JP4899566B2

JP4899566B2 - 空気調和装置の制御装置

Info

Publication number: JP4899566B2
Application number: JP2006081616A
Authority: JP
Inventors: 真一郎野村; 圭一吉坂; 達八木
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2026-03-23
Also published as: JP2007255800A

Description

本発明は、インバータによる回転数制御を行う容量可変の圧縮機を使用した空気調和装置の制御装置に関する。

従来、インバータによる回転数制御を行う容量可変の圧縮機を使用した空気調和装置では、交流電源とインバータとの間に、コンバータと呼ばれる回路が配置されている。このコンバータは、限流抵抗から成る限流回路と、ダイオードから成る整流回路と、リアクタンスと電解コンデンサから成る平滑回路とで構成されており、交流出力を直流に変換する機能を有している。コンバータ内に配置されている電解コンデンサは、インバータに安定した直流電圧を供給するための重要な部品であり、仮に電解コンデンサが過電圧等によって故障した場合、二次故障として、限流抵抗やインバータのパワートランジスタを破壊する可能性が高い。そのような故障を防止するために、電解コンデンサの端子間電圧を検出して故障診断を行う制御装置が広く採用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開平３−２２８２１号公報特開平１１−２１５８８０号公報

しかしながら、従来の制御装置は、電解コンデンサの端子間電圧の異常を診断することはできるが、電解コンデンサを故障させる過電圧から保護する手段については講じられていない。例えば、電解コンデンサへ過電圧が繰返し印加されることを抑制する過電圧保護制御については、何ら考慮されていない。

本発明の課題は、電解コンデンサを過電圧から保護する空気調和装置の制御装置を提供することにある。

第１発明に記載の空気調和装置の制御装置は、コンバータと、電圧検出手段と、マイコンとを備えている。コンバータは、交流電源の出力を直流に変換する。電圧検出手段は、コンバータ内に接続されている電解コンデンサの端子間電圧を検出する。マイコンは、圧縮機の運転時に、電圧検出手段によって検出される電解コンデンサの端子間電圧を監視する。また、マイコンは、電解コンデンサの端子間電圧が、予め設定されている基準値を満足しないときは、異常と判定する。さらに、マイコンは、電解コンデンサの端子間が短絡していないことを見極める制御と、電解コンデンサの端子間電圧が不足しているか否かを判定する制御とを実行して、電解コンデンサの端子間が正常であると判断した後に圧縮機（１１）を起動させる。さらに、マイコンは、第１電圧監視制御と第２電圧監視制御とを行う。第１電圧監視制御とは、圧縮機が起動を開始してから所定時間が経過するまでの間に電解コンデンサの端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数される制御である。第２電圧監視制御とは、所定期間が経過した後に電解コンデンサの端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数されない制御である。

この空気調和装置の制御装置では、再現性が有り且つ圧縮機の起動期間中に検出できる異常電圧に対しては、第１電圧監視制御によって異常の判定と、異常判定の計数を行えば、必要に応じて圧縮機の起動を停止することができる。このため、異常電圧による電解コンデンサの損傷が未然に防止される。

第２発明に記載の空気調和装置の制御装置は、第１発明に記載の空気調和装置の制御装置であって、第１電圧監視制御において、電解コンデンサの端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数されて、もう一度第１電圧監視制御を行うための再試行制御が実行される。また、第２電圧監視制御において、電解コンデンサの端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数されずに、もう一度第２電圧監視制御を行うための再試行制御が実行される。

ここでは、電解コンデンサの端子間に過電圧が印加されるような故障（例えば、圧縮機の地絡）が発生した場合に、圧縮機の再起動の回数が限定されるので、電解コンデンサの端子間に過電圧が長時間印加されることがない。このため、電解コンデンサが過電圧から保護される。

一方、再現性の無い偶発的な異常電圧が発生した場合は、電解コンデンサへのダメージがほとんどないので、第２電圧監視制御によって、圧縮機の停止と再起動を繰り返しても問題はない。

第３発明に記載の空気調和装置の制御装置は、第２発明に記載の空気調和装置の制御装置であって、第１電圧監視制御において、異常判定の回数が予め設定された数値に達した場合は、電解コンデンサの端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定する。

ここでは、誤判定が回避され、異常を確定する信頼性が高くなる。

第４発明に記載の空気調和装置の制御装置は、第３発明に記載の空気調和装置の制御装置であって、第１電圧監視制御において、電解コンデンサの端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合、再試行制御が実行されない。

ここでは、圧縮機の再起動が、必要以上に繰り返されることはなく、電解コンデンサの端子間へ異常電圧が繰り返し印加されることが回避される。このため、電解コンデンサの損傷が防止される。

