JP3801067B2

JP3801067B2 - Power supply voltage detection device and air conditioner

Info

Publication number: JP3801067B2
Application number: JP2002040199A
Authority: JP
Inventors: 基久雄山本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2022-02-18
Also published as: JP2003240315A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続される商用電源の電圧を検出して異電圧電源への誤配線や電圧異常を検出可能な電源電圧検出装置およびこのような電源電圧検出装置を備える空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転数制御されるモータを搭載した電化製品において、入力される電源電圧とデューティ制御信号に基づいて回転数が制御されるものがある。このようなモータに入力されるデューティ制御信号はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されるマイコンによって制御される。
【０００３】
通常、マイコンは定電圧電源回路からのＤＣ５Ｖ電源により駆動されるものであり、モータに入力される交流電源を供給する電源回路とは異なる回路で構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
モータに入力される電源電圧の大きさは、接続される商用電源の電圧に基づくが、絶対的な基準電圧を生成する手段をもっていないことから、異電圧電源が接続された場合にはこれを検出することが困難である。
マイコンにＤＣ５Ｖを供給する定電圧電源回路から基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、電源電圧を絶縁状態で導出する出力電圧導出回路と、基準電圧生成回路で生成された基準電圧と電源電圧から導出された電圧とを比較する電圧検知手段とを設け、接続されている商用電源の電圧を検出することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、このような回路を付加する必要があるため、回路構成が複雑になるとともに、装置全体のコストアップにつながるという問題がある。
空気調和機では、室外熱交換器と室内熱交換器とを備える冷媒回路内に冷媒を循環させ、室外ファンによって室外空気を導入して室外熱交換器内の冷媒との間で熱交換を行うとともに、室内ファンによって室内空気を導入して室内熱交換器との間で熱交換を行うようにしている。ここで、室内空気を所望の温度に制御するために、冷媒回路内を循環する冷媒循環量を制御するとともに、室外ファンおよび室内ファンの回転数を制御する必要がある。室外ファンおよび室内ファンを駆動する室外ファンモータおよび室内ファンモータをマイコンによりデューティ比を制御して回転数の制御を行う場合、仕様と異なる電圧の商用電源に接続されると、正常な制御が困難となり、場合によっては部品の損傷につながるおそれもある。
【０００６】
本発明では、接続された商用電源の電圧を簡単な構成で検出することを可能とする電源電圧検出装置およびこのような電源電圧検出装置を備える空気調和機を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る電源電圧検出装置は、入力される電源電圧とデューティ制御信号とに基づく回転数で回転駆動するモータと、モータの現在の回転数情報を取得する回転数検出手段と、回転検出手段で検出されるモータの回転数が制御目標値となるようにデューティ比を決定し、このデューティ比に基づいてデューティ制御信号を出力するデューティ制御手段と、デューティ制御手段により決定されたデューティ比と回転数検出手段の取得した回転数情報とに基づいて、接続されている電源電圧を検出する電源電圧検出手段とを備える。
【０００８】
この場合、現在モータに入力されているデューティ制御信号と回転数情報に基づいて、現在接続されている商用電源の電圧を検出することが可能となる。モータに備わるホールＩＣやロータリエンコーダなどの検出信号によりモータの回転数を検出している場合には、回転数検出手段を別途設ける必要がない。また、デューティ制御手段をマイコン内の機能ブロックとして構成する場合には、このマイコンに電源電圧検出手段を実現する機能を持たせるように構成することができ、複雑な回路を別途用意する必要がなく、コストアップを招くおそれがない。
【０００９】
本発明の請求項２に係る空気調和機は、内部を冷媒が循環する冷媒回路と、冷媒回路内を循環する冷媒との間で熱交換を行う空気流を生成するファンとを備える空気調和機であって、入力される電源電圧とデューティ制御信号とに基づく回転数で回転駆動するファンモータと、ファンモータの現在の回転数情報を取得する回転数検出手段と、回転検出手段で検出されるファンモータの回転数が制御目標値となるようにデューティ比を決定し、このデューティ比に基づいてデューティ制御信号を出力するデューティ制御手段と、デューティ制御手段により決定されたデューティ比と、回転数検出手段の取得した回転数情報とに基づいて、接続されている電源電圧を検出する電源電圧検出手段とを備える。
【００１０】
この場合、現在ファンモータに入力されているデューティ制御信号と回転数情報とに基づいて、現在接続されている商用電源の電圧を検出することが可能となり、空気調和機の制御を正常に行い、故障の発生を防止できる。
