JP3649453B2 - 空気調和機の制御装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、空気調和機の制御装置、特にその入力電流検出方式および出力電圧補正方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来例の構成を図16を用いて説明する。
従来のインバータ空気調和機は、主回路として、商用電源を直流に変換するコンバータ(交流直流変換器)4、直流電源を交流電源に変換するインバータ(直流交流変換器)6、冷凍サイクルとして、電動機と圧縮要素からなる冷媒を加圧し循環させる圧縮機7、冷媒と室外空気の熱交換を行う室外熱交換器8、冷媒の絞り量を調整する膨張弁9、冷媒と室内空気の熱交換を行う室内熱交換器10、室外制御部として、インバータの波形信号を出力する波形出力回路21、空調負荷に応じて圧縮機7の運転周波数を設定する周波数設定手段37、瞬時停電等により運転を許可・禁止する運転許可手段38、DIPスイッチ等により電源種類を設定する電源種類設定手段61、運転電流を検出する電流検出手段50、予め設定された電源種類に応じて運転電流制限値を設定する電流制限値設定手段39、運転電流値が制限値を超えないように周波数を制限する周波数制限手段34、例えばV/F一定制御のように周波数に応じた電圧を設定する電圧設定手段33、電源電圧の位相を検出する電圧位相検出手段60、電源電圧の位相信号の有無で瞬時停電を判別する瞬時停電判別手段、電源電圧の位相信号で母線電圧を出力する母線電圧出力手段30、母線電圧の出力値で瞬時電圧を補正する瞬時電圧補正手段28で補正されている。
【0003】
上記の構成において、電流検出手段50としては、例えば特開平4−332874号公報に示されるものがあり、電圧位相検出手段60としては、例えば特開平2−269477号公報に示されるものがあり、図17を用いて説明する。
【0004】
電流検出回路は、交流電流Iを検出する変流器121の二次コイル121bの一端に出力線を、他端に接地線を夫々接続し、上記出力線に線端の出力端子に向けて順方向にダイオード124を介設するとともに、上記ダイオード124に対して二次コイル121b側の上記出力線と上記接地線の間を、上記ダイオード124と概略同じ特性をもち、互いに並列かつ逆方向に配置したダイオード111およびダイオード112と、両ダイオード111,112に直列に接続した抵抗113で接続する一方、上記ダイオード124に対して出力端子側の上記出力線と接地線の間を、上記抵抗113より高い抵抗値をもつ抵抗127とコンデンサ128で夫々接続されている。
【0005】
電圧位相検出回路は、トランス215、整流ダイオード216、フィルター回路218等で構成される電圧のゼロクロスを検出し、電圧ゼロクロス信号208出力する電圧ゼロクロス検出回路で構成されている。
【0006】
次に動作について説明する。
図16において、圧縮機7は、商用電源1を一度コンバータ(交流直流変換器)4により直流に変換された直流電源を、波形出力回路21からの波形信号をもとに再度インバータ(直流交流変換器)6により所望の周波数、電圧の3相交流に変換された交流電源によって駆動される。
【0007】
圧縮機7が運転することにより、冷媒が高温高圧に圧縮され配管を通って室外熱交換器8を流れる、ここで室外空気と熱交換し、冷媒が冷却される、次に冷却された冷媒は膨張弁9で絞られ室内熱交換器10に流れ室内空気と熱交換し室内空気を冷却する。
周波数設定手段37は、室内の空気温度と設定温度の温度差等の運転要求(運転要求周波数)に対し、周波数を設定する。運転許可手段38は瞬時停電判別手段27の出力により運転の許可・禁止を行う。周波数制限手段34は、電流制限値設定手段39により予め機器の電源容量に応じて設定された運転電流制限値を超えないように周波数を制限する。電圧設定手段33は、例えばV/F一定制御のように周波数に応じた電圧を設定する。
【0008】
波形発生手段21は、周波数制限手段34、電圧設定手段33からの、周波数/平均電圧要求に対し、瞬時電圧補正手段28による補正信号で瞬時電圧を補正したのちPWM波形をインバータ6に出力する。瞬時電圧の補正に使用される母線電圧は、電源種類設定手段61によって波形データ選択手段31が選択した波形データを元に、電圧位相検出手段60の信号により同期をとって時系列に出力される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電流検出装置は以上のように構成されているので、以下に述べる問題点があった。
(1)検出電流値が平滑された平均値となってしまい、例えば電源電圧波形の歪みなどによって電流波形に歪が生じ電流波形が正側と負側とで上下対称でない場合などは、全体の入力電流を正しく検出しているとは言えず、従って真の実効値の検出が常に可能とは限らなかった。また電源種類によって主回路が異なるため電流波形も同一でなく、従来の回路では正確な実効電流値の計測が困難であった。
