JP6173488B2 - Inverter device and air conditioner using inverter device - Google Patents
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Description
本発明は、インバータ装置及びインバータ装置を用いた空気調和機に関する。 The present invention relates to an inverter device and an air conditioner using the inverter device.
従来の空気調和機は、インバータ装置を備え、インバータ装置の運転で圧縮機等を可変速制御している(例えば、特許文献1参照)。 A conventional air conditioner includes an inverter device, and performs variable speed control of a compressor or the like by operation of the inverter device (see, for example, Patent Document 1).
しかし、インバータ装置が運転中に急停止すると、直流リアクトルに蓄積された磁気エネルギーによりサージ電圧が発生し、スイッチング素子が破損するという問題点があった。 However, if the inverter device stops suddenly during operation, there is a problem that a surge voltage is generated by the magnetic energy accumulated in the DC reactor, and the switching element is damaged.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、インバータ装置の急停止にて発生する、直流リアクトルに蓄積された磁気エネルギーによりスイッチング素子が破損するのを防ぐことができるインバータ装置及びインバータ装置を用いた空気調和機を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can prevent the switching element from being damaged by the magnetic energy accumulated in the DC reactor, which is generated when the inverter device is suddenly stopped. An object of the present invention is to provide an inverter device and an air conditioner using the inverter device.
本発明に係るインバータ装置は、整流器と、前記整流器の陽極側と接続され、前記整流器の直流電流を平滑する直流リアクトルと、前記直流リアクトルの出力側と、前記整流器の陰極側との間に接続され、前記整流器の直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に設けられ、前記平滑コンデンサへの突入電流を防止する突入電流防止回路と、前記平滑コンデンサで平滑された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、前記突入電流防止回路と、前記インバータと、を制御するインバータ基板と、前記突入電流防止回路にかかる第1電圧を検知する第1電圧検知手段と、前記インバータにかかる第2電圧を検知する第2電圧検知手段と、を備え、前記突入電流防止回路は、前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に接続され、1つ又は複数のリレーと、前記1つ又は複数のリレーと並列に接続された突入電流防止抵抗と、を備え、前記1つ又は複数のリレーのうち、複数のリレーのそれぞれは並列に接続され、前記インバータ基板は、前記第2電圧が直流電圧異常レベルまで低下した場合に、前記インバータを減速させて停止させる減速制御部と、前記減速制御部による減速制御によって前記インバータが停止するまで、前記1つ又は複数のリレーのうち、少なくとも1つのリレーを閉状態とするリレー制御部と、を有し、前記減速制御部は、前記第1電圧がリレー故障判定電圧レベルまで上昇した場合、前記インバータを減速させて停止させるものである。 The inverter device according to the present invention is connected between a rectifier and a DC reactor connected to the anode side of the rectifier and smoothing a DC current of the rectifier, an output side of the DC reactor, and a cathode side of the rectifier A smoothing capacitor for smoothing the DC voltage of the rectifier, the DC reactor, and the smoothing capacitor, and an inrush current preventing circuit for preventing an inrush current to the smoothing capacitor; and the smoothing capacitor for smoothing. An inverter for converting the DC voltage into an AC voltage, the inrush current prevention circuit, the inverter board for controlling the inverter, and a first voltage detecting means for detecting a first voltage applied to the inrush current prevention circuit; , and a second voltage detecting means for detecting a second voltage applied to the inverter, the inrush current prevention circuit, the DC REACT And one or more relays connected to the smoothing capacitor, and an inrush current preventing resistor connected in parallel with the one or more relays, the one or more relays Among them, each of the plurality of relays is connected in parallel, and when the second voltage drops to a DC voltage abnormal level, the inverter board decelerates and stops the inverter, and the deceleration control unit until the inverter is stopped by the deceleration control by, among the one or more relays, the at least one relay possess a relay controller which closed, and the deceleration control unit, the first voltage When the voltage rises to the relay failure determination voltage level, the inverter is decelerated and stopped .
本発明は、インバータの急停止時に発生する、直流リアクトルに蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサに流入させる経路を形成することで、磁気エネルギーにより発生するサージ電圧を抑制し、スイッチング素子の破損を防ぐことができるという効果を有する。 The present invention suppresses surge voltage generated by magnetic energy and prevents damage to the switching element by forming a path for flowing the magnetic energy accumulated in the DC reactor into the smoothing capacitor that is generated when the inverter is suddenly stopped. It has the effect of being able to.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明の実施の形態の動作を行うプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列に行われる処理であるが、必ずしも時系列に処理されなくても、並列的又は個別に実行される処理をも含んでもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the step of describing the program for performing the operation of the embodiment of the present invention is a process performed in time series in the order described, but it is not always necessary to process in time series. The processing executed may be included.
また、本実施の形態で説明される各機能をハードウェアで実現するか、ソフトウェアで実現するかは問わない。つまり、本実施の形態で説明される各ブロック図は、ハードウェアのブロック図と考えても、ソフトウェアの機能ブロック図と考えてもよい。例えば、各ブロック図は、回路デバイス等のハードウェアで実現されてもよく、図示しないプロセッサ等の演算装置上で実行されるソフトウェアで実現されてもよい。 It does not matter whether each function described in the present embodiment is realized by hardware or software. That is, each block diagram described in this embodiment may be considered as a hardware block diagram or a software functional block diagram. For example, each block diagram may be realized by hardware such as a circuit device, or may be realized by software executed on an arithmetic device such as a processor (not shown).
また、本実施の形態で説明されるブロック図の各ブロックは、その機能が実施されればよく、それらの各ブロックで構成が分離されなくてもよい。なお、本実施の形態1〜6のそれぞれにおいて、特に記述しない項目については実施の形態1〜6と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、本実施の形態1〜6のそれぞれは、単独で実施されてもよく、組み合わされて実施されてもよい。いずれの場合においても、下記で説明する有利な効果を奏することとなる。また、本実施の形態で説明する各種具体的な設定例は一例を示すだけであり、特にこれらに限定されない。
In addition, each block in the block diagram described in this embodiment only needs to perform its function, and the configuration may not be separated by each block. In each of the first to sixth embodiments, items that are not particularly described are the same as those in the first to sixth embodiments, and the same functions and configurations are described using the same reference numerals. In addition, each of
実施の形態1.
(実施の形態1の構成)
図1は、本発明の実施の形態1におけるインバータ装置1の電気的構成の一例を示す図である。図1に示すように、インバータ装置1は、商用電源3からの電力の供給と電力の遮断とを制御する開閉器5と、モータ7と、の間に設けられ、商用電源3の電力をモータ7に応じた電力に変換して供給するものである。インバータ装置1は、詳細については後述するが、インバータ19の主要部品である半導体素子等で構成されるスイッチング素子87の耐圧破壊を防止するものである。例えば、インバータ装置1は、大きく3つの部分に構成され、1つめが整流回路部、2つめが平滑回路部、3つめがインバータ回路部となっており、そのうち、2つめの平滑回路部の動作又は3つめのインバータ回路部の動作でインバータ回路部のスイッチング素子87の耐圧破壊を防止する。(Configuration of Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing an example of an electrical configuration of an
インバータ装置1は、例えば、主な回路要素として、整流器11、直流リアクトル13、突入電流防止回路15、平滑コンデンサ17、及びインバータ19を備え、整流回路部が整流器11で構成され、平滑回路部が直流リアクトル13、突入電流防止回路15、及び平滑コンデンサ17で構成され、インバータ回路部がインバータ19で構成されている。インバータ装置1は、例えば、検知手段として、第1電圧検知手段31及び第2電圧検知手段33を備えている。インバータ装置1は、例えば、制御主体として、制御基板43及びインバータ基板45を備えている。
For example, the
ここで、第1電圧検知手段31は、突入電流防止回路15にかかる電圧を検知し、検知結果をインバータ基板45に供給する接続構成となっている。また、第2電圧検知手段33は、インバータ19にかかる電圧を検知し、検知結果をインバータ基板45に供給する接続構成となっている。
Here, the first voltage detection means 31 has a connection configuration that detects the voltage applied to the inrush
なお、インバータ19は、例えば、後述するようにスイッチング素子87を備えているが、それぞれのスイッチング素子87には、図示しない帰還ダイオードが設けられていてもよい。例えば、インバータ19が矩形波の電圧を出力する電圧型のものであれば、スイッチング素子87と並列に帰還ダイオードが設けられていてもよい。また、例えば、インバータ19が矩形波の電流を出力する電流型のものであれば、スイッチング素子87と直列に帰還ダイオードが設けられていてもよい。
The
整流回路部は、交流を直流に変換する。整流回路部の構成要素である整流器11は、例えば、3相フルブリッジ整流回路で構成され、商用電源3から開閉器5を経由して供給される3相交流電源から3相全波整流波形を形成する。なお、上記の説明では、整流回路部の一例として3相全波整流波形を形成する整流器11について説明したが、特にこれに限定されない。例えば、整流器11に供給される電源が単相交流電源であれば、整流器11は、単相全波整流波形を形成する回路構成であってもよい。つまり、整流回路部は、交流を直流に変換する回路構成であれば、特に限定されない。
The rectifier circuit unit converts alternating current into direct current. The rectifier 11 that is a constituent element of the rectifier circuit unit is configured by, for example, a three-phase full-bridge rectifier circuit, and generates a three-phase full-wave rectified waveform from a three-phase AC power source that is supplied from the