本発明の請求項３に係る空気調和機は請求項２に記載の空気調和機であって、冷媒回路は室内熱交換器と室外熱交換器とを備え、ファンは前記室内熱交換器との間で熱交換を行う空気流を生成するための室内ファンで構成される。
【００１１】
室外空気を導入して室外熱交換器との熱交換を行うための空気流を生成する室外ファンは、通常屋外に設置される室外機内に設けられており、風の吹き込みなどによる室外空気の流動に伴って負荷変動が大きい。これに比して室内空気を導入して室内熱交換器との熱交換を行うための空気流を生成する室内ファンは、負荷変動の少ない室内機内に設置されている。したがって、室内ファンを駆動するためのファンモータの回転数情報と入力されているデューティ制御信号に基づいて商用電源の電圧を検出することによって、正確に電源電圧を検出することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔空気調和機の外観〕
本発明の１実施形態が採用される空気調和機の外観を図１に示す。
この空気調和機１は、室内の壁面などに取り付けられる室内機２と、室外に設置される室外機３と備えている。室外機３は、室外熱交換器や室外ファンなどを収納する室外空調ユニット５を備えている。
【００１３】
室内機２内には室内熱交換器が収納され、室外機３内には室外熱交換器が収納されており、各熱交換器が冷媒配管６により接続されることにより冷媒回路を構成している。
〔冷媒回路の概略構成〕
空気調和機１で用いられる冷媒回路の一例を、図２に示す。
【００１４】
室内機２内には、室内熱交換器１１が設けられている。この室内熱交換器１１は、長さ方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管が挿通される複数のフィンとからなり、接触する空気との間で熱交換を行う。
また、室内機２内には、室内空気を吸い込んで室内熱交換器１１との間で熱交換を行った後の空気を室内に排出するためのクロスフローファン１２が設けられている。クロスフローファン１２は、円筒形状に構成され、周面には回転軸方向に羽根が設けられているものであり、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。このクロスフローファン１２は、室内機２内に設けられる室内ファンモータ１３によって回転駆動される。
【００１５】
室外空調ユニット５には、圧縮機２１と、圧縮機２１の吐出側に接続される四路切換弁２２と、圧縮機２１の吸入側に接続されるアキュムレータ２３と、四路切換弁２２に接続された室外熱交換器２４と、室外熱交換器２４に接続された電動膨張弁でなる減圧器２５とが設けられている。減圧器２５は、フィルタ２６および液閉鎖弁２７を介して現地配管３１に接続されており、この現地配管３１を介して室内熱交換器１１の一端と接続される。また、四路切換弁２２は、ガス閉鎖弁２８を介して現地配管３２に接続されており、この現地配管３２を介して室内熱交換器１１の他端と接続されている。この現地配管３１，３２は図１の冷媒配管６に相当する。
【００１６】
室外空調ユニット５内には、室外熱交換器２４での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン２９が設けられている。このプロペラファン２９は、室外ファンモータ３０によって回転駆動される。
〔制御ブロック図〕
室外空調ユニット５、室内機２の制御ブロック図を図３に示す。
【００１７】
室外空調ユニット５は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェイスなどを含む室外ユニット制御部５０１を備えている。
室外ユニット制御部５０１は、吐出側圧力保護スイッチ５０２、吐出管サーミスタ５０３、吸入側圧力センサ５０４、外気サーミスタ５０５、室外熱交サーミスタ５０６などの各種センサが接続されており、各センサの検出信号が入力される。
【００１８】
また、室外ユニット制御部５０１は、圧縮機２１、四路切換弁２２、減圧器２５、室外ファンモータ３０などと接続されており、運転中の各部の制御を行うように構成されている。
室内機２は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェイスなどを含む室内ユニット制御部２０１を備えている。
【００１９】
室内ユニット制御部２０１は、液管サーミスタ２０２、ガス管サーミスタ２０３、室内熱交サーミスタ２０４、室温センサ２０５、湿度センサ２０８、ガスセンサ２０９などの各種センサが接続されており、各センサの検出信号が入力される。
また、室内ユニット制御部２０１は、室内ファンモータ１３を駆動するための室内ファンモータ駆動部２１０、水平羽根作動モータを駆動するための水平羽根作動モータ駆動部２１１、垂直羽根作動モータを駆動するための垂直羽根作動モータ駆動部２１２、表示部２０６、赤外線送受信部２０７などに接続されており、各部に対して制御信号を供給することによって運転中の各部の制御を行うように構成されている。
【００２０】
室内ユニット制御部２０１は、赤外線送受信部２０７を介してリモコンから送信される指示信号を受信し、この指示信号中に含まれる目標温度または指示信号に対応して設定される目標温度と室温センサ２０５の検出値に基づいて空調指令信号を生成し、室外ユニット制御部５０１に送信する。
〔ファンモータ制御〕
室内機２内に設けられる室内ファンモータ１３の制御について説明する。
【００２１】
