JP3068655B2 - 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
ータ回路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、実開昭５８−１５３
５８９号公報に開示されている。

【０００３】以下、図面を参照しながら上述した空気調
和機の制御装置について説明する。図５は従来の空気調
和機の制御装置の概略構成図、図６はその電源投入時の
動作を説明するフローチャート、図７はその動作を説明
するタイムチャートである。

【０００４】図５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はコンバータ回路３の出力の直流電力を平滑する
コンデンサで、突入電流制限抵抗４は主電流リレー５と
並列に接続されその一端がコンバータ回路３の正極側
に、他端がコンデンサ６の正極側にそれぞれ接続されて
いる。コンデンサ６の負極側はコンバータ回路の負極側
に接続されている。

【０００６】７はインバータ回路で、コンデンサ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・停止を決定
する運転指令入力部、１０はインバータ制御手段、１１
はコンデンサ６の両端電圧を検出する電圧検出手段でイ
ンバータ制御手段１０は運転指令入力部９および電圧検
出手段１１からの信号をそれぞれ入力している。

【０００７】１２はリレー駆動手段で、インバータ制御
手段１０から信号を入力し、電磁接触器２および主電流
リレー５への信号を出力する。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からの信号を
入力しインバータ回路７へ出力する。１４はインバータ
ベースドライブ回路１３へ電圧を供給するベースドライ
ブ電源である。

【０００８】以上のように構成された従来の空気調和器
の制御装置について以下図６ 、および図７を用いてそ
の動作について説明する。

【０００９】図６においてステップａで商用交流電源１
が投入される。次にステップｂで運転指令入力部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を繰
り返す。

【００１０】次にステップｃではインバータ制御手段１
０より信号Ｓ２をリレー駆動手段１２に出力し、更にリ
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をオンさせる。電磁接触器２がオンすると
コンバータ回路３および突入電流制限抵抗４を介してコ
ンデンサ６に充電が行なわれる。

【００１１】次にステップｄにおいてコンデンサ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、その充電電圧が規定電圧
以上であればステップｅへ、それ以外の場合はステップ
ｄを繰り返す。

【００１２】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に出力し、
更にリレー駆動手段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をオンさせ、インバータ回路７
へ直流電力を供給する。

【００１３】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（実際にはインバータの波形信号）
をインバータベースドライブ回路１３へ出力し、更にイ
ンバータ回路７を駆動させ、所定の周波数の交流電力を
圧縮機８へ供給する。（ステップｇ）この時インバータ
ベースドライブ回路１３へ供給される電源電圧は前期ス
テップｃにおける電磁接触器２がオンされると同時にベ
ースドライブ電源１４を介し供給される。

【００１４】図７のタイムチャートは上述した動作の時
間的な変化を示したもので運転指令入力が運転になると
同時に、電磁接触器２をオンさせ、コンデンサ６の充電
が開始され徐々に電圧が上昇していく。

【００１５】運転開始後時間ｔ経過後にコンデンサ６の
充電電圧が規定電圧に達すると同時に主電流リレー５が
オンし、圧縮機８の運転開始を行なっている。

【００１６】

【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、コンデンサ６の充電が完了した後、圧
縮機８が運転している間、主電流リレー５は常に接点が
オンした状態を継続しておかなければならないし、また
圧縮機８に供給する電流値をその接点容量として確保す
る必要があるために、接点電流容量が大きなものを用い
る必要があり、装置が大型化するばかりでなく、コスト
アップにもなる。また主電流リレー５を駆動させるため
に大きな電力が必要となり、リレーに電圧を供給する電
源も大型化するという課題を有していた。

【００１７】本発明は上記課題に鑑み、コンデンサ６へ
の充電のための装置を小型化・低コスト化するととも
に、無駄な消費電力の発生をさない空気調和機の制御装
置を提供するものである。

【００１８】

【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、従来の突入電流制
限抵抗と主電流リレーの代わりに、外部からの信号入力
で閉じるスイッチを介して電磁接触器の一対の入力と出
力とを接続し電流制限抵抗とダイオードと切り替えスイ
ッチを介して電磁接触器の他の入力とコンバータ回路の
正出力とを電磁接触器の他の入力からコンバータ回路の
正出力へ向かう方向がダイオードの順方向になるように
して接続した突入電流制限回路を設けている。

【００１９】そして、ベースドライブ電源を、コンバー
タ回路の正出力より前記切り替えスイッチを介して電力
を入力しインバータベースドライブ回路へ電源を供給す
るものにしている。