第５発明に記載の空気調和装置の制御装置は、第３発明に記載の空気調和装置の制御装置であって、遠隔操作装置をさらに備えている。第１電圧監視制御において、電解コンデンサの端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合は、異常表示が行われ、遠隔操作装置によって操作されるまで再試行制御が実行されない。

ここでは、電解コンデンサの端子間電圧の異常原因が解消されるまで圧縮機は起動されない。このため、安全性が高まる。

第６発明に記載の空気調和装置の制御装置は、コンバータと、電圧検出手段と、マイコンを備える。コンバータは、交流電源の出力を直流に変換する。電圧検出手段は、コンバータ内に接続されている電解コンデンサの端子間電圧を検出する。マイコンは、圧縮機の運転時に、電圧検出手段によって検出される電解コンデンサの端子間電圧を監視する。また、マイコンは、電解コンデンサの端子間電圧が予め設定されている基準値を満足しないときは、異常と判定する。さらに、マイコンは、電解コンデンサの端子間が短絡していないことを見極める制御と、電解コンデンサの端子間電圧が不足しているか否かを判定する制御とを実行して、電解コンデンサの端子間が正常であると判断した後に圧縮機を起動させる。さらに、マイコンは、過電圧監視制御と不足電圧監視制御とを行う。過電圧監視制御とは、圧縮機の運転時に電解コンデンサの端子間電圧が予め設定されている基準値の上限を超えた場合には、異常と判定されて異常判定が計数される制御である。不足電圧監視制御とは、圧縮機の運転時に電解コンデンサの端子間電圧が予め設定されている基準値の下限を下回った場合には、異常と判定されて異常判定が計数されない制御である。

この空気調和装置の制御装置では、再現性が有り且つ電解コンデンサを損傷させる可能性の高い過電圧に対しては、過電圧監視制御によって異常の判定と、異常判定の計数を行えば、必要に応じて圧縮機の起動を停止することができる。このため、過電圧による電解コンデンサの損傷が未然に防止される。

第７発明に記載の空気調和装置の制御装置は、第６発明に記載の空気調和装置の制御装置であって、過電圧監視制御において、電解コンデンサの端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数されて、もう一度過電圧監視制御を行うための再試行制御が実行される。また、不足電圧監視制御において、電解コンデンサの端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数されずに、もう一度不足電圧監視制御を行うための再試行制御が実行される。

一方、再現性の無い偶発的な不足電圧が発生した場合は、電解コンデンサへのダメージがほとんどないので、不足電圧監視制御によって、圧縮機の停止と再起動を繰り返しても問題はない。

第８発明に記載の空気調和装置の制御装置は、第７発明に記載の空気調和装置の制御装置であって、過電圧監視制御において、異常判定の回数が予め設定された数値に達した場合は、電解コンデンサの端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定される。

第９発明に記載の空気調和装置の制御装置は、第８発明に記載の空気調和装置の制御装置であって、過電圧監視制御において、電解コンデンサの端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合、再試行制御が実行されない。

ここでは、圧縮機の再起動が、必要以上に繰り返されることはなく、電解コンデンサの端子間へ過電圧が繰り返し印加されることが回避される。このため、電解コンデンサの損傷が防止される。

第１０発明に記載の空気調和装置の制御装置は、第８発明に記載の空気調和装置の制御装置であって、遠隔操作装置をさらに備えている。電解コンデンサの端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合は、異常表示が行われ、遠隔操作装置によって操作されるまで再試行制御が実行されない。

第１発明に係る空気調和装置の制御装置では、電解コンデンサを損傷させる可能性が高く且つ圧縮機の起動期間に検出できる異常電圧に対しては、第１電圧監視制御によって異常の判定を行い、必要に応じて圧縮機の起動を停止する。このため、異常電圧による電解コンデンサの損傷が未然に防止される。

第２発明に係る空気調和装置の制御装置では、電解コンデンサの端子間に過電圧が印加されるような故障が発生した場合に、電解コンデンサの端子間に過電圧が長時間印加されることがない。このため、電解コンデンサが過電圧から保護される。

第３発明に係る空気調和装置の制御装置では、第１電圧監視制御において、異常判定の回数が予め設定された数値に達した場合は、電解コンデンサの端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定される。このため、誤判定が回避され、異常を確定する信頼性が高くなる。

第４発明に係る空気調和装置の制御装置では、圧縮機の再起動が、必要以上に繰り返されることはなく、電解コンデンサの端子間へ異常電圧が繰り返し印加されることが回避される。このため、電解コンデンサの損傷が防止される。

