JP3032317B2 - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧縮機の回転数を制御す
るインバータ装置を備えた空気調和機の制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電源の周波数を可変にするインバ
ータ装置を用いて圧縮機の回転数を増減し、能力制御を
行なう空気調和機の制御装置が数多く利用されてきてい
る。従来の技術としては、例えば特開昭５８ー１５３５
８９号公報に記載されたものがある。

【０００３】次に従来の空気調和機の制御装置動作の例
について図面を用いて説明する。図４は従来の空気調和
機の制御装置の概略構成図、図５はその電源投入時の動
作フローチャート、図６はその動作タイムチャートであ
る。

【０００４】図４において、１は三相の商用交流電源、
２は３個の接点を有する電磁接触器、３は交流電力を直
流電力に変換するコンバータ回路で電磁接触器２の接点
の一端がそれぞれ商用交流電源１に他端がそれぞれコン
バータ回路３の交流入力部に接続されている。

【０００５】４は突入電流制限抵抗、５は主電流リレ
ー、６は直流電力を平滑する電解コンデンサーで、突入
電流制限抵抗４は主電流リレー５と並列に接続され一端
がコンバータ回路３の正極側、他端が電解コンデンサー
６の正極側に接続されている。電解コンデンサー６の負
極側はコンバータ回路３の負極側に接続されている。

【０００６】７はインバータ回路で電解コンデンサー６
で平滑された直流電力を入力し三相の交流電力に変換し
て圧縮機８へ出力する。９は圧縮機８の運転および停止
を決定する運転指令入力手段、１０はインバータ制御手
段、１１は電解コンデンサー６の電圧を検出する電圧検
出手段で、インバータ制御手段１０は運転指令入力手段
９および電圧検出手段１１からの信号をそれぞれ入力す
る。

【０００７】１２はリレー駆動手段で、インバータ制御
手段１０からの信号を入力し、電磁接触器２および主電
流リレー５へ信号を出力する。１３はインバータベース
ドライブ回路でインバータ制御手段１０から信号を入力
しインバータ回路７へ信号を出力する。

【０００８】以上の様に構成された従来の空気調和機の
制御装置について以下図５および図６を用いてその動作
について説明する。

【０００９】図５において、まずステップａで商用交流
電源１が投入される。次にステップｂで運転指令入力手
段９より信号Ｓ１をインバータ制御手段１０へ出力し”
運転”であればステップｃへそれ以外の場合はステップ
ｂへ論理を戻す。次にステップｃにおいてはインバータ
制御手段１０より信号Ｓ２をリレー駆動手段１２に出力
し、、さらにリレー駆動手段１２より信号Ｓ３を電磁接
触器２へ出力し電磁接触器２をＯＮさせる。電磁接触器
２がＯＮするとコンバータ回路３および突入電流制限抵
抗４を介して電解コンデンサー６に充電が行なわれる。

【００１０】次にステップｄにおいて電解コンデンサー
６の充電電圧を電圧検出手段１１により検出しインバー
タ制御手段１０へ信号Ｓ４を出力し、充電電圧が規定電
圧以上であればステップｆへそれ以外の場合はステップ
ｄへ論理を戻す。次にステップｅにおいてはインバータ
制御手段１０より信号Ｓ２をリレー駆動手段１２へ出力
し、さらにリレー駆動手段１２より信号Ｓ５を主電流リ
レー５へ出力し主電流リレー５をＯＮさせインバータ回
路７へ直流電力を供給する。

【００１１】次にステップｆにおいてインバータ制御手
段１０より信号Ｓ６をインバータベースドライブ回路１
３へ出力しインバータ波形を出力させ信号Ｓ７としてイ
ンバータベースドライブ回路１３よりインバータ回路７
へ出力する。次にステップｇにおいてはインバータ回路
７から直流を三相の交流に変換された電力が圧縮機８へ
供給され、圧縮機８は運転を開始する。

【００１２】図６は上記した動作のタイムチャートを示
したものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、電解コンデンサーの充電が終了した後で
も圧縮機を運転している間、主電流リレーは接点をＯＮ
した状態を継続しなければならないので、その接点の電
流容量の大きな物を用いる必要があり装置が大型化する
ばかりでなく、主電流リレーを駆動する電力が発生す
る。しかも主電流リレーを用いるために接点の溶着にお
ける回路の破損の恐れがあるという欠点を有していた。

