JP3676526B2

JP3676526B2 - 空気調和機の制御装置

Info

Publication number: JP3676526B2
Application number: JP30635796A
Authority: JP
Inventors: 裕一糸井; 五雄鈴木; 禎夫矢島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1996-11-18
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2016-11-18
Also published as: JPH10148372A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和機に係り、特に異電源投入保護に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例１．
図１３は、例えば特開昭６２−１２９６４１号公報に示された従来の空気調和機の制御装置を示す回路図である。図において、１は電源、２は高圧の交流電圧を低圧交流電圧に変換する変圧器、３は室内機制御回路、９は室内機制御回路３内に設けられたコネクタ、７、８は室内機制御回路３内に設けられた接続端子である。１０、１２は端子盤、１１はリモコン、１３は室外機制御回路である。１４は交流を直流に変換する全波整流器、１５は前記全波整流器１４により得られる直流電圧を平滑する安定化電源回路、１６は上記直流電圧が設定レベルに対して低い時に出力を発生する電圧検知回路、１７は電圧検知回路１６の出力端に接続されたトランジスタ、１８はトランジスタ１７の動作により電圧レベルが変化する入力端子とトランジスタ１９を動作させる出力端子を持つリセット回路、２０は前記リセット回路１８の出力端子の出力電圧レベルによりリセットされるとともに、室外機制御回路１３に運転信号を送るマイクロコンピュータ、２１は上記トランジスタ１９の動作時に出力される信号により、リモコン１１の電源遮断信号および室外機制御回路１３への運転信号を遮断するカットオフ回路、２２はバッファである。
一方、２３は電流検知回路、２４は電流検知回路２３の出力で動作するトランジスタであって、上記トランジスタ１７と抵抗２５を介して直列に接続されていて、そのコレクタ側が上記リセット回路１８の入力端子に接続されている。２６は直流電圧を表わし、２７は０Ｖを表わす。
【０００３】
次に動作について説明する。リモコン１１や室外機制御回路１３が間違えて端子盤１０、１２を接続して異常な電流が流れた場合、電流検知回路２３によりその異常電流を検出し、直ちにリセット回路１８によりマイクロコンピュータ２０の動作を止めるとともに、カットオフ回路２１によりリモコン１１及び室外機制御回路１３の電源を遮断する。
【０００４】
上述の従来例は、室内機の制御回路内における電圧及びリモコンと室外制御回路へ流入する電流を検出し、この検出信号により室内機のマイクロコンピュータ２０をリセットしてリモコンの電源と室外機制御回路への信号機を電気的遮断するとともに、リセット回路に設定する遅延時間をリモコンの電源電圧が完全に放電する時間以上に設定してあるために、各制御回路に誤配線あるいは短絡が生じても、また瞬時電圧降下等で電源電圧が降下しても、常に確実に各制御回路にリセットがかかることから、誤動作およびマイクロコンピュータの暴走が防止されて信頼性が高くなる。また、ヒューズが不要となることから安価になるとともに、ヒューズ交換のメンテナンスも不要になるなどの効果がある。
【０００５】
従来例２．
図１４は、例えば特開平７−３２２４７２号公報に示された従来の空気調和機の電源短絡保護装置のブロック図である。これは、電源線の誤接続による電源のデッドショートが発生したとき、電流保護装置（電流ヒューズ）を溶断することなく、電源線のデッドショートから機器を保護することを目的とするもので、図１４に示すように、商用電源に接続された、過電流検出切り替え装置１０１のＮＣ端子１０３には過電流検出装置１０４を接続し、制御装置１０８内部には、過電流検出装置１０４の電圧差をデジタル信号化する電圧変換手段１０９と過電流検出装置１０４の電圧差をデジタル信号と事前に異常時の過電流値を保存しておく過電流設定値１１１を比較する比較演算判定手段１１０と比較演算結果から過電流検出切り替え装置１０１に信号を送信する送信手段１１２を設け、電源のループ誤接続によるデッドショートが発生したとき、過電流検出切り替え装置１０１を制御することにより、室内機に供給する商用電源を停止し、機器が発煙・発火などの不安全状態になることのない電源短絡保護装置ができるというものである。
【０００６】
従来例３．