(2)電流波形を平滑して電流値として検出するため、電源の種類が判別できなく、電源の種類毎に制御基板を用意する必要があった。
(3)電流検出回路の時定数が長いため放電に時間がかかり瞬時停電が検出できなく、瞬時停電を検出する為には、電圧ゼロクロス検出回路等他の回路が必要であった。
(4)電流波形を平滑して電流値として検出する為、例えばコンバータのダイオードのオープン等による電流波形の異常が検出できなかった。
(5)母線電圧リップル補正をするために、電圧位相検出回路が必要であった。
(6)母線電圧リップルの大きさが一律で決められており、運転状況によって異なる電圧補正量の最適化ができなかった。このため主回路容量の低減が困難であった。
(7)主回路形式に応じた電圧補正量を最適化する為に、予め機種切り替え用のSW等が必要であった。
(8)補正が正常に行われないと、圧縮機の電圧に母線電圧リップルが重畳され、直流母線電流のリップルが大きくなり過電流しゃ断する可能性があった。
【0010】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、下記内容を目的としている。
(1)電源波形を主回路の影響を受けずに真の実効値電流を検出する。
(2)電源の種類を自動判別し、機種データを切り替えることにより制御基板を共通化する。
(3)瞬時停電を検出し、保護することにより信頼性を向上させる。
(4)主回路部品や電源の異常を判定する。
(5)母線電圧補正をすることにより圧縮機への印加電圧をリップルのないものにする。
(6)電圧補正量を最適化することにより主回路容量を低減し小型化、低コスト化する。
(7)主回路形式に応じて電圧補正量を最適化する。
(8)回路の故障でも過電流しゃ断せずに運転する。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、商用電源の違いごとに予め該電源に対応した電流波形を時系列に記憶する電源別基準電流波形データ記憶手段と、瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、この検出電流波形データと電源別基準電流波形データを順次比較し電源の種類を自己判定する電源判定手段と、この電源の種類に応じて電流制限値を設定する電流制限値設定手段と、を備えたものである。
【0013】
請求項2の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、この瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、この検出電流波形データが一定期間ゼロであるか判定し、運転中にもかかわらずゼロのときは瞬時停電中と判定する瞬時停電検出手段と、を備えたものである。
【0014】
請求項3の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、商用電源、入力電流の違いごとに予め正常時の電流波形を時系列に記憶する正常電流波形データ記憶手段と、瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、この検出電流波形データと正常電流波形データを比較する電流比較手段と、検出電流波形データと正常電流波形データの差が大きい場合は、回路上に異常箇所があると判定する異常判定手段と、を備えたものである。
【0015】
請求項4の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、この瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、PWM波形を出力するPWM波形出力手段と、電流波形から入力電流の位相を検出する入力電流位相検出手段と、インバータ装置の直流母線電圧リップル波形の時系列データを予め記憶しておく直流母線電圧リップル波形データ記憶手段と、入力電流位相検出手段が検出した電流位相信号により母線電圧を出力する母線電圧出力手段と、この出力された母線電圧のリップル分を補正する瞬時電圧補正手段と、を備えたものである。
【0017】
請求項5の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動し、直流母線電圧リップルを同定し瞬時電圧を補正する空気調和機の制御装置において、インバータ装置の直流母線電圧リップル波形の時系列データを予め電源種類に応じて記憶しておく直流母線電圧リップル波形データ記憶手段と、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段が検出した検出電流波形データと、商用電源の違いごとに予め該電源に対応した電流波形を時系列に電源別基準電流波形データ記憶手段が記憶する電源別基準電流波形データを順次比較し電源の種類を自己判定する電源判定手段と、電源種類に応じて直流母線電圧リップル波形データを切り替えて、瞬時データを補正するデータ切り替え手段と、を備えたものである。