【００１４】本発明は上記課題に鑑み電解コンデンサー
充電の為の装置を小型化し、無駄な電力消費を発生させ
ずしかも安全に動作する空気調和機の制御装置を提供す
るものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の空気調和機の制御装置は、従来の主電流リレ
ーと突入電流制限抵抗の並列回路の代わりに、外部から
の信号入力により開閉する突入電流制限リレーを有しこ
の突入電流制限リレーにより電磁接触器の一相の入出力
を短絡させるとともに電磁接触器の他の一相の入力に流
れる交流電力を正の直流電力に変換して電解コンデンサ
の正極に流す突入電流制限回路を設け、突入電流制限回
路に入力される電磁接触器の二相の入力の間の電圧の位
相が０度のとき信号を出力する位相検出手段を備えてい
る。

【００１６】そしてインバータ制御手段は、運転指令入
力手段が運転を示す信号を出力し且つ位相検出手段が信
号を出力したときリレー駆動手段が突入電流制限回路に
信号を出力するようにリレー駆動手段に信号を出力し、
電圧検出手段により検出された電解コンデンサーの電圧
が規定電圧を超え且つ位相検出手段が信号を出力したと
きリレー駆動手段が突入電流制限回路への信号出力を停
止するとともに電磁接触器を閉じさせるようにリレー駆
動手段に信号を出力し、さらにインバータベースドライ
ブ回路がインバータ回路を動作させるようにインバータ
ベースドライブ回路に信号を出力するのである。

【００１７】

【作用】本発明は上記した構成によって、電解コンデン
サーを充電するにおいて、突入電流制限回路が入力する
商用交流電源の二相の位相が０度の時のみ突入電流制限
回路が動作し、充電終了後、同商用交流電源の二相の位
相が０度の時のみ突入電流制限回路が動作し、圧縮機を
動作させている間は突入電流制限回路はＯＦＦしてい
る。

【００１８】そのため突入電流制限回路の電流容量は小
さなもので良く、装置が小型化でき無駄な突入電流など
電力の発生を抑えることができるため原価低減を図るこ
とができる。しかも突入電流制限回路の動作が位相０度
で行なわれるため突入電流が大幅低減でき接点の溶着に
おける回路の破損はなく安全に動作することができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の一実施例の空気調和機の制御装
置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明
の一実施例における空気調和機の制御装置の概略構成
図、図２はその電源投入時のフローチャート、図３はそ
の動作タイミングチャートを示すものである。

【００２０】図１において、図４の従来と同じ構成のも
のは詳細な説明は省略する。１２はリレー駆動手段で、
インバータ制御手段１０’からの信号を入力し、電磁接
触器２へ信号を出力する。１４は一端が商用電源１のＲ
相に接続された突入電流制限抵抗、１５は２個の接点１
５ａと１５ｂを有する突入電流制限リレー、１６はダイ
オードであり、突入電流制限抵抗１４の他端は、突入電
流制限リレー１５の接点１５ａのコモン端子に接続され
ている。

【００２１】ダイオード１６のアノードは突入電流制限
リレー１５の接点１５ａのノーマルオープン端子、カソ
ードは電解コンデンサー６の正極側に接続されている。
突入電流制限リレー１５の接点１５ｂのコモン端子は商
用電源１のＳ相、ノーマルオープン端子はコンバータ回
路３のＳ相入力部に接続されている。１７は突入電流制
限回路で突入電流制限抵抗１４と突入電流制限リレー１
５とダイオード１６とから構成されている。また１８は
位相検出手段であり位相検出するために商用交流電源１
のＲ相とＳ相に接続され、Ｒ−Ｓ相間電圧の位相検出結
果を送信するためにインバータ制御手段１０’に接続さ
れている。

【００２２】以上のように構成された空気調和機の制御
装置について図２および図３を用いてその動作を説明す
る。

【００２３】図２において、まずステップ１で商用交流
電源１が投入される。ステップ２において運転指令入力
手段９からインバータ制御手段１０’に信号Ｓ８が出力
し、”運転”であればステップ３へそれ以外の場合はス
テップ２へ論理を戻す。次にステップ３では、図１に示
すように位相検出手段１８は、商用交流電源１のＲ相、
Ｓ相から信号Ｓ１５，Ｓ１６が入力されている。