また、元電源の誤投入を考慮している例もあるが、その場合は機器に直接破損をもたらす定格電源電圧より高い電圧に対してだけで、定格電源電圧より低い電圧に対しては保護する手段が無かった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空調機用保護装置は以上のように構成されているので、接続線の誤配線に対しての破損には対策がなされていたが、元電源の誤投入に対しての保護がされていなかった（従来例１、２）。
また、元電源の誤投入を考慮している従来例３の場合は、定格電圧より低い電圧を接続された場合、表面化しにくい誤動作が続くため電源電圧の誤投入が長期間分からないことがあるという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、施工時等に定格電圧以下の電源の誤接続が行われた場合、機器が誤動作、焼損などの不安全状態にならないように保護できる空気調和機の制御装置を得ることを目的とする。
さらに、電源電圧の誤投入を容易に発見でき、部品の誤交換を未然に防ぐことができる空気調和機の制御装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る空気調和機の制御装置は、圧縮機運転開始時に、圧縮機を意図的にロック状態で運転させ、圧縮機のロック運転時の入力電流を検出する手段と、圧縮機ロック運転時の入力電流から定格電圧以下の電源の誤接続を判定する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、この発明に係る空気調和機の制御装置は、電源電圧が異電圧の場合は、圧縮機の運転を停止する手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、この発明に係る空気調和機の制御装置は、電源電圧の判定結果を表示する手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置を図を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置のブロック図である。図において、１は外部の電源、３１は電源１のノイズを除去するためのノイズフィルター、３９はノイズフィルター３１を通ったあとの電流値及び電圧位相を検出する一次電流検出手段・電源周波数検出手段である。４０は一次電流検出手段・電源周波数検出手段３９で検出したデータをデジタル信号に変換するデータ変換手段、２０はデータ変換手段４０で変換されたデジタル信号が入力されるマイクロコンピュータである。
【００２０】
一方、１４は全波整流器、３２は平滑コンデンサで、圧縮機駆動用の電流は全波整流器１４、平滑コンデンサ３２で直流電流に変換される。３５は配管温度検出用のサーミスタ、３７はその検出回路で、マイクロコンピュータ２０は検出回路３７、データ変換手段４０及び室内機からの運転要求データ（図示せず）から圧縮機３４の運転条件を算出する。
【００２１】
４２はパワートランジスタドライブ回路で、パワートランジスタ３３をスイッチングするためのパルス信号がマイクロコンピュータ２０から出力される。４３は圧縮機電流から圧縮機３４の運転力率を検出し、マイクロコンピュータ２０にフィードバックをかける圧縮機力率検出回路である。４４は過電流検出手段で、主にパワートランジスタ３３を保護するために使用され、過電流を検出するとマイクロコンピュータ２０によりソフトウェアで運転を停止するほか、ハードウェアでもドライブ回路４２により運転を停止させている。３６は冷暖房を切り替える四方弁で、マイクロコンピュータ２０により制御される。４１は主にサービス用に異常表示や保護表示を行うモニタＬＥＤである。
【００２２】
次に動作を説明する。図２はこの発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図、図３はこの発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置における圧縮機ロック電流特性図である。
図２に示すように、リセットして元電源を入れた後の１回目の運転だけ通常運転に入る前に圧縮機を意図的にロックモードで運転する（ステップ２００、２０１）。１回目だけ行うのは、ロック運転における圧縮機３４の信頼性低下防止と通常運転に移行するまでのタイムラグをなくすためである。ロックさせる方法は、圧縮機起動時に初めから高周波数運転を適正電圧値より低い電圧値を出力するなどして行わせることで実現できる。
【００２３】
ロック状態での入力電流は、図３に示すようにほぼ比例関係になっている。あらかじめ判定ポイントとそのときのしきい値を記憶しておき、判定ポイントの条件で圧縮機３４に通電させて一次電流を検出し（ステップ２０２）、検出電流値がしきい値より大きいか小さいかで２００Ｖ電源機種において１００Ｖ電源が接続されていないことを判定する（ステップ２０３）。判定の結果、正常であれば通常運転に移行し（ステップ２０４）、異電源であればＬＥＤ表示４１により電源電圧が異常であることを表示し、元電源のＯＦＦ／ＯＮが実施されない限り運転は行わない（ステップ２０５）。