【0018】
請求項6の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動し、直流母線電圧リップルを同定し瞬時電圧を補正する空気調和機の制御装置において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、前記二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、前記コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、この瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、電流波形から入力電流の位相を検出する入力電流位相検出手段と、この入力電流位相検出手段が検出した電流位相信号により母線電圧を出力する母線電圧出力手段と、この母線電圧出力手段の入力の異常を判定し補正を中止する異常判定処理手段と、異常時には運転電流の制限値を下げる電流低減手段と、を備えたものである。
【0020】
【作用】
請求項1の空気調和機の制御装置は、検出電流波形から電源種類を判定し、電源種類に応じて自動的に機種データを切り替える。
【0021】
請求項2の空気調和機の制御装置は、運転中にもかかわらず、電流が流れていないときは瞬時停電中と判定する。
【0022】
請求項3の空気調和機の制御装置は、記憶してある正常電流波形データと検出電流波形データを比較し波形の差が大きい場合は運転回路上に異常箇所があると判定する。
【0023】
請求項4の空気調和機の制御装置は、入力電流の位相より、母線電圧リップルの位相を同定し、リップル波形データに応じて、瞬時電圧を補正する。
【0025】
請求項5の空気調和機の制御装置は、電源種類に応じて、直流母線電圧リップル波形データを切り替えて、瞬時電圧を補正する。
【0026】
請求項6の空気調和機の制御装置は、なんらかの異常または故障により直流母線電圧が同定できない時には、瞬時電圧の補正を中止し、併せて運転電流を逓減する。
【0027】
【実施例】
実施例1.
以下、この発明の実施例1を図について説明する。
図1は、実施例1の全体像を示すブロック図である。図1では単相100Vの商用電源を倍電圧整流するコンバータの例を示している。
コンバータとしては従来と同一の構成および動作であり、図1の例のほかに、図12に示される単相200V、図13に示される3相200V用のものなどがある。
熱交換器、圧縮機等のユニット構成も従来と同等である。瞬時電流検出手段の詳細は図2に示すように、変流器121の二次コイル121bに並列に負荷抵抗127とパスコン129が接続されており、二次コイルの一端を分圧抵抗130,131およびオペアンプ132によりマイコン2のVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続されている。
回路としては上記のみであり、他はマイコンの内部でデジタル処理されている。
実施例1の主たる構成要素は図1に於いて、瞬時電流検出手段20、検出電流波形データ記憶手段40、電流値演算手段22、および周波数制限手段34である。
【0028】
次に動作について、図3のフローチャート図を用いて説明する。
実効電流値の算出方法については、空気調和機のように電源の種類が複数であり、主回路の種類も複数である機器に適用することにより効果が大きい。
プログラムがスタートすると、瞬時電流検出手段の値を基準電圧との差分として読み込み(ステップ311)、時系列の波形データをシフトし(ステップ312)、瞬時データを波形データに格納する(ステップ313)。
次に波形データのポインタと、ΣI2 をクリアーし(ステップ314,315)、ループに入る。
ポインタを+1し(ステップ316)、ポインタで示される波形データをAに入力し(ステップ317)、Aの値を2乗し(ステップ318)、ΣI2 にAの値を加算し(ステップ319)、ポインタがオーバーフローするまでループする(ステップ320)。
次に、測定時間で割り(ステップ321)、平方根を求めて検出電流値とする(ステップ322)。
次に、電流制限値を入力し(ステップ380)、検出電流値と比較し(ステップ382)、検出値が大きければ周波数下げ(ステップ385)、検出値が等しければ周波数はそのままで(ステップ384)、検出値の方が小さければ周波数上げる(ステップ383)。
また、本実施例では波形データを時系列データとして記憶しているが、時系列データとして記憶しなくても、瞬時値を2乗して加算していく方法でも演算は可能である。電流検出素子も本実施例ではカレントトランスで記憶しているが当然ホール素子を用いたものでも同様の効果が得られる。
【0029】
以上のように、この実施例によれば部品点数の少ない安価な回路で実際の電流波形をマイコンに直接取り込んでいるので、電源波形や主回路の影響を受けずに入力電流の実効値を正確に検出でき精度の高い入力電流の制御を行える。
【0030】
実施例2.