平滑回路部は、例えば、整流回路部から出力された3相全波整流波形を平滑化する。平滑回路部のうち、直流リアクトル13は、整流器11の陽極側に接続され、整流回路部から出力される直流電流を平滑化する。平滑回路部のうち、突入電流防止回路15及び平滑コンデンサ17は、直流リアクトル13の出力側と、整流器11の陰極側との間に接続されている。平滑回路部のうち、平滑コンデンサ17は、有極性であって、平滑コンデンサ17の陽極側が、突入電流防止回路15に接続され、平滑コンデンサ17の陰極側が、整流器11の陰極側に接続され、直流電圧を平滑化する。
For example, the smoothing circuit unit smoothes the three-phase full-wave rectified waveform output from the rectifying circuit unit. Among the smoothing circuit units, the
平滑回路部のうち、突入電流防止回路15は、直流リアクトル13と、平滑コンデンサ17との間に設けられている。突入電流防止回路15は、第1リレー27、第2リレー23、及び突入電流防止抵抗25で構成され、平滑コンデンサ17の充放電電流が流れる経路上に配置されている。このような構成で、突入電流防止回路15は、電源投入時等に平滑コンデンサ17へと流れる突入電流を抑制すると共に、インバータ19の運転中に異常状態が生じた場合にインバータ回路部への過電圧の印加を防止する。
Of the smoothing circuit unit, the inrush
具体的には、突入電流防止回路15は、例えば、第1リレー27と、第2リレー23と、突入電流防止抵抗25とが並列に接続されて構成されている。突入電流防止回路15は、詳細については後述するが、インバータ19の運転中、突入電流防止抵抗25と並列に接続されている第1リレー27及び第2リレー23の何れか一方が閉じられることで、低インピーダンスの閉回路が形成されるため、インバータ19に過電圧が印加されることがない。
Specifically, the inrush
なお、第1リレー27及び第2リレー23の両方が制御不能な状態であったとしても、詳細について後述するインバータ基板45がインバータ19を減速制御することで、直流リアクトル13からインバータ19へ供給される磁気エネルギーを消費させるため、インバータ19に含まれるスイッチング素子87の耐圧破壊が防止される。
Even if both the
つまり、インバータ装置1は、突入電流防止回路15に含まれる第1リレー27の開閉状態の制御、及び突入電流防止回路15に含まれる第2リレー23の開閉状態の制御、の少なくとも一方で、直流リアクトル13に蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサ17に流入させる経路を形成する。また、インバータ装置1は、インバータ19の減速制御で、直流リアクトル13に蓄積された磁気エネルギーを消費させる負荷を形成する。
That is, the
インバータ回路部は、平滑回路部から出力される平滑化された直流電源が供給され、供給された直流電源を交流電源に変換し、モータ7を駆動させる。モータ7は、インバータ19の負荷であって、例えば、後述する空気調和機110の圧縮機131、室内ファン143、又は室外ファン141等の駆動源となる。つまり、インバータ回路部は、直流電源を交流電源に変換する回路構成であり、交流電源及びその周波数を任意に変更させ、モータ7を可変速制御する。
The inverter circuit unit is supplied with the smoothed DC power output from the smoothing circuit unit, converts the supplied DC power into AC power, and drives the
制御基板43は、例えば、後述する室外機111の電気品箱9に設けられ、後述する空気調和機110を制御する。後述する室外機111の電気品箱9には、インバータ基板45も設けられている。制御基板43と、インバータ基板45との間で、基板間相互通信情報が送受信される。制御基板43は、後述する空気調和機110を制御する際、例えば、インバータ基板45を制御する。インバータ基板45は、インバータ19を制御する。つまり、制御基板43は、インバータ基板45を介して、インバータ19を制御する。
The
具体的には、制御基板43は、例えば、第1制御信号で第1リレー27の開閉状態を制御する。インバータ基板45は、例えば、第2制御信号で第2リレー23の開閉状態を制御する。インバータ基板45は、例えば、インバータ駆動信号でインバータ19の駆動を制御する。
Specifically, for example, the
ここで、インバータ基板45は、2つの電圧情報が入力される構成となっている。具体的には、突入電流防止抵抗25、第1リレー27、及び第2リレー23の両端電圧に関する電圧情報と、インバータ19に入力される直流電源の電圧に関する電圧情報と、が入力される。このうち、1つめの突入電流防止抵抗25、第1リレー27、及び第2リレー23の両端電圧は、第1電圧検知手段31の検知結果である。第1電圧検知手段31の検知結果は、第1電圧情報としてインバータ基板45に入力される。また、2つめのインバータ19に入力される直流電源の電圧は、第2電圧検知手段33の検知結果である。第2電圧検知手段33の検知結果は、第2電圧情報としてインバータ基板45に入力される。インバータ基板45は、このような2つの電圧情報に基づいて、第2リレー23の開閉状態の制御と、インバータ19の減速制御とを行う。
Here, the
図2は、本発明の実施の形態1におけるインバータ基板45の機能的構成の一例を示す図である。インバータ基板45は、例えば、異常判定部51、減速制御部53、リレー制御部55、及びインバータ制御部57等を備えている。異常判定部51は、第1電圧情報と、第2電圧情報と、に基づいて、インバータ装置1の異常状態を判定する。異常判定部51は、例えば、リレー故障判定部71と、直流電圧異常判定部73と、を備えている。ここで、リレー故障判定電圧レベルとは、第1リレー27又は第2リレー23が故障したと想定される閾値であり、直流電圧異常レベルとは、停電等に起因して電源電圧が低下することでインバータ19が急停止すると想定される閾値である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a functional configuration of the
具体的には、インバータ19が急停止した結果、直流リアクトル13で磁気エネルギーが発生して直流電圧が急上昇すると想定されるため、磁気エネルギーを消費させる負荷を形成する必要がある。詳細については後述するが、インバータ装置1は、第2リレー23を閉じることで磁気エネルギーを平滑コンデンサ17で消費させたり、インバータ19を減速制御することで磁気エネルギーをインバータ19及びモータ7で消費させたりする。つまり、直流リアクトル13で発生した磁気エネルギーは、平滑コンデンサ17で電気エネルギー及び熱エネルギーに変換され、インバータ19で電気エネルギー及び熱エネルギーに変換され、モータ7で運動エネルギーに変換される。
Specifically, as a result of the sudden stop of the
リレー故障判定部71は、第1電圧情報がリレー故障判定電圧レベルに達する場合、インバータ装置1が異常状態であると判定し、判定結果を、リレー制御部55、インバータ制御部57、及び減速制御部53に供給する。直流電圧異常判定部73は、第2電圧情報が直流電圧異常レベルに達する場合、インバータ装置1が異常状態であると判定し、判定結果を、リレー制御部55、インバータ制御部57、及び減速制御部53に供給する。
When the first voltage information reaches the relay failure determination voltage level, the relay failure determination unit 71 determines that the
減速制御部53は、インバータ装置1が異常状態である場合、例えば、インバータ19を減速制御させるための各種情報をインバータ19に供給する。減速制御部53は、例えば、稼働時回転数取得部75と、減速時回転数取得部77と、減速時間演算部79と、を備えている。
When the
稼働時回転数取得部75は、インバータ19で駆動制御されているモータ7の稼働時の回転数を取得する。ここで、モータ7の稼働時の回転数は、インバータ19の負荷の実回転数であって、例えば、図示しないロータリーエンコーダで検知されたパルス数に応じて算出されるものである。減速時回転数取得部77は、インバータ19でモータ7を減速させるようなインバータ19の減速制御時のモータ7の回転数を取得する。ここで、減速制御時のモータ7の回転数は、インバータ19の負荷の減速用回転数であって、予め設定されていてもよく、その都度求められるものであってもよい。なお、モータ7の稼働時の回転数は、図示しないホール素子で求められてもよい。
The operating
減速時間演算部79は、稼働時の回転数と、減速時の回転数とに基づいて、減速に要する減速時間を求める。減速制御部53は、減速時間をインバータ19に供給する。例えば、稼働時の回転数が100rps(rotations per second)であって、減速時の回転数が10rpsであれば、10(s)が減速時間となる。
The deceleration
リレー制御部55は、判定結果に基づいて、突入電流防止回路15に含まれる第2リレー23を制御する。インバータ制御部57は、判定結果に基づいたインバータ駆動信号をインバータ19に供給する。ここで、例えば、Hiレベルのインバータ駆動信号がインバータ19が駆動する出力状態と設定され、Loレベルのインバータ駆動信号がインバータ19が停止する遮断状態と設定されていると想定する。このような想定の場合、インバータ装置1が異常状態であれば、インバータ制御部57は、Loレベルのインバータ駆動信号をインバータ19に供給する。
The
インバータ19は、インバータ駆動信号判定部83、ゲート制御部85、スイッチング素子87等を備えている。インバータ駆動信号判定部83は、インバータ駆動信号に応じてゲート制御部85を制御することで、スイッチング素子87の動作を制御する。Loレベルのインバータ駆動信号がインバータ装置1の異常状態と想定された場合、インバータ駆動信号判定部83にLoレベルのインバータ駆動信号が供給されれば、インバータ駆動信号判定部83は、インバータ19の減速制御を選択し、ゲート制御部85にモータ7を減速させる信号を生成させる。この結果、スイッチング素子87は、ゲート制御部85で生成された信号に応じた動作を行う。
The
例えば、ゲート制御部85は、スイッチング素子87のゲートドライブ回路(図示せず)を制御することで、スイッチング素子87のON状態及びOFF状態を制御する。具体的には、ゲート制御部85は、スイッチング素子87のON状態の間隔と、スイッチング素子87のOFF状態の間隔と、の比であるデューティ比を制御してPWM信号を生成する。つまり、インバータ19は、ゲート制御部85でスイッチング素子87からPWM信号を出力させ、PWM信号でモータ7をPWM制御する。モータ7は、PWM信号で回転磁界を発生し、モータ7に設けられた図示しないシャフトを回転させ、各種機器の駆動源となる。モータ7は、例えば、ブラシレス直流モータである。
For example, the gate control unit 85 controls the ON state and the OFF state of the switching element 87 by controlling a gate drive circuit (not shown) of the switching element 87. Specifically, the gate control unit 85 generates a PWM signal by controlling a duty ratio that is a ratio between the ON state interval of the switching element 87 and the OFF state interval of the switching element 87. That is, the
ここで、ゲート制御部85は、減速時の回転数で減速時間までにモータ7を減速させるように、スイッチング素子87のON状態の間隔と、スイッチング素子87のOFF状態の間隔と、の比であるデューティ比を制御し、時間の経過と共にスイッチング素子87のOFF状態の間隔を増やしていくPWM信号を生成することでインバータ19の減速制御を行い、モータ7等の負荷を減速させ、モータ7等の負荷を減速時間までに停止させる。
Here, the gate control unit 85 has a ratio between the ON state interval of the switching element 87 and the OFF state interval of the switching element 87 so as to decelerate the
スイッチング素子87は、例えば、IGBTで構成されるが特にこれに限定されない。例えば、スイッチング素子87は、ワイドバンドギャップ半導体で構成されてもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、スイッチング素子87を小型化させることができる。また、ワイドバンドギャップ半導体は、耐熱性も高いため、ヒートシンクの放熱フィン(図示せず)を小型化させることができ、水冷部(図示せず)の空冷化が実現できるので、スイッチング素子87を含むインバータ19を一層小型化させることができる。さらに、ワイドバンドギャップ半導体は、電力損失が低いことから、スイッチング素子87を高効率で実現させることができ、インバータ19を高効率で実現させることができる。
Although the switching element 87 is comprised by IGBT, for example, it is not limited to this in particular. For example, the switching element 87 may be composed of a wide band gap semiconductor. Since the wide band gap semiconductor has high voltage resistance and high allowable current density, the switching element 87 can be downsized. Further, since the wide band gap semiconductor has high heat resistance, the heat dissipating fins (not shown) of the heat sink can be reduced in size, and the air cooling of the water cooling part (not shown) can be realized. The
なお、上記の説明では、減速制御部53が減速時間を演算し、演算結果をインバータ19に供給する一例について説明したが、特にこれに限定されない。例えば、インバータ制御部57は、インバータ19を減速制御させる動作を含むインバータ駆動信号をインバータ19に供給してもよい。要するに、インバータ基板45は、インバータ装置1が異常状態である場合、インバータ19を減速制御できる構成であればよい。
In the above description, an example in which the
(実施の形態1の動作)
図3は、本発明の実施の形態1におけるインバータ装置1の制御例を説明するフローチャートである。図3では、インバータ装置1の制御例として、第1電圧検知手段31の制御例をステップS11及びステップS12で説明し、第2電圧検知手段33の制御例をステップS21及びステップS22で説明し、インバータ基板45の制御例をステップS31〜ステップS39で説明し、インバータ19の制御例をステップS51〜ステップS53で説明する。(Operation of Embodiment 1)
FIG. 3 is a flowchart illustrating a control example of
なお、処理の前提として、後述するフラグのデフォルト値は0が設定されていると想定する。ここで、フラグとは、フラグが1の場合に第2電圧情報に基づいた処理に分岐させる識別子であって、特に下記の例に限定されない。また、処理の前提として、インバータ19が運転中であって、第1リレー27及び第2リレー23が故障していなければ、第1リレー27及び第2リレー23は短絡状態が保持されていると想定する。
As a premise of processing, it is assumed that a default value of a flag described later is set to 0. Here, the flag is an identifier that branches to processing based on the second voltage information when the flag is 1, and is not particularly limited to the following example. Further, as a premise of the processing, if the
(第1電圧検知手段制御処理)
(ステップS11)
第1電圧検知手段31は、第1電圧を検知する。(First voltage detection means control process)
(Step S11)
The first voltage detector 31 detects the first voltage.