第５発明に係る空気調和装置の制御装置では、電解コンデンサの端子間電圧の異常原因が解消されるまで圧縮機は起動されない。このため、安全性が高まる。

第６発明に係る空気調和装置の制御装置では、再現性が有り且つ電解コンデンサを損傷させる可能性の高い過電圧から、圧縮機を保護することができる。このため、過電圧による電解コンデンサの損傷が未然に防止される。

第７発明に係る空気調和装置の制御装置では、電解コンデンサの端子間に過電圧が印加されるような故障が発生した場合に、電解コンデンサの端子間に過電圧が長時間印加されることがない。このため、過電圧による電解コンデンサの損傷が防止される。

第８発明に係る空気調和装置の制御装置では、過電圧監視制御において、異常判定の回数が予め設定された数値に達した場合は、電解コンデンサの端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定される。ここでは、誤判定が回避され、異常を確定する信頼性が高くなる。

第９発明に係る空気調和装置の制御装置では、圧縮機の再起動が、必要以上に繰り返されることはなく、電解コンデンサの端子間へ過電圧が繰り返し印加されることが回避される。このため、電解コンデンサの損傷が防止される。

第１０発明に係る空気調和装置の制御装置では、電解コンデンサの端子間電圧の異常原因が解消されるまで圧縮機は起動されない。このため、安全性が高まる。

〔第１実施形態〕
＜空気調和装置の構成＞
空気調和装置の構成図を、図１に示す。空気調和装置１は、ビル用のマルチタイプの空気調和装置であって、１つ又は複数の室外ユニット２に対して複数の室内ユニット３が並列に接続され、冷媒が流通できるように、冷媒回路１０が形成されている。制御装置４は、空気調和装置１が効率よく運転されるように、圧縮機１１など各種構成機器を制御する。遠隔操作装置４ａは、手動操作によって制御装置４と信号の送受信を行い、圧縮機１１の起動、停止を行う。

圧縮機１１は、インバータによる回転数制御を行う容量可変のインバータ圧縮機と、オンオフ制御がなされる定容量の定容量圧縮機とが組み合わされて用いられるものが多い。

＜空気調和装置の制御装置＞
図２は、本発明の第１実施形態に係る空気調和装置の制御装置のブロック図であり、図３は、同空気調和装置の制御装置の電気回路図である。図２において、制御装置４は、制御マイコン５と、インバータ制御マイコン（以下、ＩＮＶ制御マイコンと呼ぶ）６を含んでいる。制御マイコン５は、後述の第１リレー５２（図３参照）及び第２リレー８４（図３参照）を操作し、コンバータ８の電解コンデンサ８３（図３参照）を保護する。ＩＮＶ制御マイコン６は、ドライブ回路４１を介してインバータ９を制御する。

図３において、制御装置４では、交流電源の出力を直流に変換するため、交流電源７のＲ相、Ｓ相、及びＴ相が、コンバータ８に接続されている。なお、Ｒ相とＴ相は、第１リレー５２を介してコンバータ８に接続されている。また、第２リレー８４と限流抵抗８５から成る限流回路８ｃが、Ｒ相及びＴ相の第１リレー５２と並列に接続されている。

コンバータ８は、６個のダイオード８１から成る整流回路８ａと、リアクタンス８２と電解コンデンサ８３から成る平滑回路８ｂとで構成されている。インバータ９は、コンバータ８から出力される直流を、任意の周波数の交流に変換し、圧縮機１１のモータに供給する。なお、インバータ９は、ドライブ回路４１によって駆動され、ドライブ回路４１は、ＩＮＶ制御マイコン６によって制御されている。また、ＩＮＶ制御マイコン６は、電圧検出手段４２を介して、電解コンデンサ８３の端子間電圧Ｖｐｎを検出する。

＜限流抵抗の温度上昇抑制制御＞
電源が投入されると、第１リレー５２に先立ち、第２リレー８４がオン動作され、電解コンデンサ８３は、限流抵抗８５によって徐々に充電される。仮に、電解コンデンサ８３が空充電或いは充電不足の状態で第１リレー５２がオン動作されると、電解コンデンサ８３に突入電圧が印加され、電解コンデンサ８３が損傷する可能性がある。このため、第１リレー５２は、電解コンデンサ８３が適度に充電されてからオン動作される。充電時間は、空気調和装置１の機種によって異なるが、本実施形態では４秒間充電される。

図３において、ＰＮ間が短絡、即ち電解コンデンサ８３の端子間が短絡した場合、充電の際に、限流抵抗８５の両端には電源電圧の２００Ｖが印加され、限流抵抗８５が異常発熱し、周辺の部品を損傷させる可能性がある。制御装置４には、早い段階でＰＮ間（電解コンデンサ８４の端子間）の短絡を見極め、限流抵抗８５の異常発熱を未然に防止するため、温度上昇抑制ロジックが予め設定されている。