【００２４】
上述の実施の形態では、圧縮機３４を意図的にロック状態で運転させ、電流検出手段により検出した電流値をあらかじめ実機試験から求め記憶させていた正常電源電圧時のデータと比較し、電源電圧が正しいかどうかの判定を行うことができる空気調和機の制御装置が得られる。
【００２５】
実施の形態２．
次にこの発明に実施の形態２について図面を参照しながら説明する。図４はこの発明の実施の形態２による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図、図５はこの発明の実施の形態２による空気調和機の制御装置における圧縮機運転開始一定時間後の力率特性図である。なお、実施の形態１と同一または相当部分は同一符号を付し、説明を省略する。
図５は圧縮機運転開始一定時間後の力率データであるが、圧縮機３４の運転力率は、図１の圧縮機力率検出回路４３にて検出したものである。電源電圧の違いは、圧縮機駆動のための電圧波形データを固定しておけば、そのまま圧縮機３４に印加される電圧の違いになってくる。圧縮機駆動のためのトルクは比較的大きな電力が必要なため、圧縮機３４に印加される電圧の違いは、そのまま力率の違いに表れる。そこで圧縮機運転中の力率をあらかじめ正常な電源電圧と間違った電源電圧とで確認したデータと比較すれば、電源電圧が正しいのかどうかの判定が行える。
【００２６】
図４はそのフローチャートを示したものである。リセットして元電源を入れた後の１回目の運転だけ通常運転に入る前に圧縮機を短時間運転する（ステップ４００、４０１）。１回目だけ判定を行うのは、図５にも示したように力率の値は、運転モードや温度条件、運転時間などの違いで大きく変わり、誤判定をなくすためである。短時間だけ圧縮機３４を運転するのも同様な理由による。圧縮機力率検出回路４３にて力率を検出し（ステップ４０２）、検出力率値がしきい値より大きいか小さいかで２００Ｖ電源機種において１００Ｖ電源が接続されていないことを判定する（ステップ４０３）。判定の結果、正常であれば通常運転に移行し（ステップ４０４）、異電源であればＬＥＤ表示４１により電源電圧が異常であることを表示し、元電源のＯＦＦ／ＯＮが実施されない限り運転は行わない（４０５）。
【００２７】
上述の実施の形態２は、運転中の圧縮機３４の力率値をあらかじめ実機試験から求め記憶させていた正常電源電圧時のデータと比較して、電源電圧が正しいかどうかの判定をすることができる空気調和機の制御装置が得られる。
【００２８】
実施の形態３．
次にこの発明の実施の形態３について図面を参照しながら説明する。図６はこの発明の実施の形態３による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図、図７はこの発明の実施の形態３による空気調和機の制御装置における圧縮機のＶ／Ｆ特性図である。なお、実施の形態１、２と同一または相当部分は同一符号を付し、説明を省略する。
【００２９】
圧縮機３４を運転するために圧縮機３４に印加する電圧の最適値は、圧縮機３４の運転周波数や圧縮機３４の種類によって違ってくる。電圧値が大きすぎたり小さすぎたりした場合、圧縮機３４はロックしたり、過電流が流れすぎたりして図１の過電流検出回路４４を動作させ、圧縮機３４は停止する。そこで意図的に最適な電圧値以外の電圧を圧縮機３４に印加する事により過電流保護に入るかどうかで電源電圧を判定するようにしたものである。
【００３０】
図７に示すように、判定ポイントの運転周波数で運転中に出力電圧をａだけ意図的に上昇させると過電流保護に入る。しかし、電源電圧が１００Ｖであった場合は、ａだけ上昇させただけでは過電流保護に入らず、ｂ（ａ＜ｂ）だけ電圧を上昇させる必要がある。
【００３１】
リセットして元電源を入れた後の１回目の運転だけ通常運転に入る前に、判定ポイントでａだけ出力電圧を上昇させた最適外の電圧で圧縮機を運転する（ステップ６００、６０１）。そして、過電流保護検出手段４４で過電流保護を検出する（ステップ６０２）。過電流保護に入れば正常、入らなければ電圧が間違っていると判定する（ステップ６０３）。判定の結果、正常であれば通常運転に移行し（ステップ６０４）、異電源であればＬＥＤ表示４１により電源電圧が異常であることを表示し、元電源のＯＦＦ／ＯＮが実施されない限り運転は行わない（ステップ６０５）。
【００３２】
上述の実施の形態３では、意図的に最適な電圧値以外の電圧を圧縮機３４に印加する事により過電流保護に入るかどうかで電源電圧を判定することができる空気調和機の制御装置を得ることができる。
【００３３】
なお、上述の実施の形態３では、圧縮機３４を運転して検出する方法を示したが、実施の形態１で述べたロック運転モードで本実施の形態３を実行しても、同様の効果が得られる。
【００３４】
実施の形態４．