実施例2の主たる構成要素は図1に於いて、瞬時電流検出手段20、検出電流波形データ記憶手段40、電源別基準電流波形データ41、電源種類判定手段25、電流制限値設定手段39、および周波数制限手段34である。
【0031】
次に動作について、図4のフローチャート図を用いて説明する。動作原理は、図11〜13に示される各コンバータに流れる電流波形が異なることを利用するものである。プログラムがスタートすると、入力電流値を検出する(ステップ310)、入力電流値の検出は従来の方法でもかまわない。
次に、瞬時電流検出手段の値を基準電圧との差分として読み込み(ステップ311)、時系列の波形データをシフトし(ステップ312)、瞬時データを波形データに格納する(ステップ313)。
次に、電源Aの基準波形データと検出波形データを比較し、等しければ電源Aと判定する(ステップ331,332)。電源Aと等しくない場合は、電源Bと比較し、等しければ電源Bと判定する(ステップ333,334)。
次に、例えば、「許容入力電力が1.8Kwの電源違いの機種では電源電圧が100Vの機種では20A、200Vの機種では10Aにする」のように電源種類に応じた電流制限値を自動設定する(ステップ381)。
次に、検出電流値と電流制限値を比較して(ステップ382)、検出値が大きければ周波数下げ(ステップ385)、検出値が等しければ周波数はそのままで(ステップ384)、検出値の方が小さければ周波数上げる(ステップ383)。
【0032】
この実施例によれば、電流波形の形状から電源の種類を自動判定でき、マイコンや電子基板の種類を電源毎に揃える必要がなくなり部品の共通化が図れる。
本実施例では電源種類の判定に、電流波形を基準波形と比較しているが、デジタル的またはアナログ的に高調波成分を分析して判定(例えば3次高調波の含有率が大きければ単相100V電源である、など)しても同様の効果が得られる。
本実施例では、インバータタイプの空調機の例を示しているが、インバータレスの機種でも、例えば暖房過負荷時に室外機の送風機を止める暖房過負荷保護の電流値を電源種類によって切り替えるような使い方にも転用できる。
また単相電源だけに適用する場合や、インバータレス種類の様に電流波形自体が変わらない場合は、電源の電圧を直接判定し電流値を変える方法でもよい。
【0033】
実施例3.
実施例3の主たる構成要素は図1に於いて、瞬時電流検出手段20、検出電流波形データ記憶手段40、瞬時停電判別手段27、および運転許可手段38である。
次に動作について、図5のフローチャートを用いて説明する。
プログラムがスタートすると、瞬時電流検出手段の値を基準電圧との差分として読み込み(ステップ311)、時系列の波形データをシフトし(ステップ312)、瞬時データを波形データに格納する(ステップ313)。
次に、電流ゼロが連続N回以上かを判定し(ステップ341)、N回以上であれば瞬時停電と判定し運転を停止する(ステップ342)。
この実施例によれば、瞬時電流を検出することから電圧ゼロクロス検出回路がなくても瞬時停電の検出ができる。
【0034】
実施例4.