図４に示すように、室内ファンモータ１３は電源回路２５０に接続されており、接続されている商用電源２５１の電圧に基づく電源電圧が入力されている。
室内ファンモータ１３は、回転子の回転に基づいて回転検出信号を出力するホールＩＣを内蔵しており、検出信号を室内ユニット制御部２０１に入力する。
室内ユニット制御部２０１は、室内ファンモータ１３から送出される回転検出信号に基づいて回転数情報を取得する回転数検出部２６２と、回転数検出部２６２から現在の回転数情報と目標回転数とに基づいて設定されるデューティ制御信号を生成するデューティ制御部２６１を備えている。
【００２２】
室内ユニット制御部２０１には、さらに、電源電圧検出部２６３が設けられている。電源電圧検出部２６３は、デューティ制御部２６１からのデューティ制御情報と、回転数検出部２６２からの回転数情報とが入力され、このデューティ制御情報と回転数情報とに基づいて現在接続されている商用電源の電圧を判別し、判別結果を出力する。
【００２３】
室内ファンモータ１３として高圧DCモータを使用する場合の回路構成例を図５に示す。
この場合、商用電源２５１に接続される電源回路２５０は、ダイオードブリッジなどで構成される整流回路を含んでおり、商用電源２５１の電源電圧Ｖ_ACに基づく直流電源電圧Ｖ_DCを出力する。室内ファンモータ１３は、電源回路２５０から供給される電源電圧Ｖ_DCと室内ユニット制御部２０１から供給されるデューティ制御信号とに基づいてPWM制御を行う制御回路を内蔵している。
【００２４】
室内ファンモータ１３としてACモータを使用する場合の回路構成例を図６に示す。
この場合、商用電源２５１に接続される電源回路２５０は、ソリッドステートリレー(SSR）などでなるデューティ制御部を含んでおり、商用電源２５１の交流波形に対して、室内ユニット制御部２０１から供給されるデューティ制御信号に基づくデューティ制御を行うことで、室内ファンモータ１３に供給される有効電力を変化させる。
【００２５】
図７、図８に示すように、デューティ制御信号に基づいて電源回路２５０に設けられるリレーをオン・オフすることにより、室内ファンモータ１３に供給される有効電力を変更することができる。また、同じデューティ比であっても、接続される商用電源２５１の電源電圧の高低により、室内ファンモータ１３に供給される有効電圧が異なってくる（図８の場合、図７に比して電源電圧が低い）。
【００２６】
〈ファンモータのデューティ制御〉
デューティ制御部２６１では、目標回転数の変更に伴って室内ファンモータ１３のデューティ比を変更し、変更されたデューティ制御情報に基づいて制御信号を送出する。
たとえば、赤外線送受信部２０７を介して指示信号を受信した場合、室内ユニット制御部２０１は、この指示信号中に含まれる目標温度または指示信号に対応して設定される目標温度と室温センサ２０５の検出値に基づいて室外ユニット制御部５０１に対する空調指令信号を生成するとともに、室内ファンモータ１３の目標回転数を設定する。また、室内制御ユニット２０１は、室温センサ２０５の検出値や各部の運転状態の変化に基づいて、室外ユニット制御部５０１に対する空調指令信号を生成するとともに、室内ファンモータ１３の目標回転数を変更する。
【００２７】
デューティ制御部２６１では、目標回転数の変更に伴って図９に示すフローチャートに基づいて動作する。
ステップＳ１１では、室内ファンモータ１３に対する目標回転数の変更があったか否かを判別する。指示信号を受信するか、現在の運転状態に基づいて設定される室内ファンモータ１３の目標回転数の変更があった場合にはステップＳ１２に移行する。
【００２８】
ステップＳ１２では、ＲＡＭまたはレジスタなどの一時格納手段に格納されている室内ファンモータ１３の目標回転数を変更された値に更新する。
ステップＳ１３では、室内ファンモータ１３の現在の回転数を取得する。ここでは、回転数検出部２６２が取得した回転数情報に基づいて、ＲＡＭまたはレジスタなどの一時格納手段に格納された回転数情報を更新する。
【００２９】
ステップＳ１４では、室内ファンモータ１３の現在の回転数が目標回転数と同一であるか否かを判別する。室内ファンモータ１３の現在の回転数が、目標回転数と一致していない場合には、ステップＳ１５に移行する。
ステップＳ１５では、室内ファンモータ１３の制御に用いるデューティ比を決定する。
【００３０】
ステップＳ１６では、室内ファンモータ１３に対するデューティ制御信号を生成し、これを室内ファンモータ１３に出力する。
ステップＳ１７では、室内ファンモータ１３に対して停止の指示があったか否かを判別する。室内ファンモータ１３に対する停止の指示があったと判断した場合にはこの制御を終了し、そうでない場合にはステップＳ１１に移行する。
【００３１】
〈電源電圧検出〉
電源電圧検出部２６３では、図１０に示すフローチャートに基づいて動作を行う。
ステップＳ２１では、デューティ制御部２６１から出力されるデューティ制御情報を取得する。
【００３２】
ステップＳ２２では、回転数検出部２６２から出力される室内ファンモータ１３の現在の回転数を取得する。
ステップＳ２３では、取得したデューティ制御情報および室内ファンモータ１３の現在の回転数情報に基づいて電源電圧を判定する。室内ファンモータ１３の回転数は、電源電圧値とデューティ比によって決定される。したがって、現在の回転数情報とデューティ制御情報との関係に基づいて、電源回路２５０に接続されている商用電源の電圧を知ることが可能である。
【００３３】
室内ファンモータ１３の現在の回転数とデューティ比との関係を、接続される商用電源の電圧毎にプロットした特性図を図１１に示す。