【００２０】またリレー駆動手段を、電磁接触器とスイ
ッチの開閉及び前記切り替えスイッチの切り替えを制御
するものにし、インバータ制御手段を、運転指令入力部
が運転の信号を入力したときリレー駆動手段にスイッチ
を閉じさせると共に電磁接触器の他の入力とコンバータ
回路の正出力とが導通するように切り替えスイッチを切
り替えさせるものにしている。

【００２１】さらにインバータ制御手段を、電圧検出手
段が検出するコンデンサの充電電圧が規定電圧以上にな
ったときリレー駆動手段にスイッチを開けさせると共に
ベースドライブ電源に電力入力されるよう切り替えスイ
ッチを切り替えさせ、さらにリレー駆動手段に電磁接触
器を閉じさせ、インバータベースドライブ回路にインバ
ータ回路を駆動させる信号を出力するものにしている。

【００２２】

【作用】本発明は上記した構成によって、コンデンサに
充電している時にのみリレー駆動手段にスイッチを閉じ
させると共に電磁接触器の他の入力とコンバータ回路の
正出力とが導通するように切り替えスイッチを切り替え
させて突入電流制限回路を動作させ、充電終了後の圧縮
機運転時には、リレー駆動手段にスイッチを開けさせる
と共にベースドライブ電源に電力入力されるよう切り替
えスイッチを切り替えさせて突入電流制限回路はオフで
きるので無駄な電力が発生することはなく、更にその接
点容量はコンデンサへの突入電流（電流制限抵抗にて制
限される）のみを保証できればよいので小さな接点容量
でよく、装置の小型化、低コスト化が可能となる。

【００２３】更にスイッチを切り替えることにより突入
時のインバータベースドライブ回路へ電源電圧を供給す
ることにより発生する電源電圧の電圧降下による運転開
始の遅れを防ぎ空気調和機の制御装置をスムーズに運転
開始できる。

【００２４】

【実施例】以下本発明の一実施例の空気調和機の制御装
空置について、図面を参照しながら説明する。

【００２５】図１は本発明の一実施例における空気調和
機の制御装置の構成図である。図１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。

【００２６】６はコンバータ回路３の出力の直流電力を
平滑するコンデンサで、コンデンサ６の正極側がコンバ
ータ回路３の正極出力側に、負極側がコンデンサ６の負
極出力側にそれぞれ接続されている。

【００２７】７はインバータ回路で、コンデンサ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・停止を決定
する運転指令入力部、１０’はインバータ制御手段、１
１はコンデンサ６の両端電圧を検出する電圧検出手段、
１２’はリレー駆動手段である。

【００２８】１３はインバータベースドライブ回路、１
４はインバータベースドライブ回路１３へ電圧を供給す
るベースドライブ電源である。１５は突入電流制限抵
抗、１６は３個の接点１６ａ、１６ｂ、１６ｃを有する
リレー、１７はダイオードであり、突入電流制限抵抗１
５の一端は商用交流電源１のＲ相に、他端はダイオード
１７のアノード端子に接続されている。ダイオード１７
のカソード端子は、接点１６ｂのノーマル端子に接続さ
れている。

【００２９】リレー１６の接点１６ａのコモン端子はベ
ースドライブ電源１４に接続され、１６ｂのコモン端子
はコンデンサ６の正極側に接続されている。リレー１６
の接点１６ｃのコモン端子は商用交流電源１のＳ相に接
続され、接点１６ｃのノーマル端子はコンバータ回路３
のＳ相入力部にに接続されている。これらの電流制限抵
抗１５、リレー１６、ダイオード１７とを総称して、突
入電流制限回路１８と呼ぶ。

【００３０】尚、本実施例では、リレー１６の接点１６
ｃのコモン端子及びノーマル端子でスイッチを構成し、
リレー１６の接点１６ａのコモン端子、接点１６ｂのコ
モン端子、及び接点１６ｂのノーマル端子で切り替えス
イッチを構成している。

【００３１】以上のように構成された空気調和器の制御
装置について、その動作を図２、図３および図４を用い
て説明する。

【００３２】図２は本実施例の動作を説明するフローチ
ャート、図３は本実施例の動作を説明するタイムチャー
トである。

【００３３】図４は本実施例の電源投入時の電源電圧の
電圧降下を示した特性図であり、横軸に出力電圧、縦軸
に入力電圧を示す。図４において、電源投入時に前記ベ
ースドライブ電源１４を介した時の電圧変動を波線で示
し、前記ベースドライブ電源１４を介さない時の電圧変
動を示したものを実線で示す。ΔＶは、電圧降下を示
す。