＜不足電圧検出制御＞
制御装置４は、ＰＮ間に異常がないと判定されると、電解コンデンサ８３への充電を継続する。電解コンデンサ８３への充電が正常に行われた場合、制御装置４は、第１リレー５２をオンさせて、圧縮機１１のモータを起動させることができる。しかし、電解コンデンサ８３への充電が正常に行われていない場合は、第１リレー５２をオンした際に、電解コンデンサ８３に突入電圧が印加され、それが繰り返されると破壊される可能性がある。このため、制御装置４は、第１リレー５２をオンさせる前に、電解コンデンサ８３の端子間電圧Ｖｐｎを検出し、電圧値が不足しているか否かを判定する必要がある。制御装置４には、電解コンデンサ８３の不足電圧検出ロジックが予め設定されている。

＜地絡過電圧保護制御＞
制御装置４は、電解コンデンサ８３の端子間電圧が、限流抵抗の温度上昇抑制制御、不足電圧検出制御において正常であると判断されると、第１リレー５２をオン動作させ、圧縮機１１のモータを起動させる。圧縮機１１は、起動指令を受けてから９０秒以内の起動期間を経て定常運転に入る。電解コンデンサ８３の端子間電圧Ｖｐｎは、常に監視されており、異常電圧が確認されたときは、マイコン５からＩＮＶ制御マイコン６へ運転停止指令が送信され、圧縮機１１が停止する。但し、所定時間待機した後、自動的に停止指令は解除される。したがって、雷などによりサージ電圧で過電圧が検出された場合は、一旦は停止するが、故障ではないので圧縮機１１の再起動が行われる。

ところが、圧縮機１１内のモータ巻線が地絡した場合は、リアクタンス８２からの誘導起電力によって、電解コンデンサ８３の端子間は昇圧され、Ｖｐｎが異常に高くなる。この現象を地絡過電圧と呼ぶ。地絡過電圧は、圧縮機１１の地絡が原因であり、電解コンデンサ８３に致命的なダメージを与える。したがって、電解コンデンサ８３を保護するために、地絡過電圧保護制御ロジックが設定されている。この地絡過電圧保護制御ロジックは、電解コンデンサ８３の端子間電圧にかかった過電圧が、サージ電圧であるのか、地絡過電圧であるのかを判別して、地絡過電圧の場合は、異常表示を行い、圧縮機１１が運転されないようにする制御である。

＜地絡過電圧保護制御ロジック＞
図４は、地絡過電圧保護制御のフローチャートである。制御マイコン５は、第１リレー５２をオンして（Ｓ１０１）、ＩＮＶ制御マイコン６へ起動指令フラグを送信する（Ｓ１０２）。これ以降、第１電圧監視制御と第２電圧監視制御を実行する。

（第１電圧監視制御ロジック）
ＩＮＶ制御マイコン６は、起動指令フラグを受信し（Ｓ１２１）、タイマーを動作させ経過時間ｔ１を計時する（Ｓ１２２）。次に電解コンデンサ８３の端子間電圧Ｖｐｎを検出し、Ｖｐｎが１６０Ｖを超えているか否かの判定を行う（Ｓ１２３）。Ｓ１２３でＹｅｓならば不足電圧ではないので次に進み、Ｖｐｎが３９０Ｖを超えているか否かの判定を行う（Ｓ１２４）。Ｓ１２４でＹｅｓならば過電圧であると判断して次に進み、ｔ１が９０秒以内であるか否かの判定を行う（Ｓ１２５）。Ｓ１２５でＹｅｓならば、圧縮機１１の起動期間中に過電圧を検知したことになるので、地絡過電圧の可能性が高いと判断し、制御マイコン５へ異常フラグと待機要求フラグを送信し（Ｓ１２６）する。

Ｓ１２３でＮｏならば、つまりＶｐｎが１６０Ｖを超えていなかった場合は、不足電圧であると判断してＳ１２５へ回り、ｔ１が９０秒以内であるか否かの判定を行う（Ｓ１２５）。Ｓ１２５でＹｅｓならば、圧縮機１１の起動期間中に不足電圧を検知したことになるので、電解コンデンサ８３の故障の可能性が高いと判断し、制御マイコン５へ異常フラグと待機要求フラグを送信し（Ｓ１２６）する。