図１１では、接続される商用電源の電圧が１００Ｖである場合には回転数−デューティ比の関係は曲線▲１▼で示され、２００Ｖである場合には曲線▲２▼、２２０Ｖである場合には曲線▲３▼で示されている。したがって、図１１に直線（曲線）▲４▼として示すような閾値関数ｒ＝ｆ（ｄ）（ここで、ｒは室内ファンモータ１３の現在回転数、ｄはデューティ比（％））を設定し、これよりも下の領域にある場合には接続されている商用電源が１００Ｖであり、これよりも上の領域にある場合には接続されている商用電源が２００Ｖまたは２２０Ｖであると判断できる。
【００３４】
ステップＳ２４では、接続されている商用電源の電圧が正常であるか否かを判別する。接続されている商用電源の電圧が正常でないと判断した場合にはステップＳ２５に移行する。
ステップＳ２５では、正常な電源に接続されていない旨の警告表示を行う。現在接続されている商用電源の電圧を表示部２０６（図３参照）に表示するように構成することも可能である。
【００３５】
〔他の実施形態〕
（Ａ）図１１の閾値関数▲４▼は、直線とすることもでき、デューティ比ｄに関する２次以上の曲線とすることも可能である。
（Ｂ）図１１の閾値関数▲４▼に加えて、商用電源の電圧が２００Ｖであるか２２０Ｖであるかを判別するための第２閾値関数を設定することも可能である。さらに、その他の電源電圧が考えられる場合には、その各々に閾値関数を設定するように構成できる。
（Ｃ）図１１の閾値関数▲４▼上の座標データをテーブル化してＲＯＭまたはEEPROMなどの不揮発性メモリに格納しておくことも可能である。
（Ｄ）室内ファンモータ１３に対する負荷の有無により、同じデューティ比であっても回転数の変動があると考えられる。このような負荷変動に基づく回転数の変動を考慮して、閾値関数を設定するように構成できる。
【００３６】
たとえば、図１２に示すように、接続された商用電源が２００Ｖである場合の回転数−デューティ比の関係が、室内ファンモータ１３に加わる負荷変動に伴って曲線▲１▼〜▲３▼のように変動する場合を考える。この場合には、負荷変動の影響がないような直線（または曲線）を閾値関数▲４▼として選択することにより、室内ファンモータ１３に負荷がかかった場合であっても、正確に接続される電源電圧を検出することができる。
（Ｅ）室外空調ユニット５内に設けられる室外ファンモータ３０を制御する室外ユニット制御部５０１に同様の構成を適用することが可能である。この場合、室外ファンモータ３０の現在の回転数とデューティ比とに基づいて、接続されている商用電源の電圧を検出することが可能となる。
【００３７】
ただし、室外空調ユニット５は屋外に設置されるため、風の影響による負荷変動が大きく、回転数とデューティ比との関係が正確に導くことができないおそれがある。したがって、上述したような負荷変動を考慮した閾値関数の設定が必要となる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る電源電圧検出装置では、現在モータに入力されているデューティ制御信号と回転数情報とに基づいて、現在接続されている商用電源の電圧を検出することが可能となる。ホールＩＣなどの回転検出手段がモータに内蔵する場合には、回転数検出手段を別途設ける必要がなくコストダウンを図ることが可能である。また、デューティ制御手段をマイコン内の機能ブロックとして構成する場合には、このマイコンに電源電圧検出手段を実現する機能を持たせるように構成することができ、複雑な回路を別途用意する必要がなく、コストアップを招くおそれがない。
【００３９】
本発明の請求項２に係る空気調和機では、現在ファンモータに入力されているデューティ制御信号と回転数情報とに基づいて、現在接続されている商用電源の電圧を検出することが可能となり、空気調和機の制御を正常に行い、故障の発生を防止できる。
本発明の請求項３に係る空気調和機では、負荷変動の少ない室内に設置された室内ファンを駆動するためのファンモータの回転数情報とデューティ制御信号とに基づいて商用電源の電圧を検出することによって、正確に電源電圧を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気調和機の外観構成を示す斜視図。
【図２】冷媒回路の説明図。
【図３】制御ブロック図。
【図４】要部の機能ブロック図。
【図５】高圧DCモータを用いた場合の回路構成例を示す回路図。
【図６】 ACモータを用いた場合の回路構成例を示す回路図。
【図７】 ACモータのデューティ制御例を示す電圧波形図。
【図８】 ACモータのデューティ制御例を示す電圧波形図。
【図９】デューティ比制御部のフローチャート。
【図１０】電源電圧検出部のフローチャート。
【図１１】回転数−デューティ比の関係を示す特性図。
【図１２】負荷変動に基づく回転数−デューティ比の関係を示す特性図。
【符号の説明】
１３室内ファンモータ
２０１室内ユニット制御部
２５０電源回路
２６１デューティ制御部
２６２回転数検出部
２６３電源電圧検出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply voltage detection device capable of detecting a voltage of a connected commercial power supply and detecting an incorrect wiring or voltage abnormality to a different voltage power supply, and an air conditioner including such a power supply voltage detection device.