実施例4の主たる構成要素は図1に於いて、瞬時電流検出手段20、検出電流波形データ記憶手段40、正常電流波形データ記憶手段42、波形異常判定手段27、および運転許可手段38である。
【0035】
次に動作について、図6のフローチャート図を用いて説明する。
プログラムがスタートすると、瞬時電流検出手段の値を基準電圧との差分として読み込み(ステップ311)、時系列の波形データをシフトし(ステップ312)、瞬時データを波形データに格納する(ステップ313)。
次に、正常電流波形データ記憶手段に格納されている正常電流波形と比較し(ステップ351)、波形が異なれば異常と判定し運転を停止する(ステップ352)。
【0036】
この実施例によれば、電流波形の形状から主回路部品の異常を検出でき、信頼性の向上が図れる。
【0037】
また本実施例では、正常電流波形と比較しているが、電流の正負のアンバランス(例えば、図11のコンバータ回路において倍電圧用ダイオードの片方がオープンになった時発生、リアクタの磁気飽和で発生、電解コンデンサーのオープンで発生)等で異常を判定することもできる。
【0038】
実施例5.
実施例5の主たる構成要素は図1に於いて、瞬時電流検出手段20、検出電流波形データ記憶手段40、電流位相検出手段23、直流母線電圧リップル波形データ記憶手段32、母線電圧出力手段30、瞬時電圧補正手段28、および、波形出力回路21である。
【0039】
次に動作について、図7のフローチャート図を用いて説明する。動作原理は、図14に示すように、電流波形と母線電圧波形で同期がとれていることを利用するものである。プログラムがスタートすると、瞬時電流検出手段20の値を基準電圧との差分として読み込み(ステップ311)、時系列の波形データをシフトし(ステップ312)、瞬時データを波形データに格納する(ステップ313)。
次に、電流のゼロクロスを判定し(ステップ362)、ゼロクロスであれば時系列の母線電圧波形データのカウンターをクリアし(ステップ363)、ゼロクロスでなければ波形カウンターを+1する(ステップ364)。
次に、波形カウンターで示される母線電圧リップル波形で瞬時出力電圧を補正する(ステップ365)。
【0040】
この実施例によれば、電流波形の位相から母線電圧リップルの位相が検出でき電圧ゼロクロス検出回路がなくても母線電圧リップル補正ができる。
【0041】
実施例6.
実施例6の主たる構成要素は図1に於いて、瞬時電流検出手段20、検出電流波形データ記憶手段40、電流値演算手段22、電流位相検出手段23、直流母線電圧リップル波形データ記憶手段32、波形データ補正手段29、母線電圧出力手段30、瞬時電圧補正手段28、および波形出力回路21である。
【0042】
次に動作について、図8のフローチャート図を用いて説明する。
動作原理は、母線電圧のリップルの大きさが入力電流に比例していることを利用するものである。
プログラムがスタートすると、入力電流値を検出し(ステップ310)、母線電圧リップルの位相を検出する(ステップ360)。次にゼロクロスを判定し(ステップ362)、ゼロクロスであれば時系列の母線電圧波形データのカウンターをクリアし(ステップ363)、ゼロクロスでなければ波形カウンターを+1する(ステップ364)。
次に、入力電流値の大きさで波形カウンターで示される母線電圧リップル波形を補正し(ステップ366)、補正された母線電圧リップル波形データで瞬時出力電圧を補正する(ステップ367)。
この実施例によれば、電流値の大きさで母線電圧リップルの大きさを予測するので補正量を最適化できる。またこのことより、逆に母線電圧リップルが大きくなる事が許容できるので主回路容量を低減でき小型化、低コスト化、省資源化できる。
この実施例では、入力電流値の検出として実施例1、及び母線電圧の位相検出として実施例5を引用しているが、入力電流値の検出は従来の平均値を検出する方法でもかまわなく、位相の検出も入力電圧の位相で同定する従来の方法でもかまわない。
【0043】
実施例7.