(ステップS12)
第1電圧検知手段31は、検知結果を第1電圧情報として出力する。(Step S12)
The first voltage detection means 31 outputs the detection result as first voltage information.
(第2電圧検知手段制御処理)
(ステップS21)
第2電圧検知手段33は、第2電圧を検知する。(Second voltage detection means control process)
(Step S21)
The second voltage detection means 33 detects the second voltage.
(ステップS22)
第2電圧検知手段33は、検知結果を第2電圧情報として出力する。(Step S22)
The
(インバータ基板制御処理)
(ステップS31)
インバータ基板45は、電圧情報の種類を識別する。インバータ基板45は、電圧情報の種類が第1電圧情報である場合、ステップS32に進む。一方、インバータ基板45は、電圧情報の種類が第2電圧情報である場合、ステップS33に進む。(Inverter board control processing)
(Step S31)
The
(ステップS32)
インバータ基板45は、第1電圧情報がリレー故障判定電圧レベルに達した場合、ステップS35に進む。一方、インバータ基板45は、第1電圧情報がリレー故障判定電圧レベルに達しない場合、ステップS31に戻る。(Step S32)
When the first voltage information reaches the relay failure determination voltage level, the
ここで、第1電圧情報がリレー故障判定電圧レベルに達するとは、第1リレー27及び第2リレー23が故障して開放状態となっている場合が想定される。また、第2電圧情報が直流電圧異常レベルに達した場合であっても、第1電圧情報がリレー故障判定電圧レベルに達していなければ、第1リレー27及び第2リレー23の少なくとも一方が短絡状態を保持していると想定する。
Here, when the first voltage information reaches the relay failure determination voltage level, it is assumed that the
(ステップS33)
インバータ基板45は、第2電圧情報が直流電圧異常レベルに達した場合、ステップS34に進む。一方、インバータ基板45は、第2電圧情報が直流電圧異常レベルに達していない場合、ステップS31に戻る。(Step S33)
When the second voltage information reaches the DC voltage abnormality level, the
(ステップS34)
インバータ基板45は、フラグを1に設定し、ステップS35に進む。(Step S34)
The
(ステップS35)
インバータ基板45は、インバータ19を停止させるインバータ駆動信号をインバータ19に送信する。(Step S35)
The
(ステップS36)
インバータ基板45は、インバータ19を減速させる減速時間情報をインバータ19に送信する。なお、上記で説明したように、インバータ駆動信号にインバータ19を減速時間内に減速させる指令が含まれていれば、ステップS36の処理は不要である。(Step S36)
The
(ステップS37)
インバータ基板45は、減速時間の経過後予め設定された時間が経過した場合、ステップS38に進む。一方、インバータ基板45は、減速時間の経過後予め設定された時間が経過していない場合、ステップS37に戻る。ここで、減速時間の経過後であって、予め設定された時間が経過した状態とは、インバータ19が停止し、慣性モーメントに伴うモータ7の動作も停止した状態であると想定する。(Step S37)
When the preset time has elapsed after the deceleration time has elapsed, the
(ステップS38)
インバータ基板45は、フラグが1である場合、ステップS39に進む。一方、インバータ基板45は、フラグが1でない場合、処理を終了する。(Step S38)
If the flag is 1, the
(ステップS39)
インバータ基板45は、第2リレー23を開放状態に制御し、処理を終了する。(Step S39)
The
(インバータ制御処理)
(ステップS51)
インバータ19は、減速時間に停止するように一定速度でモータ7の減速を開始する。(Inverter control processing)
(Step S51)
The
(ステップS52)
インバータ19は、減速時間が経過したか否かを判定する。インバータ19は、減速時間が経過した場合、ステップS53に進む。一方、インバータ19は、減速時間が経過していない場合、ステップS52に戻る。(Step S52)
The
(ステップS53)
インバータ19は、モータ7を停止させ、処理を終了する。(Step S53)
The
(実施の形態1の効果)
次に、従来のインバータ装置1の構成及び動作と、本実施の形態1のインバータ装置1の構成及び動作と、を比較することで、本実施の形態1のインバータ装置1の効果について説明する。(Effect of Embodiment 1)
Next, the effects of the
図4は、従来例におけるインバータ装置1の電気的構成の一例を示す図である。図4に示すように、従来のインバータ装置1は、第1電圧検知手段31及び第2リレー23が設けられていない。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an electrical configuration of the
ここで、制御基板43に電源が投入された場合を想定する。この場合、制御基板43は、インバータ基板45と基板間相互通信情報を送受信して各種制御信号を供給しつつ、開閉器5を閉じ、商用電源3から供給される電力をインバータ装置1に供給させる。次いで、インバータ基板45は、制御基板43からの基板間相互通信情報に含まれる各種制御信号に基づいてインバータ19を制御するが、状況に応じて、制御基板43からの各種制御信号に依存せず、インバータ19を制御する場合がある。
Here, it is assumed that the
例えば、インバータ装置1は、インバータ19の運転中に機械的寿命又はノイズ等の外乱の影響で、第1リレー27又は第2リレー23が開放状態となる場合がある。この場合、平滑コンデンサ17の充放電電流が突入電流防止抵抗25を経由して流れる。よって、突入電流防止抵抗25で充放電電流が抑制され、平滑コンデンサ17の平滑機能が低下し、インバータ回路部に入力される直流電圧が変動する。次いで、インバータ装置1が運転を停止すれば、直流リアクトル13に流れる電流で発生した磁気エネルギーが直流電圧を上昇させる。よって、インバータ回路部のスイッチング素子87を構成する半導体素子に過電圧が印加され、半導体素子の許容電圧を超え、半導体素子が破壊に至る恐れがある。
For example, in the
そこで、インバータ装置1が運転中に、突入電流防止回路15の第1リレー27が開放状態になった場合でも、上記の図1で説明したように、突入電流防止回路15に第2リレー23を設け、第1リレー27及び第2リレー23の接点間電圧と、インバータ19に入力される直流電圧とを監視し、その監視した情報をインバータ基板45にフィードバックしていれば、直流リアクトル13に発生する磁気エネルギーを消費させることができる。
Therefore, even when the
換言すれば、第2リレー23が、インバータ19と連動して制御されることで、スイッチング素子87を構成する半導体素子の破壊を防止する効果が得られる。例えば、第1リレー27及び第2リレー23が開放状態となった場合であっても、インバータ19を段階的に減速させて停止させることで、直流リアクトル13に発生する磁気エネルギーを消費させていくため、直流リアクトル13に発生する磁気エネルギーを抑制させ、インバータ19に印加される直流電圧の急激な上昇を防止することができる。
In other words, the
また、第1リレー27とは別に第2リレー23が設けられた回路構成であれば、つまり、複数個のリレーが設けられた回路構成であれば、少なくともその1つをインバータ19が停止するまで短絡状態を維持させておくことで、直流リアクトル13に発生する磁気エネルギーを平滑コンデンサ17で吸収し、消費させていくため、直流リアクトル13に発生する磁気エネルギーを抑制させ、インバータ19に印加される直流電圧の急激な上昇を防止することができる。
In addition, if the circuit configuration includes the
つまり、インバータ装置1は、直流リアクトル13に蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサ17に流入させる経路を形成することで、インバータ装置1の急停止時に発生する、直流リアクトル13に蓄積された磁気エネルギーにより発生するサージ電圧を抑制し、スイッチング素子87の破損を防ぐことができる。
In other words, the
次に、従来のインバータ装置1と、本実施の形態1のインバータ装置1との動作の相違点から生じる効果をタイミングチャートを用いて具体的に説明する。
Next, the effect which arises from the difference in operation | movement of the
図5は、従来例におけるインバータ装置1の正常時の動作を説明するタイミングチャートである。図5に示すように、タイミングチャートは、上から順に、第1電圧検知手段31の検知結果である第1電圧、第2電圧検知手段33の検知結果である第2電圧、第1リレー27の第1制御信号、第2リレー23の第2制御信号、第1リレー27の接点部、第2リレー23の接点部、インバータ駆動信号、及びインバータ19の負荷の実回転数のそれぞれの経時的な各種状態の遷移を示す。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the normal operation of the
まず、第1電圧検知手段31は、従来のインバータ装置1には設けられていないが、ここでは、第1電圧に対応する箇所である第1リレー27にかかる電圧の経時的な状態遷移を示す。例えば、第1リレー27の接触抵抗及び第1リレー27の導通電流で電圧が発生している。また、従来のインバータ装置1では、第2リレー23が設けられていないため、第2リレー23の第2制御信号は発生せず、第2リレー23の接点部の状態遷移も生じない。
First, although the first voltage detection means 31 is not provided in the
次に、各種状態の遷移を時間軸に沿って説明する。t0のタイミングで開閉器5が閉状態となり、商用電源3からインバータ装置1に電源が供給される。次に、t0からt1にかけて、平滑コンデンサ17が充電され、t1で充電が完了し、第2電圧である直流電圧が安定する。また、t0からt1にかけて、突入電流防止抵抗25に平滑コンデンサ17の充電電流が流れるため、第1電圧は、平滑コンデンサ17の充電が進行するにつれ、電圧が減少する。t2のタイミングでは、制御基板43から第1制御信号がHiレベルの状態で第1リレー27に供給され、第1リレー27は、開放状態から短絡状態に遷移する。