【００２４】このＲ−Ｓ相間電圧の位相０度のタイミン
グにおいて、位相検出信号Ｓ１７をＬからＨに立ち上
げ、位相１８０度のタイミングにおいて位相検出信号Ｓ
１７をＨからＬに立ち下げる動作をしているため、イン
バータ制御手段１０は位相検出手段１８から信号Ｓ１７
により商用交流電源１の位相０度のタイミングを監視
し、位相０度でなければステップ３の論理を維持し、位
相０度ならばステップ４へ移動する。

【００２５】次にステップ４において、インバータ制御
手段１０’より信号Ｓ９をリレー駆動手段１２に出力
し、さらにリレー駆動手段１２より信号Ｓ１０を突入電
流制限リレー１５へ出力し、接点１５ａ，１５ｂをＯＮ
させる。ＯＮすると突入電流制限抵抗１４と突入電流制
限リレー１５とダイオード１６を介して電解コンデンサ
ー６の充電が行なわれる。

【００２６】次にステップ５において電解コンデンサー
６の充電電圧を電圧検出手段１１により検出し、インバ
ータ制御手段１０’へ信号Ｓ１１を出力し、充電電圧が
規定電圧以上であれば、ステップ６へ、それ以外の場合
は、ステップ４へ論理を戻す。次 に突入電流制限回路
１７の充電完了での動作について説明する。

【００２７】ステップ６では、ステップ３と同様に位相
０度でなければステップ６の論理を維持し、位相０度な
らばステップ７へ移動する。ステップ７では、インバー
タ制御手段１０’より信号Ｓ９をリレー駆動手段１２へ
出力し、さらにリレー駆動手段１２より信号Ｓ１０を突
入電流制限リレー１５へ出力し接点１５ａ，１５ｂをＯ
ＦＦさせる。

【００２８】次にステップ８においてリレー駆動手段１
２より信号Ｓ１２を電磁接触器２へ出力し、電磁接触器
２をＯＮさせ、インバータ回路７への直流電力の供給を
完了する。次にステップ９において、インバータ制御手
段１０’より信号Ｓ１３をインバータベースドライブ回
路１３へ出力しインバータ波形を発生させ信号Ｓ１４と
してインバータベースドライブ回路１３よりインバータ
回路７へ出力する。次にステップ１０においては、イン
バータ７から直流を三相の交流に変換された電力が圧縮
機８へ供給され、圧縮機８は運転を開始する。

【００２９】以上のように本実施例によれば、突入電流
制限回路１７と位相検出手段１８を設けることにより、
電解コンデンサー６を充電するにおいて、商用交流電源
１の２相の位相が０度時のみ突入電流制限回路１７は、
ＯＮを動作する。充電終了後も商用交流電源１の２相の
位相が０度時のみ突入電流制限回路１７は、ＯＦＦの動
作する、また圧縮機８を動作させている間も突入電流制
限回路１７はＯＦＦとなる。

【００３０】そのため突入電流制限回路１７の電流容量
は小さなもので良く、装置が小型化でき無駄な突入電流
など電力の発生を抑えることができるため原価低減を図
ることができる。しかも突入電流制限回路１７の動作が
位相０度で行なわれるため突入電流が大幅低減でき接点
の溶着における回路の破損はなく安全に動作することが
できる。

【００３１】尚、突入電流制限回路１７はＲ−Ｓ相間、
Ｓ−Ｔ相間、Ｔ−Ｒ相間に設けてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、従来の主電流リ
レーと突入電流制限抵抗の並列回路の代わりに外部から
の信号入力により開閉する突入電流制限リレーを有しこ
の突入電流制限リレーにより、電磁接触器の一相の入出
力を短絡させるとともに電磁接触器の他の一相の入力に
流れる交流電力を正の直流電力に変換して電解コンデン
サの正極に流す突入電流制限回路を設け、突入電流制限
回路に入力される電磁接触器の二相の入力の間の電圧の
位相が０度のとき信号を出力する位相検出手段を備え
る。