実施例7の主たる構成要素は図1に於いて、瞬時電流検出手段20、検出電流波形データ記憶手段40、電源別基準電流波形データ41、電源種類判定手段25電流位相検出手段23、直流母線電圧リップル波形データ記憶手段32、波形データ選択手段31、母線電圧出力手段30、瞬時電圧補正手段28、および、波形出力回路21である。
【0044】
次に動作について、図9のフローチャート図を用いて説明する。
動作原理は、電源種類の異なるコンバータでは、電源種類によって母線電圧リップル波形が異なること、および、実施例2を利用するものである。
プログラムがスタートすると、入力電流値を検出する(ステップ310)。入力電流値の検出は従来の方法でもかまわない。
次に、瞬時電流検出手段の値を基準電圧との差分として読み込み(ステップ311)、時系列の波形データをシフトし(ステップ312)、瞬時データを波形データに格納する(ステップ313)。
次に、電源Aの基準波形データと検出波形データを比較し、等しければ電源Aと判定する(ステップ331,332)。電源Aと等しくない場合は、電源Bと比較し、等しければ電源Bと判定し(ステップ333,334)、電源種類に応じた母線電圧リップル波形データを選択する(ステップ335)。
次に、母線電圧リップルの位相を検出し(ステップ360)、ゼロクロスを判定し(ステップ361)、ゼロクロスであれば時系列の母線電圧波形データのカウンターをクリアし(ステップ363)、ゼロクロスでなければ波形カウンターを+1する(ステップ364)。
次に、波形カウンターで示される母線電圧リップル波形データで瞬時出力電圧を補正する(ステップ365)。
この実施例によれば、電源種類に応じて波形データを切り替えることにより補正を最適化できる。
【0045】
実施例8.
実施例8の主たる構成要素は図1において、瞬時電流検出手段20、検出電流波形データ記憶手段40、電流値演算手段22、電流制限値設定手段39、位相検出異常判定手段36、制限値変更手段35、電流位相検出手段23、直流母線電圧リップル波形データ記憶手段32、母線電圧出力手段30、瞬時電圧補正手段28、および、波形出力回路21である。
【0046】
次に動作について、図10のフローチャート図を用いて説明する。動作原理は、母線電圧リップル補正が正常に働かない場合は、同一入力電流に対して母線電流のリップルが増加してしまうことを利用するものである。
プログラムがスタートすると、入力電流値を検出し(ステップ310)、母線電圧リップルの位相を検出する(ステップ360)。次に、位相検出が正常にできているかを判定し(ステップ371)、正常に検出できていれば入力電流制限値を正規の値として(ステップ373)、リップル補正を行う(ステップ361,363,364,365)。
正常に検出できない場合は、入力電流制限値を低減した値として(ステップ372)、リップル補正は行わない。電流制限値と検出電流値を比較し(ステップ382)、検出値が大きければ周波数下げ(ステップ385)、検出値が等しければ周波数はそのままで(ステップ384)、検出値の方が小さければ周波数上げる(ステップ383)。
この実施例によれば、回路の故障でも補正を中止し、入力電流制限値を低減することにより過電流しゃ断せずに運転を継続することができ信頼性が向上する。
【0048】
【発明の効果】
請求項1の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、商用電源の違いごとに予め該電源に対応した電流波形を時系列に記憶する電源別基準電流波形データ記憶手段と、瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、この検出電流波形データと電源別基準電流波形データを順次比較し電源の種類を自己判定する電源判定手段と、この電源の種類に応じて電流制限値を設定する電流制限値設定手段とを備えた構成にしたので、電流波形の形状から電源の種類を自動判定でき、マイコンや電子基板の種類を電源毎に揃える必要がなくなり部品の共通化が図れる。
【0049】
請求項2の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、この瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、この検出電流波形データが一定期間ゼロであるか判定し、運転中にもかかわらずゼロのときは瞬時停電中と判定する瞬時停電検出手段と、を備えた構成にしたので、瞬時電流を検出することから電圧ゼロクロス検出回路がなくても瞬時停電の検出ができる。
【0050】
請求項3の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、商用電源、入力電流の違いごとに予め正常時の電流波形を時系列に記憶する正常電流波形データ記憶手段と、瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、この検出電流波形データと正常電流波形データを比較する電流比較手段と、検出電流波形データと正常電流波形データの差が大きい場合は、回路上に異常箇所があると判定する異常判定手段と、を備えた構成にしたので、電流波形の形状から主回路部品の異常を検出でき、信頼性の向上が図れる。
