JP4926145B2 - 交流直流変換装置、圧縮機駆動装置、空気調和機及び異常検知装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1の交流直流変換装置の構成を示すブロック図である。
図1に示した交流直流変換装置1は、交流電源2からの交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ3と、交流電源2とコンバータ3との間に直列に接続されたリアクタ4と、リアクタ4の振動を計測する振動計測手段5(例えば加速度センサ)と、制御手段6とを備えている。
コンバータ3は、交流電源2からの交流電圧を直流にし、電源力率の改善、高調波の低減、直流電圧の制御を行うもので、短絡経路形成用のスイッチ手段20と、交流を直流に整流する整流器21と、直流電圧用の電源を作成する平滑コンデンサ22とを備えている。このコンバータ3は、スイッチ手段20をオンオフ制御し、電源電流の導通期間を拡大し、力率改善と高調波低減とを共に図るものである。なお、スイッチ手段20は、動作信号生成部13に接続されており動作信号生成部13からの信号によってオンオフ制御される。
交流直流変換装置1は、交流電源2から出力された交流をコンバータ3の整流器21により直流に整流し、更にコンバータ3内の平滑コンデンサ22で平滑して直流電圧を生成する。直流電圧は、直流負荷7の電源として用いられる。振動計測手段5はリアクタ4の振動を計測しており、計測結果を振動取得手段10に送る。振動取得手段10は、振動計測手段5からの振動計測結果に対して周波数解析等を実施して振動データ(周波数スペクトル)を取得し、異常検知手段11へ送る。異常検知手段11は周波数スペクトルに基づいて経年劣化や故障(以下、これらをまとめて単に「異常」という)の発生の有無を判断し、異常があると判断した場合、異常報知手段12に異常信号を送る。異常報知手段12は、異常信号を受信した場合、異常を知らせる報知を出力する。
なお、回路が短絡した場合などは振動が小さくなる方向に動作することもあるため、ピーク値やオーバーオール値が著しく上昇した場合だけでなく、著しく下がった場合も異常と判断するようにしている。
実施の形態2は、実施の形態1の交流直流変換装置を適用した空気調和機に関するものである。
空気調和機100は、圧縮機101、室内熱交換器102、室内膨張弁103及び室外熱交換器104を備え、これらを順次連結して冷媒を循環させる冷凍サイクルを形成している。圧縮機101は、内部に永久磁石電動機101aを備え、永久磁石電動機101aの回転に応じて冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う。永久磁石電動機101aは、実施の形態1の交流直流変換装置1と、交流直流変換装置1で変換された直流を交流に変換するインバータ105とを備えた圧縮機駆動装置106により駆動される。
図6は、本発明の実施の形態3の異常検知装置の構成例を示すブロック図である。図6において図1と同一部分には同一符号を付す。
実施の形態3の異常検知装置200は、実施の形態1の交流直流変換装置1において異常検出に係る処理を行っていた処理部分を、交流直流変換装置1から独立させて異常検知装置200として構成したものである。
Claims (11)
- 交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
前記交流電源と前記コンバータとの間に直列に接続されたリアクタと、
該リアクタの振動を計測する振動計測手段と、
該振動計測手段で計測した振動を周波数解析して周波数スペクトルを取得する振動取得手段と、
前記振動取得手段で取得した前記周波数スペクトルに基づいて前記リアクタ又は前記コンバータの異常を検知する異常検知手段と、
を備え、
前記異常検知手段は、正常動作時の周波数スペクトルのピーク値に対応する周波数を中心として前後に下限値及び上限値を設定し、前記振動取得手段で取得した周波数スペクトルのピーク値に対応する周波数が、前記下限値及び前記上限値で特定される周波数範囲を外れた場合に異常と検知するものであり、
前記正常動作時の前記下限値及び前記上限値は、本装置を実際に動作させて得られたものであることを特徴とする交流直流変換装置。 - 交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
前記交流電源と前記コンバータとの間に直列に接続されたリアクタと、
該リアクタの振動を計測する振動計測手段と、
該振動計測手段で計測した振動を周波数解析して周波数スペクトルを取得する振動取得手段と、
前記振動取得手段で取得した前記周波数スペクトルに基づいて前記リアクタ又は前記コンバータの異常を検知する異常検知手段と、
を備え、