したがって、不足電圧、過電圧のどちらを検出しても、Ｓ１２５でｔ１が９０秒以内であれば、Ｓ１２６へ進み、制御マイコン５へ異常フラグと待機要求フラグを送信する。

制御マイコン５は、ＩＮＶ制御マイコン６から送信された異常フラグと待機要求フラグを受信し（Ｓ１０３）、第１リレー５２をオフ動作させて（Ｓ１０４）、異常フラグの受信回数Ｎ１を計数する（Ｓ１０５）。そして、Ｎ１が４未満であるか否かを判定し（Ｓ１０６）、Ｙｅｓならば、タイマーを動作させｔ２を計時する（Ｓ１０７）。そして、ｔ２が１８０秒に達したか否かを判定し（Ｓ１０８）、Ｙｅｓならば、第２リレー８４をオン動作させる。なお、Ｓ１０８で１８０秒の待機を行うのは、電解コンデンサ８３内の電荷を放電させるためである。上述のＳ１０６で判定がＮｏならば、過電圧或いは不足電圧が４回も再現されたことになり、電解コンデンサ８３の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定され、異常表示が行われる。一旦、異常表示が行われると、遠隔操作装置４ａで手動復帰させない限り、圧縮機が再起動されない。ここで、Ｓ１２１からＳ１２６、及びＳ１０３からＳ１０６を第１電圧監視制御と呼び、Ｓ１０７、Ｓ１０８を再試行制御と呼ぶ。

以上のように、本実施形態では、圧縮機１１が起動を開始してから９０秒以内に、過電圧が検出された場合は、圧縮機１１が地絡している可能性が極めて高いと判断され、再試行制御が実行される。そして４回の異常判定があれば、地絡過電圧と判定され、圧縮機の再起動が停止される。

（第２電圧監視制御ロジック）
一方、Ｓ１２５でＮｏ、すなわちｔ１が９０秒を超えていたならば、主電源の電力不足による不足電圧、或いはサージ電圧等による過電圧の可能性が高く、致命的ではない偶発的異常と見なし、制御マイコン５へ異常フラグと待機フラグを送信する（Ｓ１２７）。

したがって、不足電圧、過電圧のどちらを検出しても、Ｓ１２５でｔ１が９０秒を超えていたならば、Ｓ１２７へ進み、制御マイコン５へ異常フラグと待機要求フラグを送信する。

図５は、図４におけるＡ部のフローチャートである。制御マイコン５は、ＩＮＶ制御マイコン６から送信された異常フラグと待機要求フラグを受信し（Ｓ１１１）、第１リレー５２をオフ動作させて（Ｓ１１２）、タイマーを動作させｔ３を計時する（Ｓ１１３）。そして、ｔ３が１８０秒に達したか否かを判定し（Ｓ１１４）、Ｙｅｓならば、第２リレー８４をオン動作させる。ここで、Ｓ１２１からＳ１２５、Ｓ１２７、及びＳ１１１、Ｓ１１２を第２電圧監視制御と呼び、Ｓ１１３、Ｓ１１４を再試行制御と呼ぶ。

以上のように、本実施形態では、圧縮機１１が起動を開始してから９０秒が経過した以降に、過電圧又は不足電圧を検出した場合は、圧縮機１１の地絡ではなく、サージ電圧等の偶発的過電圧、又は主電源の電力不足の可能性が高く、電解コンデンサ８３へのダメージは無いと判断し、異常判定を計数せずに再試行を行う。これを無限リトライと呼び、再現性がない偶発的異常から電解コンデンサ８３を保護している。

なお、制御装置４のマイコン５，６は、第１電圧監視制御、第２電圧監視制御の再試行制御する際には、先ず第２リレー８４をオン動作させて、限流抵抗８５の温度上昇抑制制御と、不足電圧検出制御を経た後に、再度第１リレー５２をオンさせるところから始めている。

＜特徴＞
（１）
この空気調和装置の制御装置では、マイコン５，６は、圧縮機１１の運転時に、電圧検出手段４２によって検出される電解コンデンサ８３の端子間電圧を監視する。また、マイコン５，６は、電解コンデンサ８３の端子間電圧が、予め設定されている基準値を満足しないときは、異常と判定する。さらに、マイコン５，６は、第１電圧監視制御と第２電圧監視制御とを行う。第１電圧監視制御は、圧縮機１１が起動を開始してから所定時間（９０秒）が経過するまでの間に電解コンデンサ８３の端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数される制御である。第２電圧監視制御は、所定期間（９０秒）が経過した後に電解コンデンサ８３の端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数されない制御である。このため、再現性が有り且つ圧縮機の起動期間に検出できる異常電圧に対しては、第１電圧監視制御によって、異常の判定と、異常判定の計数とが行われ、必要に応じて圧縮機の起動が停止されるので、異常電圧による電解コンデンサの損傷が未然に防止される。