【００３４】図２においてステップ１で商用交流電源１
が投入される。次にステップ２で運転指令入力部９が信
号Ｓ８をインバータ制御手段１０’へ出力し”運転”を
示す信号であればステップ３へ、それ以外の場合はステ
ップ２を繰り返す。

【００３５】次にステップ３においてはインバータ制御
手段１０’が信号Ｓ９をリレー駆動手段１２’に出力
し、信号Ｓ９によりリレー駆動手段１２’が信号Ｓ１０
をリレー１６へ出力し、信号１０によりリレー１６の接
点１６ｂ、１６ｃはオンになる。接点１６ｂ、１６ｃが
オンすると突入電流制限抵抗１５とリレー１６およびダ
イオード１７を介してコンデンサ６に充電が行なわれ
る。

【００３６】次にステップ４においてコンデンサ６の充
電電圧を電圧検出手段１１が検出しインバータ制御手段
１０’へ信号Ｓ１１を出力し、その充電電圧が規定電圧
以上であればステップ５へ、それ以外の場合はステップ
３へ戻る。

【００３７】次にステップ５においてはインバータ制御
手段１０’が信号Ｓ９をリレー駆動手段１２’に出力
し、信号Ｓ９によりリレー駆動手段１２’が信号Ｓ１０
をリレー１６へ出力し、信号Ｓ１０によりリレー１６の
接点１６ａと接点１６ｂとが接続され、接点１６ｃはオ
フになる。

【００３８】次にステップ６においてリレー駆動手段１
２’が信号Ｓ１２を電磁接触器２へ出力し、信号Ｓ１２
により電磁接触器２はオンになる。この時接点１６ａは
ベースドライブ電源１４に接続されていて、インバータ
ベスドライブ回路１３はベースドライブ電源１４の発生
する電源電圧を得ることができ、インバータ回路７へ直
流電力を供給する。

【００３９】次にステップ７においてインバータ制御手
段１０’が信号Ｓ１３（実際にはインバータの波形信
号）をインバータベースドライブ回路１３へ出力し、信
号Ｓ１３によりインバータベースドライブ回路はインバ
ータ回路７を駆動させ、所定の周波数の交流電力を圧縮
機８へ供給する（ステップ８）。

【００４０】図３のタイムチャートは上述した動作の時
間的な変化を示したもので運転指令入力が運転になると
同時に、リレー１６をオン（接点１６ｂ、１６ｃをオ
ン）させ、コンデンサ６の充電が開始され徐々に電圧が
上昇していく。

【００４１】運転開始後時間ｔ経過後にコンデンサ６の
充電電圧が規定電圧に達すると同時に電磁接触器２がオ
ンし、圧縮機８の運転開始を行なっている。

【００４２】以上のように本実施例によれば、商用交流
電源１のＲ相−突入電流制限抵抗１５−ダイオード１７
−リレー１６の接点１６ａ、１６ｂ−コンデンサー６の
正極側と、商用交流電源１のＳ相−リレー１６の接点１
６ｃ−コンバータ回路３のＳ相入力部を構成する突入電
流制限回路１８を設けることにより、コンデンサー６の
充電する時のみリレー１６はオンでよく、その電流容量
も小さいので突入電流で制限回路１８全体を小型化する
ことができ無駄な電力消費を抑えることができる。

【００４３】しかも、スイッチを切り替えることにより
突入時のインバータベースドライブ回路１３へ電源電圧
を供給していることにより発生する電源電圧の電圧降下
を防ぐことができる。

【００４４】尚、突入電流制限回路１８はＲ−Ｓ相間に
設けたが、Ｓ−Ｔ相間、Ｔ−Ｒ相間に設けてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明は、従来の突入電流
制限抵抗と主電流リレーの代わりに、外部からの信号入
力で閉じるスイッチを介して電磁接触器の一対の入力と
出力とを接続し電流制限抵抗とダイオードと切り替えス
イッチを介して電磁接触器の他の入力とコンバータ回路
の正出力とを電磁接触器の他の入力からコンバータ回路
の正出力へ向かう方向がダイオードの順方向になるよう
にして接続した突入電流制限回路を設けている。

【００４６】そして、ベースドライブ電源を、コンバー
タ回路の正出力より前記切り替えスイッチを介して電力
を入力しインバータベースドライブ回路へ電源を供給す
るものにしている。