前記コンバータは、前記交流電源を前記リアクタを介して短絡するスイッチ手段を有し、
前記異常検知手段は、前記周波数スペクトルにおける、前記スイッチ手段のスイッチング周波数の整数倍の各周波数成分のうち、少なくとも1つの周波数成分に基づいて異常を検知するものであり、正常動作時の前記少なくとも1つの周波数成分の周波数を中心として前後に下限値及び上限値を設定し、前記周波数スペクトルの前記少なくとも1つの周波数成分の周波数が前記下限値及び前記上限値で特定される周波数範囲を外れた場合に、異常と検知するものであり、
前記正常動作時の前記下限値及び前記上限値は、本装置を実際に動作させて得られたものであることを特徴とする交流直流変換装置。 - 前記異常検知手段で異常が検知された場合に、異常を報知する異常報知手段を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の交流直流変換装置。
- 前記異常検知手段で異常が検知された場合に、前記コンバータに、該コンバータの動作を停止させる動作停止命令を出力するコンバータ動作停止手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の交流直流変換装置。
- 前記異常検知手段で異常が検知された場合に、前記コンバータに接続される直流負荷に、該直流負荷の動作を停止させる動作停止命令を出力する直流負荷動作停止手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の交流直流変換装置。
- 前記コンバータと該コンバータに接続される直流負荷との間に設けられ、前記直流負荷への電源供給路を開閉する開閉手段と、前記異常検知手段で異常が検知された場合に、前記直流負荷への電源供給路を断つ命令を前記開閉手段に出力する手段とを備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の交流直流変換装置。
- 請求項1乃至請求項6の何れかに記載の交流直流変換装置と、該交流直流変換装置で変換された直流を交流に変換して圧縮機駆動電動機に供給するインバータとを備えたことを特徴とする圧縮機駆動装置。
- 請求項7記載の圧縮機駆動装置と、該圧縮機駆動装置により駆動される圧縮機とを備えたことを特徴とする空気調和機。
- 交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、前記交流電源と前記コンバータとの間に直列に接続されたリアクタとを有する交流直流変換装置における前記リアクタの振動を検出する振動計測手段と、
該振動計測手段で計測した振動を周波数解析して周波数スペクトルを取得する振動取得手段と、
前記振動取得手段で取得した前記周波数スペクトルを用いて、前記リアクタ又は前記コンバータの異常を検知する異常検知手段とを備え、
前記異常検知手段は、正常動作時の周波数スペクトルのピーク値に対応する周波数を中心として前後に下限値及び上限値を設定し、前記振動取得手段で取得した周波数スペクトルのピーク値に対応する周波数が、前記下限値及び前記上限値で特定される周波数範囲を外れた場合に異常と検知するものであり、
前記正常動作時の前記下限値及び前記上限値は、交流直流変換装置を実際に動作させて得られたものであることを特徴とする異常検知装置。 - 交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、前記交流電源と前記コンバータとの間に直列に接続されたリアクタとを有する交流直流変換装置における前記リアクタの振動を検出する振動計測手段と、
該振動計測手段で計測した振動を周波数解析して周波数スペクトルを取得する振動取得手段と、
前記振動取得手段で取得した前記周波数スペクトルを用いて、前記リアクタ又は前記コンバータの異常を検知する異常検知手段とを備え、
前記コンバータは、前記交流電源を前記リアクタを介して短絡するスイッチ手段を有し、
前記異常検知手段は、前記周波数スペクトルにおける、前記スイッチ手段のスイッチング周波数の整数倍の各周波数成分のうち、少なくとも1つの周波数成分に基づいて異常を検知するものであり、正常動作時の前記少なくとも1つの周波数成分の周波数を中心として前後に下限値及び上限値を設定し、前記周波数スペクトルの前記少なくとも1つの周波数成分の周波数が前記下限値及び前記上限値で特定される周波数範囲を外れた場合に、異常と検知するものであり、
前記正常動作時の前記下限値及び前記上限値は、前記交流直流変換装置を実際に動作させて得られたものであることを特徴とする異常検知装置。 - 前記異常検知手段で異常が検知された場合に、異常を報知する異常報知手段を備えたことを特徴とする請求項9又は請求項10記載の異常検知装置。
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