（２）
この空気調和装置の制御装置では、第１電圧監視制御において、電解コンデンサ８３の端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数されて、もう一度第１電圧監視制御を行うための再試行制御が実行される。また、第２電圧監視制御において、電解コンデンサ８３の端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数されずに、もう一度第２電圧監視制御を行うための再試行制御が実行される。このため、圧縮機１１の地絡が発生した場合に、電解コンデンサ８３の端子間に過電圧が長時間印加されることがなく、電解コンデンサ８３が過電圧から保護される。一方、再現性の無い偶発的な異常電圧が発生した場合は、電解コンデンサ８３へのダメージがほとんどないので、第２電圧監視制御によって、圧縮機１１の停止と再起動を繰り返しても問題はない。

また、第１電圧監視制御において、異常判定の回数が予め設定された数値に達した場合は、電解コンデンサ８３の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定される。このため、誤判定が回避され、故障を判定する信頼性が高くなる。さらに、電解コンデンサ８３の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合、再試行制御が実行されない。このため、圧縮機１１の再起動が、必要以上に繰り返されることはなく、電解コンデンサの端子間へ異常電圧が繰り返し印加されることが回避されるので、電解コンデンサの損傷が防止される。

（３）
この空気調和装置の制御装置では、遠隔操作装置４ａがさらに備えられている。第１電圧監視制御において、電解コンデンサ８３の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合は、異常表示が行われ、遠隔操作装置４ａによって操作されるまで再試行制御が実行されない。このため、電解コンデンサ８３の端子間電圧の異常原因が解消されるまで圧縮機１１は起動されないので、安全性が高まる。

〔第２実施形態〕
＜異常電圧保護制御＞
次に、本発明の第２実施形態に係る空気調和装置の制御装置について説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態の制御ロジックの一部分を変更したものであるので、ここでは、変更後の制御ロジックのみを説明する。制御装置４のマイコン５，６は、異常電圧保護制御を行う。異常電圧保護制御は、過電圧監視制御と不足電圧監視制御とで構成されている。過電圧監視制御は、電解コンデンサ８３を過電圧によるダメージから保護するために、異常と判定された場合は、異常判定を計数して再試行される。不足電圧監視制御は、電解コンデンサ８３へのダメージがほとんど無いので、異常と判定された場合は、異常判定を計数せずに再試行される。

（過電圧監視制御ロジック）
図６は、異常電圧保護制御のフローチャートである。制御マイコン５は、第１リレー５２をオンして（Ｓ２０１）、ＩＮＶ制御マイコン６へ圧縮機１１の起動指令を送信する（Ｓ２０２）。ＩＮＶ制御マイコン６は、起動指令を受信し（Ｓ２２１）、電解コンデンサ８３の端子間電圧Ｖｐｎを検出し、Ｖｐｎが１６０Ｖを超えているか否かの判定を行う（Ｓ２２２）。Ｓ２２２でＹｅｓならば、不足電圧ではないので次に進み、Ｖｐｎが３９０Ｖを超えているか否かの判定を行う（Ｓ２２３）。Ｓ２２３でＹｅｓならば、電解コンデンサ８３の端子間に過電圧が印加されたと判断して、制御マイコン５へ異常フラグと待機要求フラグを送信する（Ｓ２２４）。

制御マイコン５は、ＩＮＶ制御マイコン６から送信された、異常フラグと待機要求フラグを受信し（Ｓ２０３）、第１リレー５２をオフ動作させて（Ｓ２０４）、異常フラグの受信回数Ｎ２を計数する（Ｓ２０５）。そして、Ｎ２が４未満であるか否かを判定し（Ｓ２０６）、Ｙｅｓならば、タイマーを動作させｔ４を計時する（Ｓ２０７）。そして、ｔ４が１８０に達したか否か判定し（Ｓ２０８）、Ｙｅｓならば、第２リレー８４をオン動作させる。なお、Ｓ２０８で１８０秒の待機を行うのは、電解コンデンサ８３内の電荷を放電させるためである。上述のＳ２０６で判定がＮｏならば、過電圧が４回も再現されたことになり、異常と確定され異常表示が行われる。一旦、異常表示が行われると、遠隔操作装置４ａで手動復帰させない限り、圧縮機が再起動されない。Ｓ２２３、Ｓ２２４、Ｓ２０３からＳ２０６の流れを過電圧監視制御と呼ぶ。また、Ｓ２０７、Ｓ２０８を再試行制御と呼ぶ。

以上のように、制御装置４のマイコン５，６は、第１リレー５２をオンさせて以降、Ｖｐｎが３９０Ｖを越える電圧値を検出したならば、異常と判定して、その異常判定を計数し、１８０秒待機した後、第２リレー８４をオンさせる。そして、限流抵抗８５の温度上昇抑制制御と、不足電圧検出制御を経て、再度第１リレー５２をオンさせる。異常判定が４回繰り返されたとき、圧縮機１１の地絡等による異常と判断し、電解コンデンサ８３を保護するため、異常表示を行い、圧縮機が再起動されないように制御している。