[0002]
[Prior art]
In some electrical appliances equipped with a motor whose rotational speed is controlled, the rotational speed is controlled based on an input power supply voltage and a duty control signal. A duty control signal input to such a motor is controlled by a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
[0003]
Usually, the microcomputer is driven by a DC 5V power supply from a constant voltage power supply circuit, and is constituted by a circuit different from a power supply circuit that supplies an AC power input to the motor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The magnitude of the power supply voltage input to the motor is based on the voltage of the connected commercial power supply, but since there is no means to generate an absolute reference voltage, this is detected when a different voltage power supply is connected. Difficult to do.
A reference voltage generation circuit that generates a reference voltage from a constant voltage power supply circuit that supplies DC5V to the microcomputer, an output voltage derivation circuit that derives the power supply voltage in an insulated state, and a reference voltage and power supply voltage generated by the reference voltage generation circuit It is conceivable to provide voltage detection means for comparing the derived voltage and detect the voltage of the connected commercial power supply.
[0005]
However, since it is necessary to add such a circuit, there is a problem that the circuit configuration becomes complicated and the cost of the entire apparatus increases.
In an air conditioner, refrigerant is circulated in a refrigerant circuit including an outdoor heat exchanger and an indoor heat exchanger, and outdoor air is introduced by an outdoor fan to exchange heat with the refrigerant in the outdoor heat exchanger. At the same time, indoor air is introduced by an indoor fan to exchange heat with the indoor heat exchanger. Here, in order to control the indoor air to a desired temperature, it is necessary to control the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit and to control the rotation speed of the outdoor fan and the indoor fan. When controlling the number of rotations of the outdoor fan and the indoor fan motor that drive the outdoor fan and indoor fan by controlling the duty ratio with a microcomputer, it is difficult to control normally when connected to a commercial power supply with a voltage different from the specification. In some cases, there is a risk of damage to parts.
[0006]
The present invention provides a power supply voltage detection device capable of detecting the voltage of a connected commercial power supply with a simple configuration and an air conditioner including such a power supply voltage detection device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power supply voltage detecting apparatus comprising: a motor that is rotationally driven at a rotational speed based on an input power supply voltage and a duty control signal; and a rotational speed detecting means that acquires current rotational speed information of the motor. The duty ratio is determined so that the rotation speed of the motor detected by the rotation detection means becomes a control target value, and the duty control means for outputting a duty control signal based on the duty ratio is determined by the duty control means. Power supply voltage detection means for detecting a connected power supply voltage based on the duty ratio and the rotation speed information acquired by the rotation speed detection means is provided.
[0008]
In this case, it is possible to detect the voltage of the currently connected commercial power supply based on the duty control signal and the rotational speed information currently input to the motor. In the case where the rotational speed of the motor is detected by a detection signal from a Hall IC or a rotary encoder provided in the motor, it is not necessary to separately provide a rotational speed detection means. Further, when the duty control means is configured as a functional block in the microcomputer, the microcomputer can be configured to have a function for realizing the power supply voltage detection means, and there is no need to prepare a complicated circuit separately. There is no risk of increasing costs.
[0009]
An air conditioner according to a second aspect of the present invention includes an air conditioner including a refrigerant circuit in which a refrigerant circulates inside and a fan that generates an air flow for exchanging heat between the refrigerant circulated in the refrigerant circuit. The fan motor that is driven to rotate at a rotational speed based on the input power supply voltage and the duty control signal, the rotational speed detection means that acquires the current rotational speed information of the fan motor, and the rotational detection means. The duty ratio is determined so that the rotational speed of the fan motor becomes the control target value, the duty control means for outputting a duty control signal based on the duty ratio, the duty ratio determined by the duty control means, and the rotational speed detection Power supply voltage detecting means for detecting the connected power supply voltage based on the rotation speed information acquired by the means.
[0010]
In this case, based on the duty control signal and the rotation speed information that are currently input to the fan motor, it is possible to detect the voltage of the currently connected commercial power supply, and normally control the air conditioner, The occurrence of failure can be prevented.
An air conditioner according to a third aspect of the present invention is the air conditioner according to the second aspect, wherein the refrigerant circuit includes an indoor heat exchanger and an outdoor heat exchanger, and a fan is connected to the indoor heat exchanger. It consists of an indoor fan for generating an air flow that exchanges heat between them.
[0011]
Outdoor fans that introduce outdoor air and generate an air flow for exchanging heat with the outdoor heat exchanger are usually installed in outdoor units installed outdoors. As a result, the load fluctuation is large. In contrast, an indoor fan that introduces indoor air and generates an air flow for exchanging heat with the indoor heat exchanger is installed in an indoor unit with little load fluctuation. Therefore, the power supply voltage can be accurately detected by detecting the voltage of the commercial power supply based on the rotational speed information of the fan motor for driving the indoor fan and the input duty control signal.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Appearance of air conditioner]
FIG. 1 shows the appearance of an air conditioner in which one embodiment of the present invention is employed.
The air conditioner 1 includes an indoor unit 2 attached to an indoor wall surface and the like, and an outdoor unit 3 installed outside the room. The outdoor unit 3 includes an outdoor air conditioning unit 5 that stores an outdoor heat exchanger, an outdoor fan, and the like.
[0013]
An indoor heat exchanger is housed in the indoor unit 2, and an outdoor heat exchanger is housed in the outdoor unit 3, and each heat exchanger is connected by a refrigerant pipe 6 to form a refrigerant circuit. Yes.