Next, transition of various states will be described along the time axis. At time t0, the
第1制御信号の状態がLoレベルからHiレベルに遷移したことに伴い、第1リレー27の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。t3のタイミングでは、インバータ基板45からインバータ19にインバータ駆動信号がHiレベルの状態で出力され、インバータ19の負荷であるモータ7は、駆動が開始される。インバータ19の負荷の実回転数は、t3から増速を開始し、台形制御が実行される。また、t3のタイミングでは、第1リレー27が短絡状態であるため、第1リレー27の接触抵抗及び第1リレー27の導通電流から例えば数ボルトの電圧が検知される。
As the state of the first control signal transitions from the Lo level to the Hi level, the contact portion of the
t5のタイミングでは、インバータ基板45からインバータ19にインバータ駆動信号がLoレベルの状態で出力され、インバータ19の負荷であるモータ7は、駆動が停止される。インバータ19の負荷の実回転数は、t5から減速を開始し、台形制御が実行される。
At the timing of t5, the inverter drive signal is output from the
図6は、従来例におけるインバータ装置1の異常時の動作を説明するタイミングチャートである。図6に示すように、タイミングチャートは、上から順に、第1電圧検知手段31の検知結果である第1電圧、第2電圧検知手段33の検知結果である第2電圧、第1リレー27の第1制御信号、第2リレー23の第2制御信号、第1リレー27の接点部、第2リレー23の接点部、インバータ駆動信号、及びインバータ19の負荷の実回転数のそれぞれの経時的な各種状態の遷移を示す。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation at the time of abnormality of the
まず、第1電圧検知手段31は、従来のインバータ装置1には設けられていないが、ここでは、第1電圧に対応する箇所である第1リレー27にかかる電圧の経時的な状態遷移を示す。例えば、第1リレー27の接触抵抗及び第1リレー27の導通電流で電圧が発生している。また、従来のインバータ装置1では、第2リレー23が設けられていないため、第2リレー23の第2制御信号は発生せず、第2リレー23の接点部の状態遷移も生じない。
First, although the first voltage detection means 31 is not provided in the
次に、各種状態の遷移を時間軸に沿って説明する。t0のタイミングで開閉器5が閉状態となり、商用電源3からインバータ装置1に電源が供給される。次に、t0からt1にかけて、平滑コンデンサ17が充電され、t1で充電が完了し、第2電圧である直流電圧が安定する。また、t0からt1にかけて、突入電流防止抵抗25に平滑コンデンサ17の充電電流が流れるため、第1電圧は、平滑コンデンサ17の充電が進行するにつれ、電圧が減少する。t2のタイミングでは、制御基板43から第1制御信号がHiレベルの状態で第1リレー27に供給され、第1リレー27は、開放状態から短絡状態に遷移する。
Next, transition of various states will be described along the time axis. At time t0, the
第1制御信号の状態がLoレベルからHiレベルに遷移したことに伴い、第1リレー27の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。t3のタイミングでは、インバータ基板45からインバータ19にインバータ駆動信号がHiレベルの状態で出力され、インバータ19の負荷であるモータ7は、駆動が開始される。インバータ19の負荷の実回転数は、t3から増速を開始し、台形制御が実行される。また、t3のタイミングでは、第1リレー27が短絡状態であるため、第1リレー27の接触抵抗及び第1リレー27の導通電流から例えば数ボルトの電圧が検知される。
As the state of the first control signal transitions from the Lo level to the Hi level, the contact portion of the
t4のタイミングで、第1リレー27が開放故障したと想定すると、平滑コンデンサ17の充放電電流が突入電流防止抵抗25を経由するため、第1電圧が急激に増加する。このように急激に増加した第1電圧は、リレー故障判定電圧レベルに達する。また、t4のタイミングで、直流電圧が変動し、電圧が低下するため、第2電圧が直流電圧異常レベルに達する。t4のタイミングで第2電圧が直流電圧異常レベルに達したので、t5のタイミングでは、インバータ駆動信号がLoレベルの状態で出力されることで、インバータ19が即時停止される。
Assuming that the
t5のタイミングでインバータ19を急停止させた結果、直流リアクトル13で磁気エネルギーが発生したことで直流電圧が急上昇するため、第2電圧が急上昇する。つまり、従来のインバータ装置1は、インバータ装置1が異常状態に至っても、直流リアクトル13に蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサ17に流入させる経路が形成されていない状態である。
As a result of suddenly stopping the
図7は、本発明の実施の形態1におけるインバータ装置1に含まれる第1リレー27及び第2リレー23の両方が故障した場合の動作を説明するタイミングチャートである。図7に示すように、タイミングチャートは、上から順に、第1電圧検知手段31の検知結果である第1電圧、第2電圧検知手段33の検知結果である第2電圧、第1リレー27の第1制御信号、第2リレー23の第2制御信号、第1リレー27の接点部、第2リレー23の接点部、インバータ駆動信号、及びインバータ19の負荷の実回転数のそれぞれの経時的な各種状態の遷移を示す。
FIG. 7 is a timing chart illustrating an operation when both the
次に、各種状態の遷移を時間軸に沿って説明する。t0のタイミングで開閉器5が閉状態となり、商用電源3からインバータ装置1に電源が供給される。次に、t0からt1にかけて、平滑コンデンサ17が充電され、t1で充電が完了し、第2電圧である直流電圧が安定する。また、t0からt1にかけて、突入電流防止抵抗25に平滑コンデンサ17の充電電流が流れるため、第1電圧は、平滑コンデンサ17の充電が進行するにつれ、電圧が減少する。t2のタイミングでは、制御基板43から第1制御信号がHiレベルの状態で第1リレー27に供給され、第1リレー27は、開放状態から短絡状態に遷移する。
Next, transition of various states will be described along the time axis. At time t0, the
また、t2のタイミングでは、インバータ基板45から第2制御信号がHiレベルの状態で第2リレー23に供給され、第2リレー23は、開放状態から短絡状態に遷移する。なお、図7に示す例においては、第1リレー27に供給される第1制御信号と、第2リレー23に供給される第2制御信号とが、同じタイミングであるが、特にこれに限定されず、タイミングにずれが生じてもよい。
At the timing t2, the second control signal is supplied from the
第1制御信号の状態がLoレベルからHiレベルに遷移したことに伴い、第1リレー27の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。同様に、第2制御信号の状態がLoレベルからHiレベルに遷移したことに伴い、第2リレー23の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。次いで、t3のタイミングでは、インバータ基板45からインバータ19にインバータ駆動信号がHiレベルの状態で出力され、インバータ19の負荷であるモータ7は、駆動が開始される。インバータ19の負荷の実回転数は、t3から増速を開始し、台形制御が実行される。また、t3のタイミングでは、第1リレー27が短絡状態であるため、第1リレー27の接触抵抗及び第1リレー27の導通電流から例えば数ボルトの電圧が検知される。
As the state of the first control signal transitions from the Lo level to the Hi level, the contact portion of the
t4のタイミングでは、第1リレー27及び第2リレー23の両方が開放故障したと想定する。この場合、第1リレー27の接点部及び第2リレー23の接点部のそれぞれが短絡状態から開放状態に遷移する。よって、平滑コンデンサ17の充放電電流が突入電流防止抵抗25を経由するため、第1電圧が急激に増加し、急激に増加した第1電圧がリレー故障判定電圧レベルに達する。次に、t5のタイミングでは、インバータ基板45からインバータ19にインバータ駆動信号がLoレベルの状態で出力され、インバータ19の負荷の実回転数は、t5から減速を開始し、台形制御が実行される。
At the timing of t4, it is assumed that both the
次に、インバータ19に供給される電力が減少するため、突入電流防止抵抗25を経由する平滑コンデンサ17の充放電電流が減少する。よって、第1電圧のレベルも低下する。t6のタイミングでは、インバータ19の停止後、第2リレー23を開放状態に制御する第2制御信号がLoレベルの状態でインバータ基板45から第2リレー23に供給されるものの、第2リレー23は、開放故障している状態であり、第2制御信号で制御されない状態となっている。
Next, since the power supplied to the
t7のタイミングでは、第1リレー27を開放状態に制御する第1制御信号がLoレベルの状態で制御基板43から第1リレー27に供給されるものの、第1リレー27は、開放故障している状態であり、第1制御信号で制御されない状態となっている。
At the timing of t7, although the first control signal for controlling the
要するに、第1リレー27及び第2リレー23の両方が故障した場合、即座にインバータ19を減速制御させるため、直流リアクトル13の磁気エネルギーを少しずつ消費させることができるので、直流電圧の急激な上昇を防止し、スイッチング素子87の破壊を回避することができる。
In short, when both the
図8は、本発明の実施の形態1におけるインバータ装置1で電源電圧が低下した場合の動作を説明するタイミングチャートである。図8に示すように、タイミングチャートは、上から順に、第1電圧検知手段31の検知結果である第1電圧、第2電圧検知手段33の検知結果である第2電圧、第1リレー27の第1制御信号、第2リレー23の第2制御信号、第1リレー27の接点部、第2リレー23の接点部、インバータ駆動信号、及びインバータ19の負荷の実回転数のそれぞれの経時的な各種状態の遷移を示す。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation when the power supply voltage is reduced in