【００４７】またリレー駆動手段を、電磁接触器とスイ
ッチの開閉及び前記切り替えスイッチの切り替えを制御
するものにし、インバータ制御手段を、運転指令入力部
が運転の信号を入力したときリレー駆動手段にスイッチ
を閉じさせると共に電磁接触器の他の入力とコンバータ
回路の正出力とが導通するように切り替えスイッチを切
り替えさせるものにしている。

【００４８】さらにインバータ制御手段を、電圧検出手
段が検出するコンデンサの充電電圧が規定電圧以上にな
ったときリレー駆動手段にスイッチを開けさせると共に
ベースドライブ電源に電力入力されるよう切り替えスイ
ッチを切り替えさせ、さらにリレー駆動手段に電磁接触
器を閉じさせ、インバータベースドライブ回路にインバ
ータ回路を駆動させる信号を出力するものにしている。

【００４９】以上のように空気調和機の制御装空置を構
成することによりコンデンサに充電している時にのみ突
入電流制限回路を動作させ、充電終了後の圧縮機運転時
には、突入電流制限回路はオフできるので無駄な電力が
発生することはなく、更にその接点容量はコンデンサへ
の突入電流（電流制限抵抗にて制限される）のみを保証
できればよいので小さな接点容量でよく、装置の小型
化、低コスト化が可能となる。

【００５０】更にスイッチを切り替えることにより突入
時のインバータベースドライブ回路へ電源電圧を供給し
ていることにより発生する電源電圧の電圧降下による運
転開始の遅れを防ぎ空気調和機の制御装置をスムーズに
運転開始できる空気調和機の制御装空置を実現できるも
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】同実施例における空気調和機の制御装置の動作
説明のための電源投入時のフローチャート

【図３】同実施例における空気調和機の制御装置の動作
説明のための電源投入時のタイムチャート

【図４】同実施例の電源投入時の電源電圧の電圧降下を
示した特性図

【図５】従来の空気調和機の制御装置の概略構成図

【図６】従来の空気調和機の制御装置の動作説明のため
の電源投入時のフローチャート

【図７】従来の空気調和機の制御装置の動作説明のため
の電源投入時のタイムチャート

【符号の説明】

１ 商用交流電源 ２ 電磁接触器 ３ コンバータ回路 ６ コンデンサ ７ インバータ回路 ９ 運転指令入力部 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 ベースドライブ電源 １５ 電流制限抵抗 １６ リレー １７ ダイオード １８ 突入電流制限回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｌ (72)発明者 柿田 健一 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３−3668（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−36770（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−161097（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−183276（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−165994（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−234867（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−165093（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 7/63 302 H02M 7/48 H02M 3/28 H02M 7/06

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コンデンサと、前記コンデンサに
   より平滑された直流電力を入力し３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
   号入力で閉じるスイッチを介して前記電磁接触器の一対
   の入力と出力とを接続し電流制限抵抗とダイオードと切
   り替えスイッチを介して前記電磁接触器の他の入力と前
   記コンバータ回路の正出力とを前記電磁接触器の他の入
   力から前記コンバータ回路の正出力へ向かう方向が前記
   ダイオードの順方向になるようにして接続した突入電流
   制限回路と、前記圧縮機の運転・停止を決定する運転指
   令入力部と、前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出
   手段と、前記インバータ回路を駆動するインバータベー
   スドライブ回路と、前記コンバータ回路の正出力より前
   記切り替えスイッチを介して電力を入力し前記インバー
   タベースドライブ回路へ電源を供給するベースドライブ
   電源と、前記電磁接触器と前記スイッチの開閉及び前記
   切り替えスイッチの切り替えを制御するリレー駆動手段
   と、前記リレー駆動手段の制御をするとともに前記イン
   バータベースドライブ回路へ信号を出力するインバータ
   制御手段とからなり、前記インバータ制御手段は前記運
   転指令入力部が運転の信号を出力したとき前記リレー駆
   動手段に前記スイッチを閉じさせるとともに前記電磁接
   触器の他の入力と前記コンバータ回路の正出力とが導通
   するように前記切り替えスイッチを切り替えさせ、前記
   電圧検出手段が検出する前記コンデンサの充電電圧が規
   定電圧以上になった時前記リレー駆動手段に前記スイッ
   チを開けさせるとともに前記ベースドライブ電源に電力
   が入力されるよう前記切り替えスイッチを切り替えさ
   せ、さらに前記リレー駆動手段に前記電磁接触器を閉じ
   させ前記インバータベースドライブ回路に前記インバー
   タ回路を駆動させる信号を出力することを特徴とする空
   気調和機の制御装置。