次にこの発明の実施の形態４について図面を参照しながら説明する。図８はこの発明の実施の形態４による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図、図９はこの発明の実施の形態４による空気調和機の制御装置の要部回路図、図１０はこの発明の実施の形態４による空気調和機の制御装置の動作を示すタイムチャート図である。なお、実施の形態１〜３と同一または相当部分は同一符号を付し、説明を省略する。
【００３５】
図９は、図１の一次電流検出手段・電源周波数検出手段３９のうち、電源周波数検出手段の一例を示す回路図である。ホトカプラ４５は交流電源のゼロクロス付近だけＯＦＦするので、マイクロコンピュータ２０への入力波形は図１０のようになる。
【００３６】
電源周波数検出回路は、電源投入直後のみ電源周波数の測定を行い、図１０に示すｃの長さにより５０／６０Ｈｚの判定を行っている。そこで本実施の形態では電源電圧の違いによりｄの長さも変わることを利用して電源電圧の判定を行うものである。
【００３７】
リセットして元電源を入れた後の１回目の運転だけ通常運転に入る前に、電源電圧の波形幅を測定する（ステップ８００、８０１）。そして波形幅により電源電圧の判定を行い（ステップ８０２）、判定の結果、正常であれば通常運転に移行し（ステップ８０３）、異電源であればＬＥＤ表示４１により電源電圧が異常であることを表示し、元電源のＯＦＦ／ＯＮが実施されない限り運転は行わない（ステップ８０４）。
【００３８】
実施の形態５．
次にこの発明の実施の形態５について図面を参照しながら説明する。図１１はこの発明の実施の形態５による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図である。次に第５実施例について図を参照しながら説明する。
圧縮機３４がロックして運転しない場合ももちろんのこと、運転した場合でも電源電圧の違いが大きい場合は、圧縮機３４の運転可能な能力が違ってくるため、冷媒配管の温度変化の割合が違ってくる。図１１に示すフローチャートは、その温度変化の違いを使って電源電圧違いを検出することを示したものである。絶対温度を使用せずに温度変化の量を使用したのは、気温のなどの環境条件の違いによって発生する誤差を小さくするためである。２００Ｖ電源による運転時に比較して、１００Ｖ電源による運転時は、圧縮機の運転能力が落ちるため、配管温度の変化幅も小さくなるわけである。
【００３９】
リセットして元電源を入れた後の１回目の運転だけ通常運転に入る前に、先ず配管温度を測定する（ステップ１１００、１１０１）。次に圧縮機３４を一定時間運転する（ステップ１１０２）。そして、ステップ１１０３において、配管温度を再測定して変化幅を算出する。ステップ１１０４でその変化幅により電源電圧が正しいかどうかを判定する。判定の結果、正常であれば通常運転に移行し（ステップ１１０５）、異電源であればＬＥＤ表示４１により電源電圧が異常であることを表示し、元電源のＯＦＦ／ＯＮが実施されない限り運転は行わない（ステップ１１０６）。
【００４０】
上述の実施の形態５は、圧縮機運転時の配管温度の変化割合をあらかじめ実機試験から求め記憶させていた正常電源電圧時のデータと比較し、電源電圧が正しいかどうかの判定を行う空気調和機の制御装置を得ることができる。
【００４１】
実施の形態６．
次にこの発明の実施の形態６について図面を参照しながら説明する。図１２はこの発明の実施の形態６による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図である。
一次電流の検出値によって判定を行うのは同様であるが、圧縮機３４を通常に運転させるところが異なる。前述したように圧縮機３４の運転負荷は、周囲の運転条件や運転モードによって大きく変わるため、運転時間を短時間にし、冷房と暖房または電源周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚとで判定条件を変える。
【００４２】
図１２において、リセットして元電源を入れた後の１回目の運転だけ通常運転に入る前に、先ず電源周波数を読み込む（ステップ１２００、１２０１）。ステップ１２０２で運転モードをチェックし、ステップ１２０３で圧縮機３４を短時間運転する。図１の一次電流検出手段・電源周波数検出手段３９で一次電流を検出し（ステップ１２０４）、ステップ１２０５で正常値か判定した判定の結果、正常であれば通常運転に移行し（ステップ１２０６）、異電源であればＬＥＤ表示４１により電源電圧が異常であることを表示し、元電源のＯＦＦ／ＯＮが実施されない限り運転は行わない（ステップ１２０７）。
【００４３】
上述の実施の形態６は、圧縮機運転時の電流値をあらかじめ実機試験から求め記憶させていた正常電源電圧時のデータと比較し、電源電圧が正しいかどうかの判定を行う空気調和機の制御装置が得られる。
【００４４】