（不足電圧監視制御ロジック）
一方、Ｓ２２２でＮｏならば、不足電圧と判定され、制御マイコン５へ異常フラグと待機要求フラグを送信し（Ｓ２２５）する。図７は、図６におけるＢ部のフローチャートである。図７において、制御マイコン５は、ＩＮＶ制御マイコン６から送信された、異常フラグと待機要求フラグを受信し（Ｓ２１１）、第１リレー５２をオフして（Ｓ２１２）、タイマーを動作させｔ５を計時する（Ｓ２１３）。そして、ｔ５が１８０秒に達したか否かを判定し（Ｓ２１４）、Ｓ２１４でＹｅｓならば、第２リレー８４をオンさせる。図６のＳ２２、Ｓ２２５と、図７のＳ２１１、Ｓ２１２とを不足電圧監視制御と呼ぶ。また、Ｓ２１３、Ｓ２１４を再試行制御と呼ぶ。

以上のように、制御装置４のマイコン５，６は、Ｖｐｎが１６０Ｖ以下の電圧値を検出したならば、異常と判定して、その異常判定を計数せずに、１８０秒待機した後、第２リレー８４をオンさせる。そして、限流抵抗８５の温度上昇抑制制御と、不足電圧検出制御を経て、再度第１リレー５２をオンさせる。この動作が無限に繰り返される。

＜特徴＞
（１）
この空気調和装置１の制御装置４では、マイコン５，６は、圧縮機１１の運転時に、電圧検出手段４２によって検出される電解コンデンサ８３の端子間電圧を監視する。また、マイコン５，６は、電解コンデンサ８３の端子間電圧が予め設定されている基準値を満足しないときは、異常と判定する。さらに、マイコン５，６は、過電圧監視制御と不足電圧監視制御とを行う。過電圧監視制御は、圧縮機１１の運転時に電解コンデンサ８３の端子間電圧が予め設定されている基準値の上限を超えた場合には異常と判定されて異常判定が計数される制御である。不足電圧監視制御とは、圧縮機１１の運転時に電解コンデンサ８３の端子間電圧が予め設定されている基準値の下限を下回った場合には異常と判定されて異常判定が計数されない制御である。このため、再現性が有り且つ電解コンデンサ８３を損傷させる可能性の高い過電圧から保護することができるので、過電圧による電解コンデンサ８３の損傷が未然に防止される。

（２）
この空気調和装置１の制御装置４では、過電圧監視制御において、電解コンデンサ８３の端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数されて、もう一度過電圧監視制御を行うための再試行制御が実行される。また、不足電圧監視制御において、電解コンデンサ８３の端子間電圧が異常と判定された場合は、異常判定が計数されずに、もう一度不足電圧監視制御を行うための再試行制御が実行される。このため、過電圧が発生した場合に、電解コンデンサ８３の端子間に過電圧が長時間印加されることがないので、過電圧による電解コンデンサ８３の損傷が防止される。一方、再現性の無い偶発的な不足電圧が発生した場合は、電解コンデンサ８３へのダメージがほとんどないので、不足電圧監視制御によって、圧縮機の停止と再起動を繰り返しても問題はない。

また、過電圧監視制御において、異常判定の回数が予め設定された数値に達した場合は、電解コンデンサ８３の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定されるので、誤判定が回避され、故障を判定する信頼性が高くなる。さらに、電解コンデンサ８３の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合、再試行制御が実行されない。このため、圧縮機の再起動が、必要以上に繰り返されることはなく、電解コンデンサ８３の端子間へ過電圧が繰り返し印加されることが回避され、電解コンデンサ８３の損傷が防止される。

（３）
この空気調和装置１の制御装置４では、空気調和装置１は、遠隔操作装置４ａがさらに備えられている。マイコン５，６は、電解コンデンサ８３の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合は、異常表示が行われ、遠隔操作装置４ａによって操作されるまで再試行制御が実行されない。このため、電解コンデンサ８３の端子間電圧の異常原因が解消されるまで圧縮機１１は起動されないので、安全性が高まる。

以上のように本発明によれば、交流を直流に変換するコンバータ内の電解コンデンサを過電圧から保護することができるので、空気調和装置の制御装置に有用である。

空気調和装置の構成図。本発明の第１実施形態に係る空気調和装置の制御装置のブロック図。同空気調和装置の制御装置の電気回路図。本発明の第１実施形態で使用される地絡過電圧保護制御のフローチャート。図４におけるＡ部のフローチャート。本発明の第２実施形態で使用される異常電圧保護制御のフローチャート。図６におけるＢ部のフローチャート。