【００３３】そしてインバータ制御手段には、運転指令
入力手段が運転を示す信号を出力し且つ位相検出手段が
信号を出力したときリレー駆動手段が突入電流制限回路
に信号を出力するようにリレー駆動手段に信号を出力
し、電圧検出手段により検出された電解コンデンサーの
電圧が規定電圧を超え且つ位相検出手段が信号を出力し
たときリレー駆動手段が突入電流制限回路への信号出力
を停止するとともに電磁接触器を閉じさせるようにリレ
ー駆動手段に信号を出力し、さらにインバータベースド
ライブ回路がインバータ回路を動作させるようにインバ
ータベースドライブ回路に信号を出力する制御を行わせ
る。

【００３４】そのため電解コンデンサーを充電するにお
いて、突入電流制限回路が入力する商用交流電源の二相
の位相が０度の時のみ突入電流制限回路が動作し、充電
終了後、同商用交流電源の二相の位相が０度の時のみ突
入電流制限回路が動作し、圧縮機を動作させている間は
突入電流制限回路がＯＦＦすることとなり、突入電流制
限回路の電流容量は小さなもので良く、装置が小型化で
き無駄な突入電流など電力の発生を抑えることができる
ため原価低減を図ることができる。

【００３５】しかも突入電流制限回路の動作が位相０度
で行なわれるため突入電流が大幅低減でき接点の溶着に
おける回路の破損はなく安全に動作することができる優
れた空気調和機の制御装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における空気調和機の制御装
置の概略構成図

【図２】同実施例における電源投入時の動作フローチャ
ート

【図３】同実施例における動作タイムチャート

【図４】従来の空気調和機の制御装置の概略構成図

【図５】従来の空気調和機の制御装置の電源投入時の動
作フローチャート

【図６】従来の空気調和機の制御装置の動作タイムチャ
ート

【符号の説明】

１ 三相の商用交流電源 ２ 電磁接触器 ３ コンバータ回路 ６ 電解コンデンサー ７ インバータ回路 ８ 圧縮機 ９ 運転指令入力手段 １０’ インバータ制御手段 １１ 電圧検出手段 １２ リレー駆動手段 １３ インバータベースドライブ回路 １４ 突入電流制限回路 １８ 位相検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 安則 大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地 松下冷機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−81663（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−161097（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−183276（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−308476（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/00 - 7/98 H02H 7/10 - 7/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電力を直流電力に変換するコンバー
   タ回路と、前記コンバータ回路と商用交流電源とを開閉
   する電磁接触器と、前記コンバータ回路により変換され
   た直流電力を平滑する電解コンデンサーと、前記電解コ
   ンデンサーにより平滑された直流電力を入力し三相の交
   流電力に変換して圧縮機を制御するインバータ回路と、
   外部からの信号入力により開閉する突入電流制限リレー
   を有し前記突入電流制限リレーにより前記電磁接触器の
   一相の入出力を短絡させるとともに前記電磁接触器の他
   の一相の入力に流れる交流電力を正の直流電力に変換し
   て前記電解コンデンサの正極に流す突入電流制限回路
   と、前記突入電流制限回路に入力される前記電磁接触器
   の二相の入力の間の電圧の位相が０度のとき信号を出力
   する位相検出手段と、圧縮機の運転、停止を決定し運転
   であれば運転を示す信号を出力する運転指令入力手段
   と、前記電解コンデンサーの電圧を検出する電圧検出手
   段と、外部からの信号に応じて前記電磁接触器の開閉の
   制御と前記突入電流制御回路への信号の出力を行なうリ
   レー駆動手段と、外部からの信号により前記インバータ
   回路を動作させるインバータベースドライブ回路と、イ
   ンバータ制御手段とからなり、前記インバータ制御手段
   は、前記運転指令入力手段が運転を示す信号を出力し且
   つ前記位相検出手段が信号を出力したとき前記リレー駆
   動手段が前記突入電流制限回路に信号を出力するように
   前記リレー駆動手段に信号を出力し、前記電圧検出手段
   により検出された前記電解コンデンサーの電圧が規定電
   圧を超え且つ前記位相検出手段が信号を出力したとき前
   記リレー駆動手段が前記突入電流制限回路への信号出力
   を停止するとともに前記電磁接触器を閉じさせるように
   前記リレー駆動手段に信号を出力し、さらに前記インバ
   ータベースドライブ回路が前記インバータ回路を動作さ
   せるように前記インバータベースドライブ回路に信号を
   出力することを特徴とした空気調和機の制御装置。