次に、各種状態の遷移を時間軸に沿って説明する。t0のタイミングで開閉器5が閉状態となり、商用電源3からインバータ装置1に電源が供給される。次に、t0からt1にかけて、平滑コンデンサ17が充電され、t1で充電が完了し、第2電圧である直流電圧が安定する。また、t0からt1にかけて、突入電流防止抵抗25に平滑コンデンサ17の充電電流が流れるため、第1電圧は、平滑コンデンサ17の充電が進行するにつれ、電圧が減少する。t2のタイミングでは、制御基板43から第1制御信号がHiレベルの状態で第1リレー27に供給され、第1リレー27は、開放状態から短絡状態に遷移する。
Next, transition of various states will be described along the time axis. At time t0, the
また、t2のタイミングでは、インバータ基板45から第2制御信号がHiレベルの状態で第2リレー23に供給され、第2リレー23は、開放状態から短絡状態に遷移する。なお、図7に示す例においては、第1リレー27に供給される第1制御信号と、第2リレー23に供給される第2制御信号とが、同じタイミングであるが、特にこれに限定されず、タイミングにずれが生じてもよい。
At the timing t2, the second control signal is supplied from the
第1制御信号の状態がLoレベルからHiレベルに遷移したことに伴い、第1リレー27の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。同様に、第2制御信号の状態がLoレベルからHiレベルに遷移したことに伴い、第2リレー23の接点部は、開放状態から短絡状態に遷移する。次いで、t3のタイミングでは、インバータ基板45からインバータ19にインバータ駆動信号がHiレベルの状態で出力され、インバータ19の負荷であるモータ7は、駆動が開始される。インバータ19の負荷の実回転数は、t3から増速を開始し、台形制御が実行される。また、t3のタイミングでは、第1リレー27が短絡状態であるため、第1リレー27の接触抵抗及び第1リレー27の導通電流から例えば数ボルトの電圧が検知される。
As the state of the first control signal transitions from the Lo level to the Hi level, the contact portion of the
t4のタイミングで商用電源3が停電等の影響を受け、インバータ装置1への電源供給が停止すると想定する。このとき、第2電圧は低下し始める。次に、t5のタイミングで、直流電圧が低下し、第2電圧が直流電圧異常レベルに達すると、第2電圧検知手段33からインバータ基板45へ第2電圧情報が出力され、インバータ基板45は、直流電圧が異常となったことを検知する。次に、インバータ基板45は、インバータ駆動信号をLoレベルの状態でインバータ19に出力する。また、t5のタイミングでは、インバータ基板45からインバータ19にインバータ駆動信号がLoレベルの状態で出力され、インバータ19の負荷の実回転数は、t5から減速を開始し、台形制御が実行される。
It is assumed that the
t6のタイミングでは、インバータ19の停止後、第2リレー23を開放状態に制御する第2制御信号がLoレベルの状態でインバータ基板45から第2リレー23に供給され、第2リレー23の接点部は、開放状態となる。
At the timing t6, after the
t7のタイミングでは、第1リレー27を開放状態に制御する第1制御信号がLoレベルの状態で制御基板43から第1リレー27に供給され、第1リレー27の接点部は、開放状態となる。
At the timing t7, the first control signal for controlling the
要するに、インバータ装置1で電源電圧が低下した場合、即座にインバータ19を減速制御させるため、直流リアクトル13の磁気エネルギーを少しずつ減少させると共に、インバータ19の制御が行われている間は第2リレー23の短絡状態を保持させるため、直流電圧の急激な上昇を防止させるため、スイッチング素子87の破壊を回避することができる。
In short, when the power supply voltage drops in the
以上の説明から、インバータ装置1は、異常状態となったとしても、直流リアクトル13の磁気エネルギーを消費させる負荷を形成させるため、インバータ装置1の運転中に直流リアクトル13の磁気エネルギーでスイッチング素子87が破損するのを防ぐことができる。
From the above description, even if the
具体的には、インバータ装置1は、インバータ19の運転中に電圧変動等の異常を検知したとしても、インバータ19を段階的に減速させることで、インバータ19と、インバータ19の負荷、例えば、モータ7と、に電力を消費させ、直流電圧の上昇を防止することができる。よって、インバータ装置1は、異常状態に起因する磁気エネルギーでスイッチング素子87が破損するのを防ぐことができる。
Specifically, even if the
また、インバータ装置1は、第2リレー23が開放故障していなければ、インバータ19が停止するまでは第2リレー23の短絡状態を維持させるため、直流リアクトル13に流れる電流を平滑コンデンサ17に流入させる経路を形成することができるため、平滑コンデンサ17に磁気エネルギーを消費させ、直流電圧の上昇を防止することができる。よって、インバータ装置1は、異常状態に起因する磁気エネルギーでスイッチング素子87が破損するのを防ぐことができる。つまり、インバータ基板45は、インバータ19が異常の場合、インバータ19を停止させるまで、1つ又は複数のリレーのうち、少なくとも何れか1つのリレーを閉状態とする。この結果、インバータ基板45は、インバータ装置1の急停止にて発生する、直流リアクトル13に蓄積された磁気エネルギーを減少させることができるので、スイッチング素子87が破損するのを防ぐことができる。
In addition, if the
換言すれば、インバータ装置1は、インバータ19のスイッチング素子87の耐圧破壊を回避することができる。なお、上記で説明したt0〜t1間は、例えば、3(s)であり、t1〜t2間は、例えば、3(s)であり、t2〜t3間は、例えば、1(s)であり、t3〜t4間は、例えば、30(s)であり、t4〜t5間は、例えば、10(ms)であり、t5〜t6間は、例えば、10(s)であるが、特にこれらに限定されない。
In other words, the
重要なことは、まず、インバータ基板45は、インバータ19の運転中に異常が検知された場合、第2リレー23の開閉制御をすることができるならば、インバータ19が停止するまで第2リレー23の短絡状態を維持させることである。また、インバータ基板45は、インバータ19の運転中に異常が検知された場合、即座にインバータ19の減速制御に移行させてもよい。例えば、インバータ基板45は、インバータ19の運転中に異常が検知された場合、第2リレー23の開閉制御ができなかったとしても、インバータ19の減速制御を行えばよい。また、インバータ基板45は、インバータ19の運転中に異常が検知された場合、第2リレー23を短絡状態、つまり、閉状態にすると共に、インバータ19を減速制御してもよい。上記で説明したような動作の結果、インバータ装置1は、異常状態に起因する磁気エネルギーでスイッチング素子87が破損するのを防ぐことができる。
Importantly, first, if an abnormality is detected during the operation of the
以上、本実施の形態1において、整流器11と、整流器11の陽極側と接続され、整流器11の直流電流を平滑する直流リアクトル13と、直流リアクトル13の出力側と、整流器11の陰極側との間に接続され、整流器11の直流電圧を平滑する平滑コンデンサ17と、直流リアクトル13と、平滑コンデンサ17との間に設けられ、平滑コンデンサ17への突入電流を防止する突入電流防止回路15と、平滑コンデンサ17で平滑された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ19と、突入電流防止回路15と、インバータ19と、を制御するインバータ基板45と、を備え、突入電流防止回路15は、直流リアクトル13と、平滑コンデンサ17との間に接続され、1つ又は複数のリレーと、1つ又は複数のリレーと並列に接続された突入電流防止抵抗25と、を備え、1つ又は複数のリレーのうち、複数のリレーのそれぞれは並列に接続され、インバータ基板45は、インバータ19が異常の場合、インバータ19を停止させるまで、1つ又は複数のリレーのうち、少なくとも何れか1つのリレーを閉状態とするインバータ装置1が構成される。
As described above, in the first embodiment, the rectifier 11 is connected to the anode side of the rectifier 11, the
したがって、直流リアクトル13に蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサ17に流入させる経路を形成することで、インバータ装置1の急停止時に発生する、直流リアクトル13に蓄積された磁気エネルギーにより発生するサージ電圧を抑制し、スイッチング素子87の破損を防ぐことができる。
Therefore, by forming a path through which the magnetic energy accumulated in the
また、本実施の形態1において、インバータ19は、スイッチング素子87と、スイッチング素子87を制御するゲート制御部85と、を備え、インバータ基板45は、ゲート制御部85を制御し、スイッチング素子87の作動時間を段階的に減少させ、インバータ19を停止させる。
In the first embodiment, the
また、本実施の形態1において、インバータ基板45は、インバータ19で駆動するモータ7の現在の回転数に基づいて、モータ7の減速時間を求める。
In the first embodiment, the
また、本実施の形態1において、突入電流防止回路15と、インバータ基板45と、を制御する制御基板43と、1つ又は複数のリレーとして、制御基板43で制御される第1リレー27と、1つ又は複数のリレーとして、インバータ基板45で制御される第2リレー23と、を備え、インバータ基板45は、インバータ19の停止を判断する手段として、第1リレー27及び第2リレー23に係る第1電圧を検知する第1電圧検知手段31と、インバータ19に供給される第2電圧を検知する第2電圧検知手段33と、を備え、第1電圧が異常レベルに達する場合、及び第2電圧がリレー故障判定電圧レベルに達する場合、の少なくとも一方に基づいて、インバータ19の停止動作指令を出力する。
In the first embodiment, the
したがって、特に顕著に、直流リアクトル13に蓄積された磁気エネルギーを平滑コンデンサ17に流入させる経路を形成することで、インバータ装置1の急停止時に発生する、直流リアクトル13に蓄積された磁気エネルギーにより発生するサージ電圧を抑制し、スイッチング素子87の破損を防ぐことができる。
Therefore, the magnetic energy accumulated in the direct
実施の形態2.