１空気調和装置
４制御装置
４ａ遠隔操作装置
５制御マイコン
６ＩＮＶ制御マイコン
７交流電源
８コンバータ
４２電圧検出装置
８３電解コンデンサ

Claims

交流電源（７）と圧縮機（１１）との間に配置され、前記交流電源（７）の出力を直流に変換するコンバータ（８）と、
前記コンバータ（８）内に配置されている電解コンデンサ（８３）の端子間電圧を検出する電圧検出手段（４２）と、
前記圧縮機（１１）の運転時に、前記電圧検出手段（４２）によって検出される前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧を監視し、前記端子間電圧が予め設定されている基準値を満足しない場合は異常と判定するマイコン（５，６）と、
を備え、
前記マイコン（５，６）は、
前記電解コンデンサ（８３）の端子間が短絡していないことを見極める制御と、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧が不足しているか否かを判定する制御とを実行して、前記電解コンデンサ（８３）の端子間が正常であると判断した後に前記圧縮機（１１）を起動させ、
さらに、前記マイコン（５，６）は、
前記圧縮機（１１）が起動を開始してから所定時間が経過するまでの間に前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧が異常と判定された場合は異常判定が計数される第１電圧監視制御と、前記所定時間が経過した後に前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧が異常と判定された場合は異常判定が計数されない第２電圧監視制御と、を行う、
空気調和装置（１）の制御装置（４）。
前記第１電圧監視制御において、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧が異常と判定された場合は、前記異常判定が計数されて、もう一度前記第１電圧監視制御を行うための再試行制御が実行され、
前記第２電圧監視制御において、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧が異常と判定された場合は、前記異常判定が計数されずに、もう一度前記第２電圧監視制御を行うための再試行制御が実行される、
請求項１に記載の空気調和装置（１）の制御装置（４）。
前記第１電圧監視制御において、前記異常判定の回数が予め設定されている数値に達した場合は、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定される、
請求項２に記載の空気調和装置（１）の制御装置（４）。
前記第１電圧監視制御において、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合、前記再試行制御が実行されない、
請求項３に記載の空気調和装置（１）の制御装置（４）
前記空気調和装置（１）は、遠隔操作装置（４ａ）をさらに備え、
前記第１電圧監視制御において、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合は、異常表示が行われ、前記遠隔操作装置（４ａ）によって操作されるまで前記再試行制御が実行されない、
請求項３に記載の空気調和装置（１）の制御装置（４）。
交流電源（７）と圧縮機（１１）との間に配置され、前記交流電源（７）の出力を直流に変換するコンバータ（８）と、
前記コンバータ（８）内に配置されている電解コンデンサ（８３）の端子間電圧を検出する電圧検出手段（４２）と、
前記圧縮機（１１）の運転時に、前記電圧検出手段（４２）によって検出される前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧を監視し、前記端子間電圧が予め設定されている基準値を満足しない場合は異常と判定するマイコン（５，６）と、
を備え、
前記マイコン（５，６）は、
前記電解コンデンサ（８３）の端子間が短絡していないことを見極める制御と、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧が不足しているか否かを判定する制御とを実行して、前記電解コンデンサ（８３）の端子間が正常であると判断した後に前記圧縮機（１１）を起動させ、
さらに、前記マイコン（５，６）は、
前記圧縮機（１１）の運転時に前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧が予め設定されている基準値の上限を超えた場合には異常と判定されて異常判定が計数される過電圧監視制御と、前記圧縮機（１１）の運転時に前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧が予め設定されている基準値の下限を下回った場合には異常と判定されて異常判定が計数されない不足電圧監視制御と、を行う、
空気調和装置（１）の制御装置（４）。
前記過電圧監視制御において、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧が異常と判定された場合は、前記異常判定が計数されて、もう一度前記過電圧監視制御を行うための再試行制御が実行され、
前記不足電圧監視制御において、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧が異常と判定された場合は、前記異常判定が計数されずに、もう一度前記不足電圧監視制御を行うための再試行制御が実行される、
請求項６に記載の空気調和装置（１）の制御装置（４）。
前記過電圧監視制御において、前記異常判定の回数が予め設定されている数値に達した場合は、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定される、
請求項７に記載の空気調和装置（１）の制御装置（４）。
前記過電圧監視制御において、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合、前記再試行制御が実行されない、
請求項８に記載の空気調和装置（１）の制御装置（４）
前記空気調和装置（１）は、遠隔操作装置（４ａ）をさらに備え、
前記過電圧監視制御において、前記電解コンデンサ（８３）の端子間電圧の異常を引き起こす故障があると判定された場合は、異常表示が行われ、前記遠隔操作装置（４ａ）によって操作されるまで前記再試行制御が実行されない、
請求項８に記載の空気調和装置（１）の制御装置（４）。