[Schematic configuration of refrigerant circuit]
An example of the refrigerant circuit used in the air conditioner 1 is shown in FIG.
[0014]
An indoor heat exchanger 11 is provided in the indoor unit 2. The indoor heat exchanger 11 includes a heat transfer tube that is bent back and forth at both ends in the length direction and a plurality of fins through which the heat transfer tube is inserted, and performs heat exchange between the air that contacts the heat transfer tube.
The indoor unit 2 is provided with a cross flow fan 12 for sucking indoor air and exchanging air after exchanging heat with the indoor heat exchanger 11. The cross flow fan 12 is configured in a cylindrical shape, and is provided with blades in the direction of the rotation axis on the peripheral surface, and generates an air flow in a direction intersecting with the rotation axis. The cross flow fan 12 is rotationally driven by an indoor fan motor 13 provided in the indoor unit 2.
[0015]
The outdoor air conditioning unit 5 is connected to a compressor 21, a four-way switching valve 22 connected to the discharge side of the compressor 21, an accumulator 23 connected to the suction side of the compressor 21, and a four-way switching valve 22. The outdoor heat exchanger 24 and the decompressor 25 which is an electric expansion valve connected to the outdoor heat exchanger 24 are provided. The decompressor 25 is connected to the local piping 31 via the filter 26 and the liquid closing valve 27, and is connected to one end of the indoor heat exchanger 11 via the local piping 31. The four-way switching valve 22 is connected to the local pipe 32 via the gas closing valve 28, and is connected to the other end of the indoor heat exchanger 11 via the local pipe 32. The on-site pipes 31 and 32 correspond to the refrigerant pipe 6 in FIG.
[0016]
In the outdoor air conditioning unit 5, a propeller fan 29 for discharging the air after heat exchange in the outdoor heat exchanger 24 to the outside is provided. The propeller fan 29 is driven to rotate by an outdoor fan motor 30.
[Control block diagram]
A control block diagram of the outdoor air conditioning unit 5 and the indoor unit 2 is shown in FIG.
[0017]
The outdoor air conditioning unit 5 includes an outdoor unit controller 501 including a microprocessor, ROM, RAM, various interfaces, and the like.
The outdoor unit control unit 501 is connected to various sensors such as a discharge side pressure protection switch 502, a discharge pipe thermistor 503, a suction side pressure sensor 504, an outdoor air thermistor 505, and an outdoor heat exchange thermistor 506, and the detection signal of each sensor is Entered.
[0018]
The outdoor unit control unit 501 is connected to the compressor 21, the four-way switching valve 22, the decompressor 25, the outdoor fan motor 30, and the like, and is configured to control each unit during operation.
The indoor unit 2 includes an indoor unit control unit 201 including a microprocessor, ROM, RAM, various interfaces, and the like.
[0019]
The indoor unit control unit 201 is connected to various sensors such as a liquid pipe thermistor 202, a gas pipe thermistor 203, an indoor heat exchange thermistor 204, a room temperature sensor 205, a humidity sensor 208, and a gas sensor 209, and the detection signal of each sensor is input. Is done.
The indoor unit control unit 201 also drives the indoor fan motor drive unit 210 for driving the indoor fan motor 13, the horizontal blade operation motor drive unit 211 for driving the horizontal blade operation motor, and the vertical blade operation motor. Are connected to the vertical blade actuating motor driving section 212, the display section 206, the infrared transmission / reception section 207, etc., and are configured to control each section during operation by supplying a control signal to each section.
[0020]
The indoor unit control unit 201 receives an instruction signal transmitted from the remote controller via the infrared transmission / reception unit 207, and a target temperature set in response to the instruction temperature or the instruction signal included in the instruction signal and the room temperature sensor 205. Based on the detected value, an air conditioning command signal is generated and transmitted to the outdoor unit control unit 501.
[Fan motor control]
Control of the indoor fan motor 13 provided in the indoor unit 2 will be described.
[0021]
As shown in FIG. 4, the indoor fan motor 13 is connected to a power supply circuit 250, and a power supply voltage based on the voltage of the connected commercial power supply 251 is input.
The indoor fan motor 13 has a built-in Hall IC that outputs a rotation detection signal based on the rotation of the rotor, and inputs the detection signal to the indoor unit control unit 201.
The indoor unit control unit 201 includes a rotation speed detection unit 262 that acquires rotation speed information based on a rotation detection signal sent from the indoor fan motor 13, and the current rotation speed information and the target rotation speed from the rotation speed detection unit 262. A duty control unit 261 for generating a duty control signal set based on
[0022]
The indoor unit control unit 201 is further provided with a power supply voltage detection unit 263. The power supply voltage detection unit 263 receives the duty control information from the duty control unit 261 and the rotation number information from the rotation number detection unit 262, and is currently connected based on the duty control information and the rotation number information. The voltage of the commercial power supply is determined and the determination result is output.
[0023]
FIG. 5 shows a circuit configuration example when a high-voltage DC motor is used as the indoor fan motor 13.