(相違点)
他の実施の形態との相違点は、後述する第3リレー29に第1制御信号及び第2制御信号が供給される点にある。
(Difference)
A difference from the other embodiments is that a first control signal and a second control signal are supplied to a
(実施の形態2の構成)
図9は、本発明の実施の形態2におけるインバータ装置1の電気的構成の一例を示す図である。図9に示すように、突入電流防止回路15は、突入電流防止抵抗25と、第3リレー29とを備え、突入電流防止抵抗25と、第3リレー29とが並列に接続されている。つまり、図9に示す突入電流防止回路15は、リレー構成が1個となっている。(Configuration of Embodiment 2)
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an electrical configuration of the
インバータ装置1は、信号演算装置47を備えている。信号演算装置47は、制御基板43から供給される第1制御信号と、インバータ基板45から供給される第2制御信号とに基づいて、第3制御信号を第3リレー29に供給する。
The
図10は、本発明の実施の形態2におけるインバータ装置1に含まれる信号演算装置47の機能的構成の一例を示す図である。図10に示すように、信号演算装置47は、OR演算部91を備えている。OR演算部91は、第1制御信号と、第2制御信号とのOR演算の結果を第3制御信号として出力し、突入電流防止回路15に供給する。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the signal
具体的には、OR演算部91は、入力信号の論理和を出力する。例えば、OR演算部91は、第1制御信号及び第2制御信号の何れか一方がHiレベルの状態であれば、第3制御信号をHiレベルの状態とする。
Specifically, the
(実施の形態2の動作)
図11は、本発明の実施の形態2におけるインバータ装置1に含まれる信号演算装置47の制御例を説明するフローチャートである。(Operation of Embodiment 2)
FIG. 11 is a flowchart for explaining a control example of the
(ステップS71)
信号演算装置47は、第1制御信号又は第2制御信号が到来したか否かを判定する。信号演算装置47は、第1制御信号又は第2制御信号が到来した場合、ステップS72に進む。一方、信号演算装置47は、第1制御信号又は第2制御信号が到来しない場合、ステップS71に戻る。(Step S71)
The signal
(ステップS72)
信号演算装置47は、第1制御信号と第2制御信号とのOR演算を実行する。(Step S72)
The
(ステップS73)
信号演算装置47は、OR演算の実行結果を突入電流防止回路15に供給し、処理を終了する。(Step S73)
The signal
(実施の形態2の効果)
以上の説明から、第1制御信号及び第2制御信号の何れか一方で、第3リレー29が制御される。そして、突入電流防止回路15は、リレー構成が1個で済むため、コストを抑制することができると共に、省スペースで構成することができる。(Effect of Embodiment 2)
From the above description, the
以上、本実施の形態2においては、突入電流防止回路15と、インバータ基板45と、を制御する制御基板43と、1つ又は複数のリレーとして、制御基板43又はインバータ基板45で制御される第3リレー29と、第3リレー29を制御する信号演算装置47と、を備え、信号演算装置47は、制御基板43から供給される第1制御信号、及びインバータ基板45から供給される第2制御信号、の少なくとも一方に基づいて、第3リレー29を閉状態とする。
As described above, in the second embodiment, the
したがって、インバータ装置1は、コストを抑制することができると共に、省スペースで構成することができる。
Therefore, the
実施の形態3.
(相違点)
本実施の形態3では、信号演算装置47の詳細例について説明する。
(Difference)
In the third embodiment, a detailed example of the
(実施の形態3の構成)
図12は、本発明の実施の形態3における電気品箱9の構成例を示す図である。図12に示すように、電気品箱9は、例えば、電源基板41、制御基板43、インバータ基板45、整流器11、直流リアクトル13、平滑コンデンサ17、インバータ19、第1電圧検知手段31、及び第2電圧検知手段33等を備えている。(Configuration of Embodiment 3)
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the
ここで、電源基板41、制御基板43、及びインバータ基板45のそれぞれの背面側には図示しないヒートシンクが設けられている。また、電気品箱9は、後述する室外機111に設けられている。
Here, a heat sink (not shown) is provided on the back side of each of the power supply board 41, the
図13は、本発明の実施の形態3における信号演算装置47の電気的構成の一例を示す図である。ここでは、制御基板43の基準電位と、インバータ基板45の基準電位とが同じ電位であると想定する。つまり、制御基板43と、インバータ基板45とが同電位であるため、制御基板43と、インバータ基板45との間で短絡状態が生じる恐れがない。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an electrical configuration of the signal
図13に示すように、信号演算装置47は、第1半導体スイッチ93と、第2半導体スイッチ95とを含んでいる。具体的には、信号演算装置47は、第1制御信号をゲート入力する第1半導体スイッチ93と、第2制御信号をゲート入力する第2半導体スイッチ95と、OR演算部91とを備えている。第1電源101及び第2電源102は、第3リレー29を駆動させる電源である。
As shown in FIG. 13, the
第1電源101と、OR演算部91との間に、第1半導体スイッチ93が設けられ、第2電源102と、OR演算部91との間に、第2半導体スイッチ95が設けられ、このように半導体スイッチを2個用いることで、信号演算装置47を小型化されると共に、低コスト化される。
A first semiconductor switch 93 is provided between the
(実施の形態3の動作)
第1制御信号が第1半導体スイッチ93に入力された場合、第1半導体スイッチ93は、第1電源101から供給される電圧をOR演算部91に供給する。OR演算部91は、入力の論理和を出力するため、第1電源101から供給される電圧が第3リレー29に印加され、第3リレー29は開放状態から短絡状態に遷移する。(Operation of Embodiment 3)
When the first control signal is input to the first semiconductor switch 93, the first semiconductor switch 93 supplies the voltage supplied from the
第2制御信号が第2半導体スイッチ95に入力された場合、第2半導体スイッチ95は、第2電源102から供給される電圧をOR演算部91に供給する。OR演算部91は、入力の論理和を出力するため、第2電源102から供給される電圧が第3リレー29に印加され、第3リレー29は開放状態から短絡状態に遷移する。
When the second control signal is input to the
第1制御信号が第1半導体スイッチ93に入力され、第2制御信号が第2半導体スイッチ95に入力された場合、第1半導体スイッチ93は、第1電源101から供給される電圧をOR演算部91に供給し、第2半導体スイッチ95は、第2電源102から供給される電圧をOR演算部91に供給する。OR演算部91は、入力の論理和を出力するため、第1電源101から供給される電圧又は第2電源102から供給される電圧が第3リレー29に印加され、第3リレー29は開放状態から短絡状態に遷移する。
When the first control signal is input to the first semiconductor switch 93 and the second control signal is input to the
第1制御信号が第1半導体スイッチ93に入力されず、第2制御信号が第2半導体スイッチ95に入力されない場合、第1半導体スイッチ93は、第1電源101から供給される電圧をOR演算部91に供給せず、第2半導体スイッチ95は、第2電源102から供給される電圧をOR演算部91に供給しない。OR演算部91は、入力の論理和を出力するため、第3リレー29に何も出力せず、第3リレー29は開放状態を維持する。
When the first control signal is not input to the first semiconductor switch 93 and the second control signal is not input to the
(実施の形態3の効果)
以上の説明から、インバータ装置1は、半導体スイッチを2個用いることで、信号演算装置47を小型化することができると共に、低コストを実現することができる。(Effect of Embodiment 3)
From the above description, the
なお、OR演算部91は、論理和演算をすればよく、その構成は特に限定されない。OR演算部91は、例えば、OR回路で構成されてもよく、NAND回路のそれぞれの入力にNOT回路を設けることで構成されてもよい。また、OR演算部91は、デジタル回路ではなくアナログ回路で構成されてもよい。
The OR
以上、本実施の形態3においては、信号演算装置47は、インバータ基板45の基準電位と、制御基板43の基準電位とが同じであって、第2制御信号に基づいて開閉する第2半導体スイッチ95と、第2半導体スイッチ95と非絶縁状態であり、1制御信号に基づいて開閉する第1半導体スイッチ93と、を備え、第1半導体スイッチ93の出力と、第2半導体スイッチ95の出力と、の論理和演算の結果に基づいて、第3リレー29を閉状態とする。
As described above, in the third embodiment, the
したがって、インバータ装置1は、信号演算装置47を小型化することができると共に、低コストを実現することができる。
Therefore, the
実施の形態4.