上述の実施の形態６では、冷暖房と電源周波数の違いを両方考慮に入れたが、どちらか片方でも判定可能な場合は、片方だけの判定でよい。
【００４５】
実施の形態７．
次にこの発明の実施の形態７について説明する。図１の四方弁３６は、マイクロコンピュータ２０からの信号を受け、ドライブ回路３８が動作させているが、直接の動作には電源電圧を使用している。ところが電源電圧２００Ｖ用の四方弁は、１００Ｖの電圧では動作しない。そのため動作させると暖房に切り替わるような四方弁を使用した場合、１００Ｖの電源電圧状態で暖房運転しても、四方弁が切り替わらずに冷房運転を行うことになる。つまり、冷媒配管の温度は、正常時と全く違うものになるため、絶対温度で判定が可能となる。
【００４６】
検出した配管温度をあらかじめ実機試験から求め記憶させていた正常電源電圧時のデータと比較して、低い電源電圧では動作しない四方弁が正常に動作しているかどうかで、電源電圧が正しいかどうかの判定をする。
【００４７】
上述の実施の形態７では、動作させると暖房に切り替わる四方弁を使用した場合を例にとったが、不動作時暖房で動作時冷房の四方弁を使用した場合は、冷房運転時に暖房になるということは明白である。
【００４８】
【発明の効果】
この発明に係る空気調和機の制御装置は、施工時等に定格電圧以下の電源の誤接続が行われた場合、機器が誤動作、焼損などの不安全状態にならないように保護できる。
さらに、電源電圧の誤投入を容易に発見でき、部品の誤交換を未然に防ぐことができる。
【００４９】
また、この発明に係る空気調和機の制御装置は、電源電圧が定格電圧以下の電圧の場合は、圧縮機の運転を停止する手段を備えたことにより、電源が定格電圧以下の電圧の場合、直ちに運転を停止するため極めて安全性が向上する。
【００５０】
また、この発明に係る空気調和機の制御装置は、電源電圧が定格電圧以下の電圧かの判定結果を表示する手段を備えたことにより、電源電圧が定格電圧以下の電圧電源である旨を自分自身で表示するため、サービスの際誤った判定や間違った部品交換をされることがなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置の動作を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図である。
【図３】この発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置における圧縮機ロック電流特性図である。
【図４】この発明の実施の形態２による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図である。
【図５】この発明の実施の形態２による空気調和機の制御装置の力率特性図である。
【図６】この発明の実施の形態３による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図である。
【図７】この発明の実施の形態３による空気調和機の制御装置の圧縮機のＶ／Ｆ特性図である。
【図８】この発明の実施の形態４による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図である。
【図９】この発明の実施の形態４による空気調和機の制御装置の要部回路図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による空気調和機の制御装置の動作を示すタイムチャート図である。
【図１１】この発明の実施の形態５による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図である。
【図１２】この発明の実施の形態６による空気調和機の制御装置の動作を示すフローチャート図である。
【図１３】従来の空気調和機の制御装置の回路図である。
【図１４】他の従来の空気調和機の制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１電源、２０マイクロコンピュータ、３４圧縮機、３５サーミスタ、３６四方弁、３９一次電流検出手段・電源周波数検出手段、４１モニタＬＥＤ、４３圧縮機力率検出回路、４４過電流保護検出手段。

Claims

圧縮機運転開始時に、前記圧縮機を意図的にロック状態で運転させ、前記圧縮機のロック運転時の入力電流を検出する手段と、
前記圧縮機ロック運転時の入力電流から定格電圧以下の電源の誤接続を判定する手段と、
を備えたことを特徴とする空気調和機の制御装置。
前記電源電圧が異電圧の場合は、前記圧縮機の運転を停止する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御装置。
前記電源電圧の判定結果を表示する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御装置。