In this case, the power supply circuit 250 connected to the commercial power supply 251 includes a rectifier circuit configured by a diode bridge or the like, and outputs a DC power supply voltage V _DC based on the power supply voltage V _AC of the commercial power supply 251. The indoor fan motor 13 has a built-in control circuit that performs PWM control based on the power supply voltage V _DC supplied from the power supply circuit 250 and the duty control signal supplied from the indoor unit control unit 201.
[0024]
FIG. 6 shows a circuit configuration example when an AC motor is used as the indoor fan motor 13.
In this case, the power supply circuit 250 connected to the commercial power supply 251 includes a duty control unit such as a solid state relay (SSR), and is supplied from the indoor unit control unit 201 to the AC waveform of the commercial power supply 251. The effective power supplied to the indoor fan motor 13 is changed by performing duty control based on the duty control signal.
[0025]
As shown in FIGS. 7 and 8, the effective power supplied to the indoor fan motor 13 can be changed by turning on and off a relay provided in the power supply circuit 250 based on the duty control signal. Even if the duty ratio is the same, the effective voltage supplied to the indoor fan motor 13 differs depending on the level of the power supply voltage of the connected commercial power supply 251 (in the case of FIG. 8, the power supply is different from that of FIG. 7). Low voltage).
[0026]
<Duty control of fan motor>
The duty control unit 261 changes the duty ratio of the indoor fan motor 13 in accordance with the change in the target rotational speed, and sends a control signal based on the changed duty control information.
For example, when the instruction signal is received via the infrared transmission / reception unit 207, the indoor unit control unit 201 detects the target temperature set in accordance with the instruction signal included in the instruction signal and the room temperature sensor 205. Based on the value, an air conditioning command signal for the outdoor unit controller 501 is generated, and a target rotational speed of the indoor fan motor 13 is set. In addition, the indoor control unit 201 generates an air conditioning command signal for the outdoor unit control unit 501 and changes the target rotational speed of the indoor fan motor 13 based on the detection value of the room temperature sensor 205 and the change in the operating state of each unit. .
[0027]
The duty control unit 261 operates based on the flowchart shown in FIG. 9 along with the change of the target rotational speed.
In step S11, it is determined whether or not the target rotational speed for the indoor fan motor 13 has been changed. If the instruction signal is received or if the target rotational speed of the indoor fan motor 13 set based on the current operating state is changed, the process proceeds to step S12.
[0028]
In step S12, the target rotational speed of the indoor fan motor 13 stored in the temporary storage means such as RAM or register is updated to the changed value.
In step S13, the current rotational speed of the indoor fan motor 13 is acquired. Here, based on the rotational speed information acquired by the rotational speed detection unit 262, the rotational speed information stored in the temporary storage means such as a RAM or a register is updated.
[0029]
In step S14, it is determined whether or not the current rotational speed of the indoor fan motor 13 is the same as the target rotational speed. If the current rotational speed of the indoor fan motor 13 does not match the target rotational speed, the process proceeds to step S15.
In step S15, a duty ratio used for controlling the indoor fan motor 13 is determined.
[0030]
In step S <b> 16, a duty control signal for the indoor fan motor 13 is generated and output to the indoor fan motor 13.
In step S17, it is determined whether or not the indoor fan motor 13 has been instructed to stop. If it is determined that there is an instruction to stop the indoor fan motor 13, this control is terminated. If not, the process proceeds to step S11.
[0031]
<Power supply voltage detection>
The power supply voltage detection unit 263 performs an operation based on the flowchart shown in FIG.
In step S21, the duty control information output from the duty control unit 261 is acquired.
[0032]
In step S22, the current rotational speed of the indoor fan motor 13 output from the rotational speed detection unit 262 is acquired.
In step S23, the power supply voltage is determined based on the acquired duty control information and the current rotational speed information of the indoor fan motor 13. The rotation speed of the indoor fan motor 13 is determined by the power supply voltage value and the duty ratio. Therefore, it is possible to know the voltage of the commercial power supply connected to the power supply circuit 250 based on the relationship between the current rotation speed information and the duty control information.
[0033]
FIG. 11 is a characteristic diagram in which the relationship between the current rotational speed of the indoor fan motor 13 and the duty ratio is plotted for each voltage of the connected commercial power supply.
In FIG. 11, when the voltage of the connected commercial power source is 100V, the relationship between the rotational speed and the duty ratio is shown by a curve (1), and when 200V, the curve (2) is 220V. Is shown by curve (3). Accordingly, a threshold function r = f (d) (where r is the current rotational speed of the indoor fan motor 13 and d is the duty ratio (%)) as shown by a straight line (curve) (4) in FIG. 11 is set. If it is in the region below this, it can be determined that the connected commercial power source is 100V, and if it is in the region above this, it can be determined that the connected commercial power source is 200V or 220V.
[0034]
In step S24, it is determined whether or not the voltage of the connected commercial power supply is normal. If it is determined that the voltage of the connected commercial power supply is not normal, the process proceeds to step S25.
In step S25, a warning message indicating that the power supply is not connected is displayed. It is also possible to display the voltage of the currently connected commercial power supply on the display unit 206 (see FIG. 3).