(相違点)
本実施の形態4では、信号演算装置47の詳細例について説明する。
(Difference)
In the fourth embodiment, a detailed example of the
(実施の形態4の構成)
図14は、本発明の実施の形態4における信号演算装置47の電気的構成の一例を示す図である。ここでは、制御基板43の基準電位と、インバータ基板45の基準電位とが異なる電位であると想定する。つまり、制御基板43と、インバータ基板45とが同電位でないため、制御基板43と、インバータ基板45との間で短絡状態が生じる恐れがある。(Configuration of Embodiment 4)
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an electrical configuration of the signal
図14に示すように、信号演算装置47は、第2半導体スイッチ95と、第3半導体スイッチ97とを含んでいる。具体的には、信号演算装置47は、第1制御信号をゲート入力する第3半導体スイッチ97と、第2制御信号をゲート入力する第2半導体スイッチ95と、OR演算部91とを備えている。第1電源101及び第2電源102は、第3リレー29を駆動させる電源である。
As shown in FIG. 14, the
第1電源101と、OR演算部91との間に、第3半導体スイッチ97が設けられ、第2電源102と、OR演算部91との間に、第2半導体スイッチ95が設けられ、このように半導体スイッチを2個用いることで、信号演算装置47が小型化されると共に、低コスト化される。
A
また、第3半導体スイッチ97は、例えば、フォトカプラ等のような絶縁仕様の半導体スイッチで構成されている。この構成で、制御基板43側の電位が、インバータ基板45側の電位から絶縁分離されている。
Further, the
(実施の形態4の動作)
第1制御信号が第3半導体スイッチ97に入力された場合、第3半導体スイッチ97は、第1電源101から供給される電圧をOR演算部91に供給する。OR演算部91は、入力の論理和を出力するため、第1電源101から供給される電圧が第3リレー29に印加され、第3リレー29は開放状態から短絡状態に遷移する。(Operation of Embodiment 4)
When the first control signal is input to the
第2制御信号が第2半導体スイッチ95に入力された場合、第2半導体スイッチ95は、第2電源102から供給される電圧をOR演算部91に供給する。OR演算部91は、入力の論理和を出力するため、第2電源102から供給される電圧が第3リレー29に印加され、第3リレー29は開放状態から短絡状態に遷移する。
When the second control signal is input to the
第1制御信号が第3半導体スイッチ97に入力され、第2制御信号が第2半導体スイッチ95に入力された場合、第3半導体スイッチ97は、第1電源101から供給される電圧をOR演算部91に供給し、第2半導体スイッチ95は、第2電源102から供給される電圧をOR演算部91に供給する。OR演算部91は、入力の論理和を出力するため、第1電源101から供給される電圧又は第2電源102から供給される電圧が第3リレー29に印加され、第3リレー29は開放状態から短絡状態に遷移する。
When the first control signal is input to the
第1制御信号が第3半導体スイッチ97に入力されず、第2制御信号が第2半導体スイッチ95に入力されない場合、第3半導体スイッチ97は、第1電源101から供給される電圧をOR演算部91に供給せず、第2半導体スイッチ95は、第2電源102から供給される電圧をOR演算部91に供給しない。OR演算部91は、入力の論理和を出力するため、第3リレー29に何も出力せず、第3リレー29は開放状態を維持する。
When the first control signal is not input to the
(実施の形態4の効果)
以上の説明から、インバータ装置1は、半導体スイッチを2個用いることで、信号演算装置47を小型化することができると共に、低コストを実現することができる。(Effect of Embodiment 4)
From the above description, the
なお、OR演算部91は、論理和演算をすればよく、その構成は特に限定されない。OR演算部91は、例えば、OR回路で構成されてもよく、NAND回路のそれぞれの入力にNOT回路を設けることで構成されてもよい。また、OR演算部91は、デジタル回路ではなくアナログ回路で構成されてもよい。
The OR
また、第3半導体スイッチ97は、電気的に絶縁させることができる構成であればよく、特に、上記で説明したフォトカプラに限定されない。例えば、発光素子と、受光素子との組で第3半導体スイッチ97に対応するものが構成されてもよい。この場合、第1制御信号の入力で発光素子が発光し、発光素子の発光を受光素子が受光することで、受光素子が、第1電源101と、OR演算部91と、を導通させる構成であればよい。
Further, the
また、制御基板43側の電位が、インバータ基板45側の電位から絶縁分離されているため、第3リレー29の接点側と、インバータ基板45の基準電位とが、同電位で構成されれば、第3リレー29のコイル部と、第3リレー29の接点部との絶縁距離を短くすることができる。このような回路構成であれば、各素子の配線長を短くできるため、相対的にその分だけ基板パターンを大型化することができる。よって、インバータ装置1は、大電流化することができると共に、基板の温度を抑制することができる。
Further, since the potential on the
以上、本実施の形態4においては、信号演算装置47は、インバータ基板45の基準電位と、制御基板43の基準電位とが異なるものであって、第2制御信号に基づいて開閉する第2半導体スイッチ95と、第2半導体スイッチ95と絶縁状態であり、第1制御信号に基づいて開閉する第3半導体スイッチ97と、を備え、第2半導体スイッチ95の出力と、第3半導体スイッチ97の出力と、の論理和演算の結果に基づいて、第3リレー29を閉状態とする。
As described above, in the fourth embodiment, the signal
したがって、インバータ装置1は、信号演算装置47を小型化することができると共に、低コストを実現することができる。また、インバータ装置1は、基板パターンを大型化することができるので、大電流化することができると共に、基板の温度を抑制することができる。
Therefore, the
実施の形態5.
(相違点)
他の実施の形態との相違点は、整流器11として、チョッパー回路12又はスイッチングコンバータ14が構成されている点にある。
(Difference)
The difference from the other embodiments is that a
(実施の形態5の構成)
実施の形態1〜4においては、商用電源3が三相交流電源である場合を前提として、三相全波整流を行う整流器11の説明をしたが、上記の相違点で説明したように、チョッパー回路12又はスイッチングコンバータ14が構成されていてもよい。(Configuration of Embodiment 5)
In the first to fourth embodiments, the rectifier 11 that performs three-phase full-wave rectification is described on the assumption that the
図15は、本発明の実施の形態5におけるインバータ装置1の電気的構成の一例を示す図である。図15に示すように、チョッパー回路12から出力される直流電流が直流リアクトル13に供給され、チョッパー回路12から出力される直流電圧が平滑コンデンサ17に供給される。つまり、チョッパー回路12は、外部から供給される電源を直流電源に変換して供給するものであるので、上記の実施の形態1〜4で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
FIG. 15 is a diagram showing an example of an electrical configuration of
図16は、本発明の実施の形態5におけるインバータ装置1の電気的構成の別の一例を示す図である。図16に示すように、スイッチングコンバータ14から出力される直流電流が直流リアクトル13に供給され、スイッチングコンバータ14から出力される直流電圧が平滑コンデンサ17に供給される。つまり、スイッチングコンバータ14は、外部から供給される電源を直流電源に変換して供給するものであるので、上記の実施の形態1〜4で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
FIG. 16 is a diagram showing another example of the electrical configuration of
つまり、整流する回路構成は、直流電源に変換するものであれば、特に限定されない。なお、商用電源3が単相交流電源であってもよい。
That is, the circuit configuration to be rectified is not particularly limited as long as it is converted to a DC power source. The
(実施の形態5の効果)
整流する回路構成は、直流電源に変換するものであれば、上記の実施の形態1〜4で説明した効果と同様の効果を得ることができる。(Effect of Embodiment 5)
The circuit configuration to be rectified can obtain the same effects as those described in the first to fourth embodiments as long as it is converted to a DC power source.
以上、本実施の形態5においては、整流器11として、チョッパー回路12及びスイッチングコンバータ14の何れか一方から構成されている。
As described above, in the fifth embodiment, the rectifier 11 is configured by either one of the
したがって、インバータ装置1は、整流する回路構成が、直流電源に変換するものであれば、上記の実施の形態1〜4で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the
実施の形態6.
(相違点)
本実施の形態6では、インバータ装置1で駆動するモータ7を有する圧縮機131を備えた空気調和機110について説明する。Embodiment 6 FIG.
(Difference)
In the sixth embodiment, an
(実施の形態6の構成)
図17は、本発明の実施の形態6におけるインバータ装置1を用いた空気調和機110の一例を示す図である。図17に示すように、空気調和機110は、室外機111と、室内機112_1〜室内機112_Nとを備えている。なお、室内機112_1〜室内機112_Nを特に区別しない場合、室内機112と称する。(Configuration of Embodiment 6)
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the
室外機111と、室内機112とは、ガス側冷媒配管121と、液側冷媒配管122とで、接続されている。また、ガス側冷媒配管121は、室外機111と、室内機112とがガス側バルブ123で接続されている。液側冷媒配管122は、室外機111と、室内機112とが液側バルブ124で接続されている。つまり、室外機111と、室内機112とは、ガス側冷媒配管121及び液側冷媒配管122で接続されることで、後述するような冷媒回路を構成する。なお、ガス側冷媒配管121及び液側冷媒配管122のそれぞれを特に区別しない場合、冷媒配管120と称する。
The outdoor unit 111 and the
室外機111は、圧縮機131、四方弁132、室外熱交換器133、アキュムレータ134、第2絞り装置137、及び室外ファン141等を備えている。室内機112_1は、室内熱交換器135_1、第1絞り装置136_1、及び室内ファン143_1等を備えている。なお、室外機111は、上記で説明した電気品箱9を備えているが、図17は冷媒系統図であるため、ここでは図示を省略する。
The outdoor unit 111 includes a compressor 131, a four-way valve 132, an outdoor heat exchanger 133, an accumulator 134, a
なお、室内機112_2〜室内機112_Nは、室内機112_1と同様の構成であるため、それらの説明については省略する。また、室内熱交換器135_1〜室内熱交換器135_Nのそれぞれを特に区別しない場合、室内熱交換器135と称する。第1絞り装置136_1〜第1絞り装置136_Nのそれぞれを特に区別しない場合、第1絞り装置136と称する。室内ファン143_1〜室内ファン143_Nのそれぞれを特に区別しない場合、室内ファン143と称する。
Note that the indoor units 112_2 to 112_N have the same configuration as that of the indoor unit 112_1, and thus description thereof is omitted. Moreover, when not distinguishing each of indoor heat exchanger 135_1-indoor heat exchanger 135_N in particular, it will be called the
圧縮機131、四方弁132、室外熱交換器133、アキュムレータ134、室内熱交換器135、第1絞り装置136、及び第2絞り装置137が順に冷媒配管120で接続され、冷媒回路が構成されている。冷媒回路は、冷媒の圧縮と膨張とを行わせながら冷媒を循環させる。例えば、圧縮機131は、モータ7を備え、モータ7の駆動に応じて、冷媒を圧縮して吐出する。四方弁132は、冷房又は暖房に応じて冷媒の経路を切り換える。室外熱交換器133は、冷媒を外気と熱交換させることで、冷媒を凝縮させたり蒸発させたりする。アキュムレータ134は、余剰冷媒を貯留する。室内熱交換器135は、冷媒を室内の空気と熱交換させることで、冷媒を蒸発させたり凝縮させたりする。
The compressor 131, the four-way valve 132, the outdoor heat exchanger 133, the accumulator 134, the
(実施の形態6の動作)
空気調和機110は、インバータ装置1がモータ7を駆動させることで圧縮機131が駆動する。このとき、インバータ装置1は、インバータ19に異常が発生したとしても、上記で説明したように、インバータ19のスイッチング素子87が耐圧破壊されることがない。(Operation of Embodiment 6)
In the
(実施の形態6の効果)
インバータ装置1は、異常状態となったとしても、スイッチング素子87が破損するのを防ぐことができるため、空気調和機110を安定して稼働させることがでできる。(Effect of Embodiment 6)
Even if the
以上、本実施の形態6においては、室外機111と、室外機111とガス側冷媒配管121及び液側冷媒配管122で接続され、冷媒回路を構成する室内機112と、を備え、室外機111は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機131を備え、圧縮機131は、モータ7を備え、モータ7は、インバータ装置1に制御される。
As described above, in the sixth embodiment, the outdoor unit 111, the outdoor unit 111, the
したがって、インバータ装置1は、異常状態となったとしても、スイッチング素子87が破損するのを防ぐことができるため、空気調和機110を安定して稼働させることがでできる。
Therefore, even if the
1 インバータ装置、3 商用電源、5 開閉器、7 モータ、9 電気品箱、11 整流器、12 チョッパー回路、13 直流リアクトル、14 スイッチングコンバータ、15 突入電流防止回路、17 平滑コンデンサ、19 インバータ、23 第2リレー、25 突入電流防止抵抗、27 第1リレー、29 第3リレー、31 第1電圧検知手段、33 第2電圧検知手段、41 電源基板、43 制御基板、45 インバータ基板、47 信号演算装置、51 異常判定部、53 減速制御部、55 リレー制御部、57 インバータ制御部、71 リレー故障判定部、73 直流電圧異常判定部、75 稼働時回転数取得部、77 減速時回転数取得部、79 減速時間演算部、83 インバータ駆動信号判定部、85 ゲート制御部、87 スイッチング素子、91 OR演算部、93 第1半導体スイッチ、95 第2半導体スイッチ、97 第3半導体スイッチ、101 第1電源、102 第2電源、110 空気調和機、111 室外機、112、112_1〜112_N 室内機、120 冷媒配管、121 ガス側冷媒配管、122 液側冷媒配管、123 ガス側バルブ、124 液側バルブ、131 圧縮機、132 四方弁、133 室外熱交換器、134 アキュムレータ、135、135_1〜135_N 室内熱交換器、136、136_1〜136_N 第1絞り装置、137 第2絞り装置、141 室外ファン、143、143_1〜143_N 室内ファン。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverter apparatus, 3 Commercial power supply, 5 Switch, 7 Motor, 9 Electrical box, 11 Rectifier, 12 Chopper circuit, 13 DC reactor, 14 Switching converter, 15 Inrush current prevention circuit, 17 Smoothing capacitor, 19 Inverter, 23 2 relay, 25 inrush current prevention resistor, 27 first relay, 29 third relay, 31 first voltage detection means, 33 second voltage detection means, 41 power supply board, 43 control board, 45 inverter board, 47 signal arithmetic device, 51 abnormality determination unit, 53 deceleration control unit, 55 relay control unit, 57 inverter control unit, 71 relay failure determination unit, 73 DC voltage abnormality determination unit, 75 operating rotation speed acquisition unit, 77 deceleration rotation speed acquisition unit, 79 Deceleration time calculation section, 83 Inverter drive signal determination section, 85 Gate control section, 87 sec Tatching element, 91 OR operation unit, 93 first semiconductor switch, 95 second semiconductor switch, 97 third semiconductor switch, 101 first power source, 102 second power source, 110 air conditioner, 111 outdoor unit, 112, 112_1 to 112_N Indoor unit, 120 refrigerant piping, 121 gas side refrigerant piping, 122 liquid side refrigerant piping, 123 gas side valve, 124 liquid side valve, 131 compressor, 132 four-way valve, 133 outdoor heat exchanger, 134 accumulator, 135, 135_1 135_N indoor heat exchanger, 136, 136_1-136_N 1st expansion device, 137 2nd expansion device, 141 outdoor fan, 143, 143_1-143_N indoor fan.