【0051】
請求項4の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、この瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、PWM波形を出力するPWM波形出力手段と、電流波形から入力電流の位相を検出する入力電流位相検出手段と、インバータ装置の直流母線電圧リップル波形の時系列データを予め記憶しておく直流母線電圧リップル波形データ記憶手段と、入力電流位相検出手段が検出した電流位相信号により母線電圧を出力する母線電圧出力手段と、この出力された母線電圧のリップル分を補正する瞬時電圧補正手段と、を備えた構成にしたので電流波形の位相から母線電圧リップルの位相が検出でき電圧ゼロクロス検出回路がなくても母線電圧リップル補正ができる。
【0053】
請求項5の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動し、直流母線電圧リップルを同定し瞬時電圧を補正する空気調和機の制御装置において、インバータ装置の直流母線電圧リップル波形の時系列データを予め電源種類に応じて記憶しておく直流母線電圧リップル波形データ記憶手段と、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段が検出した検出電流波形データと、商用電源の違いごとに予め該電源に対応した電流波形を時系列に電源別基準電流波形データ記憶手段が記憶する電源別基準電流波形データを順次比較し電源の種類を自己判定する電源判定手段と、電源種類に応じて直流母線電圧リップル波形データを切り替えて、瞬時データを補正するデータ切り替え手段と、を備えた構成にしたので、電源種類に応じて波形データを切り替えることにより補正を最適化できる。
【0054】
請求項6の空気調和機の制御装置は、コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動し、直流母線電圧リップルを同定し瞬時電圧を補正する空気調和機の制御装置において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、前記二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、前記コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、この瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、電流波形から入力電流の位相を検出する入力電流位相検出手段と、この入力電流位相検出手段が検出した電流位相信号により母線電圧を出力する母線電圧出力手段と、この母線電圧出力手段の入力の異常を判定し補正を中止する異常判定処理手段と、異常時には運転電流の制限値を下げる電流低減手段と、を備えた構成にしたので、回路の故障でも補正を中止し、入力電流制限値を低減することにより過電流しゃ断せずに運転を継続することができ信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による全体像を示す空気調和機の機能ブロック図である。
【図2】本発明の実施例1による瞬時電流検出回路図である。
【図3】この発明の実施例1のフローチャート図である。
【図4】この発明の実施例2のフローチャート図である。
【図5】この発明の実施例3のフローチャート図である。
【図6】この発明の実施例4のフローチャート図である。
【図7】この発明の実施例5のフローチャート図である。
【図8】この発明の実施例6のフローチャート図である。
【図9】この発明の実施例7のフローチャート図である。
【図10】この発明の実施例8のフローチャート図である。
【図11】単相100V電源のコンバータの一例と入力電圧/電流波形を示す図である。
【図12】単相200V電源のコンバータの一例と入力電圧/電流波形を示す図である。
【図13】3相200V電源のコンバータの一例と入力電圧/電流波形を示す図である。
【図14】入力電圧/電流と直流母線電圧の関係を示すチャート図である。
【図15】入力電流と母線電圧リップルの関係を示す図である。
【図16】従来の空気調和機の機能ブロック図である。
【図17】従来の電流検出回路および電圧位相検出回路図である。
【符号の説明】
1 商用電源
2 マイコン
4 コンバータ
6 インバータ
7 圧縮機
8 室外熱交換器
9 膨張弁
10 室内熱交換器
20 瞬時電流検出手段
Claims (6)
- コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、前記二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、前記コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、商用電源の違いごとに予め該電源に対応した電流波形を時系列に記憶する電源別基準電流波形データ記憶手段と、前記瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、この検出電流波形データと前記電源別基準電流波形データを順次比較し前記電源の種類を自己判定する電源判定手段と、この電源の種類に応じて電流制限値を設定する電流制限値設定手段と、を備えた空気調和機の制御装置。
- コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、前記コンバータの入力電流の瞬時値を検出する変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、前記二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、瞬時電流検出手段と、この瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、この検出電流波形データが一定期間ゼロであるか判定し、運転中にもかかわらずゼロのときは瞬時停電中と判定する瞬時停電検出手段と、を備えた空気調和機の制御装置。
- コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、前記コンバータの入力電流の瞬時値を検出する変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、前記二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、瞬時電流検出手段と、商用電源、前記入力電流の違いごとに予め正常時の電流波形を時系列に記憶する正常電流波形データ記憶手段と、前記瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、この検出電流波形データと前記正常電流波形データを比較する電流比較手段と、前記検出電流波形データと正常電流波形データの差が大きい場合は、回路上に異常箇所があると判定する異常判定手段と、を備えた空気調和機の制御装置。
- コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動する空気調和機において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、前記二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、前記コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、この瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、PWM波形を出力するPWM波形出力手段と、電流波形から入力電流の位相を検出する入力電流位相検出手段と、前記インバータ装置の直流母線電圧リップル波形の時系列データを予め記憶しておく直流母線電圧リップル波形データ記憶手段と、前記入力電流位相検出手段が検出した電流位相信号により母線電圧を出力する母線電圧出力手段と、この出力された母線電圧のリップル分を補正する瞬時電圧補正手段と、を備えた空気調和機の制御装置。
- コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動し、直流母線電圧リップルを同定し瞬時電圧を補正する空気調和機の制御装置において、前記インバータ装置の直流母線電圧リップル波形の時系列データを予め電源種類に応じて記憶しておく直流母線電圧リップル波形データ記憶手段と、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、前記二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、前記コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段が検出した検出電流波形データと、商用電源の違いごとに予め該電源に対応した電流波形を時系列に電源別基準電流波形データ記憶手段が記憶する電源別基準電流波形データを順次比較し前記電源の種類を自己判定する電源判定手段と、電源種類に応じて前記直流母線電流リップル波形データを切り替えて、瞬時データを補正するデータ切り替え手段と、を備えた空気調和機の制御装置。
- コンバータとインバータを有するインバータ装置により冷凍サイクルの圧縮機を駆動し、直流母線電圧リップルを同定し瞬時電圧を補正する空気調和機の制御装置において、変流器の二次コイルに並列に負荷抵抗とパスコンが接続され、前記二次コイルの一端を分圧抵抗およびオペアンプによりマイコンのVREF の1/2に分圧した電源に接続し、もう一端をマイコンのA/Dポートに接続された構成であり、前記コンバータの入力電流の瞬時値を検出する瞬時電流検出手段と、この瞬時電流検出手段が検出した瞬時電流値を交流電源の一波長の時間以上時系列に記憶する検出電流波形データ記憶手段と、電流波形から入力電流の位相を検出する入力電流位相検出手段と、この入力電流位相検出手段が検出した電流位相信号により母線電圧を出力する母線電圧出力手段と、この母線電圧出力手段の入力の異常を判定し補正を中止する異常判定処理手段と、異常時には運転電流の制限値を下げる電流低減手段と、を備えた空気調和機の制御装置。
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