[0035]
Other Embodiment
(A) The threshold function (4) in FIG. 11 can be a straight line or a second-order or higher-order curve relating to the duty ratio d.
(B) In addition to the threshold function (4) in FIG. 11, it is also possible to set a second threshold function for determining whether the voltage of the commercial power supply is 200V or 220V. Further, when other power supply voltages are conceivable, a threshold function can be set for each of them.
(C) The coordinate data on the threshold function (4) in FIG. 11 can be tabulated and stored in a nonvolatile memory such as a ROM or EEPROM.
(D) Depending on the presence or absence of a load on the indoor fan motor 13, it is considered that there is a fluctuation in the rotational speed even with the same duty ratio. The threshold function can be set in consideration of the fluctuation of the rotation speed based on such load fluctuation.
[0036]
For example, as shown in FIG. 12, when the connected commercial power supply is 200V, the relationship between the rotational speed and the duty ratio is as shown by curves (1) to (3) as the load applied to the indoor fan motor 13 varies. Consider the case of fluctuating. In this case, by selecting a straight line (or a curve) that is not affected by the load variation as the threshold function (4), the indoor fan motor 13 can be accurately connected even when a load is applied. The power supply voltage can be detected.
(E) A similar configuration can be applied to the outdoor unit controller 501 that controls the outdoor fan motor 30 provided in the outdoor air conditioning unit 5. In this case, the voltage of the connected commercial power supply can be detected based on the current rotational speed and duty ratio of the outdoor fan motor 30.
[0037]
However, since the outdoor air conditioning unit 5 is installed outdoors, the load fluctuation due to the influence of wind is large, and the relationship between the rotation speed and the duty ratio may not be accurately derived. Therefore, it is necessary to set a threshold function in consideration of the load fluctuation as described above.
[0038]
【The invention's effect】
In the power supply voltage detection apparatus according to claim 1 of the present invention, it is possible to detect the voltage of the currently connected commercial power supply based on the duty control signal and the rotation speed information currently input to the motor. . When a rotation detection means such as a Hall IC is built in the motor, it is not necessary to separately provide a rotation speed detection means, and the cost can be reduced. In addition, when the duty control means is configured as a functional block in the microcomputer, the microcomputer can be configured to have a function for realizing the power supply voltage detection means, and there is no need to prepare a complicated circuit separately. There is no risk of increasing costs.
[0039]
In the air conditioner according to claim 2 of the present invention, it is possible to detect the voltage of the currently connected commercial power source based on the duty control signal and the rotation speed information currently input to the fan motor, Control of the air conditioner can be performed normally, and failure can be prevented.
In the air conditioner according to claim 3 of the present invention, the voltage of the commercial power supply is detected based on the rotational speed information and the duty control signal of the fan motor for driving the indoor fan installed in the room with little load fluctuation. As a result, the power supply voltage can be accurately detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of an air conditioner.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a refrigerant circuit.
FIG. 3 is a control block diagram.
FIG. 4 is a functional block diagram of a main part.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a circuit configuration example when a high voltage DC motor is used.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a circuit configuration example when an AC motor is used.
FIG. 7 is a voltage waveform diagram showing an example of duty control of an AC motor.
FIG. 8 is a voltage waveform diagram showing an example of duty control of an AC motor.
FIG. 9 is a flowchart of a duty ratio control unit.
FIG. 10 is a flowchart of a power supply voltage detection unit.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation speed and a duty ratio.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation speed and a duty ratio based on load fluctuations.
[Explanation of symbols]
13 Indoor Fan Motor 201 Indoor Unit Control Unit 250 Power Supply Circuit 261 Duty Control Unit 262 Rotational Speed Detection Unit 263 Power Supply Voltage Detection Unit

Claims

A motor that rotates at a rotation speed based on the input power supply voltage and the duty control signal;
A rotational speed detection means for acquiring current rotational speed information of the motor;
A duty control means for determining a duty ratio such that the rotation speed of the motor detected by the rotation detection means becomes a control target value, and outputting a duty control signal based on the duty ratio;
A power supply voltage detection means for detecting a connected power supply voltage based on the duty ratio determined by the duty control means and the rotational speed information acquired by the rotational speed detection means;
A power supply voltage detection device comprising:

An air conditioner comprising a refrigerant circuit in which a refrigerant circulates inside and a fan that generates an air flow for exchanging heat between the refrigerant circulated in the refrigerant circuit,
A fan motor that rotates at a rotational speed based on the input power supply voltage and the duty control signal;
A rotational speed detecting means for acquiring current rotational speed information of the fan motor;
Duty control means for determining a duty ratio so that the rotation speed of the fan motor detected by the rotation detection means becomes a control target value, and outputting a duty control signal based on the duty ratio;
A power supply voltage detection means for detecting a connected power supply voltage based on the duty ratio determined by the duty control means and the rotational speed information acquired by the rotational speed detection means;
Air conditioner equipped with.

The said refrigerant circuit is provided with an indoor heat exchanger and an outdoor heat exchanger, The said fan is an indoor fan for producing | generating the air flow which performs heat exchange between the said indoor heat exchangers. Air conditioner.