Claims (9)
前記整流器の陽極側と接続され、前記整流器の直流電流を平滑する直流リアクトルと、
前記直流リアクトルの出力側と、前記整流器の陰極側との間に接続され、前記整流器の直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、
前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に設けられ、前記平滑コンデンサへの突入電流を防止する突入電流防止回路と、
前記平滑コンデンサで平滑された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記突入電流防止回路と、前記インバータと、を制御するインバータ基板と、
前記突入電流防止回路にかかる第1電圧を検知する第1電圧検知手段と、
前記インバータにかかる第2電圧を検知する第2電圧検知手段と、
を備え、
前記突入電流防止回路は、
前記直流リアクトルと、前記平滑コンデンサとの間に接続され、1つ又は複数のリレーと、
前記1つ又は複数のリレーと並列に接続された突入電流防止抵抗と、
を備え、
前記1つ又は複数のリレーのうち、複数のリレーのそれぞれは並列に接続され、
前記インバータ基板は、
前記第2電圧が直流電圧異常レベルまで低下した場合に、前記インバータを減速させて停止させる減速制御部と、
前記減速制御部による減速制御によって前記インバータが停止するまで、前記1つ又は複数のリレーのうち、少なくとも1つのリレーを閉状態とするリレー制御部と、を有し、
前記減速制御部は、
前記第1電圧がリレー故障判定電圧レベルまで上昇した場合、前記インバータを減速させて停止させるものである
ことを特徴とするインバータ装置。 A rectifier,
A direct current reactor connected to the anode side of the rectifier and smoothing the direct current of the rectifier;
A smoothing capacitor connected between the output side of the DC reactor and the cathode side of the rectifier and smoothing the DC voltage of the rectifier;
An inrush current prevention circuit that is provided between the DC reactor and the smoothing capacitor and prevents an inrush current to the smoothing capacitor;
An inverter for converting the DC voltage smoothed in the previous SL smoothing capacitor into an AC voltage,
An inverter board for controlling the inrush current prevention circuit and the inverter;
First voltage detection means for detecting a first voltage applied to the inrush current prevention circuit;
Second voltage detecting means for detecting a second voltage applied to the inverter;
With
The inrush current prevention circuit is
One or more relays connected between the DC reactor and the smoothing capacitor;
An inrush current preventing resistor connected in parallel with the one or more relays;
With
Of the one or more relays, each of the plurality of relays is connected in parallel,
The inverter board is
A deceleration control unit that decelerates and stops the inverter when the second voltage drops to a DC voltage abnormal level;
To said inverter by deceleration control by the deceleration control unit is stopped, one of the one or more relays, have at least one relay and a relay controller which closed, and
The deceleration control unit
The inverter device , wherein when the first voltage rises to a relay failure determination voltage level, the inverter is decelerated and stopped .
前記1つ又は複数のリレーとして、前記制御基板で制御される第1リレーと、前記インバータ基板で制御される第2リレーと、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。 A control board for controlling the inrush current prevention circuit and the inverter board ;
As the one or more relays, to claim 1, wherein the first relay, which is controlled by the control board, a second relay which is controlled by the pre-Symbol inverter board, the Bei obtain <br/> that the The described inverter device.
前記1つ又は複数のリレーを制御する信号演算装置と、をさらに備え、
前記1つ又は複数のリレーとして、前記制御基板又は前記インバータ基板で制御される第3リレーを備え、
前記信号演算装置は、
前記制御基板から供給される第1制御信号、及び前記インバータ基板の前記リレー制御部から供給される第2制御信号、の少なくとも一方に基づいて、前記第3リレーを閉状態とする
ことを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。 A control board for controlling the inrush current prevention circuit and the inverter board;
A signal arithmetic device for controlling the one or more relays,
Wherein in one or more relays, and a third relays which are controlled by the control board or the inverter board,
The signal arithmetic unit is
The third relay is closed based on at least one of a first control signal supplied from the control board and a second control signal supplied from the relay control unit of the inverter board. The inverter device according to claim 1 .
スイッチング素子と、
前記スイッチング素子を制御するゲート制御部と、
を備え、
前記インバータ基板は、
前記ゲート制御部を制御し、前記スイッチング素子の作動時間を段階的に減少させ、前記インバータを停止させる
ことを特徴とする請求項3に記載のインバータ装置。 The inverter is
A switching element;
A gate control unit for controlling the switching element;
With
The inverter board is
The inverter device according to claim 3, wherein the inverter is controlled by controlling the gate control unit to gradually reduce an operation time of the switching element.
前記インバータで駆動するモータの現在の回転数に基づいて、前記モータの減速時間を求める
ことを特徴とする請求項4に記載のインバータ装置。 The inverter board is
The inverter apparatus according to claim 4, wherein a deceleration time of the motor is obtained based on a current rotational speed of the motor driven by the inverter.
前記インバータ基板の基準電位と、前記制御基板の基準電位とが同じであって、
前記第2制御信号に基づいて開閉する第2半導体スイッチと、
前記第2半導体スイッチと非絶縁状態であり、前記第1制御信号に基づいて開閉する第1半導体スイッチと、
を備え、
前記第1半導体スイッチの出力と、前記第2半導体スイッチの出力と、の論理和演算の結果に基づいて、前記第3リレーを閉状態とする
ことを特徴とする請求項5に記載のインバータ装置。 The signal arithmetic unit is
The reference potential of the inverter board is the same as the reference potential of the control board,
A second semiconductor switch that opens and closes based on the second control signal;
A first semiconductor switch that is non-insulated with the second semiconductor switch and opens and closes based on the first control signal;
With
6. The inverter device according to claim 5, wherein the third relay is closed based on a result of an OR operation between the output of the first semiconductor switch and the output of the second semiconductor switch. .
前記インバータ基板の基準電位と、前記制御基板の基準電位とが異なるものであって、
前記第2制御信号に基づいて開閉する第2半導体スイッチと、
前記第2半導体スイッチと絶縁状態であり、前記第1制御信号に基づいて開閉する第3半導体スイッチと、
を備え、
前記第2半導体スイッチの出力と、前記第3半導体スイッチの出力と、の論理和演算の結果に基づいて、前記第3リレーを閉状態とする
ことを特徴とする請求項5に記載のインバータ装置。 The signal arithmetic unit is
The reference potential of the inverter board is different from the reference potential of the control board,
A second semiconductor switch that opens and closes based on the second control signal;
A third semiconductor switch that is insulated from the second semiconductor switch and opens and closes based on the first control signal;
With
6. The inverter device according to claim 5, wherein the third relay is closed based on a result of an OR operation between the output of the second semiconductor switch and the output of the third semiconductor switch. .
チョッパー回路及びスイッチングコンバータの何れか一方から構成された
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載のインバータ装置。 As the rectifier,
The inverter device according to any one of claims 1 to 7, wherein the inverter device includes any one of a chopper circuit and a switching converter.
前記室外機とガス側冷媒配管及び液側冷媒配管で接続され、冷媒回路を構成する室内機と、
を備え、
前記室外機は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機を備え、
前記圧縮機は、
モータを備え、
前記モータは、
請求項1〜請求項8の何れか一項に記載のインバータ装置に制御される
ことを特徴とする空気調和機。 Outdoor unit,
An indoor unit connected to the outdoor unit by a gas side refrigerant pipe and a liquid side refrigerant pipe to constitute a refrigerant circuit;
With
The outdoor unit is
A compressor that compresses and discharges the refrigerant;
The compressor is
Equipped with a motor,
The motor is
The air conditioner controlled by the inverter apparatus as described in any one of Claims 1-8.
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