチング制御部１３は、スイッチング素子３５のスイッチング制御を停止する。その後、推定温度がＴｈ１以下となると、スイッチング制御部１３は、スイッチング素子３５のスイッチング制御を再開する。 Further, in FIG. 1, the power factor improvement circuit 330 including two sets of the reactor and the corresponding switching element is illustrated, but the reactor and the corresponding switching element may be provided with only one set as illustrated in FIG. Good.
FIG. 8 is a second diagram showing an example of a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
In the configuration example of FIG. 8, the power factor improving circuit 330 includes a set of reactors 33 and a switching element 35. In the case of this configuration example, the temperature estimation unit 12 estimates the temperature of the reactor 33 by using the input current measured by the input current detection unit 20 instead of the current detection units 22a and 22b in the case of FIG. Then, when the estimated temperature becomes Th2 or higher, the switching control unit 13 stops the switching control of the switching element 35. After that, when the estimated temperature becomes Th1 or less, the switching control unit 13 restarts the switching control of the switching element 35.

また、リアクトル及び対応するスイッチング素子は、３組以上設けられていてもよい。この場合も、温度推定部１２は、リアクトル別に推定温度を算出し、スイッチング制御部１３は、推定温度に基づいて、各スイッチング素子に対するスイッチング制御の実行と停止を切り替える制御を行う。 In addition, three or more sets of reactors and corresponding switching elements may be provided. Also in this case, the temperature estimation unit 12 calculates the estimated temperature for each reactor, and the switching control unit 13 controls to switch between execution and stop of switching control for each switching element based on the estimated temperature.

図９は、本発明の一実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える例えばマイコンである。コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１に代えて、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などのプロセッサを備えていてもよい。上述の制御装置１０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部（データ取得部１１、温度推定部１２、スイッチング制御部１３、駆動リアクトル数変更部１４）の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、上記処理を実行するための記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the control device according to the embodiment of the present invention. The computer 900 is, for example, a microcomputer including a CPU 901, a main storage device 902, an auxiliary storage device 903, an input / output interface 904, and a communication interface 905. The computer 900 may include a processor such as an MPU (Micro Processing Unit) instead of the CPU 901. The control device 10 described above is mounted on the computer 900. The operations of the above-described processing units (data acquisition unit 11, temperature estimation unit 12, switching control unit 13, and drive reactor number changing unit 14) are stored in the auxiliary storage device 903 in the form of a program. The CPU 901 reads the program from the auxiliary storage device 903, expands it to the main storage device 902, and executes the above processing according to the program. Further, the CPU 901 secures a storage area for executing the above processing in the main storage device 902 according to the program. Further, the CPU 901 secures a storage area for storing the data being processed in the auxiliary storage device 903 according to the program.

なお、少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、入出力インタフェース９０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。 In at least one embodiment, the auxiliary storage device 903 is an example of a non-temporary tangible medium. Other examples of non-temporary tangible media include magnetic disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, semiconductor memories and the like connected via the input / output interface 904. When this program is distributed to the computer 900 via a communication line, the distributed computer 900 may expand the program to the main storage device 902 and execute the above processing. Further, the program may be for realizing a part of the above-mentioned functions. Further, the program may be a so-called difference file (difference program) that realizes the above-mentioned function in combination with another program already stored in the auxiliary storage device 903.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 In addition, it is possible to replace the components in the above-described embodiment with well-known components as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Further, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

１・・・空気調和機
２・・・圧縮機
３・・・電力変換装置
４・・・モータ
５・・・交流電源
１０・・・制御装置
１１・・・データ取得部
１２・・・温度推定部
１３・・・スイッチング制御部
１４・・・駆動リアクトル数変更部
２０・・・入力電流検出部
２１・・・ゼロクロス検出部
２２ａ、２２ｂ・・・電流検出部
３１・・・コンバータ
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ・・・ダイオード
３３ａ、３３ｂ・・・リアクトル
３４・・・ダイオード
３５ａ、３５ｂ・・・スイッチング素子
３６・・・平滑コンデンサ
３７・・・インバータ
３７ａ・・・スイッチング素子
２１１、３２０・・・整流回路
２１２・・・フォトカプラ
２１３・・・トランジスタ
３３０・・・力率改善回路
1 ... Air conditioner 2 ... Compressor 3 ... Power conversion device 4 ... Motor 5 ... AC power supply 10 ... Control device 11 ... Data acquisition unit 12 ... Temperature estimation Part 13 ... Switching control unit 14 ... Drive reactor number changing unit 20 ... Input current detection unit 21 ... Zero cross detection unit 22a, 22b ... Current detection unit 31 ... Converters 32a, 32b, 32c, 32d ... Diodes 33a, 33b ... Reactors 34 ... Diodes 35a, 35b ... Switching elements 36 ... Smoothing capacitors 37 ... Inverters 37a ... Switching elements 211, 320 ... Rectifier circuit 212 ・・・ Photocoupler 213 ・・・ Diode 330 ・・・ Power factor improvement circuit

Claims

A control device for a power factor improvement circuit equipped with a reactor and a switching element corresponding to the reactor.
A temperature estimation unit that estimates the temperature of the reactor,
A switching control unit that switches between execution and stop of switching control for the switching element based on the temperature.
A control device comprising.

The switching control unit stops the switching control when the temperature becomes equal to or higher than a predetermined first threshold value.
The control device according to claim 1.

The switching control unit executes the switching control when the temperature becomes equal to or lower than a predetermined second threshold value.
The control device according to claim 2.

The power factor improving circuit includes a first reactor and a first switching element corresponding to the first reactor, and a second reactor and a second switching element corresponding to the second reactor.
The temperature estimation unit estimates the temperatures of the first reactor and the second reactor, and estimates the temperature of the first reactor and the second reactor.
The switching control unit stops the switching control for the first switching element when the temperature of the first reactor becomes equal to or higher than the first threshold value, and stops the switching control for the first switching element when the temperature becomes equal to or lower than the second threshold value. To execute the switching control for
The control device according to claim 3.

The switching control unit stops the switching control for the second switching element when the temperature of the second reactor becomes equal to or higher than the first threshold value, and when the temperature becomes equal to or lower than the second threshold value, the second switching element To execute the switching control for
The control device according to claim 4.

The switching control unit
When the temperature of the first reactor becomes equal to or higher than the first threshold value in a state where the switching control for the first switching element is executed and the switching control for the second switching element is stopped.
The switching control for the first switching element is stopped, and the switching control for the second switching element is started.
The control device according to claim 4 or 5.

The control device according to any one of claims 1 to 3,
A converter that converts AC power into DC power, including a power factor improvement circuit equipped with a reactor and a switching element corresponding to the reactor.
An inverter that converts DC power converted by the converter into AC power,
A power converter equipped with.

It is a control method of a power factor improvement circuit including a reactor and a switching element corresponding to the reactor.
The step of estimating the temperature of the reactor and
A step of switching between execution and stop of switching control for the switching element based on the temperature.
Control method having.

For a computer that controls a power factor improvement circuit equipped with a reactor and a switching element corresponding to the reactor.
It is a control method of a power conversion device including a power factor improving circuit including a reactor and a switching element corresponding to the reactor.
The step of estimating the temperature of the reactor and
A step of switching between execution and stop of switching control for the switching element based on the temperature.
A program that executes.